鉺激光對不同長度與彎曲度根管玷污層的清理效果研究

曲超杰,郭 威,2

根管治療術是指對根管進行清理成形、消毒滅菌、嚴密充填和冠方修復,從而控制感染并促進愈合的一種治療方式,是目前治療牙髓病和根尖周病的首選[1]。然而在根管預備時會產生的由牙本質和牙髓組織碎屑、成牙本質細胞、細菌等組成的無結構物質即玷污層,會成為細菌繁殖的培養(yǎng)基并引發(fā)微滲漏,最終導致根管治療的失敗[2]。因此,玷污層的去除對根管治療的遠期療效有著重要意義。目前,去除玷污層的方法主要有注射器沖洗技術和超聲蕩洗技術。其中超聲蕩洗技術已被大量研究證實是清理玷污層較好的方法之一[3]。有學者提出了激光活化蕩洗技術(laser-activated irrigation,LAI),它是通過激活根管內沖洗液產生特定的空穴和聲流作用,去除根管內玷污層及感染物質[4]。此后DiVito等[5]將鉺激光活化蕩洗技術進一步改良并提出了光子引導的光聲流效應(photon-induced photoacoustic streaming, PIPS),現(xiàn)已被大量研究證實可以有效地去除根管內玷污層,并顯著優(yōu)于傳統(tǒng)注射器沖洗和超聲蕩洗技術[6]。同時,改變鉺激光的脈沖能量、脈寬、頻率、照射時間和纖維尖端的位置等參數(shù),可以對根管的清理效果產生不同影響[7]。

此外,根管解剖系統(tǒng)的復雜性也是影響玷污層清理效果的重點和難點[8-10]。其中,根管的長度和彎曲度是使根管清理難度增加進而導致失敗的重要因素[11]。研究表明,過長、過彎的根管易導致感染組織、細菌和玷污層的殘留[11],能否找到一個合適的方法提高此類根管治療的成功率尚未可知。本實驗通過激光脈沖能量這一參數(shù)的調整對不同長度、彎曲度根管玷污層的清理效果進行研究,為論證鉺激光的臨床應用效果并提高根管治療成功率提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料和儀器

雙波長激光工作儀(Fotona,斯洛文尼亞);掃描電子顯微鏡(Zeiss,德國);口內X射線系統(tǒng)(Satelec,法國);超聲波牙科治療儀(Satelec,法國);根管預備機(VDW,德國);ProTaper Universal機用鎳鈦根管銼(Densply,瑞士);5.25%次氯酸鈉溶液(20210502213,致遠,中國天津);EDTA凝膠(META,韓國)。

1.2 樣本收集

經(jīng)煙臺市口腔醫(yī)院倫理委員會批準(倫審號:2021kt12),選擇2020年12月至2021年6月就診于煙臺市口腔醫(yī)院,因正畸或牙周病拔除的符合納入、排除標準的144顆恒磨牙上的某一單根管牙根作為研究對象。納入標準:①牙根表面完好,根尖孔發(fā)育完成。②依據(jù)王惠蕓根長測量法[8]選擇根長為7～13 mm的牙根。③依據(jù)Schneider彎曲度測量法[12],選擇根管彎曲度≤40°,從根中二分之一處開始彎曲的牙根。排除標準:①牙根表面齲壞、缺損、裂紋,牙根內吸收、根管治療后的牙根。②C形根管或扁根管。使用超聲潔治器清除所有樣本牙結石和根周殘留軟組織,置入裝有0.9% NaCl溶液的玻璃瓶中(4 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。

1.3 樣本分組與處理

所有樣本按根長不同分為2組:7 mm≤短根組≤10 mm、10 mm<長根組≤13 mm。樣本開髓后,采用Schneider法測量根管彎曲度并分為3個亞組:輕彎組≤10°、10°<中彎組≤25°、25°<重彎組≤40°。根長及根管彎曲度測量方法見圖1。ProTaper Ni-Ti器械行根管預備至F3,蕩洗方法采取以下分組處理。①對照組:超聲功率設置為6檔,5.25% NaClO溶液蕩洗60 s。②實驗組:Er:YAG激光分別采用20、40、60 mJ的能量參數(shù)結合5.25% NaClO溶液,將激光工作尖置于根管口處蕩洗30 s,停止5 s后繼續(xù)蕩洗30 s。蕩洗方法分組詳見表1。

