鉺激光對(duì)不同長(zhǎng)度與彎曲度根管玷污層的清理效果研究

曲超杰,郭 威,2

根管治療術(shù)是指對(duì)根管進(jìn)行清理成形、消毒滅菌、嚴(yán)密充填和冠方修復(fù),從而控制感染并促進(jìn)愈合的一種治療方式,是目前治療牙髓病和根尖周病的首選[1]。然而在根管預(yù)備時(shí)會(huì)產(chǎn)生的由牙本質(zhì)和牙髓組織碎屑、成牙本質(zhì)細(xì)胞、細(xì)菌等組成的無(wú)結(jié)構(gòu)物質(zhì)即玷污層,會(huì)成為細(xì)菌繁殖的培養(yǎng)基并引發(fā)微滲漏,最終導(dǎo)致根管治療的失敗[2]。因此,玷污層的去除對(duì)根管治療的遠(yuǎn)期療效有著重要意義。目前,去除玷污層的方法主要有注射器沖洗技術(shù)和超聲蕩洗技術(shù)。其中超聲蕩洗技術(shù)已被大量研究證實(shí)是清理玷污層較好的方法之一[3]。有學(xué)者提出了激光活化蕩洗技術(shù)(laser-activated irrigation,LAI),它是通過(guò)激活根管內(nèi)沖洗液產(chǎn)生特定的空穴和聲流作用,去除根管內(nèi)玷污層及感染物質(zhì)[4]。此后DiVito等[5]將鉺激光活化蕩洗技術(shù)進(jìn)一步改良并提出了光子引導(dǎo)的光聲流效應(yīng)(photon-induced photoacoustic streaming, PIPS),現(xiàn)已被大量研究證實(shí)可以有效地去除根管內(nèi)玷污層,并顯著優(yōu)于傳統(tǒng)注射器沖洗和超聲蕩洗技術(shù)[6]。同時(shí),改變鉺激光的脈沖能量、脈寬、頻率、照射時(shí)間和纖維尖端的位置等參數(shù),可以對(duì)根管的清理效果產(chǎn)生不同影響[7]。

此外,根管解剖系統(tǒng)的復(fù)雜性也是影響玷污層清理效果的重點(diǎn)和難點(diǎn)[8-10]。其中,根管的長(zhǎng)度和彎曲度是使根管清理難度增加進(jìn)而導(dǎo)致失敗的重要因素[11]。研究表明,過(guò)長(zhǎng)、過(guò)彎的根管易導(dǎo)致感染組織、細(xì)菌和玷污層的殘留[11],能否找到一個(gè)合適的方法提高此類(lèi)根管治療的成功率尚未可知。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)激光脈沖能量這一參數(shù)的調(diào)整對(duì)不同長(zhǎng)度、彎曲度根管玷污層的清理效果進(jìn)行研究,為論證鉺激光的臨床應(yīng)用效果并提高根管治療成功率提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料和儀器

雙波長(zhǎng)激光工作儀(Fotona,斯洛文尼亞);掃描電子顯微鏡(Zeiss,德國(guó));口內(nèi)X射線系統(tǒng)(Satelec,法國(guó));超聲波牙科治療儀(Satelec,法國(guó));根管預(yù)備機(jī)(VDW,德國(guó));ProTaper Universal機(jī)用鎳鈦根管銼(Densply,瑞士);5.25%次氯酸鈉溶液(20210502213,致遠(yuǎn),中國(guó)天津);EDTA凝膠(META,韓國(guó))。

1.2 樣本收集

經(jīng)煙臺(tái)市口腔醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(倫審號(hào):2021kt12),選擇2020年12月至2021年6月就診于煙臺(tái)市口腔醫(yī)院,因正畸或牙周病拔除的符合納入、排除標(biāo)準(zhǔn)的144顆恒磨牙上的某一單根管牙根作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn):①牙根表面完好,根尖孔發(fā)育完成。②依據(jù)王惠蕓根長(zhǎng)測(cè)量法[8]選擇根長(zhǎng)為7～13 mm的牙根。③依據(jù)Schneider彎曲度測(cè)量法[12],選擇根管彎曲度≤40°,從根中二分之一處開(kāi)始彎曲的牙根。排除標(biāo)準(zhǔn):①牙根表面齲壞、缺損、裂紋,牙根內(nèi)吸收、根管治療后的牙根。②C形根管或扁根管。使用超聲潔治器清除所有樣本牙結(jié)石和根周殘留軟組織,置入裝有0.9% NaCl溶液的玻璃瓶中(4 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。

