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器械分离上篇 发生机制以及对临床效果的影响

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前言



由于之前忙于培训的事,所以推送中断了一些时间,谢谢大家的耐心等候,也谢谢参加的同行们和各位工作人员。

 

很多医生在根管治疗过程中最害怕出现的就是器械分离,不仅患者管理变得十分困难,而且会给术者留下阴影,打击对于牙体牙髓的信心,然而这种治疗的并发症有时又难以避免。所以,如果有哪位认为自己从未出现过断针的话,只能说明他做的根管还不够多。

 

所以,李亨利将利用两张篇幅,带大家深入了解器械分离的发生机制,对临床效果的影响,发生的危险因素以及恰当的处理和预防方法,希望能提供一个科学可循的观点,为大家消除疑惑和恐惧。

 

发生率 

不同类型的分离器械;A. 螺旋输送器;B. GG钻;C. 整支镍钛锉 (由Dr. Peter Spili提供)

 

分离在根管内的器械不仅限于根备锉,还包括GG钻、侧压针、螺旋输送器、冲洗针头和超声荡洗针等,一般原材料多为镍钛、不锈钢和碳钢。

 

根管锉在分离前出现的解螺旋能起到预警作用(上);相反,以ProTaper为例,一般情况下无法预知锉是否出现变形,除非在光照下利用显微镜观察每段螺纹的距离,不对等的那段就代表发生塑性形变(plastic deformation)(红箭头),所以临床上基本无法发现,增加断针风险。

 

随着机用锉的推出,断针的风险也随之提高,而且镍钛器械的分离一般都毫无征兆,即使对于全新的锉(Zuolo & Walton 1997; Parashos & Messer 2004)。反而,不锈钢锉在分离前多半已经发生变形,这样还能起预警作用,降低发生率。

 

那究竟是不是镍钛锉发生分离的机率就高于不锈钢锉呢?

 

过去认为机用镍钛锉更危险的观念一般建立于非正式的沟通渠道(Parashos & Messer 2006),或者是那些对于临床废弃器械检查的研究。但是由于该类型的研究无法确定分离的器械是否留在根管内,还是被成功取出,所以该数据并没有临床代表性。

关于器械分离的临床发生率的研究

 

还是有少量的疗效研究(outcome studies)报道了总体的发生率,其中不锈钢锉平均为1.6%,范围在0.7-7.4%;而镍钛锉平均为1.0%,范围在0.4-3.7% (上图)。所以,根据目前的证据,镍钛锉分离的发生率实际上比不锈钢要低

 

但我们要注意,导致镍钛器械断裂的原因都是复杂的、多因素的,其中最重要的是与操作者相关的因素,如临床技巧、经验、对镍钛系统的熟练程度和器械使用次数的决定等。这也解释了为什么不同实验之间报道的器械分离发生率有这么大差异。

 

断裂机制 


要深入了解器械断裂的发生机制,就必须要在足够的放大倍数下观察断裂面 (如上图),也就是所谓的显微断口研究 (fractographic study)。这些为数不多的实验大部分是针对机用镍钛锉。系统来说,断裂机制主要分为剪切/扭矩破坏(shear/torsional failure)和疲劳破坏(fatigue failure) (Cheung et al. 2005)

 

剪切破坏 (Shear failure)


这是上图B区域的放大图像,显示了剪切失败的断面特征: 断面四周为不规则的韧窝(dimples)(图片右侧)和中心共轴的磨损印记(concentric abrasion marks)(图片左侧)

 

当锉的尖端被卡紧的同时上段仍持续扭转,所产生的应力超出材料自身的极限抗剪强度(ultimate shear strength)的那一刻,剪切破坏随即发生。其断口特征主要为(Cheung 2007)

 


1.     中心共轴磨损(centric concentric abrasion): 这是由于在发生折断时,断面两端互相摩擦所造成的印记。

 

微观下的韧窝形态

 

2.     偏斜的韧窝 (skewed dimple):所有类似镍钛金属,具有延展性(ductile)的材料内部都固有大量的孔洞(void)。当受到外力时,孔洞体积会不断增加直到位于孔洞间的完整材料由于过度拉伸而破裂,这就是韧窝的产生机制。当材料受到的是由扭转所产生的剪切应力,其韧窝图案都是偏斜的。

 

另外,当给予一个既定的作用力矩时,剪切(扭)应力的大小与材料的直径成反比,这就解释了为什么大部分剪切失败都发生在锉的尖端,大约1.3-2mm,正是直径较小处 (Shen et al. 2006; Parashos et al. 2004)

 

疲劳破坏(Fatigue failure)


该破坏机制曾被Messer引领的实验小组称为循环疲劳(cyclic fatigue),主要指镍钛锉在弯曲根管中持续旋转导致的断裂 (Sattapan et al. 2000)。在此循环荷载 (cyclic loading下),器械同时受到程度相当的压应力和拉应力。

 

测试镍钛锉抗疲劳性的4种实验方法

 

之前的一些文献报道了44-91%的机用镍钛锉分离的主要原因正是疲劳破坏,而临床上几乎所有根管都有不同程度的弯曲度,导致随后涌现了大量关于不同镍钛系统抗疲劳性(fatigue resistance)的实验 (Sattapan et al. 2000; Cheung et al. 2005; Wei et al. 2007)。说白了,就是测试在器械在弯曲旋转的情况下,分离之前的时间或旋转圈数。

 


(a)疲劳破坏断面特征示意图;(b)SEM显微断面图;(C)定常裂纹扩展区 (steady crack-growth region);(d) 疲劳条纹 (fatigue striations),箭头提示裂纹产生瞬间的方向;(e)(f)器械的另外两个切刃,无明显裂纹产生,仅有微观的韧窝出现

