臨床導向的機用鎳鈦預備器械研究新進展

[摘要]根管治療是牙髓及根尖周疾病的主要治療手段，為了增進根管清理和成形的效果，不同材質和設計的根管預備器械不斷涌現，其中機用鎳鈦預備器械極大提高了根管預備效率。然而，隨著根管系統解剖復雜性、根管治療目的和預后的認識的深入，臨床實踐對機用鎳鈦預備器械提出了新需求，這些基于臨床導向的需求為器械改革創新提供了動力。目前鎳鈦預備系統不斷推陳出新，新型機用鎳鈦預備系統的改良及優勢何在，其如何提高根管預備效率，本文擬對這類問題進行系統闡述。

[美鍵詞]根管治療；鎳鈦器械；機動預備；微創；效率；臨床應用

[中圖分類號]R781.05[文獻標志碼]A[doi]10.7518/hxkq.2024.2024225

根管預備是根管治療中的重要步驟之一，其目的是應用機械和化學預備手段徹底去除根管內的感染物，為根管充填提供足夠的空間。基于根管治療病例的長期隨訪及反饋，近年對根管預備提出了新的要求，包括微創預備避免健康牙體組織的損失、高效預備簡化操作流程、三維成形提高復雜根管內感染物的清理效能等。根管預備要求的提升引起了根管治療策略的變化，也伴隨著根管預備器械設計和應用的改良。在過去的30多年中，機用鎳鈦器械的使用極大地提高了根管清理和成形的效率，成為臨床操作重要的組成部分。目前商品化的機用鎳鈦器械推陳出新，本文就近年新型鎳鈦器械的機械性能、微創成形能力及操作特點等相關研究進展作一總結，歸納新型機用鎳鈦器械在解決臨床相關問題方面的進展。

1微創牙髓治療是否對鎳鈦預備器械的性能提出了新要求和新主張？

自2000年微創牙科學的概念提出以來，微創治療已應用于臨床診療的不同階段，其強調保護原有組織結構，在治療中盡可能減少健康組織的損失。在牙髓領域，為了達到更加安全、精準和有效的治療效果，微創牙髓治療理念逐漸成為臨床治療的趨勢。微創牙髓治療不僅要求預防和治療患牙根尖周炎癥，還需要考慮患牙的遠期保留，因此對傳統根管治療方法進行了修正。微創牙髓治療的發展得益于根管治療器械的改進。在機械預備中，微創治療要求預備器械充分清理根管的同時盡可能保留根管原有形態結構，因此對預備器械提出了新要求。

髓腔進入和初預備是根管治療的首要操作步驟，即在開髓后進行冠方預敞，并用小號預備銼探測和疏通根管。冠方預敞的優點包括建立根管直線通路、減少因根管上端阻礙引起的根管偏移與器械分離、為沖洗液和牙本質碎屑提供回流和排出空間。然而，過度擴大根管口可能會損失頸周牙本質。頸周牙本質特指牙槽嵴附近的牙本質，包括從位于牙槽嵴頂冠方4 mm至根方4 mm范圍內的牙本質區域。頸周牙本質可將牙冠負荷傳遞至牙根以分散咬合力，并為修復提供必要的牙本質肩領，因此頸周牙本質的保留在根管治療后患牙修復中具有重要意義。傳統不銹鋼G鉆剛性強、震動大，易發生根管偏移或造成根管上段微裂。機用鎳鈦開口銼能夠更好地順應根管走向，保持根管原有形態，避免頸周牙本質受到過度切削。隨著新型鎳鈦器械發展，鎳鈦開口銼的柔韌性和抗疲勞能力得以提高，中心定位能力增加、器械分離減少，在預備過程中自根管中段向上適度擴大敞開，避免過度預敞根管口。

