用Mimics 軟件三維重建比較4 種方法清除根管內(nèi)氫氧化鈣糊劑的效果

蔣文杰 ，王羿鏵 ，陳映宇 ，邵麗源 ，李晏齊 ，霍麗珺

（1）昆明醫(yī)科大學口腔醫(yī)學院，云南 昆明 650500；2）昆明醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院牙體牙髓病科，云南 昆明 650106）

根管治療目前是治療牙髓根尖周病最有效的方法，其原理是控制感染，促進根尖周病變的愈合。氫氧化鈣是最常用的根管內(nèi)消毒劑，可產(chǎn)生強堿性環(huán)境而具有抑菌和殺菌作用[1]。

研究表明，殘留的氫氧化鈣阻礙了封閉劑向牙本質(zhì)小管的滲透，削弱了根管充填物的封閉性，阻礙樹脂封閉劑與牙本質(zhì)的粘接，顯著增加根管治療牙的根尖微滲漏，還可降低硅基封閉劑的封閉性能[2]，并可能與氧化鋅丁香酚封閉劑相互作用，使其脆化、顆?；?。因此，在進行根管充填之前，必須盡量將氫氧化鈣從根管中清除[3?4]。

目前根管內(nèi)氫氧化鈣的清除方法主要分2 種：機械法與動力沖洗法。白雨豪等[5]采用了一種新型根管清理銼XP-endo finisher（XP 銼）及激光蕩洗、超聲蕩洗等5 種根管清理方式對彎曲根管內(nèi)氫氧化鈣清除效果進行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用 XP銼組和激光組氫氧化鈣剩余量都顯著低于預彎超聲組，而針頭沖洗組清除效率則更低。本實驗選擇了臨床中常見的部分機械法和部分動力沖洗法清除氫氧化鈣糊劑。包括針頭沖洗法、Er:YAG激光蕩洗、EDDY 蕩洗、超聲蕩洗4 種方法，通過對比每種方法處理后氫氧化鈣剩余率來評價其清除效率，為臨床根管沖洗方法的選擇提供一定的實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料和設(shè)備

選取40 個單彎樹脂根管（新十盈，新十盈口腔器械，中國），彎曲角度45° ；Er：YAG 激光治療儀（賽樂龍，以色列）；恒溫水浴鍋；超聲蕩洗設(shè)備（賽特力P5，艾龍（ACTEON）集團公司，法國）；氫氧化鈣糊劑（LONGLY，朗力，中國）；錐形束CT（Bondent，常州博恩中鼎醫(yī)療科技有限公司，中國）；EDDY 工作尖（VDW，德國）；機用鎳鈦銼（ProtaperUniversal，登士柏，美國）；根管馬達（登士柏，美國）；1%次氯酸鈉溶液；蒸餾水；側(cè)方開口沖洗針頭；玻璃離子水門??；硬蠟。

1.2 實驗方法

1.2.1 根管預備和糊劑填充40 個樹脂根管采用ProtaperUniversal 完成，進行根管預備，預備至F3。玻璃離子水門汀封閉根尖孔，根管干燥后調(diào)拌氫氧化鈣糊劑（粉劑和液劑），現(xiàn)配現(xiàn)用，將氫氧化鈣糊劑填充入樹脂根管并用硬蠟封閉根管口。使用錐形束CT 對填充滿氫氧化鈣糊劑的根管進行掃描，掃描后將DICOM 數(shù)據(jù)導入Mimics 軟件進行沖洗前的三維重建，并計算根管氫氧化鈣糊劑的體積（V1）。放置于37° 恒溫水浴鍋中靜置14 d。

1.2.2 分組及處理將所有樣本隨機分為4 組（n=10），對各組樣本進行編號。

A 組（針頭沖洗組）：根管內(nèi)注滿1%次氯酸鈉溶液保持60 s，使用5 mL1%次氯酸鈉溶液進行沖洗，流速為1 mL/min，勻速沖洗5 min，接著用5 mL 蒸餾水以1 mL/min 的速度勻速沖洗5 min。

B 組（Er:YAG 激光蕩洗組）：根管內(nèi)注滿1%次氯酸鈉溶液保持60 s，使用Er:YAG 激光設(shè)備（工作模式：50 Hz，60 s），工作尖放置于根管口處，不接觸根管壁，以20 s 為一循環(huán)，共進行3個循環(huán)蕩洗，期間按需補充次氯酸鈉溶液，保證根管內(nèi)始終充滿液體，后續(xù)處理同A 組。

