超聲沖洗在根管治療術中的應用

劉思毅 綜述;董艷梅 審校

(北京大學口腔醫學院牙體牙髓科，北京 100081)

根管預備是根管治療術的關鍵步驟，包括根管的機械預備和化學沖洗。根管沖洗的目的是清除根管內殘余牙髓組織和微生物，同時去除預備過程中產生的玷污層和牙本質碎屑［1］。傳統的沖洗方法是注射器沖洗，由于根管系統的結構非常復雜，常常難以達到理想的根管沖洗效果。

Richman(1957)首先將超聲設備用于根管治療術。最初超聲以主動銼(ultrasonic instrumentation，UI)的形式用于根管預備中，即超聲銼與根管壁直接接觸，后來發現這種方法不好控制牙本質的切削量，因而不能使根管很好的成形［2］。Weller等(1980)提出被動超聲沖洗(passive ultrasonic irrigation，PUI)［3］，即沖洗過程中，器械不與根管壁接觸，其方法為:在清潔、成形根管后，將小號銼或光滑髓針置根管中央，長度達根尖區，利用超聲使沖洗液振動產生空穴效應、聲流效應、熱效應，繼而去除根管內的微生物、玷污層、牙本質碎屑。與傳統注射器沖洗相比，超聲沖洗對根管內細菌、牙本質碎屑、玷污層的清潔作用都具有更好的效果，而且超聲沖洗對側支根管、根管峽部等特殊結構能起到更好的清潔作用［4］。超聲沖洗還可減少沖洗過程中推出物的量［5］，并能提高根管充填效果［6-7］。目前，超聲沖洗越來越廣泛地應用于根管治療術中，以期提高根管預備的效果。本文擬就超聲沖洗的機制、效果、影響因素等作一綜述。

1 超聲沖洗的機制

關于超聲沖洗的機制，目前主要的觀點認為是空穴效應和聲流效應，近年來熱效應也越來越多地被認可。

1.1 空穴效應(cavitation)

空穴效應是指在高聲強的超聲波作用下，由超聲波所產生的足夠大的拉應力使液體中形成氣泡或所謂空穴，這些氣泡在瞬間破裂的同時可產生高壓，使懸浮在液體中的固體雜質、細胞以及微生物等遭到破壞［8-9］。空穴效應包括穩定空穴作用和瞬間空穴作用，穩定空穴作用是指線性振動，即氣泡在大小上的增大和縮小;瞬間空穴作用是指非線性振動，即氣泡增大到一定程度，突然猛烈爆破產生巨大能量，如沖擊波，能夠分解生物組織［2］。只有銼能夠自由振動或輕微觸壁時，才能產生瞬間空穴效應。

1.2 聲流效應(acoustic streaming)

聲流效應是指小的物體在振動時，其附近的液體不依賴時間、無方向性循環所產生的作用，常呈現為沿著整個銼向內和向外的渦流［10］。聲流在銼尖端周圍速度更快，振幅更強，渦流的綜合效果產生一種從根尖向冠方的流動。聲流速度(ν)、振幅(ε0)和頻率(f，ω =2πf)與銼的半徑(α)間的關系為:ν=ωε02/α，因此，頻率越高，振幅越大，銼越細，則聲流速度越強(圖1)［11］。聲流效應可產生剪切力，以去除根管壁上的碎屑和玷污層，同時使進入聲流區的生物物質受到剪切力而分解［11］。

圖1 聲流效應示意圖［11］

1.3 熱效應

有觀點認為超聲銼振動時所產生的熱量，會使根管沖洗液NaClO的溫度升高，繼而增強其滅菌和溶解有機物的能力［12-14］。Marco 等［14］以離體上頜尖牙為模型，觀察超聲沖洗對溫度的影響，結果發現在前20 s內溫度均有短暫的下降，20 s后則開始出現回升，不更換沖洗液組210 s后根管上、中、下段的溫度分別比室溫上升 7.7、7.5、4.2 ℃，而連續更換沖洗液組只是回升到了室溫。Ahmad等［15］認為超聲沖洗產生的熱量極少，對于其沖洗效果可能沒有意義，但其實驗方法是連續更換沖洗液1min后測量根管內的溫度。目前熱效應機制還具有一定的爭議性。

2 超聲沖洗的效果

與傳統注射器沖洗相比，超聲沖洗對根管內細菌、牙本質碎屑、玷污層的清潔作用都具有更好的效果，另外，對于側支根管、根管峽部等特殊結構，超聲沖洗能起到很好的輔助作用。同時，有研究發現超聲沖洗可提高根充效果，減少微滲漏。

2.1 對細菌的清潔作用

細菌及其產物是引起牙髓壞死、根尖周病變的主要原因，根管沖洗的目的就是清除這些致病物質及已感染壞死的組織。糞腸球菌是一種G+厭氧菌，在根管治療術失敗的患牙中常可檢測到此種細菌［16-17］，因此大部分根管沖洗效果的研究均是評價對它的清除效果。Townsend等［18］以生理鹽水為沖洗劑，比較傳統注射器沖洗和超聲沖洗對模擬塑料根管中糞腸球菌的清潔作用，結果顯示超聲沖洗明顯優于注射器沖洗。而Spoleti等［19］將從感染根管中分離出的金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠色鏈球菌接種到不同牙位的離體牙中，以生理鹽水為沖洗劑，也發現超聲沖洗的清潔作用強于注射器沖洗。

