三种单只成形镍钛器械对模拟弯曲根管预备效果的评价

王颖艺, 王成坤, 马 昂, 焦 珊

（吉林大学口腔医院牙体牙髓病科, 吉林 长春 130021）

在现代口腔治疗中, 根管治疗已经成为治疗牙髓和根尖周相关疾病的首选方法, 且患者术后满意度较高。在临床上, 由于具有极强的柔韧性、超弹性、卓越的切割能力和中心定位能力, 镍钛器械成为主流的根管治疗器械。在镍钛器械的发展过程中, 单只锉系统因其操作的便利性、节约临床时间和成形能力较好等优点成为现阶段研发与使用的热门产品[1-3］。然而目前关于各种单只镍钛器械根管成形效果之间的研究较少, 单只锉是否拥有与成套锉相匹敌的使用效果尚不明确。本实验构建模拟弯曲根管, 将WaveOne Gold、Reciproc Blue 和M3-L单只锉的使用效率和成形效果与经典成套锉系统ProTaper Gold 进行比较, 为临床弯曲根管预备时器械选择提供依据。

1 材料与方法

1.1 单弯树脂模拟根管模块和主要仪器

单弯树脂模拟根管模块、ProTaper Gold、25#/07 锥度Wave One Gold（瑞士Dentsply 公司）、25#/06 锥 度Reciproc Blue （德 国VDW 公 司）、25#/065 锥度M3-L（中国益锐公司）, 乙二胺四乙基酸二钠（EDTA）（法国Sepotodont 公司）。XB220A 数字分析天平（瑞士Precisa 公司）, VDW. silver 扭矩控制马达（德国VDW GMBH 公司）, MacroPATH 大体标本数字成像系统（北京莱伯泰科仪器股份有限公司）。

1.2 实验分组

将40 个弯曲角度为30°（Schneider 法）的树脂模拟根管随机分为4 组（n=10）, 该模拟根管的直径和锥度同IOS 标准的15 号锉, 分别用Reciproc Blue、WaveOne Gold、ProTaper Gold 和M3-L 进行根管预备, 并采用高速手机在模块上进行标记, 分 别 作 为Reciproc Blue 组、 WaveOne Gold 组、ProTaper Gold 组和M3-L 组。同时对每组10 个模块进行逐个分别标记。

1.3 实验方法

1.3.1 模拟根管预备前准备 将模块放入装有清洁剂的超声缸中振荡20 min, 气枪吹干后, 置于烘干箱（60 ℃） 中48 h 后取出, 采用数字分析天平称将每组模块分别称质量并记录（精确到0.001 g）。采用15#K 锉依次疏通模拟根管, 将蓝色墨水通过注射器针头注入并充满根管内, 在固定位置不变的情况下, 采用MacroPATH 大体标本数字成像系统对各个模块进行逐个扫描, 采集到预备前垂直方向上的模拟根管图像。图像拍摄完成后, 采用超声进行冲洗、清洁并干燥。

1.3.2 预备模拟根管 采用ISO 标准10#K 锉到达根尖区并减去1 mm 为工作长度, 同时采用ISO 标准15#K 锉疏通根管。按照厂家推荐的扭矩和转速采用VDW. silver 扭矩控制马达进行各组根管预备, 每只锉预备5 个根管后弃用；预备时镍钛器械蘸取EDTA 润滑根管, 上下提拉3 次后退出, 采用冲洗针头配合生理盐水冲洗根管, 同时采用75%乙醇棉球擦净镍钛锉；反复进行上述操作直至到达工作长度；各组模块均由同一名操作者操作。

1.3.3 模拟根管预备后处理 根管预备后按照与预备前相同的方法和设备称量模块质量, 采集根管内注入红色染料的图像。

1.4 测定指标

1.4.1 预备时间 预备过程中采用计时器测量每组操作时间（不包括冲洗和擦拭器械的时间）, 进行记录（精确到0.01 s）。

1.4.2 预备前后模拟根管质量差 超净环境下采用数字天平称取模拟根管预备前后质量（精确到0.001 g）, 预备前质量为M1, 预备后质量为M2。计算预备前后模拟根管质量差, M=M1-M2, 精确到0.001 g。

