超声技术提高根管冲洗效果的研究进展

马江敏，朱 苑

去除根管系统内部的残余活髓或坏死牙髓、微生物及其产生的毒素是根管治疗成功的关键［1］。冲洗液在根管生物力学处理中主要发挥润滑和清洁作用，包括消除根管微生物，降解残余组织、有机质和无机质，保证污染的牙本质的清洁和根管内部通畅［2］。有效根管冲洗的目标是确保冲洗液渗透到所有的根管壁，特别是靠近根尖的区域。

迄今为止，即使是采取了低pH值、升高温度或者添加表面活性剂等方法来提高浸润性的条件下，仍没有某种单一的冲洗液能够融合上述所有的理想特点［3，4］。没有一种冲洗液既能降解牙髓有机质又能使根管壁上钙化的有机质脱钙。实际上，目前的牙髓治疗中常使用两种冲洗液，一是单独用次氯酸钠（NaClO），二是配合使用乙二胺四乙酸（EDTA）或者氯己定溶液［3］。

在牙髓病学的发展历史中，人们一直都在研究更有效把冲洗液注入根管系统并搅动的工作系统，这种努力从未停止。这些系统大致可以分为两类：手动和机动装置。机动装置又包括使用旋转刷，旋转根管器械同步冲洗，压力转变装置以及声波和超声波系统。与传统的注射器加针头冲洗相比，这些系统均可以提高根管清洁效率［5］。

本文主要是综述超声技术在搅动根管中冲洗液的应用，并与传统冲洗方法比较其优缺点。

1 超声用于根管冲洗的原理

超声和声音一样，是一种振动或声波，但是超声的频率比人耳能感觉到的最高频率（约20 000 Hz）还要高。有两种基本的办法制造超声。一种是利用磁致伸缩效应，即把电磁能量转化为机械能，将磁致伸缩金属条置于一个稳定的交变磁场中，从而产生振动。第二种方法基于压电效应，对一块晶体施加电场从而改变其尺寸大小。当晶体的发生变形时可产生机械振动而不产热。磁致伸缩单元会产生“8”字型振动（也可能是椭圆），而这不能满足牙髓治疗的要求，另一个缺点是这些单元可能产热，需要足够的降温。而压电单元与磁致伸缩相比有明显的优势，后者频率为24 kHz，前者每秒可以产生更多的圆周振动，约40 kHz。这些单元进行活塞样的线性运动，更符合牙髓治疗的实际需要［6］。

超声工作端最重要的优势在于不发生旋转，因此可以在保持高效的切割效能同时确保其安全可控。30 Hz的压电振荡器可以使超声波完全通过超声根管锉传递出去，因此锉的振幅不会随着功率的增加而线性增加［7］。这一特点主要应用在探查疏通隐藏的根管和取出断裂的根管扩大器械中，同时也应用在根管外科进行根管倒充填的洞型预备中。

2 超声在牙髓治疗中的应用

超声技术在牙科中最早是用于龋洞的预备。“微创牙科”概念的提出以及对微小龋洞预备的需要，意味着超声成为龋洞预备的一项新办法。不过在1955年以前这一方法并没有得到普及推广，随后超声被用于去除牙齿表面的结石和牙菌斑。尽管超声在牙科中已用于治疗和诊断，也成为器械消毒灭菌前的清洗手段，直到最近超声才主要用于牙齿表面和根管内部的切削和修整光滑［6，8］。

1957年，Richman首次在根管治疗中引进Cavitron超声器械进行冲洗并获得很好的效果。而其后Martin等人的研究才使得超声激活的 K锉用于根充之前的根管预备［9］。“endosonic”一词也是由Martin与Cunningham提出，定义为根管预备消毒超声综合治疗仪［10］。

