《Journal of Functional Biomaterials》：Antibacterial Effects of the iVac Endodontic Irrigation System Within Dentinal Tubules: An In Vitro Confocal Microscopy Study
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背景： 本研究旨在比较iVac与传统注射器针头冲洗在使用相同标准化抗菌冲洗方案时的抗菌效能，通过评估牙本质小管内细菌活性和膜损伤细菌细胞的深度来进行评价。方法： 对四十二颗离体人牙进行机械预备、灭菌，并接种粪肠球菌（Enterococcus faecalis）
背景： 本研究旨在比较iVac与传统注射器针头冲洗在使用相同标准化抗菌冲洗方案时的抗菌效能，通过评估牙本质小管内细菌活性和膜损伤细菌细胞的深度来进行评价。方法： 对四十二颗离体人牙进行机械预备、灭菌，并接种粪肠球菌（Enterococcus faecalis）ATCC 29212。样本被随机分配至iVac冲洗组（n=20）或传统30G注射器针头冲洗组（n=20）。两种方案均采用相同的冲洗顺序：5%次氯酸钠（NaOCl）、10%乙二胺四乙酸（EDTA）、5% NaOCl和生理盐水。处理后，牙齿被切片，使用BacLight活性检测试剂盒染色，并通过共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）进行分析，以确定平均红色荧光比例（MPRS）和在冠方、中份及根尖三分之一处检测到对应膜损伤细菌细胞的碘化丙啶（PI）相关红色荧光的平均渗透深度（MPD）。统计学显著性水平设定为p<0.05。结果： 两组间的平均红色荧光比例（MPRS）无显著差异（p=0.24）。相反，iVac组的总体平均渗透深度（MPD）显著更大（p=0.021），尤其是在冠方和中份三分之一（p值分别为0.015和0.032）。在根尖三分之一处未观察到显著差异（p=0.12）。结论： 在本实验条件下，iVac与传统注射器针头冲洗方案产生了可比的总体细菌活性结果。然而，iVac方案与牙本质小管内显著更深的膜损伤细菌细胞深度相关，特别是在冠方和中份三分之一处。
论文解读文章
研究背景与目的
根尖周炎是由根管系统内形成的多微生物生物膜引起的根尖周组织炎症性疾病，影响全球近半数人口，构成重大公共卫生负担。尽管非手术根管治疗是可预测且长期效果良好的方法，但持续的根管内感染仍是导致治疗后根尖周炎和根管治疗失败的主要原因。机械预备结合化学冲洗虽能大幅降低根管内微生物负荷，但由于根管系统的解剖复杂性——如峡部、副根管、鳍状结构等不规则区域常无法被器械触及，超过三分之一的根管壁表面未被预备——残留的活菌可能存留于这些难以到达的区域及牙本质小管内，尤其在根尖三分之一处，从而影响治疗效果。此外，预备过程中产生的玷污层会覆盖牙本质壁并封闭牙本质小管，限制冲洗液和根管内药物的渗透。传统注射器针头冲洗是最常用的技术，但其有效性高度依赖针头插入深度，通常仅在针尖前方约1-1.5mm范围内实现有效置换；在狭窄或弯曲根管中，安全地将针头置于接近工作长度往往不可行，这会减少冲洗液交换并可能导致细菌持续存在，同时该技术还存在较高的根尖推出风险。为克服这些局限，研究者开发了多种改进策略，如被动超声冲洗和根尖负压系统。然而，关于将超声激活与根尖负压结合于一体的系统的证据有限。因此，本项体外研究旨在比较iVac根管冲洗系统与传统注射器针头冲洗在相同标准化抗菌冲洗方案下的抗菌效果，具体通过共聚焦激光扫描显微镜评估细菌活性及牙本质小管内检测到膜损伤细菌细胞的深度。研究假设两者在细菌活性和膜损伤细菌细胞深度方面无显著差异。
关键技术方法
- 1.
