赵少剑 殷广浩 李梦菲 王其宝

根管治疗是目前治疗牙髓病和根尖周病最有效、最常用的手段，而根管预备是根管治疗的关键步骤。

近年来，根管治疗后患牙发生牙根纵裂的现象屡有发生，而牙根纵裂可能由牙本质微裂发展而来。根管壁牙本质微裂在咀嚼压力等负荷下，可以向髓腔或者牙周膜方向发展和延伸，进而产生牙根纵裂，因此根管壁微裂可能是牙根纵裂的起始阶段[1,2]，而牙根纵裂预后较差，常导致患牙拔除。然而目前关于根管预备与牙本质微裂及牙根纵裂之间是否有关仍然存在争议[3,4]。本文就牙本质微裂进行简要概述，并重点对根管预备过程中牙本质微裂发生的诱因及预防进行综述。

一、牙本质微裂

1.牙本质微裂的定义及评价标准

牙本质微裂是指产生于根管壁牙本质的细小裂纹，肉眼很难直视，常规临床检查难以探查，普通影像学手段难以发现，常需要借助一些放大设备如体视显微镜、显微CT（micro-computed tomography,micro-CT）、发光二极管投照、扫描电镜、聚焦细小直径光源等才能检测[3,5,6]。许多学者[7～11]将牙本质微裂纹分为三类：不完全微裂纹（裂纹线从根管壁延伸至牙本质而未到达牙根外表面）、完全微裂纹（裂纹线从根管壁延伸至牙根外表面）、克氏线（Craze line）（其他未到达牙根任何内外表面或从牙根外表面延伸至牙本质但未到达根管壁的裂纹线）。

2.牙本质微裂的潜在危害

（1）微渗漏：牙齿所处的口腔环境存在大量寄生微生物。一旦牙本质微裂纹与口腔环境相通，口腔中的细菌容易通过微裂纹进入并定植于根管系统，破坏根管治疗牙良好的冠根封闭性能，导致根管系统的再次感染，引起根尖周组织的急性或慢性炎症[12]。

（2）牙根纵裂：根管壁牙本质微裂在长期咀嚼压力等负荷下，裂纹线沿牙长轴从根管延伸至牙周膜，发生牙根纵裂[13]。牙根纵裂是指在牙根中出现完整或不完整的纵向裂纹，通常源于根尖，向冠方扩展，涉及牙体组织、牙髓和牙周组织。研究发现，牙根纵裂常发生于根管治疗后4～5 年内[14]。García Guerrero 等通过根管治疗1～8年后的病例对照研究发现，初次根管治疗与牙根纵裂之间存在显著相关性。根管再治疗的患者，发生牙根纵裂的风险是初次根管治疗的8 倍，这与在初次根管治疗中牙本质微裂纹累积叠加有关[15]。牙齿的解剖结构、所在位置、咬硬物史、根充压力过大、根管桩等并成为牙根纵裂发生的促成因素。多数临床情况下，牙根纵裂的诊断较为困难，通常需要临床检查结合影像学结果来进行诊断。根尖片显示根尖周存在光晕或“J”型透射影，锥形束CT（cone beam computed tomography, CBCT）显示颊舌（腭）侧垂直性骨丧失被视为牙根纵裂发生的重要间接标志[13]。手术探查被视为牙根纵裂确诊的金标准[16，17]。目前牙根纵裂已成为继龋坏和牙周病之后牙拔除的第三大最常见的原因。

二、镍钛器械因素与牙本质微裂

1.镍钛器械材质特性

镍钛器械使用含有约56wt%的镍和44wt%的钛的合金材料，其等原子比接近1:1[18]。这种等原子镍钛器械主要分为两类，即以奥氏体相为主的镍钛（包括传统镍钛、M-Wire 及R 相镍钛）和以马氏体相为主的镍钛（包括CM-Wire、Gold 及Blue 热处理镍钛）[18]。其中奥氏体相镍钛合金质地坚硬结实，不易变形，弹性模量大；马氏体相镍钛合金质地柔软，具有延展性，易变形，弹性模量小，更接近牙本质。在应力介导和温度改变下，奥氏体相和马氏体相之间相互转换，使得镍钛锉兼备超弹性（SE）和形状记忆效应（SME）的典型特征[19]。

