導板與顯微鏡輔助拆除纖維樁的精確度比較

蔡娉娉 陳熹 江亦 盧兆杰 林捷 鄭志強

福建醫科大學附屬口腔醫院特診科，福州 350002

近年來，纖維樁逐漸代替金屬樁在口腔修復治療中大量使用，臨床上也常會遇到諸如纖維樁折斷或根尖周炎等需要拆除纖維樁進行根管再治療的情況[1]。纖維樁的美觀及粘接性能較好，力學性能與牙本質相近[2]，但這也導致了其不易被準確拆除，不僅增加了根管側穿的風險，也提高了臨床治療的難度。

目前，針對纖維樁的拆除系統主要有顯微鏡輔助超聲器械去除[3]和機械鉆頭磨除[4]兩大類。隨著引導式牙髓治療（guided endodontics）[5-7]在牙體牙髓領域的應用研究逐漸開展，出現了使用導板技術進行纖維樁拆除的新方法[8]，但其用于拆除纖維樁方面的精確度和臨床效果還未見相關報道。本研究通過離體牙模型對導板支持與顯微鏡輔助超聲器械2 種纖維樁拆除系統的精確度進行比較，為臨床醫師拆除纖維樁提供新思路及相關理論依據。

1 材料和方法

1.1 制作環形牙列模型

選取因正畸治療需要而拔除的人類離體上、下頜前磨牙，要求牙體發育正常，硬組織完整，無修復體或充填物，牙體全長20.5 mm±0.5 mm[9]。使用口腔頜面錐形束CT（cone beam computed tomography，CBCT）（i-CATTM FLX，KAVO 公司，德國）對離體牙進行掃描，掃描電壓120 kV，掃描電流5 mA，曝光時間7.0 s，初始軸層厚度0.125 mm，共得到320幅二維掃描斷層圖像，利用三維處理軟件（NNT 版本5.6，Verona）將數據以DICOM （digital imaging and communications in medicine）格式保存。選擇雙根管上頜前磨牙和單根管下頜前磨牙，根長12.5 mm±0.5 mm，牙根直徑相似，根管無明顯異常彎曲、狹窄，髓腔及根管影像無明顯鈣化物或其他病變情況（如根管內吸收等）。將離體牙包埋于石膏與自凝樹脂中制成環形牙列模型，包埋高度位于釉牙骨質界下2 mm（圖1）。

圖1 離體前磨牙環形牙列試件Fig 1 Extracted premolars annular specimen

2 種纖維樁拆除系統分別為數字化導板支持機械鉆頭拆除（導板組）與顯微鏡輔助超聲器械拆除（顯微鏡組）。實驗按照完全隨機設計進行，將上、下頜離體前磨牙各14顆分別按照長度編號后，隨機分入導板組與顯微鏡組，每組14 顆。本研究使用離體牙的實驗內容經福建醫科大學附屬口腔醫院倫理學委員會批準進行。

1.2 模型制備

使用高速手機和裂鉆（FG-701，S.SWHITE公司，美國）開髓，慢速手機和球鉆（RA-3，S.SWHITE 公司，美國）揭除髓頂，修正開髓洞型。在顯微鏡（M320 F12，Leica 公司，德國）輔助下，使用慢速手機及長柄G 鉆直線進入髓腔及根管上段，形成直線通路，將CBCT上測量的根管長度減去0.5 mm 確定為工作長度，根管由鎳鈦器械（MTWO，VDW 公司，德國）采用逐步深入技術預備至25 號06 錐度，預備過程中以17%乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA）潤滑根管壁，0.5%次氯酸鈉充分沖洗根管，采用熱牙膠結合AH-plus（Dentsply 公司，美國）根管封閉劑以垂直加壓充填法行根管充填。將模型置于37 ℃、100%濕度的環境中存儲1 周后，使用慢速手機及纖維樁鉆頭進行樁道預備，根管內樁道預備深度為13 mm（平齊近中開髓洞緣），雙根管上頜前磨牙統一采用腭側根行樁道預備，0.5%次氯酸鈉充分沖洗，紙尖干燥后，采用直徑1.3 mm纖維樁（TENAX Fiber Trans，Coltene/Whaledent公司，美國）確定所需長度后，配合樁核樹脂（RelyX Unicem Aplicap，3M ESPE 公司，美國）進行纖維樁置入，去除溢出的粘接劑，光固化燈（Elipar S10，3M ESPE 公司，美國）固化40 s，金剛砂車針磨除多余纖維樁，每顆牙在操作過程中均使用不透明的橡皮樟隔離，使其他牙避光。模型置于37 ℃、100%濕度的環境中存儲1 周后行纖維樁拆除。所有試件由同一醫師制備完成。