C 組（EDDY 蕩洗組）：根管內(nèi)注滿1%次氯酸鈉溶液保持60 s，使用EDDY 工作尖蕩洗，工作尖進入根管內(nèi)距離根尖止點2 mm 處，以20 s 為一循環(huán)，共進行3 個循環(huán)蕩洗，期間按需補充次氯酸鈉溶液，保證根管內(nèi)始終充滿液體，后續(xù)處理同A 組。

D 組（超聲蕩洗組）：在根管內(nèi)注滿1%次氯酸鈉溶液保持60 s，使用超聲蕩洗設(shè)備，K15 工作尖預彎，進入根管內(nèi)距離根尖止點2 mm 處，超聲功率調(diào)為4，以20 s 為一循環(huán)，共進行3 個循環(huán)蕩洗，期間按需補充次氯酸鈉溶液，保證根管內(nèi)始終充滿液體，后續(xù)處理同A 組。

實驗結(jié)束后，再次使用錐形束CT 對樹脂根管進行掃描。掃描后將數(shù)據(jù)導入Mimics 軟件三維重建，并計算根管中氫氧化鈣糊劑的剩余體積（V2）。清除率=（V1-V2）/V1×100%。

1.3 統(tǒng)計學處理

采用 SPSS 26.0 軟件進行Kruskal-Wallis H 檢驗（檢驗水準α=0.05）和Wilcoxon 秩和檢驗（調(diào)整α=0.008）。因該實驗計量資料呈偏態(tài)分布，固采用M（P25，P75）的形式表達，P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 根管內(nèi)氫氧化鈣糊劑三維重建結(jié)果

用Mimics 軟件對40 個樣本的CBCT 掃描數(shù)據(jù)進行三維重建。4 種不同方法清除彎曲根管內(nèi)氫氧化鈣的三維重建圖像，見圖1。

圖1 4 種方法清除彎曲根管內(nèi)氫氧化鈣的三維重建圖Fig.1 Three-dimensional reconstruction of calcium hydroxide removal in curved root canals by four methods

2.2 4 種方法清除氫氧化鈣的剩余量

用Mimics 軟件對40 個樣本的CBCT 數(shù)據(jù)進行分析，得清除前體積V1和剩余體積V2各40 個數(shù)據(jù)，計算出各根管的清除率。數(shù)據(jù)采用M（P25，P75）的形式表達，對各組清除前體積、清除后體積及清除率進行秩和檢驗，結(jié)果顯示（表1），除4 組清除前體積無統(tǒng)計學差異（P=0.152 >0.05）外，清除后體積及清除率均有顯著性差異（P<0.001）。

表1 4 組清除前后體積對比（mm3）[n=10，M（P25，P75）]Tab.1 Volume comparison of four groups before and after removal（mm3）[n=10，M（P25，P75）]

為進一步比較各組之間清除率的差異，調(diào)整檢驗水準α’=0.05/6≈0.008，每2 組之間進行獨立樣本秩和檢驗，檢驗結(jié)果顯示，C 組與D 組之間的清除率無統(tǒng)計學意義（P>0.008），其他2 組之間均有顯著性差異（P<0.001）。

Er:YAG 激光組氫氧化鈣剩余體積為0.1296（0.0920，0.1743）mm3，小于其他3 組；氫氧化鈣清除率為99.63%（99.53%，99.70%），高于其他組（P<0.05）。EDDY 組和超聲組的清除率分別為99.08%（98.85%，99.19%）和 99.04%（98.51%，99.15%），差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），但均明顯高于針頭沖洗組74.99%（64.43%，88.07%），差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05），見表2 和圖2。

表2 4 種方法對氫氧化鈣糊劑的清除情況[n=10，M（P25，P75）]Tab.2 Removal of calcium hydroxide by four methods[n=10，M（P25，P75）]

圖2 4 種方法對氫氧化鈣糊劑的清除情況Fig.2 Removal of of calcium hydroxide by four methods

3 討論

根管壁上的氫氧化鈣殘留物對根管充填的質(zhì)量具有負面影響[6]。Silva 等[7]的研究氫氧化鈣清除效果對環(huán)氧樹脂糊劑（AHPlus）的粘合強度（bond strength，BS ）的影響，發(fā)現(xiàn)殘留的氫氧化鈣可以降低AHPlus 的BS。因此氫氧化鈣清除越徹底，根管充填的封閉效果越有保障。

