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根尖屏障術中生物陶瓷材料的使用

來源:口腔醫學研究 作者:田青鷺,王艷
發布于:2021-03-25 共8011字

  摘    要: 在根管治療過程中,控制感染和炎癥的要點之一就是創造嚴密封閉的無菌環境。然而臨床上不乏由于各種原因導致的根尖區開放、根尖孔過大的病例,其中以年輕恒牙最為多見,常規根管充填后易出現微滲漏,導致治療失敗。根尖屏障術通過人為地形成根尖止點,在縮短診療周期的同時提高根管充填的嚴密性及臨床療效,目前已經逐步廣泛應用于臨床。本文通過分析近年研究,證實生物陶瓷材料是目前應用于根尖屏障術的理想材料,以期為根尖屏障術材料的選擇提供一定參考。

  關鍵詞: 年輕恒牙; 根尖屏障術; 礦化三氧化物凝聚體; 生物陶瓷;

  Abstract: One of the essentials during root canal therapy is creating a closed sterile environment. However, there are many cases in which the patients have teeth with an open apical area and mostly occur in young permanent teeth. These kinds of teeth are usually more difficult to treat, and meanwhile, the microleakage is easier to appear which may lead to lower success rate. Root-end filling treatment, widely used in clinic, can both shorten the course of treatment and improve clinical efficacy by forming an apical stop artificially. By analyzing the relevant research in recent years, the application of bioceramics in root-end filling treatment are reviewed in this paper, expecting to provide some references for the choosing of materials for root-end filling treatment.

  Keyword: young permanent teeth; root-end filling; MTA; bioceramics;

  根尖屏障術是指用非手術方法將生物相容性材料充填到根管根尖部,即刻在根尖部形成一個人工止點,為后續的根管充填等治療提供良好的基礎,目前主要應用于根尖區開放的患牙。文獻報道應用于根尖屏障術的材料較多,其中生物陶瓷材料具有明顯優勢。本文就近年來應用于根尖屏障術的生物陶瓷材料進行回顧,為臨床中根尖屏障術材料的選擇提供參考。
 

根尖屏障術中生物陶瓷材料的使用
 

  1 、生物陶瓷材料

  生物陶瓷是一種與羥基磷灰石具有類似生物活性的復合物[1],主要成分是硅酸鈣基物質,具有良好的生物相容性、邊緣封閉性、抗菌性、一定的成骨誘導性及放射阻射性,越來越廣泛應用于根尖修復再生治療、根尖倒充填、直接蓋髓術、髓室穿孔修補術等[1,2,3,4,5]。根據Cheng等[6]研究發現,生物陶瓷材料可以促進相關成骨誘導因子的聚集而加強成骨活動進行,促進硬組織形成。同時,由于生物陶瓷的多孔粉末中含有許多直徑1~3 nm的納米結晶,可抑制細菌的粘附[1]。但目前生物陶瓷尚存在操作性能不佳、硬固時間較長、導致牙體變色等不足,需進一步研究改進。

  礦化三氧化物凝聚體(mineral trioxide aggregate, MTA)是目前應用最為廣泛,技術最為成熟的生物陶瓷材料,是目前臨床上根尖屏障術的首選。同時改良新型生物陶瓷材料產品開發也是當前的研究熱點之一,種類較多但是價格較高,很多尚未廣泛投放市場,常見的新型生物陶瓷有Biodentine、iRoot、Bioaggregate、Generex A等。

  2、 根尖屏障術

  根尖屏障術主要應用于根尖區開放的病例,在這類患牙的根管治療中,工作長度難以確定[7],根管常常難以得到嚴密的封閉,微滲漏會導致根管治療的療效不佳甚至失敗[8,9,10]。通過人工即刻形成根尖封閉,根尖屏障術可明顯減少微滲漏并提高根管充填臨床療效,并且就診周期短,患者依從性好。

  年輕恒牙的根尖仍處于發育階段,若由于根尖周病、牙外傷等原因引起嚴重牙髓病變或根尖周病變,常常導致根尖區未閉、牙折風險增高、冠根比不協調等問題。過去常采用根尖誘導成形術治療此類患牙,近年來歐洲兒童牙科學會指南[11]建議,應避免長期在未發育完全的年輕恒牙根管中放置氫氧化鈣,否則可增加牙折風險[7]。研究顯示,MTA根尖屏障術可以有效治療感染的年輕恒牙,減少充填后微滲漏,且治療過程患者疼痛少,是替代根尖誘導成形術的首選技術之一[8,12]。此外,因畸形中央尖、牙內陷、牙隱裂等造成根尖感染后的患牙也可表現出根尖區開放如“喇叭形根尖孔”,也是根尖屏障術的適應證。

