数字化导板引导技术辅助微创治疗前牙钙化根管

高羽轩汪鎏傅裕杰杨帆张岚黄定明

1.口腔疾病研究国家重点实验室 国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院牙体牙髓病科，成都610041；2.同济大学口腔医学院和附属口腔医院牙体牙髓病科，上海200072

根管钙化是根管治疗过程中常见的复杂疑难情况，其具体表现为硬组织在根管壁的沉积，根管系统的钙化堵塞，原有根管形态发生改变[1]。牙髓的钙化变性通常与牙髓损伤有关，包括龋齿、牙外伤、咬合创伤、磨耗等对牙髓组织的长期刺激，活髓切断术、盖髓术、长期根管封药等治疗手段导致的牙髓变性，亦可由于牙髓的增龄性改变，见于部分老年人[2-3]。有1%～27%根管钙化的牙齿伴随有牙髓根尖周疾病的临床症状或影像学表现，此时便需要通过根管治疗术或者显微根尖手术进行治疗[4-6]。

对于钙化根管的根管治疗而言，如何准确定位根管位置是临床操作中的一个难题。目前，常在术前进行锥形束计算机断层扫描（cone-beam computed tomography，CBCT）以了解患牙的根管解剖结构，评估根管钙化的程度，术中通过牙科手术显微镜结合超声工作尖对根管钙化段进行疏通。然而，即使是有经验的牙体牙髓专科医生也难以确保疏通方向的准确性，可能会在操作过程中造成根管偏移甚至发生根管壁侧穿等并发症[7]。随着口腔数字化技术的不断发展，引导牙髓治疗（guided endodontics）的出现为钙化根管的治疗提供了新途径。引导牙髓治疗通过将口腔扫描数据与CBCT数据结合，能够在可视化情况下，术前从三维立体的角度规划开髓路径，之后通过三维打印技术（3D打印技术）制作数字化导板，引导钻针进行根管钙化段的疏通[8-9]。多项体内外研究和病案报道[10-15]表明，相对于常规根管治疗，通过引导牙髓技术治疗根管钙化患牙具有更高的成功率，更少的牙体组织损失量，同时可避免根管治疗并发症的发生。但是这些研究中大部分使用种植的先锋钻或外科的长柄裂钻作为钻针，使用与种植系统匹配的预成套管系统作为引导部。存在着钻针直径较大，在疏通过程中过度去除牙体组织的问题。本研究针对以往研究存在的缺陷，使用自行设计制作的小直径恒锥度长柄金刚砂车针和与之匹配的金属套管作为微创开髓引导工具，可以更加微创、精准地定位根管，辅助钙化根管的定位和引导根管治疗器械进入根管，临床上成功完成了2例前牙钙化根管的根管治疗，为数字化导板辅助下的根管治疗提供了可靠方案。

1 数字化导板引导技术辅助微创化根管治疗的临床应用

1.1 病例1诊治经过

患者，女，28岁，右上中切牙外伤冠部缺损8年余，未行治疗。因近1年反复出现咬合痛前来就诊。否认糖尿病、高血压、心脏病等系统疾病，否认药物过敏史。临床及影像学检查：11远中切角缺损，牙冠失去光泽，呈暗黄色。牙髓电活力测试无反应，叩诊疼痛，咬诊疼痛，根尖区无压痛，未见肿胀及窦道。牙列拥挤，11、21唇侧萌出，21轻度扭转，咬合关系基本正常（图1）。根尖片示：11未行根管治疗，根管影像欠清，根尖周及近中根侧可见低密度影像（图2A）。CBCT示：11牙冠缺损，根管冠1/2及根尖1/3影像消失，仅中段约4 mm存在清晰影像，根管冠端至牙体冠方最高点14.61 mm，根尖段根管影像消失区长3.82 mm（图2B、D）。根尖周及近中根侧可见一2.5 mm×3 mm×5 mm低密度影像（图2C、E）。临床诊断为：11牙体缺损，慢性根尖周炎。

图1 病例1术前口内照片Fig 1 Preoperativeimaging of thefirst case

图2 病例1影像学检查Fig 2 Radiographic examination of the first case

治疗计划：经与患者沟通后，拟在数字化导板引导下建立11钙化根管开髓路径，行常规根管治疗，冠部树脂充填修复。

1）数字化导板的设计与制作：首先，建立牙体硬组织及根管系统的三维模型。用CBCT机（3D Accuitomo，Mortia公司，日本）对前牙区进行扫描。CBCT参数：电压90 kV，电流5 mA，体素0.125 mm，图像层厚0.25 mm。利用3D软件将数据以DICOM格式进行保存。之后，将数据导入Mimics 17.0软件（Materialise公司，比利时）对11、21进行三维重建，并且设置直径0.8 mm、长度15 mm的圆柱体使其底面与11根管模型的上面相接触且方向与牙体长轴平行以模拟开髓路径（图3）。设计引导长度为13 mm，避开根管弯曲段，规避直接引导到根尖导致根管偏移引起侧穿的风险。

