應(yīng)用超聲器械改善預(yù)備體肩臺(tái)的效果

李思雨，段雪飛，曹 燁△

(北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·口腔醫(yī)院， 1.綜合科， 2.修復(fù)科 國(guó)家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 口腔數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)和材料國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室 口腔數(shù)字醫(yī)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081)

目前臨床上普遍使用的肩臺(tái)形成方法是應(yīng)用高速金剛砂車針按照顆粒度逐級(jí)預(yù)備及拋光。由于需要在軟組織附近進(jìn)行操作，因此往往會(huì)存在以下幾個(gè)技術(shù)難點(diǎn)[1]：首先，高速金剛砂車針預(yù)備容易導(dǎo)致牙齦損傷出血，影響視野，繼而難以形成一定寬度、合適形態(tài)、合適光滑度的肩臺(tái)；其次，牙齦出血影響形成清晰的印模，會(huì)直接影響修復(fù)體的精度；最后，高速金剛砂車針進(jìn)入齦下過(guò)深可能導(dǎo)致牙齦嚴(yán)重?fù)p傷,繼而造成牙齦退縮，因此一種無(wú)創(chuàng)的、精細(xì)的肩臺(tái)預(yù)備方法日趨成為口腔修復(fù)專業(yè)的重要需求[2-3]。

超聲器械因其優(yōu)良的操作手感以及絕佳的軟組織保護(hù)特點(diǎn)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)中的多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域[4-8]，特別是近年來(lái)超聲器械開始被用于嵌體修復(fù)洞型的預(yù)備以及多冠、貼面的肩臺(tái)預(yù)備[9-10]，超聲器械可以在不損傷軟組織的前提下對(duì)預(yù)備體的各個(gè)邊緣線進(jìn)行修整和拋光，形成光滑、精確并具有一定深度的肩臺(tái)形狀。國(guó)外有研究已經(jīng)證實(shí)超聲器械預(yù)備的肩臺(tái)邊緣的光滑度比傳統(tǒng)高速金剛砂車針拋光后邊緣的光滑度增加一倍以上[11]，邊緣微滲漏則最多可降低50%[12]。本研究期望通過(guò)嚴(yán)格設(shè)計(jì)的隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，對(duì)比觀察超聲器械和傳統(tǒng)金剛砂車針肩臺(tái)預(yù)備后的效果差異，從而為臨床超聲器械肩臺(tái)預(yù)備的應(yīng)用提供進(jìn)一步的證據(jù)。

1 資料與方法

本研究經(jīng)北京大學(xué)口腔醫(yī)院生物醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)倫理審查批準(zhǔn)(批件號(hào)：PKUSSIRB-201733022)。

1.1 以制取的聚醚橡膠印模的表面粗糙度反映預(yù)備體表面粗糙度的可行性

(1)收集6顆離體上頜前磨牙作為實(shí)驗(yàn)牙，用于制備預(yù)備體。離體牙清潔干凈后保存于生理鹽水中，納入標(biāo)準(zhǔn)：牙齒發(fā)育正常，牙體完整，非氟斑牙、四環(huán)素牙，無(wú)齲壞。將同一前磨牙的頰、舌側(cè)分別分成兩個(gè)區(qū)域，即一共4個(gè)區(qū)域，采用金剛砂車針(MANI公司，日本)依次預(yù)備以形成1 mm寬的深凹槽狀肩臺(tái),具體步驟如圖1， 4個(gè)區(qū)域最終以不同粗糙度的車針形成同種形態(tài)的肩臺(tái)。(2)用聚醚橡膠印模材(3M公司，美國(guó))制取預(yù)備區(qū)肩臺(tái)印模。(3)預(yù)備體及印模表面用三維形貌測(cè)量激光顯微鏡(three-dimensional topography measurement laser microscope, 3-D TMLM, VK-X200，Keyence公司，日本)下掃描分析肩臺(tái)形態(tài)，在不同區(qū)域的肩臺(tái)中央隨機(jī)選擇3個(gè)測(cè)量區(qū)域，每個(gè)取樣面積為0.8 mm×0.8 mm，分別測(cè)定取樣區(qū)域的表面粗糙度(Ra和Rz)并計(jì)算均值，比較聚醚橡膠印模和預(yù)備體肩臺(tái)的表面粗糙度趨勢(shì)。

