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4种机用镍钛器械预备模拟弯曲根管的成形能力比较

2021-04-25史璐周俊玲吴双万婕杨云飞

实用口腔医学杂志 2021年1期
关键词:锥度管内根管

史璐 周俊玲 吴双 万婕 杨云飞

近年来采用新型加工处理工艺如电解抛光、离子注入、表面涂层和热处理等制成的机用镍钛器械的柔韧性和抗疲劳性能显著提高。有关这些新型镍钛锉的设计特点、物理机械性能和根管成形能力等方面的研究和评价成为了新的热点和关注点[1]。同时,国产机用镍钛器械在材质、横断面、锥度、螺旋(纹)角度、螺旋(纹)距设计等方面不断改进[2-3]。本文选取了3种国产机用镍钛器械M3-pro、X-file和M-PRO 以及M-Wire材质的ProTaper Next,拟比较4种机用镍钛器械预备树脂模拟弯曲根管的成形能力,以期为临床应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 主要材料与仪器

树脂模拟根管、ProTaper Next机用镍钛器械、不锈钢手动K锉、X-Smart 根管马达、乙二胺四乙酸凝胶(EDTA)(Densply Maillefer,瑞士); M3-pro机用镍钛器械(上海益锐齿科材料有限公司);X-file机用镍钛器械(深圳市速航科技发展有限公司);M-PRO机用镍钛器械(上海埃蒙迪材料科技股份有限公司); 3%次氯酸钠(NaClO)(朗力生物医药(武汉)有限公司); 0.9%氯化钠注射液(四川科伦药业股份有限公司);Leica M320F12牙科手术显微镜(Leica,德国)。

1.2 方法

1.2.1 实验分组 将80 个单弯树脂根管模块根据待检测的机用镍钛器械随机分为 4 组(n=20):ProTaper Next组、 M3-pro组、 M-PRO组和X-file组。模拟根管的根尖孔直径0.15 mm,锥度 0.02,工作长度16 mm,弯曲度35°[4],弯曲半径5 mm[5]。

1.2.2 预备前根管图像采集 在树脂模块上标“+”定位标记, 10#K锉探查并疏通根管,生理盐水冲洗,吸潮纸尖吸干根管。在根管内注入黑色墨水,将模块固定在操作台上,使牙科手术显微镜的物镜垂直于根管中轴,放大倍数10×,拍摄预备前的根管图像。

1.2.3 根管预备 4种镍钛器械的使用程序见表1。所有机用镍钛器械均以X-Smart根管马达驱动,手机减速比为6 ∶1。以EDTA凝胶作为根管润滑剂。所有操作由同一名有经验的医师严格遵照厂家使用说明完成。使器械无压力地沿根管滑行,遇阻力时(控制器械每次深入约1 mm)上下提拉并向根管壁四周拂刷(brushing motion),如此,使器械沿根管前进3~4 mm;退出器械,75%酒精棉球清洁器械,3% NaClO和生理盐水交替冲洗根管,10#K锉清理根管内碎屑,并再次冲洗根管后,继续按照前述方法进行根管预备。每支器械重复2~3 次,到达既定工作长度。如遇器械无法继续向根管中深入,则及时退出器械,经器械清洁、根管冲洗-回锉-再冲洗后,重复上述方法进行预备。每更换一支器械,均使用5 mL 3% NaClO和5 mL生理盐水冲洗根管,并使用10#K锉疏通根管,去除碎屑。每套器械预备4 个根管后弃用。每预备完成一个根管,均在牙科手术显微镜下检查器械有无变形,一旦变形即更换新器械。

1.2.4 预备后根管图像采集 预备完成后,按照前述方法拍摄预备后的根管图像。

1.3 器械成形能力的评价指标

1.3.1 预备后根管弯曲角度及弯曲半径的变化值检测 使用Adobe photoshop CS6(Adobe system Inc. San Jose公司,美国),根据Schneider 法[4]测量预备后根管弯曲角度。每个样本测量3 次,取平均值,记录为α,则预备后根管弯曲角度的变化值为35°-α。根据Schäfer法测量预备后根管弯曲半径r(mm),即如果连接根管弯曲起点与根尖孔的线段的长度为s(mm),则r=s/2sinα[5]。预备后根管弯曲半径的变化值为5-r(mm)。

表 1 4 种机用镍钛器械的使用程序

1.3.2 根管内外侧壁树脂去除量检测 根据“+”定位标记,使用Adobe photoshop CS6软件重叠根管预备前后的图像(图 1)。以预备前的根尖孔为圆心,半径从1 mm 开始,依次递增至 10 mm 作同心圆弧线,弧线与根管相交,共确定10 个观测点[6]。分别测量每一位点上根管内侧壁树脂去除量X1、外侧壁树脂去除量X2。每一位点测量 3 次取平均值,结果以mm为单位,精确到 0.001 mm。