TF 镍钛锉使用特殊表面处理的R 相镍钛合金经扭制而成，与传统的镍钛系统相比，柔韧性更好，预备后根管偏移更少[20]。Bayram 等[21]研究结果表明：与传统镍钛锉相比，经热处理后的M-Wire（TRushape）、CM-Wire（Hyflex CM）及CM-Wire结合电火花蚀刻工艺制成的Hyflex EDM 锉柔韧性较好，有利于防止微裂纹的产生。由于马氏体器械中诱导马氏体重新取向(孪晶到形变马氏体)的临界应力远低于奥氏体器械中诱导SIM 相变(奥氏体到形变马氏体)的临界应力[22]，因此与M-Wire 锉相比，新型记忆控制合金CM-Wire 镍钛锉柔韧性更好[23，24]，能更好的适应根管形态，减少切削应力，防止根部牙本质微裂纹的产生。此外，与传统镍钛和M-Wire镍钛器械相比，CM-Wire 镍钛器械经过特殊Blue 处理和Gold处理后显示出更好的弯曲性能和抗循环疲劳能力，这与其处于马氏体状态有关[25]。因此，对于解剖形态较复杂的根管，采用质地相对较软的CM-Wire镍钛器械、经Blue 热处理及Gold 热处理的镍钛器械进行预备安全性更高。

2.镍钛器械几何设计

牙本质微裂的产生可能与镍钛器械的尖端设计、截面几何形状、锥度、螺距以及凹槽形状有关[26]。

（1）锥度：研究[5]表明大锥度器械能导致牙本质裂纹的产生，过量牙本质壁的去除，势必增加根折风险[27～29]。Karatas 等[30]通过体视显微镜发现：锥度较小的F360 系统组比其余各大锥度器械组ProTaper Gold、Profile Vortex、F360、Reciproc 和ProTaper Universal 在距根尖3 mm 处产生的牙本质裂纹明显减少，提示锥度越小，牙本质去除量越少，形成裂纹的可能性越小。然而，de Oliveira 等[8]采用不同运动方式的锉预备，所有在根管预备后检测到的微裂纹在预备前就已经存在，并没有观察到由锥度变化所导致的牙本质微裂纹。上述结果的差异还有待进一步研究。

临床医师应该根据患牙牙根及根管解剖结构来选择合适锥度的器械，在清除根管感染的前提下，尽可能保护剩牙体组织，必要时配合化学预备。对于一些钙化根管，在使用机用镍钛器械预备时，先使用开口锉对根管中上段进行预敞，建立顺滑通道，然后使用小锥度通畅锉（如PathFile、scoutRace、Gfile、Hyflex GTF 机用通畅锉或手用不锈钢K 锉）疏通根管全长，最后使用序列锉或单支锉预备，这样可以减少切削刃与牙本质壁之间的切削压力，从而减少牙本质微裂[30，31]。

（2）镍钛器械横截面设计：不同的横截面设计影响镍钛器械接触根管牙本质壁的次数，器械与根管壁的过度接触易使牙本质壁产生过大张力，导致牙本质微裂的形成。Cassimiro 等[32]使用WaveOne Gold、ProTaper Next 和Reciproc 锉对下颌恒切牙根管预备至25 号后，在体视显微镜下发现：WaveOne Gold 组、ProTaper Next 组和Reciproc 组的微裂纹发生率分别为60%、33.33%和18.33%，距离根尖3 mm组之间牙本质微裂的发生率没有显著差异，而6 mm组之间与9 mm 组之间比较差异有统计学意义。Cassimiro 等认为锥度可能不是造成微裂的关键因素，器械的横截面设计是影响牙本质微裂的主要因素。其中Reciproc 为S 形横截面设计，与根管壁为两点接触，接触面积小，具有锋利的切割刃，在去除牙本质方面效率高，可减少对根管壁的过度切削；WaveOne Gold 为矩形横截面设计，中心定位好，但与根管壁接触面积大，易对根管壁产生较大的切削压力。而ProTaper Next 横截面为偏轴心矩形设计，在预备过程中呈蛇形摆动，仅有两点与根管壁接触，最大限度的减少了对根管壁的切削压力。

（3）镍钛器械螺距、螺纹及尖端设计：ProTaper器械切割刃具有不断变化的螺距、螺旋角及具有部分切割功能的引导性尖端，可有效促进残屑自根管口排出，又不引起根管偏移[12]。器械螺距越小，螺纹数量越多，使器械与根管壁接触增加，切割强度和切削效率增加，但根管碎屑排除能力下降，并使切割刃对根管壁的旋入效应和应力增加，促进微裂的产生。器械螺距越大，螺纹角越小，可有效促进碎屑排出，减少器械螺旋嵌入的可能性，从而能减少微裂的产生，但降低了对牙本质的切削效率。