图3 病例1右上颌中切牙三维重建模型Fig 3 Three-dimensional reconstruction model of the right max‐illary central incisor in thefirst case

使用数字化扫描仪（Trios 2，3shape公司，丹麦）进行口腔扫描，获取患者口内表面数据，以STL（standard triangulation language）格式转存。随后，将口腔扫描数据及CBCT数据导入至Sim‐plant 11.04软件（Materialise公司，比利时）中，使用多点匹配功能，分别选取口腔扫描数据及CBCT数据上空间位置相同的三点，将口腔扫描数据与CBCT数据进行拟合。之后，按照11在Mimics软件中初步设计的角度及深度，设计开髓路径。最终，通过3D打印机（3Demax，DMG公司，德国）完成导板制作过程。然后，测试开髓导板、套管、钻针的匹配度与稳定性。开髓使用与慢速手机匹配的自主研发长柄金刚砂车针，总长度35 mm，工作长度15 mm，引导部直径2.35 mm，工作段直径0.8 mm，金刚砂为标准粒度。引导部分包括两种尺寸的金属套管，一种高度8 mm，外径5 mm，内径2.38 mm；另一种高度8 mm，外径5 mm，内径1.63 mm。稳定部分为3D打印金属材质手柄，前端卡臂可与金属套管紧密卡抱，稳定套管位置（图4）。

图4 病例1数字化导板设计及制作Fig 4 Thedesign and fabrication of thedigital template in thefirst case

2）治疗过程：将导板置于患者上颌牙列，完全就位、稳定后，使用高速球钻去除釉质。在根管定位导板引导下使用长柄金刚砂车针在生理盐水辅助降温下以1 000 r·min-1转速分层逐渐磨除冠部牙本质，打通根管冠部钙化段并定位11根管位置。当钻针到达釉牙骨质界下每磨除1～2 mm钙化组织，使用5.25%次氯酸钠溶液冲洗开髓路径，降温的同时带出牙本质碎屑，并使用10号不锈钢K锉（Mani公司，日本）探寻可疑的根管位置。在到达预计疏通位置冠方约1 mm时探寻到根管，使用6号不锈钢K锉疏通至根管全长，根管测量仪（SM-DP-ZX，Morita公司，日本）测定根管工作长度为19.5 mm，插锉拍摄根尖片确认工作长度无误。橡皮障术区隔离，依次使用手用不锈钢K锉将根管清扩至15号，随后使用变锥度镍钛旋转器械将根管预备至30号（ProtaperNext，Dentsply公司，美国）。预备过程中使用5.25%次氯酸钠溶液冲洗、浸泡根管并超声荡洗，17%乙二胺四乙酸（ethylenediamine tetraacetic acid，EDTA）溶液荡洗去除玷污层。干燥根管后插入主牙胶尖拍摄根尖片，确认根管预备到位。根管内封氢氧化钙糊剂（ApexCal，Ivoclar Vivadent公司，列支敦士登），2周后复诊。复诊临床检查无异常，暂封完好，遂行根管充填。去除暂封，冲洗、干燥根管后，主牙胶尖蘸取生物陶瓷根管封闭剂（Iroot SP，InnovativeBio Ceramix公司，加拿大）使用热牙胶垂直加压法严密充填。X线片示：根管充填严密，恰填。流体树脂垫底（Beautiful Flow，松风公司，日本），膏体树脂（BeautifulⅡ，松风公司，日本）充填，光固化，调整咬合，抛光（图5）。

图5 病例1治疗过程口内照及X线片Fig 5 Operation process and radiographic examination in the first case

3）追踪随访：患者术后1年复查，自述无异常。临床检查：树脂材料完整，未见明显缺损，牙冠颜色较初诊无明显改变。叩诊、咬诊以及根尖区扪诊无异常。经与患者讨论，患者对目前牙体外观较满意，放弃行冠部美学修复治疗。CBCT示：11根尖区低密度影像基本消失，近中根侧低密度影像较初诊时明显缩小（图6）。

图6 病例1术后1年复诊影像学检查Fig 6 1-year follow-up radiographic examination in thefirst case