1.3.3 中心定位能力检测 以X2-X1计算偏移量。得数为正表示向根管外侧壁偏移,得数为负表示向根管内侧壁偏移。数值越接近于0,说明器械的中心定位能力越好[7]。

1.4 统计学分析

2 结 果

2.1 根管预备后弯曲角度及弯曲半径变化值

根管预备后, 4 组树脂根管的弯曲角度均减小,弯曲半径增大。组间差异无统计学意义(P>0.05)。 结果见表 2。

图 1 4 组镍钛器械根管预备前后重叠图像

表 2 4组样本根管预备后树脂根管弯曲角度及弯曲半径变化值

2.2 根管预备后根管内、外侧壁树脂去除量

在模拟根管内侧壁,M-PRO的树脂去除量在各测量位点均大于ProTaper Next(P<0.05),在距根尖孔3~10 mm处均大于X-file (P<0.05),在7~10 mm处均大于M3-pro(P<0.05)。M3-pro的树脂去除量在1~6 mm处大于ProTaper Next(P<0.05),在3~6 mm处大于X-file(P<0.05)。X-file的树脂去除量在2 mm处大于ProTaper Next,二者在其它位点无显著性差异(P>0.05)。结果见图 2。

在模拟根管外侧壁,除距根尖孔1 mm处外,M-PRO在其余测量位点的树脂去除量均大于ProTaper Next(P<0.05);在2 mm, 3 mm和6 mm处大于X-file (P<0.05);在7~10 mm处大于M3-pro(P<0.05),但在1mm处小于M3-pro(P<0.05)。M3-pro的树脂去除量在距根尖孔1~6 mm处大于ProTaper Next(P<0.05);在1~3 mm处大于X-file(P<0.05),但在10 mm处小于X-file(P<0.05)。X-file的树脂去除量在6~10 mm处均大于ProTaper Next(P<0.05)。

2.3 中心定位能力

4 种器械在各测量位点均呈现不同程度的偏移。在距根尖孔1~2 mm处, X-file、ProTaper Next和M-PRO的中心定位能力均显著优于M3-pro,且X-file和ProTaper Next的偏移量较小(P<0.05)。在3 mm处,4种器械的偏移量差异无统计学意义(P>0.05)。在4~7 mm处,X-file组的根管偏移量较小,中心定位能力较好(P<0.05)。在8~10 mm位点,M-PRO的偏移量较大。在距根尖孔1~3 mm处, 4 种器械均向根管外侧壁偏移。在4~10 mm处,器械大多表现为向根管内侧壁偏移,仅X-file在4 mm及8~10 mm位点向根管外侧壁偏移, 结果见表 3。

表 3 4 种镍钛锉根管预备后在各测量位点中心定位能力

3 讨 论

本实验使用的是弯曲度35°,曲率半径5 mm的树脂模拟根管,避免了离体牙根管弯曲度差别较大导致实验误差的缺点。实验中每预备一支器械,均使用10#K锉疏通根管, 3% NaClO和生理盐水冲洗根管,清理碎屑,减轻树脂发热和碎屑堆积的不良影响。

“啄法”(pecking motion)和“刷式”(brushing motion)手法是两种被广泛使用的机用镍钛器械操作手法[8]。“啄法”是向器械尖端施以极轻微的压力,小幅度上下提拉器械,每次深入1 mm,直至到达工作长度。“刷式”手法不向器械尖端施加压力,使器械在马达驱动力的作用下被动地沿根管滑行,遇阻力时提拉器械并向根管周壁拂刷,控制器械前行的深度,每次不超过1 mm[8]。根据4种器械的产品说明,均建议采用“刷式”操作手法[9-10]。Gambarini等[11]推荐机用镍钛器械应采用刷式操作手法,利用器械侧边的切削力提刷根管壁,逐步敞开根管,有利于器械向根管中深入,成形根管,减少器械承受的压力。对于TF锉(Kerr Endo, 美国),根管预备过程中“刷式”运动产生的扭矩小于“啄式”运动,“刷式”运动是相对安全的操作手法[8]。值得注意的是提刷次数增加,根管中上段牙本质切削量增加[12]。本次实验中,每支器械重复2~3 次到达既定工作长度。到达根尖区时,短促提拉即退出根管,不再侧向提刷根管,以避免过度切削牙本质。

