根管預備器械的發展及影響其性能的因素

駱培，樸正根（通信作者）

暨南大學口腔醫學院 （廣東廣州 510000）

根管治療是目前治療各類牙髓炎及根尖周炎患者最有效且常見的方法，而完善的根管預備是保證治療效果的重要前提，采用專門的器械和方法可徹底去除根管內的感染壞死物質，形成連續的根管弧度，為根管充填打下良好的基礎，但是在根管預備過程中常發生根管偏移、臺階形成、器械分離及碎屑推出根尖孔等問題。為減少根管預備過程中各種不良事件的發生，對不銹鋼合金及鎳鈦合金進行不同類型的加工處理，可提高根管預備器械的性能和工作效率。本文通過對根管預備器械發展中最常見的加工處理工藝和其他可能對性能造成影響的因素進行簡介，為醫師在臨床上選擇合適的根管預備器械及如何進行完善的根管預備提供參考。

1 不銹鋼器械

自20世紀60年代以來，不銹鋼合金器械開始在臨床應用。隨著鎳鈦器械的出現和不斷發展，經過一系列實驗，無論是減少根管預備不良事件的發生，還是提高工作效率,鎳鈦器械都展示出顯著優于不銹鋼器械的性能[1]。但是由于不銹鋼器械具有獨特的剛性，其在臨床上仍有不可替代的地位。有研究表明，可對不銹鋼器械進行熱處理，使其在提高強度的同時保持延展性、韌性和耐腐蝕性[2]。閆鑫等[3]對不銹鋼根管銼表面進行氮化鈦（TiN）和氮化鋯（ZrN）鍍膜后，與未鍍膜根管銼相比，優化工藝鍍膜后的銼切削性能提高了60%～75%，切削模擬樹脂根管數量提高了1.7～2.0倍，明顯提高了切削性能。

2 鎳鈦合金器械

與不銹鋼合金相比，鎳鈦合金由于具有良好的柔韌性和硬度，自20世紀80 年代起被廣泛用于根管預備器械的制備。目前，大部分的根管預備器械都是按照56%鎳（Ni），44%鈦（Ti）的比例構成。鎳鈦器械可分為兩種不同的溫度依賴結構，主要包含奧氏體相的器械和主要包含馬氏體相的器械，與奧氏體相的器械比較，馬氏體相的器械具有更好的靈活性和抗循環疲勞性能[4]。鎳鈦器械相的組成和其性能取決于環境溫度和合金是否加熱或冷卻至該溫度，如果溫度高于奧氏體終點溫度（Austenite finish temperature，Af），則合金處于奧氏體相，即堅硬并具有超彈性；如果溫度低于馬氏體終點溫度（Martensite finish temperature，Mf），則合金為馬氏體相，即柔軟、易拉伸，并具有形狀記憶效應，提示可以通過加溫或冷卻等技術改變鎳鈦合金的相，從而達到改善器械性能、提高工作效率的目的。

3 加工處理的鎳鈦合金器械

3.1 熱處理

未經熱處理的鎳鈦器械在常溫下多為奧氏體相，經過熱加工處理,提高鎳鈦合金的Af，從而在常溫下發現了更為穩定的馬氏體相。Yahata 等[5]的實驗證明通過熱處理可以有效提高鎳鈦器械的靈活性，且熱處理時間的影響小于熱處理溫度的影響。Chi 等[6]對ProTaper Universal（Dentsply，瑞士）進行實驗表明，對鎳鈦器械進行熱處理可以提高抗循環疲勞性能，600 ℃的熱處理在提高器械抗疲勞性的同時會降低器械的切削性能，但在400 ℃時就可以在提高抗疲勞性的同時保持器械的切削性能，提示在對器械進行熱處理時要注意溫度的選擇。

3.2 低溫處理

低溫處理是對常規熱處理工藝、淬火和回火的補充，使合金的結構和性能得到改變[7]。低溫處理可增加金屬的耐腐蝕性以及強度，但Sabet等[8]對Hyflex CM鎳鈦銼（Coltone Hyflex，Altst?tten，瑞士）進行液氮低溫處理的實驗和Mohammad 等[9]的實驗都顯示，深度冷凍處理不能提高鎳鈦器械的抗循環疲勞性能。但George 等[10]對K3（Sybron Endo，美國）、Hero（Micro Mega，法國）以及RaCe（FKG Dentaire,瑞士）3種鎳鈦器械進行深度干燥冷凍處理后發現，器械的抗循環疲勞性能得到了改善，可能與合金的奧氏體相完全轉變為馬氏體相有關。Kim 等[11]的實驗表明，經過低溫處理的器械顯微硬度增加，但就切割效率而言，臨床上并沒有發現顯微硬度的增加。

