數字化導板引導技術輔助微創治療前牙鈣化根管

高羽軒汪鎏傅裕杰楊帆張嵐黃定明

1.口腔疾病研究國家重點實驗室 國家口腔疾病臨床醫學研究中心四川大學華西口腔醫院牙體牙髓病科，成都610041；2.同濟大學口腔醫學院和附屬口腔醫院牙體牙髓病科，上海200072

根管鈣化是根管治療過程中常見的復雜疑難情況，其具體表現為硬組織在根管壁的沉積，根管系統的鈣化堵塞，原有根管形態發生改變[1]。牙髓的鈣化變性通常與牙髓損傷有關，包括齲齒、牙外傷、咬合創傷、磨耗等對牙髓組織的長期刺激，活髓切斷術、蓋髓術、長期根管封藥等治療手段導致的牙髓變性，亦可由于牙髓的增齡性改變，見于部分老年人[2-3]。有1%～27%根管鈣化的牙齒伴隨有牙髓根尖周疾病的臨床癥狀或影像學表現，此時便需要通過根管治療術或者顯微根尖手術進行治療[4-6]。

對于鈣化根管的根管治療而言，如何準確定位根管位置是臨床操作中的一個難題。目前，常在術前進行錐形束計算機斷層掃描（cone-beam computed tomography，CBCT）以了解患牙的根管解剖結構，評估根管鈣化的程度，術中通過牙科手術顯微鏡結合超聲工作尖對根管鈣化段進行疏通。然而，即使是有經驗的牙體牙髓?？漆t生也難以確保疏通方向的準確性，可能會在操作過程中造成根管偏移甚至發生根管壁側穿等并發癥[7]。隨著口腔數字化技術的不斷發展，引導牙髓治療（guided endodontics）的出現為鈣化根管的治療提供了新途徑。引導牙髓治療通過將口腔掃描數據與CBCT數據結合，能夠在可視化情況下，術前從三維立體的角度規劃開髓路徑，之后通過三維打印技術（3D打印技術）制作數字化導板，引導鉆針進行根管鈣化段的疏通[8-9]。多項體內外研究和病案報道[10-15]表明，相對于常規根管治療，通過引導牙髓技術治療根管鈣化患牙具有更高的成功率，更少的牙體組織損失量，同時可避免根管治療并發癥的發生。但是這些研究中大部分使用種植的先鋒鉆或外科的長柄裂鉆作為鉆針，使用與種植系統匹配的預成套管系統作為引導部。存在著鉆針直徑較大，在疏通過程中過度去除牙體組織的問題。本研究針對以往研究存在的缺陷，使用自行設計制作的小直徑恒錐度長柄金剛砂車針和與之匹配的金屬套管作為微創開髓引導工具，可以更加微創、精準地定位根管，輔助鈣化根管的定位和引導根管治療器械進入根管，臨床上成功完成了2例前牙鈣化根管的根管治療，為數字化導板輔助下的根管治療提供了可靠方案。

1 數字化導板引導技術輔助微創化根管治療的臨床應用

1.1 病例1診治經過

患者，女，28歲，右上中切牙外傷冠部缺損8年余，未行治療。因近1年反復出現咬合痛前來就診。否認糖尿病、高血壓、心臟病等系統疾病，否認藥物過敏史。臨床及影像學檢查：11遠中切角缺損，牙冠失去光澤，呈暗黃色。牙髓電活力測試無反應，叩診疼痛，咬診疼痛，根尖區無壓痛，未見腫脹及竇道。牙列擁擠，11、21唇側萌出，21輕度扭轉，咬合關系基本正常（圖1）。根尖片示：11未行根管治療，根管影像欠清，根尖周及近中根側可見低密度影像（圖2A）。CBCT示：11牙冠缺損，根管冠1/2及根尖1/3影像消失，僅中段約4 mm存在清晰影像，根管冠端至牙體冠方最高點14.61 mm，根尖段根管影像消失區長3.82 mm（圖2B、D）。根尖周及近中根側可見一2.5 mm×3 mm×5 mm低密度影像（圖2C、E）。臨床診斷為：11牙體缺損，慢性根尖周炎。