1.3 樣本分組與處理

所有樣本按根長(zhǎng)不同分為2組:7 mm≤短根組≤10 mm、10 mm<長(zhǎng)根組≤13 mm。樣本開(kāi)髓后,采用Schneider法測(cè)量根管彎曲度并分為3個(gè)亞組:輕彎組≤10°、10°<中彎組≤25°、25°<重彎組≤40°。根長(zhǎng)及根管彎曲度測(cè)量方法見(jiàn)圖1。ProTaper Ni-Ti器械行根管預(yù)備至F3,蕩洗方法采取以下分組處理。①對(duì)照組:超聲功率設(shè)置為6檔,5.25% NaClO溶液蕩洗60 s。②實(shí)驗(yàn)組:Er:YAG激光分別采用20、40、60 mJ的能量參數(shù)結(jié)合5.25% NaClO溶液,將激光工作尖置于根管口處蕩洗30 s,停止5 s后繼續(xù)蕩洗30 s。蕩洗方法分組詳見(jiàn)表1。

表1 樣本的蕩洗方法分組

圖1 根長(zhǎng)及根管彎曲度測(cè)量示意圖

1.4 掃描電鏡觀察

所有樣本均平釉牙骨質(zhì)界處截冠,在牙根兩側(cè)沿牙長(zhǎng)軸走行磨出兩條凹槽,未穿通根管。用骨鑿抵于凹槽輕輕將牙根縱剖從而暴露根管內(nèi)壁(圖2)。在所有樣本的根管開(kāi)始彎曲處作標(biāo)記,以此區(qū)分冠方及根方。樣本處理后于掃描電鏡下觀察,在根管內(nèi)壁冠、根方各隨機(jī)取3個(gè)視窗拍照并對(duì)玷污層清理及裂紋產(chǎn)生情況進(jìn)行記錄(圖3),由2位觀測(cè)者采用Peters玷污層評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[13]進(jìn)行評(píng)分取平均值,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)詳見(jiàn)圖4。

A:沿箭頭所示縱溝處劈開(kāi);B:劈開(kāi)后可見(jiàn)根管暴露

A:于冠方、根方各隨機(jī)取3個(gè)電鏡視窗(冠:a、b、c;根:a′、b′、c′)觀察;B:視窗c在電鏡下的觀察效果( ×1 000)

A:1分,無(wú)玷污層,牙本質(zhì)小管全部開(kāi)放或僅有少量栓塞;B:2分,少于25%的區(qū)域被薄層玷污層覆蓋,絕大多數(shù)牙本質(zhì)小管開(kāi)放;C:3分,呈斑塊狀分布的玷污層,牙本質(zhì)小管開(kāi)放 50%～75%;D:4分,薄層均質(zhì)玷污層,牙本質(zhì)小管開(kāi)放不足 50%;E:5分,厚層不均勻玷污層,幾乎見(jiàn)不到開(kāi)放的牙本質(zhì)小管

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

采用單因素方差分析(One-Way ANOVA)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差形式表述,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 短根

為更好呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,我們將牙根按照冠根兩部分分別進(jìn)行描述。

結(jié)果顯示,對(duì)照組除輕彎組冠根方和中彎組冠方可見(jiàn)少量牙本質(zhì)小管暴露外,其余各組均被較厚玷污層覆蓋;而實(shí)驗(yàn)組(Er:YAG激光)各部玷污層評(píng)分均明顯低于對(duì)照組(超聲)(P<0.05)。

