ProTaper Gold和ProTaper Universal在彎曲根管預備中對牙本質微裂產生的影響

李姝慧，熱孜亞·艾尼，亞爾肯·阿吉，日孜瓦古麗·阿木提，高原，黃定明

1.新疆維吾爾自治區人民醫院口腔科，新疆維吾爾自治區 烏魯木齊（830000）；2.口腔疾病研究國家重點實驗室國家口腔疾病臨床醫學研究中心 四川大學華西口腔醫院牙體牙髓病科，四川 成都（610041）

牙根縱裂（vertical root fracture，VRF）是根管治療過程中經常發生的并發癥，它常常會導致患牙被拔除［1］。機械預備根管時會在根管壁上產生潛在的應力，當應力值明顯超過根管牙本質所能承受的彈性應力時，根管壁上就會產生微裂［2］。這些微裂紋在反復的咀嚼運動中可能向根方或冠方延伸，最終演變為牙根縱裂［3］。Kim等［4］指出根管銼在預備彎曲根管時，銼針越硬在根管壁上產生的應力值越大，并在牙根根尖部牙本質造成缺損。近年來，新型的熱加工處理工藝以及制作技術應用在了提高鎳鈦合金等微結構上，這有效提高了鎳鈦根管銼的柔韌性能［5?7］。ProTaper Gold（PTG，Dentsply Maillefer，Ballaigues，瑞士）的結構設計上與經典的ProTaper Universal（PTU，Dentsply Maille?fer，Ballaigues，瑞士）完全相同，但研究表明PTG具有更加優越的柔韌性和抗疲勞性［5，8?11］。

本研究擬在比較形態結構完全相同、鎳鈦合金性能不同的PTG與PTU根管銼在預備根管時所產生的根管牙本質微裂的差異。

1 資料和方法

1.1 樣本的制備和分組

本研究經新疆維吾爾自治區人民醫院倫理委員會審核通過，樣本來源患者均知情同意。將收集的成人恒牙在使用前保存在Hank's平衡液中，每顆患牙均使用體視顯微鏡（SZ61，Olympus，日本）觀察拔除牙根表面是否存在外在的缺陷或裂紋，然后將所有牙齒在冷水冷卻的前提下使用慢速切割機（Struers Minitom，Copenhagen，丹麥）在釉牙骨質界切開。

將10號K銼插入樣本根管內達到工作長度，將樣本放置在DMG硅橡膠印模材（Silagum Putty，德國）制作的固定基臺上以保證X線片能盡量呈現最大彎曲度并且進行X線片的照射，硅橡膠基臺和樣本編號相同，以保證根管預備后再次拍攝X線片所呈角度相同。所有X線照射參數相同（時間0.12 s，電壓60 kV，電流7 mA），并保證樣本到膠片的距離及球管到膠片的距離一致。使用數字影像處理系統（Gendex dental systems，Hatfield，美國）對每個樣本根管的彎曲度進行測量。根據根管的彎曲度將樣本分為3組:輕度彎曲組（10°～19°）、中度彎曲組（20°～29°）和重度彎曲組（30°～39°）；每組隨機分為PTG和PTU亞組，每亞組10個樣本。各亞組樣本的根管彎曲度、彎曲半徑及根管口到根尖孔距離差異均無統計學意義（P＞0.05），資料具有可比性（表1）。

表1 不同預備亞組間彎曲根管的比較Table 1 Characteristics of curved root canals n=10，x±s

1.2 根管預備

所有樣本根管口均使用SX進行預敞。將K銼插入根管內，根管口到根尖孔的距離減去0.5 mm作為工作長度，每個根管均按照工作長度疏通至15號。為防止牙根脫水，操作過程中使用Hank's液浸濕的紗布包裹樣本。每支鎳鈦器械僅預備5個根管，使用低扭矩馬達（VDW Silver，Munich，德國）進行根管預備。按照廠家說明書應用，順序使用成形銼S1、S2及完成銼F1、F2逐級根管預備直至達到工作長度。轉速及扭距均依據廠家推薦進行設定。為避免偏倚，所有操作均為同一位經驗豐富的牙體牙髓專科醫師進行。

