3种镍钛机用根管预备器械抗扭力性能的比较

孙炜 侯本祥

（1.湖南省长沙市口腔医院 修复科，湖南 长沙 410005；2.首都医科大学附属北京口腔医院 牙体牙髓病科，北京 100050）

Civjan等[1]早在1975年就设想将镍钛合金应用于制造根管治疗锉。直到1988年，Walia等[2]才确定了制造镍钛根管预备锉的可能性。从此，各种不同横截面设计和锥度的新型镍钛锉不断生产并推向市场。虽然与不锈钢器械相比，镍钛根管锉有更好的强度和弹性，但是仍然存在折断现象[3]，并且在折断之前也未见明显的形变。折断的器械妨碍了感染根管根尖部的清理，有可能导致根管治疗失败率增加。研究[4-11]证实，根管弯曲度和弯曲半径、器械的直径和锥度、横截面设计等等都是影响镍钛机用根管预备锉折断的因素。本实验通过建立体外模型，比较3种镍钛机用根管预备锉在相同扭力和转速下扭转折断时间的差异，比较其对扭力抗力的差异。

1 材料和方法

1.1 材料

镍钛根管锉：ProTaper（Densply公司，美国），Hero642（Micro-Mega公司，法国），Mtwo（VDW公司，德国）。金属管（温州市贝普科技有限公司），X-smart低速机头（Densply公司，美国），EVO MA 10 ZEISS扫描电镜（scanning electron microscope，SEM）（Analytick Jena公司，德国），KQ-100DY型医用数控超声清洗器（昆山市超声仪器有限公司）。

1.2 方法

制作如图1的固定低速机头的装置。

内径为0.5mm的金属管固定于超硬石膏灌注的10mm×10mm×20mm的模型中，高出模型约2mm；取ProTaper F1、Hero642 20号、Mtwo 20号各10支，尖端束缚于金属管内，柄部固定于低速机头（图2），以转速300 r·min－1，扭矩2.4 Ncm旋转，直至折断，记录折断时间。收集折断后器械，进行编号，超声清洗3次，每次20min，自然干燥，随机选择每种镍钛根管锉各5支，SEM观察断端形态、断面损伤类型和内部缺陷。

1.3 数据统计

采用SPSS 13.0软件单因素方差分析进行统计学分析，用Newman quels进行两两比较。

2 结果

2.1 横截面形态

3种镍钛机用根管预备器械有不同的设计，Pro-Taper为凸三角形，Hero642为3切割刃设计，Mtwo则为斜S型（图3）。Mtwo的横截面积以及与根管壁接触面积均小于前2种。

2.2 断端形变

折断方式基本上为塑性断裂，断面中部可见塑性形变后形成的圆环形区域。折断面可见典型的“韧窝花样”，即大量等轴韧窝（黄色箭头）及抛物线韧窝（红色箭头）（图4）。

2.3 抗扭力性能

3种镍钛根管锉抗扭力性能有所不同。ProTaper、Hero642和Mtwo在扭力作用下折断时间分别为（664.20±114.90）s、（794.70±181.62）s、（1 100.80±282.43）s。Mtwo的折断时间最长，与ProTaper、Hero 642的差异有统计学意义（P＜0.05），而ProTaper和Hero642的折断时间无显著性差异（P＞0.05）。镍钛根管锉在扭转折断前均出现螺旋拉长等塑性形变。

2.4 内部缺陷

通过对随机选择的每组各5支镍钛根管锉SEM观察发现，一部分镍钛锉可见内部的缺陷如空洞、裂纹等，且有缺陷的镍钛锉折断时间比无缺陷的镍钛锉短（图5）。

3 讨论

为使实验条件标准化，排除人为因素对实验结果造成的影响，本实验设计并制作了固定低速机头和样本的装置。将低速机头和样本固定于支架上，避免在实验过程中产生扭转和摆动。本实验选用了非离体牙的模型以使实验条件尽可能标准化，并将除了器械不同设计和型号外的影响因素降到最低。在根管预备过程中，较大的摩擦力和狭窄的根管会增加器械折断的机会，导致尖端折断或被卡在根管内。这种现象更多发生于小号根管预备器械[5]。本实验选用在相同根管粗细和器械直径下比较3种镍钛根管锉的抗扭力性能，排除了根管粗细和器械直径对其抗扭力性能的影响。

根管预备锉的机械性能直接受到横截面设计的影响[12-13]，包括横截面形态、螺旋凹槽深度、内部核心钢量和放射状区域等。器械所受到的压力与放射部的宽度有关。较大的放射状区域可增加模型的表面强度，但切割牙本质时会受到更大的摩擦力[14]。

本研究显示Mtwo扭转折断时间长于ProTaper和Hero642。原因可能为镍钛根管锉在被卡住的部位受到扭力和摩擦力，在相同扭力下，摩擦力的大小对器械折断时间有较大的影响。3种镍钛根管锉中，ProTaper和Hero642横截面均为3个切割刃，与管壁为3点接触，所受摩擦力相当；而Mtwo为S型，与管壁2点接触，所受摩擦力小于前2者，因此折断时间更长。

本实验所有镍钛根管锉折断之前都表现出可见的弹性形变，表现为解螺旋。与Sattapan等[5]的结果一致。折断的镍钛器械给根管清理成形造成困难，即使取出也不可避免地造成了牙本质的大量切割，使根管抗力减小，因此在临床使用前应仔细观察器械有无形变发生，一旦发生形变则不应继续使用。有研究[15]认为，至少使用10倍以上放大镜才能清楚发现器械表面的裂口、裂纹、螺旋变化等。也有研究[16]认为必须使用35倍以上的立体显微镜才能发现肉眼难以分辨的微小损伤。

SEM是观察金属断口形态特征的常用方法。扭转折断断口表现为典型的“韧窝花样”，包括等轴韧窝和抛物线韧窝。本实验对折断器械断面的观察发现，扭转折断主要表现为以微孔、陷窝为主的延性断裂特征，即在发生了较大的塑性形变以后发生的断裂，断口表面外观特征为无光泽的纤维状[17]。有研究通过SEM对断面大量微管的观察证实，大部分器械折断方式为塑性断裂[18]，与本实验结果一致。

本实验通过随机选择的每组各5支镍钛锉断面的SEM观察发现，器械的质量缺陷也降低了其抗扭力性能。质量缺陷主要包括：空洞、脆性夹杂物、化学成分偏析或进行过某种表面处理，这些脆弱部分受到应力导致了裂纹的快速传播而发生断裂[18]。

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