圖1 不同區(qū)域的車針預(yù)備順序

1.2 采用金剛砂車針與超聲器械預(yù)備離體牙肩臺(tái)的粗糙度

(1)收集6顆離體上頜前磨牙作為實(shí)驗(yàn)牙，離體牙清潔干凈后保存于生理鹽水中。納入標(biāo)準(zhǔn)：牙齒發(fā)育正常，牙體完整，非氟斑牙、四環(huán)素牙，無(wú)齲壞。將同一前磨牙的頰側(cè)使用金剛砂車針(TR-13C、TR-13)預(yù)備以形成1 mm寬的深凹槽狀肩臺(tái)，隨后采用金剛砂車針(TR-13F、TR-13EF)預(yù)備拋光頰側(cè)肩臺(tái)的近中，采用超聲發(fā)生儀(P5XS Newtron, Satelec公司,法國(guó))與超聲肩臺(tái)預(yù)備套裝完美邊緣肩臺(tái)(perfect margin shoulder, PMS，Satelec公司，法國(guó))順序預(yù)備拋光頰側(cè)肩臺(tái)的遠(yuǎn)中(圖2)。(2)離體牙的預(yù)備區(qū)采用聚醚橡膠印模材制取印模。(3)掃描預(yù)備體及印模表面，分別在金剛砂車針預(yù)備肩臺(tái)和超聲預(yù)備肩臺(tái)區(qū)域分別各選取3個(gè)測(cè)量區(qū)域，取樣面積均為0.8 mm×0.8 mm，測(cè)得表面粗糙度(Ra和Rz)并計(jì)算均值，數(shù)據(jù)收集處理均采用盲法進(jìn)行。(4)于牙科顯微鏡(S100/OPMI Pico，Carl Zeiss公司，德國(guó))放大25倍下觀察預(yù)備體肩臺(tái)并拍照。

PMS, perfect margin shoulder.

1.3 常規(guī)金剛砂車針預(yù)備肩臺(tái)與超聲預(yù)備肩臺(tái)粗糙度的臨床模擬

(1)收集20顆牙位對(duì)稱分布的同頜同名離體前牙，離體牙清潔干凈后保存于生理鹽水中。納入標(biāo)準(zhǔn)：牙齒發(fā)育正常，牙體完整，非氟斑牙、四環(huán)素牙，無(wú)齲壞。離體牙使用人工牙齦(GI-MASK Automix, 康特威爾登特齒科貿(mào)易公司，瑞士)及超硬石膏(Royal Rock，佳瑞柯牙科材料制造公司，美國(guó))灌注于仿頭模(日進(jìn)公司，日本)配套模型的陰模中，隨后將模型固定在仿頭模上，以便進(jìn)行臨床模擬研究。(2)實(shí)驗(yàn)方法：①同一模型用簡(jiǎn)單隨機(jī)法確定實(shí)驗(yàn)側(cè)及對(duì)照側(cè)，實(shí)驗(yàn)側(cè)采用超聲器械預(yù)備，對(duì)照側(cè)則采用金剛砂車針預(yù)備，隨后采用聚醚橡膠制取肩臺(tái)區(qū)域印模。所有預(yù)備體的肩臺(tái)預(yù)備及印模制取均由同一名修復(fù)醫(yī)生完成，所有數(shù)據(jù)均采用盲法進(jìn)行處理。②牙體預(yù)備：實(shí)驗(yàn)側(cè)：按超聲器械的預(yù)備規(guī)范進(jìn)行，首先應(yīng)用金鋼砂車針TR-13C與TR-13形成寬1 mm的深凹槽齊齦肩臺(tái)，隨后用超聲車針套裝順序進(jìn)行預(yù)備(圖3)。對(duì)照側(cè)：首先應(yīng)用金鋼砂車針TR-13C與TR-13形成寬1 mm的深凹槽齊齦肩臺(tái)，隨后用金剛砂車針TR-13F精修30 s達(dá)齦下0.5 mm，最后用金剛砂車針TR-13EF拋光60 s完成。③聚醚橡膠制取印模，3-D TMLM掃描分析肩臺(tái)印模的三維形貌，分別在肩臺(tái)的近中、中央和遠(yuǎn)中選取3個(gè)測(cè)量區(qū)域，取樣面積均為0.8 mm×0.8 mm，測(cè)定印模肩臺(tái)近中、中央及遠(yuǎn)中的表面粗糙度(Ra)并計(jì)算均值，將不同肩臺(tái)區(qū)域的表面粗糙度(Ra)計(jì)算均值得到肩臺(tái)整體表面粗糙度(Ra)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)軟件分析，定量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間差異的顯著性檢驗(yàn)采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。兩組內(nèi)印模肩臺(tái)不同區(qū)域和兩組間印模肩臺(tái)相同區(qū)域的表面粗糙度(Ra)的差異采用雙因素方差分析，應(yīng)用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較兩組間肩臺(tái)整體表面粗糙度的差異，P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