圖1 病例1術前口內照片Fig 1 Preoperativeimaging of thefirst case

圖2 病例1影像學檢查Fig 2 Radiographic examination of the first case

治療計劃：經與患者溝通后，擬在數字化導板引導下建立11鈣化根管開髓路徑，行常規根管治療，冠部樹脂充填修復。

1）數字化導板的設計與制作：首先，建立牙體硬組織及根管系統的三維模型。用CBCT機（3D Accuitomo，Mortia公司，日本）對前牙區進行掃描。CBCT參數：電壓90 kV，電流5 mA，體素0.125 mm，圖像層厚0.25 mm。利用3D軟件將數據以DICOM格式進行保存。之后，將數據導入Mimics 17.0軟件（Materialise公司，比利時）對11、21進行三維重建，并且設置直徑0.8 mm、長度15 mm的圓柱體使其底面與11根管模型的上面相接觸且方向與牙體長軸平行以模擬開髓路徑（圖3）。設計引導長度為13 mm，避開根管彎曲段，規避直接引導到根尖導致根管偏移引起側穿的風險。

圖3 病例1右上頜中切牙三維重建模型Fig 3 Three-dimensional reconstruction model of the right max‐illary central incisor in thefirst case

使用數字化掃描儀（Trios 2，3shape公司，丹麥）進行口腔掃描，獲取患者口內表面數據，以STL（standard triangulation language）格式轉存。隨后，將口腔掃描數據及CBCT數據導入至Sim‐plant 11.04軟件（Materialise公司，比利時）中，使用多點匹配功能，分別選取口腔掃描數據及CBCT數據上空間位置相同的三點，將口腔掃描數據與CBCT數據進行擬合。之后，按照11在Mimics軟件中初步設計的角度及深度，設計開髓路徑。最終，通過3D打印機（3Demax，DMG公司，德國）完成導板制作過程。然后，測試開髓導板、套管、鉆針的匹配度與穩定性。開髓使用與慢速手機匹配的自主研發長柄金剛砂車針，總長度35 mm，工作長度15 mm，引導部直徑2.35 mm，工作段直徑0.8 mm，金剛砂為標準粒度。引導部分包括兩種尺寸的金屬套管，一種高度8 mm，外徑5 mm，內徑2.38 mm；另一種高度8 mm，外徑5 mm，內徑1.63 mm。穩定部分為3D打印金屬材質手柄，前端卡臂可與金屬套管緊密卡抱，穩定套管位置（圖4）。

圖4 病例1數字化導板設計及制作Fig 4 Thedesign and fabrication of thedigital template in thefirst case

2）治療過程：將導板置于患者上頜牙列，完全就位、穩定后，使用高速球鉆去除釉質。在根管定位導板引導下使用長柄金剛砂車針在生理鹽水輔助降溫下以1 000 r·min-1轉速分層逐漸磨除冠部牙本質，打通根管冠部鈣化段并定位11根管位置。當鉆針到達釉牙骨質界下每磨除1～2 mm鈣化組織，使用5.25%次氯酸鈉溶液沖洗開髓路徑，降溫的同時帶出牙本質碎屑，并使用10號不銹鋼K銼（Mani公司，日本）探尋可疑的根管位置。在到達預計疏通位置冠方約1 mm時探尋到根管，使用6號不銹鋼K銼疏通至根管全長，根管測量儀（SM-DP-ZX，Morita公司，日本）測定根管工作長度為19.5 mm，插銼拍攝根尖片確認工作長度無誤。橡皮障術區隔離，依次使用手用不銹鋼K銼將根管清擴至15號，隨后使用變錐度鎳鈦旋轉器械將根管預備至30號（ProtaperNext，Dentsply公司，美國）。預備過程中使用5.25%次氯酸鈉溶液沖洗、浸泡根管并超聲蕩洗，17%乙二胺四乙酸（ethylenediamine tetraacetic acid，EDTA）溶液蕩洗去除玷污層。干燥根管后插入主牙膠尖拍攝根尖片，確認根管預備到位。根管內封氫氧化鈣糊劑（ApexCal，Ivoclar Vivadent公司，列支敦士登），2周后復診。復診臨床檢查無異常，暫封完好，遂行根管充填。去除暫封，沖洗、干燥根管后，主牙膠尖蘸取生物陶瓷根管封閉劑（Iroot SP，InnovativeBio Ceramix公司，加拿大）使用熱牙膠垂直加壓法嚴密充填。X線片示：根管充填嚴密，恰填。流體樹脂墊底（Beautiful Flow，松風公司，日本），膏體樹脂（BeautifulⅡ，松風公司，日本）充填，光固化，調整咬合，拋光（圖5）。