在預備過程中隨著大錐度鎳鈦機用器械的廣泛使用，有研究發現當鎳鈦機用器械預備至20號0.04錐度時根管冠1/3段已達到相對清潔，然而此時根尖1/3處仍存在大量玷污層，根管需繼續預備擴大。以往機用鎳鈦器械以單一錐度為主，此時若繼續擴大根管以徹底清理根尖區，勢必會造成根管口過度預備。那么可否組合多種類型鎳鈦器械達到微刨根管預備的效果呢？近年來新型機用鎳鈦器械就此問題進行了設計改良，超柔韌性材料的發明及可變錐度鎳鈦器械的設計為根管上段與下段預備寬度的矛盾提供了解決途徑。TruNatomy是2020年推出的新型鎳鈦銼系統，除特殊的熱處理工藝外，使用最大凹槽直徑為0.8 mm的細長鎳鈦絲和偏心的平行四邊形橫截面設計制造，使器械在具備高柔韌度的同時，預備提拉過程可高效排出牙本質碎屑，減少對根管冠方空間的依賴。其變錐度設計在冠方錐度減小，理論上利于頸周牙本質的保護。在具體實踐中，不同研究者體外對比了TruNatomy與其他新型銼如ProTaperGold、ProTaper Ultimate、WaveOne Gold對牙體預備前后頸周牙本質的改變，發現TruNatomy對頸周牙本質的體積影響最小，提示TruNatomy在頸周牙本質保存方面表現優越。此外，新型鎳鈦銼VDW ROTATE同樣采取了變錐度設計，利用特殊熱處理工藝及偏心運動設計，提高了器械的靈活性，操作過程更加尊重根管原有解剖形態。在乳磨牙袋狀根管及恒切牙橢圓形根管中使用VDW.ROTATE均能有效清理根管內碎屑并減少根管內未預備表面積。在彎曲根管中，使用VDW.RO-TATE與TruNatomy有相似的成形效果，兩者均可保持良好的中心定位能力，避免根管偏移引起的過度預備。然而，鎳鈦器械不是微創根管預備的唯一手段，有學者組合不同髓腔人路設計與新型鎳鈦器械TruNatomy和WaveOne Gold對頸周牙本質保留的效果，結果發現使用微創保守髓腔人路對牙體剩余組織的保護作用優于傳統開髓方式，且在微創入路的前提下兩種新型鎳鈦銼對根管壁牙本質的保護作用相似，提示臨床操作中還需結合患牙具體情況針對性設計操作策略。

根管探查和疏通的目的是建立順滑通路，即建立一從根管口到生理性根尖孔的平滑順暢的通道。建立順滑通道可以減少側穿風險，引導成型銼在根管中安全順暢運動。臨床常使用小號手動不銹鋼K銼進行根管疏通，其具有良好的觸覺反饋，但切削效率較低，同時技術敏感性高，易將牙本質碎屑推出根尖孔發生根尖部堵塞。機用疏通銼的出現優化了順滑通道的建立。有研究表明，在彎曲根管中，與傳統K銼相比，機用疏通銼如PathFile和ProGlider操作時間更短，且施力更均勻，減少碎屑推出根尖孔，術后患者發生診間疼痛的比例降低。在使用相同鎳鈦銼成形的條件下，對比機用疏通銼與手用K銼疏通對彎曲根管偏移的影響，發現K銼在根尖1/3產生偏移。在根管疏通過程中引起的根管偏移后期會隨著大錐度鎳鈦器械的使用而放大，導致機械清理效率降低、根管側穿風險增加，并因過度切削健康牙體影響患牙的遠期保留。K銼剛性較大，尖端切削能力強，在遇到根管彎曲或阻塞時易偏離原有方向；而機用疏通銼使用半引導尖，柔韌性高，利于維持根管解剖形態，避免根管口擴大和根管拉直。目前多種商品化序列銼推出配套使用的機用疏通銼，對比不同類型機用疏通銼，有研究發現，使用特殊熱處理加工工藝的疏通銼ProGlider和WaveOne Gold Glider的抗疲勞能力均優于傳統鎳鈦疏通銼PathFile。另外，盡管根尖區中心定位能力相似，特殊的往復運動方式疏通銼Wa，veOne Gold Glider和R-Pilot在根管中上段的中心定位能力均優于ProGlider。同時，臨床隊列對照研究結果顯示，相比于ProGlider，WaveOneGold Glider疏通根管引起的術后疼痛發生率更低。TruNatomy與TruNatomy Glider配套使用在微創保守髓腔人路中則更具優勢，相比于WaveOne Gold與WaveOne Gold Glider，TruNatony在微創保守髓腔入路中操作時間更短。需要注意的是，已有學者提出目前大部分機用疏通銼的目的是初步擴大根管而非探查和疏通根管，因此臨床上特別是在狹窄彎曲及鈣化根管中，在使用機用疏通銼之前仍需首先使用8號或10號手用銼初步建立順滑通道。

