3種機用鎳鈦器械預備彎曲根管中心定位能力的體外對比研究

吳真真，張麗萍，郭文麗，高毓彬，席天天，白建文

根管預備作為根管治療術中的重要環節，要求其能夠盡可能清除根管內的感染物質，并且預備后的根管能形成光滑、連續的倒錐漏斗形態，為后續的根管沖洗、根管消毒、根管充填提供良好的前提條件。根管形態錯綜復雜，彎曲根管的發生率較高，達到84%[1]，各類根管預備器械在使用過程中會產生不同程度的偏移。近年來，新型鎳鈦器械的型號、錐度、橫截面形態及材料性能不斷改進，因其具有良好的切削性能、成形能力及記憶功能在臨床上應用廣泛[2-3]。本實驗以ORODEKA PLEX-2.0、ProTaper、WaveOne Gold鎳鈦銼為研究對象，通過體外對比實驗來觀察3種鎳鈦銼對單彎樹脂根管進行預備時的中心定位能力，以期為臨床醫師預備彎曲根管時的器械選擇提供一定的實驗依據和理論參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

30個單彎樹脂模擬根管(Dentsply Maillefer公司，瑞士)；ORODEKA PLEX-2.0機用鎳鈦器械(德卡醫療器械有限公司，中國濟寧)；ProTaper機用鎳鈦器械、WaveOne Gold機用鎳鈦器械、不銹鋼K銼、X-smart plus根管馬達(Dentsply Maillefer公司，瑞士)；乙二胺四乙酸凝膠(EDTA)(派麗登公司，美國)；紅、黑墨水(英雄牌，中國)；側方沖洗針頭(COLTENE Canalpro 27ga，德國)；AOSVI體視數碼顯微鏡(奧斯微光學儀器有限公司，中國深圳)；0.9%氯化鈉注射液(堯王制藥有限公司，中國青州)。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗分組 將30個單彎樹脂模擬根管根據使用根管預備器械的不同隨機分為3組(n=10)：分別為ORODEKA PLEX-2.0組(A組)、ProTaper組(B組)、WaveOne Gold組(C組)。樹脂模擬根管為同一廠家同一批次標準模型，根尖孔直徑0.15 mm，錐度0.02，自根尖孔至樹脂模塊上緣全長為16 mm，彎曲度25°[4]。本實驗過程全部由一人完成。

1.2.2 根管預備前進行圖像采集 在樹脂模擬根管能看到彎曲根管的一面上方標記“+”進行定位，10#、15#K銼尖端預彎，依次探查根管并采用平衡力法疏通根管，使用側方針頭配合沖洗器以2 mL氯化鈉溶液進行側方沖洗，自然干燥后注滿黑色墨水，置于體視顯微鏡下，固定于同一位置，物鏡垂直于根管中軸，采集預備前的根管模型圖像，以JPEG格式儲存。采集完將根管沖洗至無色透明，自然干燥備用。

1.2.3 根管預備 將樹脂模擬根管固定于自制固定裝置。使用3種不同的鎳鈦銼分別對3組樹脂模塊進行根管預備，使用方法嚴格按照廠家說明進行，3種機用鎳鈦銼使用方法總結于表1。預備過程中，每支銼都需蘸取乙二胺四乙酸凝膠(EDTA)進入根管，上下提拉并配合用四周“拂刷”手法進行預備，遇阻力后退，每預備完1次，使用75%乙醇棉球擦拭干凈，使用15#K銼回銼，配合0.9%氯化鈉溶液側方沖洗2 mL，直至到達工作長度，完成整個根管的預備。所有器械預備5個根管后丟棄。每支器械使用完均需檢查是否有解螺旋現象。

具體預備過程如下：A組、B組采用單一長度技術(single length technique)，即除開口銼外，其余每支器械均到達工作長度。B組將X-smart plus根管馬達設置到“PROTAPER”模式下，分別使用成形銼、完成銼在相應模式下預備至F2。A組將馬達設置為360°正轉連續旋轉模式，每支銼調至相應的轉速與扭矩預備至成形銼25/06。C組采用根向預備技術(crown-down technique)，將X-smart plus根管馬達設置到“WAVEONE”模式下，使用Primary銼預備根管。3種機用鎳鈦銼的型號及使用方法見表1。

