《Lasers in Medical Science》:Different irrigation solutions in calcium hydroxide removal: Do high-frequency ultrasonic and laser activation make the difference?
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本研究旨在比较评价不同冲洗液和活化技术去除位于根尖三分之一根管内标准化人工沟槽中氢氧化钙(CH)的效果。选取90颗因牙周原因拔除的单根人上颌中切牙,采用标准化预备方案进行器械预备。在劈开牙根的根尖三分之一制备人工沟槽,并填入CH糊剂。样本随机分为两个冲洗组:1
本研究旨在比较评价不同冲洗液和活化技术去除位于根尖三分之一根管内标准化人工沟槽中氢氧化钙(CH)的效果。选取90颗因牙周原因拔除的单根人上颌中切牙,采用标准化预备方案进行器械预备。在劈开牙根的根尖三分之一制备人工沟槽,并填入CH糊剂。样本随机分为两个冲洗组:1.5%次氯酸钠(NaOCl)+0.1%奥替尼啶二盐酸盐(OCT)或1.5% NaOCl+17%乙二胺四乙酸(EDTA)。每组再根据活化技术分为:传统针头冲洗(CNI)、被动超声活化(PUA)或激光活化(LAI)。数据采用Kruskal–Wallis检验和Mann–Whitney U检验并经Bonferroni校正进行分析(α=0.05)。组间差异有统计学意义(p<0.001)。OCT联合PUA显示最低的残留CH评分,且显著优于OCT+CNI。在CNI和PUA条件下,OCT去除CH的效果优于EDTA。OCT+PUA方案是去除CH最有效的方法。
论文解读
研究背景
根管治疗的首要目标是通过清除根管系统内活性和坏死牙髓组织、微生物及微生物毒素,促进根尖周组织愈合。根管系统解剖复杂,单纯机械器械难以接触所有管壁并实现彻底清创,因此有效冲洗和消毒方案与机械预备联合是治疗成功的关键。即使完成化学机械程序,根管内仍可能存在残留微生物,导致难治性感染和治疗失败。因此,诊间根管内封药成为牙髓治疗不可缺少的组成部分。氢氧化钙(calcium hydroxide, CH;一种高pH、广谱抗菌的诊间根管内封药)因高pH、广谱抗菌活性、组织溶解能力及诱导硬组织形成能力,是牙髓病学中最常用的根管内封药。CH通过灭活细菌细胞壁脂多糖并释放氢氧根离子,形成不利于微生物生存的环境。然而,尽管其临床益处明确,充填前从管壁完全去除CH仍至关重要。残留CH会阻碍根管封闭剂(root canal sealers)渗入牙本质小管(dentinal tubules),降低充填材料与牙本质的粘结强度,促进根尖渗漏,并可能改变根管封闭剂的物理性能和凝固反应。
去除CH最常用方法是使用次氯酸钠(sodium hypochlorite, NaOCl;根管冲洗消毒液)和乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA;螯合剂,可溶解玷污层和无机CH),并以传统针头冲洗(conventional needle irrigation, CNI)应用。EDTA是强螯合剂,能结合钙离子溶解玷污层和无机CH。但许多研究表明,仅用注射器和针头冲洗不足以从根管系统难到达区域完全去除CH,尤其是根尖三分之一、峡部和侧支。针头冲洗效果受针头插入深度和根管直径限制,根尖区冲洗液流动和搅动不足。这些局限促使各种活化技术和替代冲洗液发展。近年来,声波、超声和激光活化系统用于增强根管冲洗效果。被动超声活化(passive ultrasonic activation, PUA)被文献广泛视为金标准之一,通过产生声流和空化效应增加冲洗液与管壁接触。新出现的无线超声装置如Ultra X以约45 kHz高频运行,旨在产生强声微流,从而在复杂根管解剖中实现更有效清洁。激光活化(laser-activated irrigation, LAI)也已成为根管消毒和根管内药物去除的有前景方法。配备细光纤尖的二极管激光可深入根管,通过诱导冲洗液空化和热效应增强清洁。激光能量活化的冲洗液可产生冲击波,从管壁去除碎屑和药物残留。