PMS, perfect margin shoulder.

2 結(jié)果

2.1 聚醚橡膠印模的表面粗糙度可以反映離體牙預(yù)備體的表面粗糙度

采用不同粗糙度的金剛砂車針預(yù)備后的區(qū)域表面粗糙度不同(圖4)， 從區(qū)域1至區(qū)域4肉眼即可分辨出預(yù)備體和印模表面都更加光滑，這與金剛砂車針顆粒逐漸變小的趨勢(shì)相符合。區(qū)域1為金剛砂車針TR-13C預(yù)備后，肩臺(tái)粗糙紋理明顯；區(qū)域2為金剛砂車針TR-13C與TR-13預(yù)備后，肩臺(tái)比較光滑，紋理變細(xì)膩；區(qū)域3為金剛砂車針TR-13C、TR-13與TR-13F依次預(yù)備后，肩臺(tái)光滑，沒(méi)有明顯紋理；區(qū)域4為金剛砂車針TR-13C、TR-13、TR-13F與TR-13EF依次預(yù)備后，肩臺(tái)已經(jīng)非常光滑，幾乎不見紋理。圖4中肉眼觀察即可發(fā)現(xiàn)，不同區(qū)域的聚醚橡膠印?？梢苑从臣缗_(tái)表面的粗糙度，趨勢(shì)與肩臺(tái)表面的變化相同。

進(jìn)一步的3-D TMLM掃描結(jié)果見表1，不同區(qū)域的預(yù)備體肩臺(tái)和印模肩臺(tái)表面粗糙度Ra和Rz相符，趨勢(shì)相同，并且這4個(gè)區(qū)域內(nèi)預(yù)備體和印模之間的Ra和Rz差異均沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這證明用肩臺(tái)印模的表面粗糙度來(lái)反映口內(nèi)預(yù)備體肩臺(tái)的表面粗糙度是可行的。