 

其微观断面特征主要有(Cheung & Darvell 2007)


  1. 断面一般有一个或多个裂纹源 (crack origin),然后每个都紧挨着定常裂纹扩展区 (steady crack-growth),之后就是快速裂纹扩展区 (rapid crack-growth area),里面都是一些形状大小不规则的韧窝 (dimple)组织。


  2. 疲劳条纹(fatigue striations)是特性表征,每个条纹代表的是当材料受到载荷循环的压应力阶段时,裂纹扩展的方向。

 

我们要切记,器械在根管内的运动机制是十分复杂的,在弯曲根管内同时切削和研磨,所以都会同时受到扭转和弯曲的应力。上文归纳为两种单独的机制,只是便于研究不同负荷所产生的影响,但真正导致断裂的发生都是涉及疲劳和剪切应力的共同作用 (Barbosa et al. 2007)

 

对临床效果的影响 

一直以来,学者们关于分离器械的处理都有着不同的理念,有的建议把断针留在根管内,其余上段就按标准根管流程处理(Crump & Natkin 1970);有的则提倡建立旁路疏通根管,充填时连同断械一同封闭在根管内 (Zeigler & Serene 1984);有的想通过手术方法,取出断械或切除被阻挡的那部分牙根 (Ingle & Glick 1965; Sommer et al. 1966);近期,还有很多新器械是专门为根管内取断针而设计的 (Ruddle 2004; Terauchi et al. 2007)。

 

所有的这些理念实际上都是建立在对于器械分离在疗效影响的不同判断上,因此,操作者若要进行客观的利弊权衡,就必须充分认识断针对牙齿预后的影响。

 

证据等级 

根尖周病损对于器械分离患牙预后的影响

 

先简单介绍一下临床实验根据证据程度的分级,从高到低依次为:随机对照实验 (randomized controlled trials);队列研究(cohort studies); 病例对照研究(case-control studies); 病例系列(case series)和 病例报告(case reports)。但是对于断针的临床研究,由于实验伦理的限制,最高也只能达到病例对照研究的水平。另外,由近期的一篇系统系回顾文献指出,目前大部分的临床证据都是来源于病例系列,而真正的病例对照研究经过筛选后也仅有2篇,分别是1970年的Crump & Natkin和2005年由Spili et al. 发表 (Panitvisai et al. 2010),其中得出了一个重要结论,就是术前根尖病损是遗留分离器械影响患牙预后的最主要因素

 

临床决定 

37术前诊断为无症状性根尖周炎,因转诊医生在开髓时发现根管为C型,故转至我处;在疏通根管时发现#10K锉分离,但未阻挡工作长度且显微镜下也无法暴露断械,选择进行常规根管治疗;1年后回访发现根尖周暗影消失,37无任何临床症状,根管治疗判断为成功

 

在各位根据上述有限的证据来作出临床决定之前,请注意大部分的实验都是来源于专科诊所或者是良好的学院配置,而我们也知道当牙体牙髓治疗的技术标准越高,根尖周炎症对其疗效的影响则越低 (Sjögren et al. 1990)。所以直接对治疗产生影响的并不是分离器械的本身,而是由于其阻挡而影响的根尖段根管的消毒和充填。除此之外,还包括断针发生在治疗的哪个步骤;根管解剖;断针位置和断针类型 (Parashos & Messer 2006)

 

由于发现46有分离器械,故转至我处;开髓时发现近中根管曾进行塑化治疗,在成功暴露断针及取出的同时,造成了MB根管条形侧穿,随后马上进行MTA修补;该牙术后无临床症状,但具体预后仍待术后随访进行判断

 

由于根尖1/3是发生器械分离的最常见部位,尝试直接取出的话容易过度损伤牙体组织,造成更复杂的医源性错误,如台阶、偏移和侧穿等,所以建立旁路才是应该被视为首选方法 (Al-Fouzan 2003)

 

市面上各种取断针系统

 

虽然如今在显微镜的帮助下,和一系列专门设计的特殊用具,都增加了根管内取出断针的机率,但是该操作还是需要熟练的专科经验和无可避免地去除牙体组织,所以操作者一定要小心谨慎,以患者为导向作出权衡。但是,无论作出何种临床选择,取或不取断针,都要组织详尽的跟踪随访,若根尖周组织出现恶化,则需要考虑手术介入甚至拔除

 

最后,根据目前拥有的最高水平证据,分离器械遗留于根管内并不会对牙齿预后造成有统计学意义的影响,除非患牙有术前根尖周病损且又受到断针阻挡无法进行有效的根管消毒,治疗效果才会受损 (Panitvisai et al. 2010)

 

总结


  1. 镍钛器械的断裂机制主要分为剪切破坏和疲劳破坏;


  2. 目前能参考的最高证据水平的实验也只是病例对照研究;


  3. 器械分离有一定的发生率,且经常毫不知情地发生,所以如果只是小概率事件,医生无需过度自责,打击信心;


  4. 术前要常规向患者解释发生器械分离的可能性,而当意外发生后必须如实告知患者,切忌隐瞒事实;


  5. 器械分离的处理应该交给专科医生进行判断;


  6. 当前的证据显示分离器械并不会引起术后症状等影响牙齿预后的因素,所以提议应该首选旁路建立,完成有效的根管消毒,避免过多去除硬组织,最大程度降低对预后的影响;


  7. 对患牙安排恰当的跟踪随访,避免和处理恶略情况的发生,维持患者对医生的信心


  8. 一切选择必须以患者导向,把患者利益放在首位


To be continued



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