在冲洗液方面,EDTA潜在牙本质侵蚀和细胞毒性促使研究人员探索更生物相容的替代品。在此背景下,奥替尼啶二盐酸盐(octenidine dihydrochloride, OCT;具有广谱抗菌活性和低毒性的替代冲洗液)因广谱抗菌活性和低毒性受到牙科关注。此外,OCT在玷污层去除和改善牙本质小管清洁方面显示潜力,可能影响牙本质表面与根管封闭剂之间的相互作用。尽管OCT尤其与NaOCl联合用于玷污层和根管内药物去除的有效性尚未完全阐明,但其组织友好特性使其成为有前景的根管冲洗替代品。作为次要目的,研究人员也评价了OCT去除根管内药物的效果。当前文献中关于CH去除的研究众多,但比较下一代活化系统联合不同冲洗方案效果的研究有限。因此,本研究旨在使用人牙标准化人工沟槽模型,比较三种活化技术(CNI、PUA和LAI)联合两种冲洗方案(1.5% NaOCl+0.1% OCT和1.5% NaOCl+17% EDTA)去除CH的效果。研究的第一个无效假设是不同冲洗液去除CH无统计学显著差异;第二个无效假设是不同活化技术去除CH无统计学显著差异。
材料与方法概括
研究人员选取90颗因牙周原因拔除的无龋、单根、单根管人上颌中切牙;G*Power 3.1.9.7功效分析设定效应量f=0.52、α=0.05、功效95%,每组15颗。冠部截除至根长16 mm,根管预备至#40。劈根后于根尖三分之一距根管腔3 mm制备人工沟槽(4 mm×0.2 mm×0.5 mm),填入CH糊剂,重组后37 °C、100%湿度孵育7天。随机分为六组。冲洗总量20 mL、5 min;组1为1.5% NaOCl+0.1% OCT,组2为1.5% NaOCl+17% EDTA,中间及最终用蒸馏水。活化技术包括CNI(30-gauge闭端侧孔针)、PUA(Ultra X,25/0.02尖)和LAI(940 nm二极管激光,200-μm光纤,1 W连续波,三个20 s循环,总60 s、60 J,光纤输出名义累积辐射暴露约191 kJ/cm
2)。显微镜25×下按Lee et al.四级评分,两名医师盲评,统计用Kruskal–Wallis、Mann–Whitney U和Bonferroni校正。
结果
六组总体比较:Kruskal–Wallis检验显示六组残留CH评分差异有统计学意义(p<0.001)。
EDTA组内比较:EDTA组内不同活化技术间无显著差异(p=0.059)。
OCT亚组内比较:OCT亚组间差异显著(p=0.040);OCT+PUA残留CH评分显著低于OCT+CNI(p=0.013);LAI与其他OCT组无显著差异。
EDTA与OCT在相同活化技术下比较:CNI条件下OCT显著低于EDTA(p=0.005),PUA条件下OCT显著低于EDTA(p<0.001);LAI条件下EDTA与OCT无显著差异(p=0.072)。
冲洗液总体比较:不论活化方法,OCT残留CH评分显著低于EDTA(p<0.001)。
活化方法比较:PUA和LAI均显著优于CNI(p=0.006和p=0.014),PUA与LAI无显著差异(p=0.926)。原文报告了Mann–Whitney U统计量、Z值和效应量。
讨论部分总结