1.4.3 预备前后模拟根管弯曲角度差 采用Schneider 法和Image Pro Plus 软件分别测量预备前后模拟根管弯曲角度, 预备前弯曲角度为A1, 预备后弯曲角度为A2, 弯曲角度差为A, A=A1-A2, 精确到0.001 °。

1.4.4 各组模拟根管预备前后根尖偏移量 将预备前后模拟根管垂直向影像采用Adobe Photoshop 2021 进行重叠, 并在根尖孔处10 mm 范围内划定10 条等分线。将处理好的图像在Image Pro Plus 6.0 软件中分别测量10 个位点的内径变化值L1、外径变化值L2, 测量距根尖1 mm 处重叠图像的L1 和L2, 差值即为模拟根管根尖偏移量, 0 表示未发生偏移。

1.4.5 镍钛器械中心定位情况 在Image Pro Plus 6.0 软件中分别测量10 个位点的内径变化值L1 和外径变化值L2, 精确到0.001 mm, 每组数值测量3 次, 取平均值。计算定心比, 定心比=内径树脂去除量/外径树脂去除量（L1/L2）, 显示器械在模拟根管中保持居中的能力, 结果越接近1, 其中心定位能力越强。 所有数据测量3 次后取平均值。

1.5 统计学分析

采用SPSS 26.0 统计软件进行统计学分析。各组模拟弯曲根管预备时间、质量差、弯曲角度差、根尖偏移量、模拟根管内和外径树脂去除量经正态性检验显示数据呈正态分布, 以±s表示, 多组间样本均数比较采用单因素方差分析, 组间两两比较采用LSD-t检验。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 各组模拟根管预备时间

Reciproc Blue 组、WaveOne Gold 组、M3-L 组和ProTaper Gold 组模拟根管预备时间比较差异均有统计学意义（P＜0.05）。成套使用的ProTaper Gold 组模拟根管预备时间最长, 长于Reciproc Blue组、 WaveOne Gold 组 和M3-L 组 （P＜0.05）；WaveOne Gold 组模拟根管预备时间最短, 短于Reciproc Blue 组、M3-L 组 和ProTaper Gold 组（P＜0.05）, Reciproc Blue 和M3-L 单只锉系统模拟根管预备时间组间比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

2.2 各组模拟根管质量差

预 备 前 后Reciproc Blue 组、WaveOne Gold 组、M3-L 组和ProTaper Gold 组模拟根管质量差比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

2.3 预备前后各组模拟根管弯曲角度差

Reciproc Blue 组、WaveOne Gold 组、M3-L 组和Protaper Gold 组模拟根管弯曲角度差比较差异有统计学意义（P＜0.05）, 预备前后M3-L 模拟根管弯曲角度差最小, 小于Reciproc Blue 组、WaveOne Gold 组和ProTaper Gold 组（P＜0.05）。见表1。

2.4 预备前后各组模拟根管根尖偏移量

预 备 前 后Reciproc Blue 组、WaveOne Gold 组、M3-L 组和ProTaper Gold 组模拟根管根尖偏移量比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 各组模拟根管预备时间、质量差、弯曲角度差和根尖偏移量Tab.1 Preparation time, reduction in weights, difference values of bending angles ,and apical deviations of simulated root canals in various groups (n=10, ±s）

表1 各组模拟根管预备时间、质量差、弯曲角度差和根尖偏移量Tab.1 Preparation time, reduction in weights, difference values of bending angles ,and apical deviations of simulated root canals in various groups (n=10, ±s）

*P＜0.05 compared with Reciproc Blue group；△P＜0.05 compared with WaveOne Gold group；#P＜0.05 compared with M3-L group.