1.2 病例2诊治经过

患者，男，35岁，因近1年反复出现下前牙咬合痛前来就诊。否认外伤史，否认糖尿病、高血压、心脏病等系统疾病，否认药物过敏史。临床及影像学检查：41、42切端磨耗严重，牙本质暴露，牙冠失去光泽呈暗黄色。牙髓电活力测试无反应，叩诊疼痛，咬诊疼痛，根尖区无压痛，未见肿胀及窦道。邻牙及对颌牙检查无异常。牙列拥挤，32、42舌侧萌出，轻度扭转，深覆深覆盖，咬合时于41、42根尖区扪及震动感（图7）。外院根尖片示：31、41未行根管治疗，根管影像模糊，根尖周可见大范围低密度影像。CBCT示：31牙冠未见明显低密度影像，根管冠1/2及根尖1/3影像消失，仅中下端段约3 mm存在清晰影像，钙化冠端至牙体冠方最高点13.48 mm，根尖区钙化段长2.95 mm（图8A、B）。41牙冠未见明显低密度影像，根管上段影像清晰，中下段钙化长10.10 mm。31、41根尖周可见一12.5 mm×5 mm×5 mm大小低密度影像（图8C、D），未波及邻牙根尖。临床诊断为：31、41牙体缺损，慢性根尖周炎，咬合创伤。

图7 病例2术前口内照片Fig 7 Preoperativeimaging of thesecond case

图8 病例2影像学检查Fig 8 Radiographic examination of thesecond case

治疗计划：经与患者沟通后，拟在数字化导板引导下定位31钙化根管、引导41开髓后，行常规根管治疗，冠部树脂充填修复。

1）数字化导板的设计与制作：依照前述方法进行术前设计，制作数字化导板。设计31引导长度为11 mm，若未探寻到根管，则参考CBCT影像在手术显微镜下使用超声工作尖进行疏通，以避免破坏过多牙体组织；设计41开髓引导长度为5 mm，其方向沿牙体长轴（图9）。

2）治疗过程：将导板置于患者下颌牙列，完全就位、稳定后，使用长柄裂钻（H254LE.314.01 2，Komet公司，德国）在导板引导下行41开髓，开髓后即探查到根管；使用高速球钻去除31釉质，在根管定位导板引导下使用长柄金刚砂车针在生理盐水辅助降温下以1 000 r·min-1转速打通根管冠部钙化段并定位根管位置。当钻针到达釉牙骨质界下每磨除1～2 mm钙化组织，使用5.25%次氯酸钠溶液冲洗开髓路径，降温的同时带出牙本质碎屑，并使用10号不锈钢K锉（Mani公司，日本）探寻可疑的根管位置。在到达预计疏通位置时探寻到根管，使用6号不锈钢K锉疏通至根管全长，根管测量仪（SM-DP-ZX，Morita公司，日本）测定31根管工作长度为22 mm，41根管工作长度为21.5 mm，插锉拍摄根尖片确认根管工作长度无误。橡皮障术区隔离，依次使用不锈钢K锉将根管清扩至15号，随后使用变锥度镍钛旋转器械将根管预备至25号（ProtaperNext，Dentsply公司，美国）。预备过程中使用5.25%次氯酸钠溶液冲洗、浸泡根管并超声荡洗，17%EDTA溶液荡洗去除玷污层。干燥根管后插入主牙胶尖拍摄根尖片确认根管预备到位。根管内封氢氧化钙糊剂（Apex‐Cal，Ivoclar Vivadent公司，列支敦士登），2周后复诊。复诊临床检查无异常，暂封完好，遂行根管充填。去除暂封，根管冲洗、干燥后，主牙胶尖蘸取生物陶瓷根管封闭剂（Iroot SP，Innova‐tiveBio Ceramix公司，加拿大）使用热牙胶垂直加压法严密充填。X线片示：根管充填严密，恰填。流体树脂垫底（Beautiful Flow，松风公司，日本），膏体树脂（BeautifulⅡ，松风公司，日本）充填，光固化，调整咬合至咬合时牙颈部无震动感，抛光（图9）。

图9 病例2导板设计、治疗过程口内照及X线片Fig 9 Digital template design,operation process,and radiographic examination in the second case

3）追踪随访：患者术后1年复查，自述无异常。临床检查：树脂材料完整，未见明显缺损。叩诊、咬诊以及根尖区扪诊无异常。CBCT示：31、41根尖周低密度影像较初诊时无明显变化。拟择期行显微根尖手术（图10）。

图10 病例2术后1年复诊影像学检查Fig 10 1-year follow-up radiographic examination in the second case