2提高臨床預備效率是否提倡使用單支銼系統代替多支序列銼？

當代牙髓治療不僅要求微創操作，也對操作效率提出要求。一方面顯微鏡的普及使臨床醫生能在放大明亮視野中操作，促進根管治療效率的提升；另一方面，機用鎳鈦器械的改良，尤其是單支銼系統的出現進一步提高了預備效率。單支銼系統采用單一器械同步完成根管口預敞和根管順滑通路預備，簡化操作流程，達到高效的根管預備。體外研究發現，使用Reciproc R25（VD-w）在沒有預先建立根管通路的前提下，90.7％的彎曲根管和96.4％的直根管均可順利到達根管工作長度。另一項臨床試驗研究同樣證實，利用Reciproc R25預備上頜磨牙MB2根管無須順滑通路，約86％病例能直接預備至工作長度，預備效率高于手用銼。

單支銼系統的實現不僅基于材料及器械設計的發展，而且與器械的運動模式有關。目前商品化的單支銼可根據其運動方式分為連續旋轉運動式和往復運動式。連續旋轉運動是最常見的機用鎳鈦銼的工作模式，通過馬達驅動以中心對稱旋轉或偏心旋轉的方式在根管內進行360°旋轉。在圓形根管中連續旋轉運動中心穩定性良好，但在彎曲根管中旋轉過程切削刃易嵌入牙本質壁進而產生較大的扭轉力。而往復運動模式則是依據“平衡力”原理提出，即大角度正向旋轉與小角度反向旋轉相結合的運動方式。大角度旋轉有利于切割牙本質壁成形根管，而小角度逆向旋轉可緩解根管壁的壓力并釋放器械應力，從而提高器械抗疲勞性能。研究證實，使用相同的鎳鈦器械，往復運動模式器械的抗疲勞性能強于連續旋轉運動。此外，單支銼在保護碎屑推出根尖孔、減少術后疼痛方面具有優勢。在牙髓炎或根尖周炎的患牙中，當根管預備過程中不慎將感染碎屑推出根尖孔，可引發根尖周區域的急性炎癥反應并引起疼痛。體外試驗對根尖推出物進行定量分析，對比傳統手用銼、多支序列銼ProTaper與往復式單支銼WaveOne、Reciproc的根尖碎屑推出情況，發現手用銼技術推出物最多，ProTaper其次，WaveOne、Reciproc推出碎屑最少。以上結果提示單支銼系統在預備效率和能力方面比傳統預備器械有所提升。

那么單支銼的出現是否可以替代多支序列銼呢？首先在成形效果方面，單支銼系統的優勢尚存在爭議。一項研究在20°-40°的下頜磨牙根管中對比單支銼系統OneShape、Reciproc、WaveOne與多支序列銼ProTaper Next、TFA、ProTaper Universal的預備效果，發現其在根管偏移、根管彎曲度、中心定位等方面均未發現明顯差異。Saleh等在樹脂塊中對WaveOne、Reciproc和OneShape三種單支銼的成形能力進行研究，發現連續運動式單支銼OneShape比往復運動式單支銼WaveOne和Reciproc能更好地保存S型根管曲度。但Saber等則得到了相反的結論，他們利用彎曲度25°-35°的下頜磨牙，發現往復運動式單支銼WaveOne、Reciproc能更好地維持根管原有形態，而連續運動式單支銼OneShape預備所需時間最短。這些結果提示，除了鎳鈦器械本身性能，體外研究模具材質、根管形態、操作者經驗等多種因素也會影響根管的成形能力。其次，在碎屑推出方面，研究對比WaveOne Gold、Twisted Files和ProTaper Next推出物重量，發現三者推出物程度相似，提示新型多支序列銼同樣可以減少根尖碎屑推出。一項臨床隨機對照試驗分析了新型鎳鈦銼引起術后疼痛的表現，將120例下頜第一磨牙不可復性牙髓炎患者分為3組，分別使用手用銼、ProTaper Next和WaveOne Gold進行預備，觀察術后12 h到1周不同時間點患者的疼痛情況。結果發現，盡管在遠期效果反饋中三者對患者疼痛評分無明顯差異，但機用銼在術后12 h較手用銼疼痛評價下降，提示新型單支銼及多支序列銼均能有效避免術后短時疼痛。以上研究提示，單支銼系統雖然較傳統預備手段有所改進，但尚不能完全替代多支序列銼。

