镍钛器械根管预备对牙本质微裂的影响及预防

2017年9月18日 中国实用口腔科杂志

    根管治疗是牙髓病和根尖周病的首要治疗方法,需要采用专业的器械和方法进行彻底的根管清理、成形,有效的药物消毒、灭菌以及严密的根管充填和冠方封闭。其中,根管预备是决定治疗是否成功的关键环节。

    在根管预备过程中,机用镍钛器械较不锈钢器械有着突出的优势:(1)操作简便高效,减轻术者疲劳;(2)柔韧性好,维持根管原始形态;(3)耐腐蚀,抗疲劳,生物相容性好;(4)排屑能力强,根管不易堵塞;(5)大锥度有利清理成形,为后续操作提供足够空间;(6)约诊间痛少,患者舒适度高。

    但由于根管解剖结构的复杂性,在镍钛器械根管预备过程中仍然会导致一些并发症的发生,如根管偏移、根管侧穿、器械分离等。还有学者认为其可造成或加重根管壁牙本质的微裂,微裂又可进一步引起牙根纵裂,并最终可能导致牙齿无法保留。因此,探究镍钛器械根管预备对牙本质微裂的影响引起了学者的广泛关注。

    1.牙本质微裂的定义

    镍钛器械根管预备过程中可能产生或加剧的细小裂纹多位于根管壁牙本质层,用常规器械无法探查出来,临床上很难诊断和治疗,需要配合使用光学显微镜、电子显微镜、CT、红外热像仪等放大观测设备才能发现H3。在实验研究中不同的学者对其采用了不同的称谓,有微裂(microcrack)、断裂(fracture)、缺陷(defect)、裂缝(crack)、损坏(damage)等。至今尚未有统一的命名,本文采用牙本质微裂(dentinal micro-crack)这一名称。

    2.牙本质微裂的后果

    2.1细菌定植,产生微渗漏

    牙本质微裂处如有残留的细菌存在,细菌就可以在裂缝处生长繁殖,在牙根表面建立生物膜心“。随着时间的推移,这些微裂也可以发生微渗漏,破坏根管系统封闭,引起感染,造成牙齿白发或激惹疼痛,对应骨组织丧失,咬合功能障碍,严重者导致临床治疗失败。

    2.2牙根纵裂

    持续负荷在咀嚼压力下,微裂还可以朝髓腔或者牙周膜方向延伸发展,导致根管内应力分布形式的改变,牙体抗折性能降低乜引。不同部位的微裂还可以累积叠加,最终可能发展为牙根的纵向完全性折裂,即牙根纵裂。牙根纵裂是指发生于牙齿根部硬组织的,连通髓腔与牙周膜间隙的,平行于牙长轴的,未累及牙冠的纵向裂纹。Shemesh等采用光学相干断层扫描技术(OCT),在不同水平截面以实时图像监控纪录了根管预备过程中的微裂发展成纵裂的动态过程,证明了牙本质微裂是牙根纵裂的重要诱因之一。牙根纵裂并非瞬间发生的事件,而是一个逐步发展的过程。Testori等研究发现,牙根纵裂发生时间约在根管治疗完成后5~10年。Walton等认为牙根纵裂的后果是毁灭性的,一旦确诊通常有不利的预后,多数只能采取截根术、牙半切术或拔除术,显著降低了患牙的远期生存率。据统计,10.9%~31.0%根管充填后的牙齿因牙根纵裂而拔除,牙根纵裂是临床根管治疗后牙齿拔除的第二大常见原因。磨牙近中根发生牙根纵裂的比例明显超过其他牙根,牙齿折裂已成为继龋病、牙周病之后,磨牙缺失的主要原因之一。

