鎳鈦器械分離的影響因素及預防措施*

夏 冬 李巖峰 孫一丹

鎳鈦器械分離的影響因素及預防措施*

夏 冬 李巖峰 孫一丹

鎳鈦器械因其顯著的優良性能在根管治療中的使用日益廣泛，但多種因素導致器械折斷的發生也逐漸增多，分析鎳鈦器械的機械性能和物理性狀有助于分析鎳鈦器械折斷的影響因素和預防方法，在臨床中 提高鎳鈦器械使用效率的同時減少其折斷的風險。本文結合鎳鈦器械特點及導致器械折斷的影響因素及預防作一綜述，希望對臨床應用有所指導與幫助。

鎳鈦器械；根管預備；器械折斷；預防器械分離

鎳鈦器械憑借其優良特性在臨床上受到廣泛歡迎，良好的安全性和柔韌性是傳統不銹鋼器械所不能達到的，同時，鎳鈦器械的折斷問題也備受關注。有大量的研究評估了鎳鈦器械折斷的原因，發現扭轉應力和疲勞應力是造成其折斷的主要原因。常規將器械折斷形式分為兩種: 扭曲折斷和彎曲折斷。前者是由于器械尖端或任何部分卡在根管的狹窄處，其柄仍在 旋轉，超過了金屬的彈性限度而發生塑性形變，導致斷裂，發生率約55.7%。后者是指器械在彎曲部位持續旋轉，被反復壓縮拉伸產生金屬疲勞而發生折斷，主要發生于彎曲根管，發生率約44.3%[1]。有實驗表明，小號器械在用于擴大根管時，易束縛在靠近根尖部位，遭受較大的扭矩，從而折斷機率較高[2]，因此小號鎳鈦器械更容易發生扭曲折斷。而鎳鈦器械的疲勞折斷的發生與不同器械的尖端直徑以及根管彎曲半徑有關，由于小號器械比大號器械對周期性疲勞有更大抗力，因此，在使用大號修形銼預備彎曲根管時更易發生器械折斷。

1.鎳鈦器械的影響因素

1.1鎳鈦器械的加工工藝 目前鎳鈦器械基本分類：傳統鎳鈦器械、M-wire鎳鈦器械、CM(control memory)鎳鈦器械、R相合金。傳統鎳鈦合金主要采用冷加工方法磨削而成。這種方法增加了合金的易碎性,降低了其延展性和對裂紋蔓延的抵抗力。除此之外,車床機頭在加工的過程中會在器械表面留下研磨痕跡,造成應力集中缺陷,如陷窩、金屬條帶等。為了增加鎳鈦器械的使用壽命，生產者對器械不斷進行改進[3]。

熱處理：熱處理使得鎳鈦合金中各原子有足夠的能量重新排回到原來的晶格位置,使得金屬內部應力釋放,形變能量減小而延展性得到較大改善[4]。M-Wire鎳鈦合金是首批用于臨床的熱處理鎳鈦合金之一,經熱處理后器械的 機械性能有所提高[5],而CM-Wire 控制記憶合金具有受熱后可回復原形態的特點，在室溫下隨意改變形狀并且不會回彈，彈性和抗折斷性更強[6]。制造過程中的熱處理方法能夠使鎳鈦器械抵抗疲勞的能力增強[7]。

表面處理：包括汽化沉積法和離子植入法，消除了鎳鈦器械表面由于機床加工而留下的微小缺陷,對改善鎳鈦器械表面性狀有較好的效果。

電解拋光：去除器械表面殘留碎屑、微裂隙、小凹陷和殘余應力,使工件表面光亮度增加。Praisarnti[8]，Lopes等[9]以鎳鈦系統作為研究對象發現電化學拋光可以增強鎳鈦器械的抗疲勞性能。

扭制方法：R相合金于2008年研制成功,它采用了一種新的 扭制方法，該方法是把1根超彈性的鎳鈦合金金屬絲碾成胚體，然后夾緊胚體的一端并旋轉另一端，胚體一直保持在奧氏體狀態,直到被扭曲發生塑性形變而發生壓力誘導的馬氏體轉變，在扭制的整個過程中可能都進行了熱處理[10]。由R相合金制作的器械包括Twisted Files(簡稱TF)和K3XF。

鎳鈦器械制造過程中熱處理、新的扭制方法、還有鎳鈦器械的表面處理都可以改善鎳鈦器械在根管中發生分離的情況[10]。Shen等提出鎳鈦器械本身材料的特性對器械的疲勞使用壽命有著本質上的重要影響[11]。