在實(shí)驗(yàn)組冠方,當(dāng)功率為0.3 W時(shí),輕彎組玷污層評(píng)分低于中、重彎曲組(P<0.05),中、重彎組間無(wú)顯著差異(P>0.05);當(dāng)功率達(dá)到0.6 W時(shí),3組玷污層評(píng)分均有所減低,其中中、重彎組評(píng)分明顯低于0.3 W時(shí)(P<0.05),但各彎組組間無(wú)明顯差異(P>0.05);當(dāng)功率升至0.9 W時(shí),3組玷污層評(píng)分相較0.6 W時(shí)無(wú)明顯差異,且組間也無(wú)明顯差異(P>0.05),但重彎組出現(xiàn)明顯微裂紋。在根方,當(dāng)功率為0.3 W時(shí),各組評(píng)分隨彎曲度增加逐漸升高,組間差異顯著(P<0.05);當(dāng)功率達(dá)到0.6 W時(shí),輕、中彎組評(píng)分相較0.3 W時(shí)變化不顯著(P>0.05),只重彎組明顯低于0.3 W時(shí)(P<0.05);當(dāng)功率達(dá)到0.9 W時(shí),各組評(píng)分出現(xiàn)明顯下降趨勢(shì),中、重彎組相較0.3 W和0.6 W時(shí)變化明顯(P<0.05),但組間無(wú)顯著差異(P>0.05)。

冠根方兩兩比較結(jié)果示,相同功率下實(shí)驗(yàn)組冠方各組評(píng)分均明顯低于根方,組間差異顯著(P<0.05)(圖5～6、表2)。

表2 短根各彎曲度玷污層評(píng)分情況

圖5 短根冠方(左)和根方(右)各彎曲組玷污層評(píng)分

箭頭所指處可見(jiàn)牙本質(zhì)小管形態(tài)遭到破壞,出現(xiàn)串連多個(gè)小管的微裂紋

2.2 長(zhǎng)根

結(jié)果可見(jiàn),除0.3、0.6 W鉺激光處理的重彎組根方玷污層評(píng)分與對(duì)照組并無(wú)明顯差異(P>0.05),均由厚層的玷污層覆蓋之外,其余各實(shí)驗(yàn)組的玷污層評(píng)分均明顯低于對(duì)照組(P<0.05)。

實(shí)驗(yàn)組冠方,當(dāng)功率為0.3 W時(shí),輕、中彎組的玷污層評(píng)分均明顯低于重彎組(P<0.05),輕、中彎組間無(wú)顯著性差異(P>0.05);當(dāng)功率達(dá)到0.6 W時(shí),輕、中彎組評(píng)分相較0.3 W時(shí)無(wú)明顯變化(P>0.05),但重彎組評(píng)分卻明顯降低(P<0.05),各彎曲組間評(píng)分差異不顯著(P>0.05);當(dāng)功率升至0.9 W時(shí),各組評(píng)分進(jìn)一步降低,各彎曲組間無(wú)顯著差異(P>0.05),但重彎組可見(jiàn)明顯微裂紋。在根方,當(dāng)功率為0.3 W時(shí),輕、中彎組間評(píng)分無(wú)顯著差異(P>0.05),均明顯低于重彎組(P<0.05);當(dāng)功率達(dá)到0.6W時(shí), 輕彎組評(píng)分明顯降低(P<0.05), 低于重彎組(P<0.05),輕、中彎組間差異不顯著(P>0.05)。當(dāng)功率升至0.9W時(shí),輕、中彎組評(píng)分進(jìn)一步下降,均明顯低于重彎組(P<0.05),輕、中彎組間無(wú)顯著差異(P>0.05),重彎組仍無(wú)明顯變化(P>0.05)。

冠根方兩兩比較結(jié)果示,相同功率下實(shí)驗(yàn)組冠方各組評(píng)分均明顯低于根方,組間差異顯著(P<0.05)(圖7～8、表3)。

表3 長(zhǎng)根各彎曲度玷污層評(píng)分情況

圖7 長(zhǎng)根冠方(左)和根方(右)各彎曲組玷污層評(píng)分

圖8 掃描電鏡下觀察長(zhǎng)根根管壁玷污層清除情況( ×1 000)