实验中4组终末预备器械尖端直径均为0.25 mm,尖端锥度除X-file为8%,其余均为6%。 ProTaper Next的D1-D11为渐变递增锥度,D12-D16为渐变递减锥度设计。X-file的D0-D3为定锥度,D3-D9为渐变递增锥度,D9-D16为渐变递减锥度设计。这种锉针尖部递增锥度设计,有助于根尖区感染牙本质的有效切削和清除;上段递减锥度的设计,有助于增加器械的柔韧性和保护冠方牙本质[9]。实验中,ProTaper Next和X-file的树脂去除量在多个位点均小于M3-pro和M-PRO,尤其是在根管内侧壁。根管预备时弯曲内侧壁的切削过多易导致危险区形成和根管拉直[13]。M-PRO的树脂去除量相对较多,尤其是在根管中上段。这可能是由于M-PRO开口锉的使用,M-PRO开口锉的尖端锥度4%,D3-D7为8.5%,D7-D11为9%。根管预备器械的切削能力是多种因素决定的,除了器械的锥度和直径外,器械的横断面设计、碎屑清除能力、切割角度、螺纹角度、螺纹间距、合金的特性、表面处理等均可影响器械的切削效率[14]。本实验中, 4 种器械在各测量位点处树脂去除量的变化较复杂,尤其是在根管外侧壁,以M3-pro为例,M3-pro的各支器械锥度恒定,其树脂去除量在距根尖孔1~6 mm处大于ProTaper Next(P<0.05);在1~3 mm处大于X-file(P<0.05),但在10 mm处小于X-file(P<0.05)。因此,今后还需进一步完善实验设计,通过控制变量,研究各种参数对于器械成形能力的影响。

本次实验结果显示4 种镍钛器械的根尖偏移量均小于0.3 mm。在引起根管偏移的因素中,与器械相关的因素主要包括器械的材质、横截面设计和尖端切削能力等。ProTaper Next、 M3-pro的通道锉和过渡锉均是由 M-Wire镍钛合金制成。M-Wire合金内部含奥氏体及少量马氏体和R相,因此M-Wire能够保持超弹性状态[15]。M3-pro的成形锉是控制记忆合金丝(controlled memory wire,CM-Wire)。CM-Wire以马氏体为主,含有数量不等的奥氏体和R相。与奥氏体镍钛锉ProTaper相比,兼具了M-Wire和CM-Wire 的M3-pro根管偏移较少,具有较好的根管成形效果[16-18]。理论上,CM丝镍钛器械由于控制了镍钛合金的记忆,韧性极佳且无形态记忆,因回弹效应拉直根管的倾向极低[19]。然而,国际上关于CM丝材质的镍钛器械Hyflex CM(Coltène/Whaledent,瑞士)中心定位能力的研究结果不一[20-21]。邓菲菲[22]比较了ProTaper Next和M3-pro预备下颌磨牙近中根管时的根管偏移情况,发现ProTaper Next的偏移程度更小,与本研究的结果一致,说明器械的中心定位能力是多因素决定的。M3-pro的通道锉和过渡锉横断面为正方形或凸三角形;成形锉横断面为正三角形[16]。ProTaper Next采用强度更大的偏心矩形截面、变锥度设计、独特的不对称旋转运动,在预备弯曲根管时中心定位能力较好[6]。

X-file也表现出较好的中心定位能力,甚至在5~7 mm位点优于ProTaper Next。根据产品说明书,X-file锉采用MaxTech镍钛合金技术制成。Max-wire采用马氏体-奥氏体电解抛光技术制成。研究表明,Max-wire的根管预备器械抗循环疲劳能力显著增强[23-24],且Max丝能够表现出形态记忆功能和较高的柔韧性。X-file也是偏心矩形的截面设计,由于横截面面积较小,可明显减少根管预备时器械与牙体组织的接触面积,在根管预备过程中始终与根管壁为2点接触,能够减少去除牙体组织量且能够维持良好的中心定位能力。根据产品说明书,M-PRO采用的X-wire镍钛合金丝制成,具有热激活特性及良好的柔韧性。横截面为凸三角形,切削刃间距逐渐递增,有助于碎屑排溢。M-PRO的抗循环疲劳能力优于传统镍钛合金制成的RaCe镍钛器械(FKG, 瑞士)[25]。本次实验中M-PRO的偏移量大于X-file,在根尖段小于M3-pro,在根管上段大于M3-pro。

实验中, 4 种器械预备根管均引起根管弯曲角度减小,弯曲半径增加,提示4 种器械均存在根管拉直的倾向,但组间的差异无统计学意义,说明4 种镍钛器械在维持根管的原有弯曲方面具有相似的效果。在回弹效应的作用下,本实验中4 种器械在根尖段向根管外侧壁偏移,在根管中上段向根管内侧壁偏移。

综上所述,M3-pro、M-PRO、X-file3种国产新型机用镍钛器械与ProTaper Next均具有良好的根管成形能力,能够较好地维持根管的原始走向,其中X-file与ProTaper Next的表现更优。今后需进一步开展有关国产机用镍钛锉临床应用效果、抗疲劳性能,抗扭转折断能力等方面的研究,为改进、研发新型国产机用镍钛器械提供参考。

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