    3.镍钛器械预备过程中影响牙本质微裂的因素及应对策略

    3.1根管解剖形态

    De Bruyne等认为,根管长度、宽度、形态、牙本质硬度、钙化、根尖止点的大小和位置、根尖弯曲的角度、半径、长度和位置等牙齿解剖本身的复杂性和变异性均可对微裂造成影响。Lertchirakarn等研究显示,与圆形根管比较,椭圆形根管更容易发生牙本质微裂,乃至牙根纵裂。Chai等研究也表明,椭圆形根管和不规则根管更容易出现牙根纵裂。其原因可能是根管系统的峡区是牙本质壁的薄弱区和应力集中区。为防止微裂的发生,临床医生应熟练掌握每个牙位的根管解剖知识,术前根据x线片仔细观察根管形态,根据需要个性化选择适合的镍钛系统,也可多个系统联合使用。对于解剖结构异常、病情相对复杂的疑难根管,应充分利用显微镜和超声设备,必要时可采取CBCT等辅助检查手段。

    3.2剩余牙本质量

    根管预备过程中,牙体经去腐开髓、便利形制备、根管口扩大、大锥度镍钛器械根管预备成形等操作后,其完整性受到了破坏,抗折能力随破坏范围的大小也受到了不同程度的影响。Chai等研究发现,随着牙本质去除量的增加,牙根出现裂隙的可能性亦逐渐增大。开髓在去净龋坏的前提下应少破坏冠部牙本质,建议少用超大锥度的开口锉,尽量多保留牙体硬组织,近年来提倡的微创根管预备可有效降低根管预备后牙本质微裂的发生率。

    3.3牙周状况

    牙槽骨是容纳和支持牙根的硬组织,其炎性病变后发生吸收,会使得临床牙冠变长,应力作用中心向根部移行,从而导致根管壁所承受的压力增加。牙周膜是与牙槽骨相连的致密结缔组织,含有丰富的胶原纤维,具有良好的弹性和韧度。Capar等认为牙周膜包绕在牙根表面可以抵抗缓冲施加于牙根的外力,对防范裂纹的产生、保护牙体的完整性有重要作用。此外,深牙周袋内暴露的牙根表面可发生吸收或者损伤而使牙根更易于折裂。牙根纵裂的大多数患者都有深牙周袋、牙齿松动、牙槽骨吸收等典型的牙周病变。因此,对于联合牙周病变的患牙,牙体牙髓科医生需配合牙周科医生评估预后,系统治疗。

    3.4管壁应力分布

    牙合面磨耗、牙尖高耸、单侧咀嚼、邻牙缺失等均可造成殆力分布不均,根管壁局部应力集中,有助于牙本质微裂的形成。Kim等通过三维有限元模拟根管成形过程中镍钛锉设计与牙根纵裂的关系,推测根管壁高应力集中会导致更多的根管偏移和牙本质薄弱区,削弱了牙根结构,增加了牙本质微裂乃至牙根纵裂的风险。建议对于薄壁弱尖行常规调磨,需冠部修复的患牙在根管治疗前可适量降低咬合。适当建立直线通路,做好根管口部的预敞,使用通路锉预先制备根管通道,可减少根管内壁的应力集中。

    3.5预备长度

    Adorno等的体外研究显示,预备长度对根尖区微裂的产生有影响,当预备止点距根尖孔 1 mm时比恰好在根尖孔和超出根尖孔1 mm产生的微裂显著减少。Helvacioglu-Yigit等应用镍钛器械Reciproc和WaveOne预备根管,对比距根尖6 mm和9 mm处的牙根水平截面,3 mm处观察到了更多的牙本质微裂。笔者认为这可能与近根尖孔处牙本质壁过薄及根管解剖结构复杂有关。因此,建议对于根尖区无病灶的非感染根管,预备止点不宜距根尖孔过近。镍钛器械预备前,应结合根管测量仪和牙片仔细确认工作长度,切忌大锥度及宽直径的器械超出根尖孔。

    3.6预备宽度

    Wilcox等将上颌离体前牙根管预备后进行冷侧压充填,当扩大至牙根直径的20%~30%时,利用透照法未观察到微裂的发生;继续扩大这些根管至牙根直径的30%时,可见牙本质微裂出现;最后当扩大这些根管至牙根直径的40%~50%时,观察到了牙根纵裂的发生。张燕等运用三维有限元分析预备直径与牙根受力分布的关系时发现,根管直径的增大会引起根管壁应力的升高,根管直径扩大至原始直径的3/2倍时就较易发生折裂。Adorno等在使用机用镍钛锉进行根管预备时也发现,根尖预备的直径越大,观察到的裂纹越多。