但有人認為根管沖洗對細菌的清潔作用主要依賴于沖洗劑，而是否使用超聲并無差異。Gründling 等［20］將糞腸球菌植入牛的離體牙根管中，50 d后形成細菌生物膜，然后電鏡下觀察比較不同沖洗方法對細菌的清潔作用，結果顯示，以NaClO為沖洗劑時，傳統注射器沖洗與超聲沖洗對糞腸球菌的清除作用并沒有顯著差異，但都好于生理鹽水沖洗。Bhuva等［21］用人的離體牙為模型也得到了類似的結果。關于超聲沖洗對細菌的清除作用，還需要更多的研究。

2.2 對牙本質碎屑、玷污層的清潔作用

許多研究表明超聲沖洗清除牙本質碎屑的效果明顯優于傳統的注射器沖洗［22-27］。這些研究均采用類似的實驗模型，即將離體牙預備成形之后在根管壁上制造一定規格的溝槽，將牙本質碎屑置于其中，給予不同的沖洗方法之后評估剩余牙本質碎屑量。Sabins等［28］、Jiang 等［24］還比較了聲波與超聲波根管沖洗后根管內的碎屑量，發現超聲波組的碎屑量明顯小于聲波組。此外，R?dig等［29］研究發現，使用超聲振蕩NaClO和EDTA液后，可使彎曲根管的玷污層清除得更徹底。

2.3 對特殊根管結構的作用

根管結構錯綜復雜，側支根管、根管峽部等特殊結構常常是清潔不到的位置，可殘留細菌、牙本質殘屑等，影響根管治療的效果。因此，對特殊根管結構的清潔一直是研究重點和難點。

側支根管:Gregorio等［30］將顯影劑加入到沖洗劑中，通過觀察X線片，比較了注射器、聲波、超聲沖洗根管后52.5 g/L NaClO滲透到側支根管的效果，結果顯示:聲波和超聲組明顯好于傳統注射器沖洗組。同時，使用超聲也可使NaClO更好地達到工作長度，即到達根尖部位［32-33］。彭彬等［32-33］也發現，超聲沖洗可更好地清潔根管，并使側支根管充填率提高。另外，有實驗證實超聲沖洗可更顯著的溶解側支根管中的牙髓組織，同時觀察到超聲使根管內的溫度升高，因此推測這種溶解作用可能是熱效應所致［13］。

根管峽部:Paque等［34］選用具有明顯峽部結構的下頜磨牙近中根，通過μCT三維重建根管結構的方法來觀察根管沖洗的效果，結果發現，10 g/L NaClO注射器沖洗后根管內尚余留6.9%體積比的牙本質碎屑，而經超聲沖洗后余留量僅為3.7%。Gutarts等［35］則用組織切片的方法證明了根管預備后再行超聲沖洗，可使根管和峽部的清潔效果顯著提高。Adcock等［36］同樣利用組織切片染色的方法進行觀察，認為超聲沖洗可明顯提高根管峽部的牙本質碎屑清除效果。僅有一篇文獻認為超聲沖洗對根管內和峽部的碎屑清潔作用沒有提高［37］。

2.4 超聲沖洗對根管壁和根尖周組織的影響

對根管壁形態的影響:冷飛等［38］通過三維有限元分析了超聲沖洗對根管壁的應力影響，發現在超聲沖洗過程中，根管壁的最大應力值在牙本質的最大承受范圍之內，不會引起牙本質不可逆的形變，根管壁應力主要集中在根管的中1/3段。

對根尖周組織的影響:沖洗過程中將沖洗劑推出根尖孔，會對根尖周組織產生刺激作用，病人可表示疼痛，嚴重時可見明顯腫脹。Tasdemir等［5］分析了不同沖洗方法將沖洗劑推出根尖孔的量，發現使用超聲沖洗比單純用注射器沖洗時推出量明顯減少。

2.5 對根管充填效果的影響

有一組實驗通過計算牙膠充滿率(percentage of gutta-percha，PGP)來評價根充效果，發現當不使用超聲沖洗時，平均PGP為85.6%［6］，而使用超聲沖洗后為93% ～100%［7］。van der Sluis等［39］對根管充填后的根管進行微滲漏實驗，發現進行超聲沖洗后的根管封閉性明顯好于未行超聲沖洗組，因此推測超聲沖洗可去除根管較狹窄部位的碎屑，進而提高根充效果，減少微滲漏。