Group Reciproc Blue WaveOne Gold M3-L ProTaper Gold FP Apical deviation（l/mm）0.035±0.014 0.028±0.011 0.029±0.012 0.030±0.007 0.772 0.517 Preparation time (t/s)42.00±0.95 38.75±0.32*#40.03±0.48 58.88±1.13*△#2 275.243＜0.001 Difference in weight(m/g)0.034±0.020 0.037±0.015 0.030±0.017 0.036±0.016 1.116 0.356 Difference of bending angles (θ/°)1.581±0.156 1.739±0.285 1.041±0.254*△1.419±0.274#6.944 0.001

2.5 各组模拟根管中心定位情况

预备前后4种镍钛器械染色重叠后的影像见图1。测量模拟根管预备前后内外径树脂去除量的变化量, 各组内径树脂去除量见表2, 外径树脂去除量见表3。根管弯曲内侧2～6 mm 处, ProTaper Gold 组模拟根管树脂去除量最大（P＜0.05）, 在根尖区（1～4 mm）根管外径树脂去除量大于根管内径, 在根中区（5～8 mm）处根管内径树脂树脂去除量大于外径。在距离根尖孔1、3 和6 mm 处, ProTaper Gold 组模拟根管定心比与1 的差值最大, 大于其他3 组（P＜0.05）。其他组模拟根管各个观察点处定心比与1 的差值比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表4。

表2 预备后各组模拟根管内径树脂去除量Tab.2 Removal amounts of internal resin of simulated root canals in various groups after preparation (n=10, ±s,l/mm)

表2 预备后各组模拟根管内径树脂去除量Tab.2 Removal amounts of internal resin of simulated root canals in various groups after preparation (n=10, ±s,l/mm)

*P＜0.05 compared with Reciproc Blue group；△P＜0.05 compared with WaveOne Gold group；#P＜0.05 compared with M3-L group.

Group 2 3 4 5 Reciproc Blue WaveOne Gold M3-L ProTaper Gold 0.065±0.013 0.071±0.011 0.072±0.012 0.138±0.011*△#0.058±0.015 0.068±0.018 0.057±0.011 0.079±0.011*#0.079±0.016 0.091±0.031 0.087±0.024 0.153±0.038*△#0.162±0.031 0.163±0.040 0.138±0.028 0.210±0.039*△#Group Removal amount of internal resin 1 0.096±0.071 0.099±0.080 0.103±0.052*0.096±0.080#Removal amount of internal resin 6 0.178±0.035 0.163±0.031 0.168±0.025 0.200±0.027△#10 0.198±0.037 0.213±0.048 0.225±0.039 0.212±0.025 7 8 9 Reciproc Blue WaveOne Gold M3-L ProTaper Gold 0.195±0.025 0.180±0.031 0.202±0.025 0.200±0.027 0.198±0.021 0.193±0.029 0.209±0.023 0.196±0.038 0.206±0.014 0.204±0.023 0.213±0.011 0.202±0.030

表3 预备后各组模拟根管外径树脂去除量Tab.3 Removal amounts of external resin of simulated root canals in various groups after preparation (n=10, x±s,l/mm)

表4 各组模拟根管的定心比Tab.4 Centering ratios of simulated root canals in various groups (n=10)

图1 预备后Reciproc Blue（A）、WaveOne Gold（B）、M3-L(C)和ProTaper Gold(D)组模拟根管内外径树脂去除量(红墨水和亚甲基蓝染色,×20）Fig. 1 Removal amounts of internal and external resin of simulated root canals in Reciproc Blue (A), WaveOne Gold(B), M3-L (C),and ProTaper Gold (D)groups after preparation(Red ink and methylene blue staining,×20)

3 讨 论

根管预备是根管治疗的核心步骤, 镍钛器械的灵活性和抗疲劳性能极大提高根管预备的效率和成形效果[4］。相较于问世较早的全序列多只锉系统, 单只镍钛锉系统的使用进一步提高了根管预备的效率[5］, 而根管的成形效果受诸多因素的影响, 预备后的根管应该保持与原根管解剖形态相对应的连续锥形走行和弯曲度。现行关于往复循环单只锉Reciproc Blue 和WaveOne Gold 的研究较多, 而关于新推出的国产连续旋转单只锉M3-L 的研究较少, 将这3 种单只锉同全序列多只锉系统成形效果比较的研究[4,6-7］目前亦较少。

自ProTaper 系列问世以来, 因优异的机械性能, 其成为临床上常用全序列多只锉系统[8］, 其成形效果也常作为其他锉操作性能的对照。现在该系列中ProTaper Gold 仪器具有与ProTaper Universal相同的几何形状, 但历经Gold 热处理后具有更大的灵活性, 更能保持根管的形态[9-10］。本实验采用连续旋转全序列ProTaper Gold 与单只锉Reciproc Blue、WaveOne Gold 和M3-L 之间进行预备效率比较以及通过定点二维影像重叠来比较其成形能力的相关指标, 为其临床应用提供选择依据。

