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【临床技能】不同根管封闭剂封闭性的研究进展!

2018-08-09      来源: 德派医疗器械   访问量:154    在线投稿
【导读】能否达到较好的封闭效果主要取决于根管封闭剂、根管壁与牙胶尖这三者之间是否紧密连接。


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作者:樊少昕,池学谦,河北医科大学第二医院口腔内科

 


 

根管的三维充填是远期根管治疗成功的基础。

牙胶作为根管充填的主体材料,因自身的封闭性较差而不能达到完全封闭整个根管系统的目的,因此,必须使用根管封闭剂。

封闭剂在填塞根管壁和牙胶尖之间、牙胶尖和牙胶尖之间的间隙以及不规则的根管结构中起着重要作用。

目前根管封闭剂种类繁多,具有不同的封闭性,本文对不同根管封闭剂的封闭性进行综述。

1、根管封闭剂的封闭作用

根管系统是一个管状结构,管腔为根管,管壁为牙本质,结构错综复杂,除了主根管,还包括牙本质小管、根管侧支、管间吻合、根尖三角区等不规则部分。牙胶尖主要成分为氧化锌和牙胶,对根管壁适应性差,只能充填管腔的主体部分,所以如果单独应用牙胶而不使用根管封闭剂进行充填,不能完全顺应根管形态,达到严密的三维封闭效果。因此,根管壁和牙胶尖之间、牙胶尖和牙胶尖之间的缝隙以及不规则的根管部分就需要封闭剂进行填充。根管封闭剂分布于根管壁和牙胶尖之间以及牙胶尖和牙胶尖之间,是连接根管壁和牙胶尖、牙胶尖和牙胶尖之间的“桥梁”(粘结剂)。理想的封闭剂不仅能够与与牙胶尖紧密结合,还需要与根管壁紧密结合,即封闭剂能够在根管壁上形成弥漫性的界面,渗入牙本质小管、侧支根管等结构中,并与管周牙本质和管间牙本质形成紧密性连接。

能否达到较好的封闭效果主要取决于根管封闭剂、根管壁与牙胶尖这三者之间是否紧密连接。

2、根管封闭剂的种类

目前临床上使用的根管封闭剂商品越来越多,按主要成分分为以下几类:氧化锌丁香油类,如Cortisomol、Pulpcanalsealer、Endométhasone、N2等;树脂类,以环氧树脂为基质的AH-plus等,以甲基丙烯酸酯为基质的Epiphany、RealSeal等;氢氧化钙类,如Vitapex等;玻璃离子类,如Ketac-Endo等;硅酮类,如RoekoSeal、GuttaFlow等;生物陶瓷类,如iRootSP等;纳米类,如纳米氧化锌封闭剂、纳米羟基磷灰石封闭剂等。

3、不同根管封闭剂的封闭性

根管封闭剂的封闭性与很多因素有关,其中封闭剂自身的理化性质,如化学成分、粘结性、流动性、溶解性、体积变化等,对封闭剂的封闭性起着决定性的作用。因此,本文从以上几个理化性质对不同根管封闭剂的封闭性进行阐述。

 

3.1氧化锌丁香油类根管封闭剂(Zinc oxide and eugenol-based sealers)

氧化锌丁香油类封闭剂的主要成分为氧化锌和丁香油,其凝固机制是氧化锌解离出的锌离子和丁香酚中的正甲氧基团发生螯合反应生成丁香酸锌。该螯合产物颗粒较大,质地较硬,很难与根管壁发生化学反应,其与根管壁的粘结主要是物理粘结,即通过封闭剂与根管壁的摩擦力相互结合。该类封闭剂凝固后形成的固体内包裹着未完全反应的氧化锌颗粒或丁香油,使其结构疏松,表面具有多孔性。这些特性使氧化锌丁香油封闭剂在凝固后容易与根管壁之间形成缝隙,降低其封闭性。由于该类封闭剂中的丁香酚与牙胶中的氧化锌有螯合作用,因此封闭剂与牙胶之间存在化学交联,粘结强度远远大于与根管壁的粘结强度,并且可以将牙胶软化,提高封闭剂与牙胶的接触面积,减少牙胶尖与牙胶尖之间的缝隙。

 

Orstavik等证明,氧化锌丁香油类封闭剂固化后体积有收缩性,在最初4周的收缩率可达1.0%,这会为病原体的进入开辟通道,使其封闭性降低。另外,氧化锌丁香油封闭剂的溶解度较大,丁香酸锌容易发生水解反应,水解成氧化锌或氢氧化锌和丁香酚,其溶解度可达3%,封闭剂溶解后使其与管壁及牙胶尖之间出现缝隙,形成微渗漏。

 

3.2树脂类根管封闭剂(Resin-based sealers)

 3.2.1环氧树脂类根管封闭剂(Epoxy resin)

环氧树脂类根管封闭剂的代表为AH-plus。AH-plus是基于环氧-胺树脂的双糊剂根管封闭剂,糊剂A的化学成分主要为环氧树脂,糊剂B主要含二苯基二胺、氨基金刚烷、硅油。其凝固机制为环氧基与多胺发生加聚反应,使线型环氧树脂交联成体型结构的高分子化合物。AH-plus中的环氧基开环后可以与牙本质胶原纤维中的氨基反应形成共价键,原位固化形成树脂突而与牙本质粘连,与根管壁存在化学粘结。但AH-plus与牙胶之间不存在化学反应,两者为物理结合。该封闭剂含有硅油,硅油的表面张力小,使其具有良好的流动性,能更好地渗入根管各区域,提高根管的封闭性。AH-plus固化后有0.4%~0.9%的体积膨胀,使封闭剂更紧密地挤压根管壁,提高机械扣锁作用。其溶解性较低,约为0.16%。