3.运动学

镍钛器械运动方式是否影响牙本质微裂形成存在较大的争议。Wei等[33]通过meta分析在20篇比较了使用连续旋转运动系统（ProTaper）和往复运动系统（Waveone、Reciproc）进行根管预备后牙本质微裂发生率的研究中，发现相较于连续旋转系统，往复运动系统更能防止微裂的发生。Gergi 等[34]研究表明往复运动镍钛锉（Reciproc、Waveone）比自适应往复运动镍钛锉（Twisted File Adaptive，TFA）预备更易产生牙本质微裂纹。Valle 等[35]在38 篇关于使用不同运动方式镍钛器械进行预备后比较牙本质微裂发生率的系统回顾中，大部分研究均显示有微裂的形成，与镍钛锉运动方式无关。

通过micro-CT，Valle等[35]在11篇采用不同运动方式镍钛器械进行根管预备后微裂发生的比较研究中，发现其中7 项研究在根管预备后没有形成新的微裂纹，而另外4 篇结果显示根管预备增加了微裂纹的数量。为了更接近体内环境，De-Deus 等[36]纳入了平均年龄为23 岁的捐献尸体进行研究，证实采用往复运动锉及连续旋转序列锉进行根管成形，均不会产生新的微裂纹。目前越来越多的文献均证实，根管预备后新的微裂纹形成与根管预备器械运动方式无关。

三、患牙自身因素与牙本质微裂

1.牙根及根管解剖形态

根管壁薄弱、根管闭锁甚至钙化、根管侧支的存在、根管及根尖孔形态不规则、牙根及根管解剖变异等可能与微裂的产生和加重有关。圆形根管不仅能获得良好的根管清理，而且有助于防止微裂的发展和延伸。椭圆形根管被预备后，在咬合力作用下，牙根载荷分布不均匀，仅分布于颊侧和（或）舌侧，更易导致牙根纵裂[15]。根据线性断裂力学理论，存在根管狭部的牙根如上颌前磨牙牙根、下颌磨牙近中根，其根管在预备过程中在根管壁上更易产生微裂纹，并沿着峡部扩展，这显著降低了牙根的抗折性能[37]。对于钙化根管的寻找，常需要借助显微镜辅助来定位根管口，以避免形成台阶或人为管道；对于根管壁薄弱、管道狭小的根管，应使用小锥度器械进行预备来保留更多牙本质量，从而降低微裂的发生率，增强牙根的抗折性能；对于感染程度较重、存在根管峡部以及根管侧支等复杂解剖的根管，还应加强化学冲洗、超声辅助荡洗及应用激光消毒等。因此，临床医师需要兼顾根管感染程度、牙根及根管解剖形态等因素来合理选择根管预备方案。

对弯曲根管进行机械预备可能导致牙本质壁上的应力增加，从而增加微裂产生的潜在风险[11]。最大的应力通常位于根管最弯曲的部分[38]。不锈钢器械和镍钛器械都倾向于在根管弯曲拐点处产生侧向力，逐渐使根管壁拉直。当使用刚性较大的锉时，主根尖孔与根管长轴易发生偏离，使根尖部牙本质易产生较高的应力集中[39]。但最近De-Deus 等[40]利用micro-CT分析使用ProTaper Universal系统预备弯曲度为10°～20°的根管，Miguens-Vila 等[41]使用ProTaper Gold、Waveone Gold 和ProTaper Next 系统预备弯曲度在20°以上的根管，Rodig 等[42]选择Reciproc、OneShape 和ProTaper Next 系统预备弯曲度为20°～40°的根管，预备完成后均未发现有新的微裂纹形成。这是临床医师更加期盼的结果，因为micro-CT 克服了以往破坏性方法带来的缺陷，使实验结果更接近体内环境，具有较好的临床指导意义。但目前仍有研究[11,43]表明，对弯曲根管预备后均有新的微裂纹形成。

