弯曲根管预备后镍钛锉的疲劳性和根管中心定位能力的研究*

缪 羽，龙 洋，祁安舒

(1.内蒙古医科大学第四附属医院口腔科，内蒙古 包头 014030；2.河北经贸大学)

根管预备时，镍钛器械于根管内来回旋转、往复切割根管壁，既去除大部分根管内及粘附于根管壁的细菌及其毒素，又承受拉应力和压应力对金属器械的损伤，当到达一定阈值时可导致器械分离，影响根管治疗成功率[1]。受根管弯曲度、形态等影响，不同镍钛器械接触根管时，在根管不同部位、侧壁切削量不同，表现为根管外侧壁切削量过大，内外侧壁非均匀一致，根管偏移发生，即中心定位能力不同，因此中心定位能力是评价镍钛器械是否能够保持根管原始走形的重要指标[2]。综上所述，本研究通过在模拟的弯曲根管内应用3种不同镍钛锉根管预备，就器械的抗折能力(抗疲劳性)、中心定位能力，切削效率、操作安全性等对比分析，为临床上弯曲根管镍钛器械提供理论指导。

1 材料与方法

1.1研究内容 选取国际标准号单弯透明树脂模拟弯曲根管45个(弯曲度为35°)，分3组(15个/组)，由同一实验人员分别使用Wave One(21/06、25/08)、ProTaper Next(17/04、25/06)和TF(Twisted file)(20/04、25/06)3种用镍钛器械同种预备技术根管预备。Adobe Photo Shop CC 2018软件对预备前、后的树脂牙根管图像叠加，ImageJ2x软件测量叠加后图像的相关数据，同时放大镜下观察记录预备后每支器械变形情况及预备时间。

1.2主要实验器械、材料 手用不锈钢锉C锉10号(VD-V040368025010,VDW GMBH)；Protaper SX[登士柏(天津)国际贸易有限公司，美国]；Wave One Primary(21 mm)21/06、25/08(YZB/SWI，MATLLEFER INSTRUMENTS HOLDING SARL,美国)；Protaper Next(21 mm)17/04、25/06[登士柏(天津)国际贸易有限公司，美国]；Twisted File(21 mm)20/04、25/06(SybronEndo,Germany)；照相机(EOS 700D，Canon)；×10放大镜(FTMC 1005-10X,GAOPIN)；图像处理软件ImageJ2x(National Institutes of Health,美国)；拍照固定装置(自制)。

1.3方法 步骤：(1)选用10号C锉疏通三组所有树脂根管(工作长度17.0 mm)，蒸馏水冲洗和吸潮纸尖干燥根管。黑色墨水注入根管内，固定拍照，作为预备前树脂根管的原始图片。清除黑色墨水，干燥后待用。(2)SX开口锉预备所有树脂牙的根管上2/3段，然后分别使用Wave One、ProTaper Next和TF机用镍钛锉在Crown Down技术下根管预备。每种镍钛锉均3个运动周期彻底根管清理，每种锉使用5次后记录变形折断情况并弃置。每2支器械使用间隙EDTA凝胶润滑器械并蒸馏水冲洗根管，每次预备前10号C锉通畅根管。所有操作均由同一位有经验的医生完成。(3)预备完成的所有根管干燥后注射红色墨水，同角度同距离拍照，收集预备后根管图片45张。选距根尖孔l.0 mm处为第一个观测点，沿根管长轴方向每间隔1 mm为另一个观测点，共选择8个观测点。测量每个观测点预备前后根管内、外侧壁树脂去除量和内外侧树脂去除量之差(中心定位力=内侧去除量-外侧去除量)，精确到0.001 mm。(4)观察记录5次使用后每种镍钛器械变形、分离情况和预备完成时间(剔除中途冲洗、更换器械、记录等非工作时间)。

2 结果

2.13种镍钛锉预备后抗疲劳性比较 放大镜下3种不同镍钛锉预备后器械变形及折断情况见表1。

表1 3种镍钛锉预备后器械变形及折断情况

2.23种镍钛锉根管预备效率比较 通过分析每种镍钛锉完成根管预备时间比较其工作效率，Wave One的预备时间为(51.81±9.44)min，ProTaper Next为(97.82±24.20)min，TF为(275.11±62.95)min，组间比较差异有统计学意义(F=134.897,P=0.001)。

2.33种镍钛锉中心定位能力比较

2.3.13种镍钛锉根管预备前后根管内侧壁树脂去除量比较 通过树脂牙根管预备前、后照片图像重叠对比，测量计算8个观测点根管内侧壁树脂去除量，见表2、图1。

表2 三种镍钛锉预备后根管内侧壁树脂去除量(mm)

图1 树脂根管预备前后照片重叠后，8个观测点测量的根管内侧壁树脂去除量注：A为Wave One组6号，B为ProTaper Next组16号，C为TF组44号，图中黑色线条所示为内侧壁树脂去除量(单位mm)

2.3.23种镍钛锉根管预备前后根管外侧壁树脂去除量比较 通过树脂牙根管预备前、后照片图像重叠对比，测量计算8个观测点根管外侧壁树脂去除量，见表3、图2。

表3 三种镍钛锉预备后根管外侧壁树脂去除量(mm)