2.6 對根管治療術療效的影響

雖然觀察根管治療術的療效是超聲沖洗作用最有說服力的證據，但由于根管治療術的療效受許多因素的影響，目前尚沒有超聲沖洗對根管治療術療效的研究報告。

3 影響超聲沖洗效果的因素

3.1 沖洗劑

理想的沖洗劑應具有去除根管內容物(如碎屑)、溶解組織、破壞和殺滅病原微生物、去除玷污層、潤滑根管等特性。目前常用的沖洗劑有Na-ClO、EDTA、氯亞明、氯己定等。NaClO是一種理想的沖洗劑，具有殺菌、溶解殘髓及有機碎屑的作用;EDTA可有效去除玷污層、潤滑根管壁;氯已定則具有較強的殺菌作用，但沒有組織溶解性。

大部分的文獻都證實:超聲沖洗時選用NaClO作沖洗劑可更有效的去除根管內的牙本質碎屑和玷污層［40-43］，但其濃度對清潔作用的影響并沒有統一認識。van der Sluis等［40］發現采用間斷超聲沖洗時，100 g/L或20 g/L的NaClO作為沖洗劑對牙本質碎屑的清除作用沒有差異;而另一實驗發現，30 g/L NaClO的清潔作用要強于10 g/L Na-ClO［42］。

另外，有文獻提出NaClO與氯己定(CHX)混合使用于超聲沖洗可增強其清潔作用。Alves等［44］通過分析根管不同沖洗方法后的糞腸球菌量，發現在常規超聲沖洗(25 g/L NaClO作為沖洗劑)后再用0.2%CHX沖洗1 min，可顯著提高細菌清除效果。

3.2 沖洗方法和時間

沖洗方法:超聲沖洗的方法有連續和間斷兩種。大部分的實驗都證實:間斷沖洗比連續沖洗更有效。van der Sluis等［40］實驗發現超聲沖洗20 s與60 s對牙本質碎屑的清潔作用無差異;而超聲沖洗20 s、停20 s(換液)，如此循環3次，則可明顯提高清潔效果，且每個循環之間都有顯著差異。Goel等［45］也發現超聲間斷沖洗對玷污層的清潔作用強于連續沖洗。關于其機制，有人認為間斷沖洗可增強熱效應［14］，也有觀點認為在間斷的時間里仍有NaClO的消耗，說明其仍起作用［46］。

沖洗時間:有人認為延長超聲沖洗的時間，可增強清潔效果［23］。在一組實驗中，以20 g/L Na-ClO為沖洗劑，超聲間斷沖洗(每次20 s，共3次)與超聲連續沖洗3 min的牙本質碎屑清潔效果無差異，明顯好于超聲連續沖洗1min［47］。

3.3 超聲銼的粗細、形態和材質

銼的粗細:Jiang等［24］分析了聲波為190 Hz時銼的振幅，尖端為(1.2±0.1)mm，即銼能與大部分的根管壁相接觸而沒有空穴效應。而使用超聲銼(30 kHz)沖洗時，最大振幅發生于尖端，且銼越細則振幅越大，#10銼為 15～22 μm，#30銼為5 ～9 μm［48-49］。

銼的形態:關于K銼和光滑髓針，不管光滑針為鎳鈦還是不銹鋼材料，均認為其對牙本質碎屑和玷污層的清潔作用沒有差異［50-52］。但有文獻指出光滑髓針可更少地切削牙本質層，使根管直徑和形態不發生改變［40，47］，且無切割刃的鎳鈦光滑髓針和大號K銼對沖洗劑的升溫作用強于小號K銼［14］。

銼的材質:Al-Jadaa等［53］實驗發現:未預彎K銼、預彎K銼和鎳鈦銼作為超聲頭沖洗根管時，三者對牙髓組織的溶解能力無差異，均顯著強于聲波組，而鎳鈦銼組要比另兩組更少出臺階，即更好地順應根管的解剖形態。另外，有文獻指出超聲沖洗儀的強度設定越高，超聲銼尖端的振幅越大，對牙本質碎屑的清除效果越好［54］。

3.4 超聲的頻率和強度設定

超聲的頻率為25～40 kHz，根管沖洗所用頻率一般設定為 30 kHz［4］。Lea 等［49］將超聲銼接于MiniPiezon超聲發生器，在開放水浴中觀察超聲強度設定為1～5檔時銼的振幅，發現當能量增大時，并不能使振幅增大，有時反而使之變小。而Jiang等［54］以離體上頜尖牙為模型，觀察Suprasson PMax超聲裝置設為不同檔位時對銼的振幅及牙本質碎屑的影響，結果發現當超聲強度設為最大檔時，銼的振幅最大，并且對牙本質碎屑的清潔效果最強。

綜上所述，超聲沖洗可更好地清潔根管內的細菌、玷污層和牙本質碎屑，并增強側支根管和根管峽部等復雜結構的清潔效果。目前超聲沖洗的機制尚未完全清楚，尚未見到超聲沖洗的臨床效果研究報道。另外，臨床上使用超聲沖洗的方法、時間、沖洗劑的選擇、超聲銼的粗細材質等，都還需更深入細致的研究，以進一步提高超聲沖洗的效果。

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