應用顯微CT評估兩種鎳鈦銼預備重度彎曲根管成形能力的實驗研究

陳曉燕　馬琰　邱申彩

[摘要]目的：使用顯微CT（micro-computde tomographic imaging，Micro-CT）掃描成像系統(tǒng)，觀察比較ProTaper Next（PTN）和Twisted Files Adaptive（TFA）預備下頜磨牙近中彎曲根管的成形能力。方法：20顆近期拔除的具有兩個獨立且呈25°～35°近中根管的下頜磨牙，采用兩種機用根管銼系統(tǒng)進行根管預備，Micro-CT掃描并三維重建根備前后并成像，對以下參數(shù)分析：根管容積、表面積、根管偏移、根管/根寬度比和預備時間。結(jié)果：PTN平均偏移范圍為0.038～0.174mm，TFA為0.079～0.197mm，在各水平評估的參數(shù)的統(tǒng)計學比較無顯著性差異（P>0.05）。根管預備完成后，所有根管在觀測水平的根管寬度都不超過根寬的35%。結(jié)論：應用Micro-CT系流評估，PTN和TFA在根管偏移和對中能力上具有相似結(jié)果，兩種器械沒有出現(xiàn)過度切削牙本質(zhì)，降低了根折的風險。

[關鍵詞]根管治療；根管預備；Micro-CT；根管偏移；牙本質(zhì)厚度

[中圖分類號]R781.33 [文獻標志碼]A [文章編號]1008-6455（2019）01-0122-04

Experiment Research on Evaluating the Shapping Ability of Two Nickel-Titanium Instruments to Prepare Severely Curved Canals with Micro-CT

CHEN Xiao-yan，MA Yan，QIU Shen-cai，SHE Yu-xiu，WU Pei-ling

（Department of Stomatology， the Second Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University， Urumqi 830068，Xinjiang，China）

Abstract： Objective ProTaper Next （PTN） and Twisted Files Adaptive （TFA） systems were used to prepare the proximal and medial curved root canals of mandibular molars. Micro-CT scans were used to compare the shapping ability. Methods A total of 20 with two independent 25°to 35°curved mesial root canals of extracted first mandibular molars were scanned using micro-CT imaging before and after root canal preparation with the 2 instrument systems.Three-dimensional reconstruction and analysis of image data before and after root preparation.The following parameters： root canal volume， surface area， root canal transportation， root canal/root width ratio， and preparation time. Results The ProTaper Next averaged transportation range was 0.038 to 0.174mm， and the TFA was 0.079 to 0.197mm. There was no statistically significant difference in the parameters evaluated at each level （P>0.05）. After root canal preparation， the root canal width of all root canals at the observation level did not exceed 35% of the root width. Conclusion PTN and TFA have similar results in root canal transportation and center ratio. Both instruments do not have excessive cutting dentin and reduce the risk of root fracture.

Key words： root canal treatment ；root canal preparation；micro–computed tomographic imaging； root canal transportation；dentin thickness

根管預備是根管治療的一個關鍵階段，因為它不僅僅針對去除剩余的感染組織、微生物和碎屑，同時也為有效沖洗和根管封閉創(chuàng)造了先決條件。在牙髓治療中，根管的解剖特征，如中重度彎曲度、裂紋、生理或病理礦化、根管寬度，均增加了根管預備程序的難度并要求醫(yī)生更謹慎的專業(yè)技巧[1]。根管彎曲產(chǎn)生了一個復雜的因素，即無論選用哪種器械都會影響根管壁的成形和清潔的能力[2]。根管偏移為彎曲根管預備過程中的并發(fā)癥之一，是指根管預備器械過度切削管壁，預備后的根管偏離根管中軸未維持原根管走向的現(xiàn)象[3]。在預備過程中，不同的鎳鈦器械、根尖預備大小等對根管壁的損傷程度也存在差異[4]。根管成形可能出現(xiàn)過度去除牙本質(zhì)，當根部在受到來自根管充填、修復操作或咀嚼等進一步負荷時容易發(fā)生折裂[5-7]，有報道當根管寬度大于牙根寬度的35%時，根部折裂風險增加。本文通過Micro-CT評估兩種鎳鈦銼預備重度彎曲根管的成形能力，旨在為臨床應用提供參考。