3 討 論

玷污層是根管預(yù)備時(shí)形成的一層貼附于根管內(nèi)壁的無(wú)結(jié)構(gòu)物質(zhì),主要由牙本質(zhì)和牙髓組織碎屑、成牙本質(zhì)細(xì)胞、細(xì)菌等組成[14]。根管玷污層的存在被認(rèn)為是細(xì)菌繁殖的培養(yǎng)基并可能引起微滲漏,需在根管充填前盡可能去除[1,15]。然而根管系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了根管清理的難度會(huì)大大增加[8-9]。其中,根管長(zhǎng)度、彎曲度及側(cè)副管等因素易導(dǎo)致感染組織及細(xì)菌的殘留[10]。Haupt 等[11]的研究顯示,過(guò)長(zhǎng)、過(guò)彎根管的冠、根方玷污層清理效果較短、直根管差。為進(jìn)一步探究不同沖洗方式對(duì)不同解剖形態(tài)根管內(nèi)壁的玷污層清理效果及損傷情況的影響,本實(shí)驗(yàn)將長(zhǎng)度、彎曲度兩種解剖因素納入分組并以根管彎曲處為界對(duì)冠方和根方分別進(jìn)行研究。

次氯酸鈉作為目前應(yīng)用最廣的根管沖洗液,具有良好的殺菌及溶解根管內(nèi)有機(jī)物的能力。Vianna等[16]研究表明,相比4.00%、2.50%、1.00%、0.50%4種濃度,使用5.25%的NaClO可以獲得最快的殺菌效果。此外,譚青松等[17]使用不同濃度NaClO進(jìn)行超聲根管蕩洗后發(fā)現(xiàn),5.25%的NaClO濃度下,根尖1/3區(qū)的牙本質(zhì)小管開(kāi)口數(shù)量最多。故本實(shí)驗(yàn)選用5.25%的NaClO作為根管沖洗液。激光蕩洗作為一種新型的輔助蕩洗方法,可通過(guò)傳遞脈沖能量有效地活化根管蕩洗液,從而有效地去除根管內(nèi)的玷污層。DiVito等[5]進(jìn)一步改良了激光蕩洗工作尖的形態(tài)同時(shí)縮短了脈寬,并將其產(chǎn)生的效應(yīng)命名為光子引發(fā)的光聲流效應(yīng)(PIPS)。相比超聲蕩洗,PIPS可有效去除根管內(nèi)各水平的玷污層及牙本質(zhì)碎屑[18],提高牙本質(zhì)小管的滲透性[6],降低根充后的微滲漏,從而獲得良好的根管治療效果[19]。本研究可見(jiàn)各實(shí)驗(yàn)組玷污層清理效果均優(yōu)于對(duì)照組(超聲),與以上學(xué)者研究一致。此外,Meire等[7]在研究影響鉺激光清理效果的因素時(shí)發(fā)現(xiàn),脈沖能量是影響治療效果的一個(gè)重要參數(shù)。故本研究在確保頻率等激光參數(shù)不變的情況下,設(shè)置20、40、60 mJ(均處于工作尖允許的安全范圍)3種不同能量,從而獲得對(duì)應(yīng)的0.3、0.6、0.9 W 3種功率,以探究激光能量對(duì)不同長(zhǎng)度、彎曲度根管內(nèi)壁玷污層清理效果的差異。

