利用掃描電子顯微鏡分析聲波輔助根管蕩洗作用時間對玷污層清理效果的影響

肖 敏，劉 瑾，范曉敏，吳昊澤，王玨鈺，王可境，李 娜，蔣文凱，梅笑寒

在根管預備過程中，由根管器械切割產生的牙本質碎屑與沖洗液和殘留的有機組織混合，會形成玷污層黏附于根管壁上。這種玷污層由兩部分組成：第1層為1～2 μm，由有機物和牙本質碎屑組成；第2層為延伸至牙本質小管內40 μm處，主要為牙本質碎屑[1]。大量研究證明玷污層可能含有細菌，將影響后續根管消毒的效果。去除玷污層能有效提高牙本質的滲透性，進而增強根管內藥物的作用，使得充填材料可以深入側支根管和牙本質小管內[2]。然而，目前還沒有一種沖洗劑能夠同時作用于玷污層的有機和無機元素。因此，為了有效去除玷污層，學者們提出了多種解決方案。目前最有效的方法為17%的EDTA作用1 min，去除玷污層并使牙本質小管口開放，而作用時間過久可能會導致牙本質膠原纖維的過度脫礦，從而降低牙齒的抗力性[3]。

動能輔助沖洗設備可提高根管沖洗的效率。近年新上市的聲波蕩洗設備(EDDY，6 kHz，VDW公司，德國)是由高分子聚合材料制成的工作尖和聲波手機構成，主要作用是振蕩根管內的沖洗液[4]。由于該產品在2015年才投放市場，到目前為止只有少量的相關研究。國內僅有學者研究了它對根管內氫氧化鈣封藥清除的效果[5]，對于其去除玷污層和殺菌效果的研究尚不完整。本課題組在之前的實驗中使用了側方沖洗針頭、超聲、EDDY、激光4種方法配合次氯酸鈉和EDTA溶液進行根管蕩洗，通過掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope， SEM)觀察發現，EDTA和次氯酸鈉溶液配合使用EDDY各作用30 s，去除玷污層的效果最明顯，而EDDY組樣本的牙本質小管口直徑有明顯擴大，提示使用EDDY蕩洗根管的時間還需進一步研究[6]。

本實驗使用EDDY聲波設備輔助17%EDTA溶液沖洗根管，通過SEM觀察不同作用時間下根管上、中、下段根管壁玷污層的清除情況，以明確臨床中使用EDDY蕩洗根管的最佳時間。

1 材料與方法

選擇由第四軍醫大學第三附屬醫院齒槽外科門診拔除的56顆單直根管前牙，要求牙齒無齲壞，牙根完整，從未經過牙髓治療，并拍攝X線片，確定根管影像清晰無鈣化或內吸收。本研究經第四軍醫大學口腔醫院倫理委員會審查批準(批準號： IRB-REV-2021019)，所有患者均簽署知情同意書。

使用金剛砂車針磨除釉牙骨質界以上的牙冠，保留至少12 mm長度的牙根。拔髓針去除根管內大塊牙髓組織，使用15#K銼(K-file，MANI公司，日本)疏通根管并確定牙根長度，根管單支銼(WaveOne Gold，登士柏西諾德公司，瑞典)冠向下法預備根管至40.04#。隨后將所有牙根根據沖洗劑的不同分為2個實驗組：生理鹽水組，EDTA組。再根據蕩洗時間將EDTA組分為6個亞組(5 s，10 s，20 s，30 s，40 s，50 s)，生理鹽水組分為3個亞組(5 s，30 s，50 s)，每個亞組6顆，對照組2顆不進行根管沖洗和蕩洗。

整個操作由同一位醫生完成，一位助手輔助增添沖洗液。

使用高速渦輪手機金剛砂車針在牙根磨出兩條淺溝，確保不涉及根管系統，然后用骨鉗縱向剖開每段牙根。用2.5%戊二醛溶液固定24 h，PBS沖洗10 min，用20%、40%、60%、80%、90%和100%濃度的乙醇梯度脫水，每種濃度各10 min，六甲基二硅胺烷干燥24 h，噴金后通過SEM觀察。首先在低倍率(30倍)下觀察樣本以獲得概貌，再放大1 000倍對典型區域進行重點檢查，以評估是否存在玷污層。全部操作均由兩名經過SEM研究培訓、完全熟悉SEM圖像的醫生依次獨立進行，他們并不知曉根管的預備和沖洗過程。根管表面采用Caron等的評分標準[7]進行評估，1分：無玷污層且牙本質小管開放；2分： 可見少量散在玷污層且牙本質小管開放；3分： 可見薄層玷污層，牙本質小管部分開放(典型的新月形外觀)；4分：可見部分牙本質壁被較厚的玷污層覆蓋；5分：可見牙本質壁完全被厚的玷污層覆蓋。若兩位觀察員的評判結果不一致，則記錄較低的分值。