1.3 染色、固定、切割及顯微鏡下觀察

根管預備后，使用本課題組自制的染色系統［12］對所有樣本進行24 h亞甲藍染色，然后使用透明聚合樹脂對樣本進行包裹固定，以防止樣本干燥脫水，最后使用慢速切割機在流動水冷卻下進行樣本切割，切割所致樣本裂紋將無染色。沿牙根長軸、在根管最彎曲平面及其上下2 mm進行慢速切割（見圖1），并對所有樣本形成的斷面使用3 000目和5 000目的水砂紙（991A，Matador Wasserfest，德國）進行逐級拋光60 s，以去除表面明顯劃痕以便于顯微觀察。切割為3個平面，切完后形成6個斷面，由于切割刀片的厚度及打磨拋光損失的厚度，而且在體視顯微鏡下實際觀察到由切割平面所產生的的2個斷面，因此各樣本記錄斷面數為2，每組記錄20個斷面。每個斷面在體視顯微鏡60倍下進行觀察，記錄樣本裂紋產生情況。安排2名觀察記錄者對所有樣本進行觀察記錄，觀察記錄者對樣本隸屬于哪一亞組并不知情，如2名觀察記錄者對同一樣本裂紋產生情況有不同意見，則根據兩人討論結果達成一致后進行記錄。

Figure 1 Schematic diagram of the transection of the samples圖1 樣本慢速橫切示意圖

1.4 裂紋的定義

將根管牙本質微裂分為以下三類:①無裂，三個斷面均無裂紋；②有裂，包括完全裂（從根管壁延伸至牙根表面）和不完全裂（從根管壁向牙根表面延伸，但沒有到達牙根表面）；③克氏線（Craze line），其他裂紋，如從牙根表面向根管壁延伸，但沒有到達根管壁及不與根管壁相連也不與牙根表面相連的裂紋［13］。見圖2。

Figure 2 Classification of root canal dentin microcracks圖2 根管牙本質微裂裂紋分類

1.5 統計學分析

所有數據均使用SPSS19.0進行統計分析。記錄各亞組裂紋產生的數目以及百分比，采用卡方檢驗比較相同彎曲度亞組PTU和PTG組之間，檢驗水準α＝0.05。

2結果

根管預備后，P TU組和PTG組之間不同彎曲度亞組在根管彎曲3個不同斷面所形成的根管牙本質微裂裂面數及裂面數占總觀察面數百分數情況，以及其卡方檢驗統計分析結果見表2～表4。不論是總裂紋數、完全裂紋數還是不完全裂紋數，PTG組均顯著少于PTU組（P＜0.05）。在中度彎曲組以及重度彎曲組，PTG預備根管與PTU相比，PTG組的牙本質不完全裂紋較少，差異具有統計學意義（中度彎曲:P＝0.016，重度彎曲:P＝0.043）；在重度彎曲組，PTU比PTG造成了更多的牙本質完全裂紋（P＝0.027）；在根管彎曲不同平面，PTU組和PTG組所造成的牙本質微裂沒有統計學差異。

表2 PTU和PTG組彎曲根管預備后致根管牙本質總裂紋數比較Table 2 Comparison of total root canal dentin cracks after curved root canal preparation between PTUand PTGgroups n=20，n（%）

表3 PTU和PTG組彎曲根管預備后致根管牙本質不完全裂數Table 3 Comparison of the number of incomplete root canal dentin fractures after curved root canal preparation between PTU and PTGgroups n=20，n（%）

表4 PTU和PTG組彎曲根管預備后致根管牙本質完全裂數比較Table 4 Comparison of the number of complete root canal dentin fractures after curved root canal preparation between PTU and PTGgroups n=20，n（%）

3討論

早期的根管銼針采用不銹鋼金屬制成，其硬度高、柔韌性差，20號以上銼針在預備彎曲根管時易造成根管原始走行方向的改變，使得根管被拉直，根尖端形成鋸齒狀不規則形態，根尖孔偏移、敞開，甚至造成根管壁側穿以及工作長度的喪失。隨著鎳鈦金屬引入根管銼針的制造，鎳鈦銼針較傳統不銹鋼銼針更適易預備彎曲根管，其柔韌性能增強，在一定程度上避免了上述根管預備中的錯誤［7］。但是傳統的鎳鈦金屬具有回彈性，因此其在預備彎曲根管時，會對根管口至彎曲起始部的根管壁外側以及彎曲起始部至最凸處的內側壁產生回彈力［14］，從而可能在根管預備中造成這些部位根管壁上牙本質微裂的產生。采用新型熱機械加工處理的鎳鈦金屬制成的能夠在常溫下預彎的根管銼具有良好的柔韌性能，但卻沒有回彈性能［6］。因此，采用新型熱機械加工處理的鎳鈦金屬制成的根管銼被認為是更適易于預備彎曲尤其是具有急彎的根管［15?17］，它們在預備彎曲根管時能順應根管的原本走向，對根管側壁產生更小的側向力，從而在根管壁上造成的裂紋也更少。