圖4 不同粗糙度金剛砂車針預(yù)備后的預(yù)備體和印模肩臺(tái)表面掃描照片

2.2 游離離體牙實(shí)驗(yàn)中，超聲預(yù)備后的肩臺(tái)比金剛砂車針預(yù)備后的肩臺(tái)表面粗糙度更低

(1)超聲預(yù)備后肩臺(tái)比金剛砂車針預(yù)備后肩臺(tái)的表面粗糙度明顯減小(表2)，在體外離體牙上進(jìn)行的肩臺(tái)預(yù)備排除了口內(nèi)預(yù)備的不利因素，其超聲預(yù)備后的肩臺(tái)Ra平均值為(5.92±2.28) μm，而金剛砂車針預(yù)備后的肩臺(tái)Ra平均值則高達(dá)(18.13±3.77) μm。圖5顯示超聲預(yù)備后的肩臺(tái)表面大體平整，表面波峰小于金剛砂車針組，表面紋理不規(guī)則；金剛砂車針預(yù)備后的肩臺(tái)呈波浪狀的預(yù)備痕跡，形成的溝槽寬度較一致，表面紋理規(guī)則。(2)牙科顯微鏡下圖像(×25)見圖6，超聲預(yù)備后的肩臺(tái)表面光滑，未見明顯紋理，肩臺(tái)的內(nèi)線角非常清晰，肩臺(tái)邊緣處的形態(tài)完整銳利(藍(lán)色箭頭)；金剛砂車針預(yù)備后的肩臺(tái)表面可見紋理，光滑度稍差，肩臺(tái)內(nèi)線角不夠清晰，肩臺(tái)邊緣處有小部分缺損不連續(xù)(黑色箭頭)。

2.3 臨床模擬實(shí)驗(yàn)中，超聲預(yù)備后的肩臺(tái)比金剛砂車針預(yù)備后的肩臺(tái)表面粗糙度更低

超聲器械組預(yù)備體肩臺(tái)近中、中央及遠(yuǎn)中印模的表面粗糙度(Ra)均明顯小于金剛砂器械組。不論是超聲還是金剛砂車針組，肩臺(tái)印模中央?yún)^(qū)域的Ra值均小于肩臺(tái)近中和遠(yuǎn)中區(qū)域；超聲器械組的Ra值在肩臺(tái)各區(qū)域間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而金剛砂車針組肩臺(tái)中央的Ra值則明顯小于肩臺(tái)近遠(yuǎn)中區(qū)域(圖7)。超聲器械組預(yù)備體肩臺(tái)印模整體的表面粗糙度(43.85±5.92) μm小于金剛砂車針組(115.33±16.59) μm，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。超聲預(yù)備后Ra為(7.42±2.05) μm，而采 用金剛砂車針TR-13EF拋光后Ra亦高達(dá)(24.92±4.62) μm，但是均較預(yù)備游離離體牙所獲得的肩臺(tái)表面粗糙度高，圖8可見超聲預(yù)備后的肩臺(tái)印模表面在肩臺(tái)中央和鄰面區(qū)域都更加平整、光滑。

表1 不同粗糙度金剛砂車針預(yù)備后的預(yù)備體和印模肩臺(tái)表面的粗糙度

表2 超聲器械和金剛砂車針預(yù)備后的肩臺(tái)表面粗糙度

圖5 超聲器械和金剛砂車針預(yù)備后的預(yù)備體和印模肩臺(tái)表面顯微形貌三維重建圖

3 討論

3.1 3-D TMLM

3-D TMLM是一種集顯微鏡、掃描電鏡、粗糙度于一身的非接觸式表面形貌儀，以微米、納米尺度對(duì)樣品三維表面形貌進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量精度可達(dá)到0.001 μm，可以完成掃描電鏡無(wú)法實(shí)現(xiàn)的真彩觀察[13]。

圖6 超聲器械和金剛砂器械預(yù)備肩臺(tái)的牙科顯微鏡下成像(×25)

* P<0.001.