使用 SPSS 19．0 統計軟件對數據均數±標準差進行方差分析(ANOVA)， 兩兩比較用Tukey′s多組比較法進行檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

通過掃描電子顯微鏡觀察根管內壁表面，可以發現當根管機械預備后根管壁全段會被玷污層完全覆蓋，無法觀察到牙本質小管口(圖1)。

a1～a3： ×1 000;A1～A3： ×3 000

使用生理鹽水+EDDY進行根管蕩洗，作用5 s后，根管全段仍可見明顯的玷污層，與對照組差異無統計學意義；作用30 s后，根管冠方1/3可見部分被玷污層覆蓋的牙本質小管，與對照組及處理5 s組差異有統計學意義(P<0.05)，然而根中和根尖1/3仍存在較厚的玷污層，與對照組相比無明顯差別；作用50 s后，根管冠方1/3可見較清晰的牙本質小管口，僅有少量散在的玷污層，根中下段可見部分被較薄的玷污層覆蓋的根管口，與其他各組相比差異有統計學意義(P<0.05)(圖2)。

a1～a3，b1～b3，c1～c3： ×1 000;A1～A3，B1～B3，C1～C3： ×3 000；&：與其他各組相比P<0.05；Con：對照組

使用EDTA+EDDY根管蕩洗，作用5 s后，可見根管中上2/3的根管壁上有薄層玷污層，牙本質小管口基本敞開，與對照組相比差異有統計學意義(P<0.05)，而根尖區仍可見牙本質小管被較厚的玷污層覆蓋，與對照組相比差異無統計學意義；作用10 s后，可見根管中上段牙本質小管基本開放，僅有散在的較薄玷污層，與對照組相比差異有統計學意義(P<0.05)，且冠1/3蕩洗效果與作用5 s組相比存在統計學差異(P<0.05)，而根尖區作用效果不明顯；作用20 s組與作用10 s組根管中上段無明顯差別，根尖區與對照組、5 s、10 s組相比均存在統計學意義(P<0.05)；作用30 s后，冠方可見清晰的牙本質小管口，根中段僅有少量散在的玷污層，而根尖段仍可見被玷污層部分覆蓋呈新月狀的牙本質小管，與20 s組相比無明顯差別；作用40 s后根管全段玷污層評分與30 s組無明顯差異；作用50 s后，根管全段均可見清晰的牙本質小管口，根尖區僅有少量散在的玷污層，與其他各組相比有明顯的統計學差異(圖3)。

a1～a6，b1～b6，c1～c6： ×1 000;A1～A6，B1～B6，C1～C6： ×3 000；*：與對照組(Con組)相比P<0.05；#：與Con組、5 s組相比P<0.05；@：與Con組、5 s組、10 s組相比P<0.05；&：與其他各組相比P<0.05

對比生理鹽水組和EDTA組根管蕩洗50 s后玷污層清理情況，可以看出兩組均對玷污層有明顯的清理效果，與對照組相比差異有統計學意義(P<0.05)；兩組間比較可見EDTA組對玷污層清理效果更明顯，與生理鹽水組及對照組相比均有明顯的統計學差異(P<0.05)(圖4)。

同部位三組之間差異均有統計學意義；Con：對照組

3 討 論

根管治療的主要目的是清除根管內感染，而根管內感染主要來源于微生物感染及玷污層[8]。為了盡可能去除根管內感染，根管預備器械更新換代，但是研究表明，預備器械只能到達約50%根管內解剖結構，那些微小、狹窄的結構仍無法觸及[9]。更有研究報道根管預備器械的旋轉及往復運動可能將碎屑推向這些狹小的位置[10]，增加根管清理的難度，同時在后期治療中也會阻礙根管消毒劑及根管封閉劑進入牙本質小管及側枝根管[11]。因此，根管沖洗對進一步提高整個根管系統的清潔和消毒至關重要，它不僅能夠清除根管內感染的牙髓組織，中和或去除細菌及其代謝產物，還能清理根管預備過程中產生的碎屑，去除玷污層[12]。研究表明，在根管沖洗過程中聯合使用次氯酸鈉及EDTA能夠有效去除機械預備過程中形成的玷污層。EDTA 能夠軟化和溶解無機的牙本質碎屑，它既能避免碎屑在根管壁上的積聚又能立即清除剛附著的碎屑[13]；而次氯酸鈉可溶解根管內壞死組織以及玷污層中的有機物，抑制或殺滅生物膜和牙本質小管中的病原微生物，降低內毒素活性[14]。由于玷污層中主要成分為無機物，所以清理玷污層主要依賴于EDTA的作用。在本課題組先前的實驗中[6]我們對離體牙進行嚴格滅菌處理后重新細菌培養，證明了EDDY+EDTA+次氯酸鈉配合使用蕩洗根管后的殺菌和清除玷污層的作用是切實有效的，所以本次實驗將重點定位于玷污層，一方面探究合理的作用時間，既能快速清除玷污層又不會導致牙本質結構的破壞，另一方面測試在不使用螯合劑的情況下，僅依靠聲波的聲流和空穴效應是否可以有效清除玷污層。因為仍有部分醫療機構，尚未在臨床中普及使用EDTA等液劑型螯合劑，我們需要尋找不使用螯合劑時有效清理玷污層的方法以達到良好的治療效果。