圖5 病例1治療過程口內照及X線片Fig 5 Operation process and radiographic examination in the first case

3）追蹤隨訪：患者術后1年復查，自述無異常。臨床檢查：樹脂材料完整，未見明顯缺損，牙冠顏色較初診無明顯改變。叩診、咬診以及根尖區捫診無異常。經與患者討論，患者對目前牙體外觀較滿意，放棄行冠部美學修復治療。CBCT示：11根尖區低密度影像基本消失，近中根側低密度影像較初診時明顯縮?。▓D6）。

圖6 病例1術后1年復診影像學檢查Fig 6 1-year follow-up radiographic examination in thefirst case

1.2 病例2診治經過

患者，男，35歲，因近1年反復出現下前牙咬合痛前來就診。否認外傷史，否認糖尿病、高血壓、心臟病等系統疾病，否認藥物過敏史。臨床及影像學檢查：41、42切端磨耗嚴重，牙本質暴露，牙冠失去光澤呈暗黃色。牙髓電活力測試無反應，叩診疼痛，咬診疼痛，根尖區無壓痛，未見腫脹及竇道。鄰牙及對頜牙檢查無異常。牙列擁擠，32、42舌側萌出，輕度扭轉，深覆深覆蓋，咬合時于41、42根尖區捫及震動感（圖7）。外院根尖片示：31、41未行根管治療，根管影像模糊，根尖周可見大范圍低密度影像。CBCT示：31牙冠未見明顯低密度影像，根管冠1/2及根尖1/3影像消失，僅中下端段約3 mm存在清晰影像，鈣化冠端至牙體冠方最高點13.48 mm，根尖區鈣化段長2.95 mm（圖8A、B）。41牙冠未見明顯低密度影像，根管上段影像清晰，中下段鈣化長10.10 mm。31、41根尖周可見一12.5 mm×5 mm×5 mm大小低密度影像（圖8C、D），未波及鄰牙根尖。臨床診斷為：31、41牙體缺損，慢性根尖周炎，咬合創傷。

圖7 病例2術前口內照片Fig 7 Preoperativeimaging of thesecond case

圖8 病例2影像學檢查Fig 8 Radiographic examination of thesecond case

治療計劃：經與患者溝通后，擬在數字化導板引導下定位31鈣化根管、引導41開髓后，行常規根管治療，冠部樹脂充填修復。

1）數字化導板的設計與制作：依照前述方法進行術前設計，制作數字化導板。設計31引導長度為11 mm，若未探尋到根管，則參考CBCT影像在手術顯微鏡下使用超聲工作尖進行疏通，以避免破壞過多牙體組織；設計41開髓引導長度為5 mm，其方向沿牙體長軸（圖9）。