超声技术在牙髓治疗中的应用从多方面提高治疗质量，包括建立进入根管口的通道，根管的预备成型与充填，清理根管内材料与阻塞物，以及根管外科等［6］。

3 超声冲洗

有两种超声冲洗模式。第一种是超声冲洗和预备同步进行，第二种是被动根管冲洗（PUI）则没有同步的器械预备［11］。第一种模式由于其很难控制根管预备中牙本质的切削以及最后成型，可能导致根管形态的异常，现在临床上已基本废弃。使用超声引导锉时，根管偏移、根尖拉开以及根管穿孔等情况都会发生，特别是在弯曲的根管中［12］。因此不推荐第一种其作为手动器械预备根管的替代方式［11，13，14］。

被动超声冲洗被认为是更有效的应用方式［15，16］。Weller等［17］在1980年第一次使用PUI这一词来描述不进行预备的冲洗。这种没有切削功能的技术降低了根管预备形态异常的发生率。在PUI中，能量以超声波形式通过一根锉或者震荡的光滑金属丝传入冲洗液中，并产生声流和空穴这两种物理效应。声流现象定义为液体围绕振动的锉进行快速的圆周或漩涡状运动。空穴现象定义为在液体中制造气泡或改变已有气泡的形态大小［13］。

在过去的十年中有许多可以有效搅动冲洗液的装置涌现，提出了不同的冲洗机制，并根据其治疗原理去除残留软组织和玷污层。与声波冲洗相比，超声冲洗被证明更加有效，可以去除更多残屑。并且有文献称超声被动冲洗功效也显著高于声波被动冲洗［8］。而当声波冲洗使用较长的时间后，与超声冲洗对根管的清洁效果接近［5，13，18］。在冲洗液完全湿润残余牙髓和玷污层后，超声可以搅动这些根管中的碎屑，增加冲洗液浸润根管溶解组织的能力［4］。

超声清除玷污层是对多种冲洗液功能的补充，但是对EDTA的效果并没有促进作用。不过，仍有报道称超声结合EDTA可以提高根管治疗后桩道预备中根管壁的清洁效果，尤其是桩道的根尖侧空隙。

5．25%的次氯酸钠溶液在已知的所有冲洗液中是最有效的。NaClO冲洗结合超声或波振荡器有非常强大的抗菌效果。这种联合使用可以促进根管内物质交换，对冲洗液进行加热，去除牙本质残屑和玷污层，因此可以达到很好的清洁效果［3］。一般文献认为NaClO冲洗时间应该在30 s至3 min，不过目前还没有明确规定。短时间的被动冲洗可以使锉更容易放在根管中央，因此避免其接触根管壁形成异常根管形态［16］。

其他系统，比如说已经上市的RinsEndo，就是一种基于负压抽吸技术形成水流冲洗的仪器，和PUI相比它并没有更明显的清理根管的效果［20］。

冲洗的有效性取决于水流强度和冲洗液溶解组织的化学作用［5］。根管解剖形态以及注射器针尖直径决定的深度，都限制了注射器的冲洗效果，有研究发现其只能冲洗到针尖前方1 mm深的位置，增加冲洗液的量并不能明显提高清洗能力［8］。只有能将冲洗液网状渗透到机械预备不能清理到的根管侧支中才是有效的冲洗［21］。在冲洗液中进行连续的超声振荡对于复杂解剖结构的清理是一种有效的补充［18］。

装引导锉的超声对根管壁的清理效果明显优于单纯的手动机械预备。高功率超声配合小引导锉的模式由于其发生根管变形的概率较低因而受到推荐［16］。超声工作头与插入根管的手动根管锉手柄接触时依然有效，超声波可以通过手用锉传导进入冲洗液，但是会增加切削破坏根管壁的风险。

在根尖区比较宽的根管中进行彻底的清理和消毒是比较困难的，使用合适的针头（口径30 G）便于器械直线进入根尖区［22，16］。尽管缺少统计学证据，多数还是推荐将有安全头的针尖放到根管内工作长度或者短1 mm处，这样可以提高冲洗的效果［23］。有证据显示，在形态不规则根管和椭圆形态的根管中仅仅使用注射器冲洗后有大量的牙本质碎屑残留［2，24］。而在使用超声冲洗时，靠近不规则根管处的锉的振动可以从难以接触的位置清除更多的碎屑，光滑髓针和K锉的清理效果相同［13，14，16，21］。