3.3 其他處理

為改善鎳鈦器械的性能，除熱處理和低溫處理外，還可采用電解拋光（electropolishing，EP ）、物理氣相沉積等表面處理技術。Chi 等[12]對運用物理氣相沉積技術對ProTaper Universal 表 面 進 行200或500 mm 的 鈦- 鋯- 硼（Ti-Zr-B）薄膜金屬玻璃沉積，與未處理的銼相比，涂層銼具有更高的抗循環疲勞性能。Rapisarda 等[13]對鎳鈦器械表面進行熱氮化或氮離子注入處理，發現可以提高器械的切割能力和耐磨性。

4 幾何外形對鎳鈦器械的影響

幾何外形對鎳鈦器械性能和折斷傾向起著決定性的作用。Galal 和Hamdy[14]運用三位有限元對11種可能影響鎳鈦器械分離的幾何外形因素進行分析，實驗表明具有矩形橫截面、小錐度、低螺距及橫截面中心居中的鎳鈦器械在根管預備中會受到更小的應力集中，降低鎳鈦器械分離發生的可能性。Isik 等[15]使用不同長度的ProTaper Next（PTN，Dentsply Sirona，美 國）和ProTaper Gold（PTG，Dentsply Sirona，美國）進行實驗，研究顯示軸長為31 mm 的銼承受到的最大扭轉載荷大于軸長為25 mm 和21 mm 的銼，證明軸長的鎳鈦器械較軸短的鎳鈦器械具有更高的扭轉載荷和韌性。在Zhang 等[16]的實驗中顯示，橫截面的設計對鎳鈦器械在彎曲或扭轉情況下產生的應力影響大于鎳鈦器械的錐度和尺寸設計。

5 其他影響性能的因素

鎳鈦器械根據動力不同可分為機用和手用。機用鎳鈦器械采用了電動馬達，減少了醫師的操作時間，提高了工作效率，并且與手用銼相比顯著降低了患者治療后的疼痛發生率。鎳鈦器械從運動方式上可分為連續旋轉和往復運動兩種模式，Ahn 等[17]的實驗表明，往復運動的鎳鈦器械比連續旋轉的鎳鈦器械具有更好的抗循環疲勞性能，但是在根管預備過程中會向根尖孔外推出更多的牙本質碎屑，根管清理能力較差，也正因如此，牙髓治療后疼痛在往復旋轉器械中的發生率更高[18]。有研究顯示，雖然根管預備后產生牙齒裂紋的情況不可避免，但是往復運動器械與連續旋轉器械相比，產生牙齒裂紋的可能性較小[19]。此外，自適應運動的Twisted File Adaptive（TFA，SybronEndo，美國）在應力較小時采取連續旋轉，隨著切割牙體組織增多，所受應力較大時轉變為往復運動，研究表明自適應系統可以降低根管治療后患者疼痛發生的概率[20]，并且通過這種適應性運動可以增加器械的耐用性，減少牙本質裂縫的發生[21]。

6 總結

隨著鎳鈦合金的加工工藝不斷發展，根管預備器械得到了改良，有效地減少了根管預備過程中各類并發癥的產生，提高了預備效率。但是，國內外的研究均表明，至今尚未出現能將根管徹底預備的器械，由于受根管解剖形態（如C型、扁橢圓形根管等）的復雜性以及根管彎曲度的影響，即使遵循標準的根管預備流程，顯微鏡下仍存在未預備到的“死區”，這些“死區”內遍布細菌生物膜的殘留物，在主根管內也顯示出有器械無法到達的區域[22-23]。因此，臨床醫師要熟練掌握各類根管的解剖形態以及不同器械的性能，根據病例選擇合適的根管預備器械以及沖洗藥物，以達到良好的根管預備效果，減少并發癥的產生。