陳寧 張琦 聶海丹 吳麗更

嚴(yán)密充填根管系統(tǒng)是根管治療術(shù)的重要步驟[1-2]。由于根管系統(tǒng)存在各種不規(guī)則解剖結(jié)構(gòu)，單獨使用牙膠尖很難嚴(yán)密充填根管，因此，使用性能更優(yōu)的根管封閉劑對提高根充質(zhì)量有重要的臨床意義[3]。目前體外評價根充質(zhì)量的方法主要為組織切片法[4-5]，然而該檢測方法需要破壞樣品離體牙的完整性，且切片過程中還會造成牙膠、糊劑等充填材料丟失，影響結(jié)果的準(zhǔn)確性[6]。

本研究應(yīng)用類同軸相襯CT(in-line phase-contrast tomography，PCCT)技術(shù)評估AH Plus、iRoot SP和GuttaFlow共3 種不同種類的封閉劑，結(jié)合熱牙膠垂直加壓技術(shù)，以根尖1/3的未充填空隙百分比作為評估指標(biāo)，比較三維根管充填的效果，尤其是根尖1/3的質(zhì)量，為選擇更優(yōu)的根管封閉劑提供依據(jù)，同時探討PCCT應(yīng)用于牙體組織和根充材料成像的最佳參數(shù)，為今后在根管治療研究領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 離體牙的選擇與分組

本研究經(jīng)天津醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)(批號：TMUSHhMEC2015050)，選取2017 年1～3 月在天津醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)院頜面外科因正畸治療和牙周病拔除的完整下頜前磨牙32 顆。納入標(biāo)準(zhǔn)：未進(jìn)行過任何牙體治療，根尖發(fā)育完成，單根管、牙根彎曲度小于10°。排除標(biāo)準(zhǔn)：牙折、牙根吸收、牙根發(fā)育異常、根管鈣化。將32 顆離體牙，隨機(jī)分為4 組，每組8 顆。

1.2 樣本制備

32 顆離體牙去凈殘留的軟組織和牙石，儲存于1%麝香草酚中備用。用金剛砂車針截去牙冠，保留根長12 mm，建立直線通路，10號不銹鋼K銼(Dentsply，美國)疏通根管，按照根尖孔初見銼尖時銼尖距止動片長度減去1 mm確定為工作長度，鎳鈦機(jī)動ProTaper器械(Dentsply，美國)以逐步深入技術(shù)備至F2。 4 組樣品均采用06錐度主牙膠尖(Dentsply，美國)進(jìn)行熱牙膠垂直加壓充填(BL，韓國)。

根據(jù)根管封閉劑的不同分為4 組，A組為空白組，不使用任何封閉劑，B組AH plus根管封閉劑(Dentsply，美國)，C組iRoot SP根管封閉劑(Innovative Bio Ceramix Inc，加拿大)，D組GuttaFlow根管封閉劑(Roeko，德國)。為保證各組封閉劑量相同，各實驗組由注射器吸取0.3 ml封閉劑，注入根管，再放置牙膠尖進(jìn)行垂直加壓充填。根充后，去除根管口多余牙膠，用流動樹脂(3M，美國)封閉。以上所有操作均由同一名有10 年以上臨床經(jīng)驗的牙體牙髓?？漆t(yī)師完成。

根管充填后拍攝頰舌向及近遠(yuǎn)中向的平行投照X線根尖片(SIDEXIS數(shù)字式牙片機(jī)，德國)，確保充填物致密且到達(dá)距根尖1 mm。根充后的所有標(biāo)本置入37 ℃恒溫箱中(北京福意電器有限公司)，100%濕度條件下1 周， 封閉劑完全固化后進(jìn)行PCCT成像。

1.3 PCCT成像

PCCT成像能量為30 keV，探測器的分辨率為9 μm，樣品臺中心距探測器800 mm。

1.3.1 成像過程 成像時，樣品置入1.5 ml密閉離心管中，根尖朝上，豎直固定于樣品臺中央(圖1)，樣品臺在0～180°范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)0.25°拍攝1 張，為了獲得完整的成像資料，每個樣品至少采集721 張有效投影圖。為了消除能量不穩(wěn)定對投影圖的影響，還要拍攝10 張背景圖及10 張暗電流圖，每個樣品采集時間約為30 min。