关于手用注射器冲洗狭窄根管的有效性已经受到许多研究者的质疑，而超声冲洗依然有效。当声波或超声波在狭窄弯曲的根管中传递时，振动锉的运动会受到限制，清洁效果可能也受限。超声在比较宽的根管中更有效果，而在细根管中冲洗液很难到达根尖部，因此在进行完全的根管预备之后再利用超声冲洗更有效果［10，25］。与受根管壁限制的振动相比，器械的自由振动可以在冲洗液中产生更多更强的超声效应［5］。

被动超声冲洗有两种冲洗方式，连续或间歇性冲洗［8］。连续冲洗需要不断向根管内充入新鲜冲洗液，部分学者认为连续冲洗效果更好并且可以减少超声冲洗时间。这一观点的根据是次氯酸钠冲洗液中具有杀菌和溶解有机物功能的主要成分——次氯酸不稳定，在开始稀释组织时会很快降解，大约2 min。间断冲洗技术则是利用注射器向根管内注入冲洗液，然后进行超声震荡，再次冲洗，重复数次。到达根尖区的冲洗液的量取决于注射器针头深入根管的深度以及冲洗液的量，与冲洗方式没有直接关联。体外实验中，对比这两种冲洗方式在3 min内清除牙本质碎屑的效果没有显著性差异［13］。

综上所述，一般认为被动超声冲洗比传统的注射器清除压碎组织和牙本质碎屑更有效。造成这种差异的原因是冲洗时超声可以在根管内的冲洗液中形成高速声流效应，带走更多的碎屑，减少根尖部的堵塞，为冲洗剂深入根管开放通道以及比手动冲洗更强的冲刷效应［14］。被动超声冲洗（PUI）的工作头可以在根管内自由振动，避免对牙本质的损伤以及由此引起的并发症和不规则的根管预备成型［26］。

关于清除玷污层的研究，不少证据表明PUI在水作为冲洗液时不能清除玷污层［13］，而有报道称与3%的NaClO联合冲洗时可以完全清除玷污层［22］，这些结果在使用不同浓度的NaClO作为冲洗液的后续实验中进一步得到了证实［25］。因此，使冲洗液能顺利到达根管各部位的技术是有效冲洗的必要条件。也有其他研究对超声清除根管玷污层的有效性表示怀疑。虽然PUI的冲洗效果好于注射器已得到证实，有一项研究显示用1%的NaClO超声振荡冲洗10 s不能完全清除玷污层［27］，而使用 EDTA 结合声波［28］或超声波［29］振荡对玷污层则有着更好地清除效果。

许多研究者表示在手动或机动锉进行根管预备后，使用PUI可以获得比注射器针头更好地抑菌效果［2－4，6，8］。这一阳性结果主要有两方面的因素：首先，高强度的超声波对根管壁上的生物膜产生剥脱作用，受破坏的生物膜的细菌被拉扯游离，对NaClO的抗菌作用更敏感。空穴效应也使得细菌的细胞膜更加脆弱，对NaClO的通透性增加［24］。但仍有研究表明，尽管使用超声可以大大减少活菌落数量，没有一种技术能确保完全灭菌［30］。

一些学者坚持超声冲洗的最佳时期是在根管预备的初始阶段，使冲洗通过髓室传播。这一阶段搭配合适的锉可以使超声具有传递到根尖三分之一的优势。然而，大多数学者认为超声冲洗的最佳时期是在完成根管预备成型以后，在最后阶段可以使冲洗针到达工作长度从而提高冲洗效果，此外强调有利于冲洗的几大要素是：针头深度，根管与冲洗针半径之比以及根管预备的直径。

总之，最适合临床运用的冲洗方法是：在根管预备初期使用传统的注射器冲洗，在根管预备完成以后，再使用间歇性的被动超声冲洗作为补充。传统冲洗和超声冲洗相结合既便于操作，又促进根管各处细菌和玷污层的清除，提高根管治疗的成功率。

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