利用掃描電子顯微鏡分析聲波輔助根管蕩洗作用時(shí)間對(duì)玷污層清理效果的影響

肖 敏，劉 瑾，范曉敏，吳昊澤，王玨鈺，王可境，李 娜，蔣文凱，梅笑寒

在根管預(yù)備過(guò)程中，由根管器械切割產(chǎn)生的牙本質(zhì)碎屑與沖洗液和殘留的有機(jī)組織混合，會(huì)形成玷污層黏附于根管壁上。這種玷污層由兩部分組成：第1層為1～2 μm，由有機(jī)物和牙本質(zhì)碎屑組成；第2層為延伸至牙本質(zhì)小管內(nèi)40 μm處，主要為牙本質(zhì)碎屑[1]。大量研究證明玷污層可能含有細(xì)菌，將影響后續(xù)根管消毒的效果。去除玷污層能有效提高牙本質(zhì)的滲透性，進(jìn)而增強(qiáng)根管內(nèi)藥物的作用，使得充填材料可以深入側(cè)支根管和牙本質(zhì)小管內(nèi)[2]。然而，目前還沒(méi)有一種沖洗劑能夠同時(shí)作用于玷污層的有機(jī)和無(wú)機(jī)元素。因此，為了有效去除玷污層，學(xué)者們提出了多種解決方案。目前最有效的方法為17%的EDTA作用1 min，去除玷污層并使牙本質(zhì)小管口開(kāi)放，而作用時(shí)間過(guò)久可能會(huì)導(dǎo)致牙本質(zhì)膠原纖維的過(guò)度脫礦，從而降低牙齒的抗力性[3]。

動(dòng)能輔助沖洗設(shè)備可提高根管沖洗的效率。近年新上市的聲波蕩洗設(shè)備(EDDY，6 kHz，VDW公司，德國(guó))是由高分子聚合材料制成的工作尖和聲波手機(jī)構(gòu)成，主要作用是振蕩根管內(nèi)的沖洗液[4]。由于該產(chǎn)品在2015年才投放市場(chǎng)，到目前為止只有少量的相關(guān)研究。國(guó)內(nèi)僅有學(xué)者研究了它對(duì)根管內(nèi)氫氧化鈣封藥清除的效果[5]，對(duì)于其去除玷污層和殺菌效果的研究尚不完整。本課題組在之前的實(shí)驗(yàn)中使用了側(cè)方?jīng)_洗針頭、超聲、EDDY、激光4種方法配合次氯酸鈉和EDTA溶液進(jìn)行根管蕩洗，通過(guò)掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope， SEM)觀察發(fā)現(xiàn)，EDTA和次氯酸鈉溶液配合使用EDDY各作用30 s，去除玷污層的效果最明顯，而EDDY組樣本的牙本質(zhì)小管口直徑有明顯擴(kuò)大，提示使用EDDY蕩洗根管的時(shí)間還需進(jìn)一步研究[6]。

本實(shí)驗(yàn)使用EDDY聲波設(shè)備輔助17%EDTA溶液沖洗根管，通過(guò)SEM觀察不同作用時(shí)間下根管上、中、下段根管壁玷污層的清除情況，以明確臨床中使用EDDY蕩洗根管的最佳時(shí)間。

1 材料與方法

選擇由第四軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院齒槽外科門(mén)診拔除的56顆單直根管前牙，要求牙齒無(wú)齲壞，牙根完整，從未經(jīng)過(guò)牙髓治療，并拍攝X線(xiàn)片，確定根管影像清晰無(wú)鈣化或內(nèi)吸收。本研究經(jīng)第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院倫理委員會(huì)審查批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號(hào)： IRB-REV-2021019)，所有患者均簽署知情同意書(shū)。

使用金剛砂車(chē)針磨除釉牙骨質(zhì)界以上的牙冠，保留至少12 mm長(zhǎng)度的牙根。拔髓針去除根管內(nèi)大塊牙髓組織，使用15#K銼(K-file，MANI公司，日本)疏通根管并確定牙根長(zhǎng)度，根管單支銼(WaveOne Gold，登士柏西諾德公司，瑞典)冠向下法預(yù)備根管至40.04#。隨后將所有牙根根據(jù)沖洗劑的不同分為2個(gè)實(shí)驗(yàn)組：生理鹽水組，EDTA組。再根據(jù)蕩洗時(shí)間將EDTA組分為6個(gè)亞組(5 s，10 s，20 s，30 s，40 s，50 s)，生理鹽水組分為3個(gè)亞組(5 s，30 s，50 s)，每個(gè)亞組6顆，對(duì)照組2顆不進(jìn)行根管沖洗和蕩洗。