1 材料和方法

1.1 設備和材料：Micro-CT（SkyScan 1172.v2，Bruker-microCT，Kontich，比利時）、數(shù)字射線照片（CCX Digital trophy，法國）、PTN鎳鈦銼（Dentsply，瑞士）、TFA鎳鈦銼（VDW，德國）、X-smart plus馬達（Dentsply，瑞士）、TFA專用馬達（VDW，德國）、測量尺、不銹鋼K銼、EDTA（Well-Prep，韓國）。

1.2 樣本選擇和初始Micro-CT掃描：從新疆醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院收集的患者近期因牙周病拔除的38顆基本完整且根尖孔閉合的下頜第一、第二磨牙，并儲存在含有0.9%鹽水溶液的玻璃瓶中。數(shù)字射線照片拍攝近遠中向和頰舌向圖像來測定樣本具有兩個獨立的且呈25°～35°彎曲近中根管的磨牙[9]。根據(jù)Schneider方法[10]測量的曲率角在25°～35°之間的相似形狀的根，彎曲半徑3～6mm，選擇了20顆在解剖學上具有相似形態(tài)的下頜磨牙（見表1），將兩個近中根管隨機分給兩個實驗組（n=20），PTN和TFA組。在釉牙骨質(zhì)界上約3mm處行截冠處理，以實現(xiàn)標本長度基本一致，并可在Micro-CT掃描過程中保持垂直位置。

將樣本放置在特定的載物臺上，Micro-CT進行掃描。掃描條件：電壓為69kV，電流為100mA，20μm的各向同性分辨率，圍繞垂直軸180°旋轉(zhuǎn)。掃描的圖像使用NRecon軟件（v 1.6.8，SkyScan）進行三維重建并以DICOM格式儲存。

1.3 根管預備：通過插入#10K-flex銼進入根管來確認頂端通暢，根尖孔見器械尖端，工作長度為該測量值減去1.0mm來確定，建立一個#15K銼可到達工作長度的下滑通路。PTN使用X-smart plus馬達，TFA使用專用馬達。整個根管預備過程中用#10K銼疏通以維持根尖孔通暢，所有的器械都預備至工作長度，并且作幅度約2～3mm的上下提拉運動，根尖部輕壓力。根管制備如下：PTN儀器在300rpm和2.0Ncm下使用以下順序操作：X1（17/0.04），X2（25/0.06）；TFA順序使用SM1（20/0.04）和SM2（25/0.06）。由一位有經(jīng)驗的口腔內(nèi)科醫(yī)師按照兩個系統(tǒng)的操作說明程序進行根管預備。每支器械預備3個根管。兩組均使用相同沖洗液等量沖洗，用1ml EDTA潤滑根管壁1min，根管用3ml的3%次氯酸鈉溶液沖洗。根管預備完成后，用3ml的0.9%生理鹽水沖洗并用吸潮紙尖干燥。記錄各組的總預備時間，其中器械離開根管的時間不計。

1.4 預備后根管Micro-CT分析：用兩種系統(tǒng)進行根管預備后，標本在與先前具有相同參數(shù)Micro-CT設備中重新掃描。掃描后的圖像使用NRecon軟件進行三維重建及圖像軟件處理及測量相關數(shù)據(jù)。

1.5 體積、表面積：Image J 軟件（ National Institutes of Health）用于計算體積和表面積，所有的圖像數(shù)據(jù)分析是由操作者以外且不知道根管分組的人執(zhí)行。

1.6 根管/根寬度比和根骨折風險：使用Mimics Medical 20.0軟件測量術前和術后兩個水平的根管寬度：根尖3mm和根中水平。如果根備后根管寬度大于根寬的35%則考慮有潛在的骨折風險。