3根管三維成形的要求是否倒逼全新設計的預備系統的問世？

盡管各種鎳鈦系統通過材料、設計及運動方式的改良在根管預備的效率、成形效果及防范并發癥方面均有改進，但根管系統錯綜復雜，包括卵圓形、C形、袋狀根管，還有形態各異的根管彎曲、根管交通、根管分歧和側副根管，這些因素均增加了根管清理和成形的難度。在x線影像中能觀察到傳統鎳鈦器械預備的根管呈光滑連續錐形，但隨著三維CT的應用，研究發現臨床中機械預備清潔根管的表面積常不足根管壁總面積的60％，并伴隨部分健康牙體組織過度切削，尚無一種鎳鈦器械可達到對所有根管壁完整預備。因此，實現根管預備的三維成形成為現代預備器械的目標。旋轉運動的機用鎳鈦器械切削牙本質在橫截面上僅能形成對稱圓形截面，無法對不規則根管橫截面均勻切割。自調節根管銼（SAF）系統及Gentlefile系統采用全新的設計及運動模式，在根管三維成形方面提出新思路。

SAF由120 mm的鎳鈦晶體組成薄壁中空網狀圓柱形設計，尖端為非對稱錐體。器械進入根管后可輕易發生壓縮及拉伸形變從而主動貼合根管原有形態，并對根管壁產生持續壓力。器械與根管壁接觸面粗糙，通過振幅0.4 mm的高頻軸向震動，在卵圓形及不規則根管中顯著減少未預備根管壁的面積。中空設計允許整個根管預備期間持續沖洗，同時也不會產生沖洗壓力，避免碎屑和沖洗液推出根尖孔。一項針對不可復性牙髓炎患者的臨床對照研究發現，SAF預備患者術后疼痛程度低于XP-endo Shaper鎳鈦銼，且兩種機用器械引起的術后疼痛均低于手用器械，展示了SAF在減少術后疼痛方面的優勢。但是SAF系統的使用也存在局限，首先是SAF通過對根管壁施力清理根管，施力隨著根管壁的擴大而逐漸減小，目前該系統有1.5 mm和2.0 mm兩種直徑規格，因此對于超出直徑范圍的粗大根管尚不適用。其次，疲勞檢測發現該系統的網格與縱軸連接節點是薄弱點，可能出現網格斷裂，增加了器械分離的風險，因此不推薦重復使用，增加了治療成本。

Gentlefile系統采用不銹鋼絲制作，中央主絲直徑小于0.15 mm，根尖段盤繞第二根直徑小于0.2 mm的不銹鋼絲，根中上段盤繞第三根直徑小于0.35 mm的不銹鋼絲。盡管由不銹鋼絲組成，體外研究發現Gentlefile的抗疲勞性能優于鎳鈦器械ProTaper Next和RevoS，且在工作中對根管壁施加的力明顯小于后者，減少了臨床器械分離的風險。這可能與Gentlefile的運動模式有關，器械表面粗糙化處理，工作時表面同樣通過“刮擦”牙本質進行機械清潔和管壁擴大，避免了工作刃直接嵌入牙本質內形成應力集中。成形能力評價發現在曲度15°～25°的離體前磨牙中，Gentlefile預備后根管偏移小于ProTaper Next和HyFlex EDM，且清除玷污層的能力更強。然而目前關于Gentlefile的研究十分有限，在鈣化、彎曲等不同根管條件下Gentlefile的成形能力有待驗證，同時尚未見臨床研究觀察其遠期效果，因此仍需大規模體內外研究評估。但不可否認，這類新型運動方式預備系統的出現為鎳鈦機用器械的變革打開思路。