圖1 成像樣品臺示意圖

1.3.2 二維重建 每個樣品的投影圖由PITRE軟件(上海光源物理實驗站)處理，進(jìn)行二維重建，獲得橫斷面圖(圖2)。選擇適當(dāng)?shù)幕叶戎担x擇標(biāo)準(zhǔn)為：使牙體硬組織、根充物和未充填的空隙可清晰辨別，細(xì)節(jié)完整，邊緣無過度增強。

圖2 根充樣本的投影圖經(jīng)二維重建獲得的橫斷面圖

1.3.3 三維重建 將所有二維橫斷面圖像導(dǎo)入Amira軟件(VSG公司，德國)進(jìn)行三維重建。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Amira軟件計算得到根管未被充填空隙體積，除以整個根管體積得到根尖1/3未充填空隙體積比。

根尖1/3未充填空隙體積比=(空隙體積/根管體積)×100%

1.5 統(tǒng)計分析

用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，組間差異用方差分析， 2 組間比較用配對t檢驗，檢驗水準(zhǔn)α=0.05。P<0.05為具有統(tǒng)計學(xué)差異。

2 結(jié) 果

2.1 應(yīng)用PCCT在2 個二維水平顯示未充填空隙的分布情況

本研究通過獲取根充樣品的投影圖(圖3)及橫斷面圖(圖4)，能清晰地區(qū)別牙體硬組織、牙膠、根管封閉劑和未充填空隙。

圖3 PCCT投影圖

圖4 PCCT的二維橫斷面圖

2.2 應(yīng)用PCCT三維立體顯示根充效果

各組GuttaFlow根管充填效果見圖5。褐色為牙膠，金黃色為根管封閉劑，藍(lán)色為未充填的空隙?？瞻捉M的空隙較多，總體呈連續(xù)分布，實驗組的空隙明顯減少且分布疏散。

圖5 三維重建后4 組根充樣品的充填效果圖未充填空隙體積百分比 圖6 4 組根管封閉劑的根尖 1/3

2.3 比較4 組樣品的三維空隙體積百分比

經(jīng)PCCT掃描樣品后，使用軟件重建模型，分別比較4 組樣品根尖1/3的空隙百分比(圖6)。A組根尖1/3未充填空隙體積百分比最高，分別與B、C、D 3 組比較，均有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.01)。C組根尖 1/3未充填空隙百分比最小，且均小于B組和D組，而D組根尖 1/3未充填空隙百分比小于B組，均有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)。

3 討 論

3.1 PCCT評價根充效果的優(yōu)勢

本研究應(yīng)用PCCT成像技術(shù)和三維重建獲得根尖 1/3未充填空隙體積百分比，定量研究了根充效果。

目前體外評價根充效果的研究多基于組織切片法，組織切片法易造成牙膠、糊劑等充填材料的損失，影響定量測算的準(zhǔn)確性[7-8]。而PCCT成像技術(shù)是基于相襯成像的高分辨率成像技術(shù)，可在不破壞樣品完整性的前提下，區(qū)分具有微小差異的成分[9]。PCCT成像后可與病理切片有良好的對應(yīng)，有較高的靈敏度和較低的假陽性率[10]。目前，PCCT成像的樣品已包括復(fù)合材料、生物組織和小動物活體等，在材料學(xué)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著較好的應(yīng)用前景[11-12]。而基于相襯成像的邊緣增強效應(yīng)，樣品中的任何不連續(xù)性(如出現(xiàn)空隙，密度變化等)都可以清晰顯現(xiàn)出來，已有研究者應(yīng)用PCCT觀察到了根充界面的氣泡及裂紋等[13]。Zaslansky等[14]研究發(fā)現(xiàn)PCCT 的成像效果優(yōu)于Micro CT，能觀察到Micro CT無法顯示的細(xì)節(jié)。