1.2消毒劑與沖洗劑 根管預備過程中運用根管沖洗液是必須的環節，這個過程能夠減少根管賭塞的可能性并且提高工作效率，但這些液體是否會腐蝕器械引起了學者的關注。Viana等學者發現不銹鋼器械用高溫蒸汽滅菌會產生腐蝕，因此現在很多都是采用干熱滅菌[12]。Cavalleri等發現，在根管預備過程中使用次氯酸鈉溶液沖洗不會通過腐蝕影響鎳鈦器械的結構[13]。還有實驗證明無論鎳鈦器械是靜止地浸泡在次氯酸鈉溶液中，還是運轉的時候浸泡在次氯酸鈉溶液中，鎳鈦器循環疲勞的抵抗能力都不會受影響[14]。國內也有關于EDTA(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid，乙二胺四乙酸)的實驗，鎳鈦器械在根管預備過程中旋轉，對根管進行切削以除去感染物擴大根管，在進行切削過程中器械由于反復受力磨損或者因根管結構彎曲狹窄等異常易造成器械折斷，而EDTA能夠有效潤滑根管壁，除去根管內的感染物質和感染的牙本質碎屑，溶解根管內鈣化物，可減緩機用鎳鈦銼疲勞程度，從而減少斷針的機率，提高鎳鈦器械的使用效能[15]。然而，另有一項研究報道鎳鈦器械在17%EDTA溶液中浸泡3min,抗循環疲勞性能均下降，EDTA對器械腐蝕性的影響還需要進一步研究,因此,根管預備過程中,臨床醫生要注意勿使器械柄部接觸沖洗劑,避免發生電化學腐蝕; 根管疏通后要及時拭去器械表面粘附的EDTA[16]。

1.3降溫對鎳鈦器械折斷的影響 機用鎳鈦銼在使用過程中產熱，如果熱量過大或者超過一定的時間必然會增加器械折斷的機會，張平等通過實驗發現鎳鈦器械在使用過程中采取水冷卻的措施會大大降低器械折斷幾率的發生[17]。不同的溶液對于鎳鈦器械的使用效率也會有不同的影響，有實驗證明使用5%的NaClO溶液和水浸潤鎳鈦器械都能夠降低器械的折斷風險，而且前者能夠更多的降低器械的溫度從而更好的降低折斷風險[18]。

1.4鎳鈦器械的使用壽命 鎳鈦器械在使用一定的次數之后會變得更容易折斷和降低切割效率，因此鎳鈦器械的的最佳使用次數也是很多研究者關注的問題，不過到目前為止關于鎳鈦器械的壽命仍然沒有統一的意見，主要是沒有一致的標準測定鎳鈦器械的使用壽命。由于使用一系列的鎳鈦器械預備根管的時候，其中有些器械會在一定的程度上比其他器械承受更多的應力，這樣得出的結果不可靠，于是You等通過通過預備彎曲根管研究鎳鈦器械的壽命，發現反復使用單獨的PTU F2器械預備根管與傳統的按照PTU順序預備根管相比，其中前者每只器械至少能夠安全的使用六次而且根備的效率也是高于后者[19]，掃描電鏡下得到進一步證實，使用過的鎳鈦器械表面會產生微裂紋，在進一步使用會使鎳鈦器械發展至折斷[20]。

1.5患者方面的影響 了鎳鈦器械本身的影響之外，還有許多患者方面的因素，比如年齡、牙位、開口度等，由于老年患者牙本質－牙髓增齡性變化，使其髓腔變細、鈣化，根管口鈣化器械不容易進入[21]，磨牙位置比較靠后，再加之有些患者開口度比較小，這些因素都會加大鎳鈦器械的使用阻力，產生過度彎曲，從而造成金屬疲勞，增加器械折斷的可能性。

Kosti[22]等通過實驗就得到，無論是疲勞折斷還是扭曲折斷在彎曲根管預備中發生的可能性都要大一 些。

2.鎳鈦器械折斷的預防

隨著鎳鈦器械的更新換代，器械分離的狀況有所改善，合理并規范使用鎳鈦器械可以很大程度上降低器械分離的發生率，提高使用壽命。

2.1彎曲根管 在預備彎曲根管時，鎳鈦器械的折斷率隨著根管彎曲度增大和曲率半徑減小而增加[23]。Zelada和Martin等[24-25]在根管彎曲度大于30度的離體磨牙上進行根管預備，結果顯示鎳鈦器械折斷率增高。當然術前影像學檢查及手動器械探查根管能夠顯示根管彎曲度的情況，因此，操作者在遇到彎曲度較大的根管時要有所警惕，預備根管時要謹慎。

