1、Stomatology,:673678,696College基础研究基础研究基础研究6732023年8 月第43卷第8 期口腔医学Er：YA G 激光激活荡洗对不同机械预备锥度根管系统的荡洗效果研究分析赵斯佳，何新宇，于悦？，薛晓伟3，潘独？，赵继志！摘要目的研究不同机械预备锥度下，Er：YA G 激光激活荡洗在根管内的荡洗效果。方法在不同预备锥度（15/.0 5、20/.06及2 5/.0 8）的树脂离体牙模型中进行Er：YA G 激光荡洗模拟，高速摄像机拍摄每个激光脉冲的根管内气泡反应，计算根管内气泡的灰度积分。收集牙髓完好的离体第三磨牙，即刻进行不同锥度根管预备（13/.0 2、15/.
2、0 5、2 0/.0 6 及2 5/.0 8），分别采用Er：YA G 激光激活荡洗及手用空针冲洗结合5.2 5%NaCIO进行根管预备，完成后固定、脱钙、包埋、切片并进行HE染色，观察牙髓组织残留情况，进行统计分析。结果在相同单脉冲能量下，15/.0 5组根管中的气泡灰度积分少于2 0/.0 6 及2 5/.0 8组，具有统计学差异（P0.05）。病理学切片结果显示，相同条件下，Er：YA G 激光荡洗组牙髓残留风险较手用空针冲洗组低（P0.05）。Er：YA G 激光荡洗组组内，与2 5/.0 8 组相比，15/.0 5组牙髓残留风险较高（P0.05）。结论相同参数设置条件下，Er：YA
3、G 激光荡洗的效果在2 0/.0 6 组与2 5/.0 8 组的根管系统中差异无统计学意义，但均优于15/.0 5组。【关键词Er：YA G 激光；根管治疗；机械预备锥度；微创预备中图分类号R781.05【文献标识码 A文章编号1003-9872(2023)08-0673-07doi 10.13591/ki.kqyx.2023.08.001Study on the effect of Er:YAG laser irrigation on the root canal system with different mechanical preparation tapersZHAO Sijia,HE
4、 Xinyu,YU Yue,XUE Xiaowei,PAN Chong,ZHAO Jizhi.(Department of Stomatology,Beijing Union MedicalHospital,Chinese Academy of Medical Sciences and Beijing Union Medical College,Beijing 100730,China)Abstract:Objective:To study the effect of Er:YAG laserirrigation on root canal system with different mech
5、anical preparationtapers.Methods Er:YAG laser irrigation process was conducted in different prepared resin tooth models(15/.05,20/.06 and25/.08).The bubble oscillation in root canal was recorded by a high speed camera and the gray scale integral of the bubbles was cal-culated.The third molars with v
6、ital pulp were collected and divided.into three groups for different taper root canal preparation(13/.02,15/.05,20/.06 and 25/.08)after extraction.The root canals were prepared by Er:YAG laser irrigation,hand empty needle washingand 5.25%NaClO,respectively.The specimens were fixed,decalcified,embedd
7、ed,sectioned and stained by HE.The residual pulptissue was observed and analyzed statistically.Results Under the same mono-pulse energy,the gray scale integral of air bubbles inroot canals of 15/.05 group was significantly less than 20/.06 and 25/.08 group(P0.05).The pathological results showed that
8、 the risk of residual pulp in Er:YAG laser group waslower than that of empty needle group under the same condition(P0.05).Compared with 25/.08 group,15/.05 group had a higherresidual risk of residual pulp(P0.05).Conclusion Under same parame-ters,the effect of Er:YAG laser on root canal system has no