表1 樣本的蕩洗方法分組

圖1 根長及根管彎曲度測量示意圖

1.4 掃描電鏡觀察

所有樣本均平釉牙骨質界處截冠,在牙根兩側沿牙長軸走行磨出兩條凹槽,未穿通根管。用骨鑿抵于凹槽輕輕將牙根縱剖從而暴露根管內壁(圖2)。在所有樣本的根管開始彎曲處作標記,以此區(qū)分冠方及根方。樣本處理后于掃描電鏡下觀察,在根管內壁冠、根方各隨機取3個視窗拍照并對玷污層清理及裂紋產生情況進行記錄(圖3),由2位觀測者采用Peters玷污層評分標準[13]進行評分取平均值,評分標準詳見圖4。

A:沿箭頭所示縱溝處劈開;B:劈開后可見根管暴露

A:于冠方、根方各隨機取3個電鏡視窗(冠:a、b、c;根:a′、b′、c′)觀察;B:視窗c在電鏡下的觀察效果( ×1 000)

A:1分,無玷污層,牙本質小管全部開放或僅有少量栓塞;B:2分,少于25%的區(qū)域被薄層玷污層覆蓋,絕大多數(shù)牙本質小管開放;C:3分,呈斑塊狀分布的玷污層,牙本質小管開放 50%～75%;D:4分,薄層均質玷污層,牙本質小管開放不足 50%;E:5分,厚層不均勻玷污層,幾乎見不到開放的牙本質小管

1.5 統(tǒng)計學方法

本實驗應用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。

采用單因素方差分析(One-Way ANOVA)進行統(tǒng)計,數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差形式表述,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 短根

為更好呈現(xiàn)實驗結果,我們將牙根按照冠根兩部分分別進行描述。

結果顯示,對照組除輕彎組冠根方和中彎組冠方可見少量牙本質小管暴露外,其余各組均被較厚玷污層覆蓋;而實驗組(Er:YAG激光)各部玷污層評分均明顯低于對照組(超聲)(P<0.05)。

在實驗組冠方,當功率為0.3 W時,輕彎組玷污層評分低于中、重彎曲組(P<0.05),中、重彎組間無顯著差異(P>0.05);當功率達到0.6 W時,3組玷污層評分均有所減低,其中中、重彎組評分明顯低于0.3 W時(P<0.05),但各彎組組間無明顯差異(P>0.05);當功率升至0.9 W時,3組玷污層評分相較0.6 W時無明顯差異,且組間也無明顯差異(P>0.05),但重彎組出現(xiàn)明顯微裂紋。在根方,當功率為0.3 W時,各組評分隨彎曲度增加逐漸升高,組間差異顯著(P<0.05);當功率達到0.6 W時,輕、中彎組評分相較0.3 W時變化不顯著(P>0.05),只重彎組明顯低于0.3 W時(P<0.05);當功率達到0.9 W時,各組評分出現(xiàn)明顯下降趨勢,中、重彎組相較0.3 W和0.6 W時變化明顯(P<0.05),但組間無顯著差異(P>0.05)。

冠根方兩兩比較結果示,相同功率下實驗組冠方各組評分均明顯低于根方,組間差異顯著(P<0.05)(圖5～6、表2)。

表2 短根各彎曲度玷污層評分情況

圖5 短根冠方(左)和根方(右)各彎曲組玷污層評分

箭頭所指處可見牙本質小管形態(tài)遭到破壞,出現(xiàn)串連多個小管的微裂紋

2.2 長根

結果可見,除0.3、0.6 W鉺激光處理的重彎組根方玷污層評分與對照組并無明顯差異(P>0.05),均由厚層的玷污層覆蓋之外,其余各實驗組的玷污層評分均明顯低于對照組(P<0.05)。

