李姝慧，熱孜亞·艾尼，亞爾肯·阿吉，日孜瓦古麗·阿木提，高原，黃定明

1.新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院口腔科，新疆維吾爾自治區(qū) 烏魯木齊（830000）；2.口腔疾病研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院牙體牙髓病科，四川 成都（610041）

牙根縱裂（vertical root fracture，VRF）是根管治療過程中經(jīng)常發(fā)生的并發(fā)癥，它常常會導(dǎo)致患牙被拔除［1］。機(jī)械預(yù)備根管時會在根管壁上產(chǎn)生潛在的應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力值明顯超過根管牙本質(zhì)所能承受的彈性應(yīng)力時，根管壁上就會產(chǎn)生微裂［2］。這些微裂紋在反復(fù)的咀嚼運(yùn)動中可能向根方或冠方延伸，最終演變?yōu)檠栏v裂［3］。Kim等［4］指出根管銼在預(yù)備彎曲根管時，銼針越硬在根管壁上產(chǎn)生的應(yīng)力值越大，并在牙根根尖部牙本質(zhì)造成缺損。近年來，新型的熱加工處理工藝以及制作技術(shù)應(yīng)用在了提高鎳鈦合金等微結(jié)構(gòu)上，這有效提高了鎳鈦根管銼的柔韌性能［5?7］。ProTaper Gold（PTG，Dentsply Maillefer，Ballaigues，瑞士）的結(jié)構(gòu)設(shè)計上與經(jīng)典的ProTaper Universal（PTU，Dentsply Maille?fer，Ballaigues，瑞士）完全相同，但研究表明PTG具有更加優(yōu)越的柔韌性和抗疲勞性［5，8?11］。

本研究擬在比較形態(tài)結(jié)構(gòu)完全相同、鎳鈦合金性能不同的PTG與PTU根管銼在預(yù)備根管時所產(chǎn)生的根管牙本質(zhì)微裂的差異。

1 資料和方法

1.1 樣本的制備和分組

本研究經(jīng)新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院倫理委員會審核通過，樣本來源患者均知情同意。將收集的成人恒牙在使用前保存在Hank's平衡液中，每顆患牙均使用體視顯微鏡（SZ61，Olympus，日本）觀察拔除牙根表面是否存在外在的缺陷或裂紋，然后將所有牙齒在冷水冷卻的前提下使用慢速切割機(jī)（Struers Minitom，Copenhagen，丹麥）在釉牙骨質(zhì)界切開。

將10號K銼插入樣本根管內(nèi)達(dá)到工作長度，將樣本放置在DMG硅橡膠印模材（Silagum Putty，德國）制作的固定基臺上以保證X線片能盡量呈現(xiàn)最大彎曲度并且進(jìn)行X線片的照射，硅橡膠基臺和樣本編號相同，以保證根管預(yù)備后再次拍攝X線片所呈角度相同。所有X線照射參數(shù)相同（時間0.12 s，電壓60 kV，電流7 mA），并保證樣本到膠片的距離及球管到膠片的距離一致。使用數(shù)字影像處理系統(tǒng)（Gendex dental systems，Hatfield，美國）對每個樣本根管的彎曲度進(jìn)行測量。根據(jù)根管的彎曲度將樣本分為3組:輕度彎曲組（10°～19°）、中度彎曲組（20°～29°）和重度彎曲組（30°～39°）；每組隨機(jī)分為PTG和PTU亞組，每亞組10個樣本。各亞組樣本的根管彎曲度、彎曲半徑及根管口到根尖孔距離差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），資料具有可比性（表1）。

表1 不同預(yù)備亞組間彎曲根管的比較Table 1 Characteristics of curved root canals n=10，x±s

1.2 根管預(yù)備

所有樣本根管口均使用SX進(jìn)行預(yù)敞。將K銼插入根管內(nèi)，根管口到根尖孔的距離減去0.5 mm作為工作長度，每個根管均按照工作長度疏通至15號。為防止牙根脫水，操作過程中使用Hank's液浸濕的紗布包裹樣本。每支鎳鈦器械僅預(yù)備5個根管，使用低扭矩馬達(dá)（VDW Silver，Munich，德國）進(jìn)行根管預(yù)備。按照廠家說明書應(yīng)用，順序使用成形銼S1、S2及完成銼F1、F2逐級根管預(yù)備直至達(dá)到工作長度。轉(zhuǎn)速及扭距均依據(jù)廠家推薦進(jìn)行設(shè)定。為避免偏倚，所有操作均為同一位經(jīng)驗(yàn)豐富的牙體牙髓專科醫(yī)師進(jìn)行。