2）治療過程：將導板置于患者下頜牙列，完全就位、穩定后，使用長柄裂鉆（H254LE.314.01 2，Komet公司，德國）在導板引導下行41開髓，開髓后即探查到根管；使用高速球鉆去除31釉質，在根管定位導板引導下使用長柄金剛砂車針在生理鹽水輔助降溫下以1 000 r·min-1轉速打通根管冠部鈣化段并定位根管位置。當鉆針到達釉牙骨質界下每磨除1～2 mm鈣化組織，使用5.25%次氯酸鈉溶液沖洗開髓路徑，降溫的同時帶出牙本質碎屑，并使用10號不銹鋼K銼（Mani公司，日本）探尋可疑的根管位置。在到達預計疏通位置時探尋到根管，使用6號不銹鋼K銼疏通至根管全長，根管測量儀（SM-DP-ZX，Morita公司，日本）測定31根管工作長度為22 mm，41根管工作長度為21.5 mm，插銼拍攝根尖片確認根管工作長度無誤。橡皮障術區隔離，依次使用不銹鋼K銼將根管清擴至15號，隨后使用變錐度鎳鈦旋轉器械將根管預備至25號（ProtaperNext，Dentsply公司，美國）。預備過程中使用5.25%次氯酸鈉溶液沖洗、浸泡根管并超聲蕩洗，17%EDTA溶液蕩洗去除玷污層。干燥根管后插入主牙膠尖拍攝根尖片確認根管預備到位。根管內封氫氧化鈣糊劑（Apex‐Cal，Ivoclar Vivadent公司，列支敦士登），2周后復診。復診臨床檢查無異常，暫封完好，遂行根管充填。去除暫封，根管沖洗、干燥后，主牙膠尖蘸取生物陶瓷根管封閉劑（Iroot SP，Innova‐tiveBio Ceramix公司，加拿大）使用熱牙膠垂直加壓法嚴密充填。X線片示：根管充填嚴密，恰填。流體樹脂墊底（Beautiful Flow，松風公司，日本），膏體樹脂（BeautifulⅡ，松風公司，日本）充填，光固化，調整咬合至咬合時牙頸部無震動感，拋光（圖9）。

圖9 病例2導板設計、治療過程口內照及X線片Fig 9 Digital template design,operation process,and radiographic examination in the second case

3）追蹤隨訪：患者術后1年復查，自述無異常。臨床檢查：樹脂材料完整，未見明顯缺損。叩診、咬診以及根尖區捫診無異常。CBCT示：31、41根尖周低密度影像較初診時無明顯變化。擬擇期行顯微根尖手術（圖10）。

圖10 病例2術后1年復診影像學檢查Fig 10 1-year follow-up radiographic examination in the second case

1.3 病例治療前后數據測量及分析

將2例患者術后1年隨訪的CBCT數據導入Mimics 17.0軟件中進行三維重建，分別建立牙體硬組織、根管內充填物的三維模型，并通過多點匹配的方式將其與術前模擬開髓路徑的三維模型進行擬合。將設計路徑和實際開髓路徑的三維模型按長度等分為冠1/3、中1/3和根尖1/3，分別記錄其體積即牙體組織去除量并計算其偏差。測量術前、術后開髓路徑的基底部（圓柱冠方）及根尖部（圓柱根方）在近遠中向、頰舌向、冠根向的距離偏差及角度偏差。采用描述性方法計算標準差、最小值、最大值和平均值。

2 結果

病例1設計路徑及實際開髓路徑結果表明，開髓角度偏差為1.37°±0.07°；鉆針基底部的近遠中向、頰舌向、冠根向的偏差分別為（0.70±0.02）、（0.79±0.01）、（0.13±0.02）mm，鉆針根尖部的近遠中向、頰舌向、冠根向的偏差分別為（0.25±0.03）、（0.07±0.02）、（1.10±0.01）mm。設計路徑的總體牙體組織去除量為6.87 mm3，等分后冠1/3、中1/3和根尖1/3體積均為2.29 mm3，實際開髓路徑的總體牙體組織去除量為14.51 mm3，在冠1/3、中1/3和根尖1/3的牙體組織去除量分別為6.54、4.84、3.13 mm3，設計路徑與實際開髓路徑的牙體組織去除量總體偏差為7.64 mm3，在冠1/3、中1/3和根尖1/3牙體組織去除量偏差分別為4.25、2.55、0.84 mm3（表1）。