3.2 以聚醚橡膠印模表面粗糙度反映預(yù)備體肩臺(tái)表面粗糙度的可行性

以往關(guān)于超聲肩臺(tái)預(yù)備的研究絕大多數(shù)基于游離離體牙，體外進(jìn)行牙體預(yù)備后通過(guò)直接掃描預(yù)備體，獲得肩臺(tái)表面粗糙度來(lái)比較不同器械的預(yù)備效果，但臨床上在患者體內(nèi)進(jìn)行肩臺(tái)預(yù)備的難度要大大增加，一方面存在牙齦軟組織的干擾，另一方面無(wú)法獲得像體外預(yù)備一樣清晰良好的視野和角度，這些因素都會(huì)對(duì)形成良好清晰的肩臺(tái)產(chǎn)生不利影響。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了臨床模擬實(shí)驗(yàn)以反映臨床實(shí)際情況，但是臨床上預(yù)備體肩臺(tái)的表面粗糙度無(wú)法通過(guò)直接掃描預(yù)備體肩臺(tái)進(jìn)行，因此我們?cè)O(shè)計(jì)采用聚醚橡膠印模材制取預(yù)備體的肩臺(tái)表面印模，隨后通過(guò)掃描印模的表面粗糙度來(lái)反映預(yù)備體肩臺(tái)的表面粗糙度，因此我們首先需要證實(shí)通過(guò)掃描肩臺(tái)表面印模來(lái)反映預(yù)備體肩臺(tái)粗糙度的可行性。傳統(tǒng)金剛砂車針表面有不同的顆粒度大小，分別是綠標(biāo)(如TR-13C)顆粒125～150 μm、藍(lán)標(biāo)(如TR-13)顆粒106～125 μm、紅標(biāo)(如TR-13F)顆粒53～63 μm和黃標(biāo)(如TR-13EF)顆粒20～30 μm。采用不同顆粒度的金剛砂車針?lè)謪^(qū)預(yù)備離體牙后制取聚醚橡膠印模，分別掃描預(yù)備體肩臺(tái)表面和印模肩臺(tái)表面，比較肩臺(tái)表面粗糙度的關(guān)系后發(fā)現(xiàn)兩者的表面粗糙度相吻合，并且兩者間的差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這證明了以聚醚橡膠印模的表面粗糙度來(lái)反映預(yù)備體肩臺(tái)表面的粗糙度是可行的。超聲器械肩臺(tái)預(yù)備的臨床實(shí)際效果如何，我們還會(huì)進(jìn)一步通過(guò)臨床實(shí)驗(yàn)來(lái)研究。

圖8 超聲預(yù)備后和金剛砂車針預(yù)備后印模肩臺(tái)表面不同區(qū)域的顯微形貌三維重建圖

3.3 超聲肩臺(tái)預(yù)備后肩臺(tái)的表面粗糙度及肩臺(tái)形態(tài)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)金剛砂車針預(yù)備

既往基于離體牙的研究發(fā)現(xiàn)，超聲器械用于肩臺(tái)預(yù)備可以獲得更好的軸壁外形、邊緣形態(tài)和更加光滑的肩臺(tái)表面，表面粗糙度約為傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)器械(非金剛砂)的一半[11]。本研究獲得的數(shù)據(jù)顯示，超聲預(yù)備后肩臺(tái)的表面粗糙度約為金剛砂車針預(yù)備后的1/3。Horne等[11]的研究中超聲器械預(yù)備離體牙后肩臺(tái)粗糙度(Ra)僅為0.58 μm，低于本實(shí)驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)，這是由于該實(shí)驗(yàn)完全是基于離體牙的預(yù)備。臨床模擬實(shí)驗(yàn)中的結(jié)果可見在肩臺(tái)的各個(gè)區(qū)域，超聲器械的修整效果均優(yōu)于金剛砂器械，并且使用金剛砂車針進(jìn)行肩臺(tái)修整時(shí)，肩臺(tái)中央?yún)^(qū)域的修整效果明顯好于肩臺(tái)近、遠(yuǎn)中區(qū)域，這是因?yàn)榧缗_(tái)中央處較平緩而易于修整，而肩臺(tái)的近、遠(yuǎn)中由于坡度較大且受鄰牙阻擋因此修整難度增加；使用超聲器械修整肩臺(tái)時(shí)，可以明顯改善肩臺(tái)近、遠(yuǎn)中區(qū)域的光滑度，獲得與肩臺(tái)中央?yún)^(qū)域類似的修整效果，這提示我們使用超聲器械修整肩臺(tái)具有相當(dāng)?shù)谋匾浴Ｎ覀冊(cè)陬A(yù)實(shí)驗(yàn)中按照該文獻(xiàn)中的預(yù)備時(shí)間進(jìn)行預(yù)備時(shí)發(fā)現(xiàn)超聲的震動(dòng)十分明顯，可能會(huì)造成一部分患者的輕度不適，因此在預(yù)實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)了多種超聲器械預(yù)備時(shí)長(zhǎng)并分析了粗糙度，最終將超聲器械套裝的臨床操作規(guī)范由圖2調(diào)整為圖3所示，肩臺(tái)的總體預(yù)備時(shí)間由原來(lái)的270 s縮短為160 s，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，即使縮短了超聲器械的肩臺(tái)修整時(shí)間，其肩臺(tái)修整拋光的效果仍然優(yōu)于金剛砂車針。同時(shí)我們也確定了適宜的超聲器械修整范圍為0.5 mm，保證在盡量縮短預(yù)備時(shí)間的前提下達(dá)到好的預(yù)備效果。