WaveOne Gold 和Reciproc Blue 均为往复旋转模式的单支锉, 其合金构成均为CM 丝, 再通过进行热处理加工, 在镍钛表面形成蓝色或金色的氧化层。Reciproc Blue 的横截面形态为对称的S 形,

双刃切削且切刃较为锋利, WaveOne Gold 的横截面为非对称平行四边形, 每200 μm 只有2 个边与根管壁保持接触[11］。M3-L 的合金构成为含有马氏体相较多的M 丝和CM 丝, 其横截面是在类似于Reciproc 的“S”形横截面的基础上, 增加了纵切平面, 因此增加了20%的排屑空间[6］。

本研究比较4 种镍钛器械对树脂模拟弯曲根管的预备时间, 其中ProTaper Gold 多只锉系统因需成套使用, 操作步骤繁多, 增加了根管预备时间, 其他单只锉系统中, WaveOne Gold 根管预备时间较短。虽然有研究[11-12］显示：“S”形截面的仪器可以提高切削效率, 但这一结论存在争议；而切削效率受器械的几何形状、力学性质和切削部位形态等多种因素的影响, 与M3-L 比较, 可能由于Gold Wire 与Blue Wire 表 面 的 氧 化 层 增 加（100～140 nm）, 因此Gold 丝具有更好的切削效率[13］。

研究[14-15］显示：根尖偏移的根管在根管充填后可能存在微渗漏, 影响充填质量从而导致根尖周炎持续存在, 根尖偏移＜0.15 mm 时, 其对根管充填效果无明显影响；根尖偏移＞0.3 mm 时, 根管微渗漏发生率将明显增加。本研究中的4 种镍钛器械的根尖偏移量均＜0.05 mm, 其预备效果均可达到利于实现根尖封闭的形态, 表现出良好的根尖定位能力。这可能是由于上述材料均经过了相应的热处理技术, 提高了灵活度[16］。

镍钛器械的几何结构设计（横截面形状、面积和锥度）、运动模式（连续旋转或是往复运动）和合金机械性能（合金相及热处理工艺）的不同均可能会影响根管预备的成形效果[16-17］。然而目前为止所有器械均倾向于“矫直”弯曲的根管, 而对于有一定弯曲角度的根管来说, 常容易发生根尖偏移、根管中心偏移和根管穿孔等[18］。而在预备过程中常观察到在根尖区, 位于弯曲外侧的牙本质去除量多于根管内侧；在根管中部, 根管的弯曲内侧处去除更多的牙本质；而在冠部, 这种过多预备常发生在弯曲的外侧[19］。本研究结果显示：在根尖区前4 个观测点中, 4 种镍钛器械均向外侧偏移（定心比＜1）, ProTaper Gold 组 模 拟 根 管在1、3 和6 mm 处的偏移度大于Reciproc Blue、WaveOne Gold 和M3-L 组, 预备后ProTaper Gold 组根管较3 种单只锉预备效果更趋于“拉直”。M3-L 组根管弯曲角度改变最小, 这可能因为其横截面积小, 灵活度大, 更能及时适应弯曲根管的走行, 非对称的纵切形态又增加排屑能力, 及时排除碎屑防止对预备的干扰[20］。

综 上 所 述, WaveOne Gold、 Reciproc Blue、M3-L 和ProTaper Gold 组预备弯曲树脂模拟根管均能获得良好的中心定位效果和可接受范围内的根尖偏移, 而国产M3-L 保持原有根管弯曲度的能力更优。与多只锉系统ProTaper Gold 比较, 单只锉WaveOne Gold、Reciproc Blue 和M3-L 操作时间更短, 根管成形能力更佳[21］。但本研究采用的模拟根管材质为树脂, 硬度约为牙本质的1/4, 为提高结论的准确性, 未来研究还需采用天然牙为样本。本研究结果显示：国产镍钛器械表现出良好的根管成形能力和切削效率, 国产镍钛器械具有良好的研发和应用前景。