由于牙齒解剖結構變異，以及根管內根尖部分滯留的根尖周組織和空氣可能會阻礙沖洗劑的沖洗效果[15]，通過常規的手動沖洗方法，沖洗劑很難達到根尖1/3及根管峽部等部位，因此臨床上常用超聲、激光、聲波等輔助手段，通過活化沖洗劑使其進入根管深層從而提高根管的沖洗效果[16]。聲波輔助沖洗設備EDDY因其頻率高達6 000 Hz，能夠激活沖洗液，在去除根管內玷污層和減少細菌負荷方面具有顯著的潛力[17]。此外，EDDY的工作尖主要由高分子聚合材料制成，當在根管蕩洗過程中與根管壁接觸時不會停止工作，同時也不會破壞根管壁，在彎曲的根管中使用具有較高安全性[18]。

本研究通過模擬臨床根管治療臨床步驟，采用常規根管預備方法(冠向下法)進行根管預備，而后進行根管沖洗。為了確保沖洗液輸送至工作長度，并有足夠的空間來保證足量沖洗劑流量，本實驗使用WaveOne Gold根管銼將根管預備至40.04#。研究表明，在該直徑和錐度下的根管能夠允許足夠的沖洗劑交換，為根尖區沖洗劑的激活提供足夠的空間，同時不會造成任何摩擦[19]。為了避免根管直徑和機械預備時間對玷污層產生的影響，實驗前仔細選擇牙齒，操作過程在標準模式下進行，并統一機械預備的時長。在終末沖洗時，選擇尺寸合適的沖洗針頭，確保沖洗針頭頂端可置于距根尖2 mm處，每組牙根給予5 mL沖洗液。以此排除標準條件以及溶液用量的影響，實驗結果的差異就可以通過溶液作用于牙本質壁的不同時間來解釋。有學者證明17%EDTA作用1.0和1.5 min后，離體牙的顯微硬度隨時間增加有所下降[20]，故將實驗組的最長作用時間控制在50 s，以避免牙體結構的破壞。經過分組處理后，將樣本置于SEM觀察根管表面的碎屑，通過形態學觀察根管表面，可看到未接受終末沖洗的牙本質表面被玷污層覆蓋。對各實驗組及對照組的玷污層進行評估。

本次實驗結果表明僅使用生理鹽水進行根管沖洗時，由于EDDY產生的空穴效應和聲流作用，對玷污層仍有一定的清潔效果，然而需保證充足的蕩洗時間[21]。根據電鏡圖片可以看出作用5或30 s時清潔效果并不明顯，作用50 s時，根管中上段的玷污層明顯減少，冠方1/3可見清晰的牙本質小管，中段僅有少部分牙本質小管被玷污層覆蓋，根尖區域牙本質小管亦部分敞開。肖芳等[22]使用0.5%次氯酸鈉作為沖洗劑配合EDDY進行根管蕩洗60 s后發現，根尖區仍有部分玷污層覆蓋牙本質小管，玷污層評分與本實驗中生理鹽水50 s組相當。當使用EDTA作為沖洗劑時，配合EDDY蕩洗5或10 s，根管中上段即可獲得基本開放的牙本質小管口，然而根尖區仍有較厚的玷污層覆蓋；作用20～30 s后，根管中上段的牙本質小管即可完全敞開，僅有部分散在的玷污層，且根尖區的牙本質小管口也部分敞開，Plotino等[12]將根尖預備至25#，使用EDTA+EDDY作用20 s后根尖區仍有較明顯的玷污層；作用40～50 s后，根尖區的玷污層也可得到有效的清除，Rius等[23]實驗中使用EDDY+EDTA作用60 s，根尖區亦可見開放的牙本質小管口，與本實驗結論基本一致。

綜上所述，本研究提示當患者因牙髓炎就診時，根尖區為非感染根管，可選擇使用EDTA+EDDY蕩洗根管10～20 s，不僅保證根管中上段的清理效果，也可減少操作時間；當患牙為感染性根管時，為提高化學預備的效果，建議使用EDTA+EDDY蕩洗根管30～50 s，確保根尖區的牙本質小管開放，有利于接下來根管消毒藥物的滲透[24]。若無條件應用EDTA時，則建議延長EDDY的使用時間至1 min以上。