整個(gè)操作由同一位醫(yī)生完成，一位助手輔助增添沖洗液。

使用高速渦輪手機(jī)金剛砂車(chē)針在牙根磨出兩條淺溝，確保不涉及根管系統(tǒng)，然后用骨鉗縱向剖開(kāi)每段牙根。用2.5%戊二醛溶液固定24 h，PBS沖洗10 min，用20%、40%、60%、80%、90%和100%濃度的乙醇梯度脫水，每種濃度各10 min，六甲基二硅胺烷干燥24 h，噴金后通過(guò)SEM觀察。首先在低倍率(30倍)下觀察樣本以獲得概貌，再放大1 000倍對(duì)典型區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)檢查，以評(píng)估是否存在玷污層。全部操作均由兩名經(jīng)過(guò)SEM研究培訓(xùn)、完全熟悉SEM圖像的醫(yī)生依次獨(dú)立進(jìn)行，他們并不知曉根管的預(yù)備和沖洗過(guò)程。根管表面采用Caron等的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[7]進(jìn)行評(píng)估，1分：無(wú)玷污層且牙本質(zhì)小管開(kāi)放；2分： 可見(jiàn)少量散在玷污層且牙本質(zhì)小管開(kāi)放；3分： 可見(jiàn)薄層玷污層，牙本質(zhì)小管部分開(kāi)放(典型的新月形外觀)；4分：可見(jiàn)部分牙本質(zhì)壁被較厚的玷污層覆蓋；5分：可見(jiàn)牙本質(zhì)壁完全被厚的玷污層覆蓋。若兩位觀察員的評(píng)判結(jié)果不一致，則記錄較低的分值。

使用 SPSS 19．0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行方差分析(ANOVA)， 兩兩比較用Tukey′s多組比較法進(jìn)行檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察根管內(nèi)壁表面，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)根管機(jī)械預(yù)備后根管壁全段會(huì)被玷污層完全覆蓋，無(wú)法觀察到牙本質(zhì)小管口(圖1)。

a1～a3： ×1 000;A1～A3： ×3 000

使用生理鹽水+EDDY進(jìn)行根管蕩洗，作用5 s后，根管全段仍可見(jiàn)明顯的玷污層，與對(duì)照組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；作用30 s后，根管冠方1/3可見(jiàn)部分被玷污層覆蓋的牙本質(zhì)小管，與對(duì)照組及處理5 s組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，然而根中和根尖1/3仍存在較厚的玷污層，與對(duì)照組相比無(wú)明顯差別；作用50 s后，根管冠方1/3可見(jiàn)較清晰的牙本質(zhì)小管口，僅有少量散在的玷污層，根中下段可見(jiàn)部分被較薄的玷污層覆蓋的根管口，與其他各組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(圖2)。

a1～a3，b1～b3，c1～c3： ×1 000;A1～A3，B1～B3，C1～C3： ×3 000；&：與其他各組相比P<0.05；Con：對(duì)照組

使用EDTA+EDDY根管蕩洗，作用5 s后，可見(jiàn)根管中上2/3的根管壁上有薄層玷污層，牙本質(zhì)小管口基本敞開(kāi)，與對(duì)照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而根尖區(qū)仍可見(jiàn)牙本質(zhì)小管被較厚的玷污層覆蓋，與對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；作用10 s后，可見(jiàn)根管中上段牙本質(zhì)小管基本開(kāi)放，僅有散在的較薄玷污層，與對(duì)照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，且冠1/3蕩洗效果與作用5 s組相比存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)，而根尖區(qū)作用效果不明顯；作用20 s組與作用10 s組根管中上段無(wú)明顯差別，根尖區(qū)與對(duì)照組、5 s、10 s組相比均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；作用30 s后，冠方可見(jiàn)清晰的牙本質(zhì)小管口，根中段僅有少量散在的玷污層，而根尖段仍可見(jiàn)被玷污層部分覆蓋呈新月?tīng)畹难辣举|(zhì)小管，與20 s組相比無(wú)明顯差別；作用40 s后根管全段玷污層評(píng)分與30 s組無(wú)明顯差異；作用50 s后，根管全段均可見(jiàn)清晰的牙本質(zhì)小管口，根尖區(qū)僅有少量散在的玷污層，與其他各組相比有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(圖3)。

a1～a6，b1～b6，c1～c6： ×1 000;A1～A6，B1～B6，C1～C6： ×3 000；*：與對(duì)照組(Con組)相比P<0.05；#：與Con組、5 s組相比P<0.05；@：與Con組、5 s組、10 s組相比P<0.05；&：與其他各組相比P<0.05