  年輕恒牙行根尖屏障術前一般均需要行以化學預備為主的根管預備,常采用氫氧化鈣或抗菌藥物封藥1周左右待癥狀消失后行后續治療[11]。需要注意的是,暫封的氫氧化鈣或抗菌藥物是否去除干凈可影響根尖屏障的效果,若有殘留可降低牙體抗力性,因此術前要確保根管的干燥和潔凈[1]。即刻按產品推薦比例調拌根尖屏障材料,采用輸送器將其輸送至根尖,充填緊密,在根尖形成3~4 mm的屏障[7,8],接著將濕潤棉球在根管中放置一段時間或者直至下次復診。復診時行影像學檢查并結合臨床,若無異常則行永久性熱牙膠充填或采用其他充填方法封閉根管,最終修復牙體外形完成治療。

  3 、應用于根尖屏障術的生物陶瓷材料

  MTA是一種硅酸鈣基的生物陶瓷材料,主要成分為硅酸二鈣、硅酸三鈣、鋁酸三鈣和鋁酸亞鐵四鈣,其應用發展始于十九世紀九十年代,并且于1998年通過FDA標準投入使用[1,11,13]。目前應用的商品主要是ProRoot MTA(Tulsa Dental Products, Tulsa, OK, USA),分為白色MTA(wMTA)和灰色MTA(gMTA)兩種。

  MTA作為代表性生物陶瓷材料,具有良好封閉性、生物相容性、成骨誘導性等。Lee等[14]研究發現,MTA可以促進牙髓細胞向成牙本質樣細胞的分化,在較短的時間內誘導根尖的發育鈣化。Samyuktha等[15]也報道在MTA研究組病例中細胞活力較其他傳統材料組更高,即其生物相容性更好。MTA還具有親水性,與液體接觸時會發生水合作用而硬固,同時緩慢釋放氫氧化鈣,顯示出良好的生物活性[7]。且由于MTA的親水性,即使在口腔濕潤環境中其也能獲得良好的邊緣密閉性[1]。MTA的臨床療效相較于傳統的氫氧化鈣更佳,表現在根尖組織閉合程度更高,且所形成的鈣化根尖屏障的硬度也更高[16]。Lindeboom等[17]報道MTA用于根尖屏障材料的1年后成功率為92%。近年在Kohli等[18]的Meta分析結果也顯示,MTA及其他生物陶瓷材料等行根尖屏障治療的成功率在90%左右,但MTA與Biodentine等其他生物陶瓷材料的成功率是否存在差異還需要進一步探究。

  充填技術敏感性高、硬固時間長是目前MTA應用于根尖屏障術的主要局限性。MTA硬固的反應始于可溶性顆粒的水合作用,過程中伴有放熱,主要包含混合期、休眠期、反應期、冷卻期和凝固期[19]。目前操作過程中MTA的硬固時間在3 h左右[7,11,19,20,21],受到材料粘稠度、材料配方等的影響[13]。通過添加不同的材料可以影響MTA的固化性能,Holland等[22]證實添加丙二醇有利于操作過程中MTA的就位。Anand等[23]分組研究了3種加速劑(15%Na2PO4、10%CaCl2、23.1wt%葡萄糖酸鈣)對MTA硬固時間的影響,結果顯示3種材料均能縮短MTA的固化時間,其中23.1wt%葡萄糖酸鈣組的加速效果最好。此外,MTA材料治療后牙體變色也是局限性之一,阻射性材料成分氧化鉍的不穩定可能是變色的主要原因[13]。Marciano等[24]提出了兩種改善變色的方案,一是采用鎢酸鈣或氧化鋯等替代鉍劑作為顯影劑,例如Biodentine; 二是使用MTA時添加5%氧化鋅阻止氧化鉍的變性。

  3.2 、iRoot

  iRoot是一系列用于根管內充填、修補等治療的預混合硅酸鈣基材料產品,常見的有iRoot BP Plus、iRoot SP、iRoot FS等,成分配比有所不同。喬迪等[25]通過在模擬體液中行體外試驗,證實iRoot材料具備良好的封閉性、生物相容性、抗菌性,可通過上調MG63基因和蛋白的表達而促進成骨,且由于是預混型材料相較于MTA臨床操作更簡便、固化時間更短。

  iRoot BP Plus(Innovative Bioceramix, Vancouver, Canada)是用于根尖倒充填術的適宜材料,其含有豐富的鈣制劑,有利于誘導牙本質的生成;由于不含鋁等金屬元素,因此對根尖牙乳頭干細胞毒性較小,可以作為根尖屏障術的備選誘導劑[26]。iRoot BP Plus還采用氧化鋯和氧化鉭作為阻射劑,可減少牙體變色的發生。此外,由于口腔內為酸性濕潤的環境,酸堿度的變化可以影響口腔治療材料的反應過程、表面理化性質和生物學性能等。Tian等[27]將樣本分為iRoot BP Plus 和MTA兩組,采用電感耦合等離子體光譜儀(ICP-OES)測定元素含量,并使用兩組樣本對小鼠成骨前體細胞MC3T3-E1進行培養誘導,結果顯示iRoot BP Plus組樣本在酸性環境中鈣離子和硅離子的釋放更為顯著,且經iRoot BP Plus誘導的MC3T3-E1細胞活性更高,即其誘導礦化的能力更強。綜上所述,iRoot產品是作為根尖屏障、根管系統修補、根尖倒充填等治療的適宜材料。