样本制备与污染模型： 选取42颗离体人类单根牙，经根管预备至ProTaper Next X3后高压灭菌。随后接种粪肠球菌ATCC 29212悬液，离心辅助细菌渗入牙本质小管，并在需氧条件下37°C孵育21天建立成熟生物膜模型。
- 2.
冲洗干预分组： 样本随机分为两组（每组n=20）。iVac组使用连接压电超声手柄和抽吸单元的聚醚醚酮微细管，距工作长度1mm处以70%功率激活；对照组使用传统30G侧方开口针头。两组均采用相同冲洗序列：5% NaOCl 60秒、10% EDTA 60秒、5% NaOCl 60秒、生理盐水60秒，流速均为0.1mL/s。
- 3.
样本处理与共聚焦成像： 冲洗后，将牙根沿长轴垂直切割成1mm厚切片，并按解剖位置分为冠方、中份和根尖三组。切片经LIVE/DEAD BacLight细菌活性检测试剂盒染色后，使用共聚焦激光扫描显微镜在标准参数下采集图像。
- 4.
数据分析： 由盲法检查者测量两个主要结局指标：平均红色荧光比例（反映膜完整性受损细菌的比例）和平均渗透深度（定义为在牙本质小管内检测到碘化丙啶染色、膜损伤细菌细胞的平均深度）。统计分析设定显著性水平为p<0.05。
研究结果
MPRS（平均红色荧光比例）比较：
通过共聚焦图像分析发现，iVac冲洗组与传统针头冲洗组之间的平均红色荧光比例无统计学显著差异（iVac组为52.36±4.25%，对照组为53.54±3.31%；p=0.24）。这表明两种冲洗方案在导致细菌膜损伤的整体比例方面效果相当。
MPD（平均渗透深度）总体比较：
与对照组相比，iVac冲洗组在牙本质小管内检测到的膜损伤细菌细胞的平均渗透深度显著更大（iVac组为359.82±78.10μm，对照组为299.62±51.85μm；p=0.021）。这提示iVac方案能使抗菌作用延伸至牙本质小管内更深的位置。
MPD按根管水平分层比较：
当按根管水平分别分析时，iVac组在冠方三分之一处（384.44±89.24μm对比309.23±36.13μm；p=0.015）和中份三分之一处（375.78±51.48μm对比290.43±38.12μm；p=0.032）的平均渗透深度均显著大于对照组。然而，在根尖三分之一处，两组间的差异未达到统计学显著性（319.26±38.92μm对比299.20±33.10μm；p=0.12）。
讨论与结论总结
讨论部分要点：
研究人员指出，尽管iVac组在牙本质小管内检测到膜损伤细菌细胞的深度显著更深，但整体细菌活性比例无显著差异。这可能是因为次氯酸钠接触细菌后迅速发挥杀菌作用，在给定的相同浓度、体积和时间条件下，抗菌效果可能已接近平台期。而iVac系统结合了超声激活与根尖负压，其流体动力学特性——如增强的冲洗液运动、壁面剪切力以及持续的根尖区冲洗液交换——可能是实现更深抗菌效果的原因，但该机制尚不能从本研究中直接证实。值得注意的是，根尖区未观察到显著差异，可能与根尖区域管径较小、解剖约束更多有关。研究也讨论了单菌种模型的局限性，指出临床感染多为多微生物群落，未来研究应采用多菌种生物膜模型。此外，负压设计理论上可降低根尖推出风险，但需专门研究验证安全性。
结论部分翻译：
在本体外研究的局限性范围内，iVac与传统注射器针头冲洗方案在相同的化学冲洗条件下产生了可比的总体细菌活性结果。然而，对应膜损伤细菌细胞的碘化丙啶相关红色荧光在iVac方案后的牙本质小管内被检测到显著更深的深度，尤其是在冠方和中份三分之一处。由于冲洗液渗透未被直接测量，且超声激活和根尖负压的各自贡献未被单独评估，本研究中此发现背后的机制尚无法确定。有必要开展进一步研究，使用荧光标记冲洗液或其他专用方法直接评估冲洗液渗透，同时采用解剖复杂的牙齿和多微生物生物膜模型进行研究。