4根管系統的復雜性是否為多策略協同鎳鈦機械預備的推手？

迄今為止，尚未有一種預備系統可以機械清理全根管，而在器械難以進入的區域可容納大量組織碎屑和感染物，尤其在感染根管中根管壁表面玷污層會含有多菌種生物膜，降低根管治療的成功率，因此臨床操作需要多策略協同配合鎳鈦機械進行根管清理。根管化學沖洗是根管清理必不可少的組成部分，注射器沖洗是臨床常規使用方法，然而由于“氣鎖效應”的存在，根尖區根管內很難得到充分清潔；同時注射器沖洗效率與根管預備體積呈正相關，根管微創預備部分限制了注射器沖洗的潛能。因此動能沖洗設備應運而生，在液體輸送和激活方面發揮重要作用。

除了常見的聲波蕩洗、超聲沖洗及蕩洗等動能沖洗設備，近年來出現了負壓動能沖洗、機動動能沖洗、激光動能沖洗等手段。負壓動能沖洗（如EndoVac）通過負壓推動沖洗液從髓腔到根尖方向的閉環流動，解除了氣鎖效應導致的根尖區沖洗不到位的問題。但在操作中，回收套管頭須到達根尖，因此要求根尖預備直徑須至少大于套管外徑0.32 mm，多適用于粗大根管。機用動能沖洗系統是將鎳鈦合金器械制備成非錐體形態放入根管內，通過攪動蕩洗達到根管清洗效果。體外研究在下頜磨牙中加入糞腸球菌，發現機用動能沖洗系統XP-Endo Fnusher清除細菌效率較超聲沖洗系統高，但兩種系統對根管峽部及根尖區生物膜的清除效果均不明顯。激光動能沖洗利用紅外激光激活沖洗劑，通過產生的氣泡內爆沖洗波并繼發流體運動有效清潔根管壁，大大提高了玷污層清除效率。光子誘導光聲流（photon-initia-ted photo acoustic streaming，PIPS）使用短脈寬激光持續作用創造強烈的光聲沖擊波，將錐形尖端放入髓腔即可使整個根管系統達到有效清潔。沖擊波增強型發射光聲流（shock wave enhanced emission photo acoustic streaming，SWEEPS）通過同步激光脈沖輸送，增加次生氣泡在根管壁周圍產生剪切流，增加清潔效果。研究表明，在彎曲根管中使用PIPS及SWEEPS對根中及根尖段生物膜的清潔能力明顯高于注射器、超聲蕩洗及聲波蕩洗。一項臨床研究對200例下頜前磨牙不可逆性牙髓炎患者分別使用注射器沖洗、聲波蕩洗、超聲沖洗、PIPS及SWEEPS進行根管沖洗，發現PIPS和SWEEPS可顯著減少術后疼痛。但激光動能沖洗尚未普及，其臨床效果仍待驗證。目前尚未有任何一種沖洗手段可以完全清除根管內微生物及碎屑，臨床亦無標準化程序，因此對于沖洗手段及組合策略的研究仍需深入。在復雜根管系統的患牙，尤其是感染根管內，必須聯合鎳鈦預備及化學沖洗，采取多種策略協同清理感染物。

綜上，隨著根管治療的應用及長期隨訪觀察，對根管解剖系統的復雜性、根管治療的目的和預后有了更深入的認識和理解，這些新發現和臨床新問題是根管預備器械改革創新的動力。目前商品化的新型鎳鈦器械層出不窮，而其預備成形和清理效果需在臨床中接受檢驗。通過臨床實踐與器械設計改良雙向互動的良性循環，機用鎳鈦預備器械產生螺旋式上升的質變效應，將逐步接近完美的根管清理效果。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。