图2 树脂根管预备前后照片重叠后，8个观测点测量的根管外侧树脂去除量注：A为Wave One组6号，B为ProTaper Next组16号，C为TF组44号，图中黑色线条所示为外侧树脂去除量(单位mm)

2.3.33种镍钛锉根管预备后中心定位能力比较 通过树脂牙根管预备前后根管内侧树脂去除量与外侧树脂去除量之差值，分析其中心定位能力，见表4。

表4 3种镍钛锉根管预备后不同观测点的中心定位能力(mm)

3 讨论

本研究中3种器械预备前均使用SX开口锉进行根管上2/3段预备，扩大根管口，减少因器械型号、锥度不同导致的根管口阻力；因3种镍钛器械各自特点，本研究中采用了锥度相近且均匀增加、数量一致的型号，即Wave One(21/06、25/08)、ProTaper Next(17/04、25/06)和TF(20/04、25/06)，均2支，达到了预备过程相似性，纠正因种类、型号不同对器械变形、折断产生的偏倚。

镍钛合金材料性能、表面处理技术、镍钛锉的型号、锥度、横截面的设计等影响镍钛器械旋转疲劳抗性。TF镍钛锉的组成结构是R-Phase镍钛丝，虽采用一体式设计较传统镍钛锉柔韧性高70 %[3]，抗疲劳能力有所提高，但其金属结构是传统的奥氏体合金，弹性模量84-98GPa，较坚硬。ProTaper Next和Wave One镍钛锉由弹性功能更好的经过特殊热处理过程的可控记忆型镍钛合金CM镍钛金属制造[4]，以马氏体相为主，较柔软，弹性模量在31～35 GPa，马氏体的优越性能之一就是可提高金属抵抗疲劳断裂的性能[5]，故ProTaper Next和Wave One较TF具有更好的灵活性和更高的疲劳抗性，在对抗根管预备过程中产生的不良应力等方面更有优势。Shen等[6]研究得出结论，四方形横截面的镍钛锉疲劳抗性高于三角形设计，ProTaper Next为平行四边形的横断面，偏心矩形设计，在保留切削效率的基础上，锉的柔韧性提高。螺纹角度连续变化的变锥度和无切削功能的安全尖端设计，既快速有效地移除切削碎屑，防止堵塞根尖孔，也间接避免了其在旋转过程中卡塞在根管中，优越地保持在根管中心预备的能力和预备后根管弯曲段的初始形态[7]。Wave one横截面是凸“△”形，螺纹间距大，切割效率高，可减少根管制备时间40 %。本研究数据也证实了Wave one镍钛锉工作效率高，TF镍钛锉的器械变形率及折断率较高。

中心定位能力是根管器械在根管预备时保持根管轴中心的能力，数值越小，越居于根管轴中心，根管偏移量越小[8]。根管预备的周期循环反复旋转运动中，受根管最大弯曲(大多数研究弯曲的核心部位往往在距离器械尖端5～7 mm处，即根管的中下1/3交界处[9])的内外侧部位受到压缩应力和拉伸应力作用，器械出现损伤及疲劳，断裂[10]；内外侧切削量不均，导致根管偏移，中心定位力改变。本研究中，3种镍钛锉预备根管后，根管外侧壁树脂去除量从根尖1.0 mm以上，内侧壁切削量从根尖2.0 mm，差值从根尖2.0 mm以上有统计学意义(P<0.05)，也充分说明了弯曲处外侧壁受到的拉伸应力大于内侧壁，对器械损伤更大，影响中心定位力。数据中以Wave One组切削量最大，故其中心定位能力3者中相对最差。Kim等[11]研究表明，根尖2.0 mm内有78 %的根尖分歧和85 %侧枝根管，是根管感染最严重的区域，多数细菌及其毒素附着于此。根尖2.0 mm的有效清除感染和保持根管原始形态、对根管充填严密，提高根管治疗效果至关重要。Wu等[12]在使用重度弯曲的树脂根管实验认为，ProTaper Next的运动模式至其中心定位能力优于Wave One，能较好地保持预备后根管在根管弯曲段的初始形态。本研究的结果显示，2.0 mm范围内ProTaper Next较TF的内外侧壁切削量大，中心定位能力好，表明从去除根管内外侧壁玷污层角度，Wave One效果好，但造成根管偏移较大，不宜用于弯曲度大的根管治疗；ProTaper Next在弯曲的根尖感染严重的根管，既能有效去除感染，又大大减少根管偏移，具有良好的临床应用意义。3 mm以上TF的中心定位能力优于ProTaper Next，说明TF镍钛锉在根管中上段具备较好的中心定位力，TF在连续旋转、往复运动和适应根管形态这三种运动下的成形能力都较强，3 mm以上根管其优势在往复运动中更能体现[13]，这一点与国内学者尼娜[14]在TF成形能力的实验研究相似，即在其大部分病例中，TF锉中心定位能力优于ProTaper，但基于TF锉折断率相对高和TF预备效率低[15]，本研究TF预备时间最长，故在临床中很少使用，但其中心定位力较好的性能特点可为镍钛器械发展予以启示。

综上所述，ProTaper Next镍钛锉更适用于弯曲根管的根尖预备，可见有较少根尖部根管偏移的发生；Wave One镍钛锉切削效率高，适合弯曲度低的根管治疗；TF镍钛器械变形率及折断率较高，提示临床上应谨慎使用。