本研究使用文献中广泛采用的人工沟槽模型评价不同冲洗液和活化系统去除CH的效果。该模型可标准化模拟根管系统难到达区域,并允许直接观察冲洗前后残留材料。许多研究强调没有单一技术能够从管壁完全去除CH。研究人员的发现与这一共识一致,因为所有实验组均观察到不同程度的药物残留。
最显著发现之一是,OCT尤其在联合CNI和PUA时,相比EDTA产生统计学显著更低的残留CH评分。传统上EDTA被视为通过结合钙离子增强CH溶解的螯合剂。然而,其潜在过度牙本质侵蚀和细胞毒性促使寻找替代剂。OCT以广谱抗菌活性和组织友好特性著称。研究结果提示,OCT不仅可作为抗菌剂,在结合适当活化方法时也可能作为EDTA去除药物残留的强替代品。此外,OCT优于EDTA不仅具有统计学显著性,还显示中到大效应量(r=0.49),提示这种差异可能具有实际临床意义。特别是OCT+PUA组合产生最低残留评分(中位数:0),表明该方案在实验条件下可能具有优越清洁潜力。OCT不是螯合剂,因此其效果可能与改善润湿性、降低表面张力、增强渗入不规则根管区域等理化性质有关。此外,NaOCl和OCT顺序使用可能通过改善冲洗液动力学促进CH残留的机械移位。由于本研究未直接评价这些机制,仍需进一步研究OCT、NaOCl和CH之间的理化相互作用。
关于活化系统,CNI在两种冲洗液组中均显示最低效果。这可归因于根尖区流动动力学受限和针头冲洗形成的死水区。针头冲洗时,冲洗液有效作用通常仅延伸至针尖外1–2 mm,可能使CH残留在根尖三分之一和人工沟槽中。相反,Ultra X超声活化显著增强清洁效果,尤其与OCT联合使用时。Ultra X装置在冲洗液内产生强声微流和空化效应,这些物理现象增加溶液对管壁的壁剪切应力,从而促进药物残留的机械脱离。Güven et al.和Adl et al.报告Ultra X在根尖区去除CH优于传统PUA或声波系统如EndoActivator。研究结果与这些报告一致,支持Ultra X高频操作可能有利于从复杂解剖区域去除药物。
LAI在本研究中也是有效方法;然而,LAI组内EDTA与OCT之间无统计学显著差异。与主要依赖光声和空化效应的铒激光系统不同,本研究使用的940 nm二极管激光主要通过光热能量传递至冲洗液。这种光热活化可能增强冲洗液动力学、改善向根管系统难到达区域的渗透,并促进CH残留移位。既往研究表明二极管激光活化可通过热活化和增强液体运动提高冲洗液渗透、改善根管清洁并增加封闭剂进入牙本质小管。因此,二极管激光活化产生的物理效应可能部分掩盖EDTA与OCT的化学差异,使两种冲洗液去除CH效果相当。与文献中其他研究比较,Ar?can et al.报告PUA和声波活化(EDDY)比CNI更有效,而Edwards et al.认为LAI是根尖区最有效方法。本研究中Ultra X联合OCT表现出的优越成功提示,该装置的高频可最大化抗菌溶液的渗透和清创能力。类似地,Güven et al.研究发现Ultra X和Eddy系统比EndoActivator和Endosonic Blue更有效。
本研究也存在若干局限。作为体外研究,它可能无法完全复制与活组织、根尖压力条件及临床实践中根管系统解剖变异相关的复杂相互作用。此外,仅关注根尖三分之一人工沟槽,对整个根管系统总体清洁效果提供的信息有限。该评分系统因实际适用性、较高可重复性和较高观察者间一致性而被广泛用于评价CH去除;但该评分系统不能准确评估CH去除深度。本研究中两名观察者独立评分,出现分歧时协商达成共识。
结论翻译
本研究显示,OCT在去除根尖区人工沟槽内CH方面优于传统EDTA。在所评估的活化方法中,PUA和LAI较CNI提供更有效清洁。值得注意的是,OCT与PUA联合被确定为最小化CH残留的最成功方案。这些发现提示,在放置生物活性材料和根管封闭剂前,将高频超声活化与替代抗菌溶液联合可能有利于临床医生制备更清洁的牙本质表面。