PTG是登士柏公司近期推出的采用特殊熱機械加工處理新型鎳鈦金屬制成的根管預備系統，其設計與傳統鎳鈦金屬制成的PTU的理念完全相同，且廠家推薦的根管預備程序亦完全相同。PTG的特殊熱機械加工處理提高了銼針的許多性能，如抗疲勞性、柔韌性和根管預備的中心穩定性［5?8，11，18?21］。在以往的研究中，比較不同根管器械對根管牙本質壁微裂產生的影響，都未能避免不同根管系統設計不同、所用材質不同等混雜因素的影響。本實驗排除了根管器械本身外形等設計的影響，單獨考慮金屬材質對根管壁牙本質微裂形成的影響。

近等原子的鎳鈦合金具有3種形式:奧氏體（austenite）、馬氏體（martensite）和中間R相（R?phase），各個晶相具有相應的機械特性［6?7］。奧氏體鎳鈦合金硬、結實；馬氏體軟、易延展、易變形；應力介導馬氏體具有超（回）彈性。奧氏體和馬氏體之間的轉換通過溫度變化和應力介導。鎳鈦合金即具有形態記憶性又具有超（回）彈性。形態穩定的奧氏體通過降溫轉變為形變的馬氏體，馬氏體通過升溫又可以轉變回原來形態的奧氏體，這種特性稱作鎳鈦合金的形態記憶性。處在奧氏體晶態的鎳鈦合金在外界應力作用下轉變為馬氏體，發生形變，在8%的應變范圍內，去除外界應力，馬氏體又可回復到原本形態的奧氏體，這種特性稱作鎳鈦合金的超（回）彈性［6］。熱機械處理方式不同，馬氏體的轉化方式也有不同:一種是一步轉換，即奧氏體直接轉變為馬氏體；另一種是經過中間相即R相轉換（奧氏體?R相?馬氏體）［6］。

差示掃描量熱法（differential scanning calorime?try，DSC）研究表明PTG銼具有兩階段特殊晶相轉換行為［15］，因此在轉換過程中存在R相，這使其機械性能更為復雜，同時研究表明PTG的奧氏體完成轉換溫度Af高于體溫37℃，因此在臨床使用中其可能完全處于馬氏體狀態，PTG這種既具有兩階段晶相轉換行為以及高Af同可控記憶鎳鈦金屬CMwire相似，因而其機械性能也可能與CM wire類似［5，15］。由于PTG在體溫狀態處于馬氏體，因此其不具有超彈性，其在預備彎曲根管時，對根管側壁沒有回彈力，不易造成根管彎曲部根管壁微裂的產生，根管越彎曲，這種現象越為明顯。本實驗發現在PTU、PTG在預備輕度彎曲根管時，其產生的根管牙本質微裂無顯著差異，但在預備中、重度彎曲根管時，PTG在彎曲部根管壁上產生了更少的不完全裂；而且PTG組的總裂紋、完全裂紋與不完全裂紋在根管預備后均明顯少于PTU組。

本實驗發現采用不同材質制成、設計完全相同的鎳鈦根管器械在根管預備中對牙本質微裂形成具有差別。鎳鈦金屬理化性能會影響根管牙本質微裂的形成。當新型鎳鈦金屬的奧氏體完成轉換溫度Af高于體溫（37℃）時，根管器械在根管預備時回彈性小，能夠減少根管壁微裂的形成，并且這種作用隨根管彎曲度的增加變得越加明顯。為避免牙根縱裂的發生，在根管預備中推薦使用回彈性更小的新型鎳鈦材質的銼針。

【Author contributions】Li SH performed the experiments，analyzed the data and wrote the article.Reziya AN and Yaerken AJ performed the experiments.Riziwanguli AMT revised the article.Gao Y and Huang DM designed the study.All authors read and approved the final manuscript as submitted.