TF鎳鈦器械根管成形效果的錐束CT研究

王安陽，史 春，宋其義，韓文利，牛衛(wèi)東

(遼寧 大連 116044:1.大連醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院;2.大連市口腔醫(yī)院)

根管預(yù)備是根管治療的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不銹鋼器械在預(yù)備彎曲根管時易產(chǎn)生偏移［1］。鎳鈦器械具有記憶性能及超彈性，可有效減少偏移的發(fā)生［2］，但鎳鈦器械本身也存在缺點(diǎn)，如根管預(yù)備過程中有折斷以及預(yù)備重度彎曲根管時出現(xiàn)根管偏移等問題［3-4］。TF(twisted file)是一種新型的鎳鈦根管預(yù)備器械，其制作工藝是將未被加工的鎳鈦合金絲在奧氏體晶體結(jié)構(gòu)下轉(zhuǎn)換到不同的晶體結(jié)構(gòu)(R-phase)，并通過加熱冷卻處理而形成。本實(shí)驗(yàn)以重度彎曲樹脂模擬根管為研究對象，采用錐束CT對樹脂模擬根管進(jìn)行掃描，運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖像分析軟件分析比較TF、K3、ProTaper 3種機(jī)用鎳鈦根管預(yù)備器械的成形效果。

1 材料和方法

1.1 主要材料和儀器

機(jī)用 TF、機(jī)用 K3(SybronEndo，美國);機(jī)用ProTaper、樹脂模擬根管［長度16 mm，平均彎曲度38.32°(Schneider法測量［5］)，Dentsply Maillefer，瑞士］;手用不銹鋼 K-file(Densply，瑞士)、X-smart機(jī)用馬達(dá)(Densply Maillefer，日本)、錐束CT(KAVO 3D EXAM，美國)、碘普羅胺注射液(Bayer Schering Pharma AG，德國)、圖像處理及數(shù)據(jù)分析軟件mimics 8.1、PhotoshopCS5、ImageJ。

1.2 方法

1.2.1 模型制備

選取27個規(guī)格相同的重度彎曲樹脂模擬根管，#8K銼疏通模型，5 mL注射器抽取洗滌液沖洗3次，超聲震蕩5 min，清水沖洗3次，置37℃干燥箱中24 h后。用5 mL注射器抽取造影劑注入模型內(nèi)，注滿后牙膠封閉根尖孔，超聲震蕩5 min，透明膠條封閉根管口。

預(yù)備前樹脂模擬根管錐束CT掃描，掃描參數(shù):體素大小0.125 mm，曝光時間 26.9 s，掃描時間26.9 s，管電流5 mA，管電壓120 kVp，掃描視野8 cm×8 cm，掃描數(shù)據(jù)用DICOM格式保存。

將模型隨機(jī)分為TF、K3、ProTaper 3組，每組9個，均使用冠向下方法預(yù)備。各組器械的設(shè)置參數(shù)及預(yù)備步驟見表1。

表1 各組器械的設(shè)置參數(shù)

預(yù)備后樹脂模擬根管錐束CT掃描，掃描條件及模型固定等過程與預(yù)備前的條件相同。

1.2.2 測量項(xiàng)目

預(yù)備時間測量:每個型號器械預(yù)備到相應(yīng)工作長度且提拉無明顯阻力時結(jié)束計(jì)時，不包括沖洗和換器械的時間，數(shù)據(jù)精確到0.01 s。

根管彎曲度變化測量:數(shù)據(jù)導(dǎo)入minics 8.1軟件，Schneider法測量［5］預(yù)備前后根管的彎曲度，調(diào)整橫截面圖像與圖像內(nèi)側(cè)邊緣相距1 mm，定為初始位置標(biāo)為A線;距初始位置上移12 mm標(biāo)為B線，劃兩條線與此處橫截面圖像兩邊緣相切標(biāo)為C線;在初始位置劃兩條線與上下兩邊緣相切標(biāo)為D線;根管初始彎曲處標(biāo)為E線;從BC中點(diǎn)向E線作垂線;將BC中點(diǎn)，垂線交點(diǎn)，AD中點(diǎn)連接后測量角度，所得角度的補(bǔ)角即為根管彎曲度(圖1)。預(yù)備后根管彎曲度減去預(yù)備前根管彎曲度即為根管彎曲度變化，測量數(shù)據(jù)精確到0.01°。