病例2設計路徑及實際開髓路徑結果表明，開髓角度偏差為3.09°±0.12°；鉆針基底部的近遠中向、頰舌向、冠根向的偏差分別為（0.63±0.02）、（0.53±0.03）、（0.11±0.01）mm，鉆針根尖部的近遠中向、頰舌向、冠根向的偏差分別為（0.59±0.03）、（0.37±0.05）、（0.31±0.02）mm。設計路徑的總體牙體組織去除量為4.80 mm3，等分后冠1/3、中1/3和根尖1/3體積均為1.60 mm3，實際開髓路徑的總體牙體組織去除量為10.99 mm3，在冠1/3、中1/3和根尖1/3的牙體組織去除量分別為5.39、3.45、2.15 mm3，設計路徑與實際開髓路徑的牙體組織去除量總體偏差為6.19 mm3，在冠1/3、中1/3和根尖1/3牙體組織去除量偏差分別為3.79、1.85、0.55 mm3（表1）。41牙在常規開髓后即探查到根管口，隨后行常規根管治療，因此未納入其數據。

表1 兩病例中設計路徑和實際開髓路徑在鉆針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 討論

根據四川大學華西口腔醫院牙體牙髓病科的根管治療難度評估標準，髓腔及根管內出現明顯的鈣化影像，形態模糊不清，治療難度為Ⅲ級[16]。根據文獻[17]報道，即使在牙科手術顯微鏡及超聲設備的輔助下，隨著根管鈣化部位向根方進展，疏通鈣化根管的成功率也從79.4%下降至49.3%。隨著口腔數字化技術的發展，引導牙髓治療的出現為鈣化根管治療提供了新的途徑。引導牙髓治療首先由Krastl等[18]提出，他們通過數字化導板技術成功完成了前牙鈣化根管的治療。到目前為止，該技術已應用于多項牙體牙髓疾病的治療中，如鈣化根管的疏通[13-15]、根管樁的去除[19]、牙內陷[20]、顯微根尖手術[21]等。

本研究通過3D打印技術結合CBCT掃描、口腔數字化掃描制作數字化導板，通過套管引導小直徑鉆針，微創、精準地完成了2例鈣化患牙的根管治療。在鉆針偏轉測量方面，開髓前后鉆針在基底部的平均距離偏差為0.08～0.81 mm，在根尖部的平均距離偏差為0.05～1.13 mm，平均角度偏差為1.27°～3.21°。在牙體組織去除量方面，開髓后鉆針去除牙體組織量為10.99～14.51 mm3，與開髓前設計的總體偏差為6.19～7.64 mm3。在開髓路徑偏差方面，其他學者[10]對上前牙數字化導板制備開髓路徑的研究結果顯示，開髓前后角度偏差平均值為1.81°，范圍為0°～5.60°，基底部平均偏移距離范圍為0.16～0.21 mm，根尖部平均偏移距離范圍為0.17～0.47 mm。另一針對下頜前牙開髓導板的研究[11]顯示，開髓前后角度偏差平均值為1.59°，范圍為0°～5.30°，基底部平均偏移距離范圍為0.12～0.13 mm，根尖部平均偏移距離范圍為0.12～0.34 mm。在牙體組織去除量方面，研究[12]顯示傳統開髓方式的牙體組織去除量平均值為49.9 mm3，導板下開髓的牙體組織去除量平均值為9.8 mm3。本研究在鉆針偏轉角度方面的結果與先前研究相符，而在偏移距離方面則要大于先前研究數據，分析其原因主要為兩方面。一方面，2例病例在術中均成功進行根管定位，因此未在完成開髓路徑后即刻拍攝CBCT，而是使用根管治療完成后復查時的數據進行研究，機械預備可能在一定程度上影響開髓路徑的形態；另一方面，由于在實際操作中病例1在到達設計疏通位置之上便探查到根管口，導致實際開髓路徑在冠根向與預計開髓路徑偏差值較大，引起了偏移量整體數據的上升。本研究在牙體組織去除量方面的結果稍大于先前研究，而仍小于傳統開髓方式。結果顯示，隨著由冠方向根方靠近，實際牙體組織去除量逐漸接近預計開髓路徑的牙體組織去除量，因此推測該偏差主要由根管機械預備所導致。在遠期療效方面，本研究中病例1取得了較好的臨床效果，而病例2則無法令人滿意。其原因如下，根據此前學者對根管治療預后影響因素的研究，當患牙存在直徑大于10 mm的根尖周病損時，根管治療的成功率將明顯下降，一方面可能是較大的病損內微生物數量較多，影響了根尖周病變的愈合[22]。另一方面，當根尖長期位于病變組織中時，其外表面可能附有較厚的細菌生物膜，常規根管治療難以清除[23]。綜上所述，本研究中引導開髓路徑制備方法的準確性及微創性均在可接受范圍內，其對感染控制的影響有待進一步研究確定。