1.3 染色、固定、切割及顯微鏡下觀察

根管預(yù)備后，使用本課題組自制的染色系統(tǒng)［12］對所有樣本進(jìn)行24 h亞甲藍(lán)染色，然后使用透明聚合樹脂對樣本進(jìn)行包裹固定，以防止樣本干燥脫水，最后使用慢速切割機(jī)在流動水冷卻下進(jìn)行樣本切割，切割所致樣本裂紋將無染色。沿牙根長軸、在根管最彎曲平面及其上下2 mm進(jìn)行慢速切割（見圖1），并對所有樣本形成的斷面使用3 000目和5 000目的水砂紙（991A，Matador Wasserfest，德國）進(jìn)行逐級拋光60 s，以去除表面明顯劃痕以便于顯微觀察。切割為3個平面，切完后形成6個斷面，由于切割刀片的厚度及打磨拋光損失的厚度，而且在體視顯微鏡下實(shí)際觀察到由切割平面所產(chǎn)生的的2個斷面，因此各樣本記錄斷面數(shù)為2，每組記錄20個斷面。每個斷面在體視顯微鏡60倍下進(jìn)行觀察，記錄樣本裂紋產(chǎn)生情況。安排2名觀察記錄者對所有樣本進(jìn)行觀察記錄，觀察記錄者對樣本隸屬于哪一亞組并不知情，如2名觀察記錄者對同一樣本裂紋產(chǎn)生情況有不同意見，則根據(jù)兩人討論結(jié)果達(dá)成一致后進(jìn)行記錄。

Figure 1 Schematic diagram of the transection of the samples圖1 樣本慢速橫切示意圖

1.4 裂紋的定義

將根管牙本質(zhì)微裂分為以下三類:①無裂，三個斷面均無裂紋；②有裂，包括完全裂（從根管壁延伸至牙根表面）和不完全裂（從根管壁向牙根表面延伸，但沒有到達(dá)牙根表面）；③克氏線（Craze line），其他裂紋，如從牙根表面向根管壁延伸，但沒有到達(dá)根管壁及不與根管壁相連也不與牙根表面相連的裂紋［13］。見圖2。

Figure 2 Classification of root canal dentin microcracks圖2 根管牙本質(zhì)微裂裂紋分類

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)均使用SPSS19.0進(jìn)行統(tǒng)計分析。記錄各亞組裂紋產(chǎn)生的數(shù)目以及百分比，采用卡方檢驗(yàn)比較相同彎曲度亞組PTU和PTG組之間，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α＝0.05。

2結(jié)果

根管預(yù)備后，P TU組和PTG組之間不同彎曲度亞組在根管彎曲3個不同斷面所形成的根管牙本質(zhì)微裂裂面數(shù)及裂面數(shù)占總觀察面數(shù)百分?jǐn)?shù)情況，以及其卡方檢驗(yàn)統(tǒng)計分析結(jié)果見表2～表4。不論是總裂紋數(shù)、完全裂紋數(shù)還是不完全裂紋數(shù)，PTG組均顯著少于PTU組（P＜0.05）。在中度彎曲組以及重度彎曲組，PTG預(yù)備根管與PTU相比，PTG組的牙本質(zhì)不完全裂紋較少，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（中度彎曲:P＝0.016，重度彎曲:P＝0.043）；在重度彎曲組，PTU比PTG造成了更多的牙本質(zhì)完全裂紋（P＝0.027）；在根管彎曲不同平面，PTU組和PTG組所造成的牙本質(zhì)微裂沒有統(tǒng)計學(xué)差異。

表2 PTU和PTG組彎曲根管預(yù)備后致根管牙本質(zhì)總裂紋數(shù)比較Table 2 Comparison of total root canal dentin cracks after curved root canal preparation between PTUand PTGgroups n=20，n（%）

表3 PTU和PTG組彎曲根管預(yù)備后致根管牙本質(zhì)不完全裂數(shù)Table 3 Comparison of the number of incomplete root canal dentin fractures after curved root canal preparation between PTU and PTGgroups n=20，n（%）

表4 PTU和PTG組彎曲根管預(yù)備后致根管牙本質(zhì)完全裂數(shù)比較Table 4 Comparison of the number of complete root canal dentin fractures after curved root canal preparation between PTU and PTGgroups n=20，n（%）

3討論

早期的根管銼針采用不銹鋼金屬制成，其硬度高、柔韌性差，20號以上銼針在預(yù)備彎曲根管時易造成根管原始走行方向的改變，使得根管被拉直，根尖端形成鋸齒狀不規(guī)則形態(tài)，根尖孔偏移、敞開，甚至造成根管壁側(cè)穿以及工作長度的喪失。隨著鎳鈦金屬引入根管銼針的制造，鎳鈦銼針較傳統(tǒng)不銹鋼銼針更適易預(yù)備彎曲根管，其柔韌性能增強(qiáng)，在一定程度上避免了上述根管預(yù)備中的錯誤［7］。但是傳統(tǒng)的鎳鈦金屬具有回彈性，因此其在預(yù)備彎曲根管時，會對根管口至彎曲起始部的根管壁外側(cè)以及彎曲起始部至最凸處的內(nèi)側(cè)壁產(chǎn)生回彈力［14］，從而可能在根管預(yù)備中造成這些部位根管壁上牙本質(zhì)微裂的產(chǎn)生。采用新型熱機(jī)械加工處理的鎳鈦金屬制成的能夠在常溫下預(yù)彎的根管銼具有良好的柔韌性能，但卻沒有回彈性能［6］。因此，采用新型熱機(jī)械加工處理的鎳鈦金屬制成的根管銼被認(rèn)為是更適易于預(yù)備彎曲尤其是具有急彎的根管［15?17］，它們在預(yù)備彎曲根管時能順應(yīng)根管的原本走向，對根管側(cè)壁產(chǎn)生更小的側(cè)向力，從而在根管壁上造成的裂紋也更少。