國內(nèi)外許多學者對于根管內(nèi)氫氧化鈣糊劑清除效果進行了相關(guān)研究，但大多研究運用電子顯微鏡和光學顯微鏡評價方法，僅能在二維層面進行分析，有一定局限性[8]。對于根管內(nèi)氫氧化鈣的量主要有以下幾種評估方法：（1）掃描電鏡法：用掃描電子顯微鏡來檢測氫氧化鈣剩余量，并用一些評分系統(tǒng)來量化，國內(nèi)許多研究采用了這種方法[2,9?11]。不同的研究中放大倍數(shù)和使用的評分系統(tǒng)不同，但原理相似。這種方法由于放大倍數(shù)高，所評估的面積較小，只能評估根管的一部分，且憑實驗者觀察來打分，其準確性具有一定爭議。（2）面積法：將牙沿牙體長軸縱剖開，對氫氧化鈣清除前后對根管內(nèi)表面進行拍照，再使用圖像處理軟件測量清除后殘余氫氧化鈣的面積和根管總面積，通過計算兩者的百分率來評價清除效果[2]；這種方法只能在二維的層面比較不同方法的清除效果，不能準確判斷氫氧化鈣的分布；（3）X 線掃描法：口腔X 線機分別拍攝各組樣本在充填氫氧化鈣后及使用不同器械去除氫氧化鈣后的 X 線片，觀察各組樣本氫氧化鈣清除的情況[12]。這種方法得出的結(jié)果準確度欠佳。本研究采用的Mimics 21.0 是由Materialise 公司開發(fā)的一款醫(yī)學影像處理軟件，是一個具有數(shù)字化三維交互式醫(yī)學影像控制系統(tǒng)和一套高度整合、簡單易用的三維圖像生成、編輯、處理系統(tǒng)[13]。利用Mimics 軟件對錐形束CT 掃描后的圖像進行處理、定位，重建三維模型，不僅可以直觀的觀察清除前后氫氧化鈣的體積，還可以較為精確的計算出清除前后氫氧化鈣的體積，結(jié)果的準確性得以保證。

Lee 等[14]的研究中沿頰舌向?qū)㈦x體牙根劈成兩半。在一半根管壁上距根尖 2 mm 處制備一個縱向凹槽，以模擬未經(jīng)過機械預備的根管峽區(qū)；在另一半根管壁上距根尖 2、4、6 mm 處分別制備一個凹槽，以模擬根管側(cè)支，使模型更接近真實的根管狀態(tài)。這些凹槽代表了根管機械無法觸及的區(qū)域，根管內(nèi)糊劑可能會在這里堆積，這種方法的主要缺點是標準化的凹槽不能代表根管解剖的復雜性[15]。在Qian Yang 等[16]的研究中，采用了傳統(tǒng)針頭沖洗（CI）、超聲激活沖洗（UAI）、光子誘導光聲流（PIPS）和沖擊波增強發(fā)射光聲流（SWEEPS）清除去除下頜磨牙根管內(nèi)的氫氧化鈣，發(fā)現(xiàn)近中根管的中三分之一和遠中根管的頸段和中三分之一在組間差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。UAI 和激光激活沖洗顯著改善了近中根管和遠中根管頂端三分之一的氫氧化鈣去除。本研究使用的體外模型，是一種人工樹脂根管，一致性較好，易于統(tǒng)計結(jié)果分析。其根管壁光滑而規(guī)則，而實體根管壁為牙本質(zhì)，牙本質(zhì)表面具有多孔性結(jié)構(gòu)，且有成牙本質(zhì)細胞突起、牙本質(zhì)小管等結(jié)構(gòu)，與氫氧化鈣糊劑結(jié)合更緊密，更不易去除。除此之外，單彎樹脂根管與離體牙根管不同，未能完全反映臨床情況，具有一定的局限性。

近年來，對氫氧化鈣糊劑的清除方式主要分為以下幾類：針頭沖洗、超聲蕩洗、聲波蕩洗、激光蕩洗等。相較針頭沖洗（syringe/needle，SN），被動超聲沖洗（passive ultrasonic irrigation，PUI）、聲波沖洗在去除氫氧化鈣方面顯示出更高的效率，但是PUI 和聲波沖洗在彎曲根管中的作用均大大下降，這是由于在彎曲根管內(nèi)，蕩洗銼容易接觸根管壁，作用受限。