表1 3種機用鎳鈦銼的型號及使用方法Tab.1 Types and usage of the three NiTi instruments

1.2.4 根管預備后進行圖像采集 待已預備根管自然干燥后向根管內注滿紅色墨水，置于顯微鏡下同一位置進行圖像采集，以JPEG格式儲存。

1.3 圖像處理及評價指標

1.3.1 根管內、外側壁樹脂去除量指標 以每個樹脂模擬根管的“+”為定位指標，使用Adobe Photoshop CC 2018圖像處理軟件將預備前、后采集的圖像進行重疊，合成新圖像。使用ImageView軟件，以原始根管的根尖孔為圓心，1 mm為半徑，每遞增1 mm畫同心圓，到半徑為10 mm為止，每個同心圓與根管內、外側壁相交4個點，共設立10個測量點。每個測量點記錄預備前、后根管側壁樹脂去除量，每個測量點數據測量3次取平均值，精確到0.001 mm(圖1)。

a、b、c、d為同心圓與根管內、外側壁相交點，L1為預備前、后根管內側壁樹脂去除量，L2為預備前、后根管外側壁樹脂去除量圖1 3組實驗所得圖像及測量示意圖Fig.1 The overlapped images obtained from 3 groups of experiments and the measurement schematic diagram

1.3.2 中心定位能力評價 每個測量點得到差值的絕對值(|L1-L2|)代表此位點的中心定位能力，數值越接近于0，則偏移越小，中心定位能力越好。當差值大于0時，代表根管向外側偏移；差值小于0時，根管向內側偏移[5]。

1.4 統計學方法

實驗所有數據采用SPSS 22.0統計軟件進行處理。若數據滿足正態分布且方差齊性，則3組數據采用單因素方差分析及SNK檢驗并進行兩兩比較；若不滿足，則采用Kruskal-Wallis秩和檢驗進行兩兩比較。檢驗水準α=0.05。

2 結 果

2.1 根管內、外側壁樹脂去除量

內側壁中，A組的樹脂去除量在3～6 mm測量點均小于C組(P<0.05)，在5～6 mm處的樹脂去除量小于B組(P<0.05)；B組在3～4 mm測量點樹脂去除量小于C組(P<0.05)，9～10 mm處小于A組(P<0.05)；C組在8～10 mm測量點樹脂去除量均小于A組(P<0.05)，在6、8 mm處小于B組(P<0.05)；1、2、7 mm處3組之間差異無統計學意義 (P>0.05)。根管內側壁10個測量點根管預備后樹脂去除量比較如圖2。

圖2 3種機用鎳鈦銼預備后根管內側壁各測量點樹脂去除量Fig.2 The amount of resin removed from the inner aspect of the curve at 10 different measurement points with three NiTi instruments

外側壁中，A組在2～9 mm測量點樹脂去除量均大于C組(P<0.05)，8～9 mm處大于B組(P<0.05)；B組在2～6 mm測量點樹脂去除量大于C組(P<0.05)，在3～4 mm處大于A組(P<0.05)；C組在9 mm測量點樹脂去除量大于B組(P<0.05)。1、10 mm處3組之間差異無統計學意義(P>0.05)。根管外側壁10個測量點根管預備后樹脂去除量比較如圖3。

圖3 3種機用鎳鈦銼預備后根管外側壁各測量點樹脂去除量Fig.3 The amount of resin removed from the outer aspect of the curve at 10 different measurement points with three NiTi instruments

2.2 中心定位能力

所有測量點數據均符合正態分布，在4 mm測量點，數據方差不齊，采用非參數檢驗Kruskal-Wallis秩和檢驗進行比較，其余位點均滿足方差齊性，采用單因素方差分析及SNK檢驗兩兩比較。在距根管口1～2 mm測量點處3種器械行根管預備后基本向根管外側偏移，而3～10 mm測量點處根管預備后基本向根管內側壁偏移。在1、9 mm處3組器械的差異無統計學意義(P>0.05)；在2 mm處，A組與C組的中心定位能力優于B組(P<0.05)；在3 mm、5～7 mm處，A組偏移量明顯小于C組和B組(P<0.05)；在4和10 mm測量點，C組偏移量大于其余兩組偏移量，中心定位能力最差(P<0.05)；8 mm處僅A組與B組間差異有統計學意義(P<0.05)，且A組的中心定位能力明顯更好；可見，在大部分測量點，A組相較于其他兩組具有更好的中心定位能力。結果見表2。