1.3 數字化導板模型設計

對制備后的牙列模型進行CBCT 掃描以DICOM 格式保存。使用三維掃描儀（UP360，深圳云甲科技有限公司）掃描牙列模型并導出STL 文件。應用導板設計軟件（Guide Mia 公司，美國）對牙列模型數字化信息進行編輯，與CBCT數據相配準整合，通過模擬導板組牙體內纖維樁的位置及方向，確定導板的導向環位置及纖維樁拆除車針的入路方向及深度，最終輸出牙支持式導板的STL數據（圖2）。

圖2 數字化導板模型的設計Fig 2 Model design of digital guide

1.4 打印纖維樁拆除導板

通過三維打印機（Hunter，浙江閃鑄三維科技有限公司）對牙支持式導板的STL 數據進行打印，采用光敏樹脂材料，打印精度±0.05 mm，打印層厚0.1 mm，打印速度10 mm·h-1，配備直徑1.5 mm，工作長度20 mm 拆除車針（GuideMia 公司，美國）。

1.5 纖維樁拆除

導板組將拆除導板固定在模型上，確認就位后使用慢速手機和所配備的拆除車針在導板引導下拆除纖維樁（圖3），根據制造商提供的拆除手冊，使車針到達相應深度。導板拆樁采取注射器針頭向導孔及拆除車針噴注生理鹽水，并在拆除過程中上下提拉車針，間斷磨除進行降溫，使車針及拆除孔內始終保持濕潤狀態。顯微鏡組將模型置于顯微鏡下，采用不銹鋼超聲波尖端（ET20，SATELEC 公司，法國）進行纖維樁拆除。對纖維樁拆除后的牙列模型進行CBCT 掃描以DICOM 格式保存。所有的拆除操作由同一醫師完成。

圖3 纖維樁拆除Fig 3 Removal of the fiber posts

1.6 精確度測量

將纖維樁拆除前、后的牙列模型CBCT 的DICOM 格式數據導入Mimics 10.0軟件中。從拆除前的CBCT數據中獲得纖維樁起點和尖端的三維坐標位置后，在Mimics 10.0 軟件中使用圓柱狀模型重建纖維樁形態，將重建的纖維樁長軸模型和拆除后的牙列模型數據配準，以此對纖維樁拆除前、后進行比較（圖4）。測量2 組牙體纖維樁拆除的偏差值，包括尖端水平偏差、尖端垂直偏差、角度偏差以及體積損失。如圖5所示，以重建的圓柱狀纖維樁長軸和底面圓心O 為基準，拆除空間尖端中心O’到圓柱底面做垂線，OP 的絕對值為水平偏差，O’P的絕對值為垂直偏差，O’P與拆除空間長軸延長線O’Q 夾角為角度偏差，體積損失則是通過Mimics 10.0 軟件中的布爾運算，將拆除后空間減去和拆除前纖維樁相互重疊的部分獲得（圖6）。

圖4 精確度測量Fig 4 Accuracy measurement

圖5 尖端水平偏差、尖端垂直偏差、角度偏差的測量Fig 5 Measurement of apical horizontal deviation, apical vertical deviation and angle deviation