M-Wire 和R 相器械具有超弹特性，不易变形。因此，奥氏体相镍钛锉被推荐用于预备直的或轻度弯曲的根管[18]。而CM-Wire 镍钛器械以及CMWire 经Blue 和Gold 处理的镍钛器械更加柔软，且可预弯，同时具备较强的抗循环疲劳能力，因此对于严重弯曲或双弯曲的根管，建议首选马氏体相器械[18]。相较于奥氏体相器械，马氏体相器械在根管内顺应性更好，安全系数更高，可避免在根管弯曲拐点所在的牙本质薄弱区过度预备并形成应力集中区，从而降低牙本质微裂的发生率。

2.牙周组织健康状态

牙周组织健康的牙齿，有利于防止微裂的发生[44]。对于牙周炎较重特别是牙周牙髓联合病变患者，牙周组织的破坏使牙根缺乏牙周膜及牙槽骨的保护，在根管预备过程中，根尖区易形成应力集中区，发生微裂。对于根管治疗后发生根裂的患者，常伴有叩痛、咬物不适及局部疼痛，局部出现深窄牙周袋、牙槽骨严重吸收、牙齿松动、牙龈肿胀及窦道等症状[17，45]，这提示完整的牙周组织对预防牙本质微裂有重要作用。在根管预备前，临床医师应常关注患牙的松动度，周围牙槽骨吸收程度以及是否有外伤史致牙周膜损伤等。

3.牙根牙本质微观结构的增龄性变化

成熟牙本质由70%为无机物、20%为有机物、10%为水组成。当牙本质遭受磨损或受到缓慢的龋刺激后，根部牙本质小管内的成牙本质细胞突起发生变性，变性后有矿物盐沉积而封闭牙本质小管。小管直径变小，可以阻止外界的刺激传入牙髓，即形成“硬化性牙本质”[46]。Yan 等[47]选择了年轻组（15～30岁）和老年组（55～80岁）的无龋坏单根牙，在根中1/3 颊舌向及近远中向各取4 点进行挠曲强度测试和抗循环疲劳强度测试，研究发现，随着年龄的增长，挠曲强度每10 年下降25 MPa，年轻组(199±36 MPa)和老年组（122±11 MPa）之间有显著差异（P≤0.0001）；在年轻组和老年组之间，抗疲劳极限强度分别为43.5 MPa 和29.5 MPa，有显著差异（P≤0.0001）。这主要是因为随着年龄的增长，胶原交联比及矿物质胶原比均显著增加，降低了牙齿的抗折能力。而在年轻组中，牙根的胶原交联比和矿物质胶原比没有显著差异。这种化学成分及微观结构的增龄性变化更易发生在根尖和根中1/3区域，导致其挠曲强度、抗疲劳性及韧性降低[47,48]，当进行根管预备时更易发生微裂。

四、临床操作因素与牙本质微裂

1.预备长度

de Oliveira 等[8]通过手用ProTaper Universal、旋转式HyFlex CM 和往复式Reciproc 系统分别预备下切牙单根管至根尖孔（apical foramen，AF）和（AF-1mm）处，均预备至25号，通过micro-CT 未发现新产生的根尖部微裂纹。其另一个研究[7]也得出了相似的结论。在此基础上，Belladonna 等[49]用M-Wire 制成的Reciproc R25超预备上颌双根双根管前磨牙根管至（AF+1mm）处，Vieira 等[10]用CM-Wire 制成的Reciproc Blue R25 分别超预备下切牙单根管和下颌第一磨牙近中颊根根管至（AF+1 mm）处，micro-CT 研究结果与de Oliveira 等相一致。因此一定范围内的根管超预备不会产生新的微裂纹，且与镍钛锉材质、几何设计、运动方式、牙位、根管解剖形态无关。相反，有meta 分析提示当预备止点分别位于根尖孔内、止于根尖孔以及超出根尖孔后，根管预备和微裂的产生之间存在正相关关系[35]，而当预备工作长度设置为根管总长度减去1 mm时，可明显降低微裂纹发生的风险。