表2 3種機用鎳鈦器械根管預備后在各測量點中心定位能力Tab.2 The central positioning ability of three NiTi instruments at 10 different measurement points after canal preparation

3 討 論

彎曲根管在根管成形過程中產生偏移是造成根管治療失敗的原因之一[2]。根管的機械預備在清除根管內感染物過程中發揮重要作用，但幾乎所有的鎳鈦銼進行根管預備都會產生偏移，偏移越小，對根管消毒、封藥及充填的影響越小。

不同的機用鎳鈦根管預備系統在彎曲根管中各有優勢，本實驗選用的ProTaper(Dentsply Maillefer公司，瑞士)鎳鈦銼在傳統鎳鈦器械中具有代表性，大量應用于臨床，它具有主動切割刃且預備器械數量上需要的支數較少[6]，相對于不銹鋼器械具有更好的中心定位能力。ProTaper由3支成形銼(SX、S2、S2)和3支完成銼(F1、F2、F3)組成，其刃部為變化大錐度設計，成形效果好；橫截面為凸三角形，切削力強，利于對管壁感染牙本質的清理；成形銼為改良引導性尖端，具有一定切割能力，同時又具有引導作用，減少了根尖區的偏移。WaveOne Gold鎳鈦銼系統由4支銼組成，分別為Small(20/07，黃色)、Primary(25/07，紅色)、Medium(35/06，綠色)和Large(45/05，白色)。它的橫截面是一個平行四邊形，使用過程中只有一個切削刃與管壁接觸，減少了管壁對器械的限制。刃部3 mm以后的錐度不斷變小，保證了有效的根管清理前提下形成更保守的根管形態。Keskin等[7]通過比較Reciproc Blue(VDW公司，德國)和WaveOne Gold(Dentsply Maillefer公司，瑞士)兩種器械的成形能力后發現兩者都能保留根管原始的解剖結構，在彎曲根管中使用是安全的，但WaveOne Gold用于根管預備更加保守，根管預備后的寬度更小，根尖偏移較少。而ORODEKA PLEX-2.0是2020年新上市的新型鎳鈦根管預備系統，根據廠家介紹， PLEX-2.0 06錐度版由4支銼(開口銼、疏通銼、過渡銼、成形銼)組成，尖端設計為無刃圓形，沒有切削能力，僅發揮導向功能，在極易發生根尖拉直的區域能較好地順應根管外形進入根尖區。橫截面設計為獨特的3s型，有3個鋒利的切屑刃，螺紋從銼尖開始逐步拉長，從而防止器械嵌入根管壁而導致的偏移、側穿。目前國內外對ORODEKA PLEX-2.0中心定位能力的研究極少。

機用鎳鈦器械的中心定位能力除了受錐度、橫斷面形態、運動方式、預備方法的影響外，鎳鈦材質及制作工藝也可影響其預備效果。鎳鈦合金存在不同的結構晶體相，包括奧氏體相、馬氏體相和R相，在溫度和應力的變化下3種體相間可相互轉化[6]。Ruddle等[8]將鎳鈦器械分為5類，ProTaper屬于第2代傳統鎳鈦器械，最先在單個銼上使用增加或減少的錐度，并且設計每支銼切削根管內的特定區域，在臨床上是一種突破。它主要由奧氏體相構成，相比不銹鋼器械彈性更好、切削能力更強、有更好的根管適應性，在鎳鈦器械發展過程中發揮重要作用。但傳統鎳鈦器械傾向于在彎曲的根管內變直，對根管管壁產生側向力，從而增加根管預備過程中產生的根管拉直、穿孔或偏移的風險[9]。隨著鎳鈦材料的發展，不斷解決這個問題，通過改變鎳鈦器械中3種體相的比例來增加其柔韌性，更好地適應根管形態已經成為趨勢[10]。2010年出現了第一個具有控制記憶的材料CM wire，相對于M wire有更多的穩定馬氏體相，因此具有更好的柔韌性和延展性。通過對CM wire合金重新加工，在器械打磨完成后，通過反復加熱和冷卻，在表面形成金色的氧化層，稱為CM Gold wire，WaveOne Gold采用這種新型材料制成，與傳統的鎳鈦合金器械和M wire相比具有更強的柔韌性[11]，能更好地保持根管原始形態。Vasconcelos等[12]研究發現經過熱處理的鎳鈦合金器械具有良好的切削能力，可能是因為堅硬的表面金色氧化層彌補了其內部金屬柔韌性好而導致的切削能力相對較差的缺點[13]。