  3.3 、Biodentine

  Biodentine是另一種硅酸三鈣水門汀,主要成分為硅酸三鈣、碳酸鈣、氧化鋯及氯化鈣,在2009年由法國的Septodont研發而出,被稱為一種代替牙本質的材料[1]。與其他新型生物陶瓷類似,Biodentine與MTA適應證基本一致,具有更好的理化性能、與牙本質相近的生物力學強度、更短的硬固時間,同時減少了牙體變色的發生[28,29,30],但以上兩者臨床操作性能均差于iRoot BP Plus。也有報道Biodentine需要額外約45 min的時間達到完全的強度[29],因此可能無法在一次操作中完成治療,且Biodentine放射阻射性較弱,有時難以通過影像學判斷準確位置及牙本質橋的形成情況[31]。

  目前Biodentine有較多應用于直接蓋髓術的臨床研究[2,29,31],結果顯示Biodentine和MTA的治療成功率無明顯差異,在Brizuela等[2]的研究中,Biodentine直接蓋髓術成功率甚至達到100%。但在應用于根尖屏障材料方面,很多學者認為,Biodentine與MTA的成分、性能相似,但是Biodentine與MTA應用于根尖屏障術的性能何者更佳仍然存在爭議,現有的研究大多僅對有限的個別性能進行了對比[21,29,30,32,33]。例如Cechella等[34]通過建立微滲漏模型對比Biodentine和MTA行根尖屏障術的療效,結果顯示MTA的邊緣密閉性優于Biodentine, 更適合作為封閉性材料,但這也不足以全面評價Biodentine作為根尖屏障材料的性能,需要更多高質量研究補充證據[13,28,29,33,35],從而為臨床治療選擇提供參考。

  3.4、 其他

  Bioaggregate(BA,Innovative BioCeramix, Vancouver, Canada)成分以硅酸三鈣、硅酸二鈣、磷酸鈣單體、氫氧化鈣、羥基磷灰石等為主,證實與MTA有相似的邊緣封閉性、生物相容性、抗菌性及抗折性[32,36]。BA采用氧化鉭取代氧化鉍作為阻射劑,可改善氧化變色用于美學區牙位的修復;同時由于不含鋁元素,降低了組織毒性[32,37]。Generex A(Dentsply Tulsa Dental Specialties, Tulsa, OK, USA)也是一種硅酸鈣基的材料,其與MTA的區別主要是將混合時的液劑換成了一種特制凝膠,更加適用于根管倒充填術及髓室修補術,具有出色的抗壓性能和放射阻射性。其他生物陶瓷產品還有BC sealer、MTA HP、MTA Fillapex等。以上大量證據表明,生物陶瓷適用于作為根尖屏障術的材料,而根尖屏障術是取代根尖誘導成形術作為一種根尖再生性治療方法的選擇。

  4 、展望

  根尖屏障術以其良好的根尖封閉性及療效、良好的患者依從性、短療程少復診等優點逐漸廣泛應用于臨床,但材料充填技術敏感性高、較高的成本和較長的硬固時間等仍為其不足,材料的改良與進步是根尖屏障術發展的重要突破口之一。

  目前新型材料研究主要是從牙體變色、硬固時長、操作性能、酸堿度影響等方面進行深入研究,例如更換阻射性材料改善牙體變色、添加丙二醇改變材料硬固時間等。同時,未來還需要更多提升根尖屏障術臨床操作性能的研究,以根尖屏障材料超充為例,若MTA向根尖周組織溢出可以延遲創口的愈合和炎癥的消退[14]。Lee等[14]也提到了一種PCL-FM/MTA技術,即在根尖使用一種聚己內酯纖維網(polyfiber mesh, PCL-FM)作為屏障,可以有效減少MTA向根尖周溢出。同時,為了給臨床選擇提供參考,目前仍需要更多的研究系統性比較應用于根尖屏障術中的各種生物陶瓷材料。

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作者單位:口腔疾病研究國家重點實驗室國家口腔疾病臨床醫學研究中心四川大學華西口腔醫學院 口腔疾病研究國家重點實驗室國家口腔疾病臨床醫學研究中心四川大學華西口腔醫院兒童口腔科
原文出處:田青鷺,王艷.生物陶瓷材料在根尖屏障術中的應用進展[J].口腔醫學研究,2021,37(03):191-194.
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