對(duì)比生理鹽水組和EDTA組根管蕩洗50 s后玷污層清理情況，可以看出兩組均對(duì)玷污層有明顯的清理效果，與對(duì)照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；兩組間比較可見(jiàn)EDTA組對(duì)玷污層清理效果更明顯，與生理鹽水組及對(duì)照組相比均有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)(圖4)。

同部位三組之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；Con：對(duì)照組

3 討 論

根管治療的主要目的是清除根管內(nèi)感染，而根管內(nèi)感染主要來(lái)源于微生物感染及玷污層[8]。為了盡可能去除根管內(nèi)感染，根管預(yù)備器械更新?lián)Q代，但是研究表明，預(yù)備器械只能到達(dá)約50%根管內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)，那些微小、狹窄的結(jié)構(gòu)仍無(wú)法觸及[9]。更有研究報(bào)道根管預(yù)備器械的旋轉(zhuǎn)及往復(fù)運(yùn)動(dòng)可能將碎屑推向這些狹小的位置[10]，增加根管清理的難度，同時(shí)在后期治療中也會(huì)阻礙根管消毒劑及根管封閉劑進(jìn)入牙本質(zhì)小管及側(cè)枝根管[11]。因此，根管沖洗對(duì)進(jìn)一步提高整個(gè)根管系統(tǒng)的清潔和消毒至關(guān)重要，它不僅能夠清除根管內(nèi)感染的牙髓組織，中和或去除細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物，還能清理根管預(yù)備過(guò)程中產(chǎn)生的碎屑，去除玷污層[12]。研究表明，在根管沖洗過(guò)程中聯(lián)合使用次氯酸鈉及EDTA能夠有效去除機(jī)械預(yù)備過(guò)程中形成的玷污層。EDTA 能夠軟化和溶解無(wú)機(jī)的牙本質(zhì)碎屑，它既能避免碎屑在根管壁上的積聚又能立即清除剛附著的碎屑[13]；而次氯酸鈉可溶解根管內(nèi)壞死組織以及玷污層中的有機(jī)物，抑制或殺滅生物膜和牙本質(zhì)小管中的病原微生物，降低內(nèi)毒素活性[14]。由于玷污層中主要成分為無(wú)機(jī)物，所以清理玷污層主要依賴(lài)于EDTA的作用。在本課題組先前的實(shí)驗(yàn)中[6]我們對(duì)離體牙進(jìn)行嚴(yán)格滅菌處理后重新細(xì)菌培養(yǎng)，證明了EDDY+EDTA+次氯酸鈉配合使用蕩洗根管后的殺菌和清除玷污層的作用是切實(shí)有效的，所以本次實(shí)驗(yàn)將重點(diǎn)定位于玷污層，一方面探究合理的作用時(shí)間，既能快速清除玷污層又不會(huì)導(dǎo)致牙本質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞，另一方面測(cè)試在不使用螯合劑的情況下，僅依靠聲波的聲流和空穴效應(yīng)是否可以有效清除玷污層。因?yàn)槿杂胁糠轴t(yī)療機(jī)構(gòu)，尚未在臨床中普及使用EDTA等液劑型螯合劑，我們需要尋找不使用螯合劑時(shí)有效清理玷污層的方法以達(dá)到良好的治療效果。

由于牙齒解剖結(jié)構(gòu)變異，以及根管內(nèi)根尖部分滯留的根尖周組織和空氣可能會(huì)阻礙沖洗劑的沖洗效果[15]，通過(guò)常規(guī)的手動(dòng)沖洗方法，沖洗劑很難達(dá)到根尖1/3及根管峽部等部位，因此臨床上常用超聲、激光、聲波等輔助手段，通過(guò)活化沖洗劑使其進(jìn)入根管深層從而提高根管的沖洗效果[16]。聲波輔助沖洗設(shè)備EDDY因其頻率高達(dá)6 000 Hz，能夠激活沖洗液，在去除根管內(nèi)玷污層和減少細(xì)菌負(fù)荷方面具有顯著的潛力[17]。此外，EDDY的工作尖主要由高分子聚合材料制成，當(dāng)在根管蕩洗過(guò)程中與根管壁接觸時(shí)不會(huì)停止工作，同時(shí)也不會(huì)破壞根管壁，在彎曲的根管中使用具有較高安全性[18]。