圖1 根管彎曲度變化測量(×200)

切削體積測量:用minics 8.1軟件對預(yù)備前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建，計(jì)算體積，預(yù)備后根管內(nèi)的體積減去預(yù)備前根管內(nèi)的體積即為樹脂的切削量，測量數(shù)據(jù)精確到0.01 mm3。

橫截面面積變化測量:數(shù)據(jù)導(dǎo)入后距離根尖孔1 mm處開始測量，每隔1 mm取一個斷面，同一根管預(yù)備前后同一橫截面面積之差即為該橫截面面積的變化，測量數(shù)據(jù)精確到0.01 mm2。

根管中心偏移量測量:數(shù)據(jù)導(dǎo)入后距離根尖孔1 mm處開始記錄，每隔1 mm取一個斷面將此斷面圖像保存，PhotoshopCS5將同一根管同一橫截面預(yù)備前后的圖片進(jìn)行修整，預(yù)備前橫截面圖片中心亮區(qū)紅色充填，預(yù)備后同樣區(qū)域藍(lán)色充填，標(biāo)記橫截面中心點(diǎn)，移動兩張圖片進(jìn)行重疊，圖片保存?zhèn)溆?。重疊后圖片導(dǎo)入ImageJ軟件，設(shè)定測量單位，重疊圖片兩中心點(diǎn)之間的距離即為根管中心偏移量，測量數(shù)據(jù)精確到0.001 cm。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

用SPSS 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，3組間差異用單因素方差分析及SNK-q法檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α =0.05。

2 結(jié)果

2.1 根管預(yù)備時間以及預(yù)備后根管彎曲度、切削體積變化的比較

3種鎳鈦器械在根管預(yù)備時間上TF組的平均預(yù)備時間最短，K3組最長，TF、K3、ProTaper 3組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05);預(yù)備后根管彎曲度比較，TF組的平均根管彎曲度變化最小，K3組最大，TF與ProTaper間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)，K3與TF、ProTaper間 P ＜0.05。

預(yù)備后根管切削體積的比較，TF組的平均切削體積最小，ProTaper組最大，TF與K3之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)，ProTaper與 TF、K3 間P ＜0.05(表2)。

表2 3種鎳鈦器械對樹脂模擬根管預(yù)備時間、彎曲度、切削體積的比較()

表2 3種鎳鈦器械對樹脂模擬根管預(yù)備時間、彎曲度、切削體積的比較()

組間同一項(xiàng)目相比不同字母為P＜0.05

組別 預(yù)備時間(s) 根管彎曲度(°) 切削體積(mm3)TF 33.56 ±1.14a 1.74 ±0.65a 2.26 ±0.76a K3 73.59 ±1.47b 5.96 ±1.13b 2.82 ±1.01a PT 60.65 ±2.32c 2.44 ±1.14a 6.2 ±2.29b

2.2 3種鎳鈦器械預(yù)備樹脂模擬根管后橫截面面積變化的比較

3種鎳鈦器械根管預(yù)備后，距根尖孔2、3 mm處TF組的平均橫截面面積變化最小，ProTaper組最大，3 組間相比 P ＜0.05;距根尖孔 1、4、5、6、7、8 mm處TF與K3之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)，ProTaper與TF、K3之間相比P＜0.05;距根尖孔9、10 mm處3組間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)(表3)。

2.3 3種鎳鈦器械預(yù)備樹脂模擬根管后根管中心偏移量的比較

3種鎳鈦器械預(yù)備根管后，距根尖孔1、2、3 mm處TF組平均根管中心偏移量最小，K3組最大，3組間相比P＜0.05;距根尖孔4、5 mm處K3與ProTaper間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)，TF與K3、ProTaper之間 P ＜0.05;距根尖孔 6、7、8、9、10 mm處3組間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)(表4)。

表3 3種器械預(yù)備樹脂模擬根管后橫截面面積變化的比較(mm2，)