1.3 病例治疗前后数据测量及分析

将2例患者术后1年随访的CBCT数据导入Mimics 17.0软件中进行三维重建，分别建立牙体硬组织、根管内充填物的三维模型，并通过多点匹配的方式将其与术前模拟开髓路径的三维模型进行拟合。将设计路径和实际开髓路径的三维模型按长度等分为冠1/3、中1/3和根尖1/3，分别记录其体积即牙体组织去除量并计算其偏差。测量术前、术后开髓路径的基底部（圆柱冠方）及根尖部（圆柱根方）在近远中向、颊舌向、冠根向的距离偏差及角度偏差。采用描述性方法计算标准差、最小值、最大值和平均值。

2 结果

病例1设计路径及实际开髓路径结果表明，开髓角度偏差为1.37°±0.07°；钻针基底部的近远中向、颊舌向、冠根向的偏差分别为（0.70±0.02）、（0.79±0.01）、（0.13±0.02）mm，钻针根尖部的近远中向、颊舌向、冠根向的偏差分别为（0.25±0.03）、（0.07±0.02）、（1.10±0.01）mm。设计路径的总体牙体组织去除量为6.87 mm³，等分后冠1/3、中1/3和根尖1/3体积均为2.29 mm³，实际开髓路径的总体牙体组织去除量为14.51 mm³，在冠1/3、中1/3和根尖1/3的牙体组织去除量分别为6.54、4.84、3.13 mm³，设计路径与实际开髓路径的牙体组织去除量总体偏差为7.64 mm³，在冠1/3、中1/3和根尖1/3牙体组织去除量偏差分别为4.25、2.55、0.84 mm³（表1）。

病例2设计路径及实际开髓路径结果表明，开髓角度偏差为3.09°±0.12°；钻针基底部的近远中向、颊舌向、冠根向的偏差分别为（0.63±0.02）、（0.53±0.03）、（0.11±0.01）mm，钻针根尖部的近远中向、颊舌向、冠根向的偏差分别为（0.59±0.03）、（0.37±0.05）、（0.31±0.02）mm。设计路径的总体牙体组织去除量为4.80 mm3，等分后冠1/3、中1/3和根尖1/3体积均为1.60 mm3，实际开髓路径的总体牙体组织去除量为10.99 mm3，在冠1/3、中1/3和根尖1/3的牙体组织去除量分别为5.39、3.45、2.15 mm3，设计路径与实际开髓路径的牙体组织去除量总体偏差为6.19 mm3，在冠1/3、中1/3和根尖1/3牙体组织去除量偏差分别为3.79、1.85、0.55 mm3（表1）。41牙在常规开髓后即探查到根管口，随后行常规根管治疗，因此未纳入其数据。

表1 两病例中设计路径和实际开髓路径在钻针基底部及根尖部的偏差Tab 1 Deviations of planned and actual glide path at the base and tip of the bur in both cases

3 讨论

根据四川大学华西口腔医院牙体牙髓病科的根管治疗难度评估标准，髓腔及根管内出现明显的钙化影像，形态模糊不清，治疗难度为Ⅲ级[16]。根据文献[17]报道，即使在牙科手术显微镜及超声设备的辅助下，随着根管钙化部位向根方进展，疏通钙化根管的成功率也从79.4%下降至49.3%。随着口腔数字化技术的发展，引导牙髓治疗的出现为钙化根管治疗提供了新的途径。引导牙髓治疗首先由Krastl等[18]提出，他们通过数字化导板技术成功完成了前牙钙化根管的治疗。到目前为止，该技术已应用于多项牙体牙髓疾病的治疗中，如钙化根管的疏通[13-15]、根管桩的去除[19]、牙内陷[20]、显微根尖手术[21]等。