盡管引導牙髓治療在處理鈣化根管方面較傳統根管治療而言具有顯著的優勢，但是在臨床應用中仍有一定的局限性。首先，目前常用的開髓路徑預備器械為不具備延展性及彎曲性的種植先鋒鉆或長柄裂鉆，使用此類器械在處理彎曲度較小的前牙根管或者鈣化位于根管主彎曲之上的后牙根管時可以取得較好的效果[11,24]。而對于彎曲程度較大的前牙根管、鈣化位于根管主彎曲之下的后牙根管，使用此類器械則難以進行直線通路的建立，盲目使用可能造成根管形態的改變。在這種情況下，顯微根尖手術應是更好的治療方案[13,18]。其次，目前缺少關于使用此類器械鉆磨牙體硬組織產生牙本質裂紋的相關研究。參考1項針對根管治療后樁道預備的研究[25]，質地堅硬的樁道預備器械相比鎳鈦根管預備器械而言將造成更多的牙本質裂紋，并且樁道預備器械的直徑越大，造成的牙本質裂紋越多。因此，在進行引導牙髓治療時，直徑較小的鉆磨器械應當是合理的選擇。除此之外，目前引導牙髓治療的準確性需進一步提高以滿足根管治療微創化的要求。一項引導治療后牙鈣化根管的研究[24]結果顯示，盡管鉆針的偏移角度與先前針對前牙研究的結果相似，但是鉆針在疏通至根尖3 mm時偏移的距離達到1.743 mm。參考對引導下種植手術的研究，其原因可能是由于偏移角度的存在，隨著鉆針的深入，其尖端的偏移距離將逐漸大于其冠方偏移距離[26]。而牙體硬組織越靠近根方越薄弱，所以引導牙髓治療中鉆針尖端偏移距離的安全范圍較種植手術更窄。因此，如何確定引導牙髓治療的適應范圍、選擇合適的開髓路徑預備器械、建立規范的操作流程仍需進一步實驗來確定。

綜上所述，本研究通過數字化導板引導小直徑微創車針，成功疏通2例伴有慢性根尖周炎的鈣化前牙。數字化導板技術是一種微創、精準治療鈣化根管的技術，可以有效保護健康牙體組織，避免根管側穿等并發癥的發生。但是，同時存在導板制作周期較長、缺乏專業設計軟件及配套開髓工具、適應證局限等問題。不過，隨著計算機軟件、影像學技術及治療器械的不斷革新，數字化導板廣泛運用于牙髓根尖周疾病的治療將成為趨勢，進一步降低牙體牙髓疑難復雜病例的治療難度。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。