表3 3種器械預(yù)備樹脂模擬根管后橫截面面積變化的比較(mm2，)

組間同距離相比，不同字母為P＜0.05，相同字母為P＞0.05

組別測量點(diǎn)距根尖孔距離(mm)10 TF 0.21 ±0.06b 0.27 ±0.04c 0.29 ±0.03c 0.35 ± 0.05b 0.37 ±0.05b 0.45 ± 0.07b 0.46 ± 0.04b 0.39 ± 0.08b 0.47 ±0.02a 0.2 ±0.04 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a K3 0.27 ±0.05b 0.37 ± 0.04b 0.37 ±0.05b 0.38 ± 0.03b 0.40 ±0.05b 0.52 ± 0.04b 0.48 ± 0.03b 0.44 ± 0.04b 0.47 ±0.02a 0.24 ±0.05a PT 0.50 ±0.09a 0.47 ±0.06a 0.53 ±0.07a 0.57 ±0.04a 0.61 ±0.06a 0.71 ±0.07a 0.69 ±0.05a 0.66 ±0.07a 0.49 ±0.03a 0.25 ±0.06a

表4 3種器械預(yù)備樹脂模擬根管后根管中心偏移量的比較(cm，)

表4 3種器械預(yù)備樹脂模擬根管后根管中心偏移量的比較(cm，)

組間同距離相比，不同字母為P＜0.05;相同字母為P＞0.05

組別測量點(diǎn)距根尖孔距離(mm)10 TF 0.027 ±0.004c 0.031 ±0.003c 0.031 ±0.003c 0.03 ±0.001b 0.030 ±0.003b 0.030 ±0.005a 0.031 ±0.005a 0.031 ±0.002a 0.030 ±0.004a 0.028 ±0.004 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a K3 0.090 ±0.004b 0.077 ±0.005b 0.074 ±0.005b 0.034 ±0.001a 0.036 ±0.004a 0.033 ±0.003a 0.032 ±0.003a 0.03 ±0.002a 0.033 ±0.004a 0.027 ±0.004a PT 0.067 ±0.002a 0.063 ±0.005a 0.051 ±0.003a 0.033 ±0.001a 0.035 ±0.004a 0.030 ±0.003a 0.030 ±0.003a 0.032 ±0.002a 0.033 ±0.004a 0.030 ±0.002a

3 討論

錐束CT(Cone Beam Volumetrie Computed Tomography，CBCT)，相對于其他技術(shù)而言有空間分辨率高、放射劑量小、掃描時間快、性價比高［6］等優(yōu)點(diǎn)。以往對樹脂模擬根管的研究方法主要是用掃描儀或者單反數(shù)碼相機(jī)來進(jìn)行測量，未應(yīng)用錐束CT研究的原因是由于錐束射線穿透了樹脂模型未形成阻射影像所致。本實(shí)驗(yàn)將造影劑注入樹脂模擬根管內(nèi)起到射線阻射的效果，并建立阻射影像的三維重建圖，通過測量軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