    在临床根管治疗操作中,应在彻底去除根管壁感染物质的基础上,尽量避免过度切削牙体硬组织,最大限度地保存牙本质厚度,根据初尖锉的大小决定预备终锉的尖端直径,建议根管预备的宽度最好不要超过根管原始直径的4/3倍。

    3.7预备锥度

    尽管实验数据指出不同镍钛系统对牙本质微裂的影响程度存在着一定的差异,但多数对比试验表明:大锥度的镍钛器械根管预备造成的牙本质微裂比小锥度的手用不锈钢器械显著增多。Ashwinkumar等观察0.02锥度手用不锈钢K锉和镍钛K锉预备后的根管均未见任何微裂纹。Zandbiglari等比较不同锥度的器械根管预备对牙根抗折性的影响,研究发现预备后的根管锥度越大,牙根在负载压力后发生折裂的可能性也就越大。镍钛器械的大锥度设计有利于彻底清理牙髓、细菌及玷污层,便于充分的冲洗、消毒和充填。但随着锥度的增大,根管壁切削增多,根管壁所受应力集中,发生牙本质微裂的概率也相应增大。因此,建议根管预备的锥度应适量,尤其要注意磨牙的近中根、下前牙区和前磨牙区的扁牙根等牙本质微裂好发部位。

    3.8马达扭矩和转速

    Dane等在转速同为250 r/min的条件下,应用不同扭矩的ProTaper Universal机用器械预备离体下颌单根管前磨牙,发现低扭矩组产生的裂缝占比为17.4%,而高扭矩组则为29.4%,高扭矩设置引起的牙本质微裂比低扭矩组有显著增高。从理论上讲,较多的裂缝形成的原因可能是高扭矩预备使得仪器可以用更少的自动反转到达根尖止点,从而在牙本质表面产生了更大的压力。而马达的转速越高,单位时间内镍钛器械对根管壁的切削和摩擦也就越多。Capar等认为不同的机用镍钛器械应匹配相应的扭矩和转速,新上市的镍钛器械应对其参数设置进行试验,评估对牙本质微裂形成的影响,最大限度地保护牙体组织。医生应做临床前规范培训,熟读使用说明,掌握正确的预备方法和操作技术,按照厂家的建议设置马达的扭矩和转速。

    3.9器械运动方式

    Priya等在采用全序列机用ProTaper以不同运动模式进行根管预备时发现,往复运动比连续旋转运动产生的牙本质裂纹数少。Kansal等也通过实验得出结论:与ProTaper全序列连续旋转模式相比,ProTaper F2在往复运动模式下可产生较少的牙本质微裂。这可能是因为往复运动有效减少了锉针的旋入效应及绞索卡顿,从而减小了根管壁的应力集中。王燕等在预备离体下颌前磨牙根管后发现,机用镍钛锉TFA在自适应往复运动模式下产生的牙本质微裂少于连续旋转模式组。这可能是因为TFA的智能化往复运动模式可以根据锉针与根管壁之间的压力变化,及时改变旋转方向和幅度,以解除锉针对根管壁的应力集中。Priya等在实验中同时发现,无论是在连续旋转模式还是往复旋转模式下,ProTaper Next产生的微裂数均明显比ProTaper少。这可能与ProTaper Next独特的不对称蛇形摆动预备方式有一定关系,其偏心的矩形设计,使器械在运动过程中仅有两点与根管壁相接触,有效地减少了对牙本质的过度摩擦切削。