2.根管冲洗液的使用

目前临床上常用的根管冲洗液有0.5%～5.25%次氯酸钠、17%EDTA、SmearClear、2%氯己定、3%双氧水等。次氯酸钠溶液作为目前临床上最常用，最有效的冲洗液，Valle 等[35]通过meta 分析得出临床上最常用的浓度范围在1%～3%之间，其中2.5%和1%的浓度是最常使用的。Souza 等[50]对牛下颌切牙根管进行预备后，发现与阴性对照组（蒸馏水组）和阳性对照组（未冲洗组）相比，碱性及中性5%浓度的次氯酸钠溶液均能明显降低其约30%的抗折性，而两对照组之间没有显著差异。Singla 等[51]比较了使用4 种不同根管冲洗液进行冲洗对牙本质微裂产生的影响，研究发现：与对照组相比，使用3%次氯酸钠、SmearClear、2%氯己定和17%EDTA 进行根管冲洗均产生了微裂纹。这是由冲洗液使根管牙本质壁显微硬度降低而产生的[51，52]。 该研究中17%EDTA 组产生的微裂纹最多，SmearClear 组和2%氯己定组最少，这可能与EDTA 作为一种强效螯合剂，当与牙本质壁结合时使其软化和脱钙有关，而SmearClear 中的溴化十六烷基三甲铵和表面活性剂能降低根管牙本质壁的表面张力和减少Ca2+的去除率，维持牙本质的羟基磷灰石密度。上述研究结果表明：根管冲洗液会影响根管牙本质的微观结构和力学特性，均会导致牙本质微裂的产生，降低牙根的抗折性。

根管壁牙本质完整性的保留可能与冲洗液浓度、用量、使用顺序和冲洗时间等因素密切相关。Pedersen等[52]建议减少冲洗时间，使用低浓度的EDTA和次氯酸钠溶液，可避免牙本质显微硬度的降低。然而次氯酸钠溶液浓度过低会降低根管感染的清除率。因此临床医师有必要根据根管感染程度探索出既能有效清理根管，又能避免牙本质硬度降低的最佳的次氯酸钠溶液浓度，提高根管治疗预后效果。

3.超声预备技术的使用

超声预备过程中，牙本质去除量增加、过高的功率设置及预备时间延长可能增加牙本质微裂产生的风险。Fu 等[53]利用micro-CT 评价超声取出根管中1/3 分离器械对牙本质微裂产生的影响。当分离器械取出后，实验组约50%的样本检测到有细小的微裂纹，并集中分布于根管口下4～6 mm 处，说明这与该处超声预备时形成应力集中有关。此外，超声预备时间延长在一定程度上会增加牙本质微裂产生的风险，这与牙本质去除量增加有关。

对于根管分离器械的取出，Fu 等[4]、Garg 等[54]建议采用更精细的超声工作尖，精确切割并减少牙本质切割，从而减少微裂的产生。Fu 等[53]还建议使用较低功率设置的超声工作尖来减少应力集中和牙本质去除量，并尽可能缩短超声预备时间，以免发生根管偏移，穿孔等并发症。

4.根管再预备

根管再治疗需要对初次根管治疗失败的牙齿进行根管再清理，再成形，可能会增加牙本质微裂发生的风险。初次根管治疗后的牙齿钙化组织水合程度比活髓牙低，牙本质脱水后脆性增加[47,55]，当进行根管再预备时，微裂纹发展和延伸所需的张力和能量阈值下降，易产生新的微裂纹。已有研究表明，牙本质去除量和牙根强度之间有直接的关系[56]。根管再预备过程中，为了更有效地清除感染，常常需要增加工作宽度。同时牙胶尖及塑化液的取出、牙胶溶解剂及根管冲洗剂的使用、器械分离的取出、超声振动和冲洗等因素可能对牙本质造成渐进累积性损伤，降低了牙根的抗折能力。这正好解释了与初次治疗相比，临床中根管再治疗患牙预后较差的原因。

五、总结与展望

综上，根管预备过程中多种因素均可能促进根管壁牙本质微裂的产生，在咀嚼压力等负荷下发展和延伸为牙根纵裂，导致治疗的失败。在临床诊疗中，临床医师应该综合考虑镍钛器械因素（材质、几何设计、运动方式）、患牙自身因素（牙根及根管解剖结构的复杂性和变异性、牙周状况、患者年龄）及诊疗经历，熟读X 线片，必要时利用CBCT 等辅助手段来选择使用何种预备系统，并合理遵照制造厂商的建议，设置恰当的扭矩和转速，在预备中注意把握工作长度，采用提拉的动作，避免在根管内长时间操作，并配合恰当的冲洗，以免对根管壁造成过大的切削压力，出现微裂甚至根管侧穿、器械分离等并发症。

此外，根充压力[14,16]、根管桩[57]、根管偏移[58]、预备宽度过大等因素也可能促进牙本质微裂的产生，从而诱发牙根纵裂。随着根管镍钛器械的不断改进，预备技术的不断改良，相信未来将会有效避免牙本质微裂产生，提高患牙的远期预后。