實驗組冠方,當功率為0.3 W時,輕、中彎組的玷污層評分均明顯低于重彎組(P<0.05),輕、中彎組間無顯著性差異(P>0.05);當功率達到0.6 W時,輕、中彎組評分相較0.3 W時無明顯變化(P>0.05),但重彎組評分卻明顯降低(P<0.05),各彎曲組間評分差異不顯著(P>0.05);當功率升至0.9 W時,各組評分進一步降低,各彎曲組間無顯著差異(P>0.05),但重彎組可見明顯微裂紋。在根方,當功率為0.3 W時,輕、中彎組間評分無顯著差異(P>0.05),均明顯低于重彎組(P<0.05);當功率達到0.6W時, 輕彎組評分明顯降低(P<0.05), 低于重彎組(P<0.05),輕、中彎組間差異不顯著(P>0.05)。當功率升至0.9W時,輕、中彎組評分進一步下降,均明顯低于重彎組(P<0.05),輕、中彎組間無顯著差異(P>0.05),重彎組仍無明顯變化(P>0.05)。

冠根方兩兩比較結果示,相同功率下實驗組冠方各組評分均明顯低于根方,組間差異顯著(P<0.05)(圖7～8、表3)。

表3 長根各彎曲度玷污層評分情況

圖7 長根冠方(左)和根方(右)各彎曲組玷污層評分

圖8 掃描電鏡下觀察長根根管壁玷污層清除情況( ×1 000)

3 討 論

玷污層是根管預備時形成的一層貼附于根管內壁的無結構物質,主要由牙本質和牙髓組織碎屑、成牙本質細胞、細菌等組成[14]。根管玷污層的存在被認為是細菌繁殖的培養(yǎng)基并可能引起微滲漏,需在根管充填前盡可能去除[1,15]。然而根管系統(tǒng)的復雜性決定了根管清理的難度會大大增加[8-9]。其中,根管長度、彎曲度及側副管等因素易導致感染組織及細菌的殘留[10]。Haupt 等[11]的研究顯示,過長、過彎根管的冠、根方玷污層清理效果較短、直根管差。為進一步探究不同沖洗方式對不同解剖形態(tài)根管內壁的玷污層清理效果及損傷情況的影響,本實驗將長度、彎曲度兩種解剖因素納入分組并以根管彎曲處為界對冠方和根方分別進行研究。

次氯酸鈉作為目前應用最廣的根管沖洗液,具有良好的殺菌及溶解根管內有機物的能力。Vianna等[16]研究表明,相比4.00%、2.50%、1.00%、0.50%4種濃度,使用5.25%的NaClO可以獲得最快的殺菌效果。此外,譚青松等[17]使用不同濃度NaClO進行超聲根管蕩洗后發(fā)現(xiàn),5.25%的NaClO濃度下,根尖1/3區(qū)的牙本質小管開口數(shù)量最多。故本實驗選用5.25%的NaClO作為根管沖洗液。激光蕩洗作為一種新型的輔助蕩洗方法,可通過傳遞脈沖能量有效地活化根管蕩洗液,從而有效地去除根管內的玷污層。DiVito等[5]進一步改良了激光蕩洗工作尖的形態(tài)同時縮短了脈寬,并將其產生的效應命名為光子引發(fā)的光聲流效應(PIPS)。相比超聲蕩洗,PIPS可有效去除根管內各水平的玷污層及牙本質碎屑[18],提高牙本質小管的滲透性[6],降低根充后的微滲漏,從而獲得良好的根管治療效果[19]。本研究可見各實驗組玷污層清理效果均優(yōu)于對照組(超聲),與以上學者研究一致。此外,Meire等[7]在研究影響鉺激光清理效果的因素時發(fā)現(xiàn),脈沖能量是影響治療效果的一個重要參數(shù)。故本研究在確保頻率等激光參數(shù)不變的情況下,設置20、40、60 mJ(均處于工作尖允許的安全范圍)3種不同能量,從而獲得對應的0.3、0.6、0.9 W 3種功率,以探究激光能量對不同長度、彎曲度根管內壁玷污層清理效果的差異。