1.7 根管偏移：根管偏移和軸中心率分別為距離根尖1mm、3mm、5mm和7mm四個水平，通過使用Gambill（1996）[11]計算：根管偏移程度=（m1-m2）-（d1-d2）；軸中心率=（m1-m2）/（d1-d2）或（d1-d2）/（m1-m2）（為較小值與較大值比值），其中m1=預備前最薄的近中牙本質(zhì)壁，m2 =預備后最薄的近中壁，d1=預備前最薄的遠中壁，d2=預備后最薄的遠端壁。如根管偏移中結(jié)果越接近0 表示根管偏移量越小，軸中心率結(jié)果越接近1則表示中心定位能力越好。偏移和軸中心率由兩名非實驗知情的已經(jīng)過培訓操作員評估，在選定的斷層反復測量三次求平均值。

1.8 統(tǒng)計學分析：使用SPSS 17.0軟件分析數(shù)據(jù)分布正態(tài)性，結(jié)果為數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布。獨立t檢驗用于比較組間根管預備前后體積和表面積及增加百分比（%）和兩個水平的管/根寬度比，根管偏移和軸中心率和預備時間。檢驗水準α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 體積和表面積：使用兩種系統(tǒng)根管預備后根管體積、表面積顯著增加，PTN根管體積增加率為（36.59±18.30）%，TFA為（33.41±21.78）%，兩種系統(tǒng)的體積、表面積比較，無顯著性差異（P>0.05）（見表2）。

2.2 根管/根寬度和根骨折風險：兩個系統(tǒng)明顯增大了根管的寬度（見表3）。PTN管/根寬度比范圍為15%～30%，TFA的范圍為17%～31%。兩種系統(tǒng)在根尖3mm和根中兩個水平處比較，無顯著性差異（P>0.05）。在所檢測水平上，沒有根管標本預備后寬度超過根寬度的35%。

2.3 根管偏移：根管預備前后，觀察并檢測各個水平（見圖1）的根管橫斷面偏移情況，PTN平均偏移范圍為0.038～0.174mm，TFA為0.079～0.197mm（見表4）。TFA根管預備的平均預備時間是43.5s，PTN為46.6s，無顯著性差異（P>0.05）。兩種系統(tǒng)根管預備前后根管三維重建后形態(tài)見圖2。

3 討論

在以往研究中，通常有兩個實驗模型：樹脂根管與離體牙。使用離體牙的好處是更接近臨床情況[12]，且樹脂根管的硬度和根牙本質(zhì)的磨損方式也不相同[13]，根管預備過程產(chǎn)生的熱量可能會軟化樹脂，因此，在本研究中使用了離體牙。盡管天然牙齒的形態(tài)多變，但盡可能選擇相似維度的離體牙確保兩組的可比性。下頜磨牙的根部因為其近遠中寬度比頰舌徑小，更容易發(fā)生牙質(zhì)過度切削進而根折，根管狹窄而彎曲增加了器械操作難度，所以選擇重度彎曲近中根管作為樣本。

隨著不同器械的改良和根管預備操作技術的發(fā)展，包括根管切片法、根尖片、數(shù)字化攝影、CBCT等方法來評估器械的根管成形能力，目的是保留根尖孔和原始根管的解剖形態(tài)[14]。然而采用Micro-CT可獲得更準確的信息，可以對根管三維進行定量和定性評估[15]即在不破壞樣本的情況下清楚了解樣本內(nèi)部顯微結(jié)構，通過軟件觀察樣本內(nèi)部的各個截面信息并進行三維分析，具有較高的精確性。因此在本研究中通過Micro-CT掃描，并選擇較詳細的評價指標來從多方面論證兩種系統(tǒng)的根管偏移和定位中心的能力。

總體而言，PTN和TFA儀器具有相似的根管偏移和中心定位能力（P>0.05）。因此，實驗的無效假設是成立的。結(jié)果符合Capar等的研究，使用CBCT評估了六種不同旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)對下頜磨牙彎曲近中根管的影響，包括PTN和TFA的根管偏移，軸中心率，表面積和體積的變化[16]。但本實驗的結(jié)果與之前的研究存在不一致，可通過研究方法差異來解釋其矛盾結(jié)果，Liu等[17]使用的是樹脂根管，而在本研究中使用下頜磨牙近中根管，他們在TFA組中預備根管至SM3（35/0.04）器械；本次實驗TFA組是預備到SM2（25/0.06）器械。另外，SX（19/0.06）源于ProTaper Universal系統(tǒng)被用于PTN組根冠和根中三分之二的成形，但TFA系統(tǒng)并未建議使用，因此決定在兩組中不使用SX器械。