2.2建立順滑通路 有大量的研究評估了影響機用鎳鈦根管器械斷裂的各種原因,發現扭轉應力和疲勞應力是造成根管銼折斷的主要原因,如果根管預備初期建立疏通通道和根管預處理,則可以大大降低機用器械折斷的概率[26]。所以，在臨床根管預備前，建議先用＃10手用不銹鋼K銼疏通根管，擴大根管上部結構敞開根管口，打開了器械進入根管內的通道，然后預備至20#，或者＃10不銹鋼K銼疏通后用機用鎳鈦疏通銼(如：path file)建立疏通通道并進行根管的預處理，再應用鎳鈦根管器械進行根管預備。有研究[26]稱與不銹鋼K銼比較，Path File 鎳鈦疏通銼可以在較短時間內進行預處理以及建立順滑的疏通通道，臨床效果優于前者。

2.3運動方式和轉速 有研究[27-29]表明往復運動與連續旋轉運動相比，前者能延長鎳鈦器械的抗循環疲勞壽命。但轉速對鎳鈦器械疲勞性的影響效果卻評價不一，有研究[29]稱轉速對Mtwo鎳鈦銼的循環疲勞性能沒有影響，另一項研究[30]則稱protaper F2分別在400rpm和250rpm條件下進行根管預備，前者更容易發生斷裂。兩實驗結果可能跟器械類型不同有關，所以不同鎳鈦器械的轉速要因器械而異。

2.4沖洗和潤滑 沖洗和潤滑是達到根管清創效果的基礎。掃描電鏡下顯示根管預備后產生大量牙本質碎屑，沖洗是去除碎屑的關鍵步驟[30-34]。常用沖洗液有5%次氯酸鈉、3%雙氧水以及17%EDTA等，根管沖洗可以減少了根管堵塞，降低摩擦阻力和機械負荷，從而減少了鎳鈦旋轉器械的扭轉應力。因此，根管預備中，要進行足夠的沖洗和潤滑[35]。盡量將鎳鈦器械在沖滿液體的根管環境下使用。

2.5手機馬達的操縱 鎳鈦手機馬達的操作方式在根管預備中非常重要，已經證實一個循環的軸向運動可以防止鎳鈦旋轉器械過早斷裂[36]。另外，上下輕輕提拉的方式可以降低根管預備中根尖方向的阻力，以防止器械與根管壁結合過緊及扭轉產生的循環疲勞。Li等[37]在靜止狀態和提拉狀態下測試鎳鈦器械的旋轉疲勞時發現，隨著提拉距離的增加器械折斷的時間相比靜態旋轉的折斷時間逐漸延長，驗證了這種操作方式有助于預防鎳鈦器械的折斷。Yared等[38]發現在離體磨牙中使用輕微提拉法預備根管降低了逐漸增大扭轉應力并且無器械折斷。因此，臨床操作者應使用提拉的方式操作鎳鈦手機馬達。

器械折斷是根管治療中嚴重的并發癥，會導致根管治療變得復雜或治療失敗。實驗室和臨床評估已經表明，當操作者意識到器械折斷的可能性并采取相應措施，器械折斷的發生率明顯降低。因此，必須在臨床上規范使用鎳鈦器械，運用適當措施，以減少發生折斷風險，保證根管治療的治療效果。

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Infl uencing factors and preventive measures of the fracture of nickel titanium instruments separation

XIA Dong, LI Yan-feng, SUN Yi-dan
(Department of Stomatology, First Affi liated Hospital of PLA General Hospital , Beijing 100048, China)

Nickel titanium instruments are widely used in root canal therapy because of their excellent properties . However, a variety of factors lead to the occurrence of fracture is also increasing. Analysis of the mechanical properties and physical properties of nickel titanium instruments can help to analyze the infl uence factors and prevention methods of nickel titanium instruments, which may improve the effi ciency of nickel titanium instruments and reduce the risk of fracture In this paper, we reviewed the characteristics of nickel titanium instruments, the factors leading to the fracture of the instrument and the prevention methods, hoping to be helpful for clinical application.

NiTi endodontic instruments ; root canal preparation; instrument fracture; instrument separation

R781.05

A

1672-2973(2017)01-0061-04

2016-07-26)

解放軍總醫院臨床扶植基金(項目編號：2014FCSXYY-1003)保健專項課題資助(項目編號：14BJZ03)首都衛生發展科研專項(項目編號：2014-4-5022)

夏 冬 解放軍總醫院第一附屬醫院 碩士生 醫師 北京100037

李巖峰 通訊作者 解放軍總醫院第一附屬醫院 副主任醫師副教授 北京 100037

孫一丹 解放軍總醫院第一附屬醫院 碩士 醫師 北京100037