目前，國內(nèi)外對于牙體硬組織及充填材料的PCCT研究尚處于起步階段，成像參數(shù)尚無“金標(biāo)準(zhǔn)”。研究顯示成像能量為35 keV，成像距離設(shè)為50 mm，可清晰顯示根充物中的空隙[15]。也有成像能量為28 keV，成像距離為430 mm，根充界面的氣泡顯示更為細(xì)致，且可測出氣泡的直徑[14]。本研究的成像能量為30 keV，成像距離設(shè)為 800 mm，同樣獲得了較好的成像效果。

3.2 根管封閉劑理化性能對其封閉性的影響

本研究選取了3 種不同種類的根管封閉劑：AH Plus屬于樹脂類根管封閉劑，目前臨床應(yīng)用廣泛，是研究新型根管封閉劑性能的對照產(chǎn)品[16]。GuttaFlow屬于硅酮類根管封閉劑，主要成分是硅樹脂根管封閉劑RoekoSeal和牙膠顆粒[17]。iRoot SP是近幾年上市的一種新型生物陶瓷類根管封閉劑，主要成分包括硅酸鈣、磷酸二氫鈣等[18]。

根管治療效果與根充物中的空隙密切相關(guān)，空隙越少，臨床效果越有保障，在比較各種不同封閉劑的根充效果時，應(yīng)測量空隙體積比這一重要指標(biāo)[5]。

本研究顯示不使用任何根管封閉劑的根尖1/3未充填空隙體積百分比明顯高于使用根管封閉劑，表明應(yīng)用根管封閉劑可減少根管充填空隙的產(chǎn)生[19]。然而使用封閉劑后，根管充填仍有空隙，可能是封閉劑在固化過程中產(chǎn)生聚合收縮，導(dǎo)致空隙形成[20]。而三維充填效果圖顯示根尖2 mm左右的空隙較多，可能是攜熱器是從冠方向根方加熱，該處牙膠沒有充分軟化，也未直接被垂直加壓器加壓，一定程度上阻礙了該處的根充物與根管壁的緊密貼合[21-22]。

本研究提示使用iRoot SP封閉劑產(chǎn)生空隙最低，明顯低于AH Plus和GuttaFlow，表現(xiàn)最佳的封閉性。iRoot SP封閉性優(yōu)于AH Plus，可能與該封閉劑具有良好的粘接性能[23]和牙本質(zhì)小管滲透能力[24]密切相關(guān)[25]。另外，iRoot SP使用時，由注射頭注入根管，產(chǎn)生一定的壓力，可能也是根充產(chǎn)生氣泡少的原因[26]。

本研究顯示iRoot SP的根尖封閉性優(yōu)于GuttaFlow，原因可能是iRoot SP和牙本質(zhì)之間的微機(jī)械鎖結(jié)以及化學(xué)結(jié)合減小了空隙的產(chǎn)生。iRoot SP的納米粒子可進(jìn)入牙本質(zhì)小管，與牙本質(zhì)微機(jī)械鎖結(jié)，形成良好的封閉效果[27]。 iRoot SP的堿性pH值、磷酸鈣成分可與牙本質(zhì)小管中的水分反應(yīng)生成羥基磷灰石，形成化學(xué)鍵提高了與根管壁的的結(jié)合[28]。而GuttaFlow與根GuttaFlow組管壁之間沒有化學(xué)性結(jié)合[29]。

本研究中，GuttaFlow比AH Plus的封閉性強。GuttaFlow結(jié)合了封閉劑與牙膠顆粒的性能，牙膠顆粒直徑小于0.9 μm，可進(jìn)入牙本質(zhì)小管，有研究顯示，GuttaFlow與牙膠形成的根充物致密，與根管壁具有足夠的適應(yīng)性，為根尖封閉性提供了保障[29]。GuttaFlow在室溫下流動性好，無需加壓即可充填側(cè)支根管[30-31]，這可能是GuttaFlow封閉劑根尖空隙體積比較低的原因。