本研究通過(guò)模擬臨床根管治療臨床步驟，采用常規(guī)根管預(yù)備方法(冠向下法)進(jìn)行根管預(yù)備，而后進(jìn)行根管沖洗。為了確保沖洗液輸送至工作長(zhǎng)度，并有足夠的空間來(lái)保證足量沖洗劑流量，本實(shí)驗(yàn)使用WaveOne Gold根管銼將根管預(yù)備至40.04#。研究表明，在該直徑和錐度下的根管能夠允許足夠的沖洗劑交換，為根尖區(qū)沖洗劑的激活提供足夠的空間，同時(shí)不會(huì)造成任何摩擦[19]。為了避免根管直徑和機(jī)械預(yù)備時(shí)間對(duì)玷污層產(chǎn)生的影響，實(shí)驗(yàn)前仔細(xì)選擇牙齒，操作過(guò)程在標(biāo)準(zhǔn)模式下進(jìn)行，并統(tǒng)一機(jī)械預(yù)備的時(shí)長(zhǎng)。在終末沖洗時(shí)，選擇尺寸合適的沖洗針頭，確保沖洗針頭頂端可置于距根尖2 mm處，每組牙根給予5 mL沖洗液。以此排除標(biāo)準(zhǔn)條件以及溶液用量的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異就可以通過(guò)溶液作用于牙本質(zhì)壁的不同時(shí)間來(lái)解釋。有學(xué)者證明17%EDTA作用1.0和1.5 min后，離體牙的顯微硬度隨時(shí)間增加有所下降[20]，故將實(shí)驗(yàn)組的最長(zhǎng)作用時(shí)間控制在50 s，以避免牙體結(jié)構(gòu)的破壞。經(jīng)過(guò)分組處理后，將樣本置于SEM觀察根管表面的碎屑，通過(guò)形態(tài)學(xué)觀察根管表面，可看到未接受終末沖洗的牙本質(zhì)表面被玷污層覆蓋。對(duì)各實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組的玷污層進(jìn)行評(píng)估。

本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明僅使用生理鹽水進(jìn)行根管沖洗時(shí)，由于EDDY產(chǎn)生的空穴效應(yīng)和聲流作用，對(duì)玷污層仍有一定的清潔效果，然而需保證充足的蕩洗時(shí)間[21]。根據(jù)電鏡圖片可以看出作用5或30 s時(shí)清潔效果并不明顯，作用50 s時(shí)，根管中上段的玷污層明顯減少，冠方1/3可見(jiàn)清晰的牙本質(zhì)小管，中段僅有少部分牙本質(zhì)小管被玷污層覆蓋，根尖區(qū)域牙本質(zhì)小管亦部分敞開(kāi)。肖芳等[22]使用0.5%次氯酸鈉作為沖洗劑配合EDDY進(jìn)行根管蕩洗60 s后發(fā)現(xiàn)，根尖區(qū)仍有部分玷污層覆蓋牙本質(zhì)小管，玷污層評(píng)分與本實(shí)驗(yàn)中生理鹽水50 s組相當(dāng)。當(dāng)使用EDTA作為沖洗劑時(shí)，配合EDDY蕩洗5或10 s，根管中上段即可獲得基本開(kāi)放的牙本質(zhì)小管口，然而根尖區(qū)仍有較厚的玷污層覆蓋；作用20～30 s后，根管中上段的牙本質(zhì)小管即可完全敞開(kāi)，僅有部分散在的玷污層，且根尖區(qū)的牙本質(zhì)小管口也部分敞開(kāi)，Plotino等[12]將根尖預(yù)備至25#，使用EDTA+EDDY作用20 s后根尖區(qū)仍有較明顯的玷污層；作用40～50 s后，根尖區(qū)的玷污層也可得到有效的清除，Rius等[23]實(shí)驗(yàn)中使用EDDY+EDTA作用60 s，根尖區(qū)亦可見(jiàn)開(kāi)放的牙本質(zhì)小管口，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)論基本一致。

綜上所述，本研究提示當(dāng)患者因牙髓炎就診時(shí)，根尖區(qū)為非感染根管，可選擇使用EDTA+EDDY蕩洗根管10～20 s，不僅保證根管中上段的清理效果，也可減少操作時(shí)間；當(dāng)患牙為感染性根管時(shí)，為提高化學(xué)預(yù)備的效果，建議使用EDTA+EDDY蕩洗根管30～50 s，確保根尖區(qū)的牙本質(zhì)小管開(kāi)放，有利于接下來(lái)根管消毒藥物的滲透[24]。若無(wú)條件應(yīng)用EDTA時(shí)，則建議延長(zhǎng)EDDY的使用時(shí)間至1 min以上。