研究表明,在不同彎曲度的短根冠方,0.3 W即可實(shí)現(xiàn)牙本質(zhì)小管幾乎完全開(kāi)放的效果,與Meire等[7]研究發(fā)現(xiàn)0.3 W即可達(dá)到對(duì)冠方良好的玷污層清理效果一致。當(dāng)功率增加至0.6 W時(shí),對(duì)于直根而言,清理效果沒(méi)有太大改變,中、重度彎曲根管玷污層清理效果明顯增強(qiáng),與Luca等[20]研究結(jié)果一致。繼續(xù)增加功率至0.9 W時(shí),各彎曲度根管冠方清理效果沒(méi)有進(jìn)展,而在重彎組卻看到牙本質(zhì)內(nèi)壁出現(xiàn)了微裂紋,提示,提高PIPS能量確實(shí)能夠增強(qiáng)彎曲短根管冠方的清理效果,對(duì)于過(guò)度彎曲根管而言,也并非能量越高越好。有學(xué)者認(rèn)為高能量的激光會(huì)導(dǎo)致牙體組織損傷,并影響根管治療的遠(yuǎn)期療效[21]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了這一點(diǎn)。對(duì)短根組的根方而言,隨著能量的增加,清理效果雖在逐漸增強(qiáng),但整體明顯弱于冠方,這可能與根方根管直徑變小有關(guān)。有研究證實(shí),根管直徑越大,PIPS空穴作用越強(qiáng),對(duì)根管內(nèi)玷污層的清理效果越好,從而使得冠方清理效果明顯優(yōu)于根方[22]。而窄細(xì)彎的根管形態(tài),會(huì)很容易在根方形成氣鎖[11,23]。氣鎖的累積會(huì)嚴(yán)重阻礙能量達(dá)到根尖區(qū),于是,激光會(huì)將原本產(chǎn)生的過(guò)高能量瞬間返回到較為寬敞筆直的冠方進(jìn)行爆破和釋放,這也就解釋了為什么0.9 W時(shí)重度彎曲根管冠方牙本質(zhì)會(huì)出現(xiàn)微裂紋而根方仍有玷污層殘留了。

與之對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)根冠方,在0.3 W時(shí)仍可實(shí)現(xiàn)輕、中彎組絕大多數(shù)牙本質(zhì)小管的開(kāi)放,但無(wú)論是0.3 W還是0.6 W均無(wú)法做到對(duì)根方玷污層的有效清理,只有繼續(xù)增加功率至0.9 W后才可見(jiàn)輕、中彎組根管內(nèi)壁大部分牙本質(zhì)小管的暴露,證明根管長(zhǎng)度的增加使得PIPS空穴及聲流作用逐漸衰減,使其難以有效地去除根方玷污層[24],此時(shí)需要更多的能量輸入才能獲得與短根相同的清理效果。于是當(dāng)功率增加至0.9 W時(shí),輕、中彎曲根管均達(dá)到了較好的根部清理效果,但重彎組卻在根方?jīng)]有明顯改善的同時(shí)于冠方再次出現(xiàn)微裂紋。文獻(xiàn)證實(shí),雖然PIPS可以有效地去除重度彎曲根管內(nèi)的氣鎖[24],但隨著根長(zhǎng)的增加,根方氣鎖的去除難度也在增加[25],這也解釋了為什么本實(shí)驗(yàn)重度彎曲的短根在0.9 W時(shí)的根方玷污層清理效果明顯優(yōu)于長(zhǎng)根。而由于冠方微裂紋的出現(xiàn),此時(shí)繼續(xù)增加能量會(huì)導(dǎo)致牙本質(zhì)內(nèi)壁的進(jìn)一步損傷,所以對(duì)于極度彎曲的長(zhǎng)根而言,已經(jīng)無(wú)法保證在不損傷根管內(nèi)壁的前提下,通過(guò)提高能量達(dá)到完全去除根方玷污層的效果。

綜上,我們認(rèn)為在短根中,0.3 W的PIPS功率即可使輕度彎曲根管獲得良好的玷污層清理效果;而中度彎曲根管則需達(dá)到0.9 W。重度彎曲根管雖然在0.9 W時(shí)清理效果好,但因其可能造成的損傷,故不推薦采用此功率。在長(zhǎng)根中,功率達(dá)到0.9 W時(shí)可以對(duì)輕、中度彎曲根管玷污層達(dá)到較好的清理效果,而對(duì)于重度彎曲根管,0.9 W仍不能達(dá)到清理目的卻已對(duì)根管內(nèi)壁造成損傷。所以對(duì)于重度彎曲的短根和長(zhǎng)根,在不損傷根管內(nèi)壁的情況下,如何能尋找更好的激光參數(shù)以達(dá)到理想的清理效果仍需進(jìn)一步探究。