PTN有一個矩形的橫截面設計和不對稱的旋轉(zhuǎn)運動，在根管中呈“蛇形”前進，可以改善根管成形的有效性。TFA經(jīng)R相熱處理，扭轉(zhuǎn)的金屬和特殊的表面調(diào)整，增加了其抗彎曲性疲勞，韌性和靈活性。當TFA受到輕微的阻力時，會進行連續(xù)旋轉(zhuǎn)和往復運動模式，可一定程度維持原來的根管中心并減少根管偏移。由于下頜磨牙近中根管的形態(tài)通常是向內(nèi)側(cè)彎曲的，因此，用具有彈性的鎳鈦器械在預備根管時傾向于向外側(cè)壁方向偏移。

在圖2中可觀察到兩種系統(tǒng)根管預備前后根管形態(tài)的變化，兩種系統(tǒng)都有器械無法切削的區(qū)域。經(jīng)根備后，根管體積、表面積和寬度明顯增加，兩者并沒有統(tǒng)計學差異。根管過度擴大，可能在根管充填、修復程序或咀嚼負荷時使牙齒易于發(fā)生根裂。為了防止折裂的危險，建議樁道寬度不要超過牙根寬度的三分之一[18]?；谶@些參數(shù)，可認為兩種系統(tǒng)預備下頜磨牙的近中根都是安全的，因為在兩個檢測水平上均未出現(xiàn)根備后管徑大于根寬度的35%。

PTN和TFA系統(tǒng)的運動模式不同，分別為連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動和自適應運動。之前有研究已經(jīng)評估了不同運動學特性的NiTi系統(tǒng)根管偏移和定位中心能力[19]。一般來說，當使用相同的儀器在兩種運動中，連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動可觀察到更好的結(jié)果[20]。在本研究中，考慮器械的運動方式，每個系統(tǒng)都是根據(jù)制造商的說明使用。每種器械的引導尖端是器械的關鍵特征，遵循根管彎曲從而減少阻力來增加安全性。三角形的橫截面比其他器械（包括PTN那樣的矩形設計）更靈活[21]。在大多數(shù)Micro-CT研究中提到了根管未預備表面區(qū)域，因為這些區(qū)域可能仍然存在組織殘留物和細菌生物膜并危及治療結(jié)果[22]。目前，沒有能夠清潔和消毒整個根管系統(tǒng)的器械或技術，特別是對于根尖部分。為了盡可能將根管內(nèi)的感染內(nèi)壁去除，若使用大號的器械進行根管預備，可能出現(xiàn)去除的牙本質(zhì)過多現(xiàn)象，進而產(chǎn)生不良影響。

在本次研究中，PTN和TFA系統(tǒng)在根管偏移和中心定位能力方面有相似之處，沒有出現(xiàn)過度的牙本質(zhì)去除，兩個系統(tǒng)的總準備時間沒有統(tǒng)計學差異。在臨床診療過程中，由于根管系統(tǒng)復雜，選用合適的器械及預備技術對提高根管治療的成功率及降低醫(yī)源性失誤很重要。

本研究的局限性之一是樣本量小，選擇的根管彎曲度范圍有限，只包括重度彎曲的根管（25°～35°）。因Micro-CT限于離體牙的研究，若能結(jié)合其他方法可以在治療前查看和評估根管的復雜性，可獲得更多信息，達到更好的結(jié)果。

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[收稿日期]2018-07-25 [修回日期]2018-09-30

編輯/李陽利

本文引用格式：陳曉燕，馬琰，邱申彩，等.應用顯微CT評估兩種鎳鈦銼預備重度彎曲根管成形能力的實驗研究[J].中國美容醫(yī)學，2019，28（1）：122-125.