3.4 超聲器械使用體會(huì)

超聲牙體預(yù)備的原理是通過(guò)超聲發(fā)生儀帶動(dòng)工作尖小幅震蕩，磨削牙體組織，替代傳統(tǒng)金剛砂車針高速旋轉(zhuǎn)磨削牙體組織，其震蕩速度及幅度可以通過(guò)超聲發(fā)生儀控制，這樣能夠制備光滑一致的邊緣線，避免因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的力矩使車針走向發(fā)生偏斜，出現(xiàn)凹坑或波浪形邊緣線[14]，但超聲為振動(dòng)研磨，因此在牙體表面形成痕跡更為隨機(jī)，遠(yuǎn)不如高速旋轉(zhuǎn)的金剛砂車針那樣高效、規(guī)律[15]。

使用超聲器械進(jìn)行牙體預(yù)備除了可以如前所述獲得更為光滑的肩臺(tái)表面和理想的肩臺(tái)形態(tài)之外，我們經(jīng)過(guò)使用和比較發(fā)現(xiàn)，超聲器械用于肩臺(tái)預(yù)備的優(yōu)越性較明顯，基于超聲器械的軟組織保護(hù)特性，其在預(yù)備齦下肩臺(tái)時(shí)可以不用排齦而直接預(yù)備，這樣一方面可以避免對(duì)牙齦的損傷,另一方面還可以節(jié)約臨床時(shí)間,避免患者的不適感覺(jué)。此外，超聲器械同樣適用于較窄肩臺(tái)的預(yù)備，可在不損傷牙齦的同時(shí)避免肩臺(tái)飛邊的形成。超聲器械預(yù)備相對(duì)于傳統(tǒng)金剛砂車針預(yù)備也存在一些缺陷，首先，其在預(yù)備中噪音較大，若預(yù)備時(shí)間長(zhǎng)會(huì)造成患者及醫(yī)生的不適；其次，其切割效率低，基本只能用于形成肩臺(tái)的精細(xì)外形，不適用于較多的牙體組織切割。

3.5 超聲肩臺(tái)預(yù)備的臨床操作建議

預(yù)實(shí)驗(yàn)中采用法國(guó)賽特力(Satelec)公司和文獻(xiàn)[11]中推薦的步驟進(jìn)行預(yù)備，但是在實(shí)際模擬過(guò)程中出現(xiàn)了需要修正的操作。首先由于超聲器械切削效率低，如需大量預(yù)備牙體則花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，我們推薦先用金剛砂器械初備至齊齦，再輔以超聲器械修整，以提高臨床效率；其次，超聲器械使用過(guò)程中操作者能夠感覺(jué)到明顯的超聲震動(dòng)，可能引發(fā)患者及使用者的不適，因此在實(shí)際應(yīng)用中我們調(diào)整了不同超聲器械的使用時(shí)間，制定了適用于臨床的操作建議：(1)常規(guī)高速金剛砂車針牙體預(yù)備階段：使用高速金剛砂車針初步形成寬1 mm、齊齦肩臺(tái)，與最終肩臺(tái)位置間保留0.5 mm左右的超聲器械修整范圍。(2)超聲肩臺(tái)預(yù)備階段：使用PMS套裝如圖3進(jìn)行順序的肩臺(tái)精細(xì)預(yù)備及拋光。