TF預(yù)備根管所需要的器械數(shù)量少，預(yù)備時間最短，與以往研究結(jié)果相似［7］。預(yù)備彎曲度＞35°的重度彎曲根管時，TF對根管的拉直度最小。于靜濤等［8］認(rèn)為，機(jī)用 ProTaper、Mtwo、K3 在預(yù)備彎曲度＞20°的根管時，根管初始彎曲處的偏移量及彎曲度減小量ProTaper和Mtwo均明顯小于K3。Kariem等［9］研究表明，TF預(yù)備根管后彎曲度的減少量明顯低于K3。器械剛性強(qiáng)度的差異可能在預(yù)備重度彎曲根管時，影響器械進(jìn)入根管的難易程度。雖然TF的切削體積與K3間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但平均切削水平TF略小于K3，其原因可能歸結(jié)于器械本身的特點(diǎn)，TF是采用無切割聯(lián)合熱處理技術(shù)，其鎳鈦合金的原子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，使器械更加柔韌;而K3則是采用傳統(tǒng)的磨切技術(shù)制造而成，器械本身的硬度高于TF。Gambarini等［10］發(fā)現(xiàn)，通過扭曲制成的TF其抗循環(huán)疲勞能力明顯優(yōu)于傳統(tǒng)磨切制成的K3，說明制造方法對鎳鈦機(jī)用器械的影響。器械本身的設(shè)計(jì)特點(diǎn)與切屑力也有相應(yīng)的關(guān)系，TF橫截面為三角形，橫截面鋼量的減少增加了器械的柔韌性。而K3橫截面是不對稱的三螺旋設(shè)計(jì)，中心鋼量和切割刃邊緣與牙本質(zhì)的接觸區(qū)要多于TF。器械本身的螺紋截距對器械的硬度也有影響，TF與K3都是可變螺紋截距設(shè)計(jì)，但同型號銼之間TF的螺紋截距要明顯大于K3。因器械本身的設(shè)計(jì)特點(diǎn)無法改變，所以要解決切削不足的問題可通過兩種方法來實(shí)現(xiàn):一是增加預(yù)備時器械的旋轉(zhuǎn)速度，TF廠商推薦的使用轉(zhuǎn)數(shù)為500 r/min，用于根管再治療時轉(zhuǎn)數(shù)可達(dá)900 r/min。雖然轉(zhuǎn)數(shù)的提高增加了切削效率，但往往會增加器械折斷的風(fēng)險，以往學(xué)者在實(shí)驗(yàn)中使用機(jī)用鎳鈦器械預(yù)備根管的轉(zhuǎn)數(shù)通常為250～350 r/min，不同鎳鈦器械之間的轉(zhuǎn)數(shù)通常設(shè)定為同一個數(shù)值，也有采用不同的轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)［11］，但是當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)＞300 r/min時器械的折斷風(fēng)險會進(jìn)一步增加［12］，所以臨床使用TF預(yù)備根管時應(yīng)綜合考慮根管治療的復(fù)雜程度來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。二是延長預(yù)備的時間和器械更換的頻率，但在延長預(yù)備時間的同時根管偏移問題伴隨其出現(xiàn)，預(yù)備時間越長，器械對牙本質(zhì)的切割度就越大，導(dǎo)致根充完成后牙體剩余組織過少而發(fā)生牙根劈裂。

橫截面面積變化可看出，TF的變化最小，Pro-Taper最大。本實(shí)驗(yàn)中TF、K3所用的主尖銼都是0.06/#25;ProTaper主尖銼是F2，其尖端3mm處的設(shè)計(jì)是0.08/#25。ProTaper的最大特點(diǎn)是變錐度設(shè)計(jì)［13］。史春等［14］認(rèn)為，機(jī)用 ProTaper的切削能力優(yōu)于機(jī)用Hero642。有研究表明，TF對牙本質(zhì)玷污層的清除效率與傳統(tǒng)的鎳鈦器械相似［15］。根管不同位置的錐度可能并不相同，ProTaper的變錐度設(shè)計(jì)可使這種情況得到較好的解決，但會出現(xiàn)局部位置預(yù)備量過多的問題，增加了牙根劈裂的風(fēng)險。根管中心偏移量上，TF的偏移度最小，K3最大，這是由于3種器械的剛性差異所決定的。決定鎳鈦器械剛性的因素有很多，如器械中鎳與鈦的含量［16］，器械本身的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，橫截面的中心鋼量和橫截面形態(tài)等。K3相比另兩種器械在硬度上更加明顯，當(dāng)剛性增加時器械的抗彎曲性能就會降低。彭彬等［7］通過對樹脂模擬根管的發(fā)現(xiàn)，TF在多個測量點(diǎn)的中心定位能力好于ProTaper。Freie等［17］研究發(fā)現(xiàn)，距離根尖孔3、4 mm處TF的根管偏移和中心定位能力要優(yōu)于EndoSequence。Duran-Sindreu F等［18］研究表明，根管預(yù)備后根尖區(qū)偏移量上TF與FlexMaster無差異。距根尖孔6 mm以上為根管的直段，基本無偏移的發(fā)生，3種器械均能較好的維持根管的原始形態(tài)。

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