9、 significant difference between 20/.06 and 25/.08 group,but both groupshave better cleaningeffects than 15/.05 group.Key words:Er:YAG laser;root canal therapy;mechanical preparation taper;minimally invasive preparation基金项目：中央高水平医院临床科研专项（2 0 2 2-PUMCH-B-037，2022-PUMCH-A-014）；中国医学科学院临床与转化医学研究专项(2022-1
10、2M-C&T-B-003)作者单位：1中国医学科学院北京协和医院口腔科，北京（10 0 7 30）；2北京航空航天大学，流体力学教育部重点实验室，北京（10 0 191）；3中国医学科学院北京协和医院病理科，北京（10 0 7 30）通信作者：赵继志E-mail:何新宇E-mail:根管治疗的核心是感染控制，主要手段是通过机械预备和化学预备，清理根管系统内的坏死牙髓组织、细菌生物膜及其代谢产物，清理感染物质，促进组织愈合 。由于根管解剖结构复杂多样，机械预备仅能切割到部分感染的牙本质管壁，具有局限性 2 。另外，反复的机械预备可以导致牙根微裂；大锥度机械预备通过磨削牙本质、降低牙齿的整体.67
11、4.赵斯佳，等.Er：YYAG激光激活荡洗对不同机械预备锥度根管系统的荡洗效果研究分析机械完整性，可显著降低牙齿折断负荷 3。因此，高效的根管化学预备对机械预备后的根管系统感染控制显得尤为重要近年来，随着口腔激光医学的发展，研究发现Er：YA G 激光激活荡洗具有良好的感染控制效果 4。Er:YAG激光能量在髓腔内被荡洗液吸收后，可以产生蒸汽气泡，推动髓腔内液体高速流动，流人根管系统,有效去除牙本质碎屑和玷污层 5-7 近年来,部分学者尝试利用Er：YA G 激光高效的化学预备效果，减少并取代部分机械预备过程，从而达到微创治疗的目的 8 。然而，对于不同根管预备锥度，Er：YA G 激光激活荡
12、洗的作用效果差异尚罕见系统的研究。因此，本文拟通过使用高速摄影技术对树脂离体牙模型中的空穴效应气泡进行观测，分析不同根管预备锥度对饵激光激活荡洗流体动力学的影响，并进一步通过活髓离体牙验证不同预备锥度对Er：YA G 激光激活荡洗清理牙髓软组织能力的影响，以期为根管治疗的微创机械预备提供参考。1材料与方法1.1树脂离体牙的空穴效应气泡观测1.1.1树脂根管模型的制备本实验用三维打印的树脂根管模型(nano-ArchS140,重庆魔方精密科技有限公司，中国）（如图1A），结合中国成年人的牙体解剖流行病学调查结果设计 9。髓腔结构为开髓孔直径4mm，髓室底直径2 mm，髓室顶底距离8 mm；根管结
13、构为工作长度12 mm，根尖直径0.2 5mm;参考既往研究 10,宽度及锥度分别为15/.0 5、2 0/.0 6 和2 5/.0 8。锥度的定义是：（根管口直径-根尖孔直径）/工作长度。宽度的定义是：根尖孔直径。树脂根管模型的样本量为1,经过千分尺的精细测量验证，以保证树脂模型的打印精度。1.1.2Er：YA G 激光实验参数的设置本实验选择波长2 940 nm的Er：YA G 激光器（Li g h t w a l k e r,Fo t o n a，斯洛文尼亚），装配牙科专用手具（H14,Fotona，斯洛文尼亚）以及9mm锥形工作尖（8 90 36,Fotona，斯洛文尼亚）。连接Er：
14、YA G 激光器、激光手具与工作尖，并将工作尖垂直固定于模型中，尖端5mm置于液面下，保持髓腔充盈蒸馏水。Er：YA G 激光在液面下激活，产生稳定的气泡（如图1B)。根据课题组前期研究-13,Er:YAC激光参数如下：超短脉宽模式（super shortpulse，SSP)模式，激励频率设置为15Hz,单脉冲能量设置为10 40 mJ,以10 mJ 递增A4mmB激光手具8mm21mm蒸汽气泡25/.08激发Er:YAC激光20/.06Er:YAC(入=2 940 nm)12mm15/.05高速背侧光源摄像机4mm计算机4mmA：Er：YA G 激光激活荡洗根管树脂模型；B：空泡测试及图像采
15、集系统图1树脂根管模型空泡实验测试及图像采集系统Fig.1Bubble experiment test model and image acquisition system in resin root canal model1.1.3空泡图像的采集和计算使用高速摄像机（i-SPEED726mono144GB，i XCamerasLtd,英国）对Er：YA G 激光形成的空穴效应气泡进行全程观测。该设备全画幅分辨率（2 0 48像素1536 像素）顿速为8 512 顿/s。在模型背景处放置7 50 0 0 流明LED（U-10 0 S型，上海兆基电子科技有限公司，中国）的背光光源，摄像机设置为2
16、00000帧/s的帧速，快门时间为5s，分辨率降至150像素2 8 0 像素，可以获得清晰的根管冷沸腾气泡图像（图2 A）1.1.4气泡的灰度计算使用Matlab软件Er：YA G 激光激活前图片作为背景（图2 A），标记图像根管区域内的531个像素点（图2 B），根据背景图片测量待测图片每个像素点的6752023年8 月第43卷第8 期口腔医学灰度值,并计算根管系统内所有像素点的灰度值总和。最后，通过观测髓腔中初级空穴效应蒸汽气泡的变化,确定蒸汽气泡的脉冲周期（图2 C）,将脉冲周期中的所有照片进行根管内灰度积分合计，得到该样本的灰度积分值。该数值反映了由气泡带来的光吸收率变化过程，可以表征流场混乱程度，在一定程度上体现了流场的强弱。每个单脉冲能量下进行10次独立实验，每个实验取一个脉冲作为样本，最终取10 个独立脉冲的平均值作为最终测量数值。ABCA：激活前根管图像；B：根管内像素点标记图；C：单个脉冲周期内的根管内蒸汽气泡变化图2Er：YA G 激光激活荡洗根管气泡图Fig.2Bubble shape in Er:YAG laser-activated irrigation in