研究表明,在不同彎曲度的短根冠方,0.3 W即可實現(xiàn)牙本質小管幾乎完全開放的效果,與Meire等[7]研究發(fā)現(xiàn)0.3 W即可達到對冠方良好的玷污層清理效果一致。當功率增加至0.6 W時,對于直根而言,清理效果沒有太大改變,中、重度彎曲根管玷污層清理效果明顯增強,與Luca等[20]研究結果一致。繼續(xù)增加功率至0.9 W時,各彎曲度根管冠方清理效果沒有進展,而在重彎組卻看到牙本質內壁出現(xiàn)了微裂紋,提示,提高PIPS能量確實能夠增強彎曲短根管冠方的清理效果,對于過度彎曲根管而言,也并非能量越高越好。有學者認為高能量的激光會導致牙體組織損傷,并影響根管治療的遠期療效[21]。本實驗結果證實了這一點。對短根組的根方而言,隨著能量的增加,清理效果雖在逐漸增強,但整體明顯弱于冠方,這可能與根方根管直徑變小有關。有研究證實,根管直徑越大,PIPS空穴作用越強,對根管內玷污層的清理效果越好,從而使得冠方清理效果明顯優(yōu)于根方[22]。而窄細彎的根管形態(tài),會很容易在根方形成氣鎖[11,23]。氣鎖的累積會嚴重阻礙能量達到根尖區(qū),于是,激光會將原本產生的過高能量瞬間返回到較為寬敞筆直的冠方進行爆破和釋放,這也就解釋了為什么0.9 W時重度彎曲根管冠方牙本質會出現(xiàn)微裂紋而根方仍有玷污層殘留了。

與之對應的長根冠方,在0.3 W時仍可實現(xiàn)輕、中彎組絕大多數(shù)牙本質小管的開放,但無論是0.3 W還是0.6 W均無法做到對根方玷污層的有效清理,只有繼續(xù)增加功率至0.9 W后才可見輕、中彎組根管內壁大部分牙本質小管的暴露,證明根管長度的增加使得PIPS空穴及聲流作用逐漸衰減,使其難以有效地去除根方玷污層[24],此時需要更多的能量輸入才能獲得與短根相同的清理效果。于是當功率增加至0.9 W時,輕、中彎曲根管均達到了較好的根部清理效果,但重彎組卻在根方?jīng)]有明顯改善的同時于冠方再次出現(xiàn)微裂紋。文獻證實,雖然PIPS可以有效地去除重度彎曲根管內的氣鎖[24],但隨著根長的增加,根方氣鎖的去除難度也在增加[25],這也解釋了為什么本實驗重度彎曲的短根在0.9 W時的根方玷污層清理效果明顯優(yōu)于長根。而由于冠方微裂紋的出現(xiàn),此時繼續(xù)增加能量會導致牙本質內壁的進一步損傷,所以對于極度彎曲的長根而言,已經(jīng)無法保證在不損傷根管內壁的前提下,通過提高能量達到完全去除根方玷污層的效果。

綜上,我們認為在短根中,0.3 W的PIPS功率即可使輕度彎曲根管獲得良好的玷污層清理效果;而中度彎曲根管則需達到0.9 W。重度彎曲根管雖然在0.9 W時清理效果好,但因其可能造成的損傷,故不推薦采用此功率。在長根中,功率達到0.9 W時可以對輕、中度彎曲根管玷污層達到較好的清理效果,而對于重度彎曲根管,0.9 W仍不能達到清理目的卻已對根管內壁造成損傷。所以對于重度彎曲的短根和長根,在不損傷根管內壁的情況下,如何能尋找更好的激光參數(shù)以達到理想的清理效果仍需進一步探究。