    为减少微裂的发生,临床医生最好选用新型运动模式的镍钛系统,尽量避免过度施力于器械。

    3.10器械材质

    在根管预备过程中,镍钛器械的刚性越大,在根管壁上形成的应力集中就越大,发生牙本质微裂的风险也随之增大。Abou等在预备椭圆形根管时发现,ProTaper F2在往复运动和连续旋转两种预备模式下产生的牙本质微裂数近似,但却均显著高于WaveOne组。由此得出推论:相对于旋转方式而言,镍钛器械的材质对牙本质微裂形成的影响更大。镍钛合金有2种不同的晶体结构相:奥氏体(austenite)属高温相位,质地坚硬,不易形变;而马氏体(martinsite)属低温相位,质地柔软,可塑性强m1。牙本质的弹性模量为18.6 GPa,奥氏体的弹性模量为75.0 GPa,马氏体的弹性模量(28.0 GPa)与牙本质非常接近。与使用超弹相的传统器械ProTaper不同,TFA是采用R相镍钛合金扭转制成,WaveOne、ProTaper Next和Reciproc则采用新研发的M-wire合金制作,这两种材料都经过特殊的热处理,质韧而柔软,可更好地适应根管原始走向,这可能是其大多数实验统计的微裂均少于ProTaper的重要原因之一。陈晨等发现,当根管同样预备至40号0.06锥度时,HyFlex CM组和ProTaperUniversal组牙本质微裂的发生率分别为5%(1/20)和85%(17/20)。CM—wire是新型记忆控制合金,其弹性模量接近马氏体,较M—wire更软,可绕根管曲线轴旋转,均匀切割根管内壁,这可能是HyFlexCM组牙本质微裂发生率显著低于ProTaperUniversal组的主要原因。临床治疗建议选用这些循迹性好、柔韧性好、去除牙本质较少的新型材质的镍钛器械预备根管。

    3.11根管冲洗和润滑

    次氯酸钠是镍钛根管预备过程中必不可少的化学冲洗药物,Sim等在次氯酸钠根管冲洗对牙本质理化性能影响的研究中发现,5.25%次氯酸钠组的牙本质弹性模量比生理盐水组显著减小;与0.5%次氯酸钠组和生理盐水组相比,5.25%次氯酸钠组的牙本质挠曲强度有明显的下降。Marending等同样通过实验证实5%和9%次氯酸钠组比1%次氯酸钠组的牙本质弹性模量和挠曲强度值下降了一半。以上研究说明高浓度的次氯酸钠会改变牙本质的机械性能,降低其抗折强度。Adl等通过比较不同冲洗液对牙本质微裂的影响得出结论:与生理盐水相比,次氯酸钠可造成更多的微裂。使用活性成分为EDTA的RCP rep润滑根管无法降低微裂的风险。Aydin等通过实验同样证明EDTA凝胶无法减少微裂的数量。因此,在根管预备过程中需根据感染严重程度选择次氯酸钠的浓度,应适量使用根管润滑液或凝胶。

    4.研究争议

    与大多数研究者相悖,De—Deus等运用微型计算机层析成像(Micro-CT)分析发现,使用3种往复运动镍钛器械(Reciproc、WaveOne和BioRace)进行根管预备后,在相应牙根横截面观察到的所有牙本质微裂,均是术前就已经存在的。1年后,De-Deus等再次运用Micro—CT这种非破坏性的观察方法分析ProTaper Next和TFA在根管预备过程中对根管壁牙本质的影响,结果同样是这两种镍钛系统并不导致新的牙本质微裂的形成。因此他们认为牙本质微裂的形成与镍钛根管预备之间无因果关系。该结论尚无其他研究支持,实验也未指出镍钛器械预备是否加重了原有的牙本质微裂。Arias等随3使用人尸体下颌骨构建实验模型,通过显微镜观察发现,手用GT组、机用WaveOne组预备后的下切牙与对照组有相似的微裂发生率。但笔者认为尸体捐助者年龄偏大(>82岁)、样本量太小可能会影响实验结果。

    Rose等使用WaveOne、ProTaper和GT锉预备1岁猪颌前磨牙后均未发现微裂,提出天然牙周结构可防止根管预备过程中的牙本质微裂发生。但笔者认为,猪牙体积较大、质地较韧,可能本身就不易发生微裂,无法完全模拟人牙。关于镍钛器械根管预备过程中究竟是否会造成新的根管壁牙本质微裂及不同器械对牙本质微裂影响的差异,学者们运用各种方法得出了很多不尽相同的结论,还需要更多更深入的研究来评判。

    5.结语

    镍钛器械预备过程中造成或加重的牙本质微裂属医源性损伤,虽然由于根管本身解剖结构的复杂性而很难避免,但充分了解牙本质微裂的危害及诱因,将有助于临床医生在根管预备过程中主动采取有效措施规避微裂有关的危险因素,从而提高根管治疗的远期成功率。

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