本研究通过3D打印技术结合CBCT扫描、口腔数字化扫描制作数字化导板，通过套管引导小直径钻针，微创、精准地完成了2例钙化患牙的根管治疗。在钻针偏转测量方面，开髓前后钻针在基底部的平均距离偏差为0.08～0.81 mm，在根尖部的平均距离偏差为0.05～1.13 mm，平均角度偏差为1.27°～3.21°。在牙体组织去除量方面，开髓后钻针去除牙体组织量为10.99～14.51 mm³，与开髓前设计的总体偏差为6.19～7.64 mm³。在开髓路径偏差方面，其他学者[10]对上前牙数字化导板制备开髓路径的研究结果显示，开髓前后角度偏差平均值为1.81°，范围为0°～5.60°，基底部平均偏移距离范围为0.16～0.21 mm，根尖部平均偏移距离范围为0.17～0.47 mm。另一针对下颌前牙开髓导板的研究[11]显示，开髓前后角度偏差平均值为1.59°，范围为0°～5.30°，基底部平均偏移距离范围为0.12～0.13 mm，根尖部平均偏移距离范围为0.12～0.34 mm。在牙体组织去除量方面，研究[12]显示传统开髓方式的牙体组织去除量平均值为49.9 mm3，导板下开髓的牙体组织去除量平均值为9.8 mm3。本研究在钻针偏转角度方面的结果与先前研究相符，而在偏移距离方面则要大于先前研究数据，分析其原因主要为两方面。一方面，2例病例在术中均成功进行根管定位，因此未在完成开髓路径后即刻拍摄CBCT，而是使用根管治疗完成后复查时的数据进行研究，机械预备可能在一定程度上影响开髓路径的形态；另一方面，由于在实际操作中病例1在到达设计疏通位置之上便探查到根管口，导致实际开髓路径在冠根向与预计开髓路径偏差值较大，引起了偏移量整体数据的上升。本研究在牙体组织去除量方面的结果稍大于先前研究，而仍小于传统开髓方式。结果显示，随着由冠方向根方靠近，实际牙体组织去除量逐渐接近预计开髓路径的牙体组织去除量，因此推测该偏差主要由根管机械预备所导致。在远期疗效方面，本研究中病例1取得了较好的临床效果，而病例2则无法令人满意。其原因如下，根据此前学者对根管治疗预后影响因素的研究，当患牙存在直径大于10 mm的根尖周病损时，根管治疗的成功率将明显下降，一方面可能是较大的病损内微生物数量较多，影响了根尖周病变的愈合[22]。另一方面，当根尖长期位于病变组织中时，其外表面可能附有较厚的细菌生物膜，常规根管治疗难以清除[23]。综上所述，本研究中引导开髓路径制备方法的准确性及微创性均在可接受范围内，其对感染控制的影响有待进一步研究确定。

尽管引导牙髓治疗在处理钙化根管方面较传统根管治疗而言具有显著的优势，但是在临床应用中仍有一定的局限性。首先，目前常用的开髓路径预备器械为不具备延展性及弯曲性的种植先锋钻或长柄裂钻，使用此类器械在处理弯曲度较小的前牙根管或者钙化位于根管主弯曲之上的后牙根管时可以取得较好的效果[11,24]。而对于弯曲程度较大的前牙根管、钙化位于根管主弯曲之下的后牙根管，使用此类器械则难以进行直线通路的建立，盲目使用可能造成根管形态的改变。在这种情况下，显微根尖手术应是更好的治疗方案[13,18]。其次，目前缺少关于使用此类器械钻磨牙体硬组织产生牙本质裂纹的相关研究。参考1项针对根管治疗后桩道预备的研究[25]，质地坚硬的桩道预备器械相比镍钛根管预备器械而言将造成更多的牙本质裂纹，并且桩道预备器械的直径越大，造成的牙本质裂纹越多。因此，在进行引导牙髓治疗时，直径较小的钻磨器械应当是合理的选择。除此之外，目前引导牙髓治疗的准确性需进一步提高以满足根管治疗微创化的要求。一项引导治疗后牙钙化根管的研究[24]结果显示，尽管钻针的偏移角度与先前针对前牙研究的结果相似，但是钻针在疏通至根尖3 mm时偏移的距离达到1.743 mm。参考对引导下种植手术的研究，其原因可能是由于偏移角度的存在，随着钻针的深入，其尖端的偏移距离将逐渐大于其冠方偏移距离[26]。而牙体硬组织越靠近根方越薄弱，所以引导牙髓治疗中钻针尖端偏移距离的安全范围较种植手术更窄。因此，如何确定引导牙髓治疗的适应范围、选择合适的开髓路径预备器械、建立规范的操作流程仍需进一步实验来确定。

综上所述，本研究通过数字化导板引导小直径微创车针，成功疏通2例伴有慢性根尖周炎的钙化前牙。数字化导板技术是一种微创、精准治疗钙化根管的技术，可以有效保护健康牙体组织，避免根管侧穿等并发症的发生。但是，同时存在导板制作周期较长、缺乏专业设计软件及配套开髓工具、适应证局限等问题。不过，随着计算机软件、影像学技术及治疗器械的不断革新，数字化导板广泛运用于牙髓根尖周疾病的治疗将成为趋势，进一步降低牙体牙髓疑难复杂病例的治疗难度。

利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。