Lloyd 等[17]發(fā)現(xiàn)與針頭沖洗和超聲蕩洗相比，PIPS 激光蕩洗能夠更為有效地清除Weine II 型根管內(nèi)的氫氧化鈣。此外，還發(fā)現(xiàn)使用PIPS 激光激活沖洗，能有效去除Weine II 型根管構(gòu)型的下頜磨牙的整個根管系統(tǒng)內(nèi)氫氧化鈣，包括在頂端半部最復雜的峽部區(qū)域。而PUI 和SN 沒有持續(xù)地從根管系統(tǒng)中去除氫氧化鈣。在筆者的研究中，Er:YAG 激光蕩洗清除效率亦最高。在Kourti 等[18]的離體研究比較了不同沖洗系統(tǒng)通過使用掃描電子顯微鏡（SEM）從根管壁，尤其是根尖段去除氫氧化鈣的效率。清除方法有針頭、超聲沖洗系統(tǒng)、Er:YAG 激光、Endo Vac 系統(tǒng)。結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，激光蕩洗改善了氫氧化鈣的去除。這亦與本研究結(jié)果一致。

激光作為目前較為新型且應(yīng)用于臨床治療的方法，其種類主要有半導體激光、CO2激光、氬離子激光、Nd:YAG 激光、Er:YAG 激光和Er:Cr:YSGG 激光。Peeters 等[19]的研究發(fā)現(xiàn)，在0.02 錐度彎曲根管內(nèi)，Er:Cr:YSGG 激光對根尖氣鎖的去除效果顯著優(yōu)于超聲。Er:YAG 激光在根管內(nèi)產(chǎn)生光聲流效應(yīng)，激發(fā)水分子反應(yīng)引發(fā)膨脹和沖擊波，使液體在根管內(nèi)高速地、三維地流動，達到清理根管壁的作用[20]。在Hoshihara 等[21]的研究中，除了發(fā)現(xiàn)Er:YAG 激光去除率明顯高于超聲激活沖洗（ultrasonic activated irrigation，UAI）外，還發(fā)現(xiàn)當針尖插入深度固定在該位置時，隨著脈沖能量和針尖直徑的增加，氫氧化鈣去除率顯著增加。臨床可根據(jù)具體根管的直徑等來做出合適的選擇。然而激光蕩洗需要購買專門的設(shè)備，前期投入較大。

超聲蕩洗時，超聲銼在根管中自由運動，超聲銼并不直接接觸根管壁，通過在根管內(nèi)的自由振動誘發(fā)沖洗液產(chǎn)生聲流效應(yīng)，對根管壁產(chǎn)生持續(xù)的機械沖刷。超聲還能產(chǎn)生空穴效應(yīng)和熱效應(yīng)[22]，使根管內(nèi)溫度和壓力升高，溫度升高可提高NaOCl 溶解組織的能力，增強其抑制細菌和溶解組織能力[23]，而壓力升高則可形成沖擊波作用于根管壁，從而達到清潔根管的目的。且在一定程度上可以提高復雜根管系統(tǒng)的沖洗效果，減少根尖溢出而引起的不良反應(yīng)[24]。

該實驗采用的由德國VDW 公司生產(chǎn)的聲波驅(qū)動EDDY 工作尖，EDDY 蕩洗設(shè)備采用壓電超聲波技術(shù)，可使根管內(nèi)的液體快速運動、聲波震蕩形成渦流，通過聲流作用、空化作用，達到根管清理的目的。它具有與超聲相同的激活沖洗液的功效，并且因為工作尖是由柔軟的聚合物制成[25]，柔軟的材料降低了工作尖折斷或破壞根管內(nèi)壁牙本質(zhì)的風險，保證了操作的安全性和有效性。

本實驗中，EDDY 組清除率和超聲組的清除率分別為99.08%和99.04%，二者差異并無統(tǒng)計學意義。原因可能是本實驗采用的根管為單彎樹脂根管，其根管結(jié)構(gòu)和形態(tài)簡單，根管壁光滑而規(guī)則，導致EDDY 組和超聲組的清除率差異不大。

綜上所述，本實驗結(jié)果顯示，Er:YAG 激光對氫氧化鈣的清除效率最佳。EDDY 作為一種新型工作尖，表現(xiàn)類似于超聲蕩洗，且有不切削根管壁、根管順應(yīng)性好等優(yōu)點，是一種高效、安全的清理工具，可以作為未來臨床根管沖洗的選擇之一。本實驗結(jié)果為臨床根管沖洗方法的選擇提供了一定的實驗依據(jù)。