本實驗中ORODEKA PLEX-2.0的中心定位能力在大部分測量點表現良好，可能與其鎳鈦銼構成相關。天然牙根管內壁不光滑，當根管上段一側壁對鎳鈦銼產生支點作用時，相當于增加了根管彎曲復雜程度。S形根管的預備難度大于單彎根管，加大了對根尖彎曲的預備難度，增加了器械分離的風險[14]。由此可見，冠部的擴大和順滑通道的初步建立是根管預備的基礎，能使鎳鈦旋轉器械的使用更加安全[15]。ORODEKA PLEX-2.0系統相對于單支銼系統增加了開口銼，能均勻解除根管上段對鎳鈦銼的制鎖作用。Aydin等[16]研究發現使用至少一個錐度為0.03的疏通銼可能有利于最大限度地減少根管偏移。ORODEKA PLEX-2.0中疏通銼對根管全長進行了初步預備，從而使過渡銼和成形銼能順利進入完成根管下段的預備并且減少器械的損耗。但本實驗結果中發現，在根管上段大部分測量點ORODEKA PLEX-2.0的內外側壁樹脂去除量均較多，這可能是開口銼在冠部敞開過程中造成的。本實驗中，WaveOne Gold進行根管預備時使用根向預備技術，同時配合Gambarini等[17]提出的“拂刷”手法，通過人為操控器械切削位置，遇阻力時提拉器械向側壁拂刷切削管壁，控制器械進入根管的深度，敞開根管上段，也有利于鎳鈦銼的順利深入。實驗結果可見，經過“拂刷”后的根管上段內外側壁樹脂去除量沒有明顯增多。但預備過程技術敏感性較高，且沒有一定的標準來判定“拂刷”程度。Webber等[18]認為，當WaveOne Gold Primary不能順暢到達已測量的工作長度時，可以先用WaveOne Gold Small銼作為過渡銼，對根管進行初預備，然后重新使用Primary到達完整的工作長度。因此，今后涉及單支銼“拂刷”作用的實驗，應該增加對“拂刷”這一可變量的控制或者加用Small銼作為過渡銼，研究對實驗結果是否有影響。

本實驗使用的是單彎根管，3種器械根管預備后均發生根管偏移。侯惠敏等[19]認為根管偏移量超過0.30 mm時將不利于根管封閉，本實驗中3種器械在各測量點均未超過0.30 mm，因此三者都能較好地維持根管原始形態。距離根尖4 mm處為根管彎曲點，在根尖區及彎曲點附近測量點ORODEKA PLEX-2.0中心定位較好，但在根管上段切削量過大，相較于單支銼更換銼次數多，并且在操作過程中發現其切削效率明顯弱于另外兩組。在臨床操作中，應該根據根管實際情況選用合適的鎳鈦銼，以獲得最佳的治療效果。

本實驗采用樹脂模擬根管預備前后的形態變化來代表不同鎳鈦銼的中心定位能力，樹脂模擬根管能使根管的直徑、長度、角度等標準化[20]，盡量減少根管自身的差異對實驗結果產生影響。另外樹脂模擬根管便于收集圖像及測量，直觀反映根管預備前后根管形態的變化[21]，方便通過平面圖像測量根管偏移量。本實驗存在的缺點是樹脂的硬度比牙本質低，且器械預備過程中產熱會軟化樹脂，可能會放大根管預備的缺陷[22]。選取的樹脂模擬根管為單彎根管，只能代表天然牙單個根管頰舌向或近遠中向單個方向上的彎曲，而實際上天然牙根管系統極其復雜，并且3種鎳鈦銼對天然牙的切割能力與樹脂牙相差較大，后續將進行對天然牙的研究，進一步為臨床使用提供依據。