PTG是登士柏公司近期推出的采用特殊熱機(jī)械加工處理新型鎳鈦金屬制成的根管預(yù)備系統(tǒng)，其設(shè)計與傳統(tǒng)鎳鈦金屬制成的PTU的理念完全相同，且廠家推薦的根管預(yù)備程序亦完全相同。PTG的特殊熱機(jī)械加工處理提高了銼針的許多性能，如抗疲勞性、柔韌性和根管預(yù)備的中心穩(wěn)定性［5?8，11，18?21］。在以往的研究中，比較不同根管器械對根管牙本質(zhì)壁微裂產(chǎn)生的影響，都未能避免不同根管系統(tǒng)設(shè)計不同、所用材質(zhì)不同等混雜因素的影響。本實(shí)驗(yàn)排除了根管器械本身外形等設(shè)計的影響，單獨(dú)考慮金屬材質(zhì)對根管壁牙本質(zhì)微裂形成的影響。

近等原子的鎳鈦合金具有3種形式:奧氏體（austenite）、馬氏體（martensite）和中間R相（R?phase），各個晶相具有相應(yīng)的機(jī)械特性［6?7］。奧氏體鎳鈦合金硬、結(jié)實(shí)；馬氏體軟、易延展、易變形；應(yīng)力介導(dǎo)馬氏體具有超（回）彈性。奧氏體和馬氏體之間的轉(zhuǎn)換通過溫度變化和應(yīng)力介導(dǎo)。鎳鈦合金即具有形態(tài)記憶性又具有超（回）彈性。形態(tài)穩(wěn)定的奧氏體通過降溫轉(zhuǎn)變?yōu)樾巫兊鸟R氏體，馬氏體通過升溫又可以轉(zhuǎn)變回原來形態(tài)的奧氏體，這種特性稱作鎳鈦合金的形態(tài)記憶性。處在奧氏體晶態(tài)的鎳鈦合金在外界應(yīng)力作用下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，發(fā)生形變，在8%的應(yīng)變范圍內(nèi)，去除外界應(yīng)力，馬氏體又可回復(fù)到原本形態(tài)的奧氏體，這種特性稱作鎳鈦合金的超（回）彈性［6］。熱機(jī)械處理方式不同，馬氏體的轉(zhuǎn)化方式也有不同:一種是一步轉(zhuǎn)換，即奧氏體直接轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體；另一種是經(jīng)過中間相即R相轉(zhuǎn)換（奧氏體?R相?馬氏體）［6］。

差示掃描量熱法（differential scanning calorime?try，DSC）研究表明PTG銼具有兩階段特殊晶相轉(zhuǎn)換行為［15］，因此在轉(zhuǎn)換過程中存在R相，這使其機(jī)械性能更為復(fù)雜，同時研究表明PTG的奧氏體完成轉(zhuǎn)換溫度Af高于體溫37℃，因此在臨床使用中其可能完全處于馬氏體狀態(tài)，PTG這種既具有兩階段晶相轉(zhuǎn)換行為以及高Af同可控記憶鎳鈦金屬CMwire相似，因而其機(jī)械性能也可能與CM wire類似［5，15］。由于PTG在體溫狀態(tài)處于馬氏體，因此其不具有超彈性，其在預(yù)備彎曲根管時，對根管側(cè)壁沒有回彈力，不易造成根管彎曲部根管壁微裂的產(chǎn)生，根管越彎曲，這種現(xiàn)象越為明顯。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在PTU、PTG在預(yù)備輕度彎曲根管時，其產(chǎn)生的根管牙本質(zhì)微裂無顯著差異，但在預(yù)備中、重度彎曲根管時，PTG在彎曲部根管壁上產(chǎn)生了更少的不完全裂；而且PTG組的總裂紋、完全裂紋與不完全裂紋在根管預(yù)備后均明顯少于PTU組。

本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用不同材質(zhì)制成、設(shè)計完全相同的鎳鈦根管器械在根管預(yù)備中對牙本質(zhì)微裂形成具有差別。鎳鈦金屬理化性能會影響根管牙本質(zhì)微裂的形成。當(dāng)新型鎳鈦金屬的奧氏體完成轉(zhuǎn)換溫度Af高于體溫（37℃）時，根管器械在根管預(yù)備時回彈性小，能夠減少根管壁微裂的形成，并且這種作用隨根管彎曲度的增加變得越加明顯。為避免牙根縱裂的發(fā)生，在根管預(yù)備中推薦使用回彈性更小的新型鎳鈦材質(zhì)的銼針。

【Author contributions】Li SH performed the experiments，analyzed the data and wrote the article.Reziya AN and Yaerken AJ performed the experiments.Riziwanguli AMT revised the article.Gao Y and Huang DM designed the study.All authors read and approved the final manuscript as submitted.