圖6 體積損失的測量Fig 6 Measurement of volume loss

1.7 統計學處理

采用SPSS 15.0 軟件進行數據分析。采用獨立樣本t檢驗對2組的尖端水平偏差、尖端垂直偏差、角度偏差和體積損失進行比較，α=0.05。

2 結果

2 組的尖端水平偏差、尖端垂直偏差、角度偏差和體積損失比較結果見表1。統計分析表明，2組的尖端水平偏差（t=9.538，P＜0.01）、角度偏差（t=8.849，P＜0.05） 和體積損失（t=-6.406，P＜0.05）的差異有統計學意義，尖端垂直偏差的差異無統計學意義（t=3.554，P＞0.05）。

表1 2 組的尖端水平偏差、尖端垂直偏差、角度偏差和體積損失比較Tab 1 The apical horizontal deviation, apical vertical deviation, angle deviation and volume loss of two groups

3 討論

因環形牙列模型中離體牙到模型中心的距離基本一致，在CBCT的拍攝、導板的打印和精確度測量過程中，各試件的條件盡可能接近，有利于減少誤差，故本實驗采用環形牙列而非與人體接近的弓形牙列。

體積損失中可能包含牙體組織、樁核樹脂及部分根充材料，因此不能特定為牙體硬組織。圖6可以觀察到導板組的體積損失主要在尖端，而顯微鏡組主要在冠部。在應用導板拆除時，體積損失主要與拆除纖維樁的鉆針直徑有關。而顯微鏡輔助下拆除纖維樁時，由于需要在可視化的前提下進行操作，顯微超聲器械和光線的進入需要空間，且纖維樁的顏色與牙體相接近，需去除冠部的部分牙體組織來擴大視野和辨別兩者的邊界，從而提高拆除的精確度。

纖維樁拆除技術的可行性在于精確度能否符合牙體解剖形態和臨床應用的要求。有文獻[10]報道了33～55歲人群的根管壁厚度參考值，下頜前磨牙牙根距離根尖4 mm 的根管壁厚度頰、舌側均為2.2 mm；近、遠中向均為1.3 mm；而上頜單根（包含一個根管或者兩個根管）的前磨牙牙根距根尖4 mm 的根管壁厚度頰、舌側均為1.9 mm；近、遠中向均為1.2 mm。顯微鏡組及導板組的尖端水平偏差分別為0.23 mm±0.07 mm、0.75 mm±0.19 mm，雖然兩者的偏差均在前磨牙根管壁厚度所能承受的范圍內，但導板組的偏差較大，可能導致剩余根管壁薄弱。顯微鏡組及導板組的垂直偏差分別為0.99 mm±0.52 mm 和0.44 mm±0.23 mm，假設拆除通道無偏斜，從纖維樁尖端剩余3～5 mm 牙膠的標準分析在可接受的范圍內。導板組的角度偏差2.32°±0.64°，可能隨著拆除深度增加發生更大的側穿風險，而顯微鏡組角度偏差明顯小于導板組，是否可以將二者結合使用需要今后進一步研究。

本實驗的三維打印導板拆除纖維樁的方式從2019年起有少量臨床病例報道[11-13]，在切牙和磨牙上的應用都取得了較好的短期療效。纖維樁拆除導板的設計與制作和種植導板類似，主要步驟有構建牙體三維模型、收集和匹配光學掃描數據以及三維導板的設計與打印。近年來Torres等[14]使用動態導航方法進行重度根管閉鎖（pulp canal obliteration，PCO）治療的體外精確度評價，結果顯示尖端的平均水平偏差為0.63 mm±0.35 mm，平均角度偏差為2.81°±1.53°，與磨牙相比前牙的平均偏差顯著降低（P＜0.05），結果表明動態導航提高了根管閉鎖治療的精確度，但該技術在臨床使用前需進行操作培訓。與本研究結果相比，導航的精確度和導板類似，但低于顯微鏡輔助超聲，如何提高導板導航這類數字化方法的精確度，使其在拆除纖維樁以及引導式牙髓治療中安全可靠地發揮作用是需要進一步研究的課題。

綜上所述，在數字化導板的支持下拆除纖維樁有助于減少樁核修復后牙的體積損失，但精確度較顯微鏡輔助超聲器械拆除低。目前導板拆除纖維樁只基于病例報道和體外研究等有限和低水準的證據，需要更多的臨床研究、長期隨訪以及標準化的實驗研究來完善。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。