 

但有研究表明AH-plus仍不能达到完全封闭根管的目的。Tay等认为环氧基的开环反应存在一定程度的聚合收缩,使封闭剂与根管壁之间产生缝隙;李金华等发现AH-plus封闭剂颗粒中有许多直径约6μm的球状结构,而牙本质小管的直径为1.5μm左右,以致这些较大的颗粒不能进入牙本质小管内部封闭整个根管空间。

 

3.2.2甲基丙烯酸酯类根管封闭剂(Methyl methacrylate)甲基丙烯酸酯类根管封闭剂的发展经历了四代。


第一代:Hydron,主要成分为甲基丙烯酸羟基乙酯(2-hydroxyethyl metha-crylate,HEMA),由于理化性质较差已被淘汰。

 

第二代:不含酸性树脂单体的根管封闭剂,如EndoREZ。该材料本身不具有酸蚀性,其封闭性在于具有流动性,在根管玷污层被去除后,能够渗透进入牙本质小管和侧副根管中,固化形成树脂突,依靠微机械扣锁达到更好的封闭效果。但EndoREZ的溶解度较高,可达3%。

 

第三代:含自酸蚀引发剂和双固化树脂的复合根管封闭剂,如RealSeal、Epiphany等。自酸蚀引发剂以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(2-acrylamido-2-methylp-propane sulfonic acid,AMPS)为功能性酸蚀单体,去除玷污层的同时,使封闭剂浸入脱矿层,形成由羟基磷灰石、胶原纤维、树脂突三者构成的混合层。此外,还含有树脂溶剂乙氧基双酚甲基-A-丙烯酸酯(ethoxylatednbisphenol-A-dimethacrylate,EBPADMA),可以调节根管封闭剂的粘结强度,提高树脂和根管壁的粘结性。Epiphany的溶解度较高,约4%。

 

第四代:自粘结根管封闭剂,如RealSealSE、EpiphanySE等。自粘结根管封闭剂含有酸性单体4-甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐(4-methacryloyloxyethyl trimellitate anhydride,4-META),具有酸蚀性和亲水性,提高了封闭剂与根管壁的粘结力,其酸蚀性功能与第三代相似,亲水性使其能更好地适应根管内的微湿环境和牙本质胶原纤维网,更容易渗入经脱矿的牙本质。该封闭剂的成分中还增加了稀释剂,提高了流动性,使其具有较强的封闭性。该类封闭剂可配合树脂类牙胶进行充填,二者发生粘着形成整体,减少微渗漏。

 

3.3氢氧化钙类根管封闭剂(Calcium hydroxide based sealers)

氢氧化钙类根管封闭剂按照剂型可分为粉剂型、单糊剂型、双糊剂型,主要成分均为氢氧化钙,其中Vitapex是目前临床上应用较多的单糊剂型根管封闭剂,它的主要成分除了氢氧化钙外,还加入了碘仿和硅油。氢氧化钙在水溶液中产生OHˉ,OHˉ所形成的碱性环境可提高碱性磷酸酶(ALP)的活性,诱导根尖周组织分化,促进类牙本质和类牙骨质形成,从而封闭根尖孔,提高根管封闭性。单糊剂型和双糊剂型的流动性优于粉液型,能流入细小的解剖结构中,提高封闭性。粉液型和单糊剂型氢氧化钙封闭剂固化反应后存在体积收缩,但有些产品吸水后会有轻微的体积膨胀。Vitapex充填后存在持续的收缩性,缓慢地释放碘,使封闭剂的完整性受到破坏从而导致微渗漏的发生。由于氢氧化钙有电离作用,使得该类材料的溶解度较大,根管封闭性降低。这些特点使该类封闭剂更多地被用于年轻恒牙的根尖诱导,不用于根管永久充填。

 

3.4玻璃离子类根管封闭剂(Glassionomer-based sealers)

玻璃离子类根管封闭剂的主要成分是玻璃离子水门汀,是由硅酸铝玻璃粉和聚丙烯酸反应而成的高分子聚合物。玻璃离子类根管封闭剂与根管壁主要以化学结合的方式紧密结合,其所含有的羧基既能够与牙本质中的钙离子发生螯合反应,又能与牙本质中所含的羧基及氨基发生化学反应。Zettergvist等的实验同样证明,在根管逆向充填中用玻璃离子封闭根尖孔时,玻璃离子能有效地与根尖孔周围的牙本质产生化学性结合。玻璃离子可以与牙胶中的锌发生螯合反应,但未见直接的证据证明两者之间存在螯合键,其与牙胶的粘结性较低,仅为与牙本质粘结性的1/5。该封闭剂聚合后结构致密,固化后体积变化较小,溶解度约为1.56%。

 

3.5硅酮类根管封闭剂(Silicone-based sealers)

硅酮类根管封闭剂是近年发展起来的根管封闭剂,主要成分为聚二甲基硅氧烷,GuttaFlow中还加入了牙胶成分。该类材料固化后与牙本质之间不存在化学性粘结。但是,由于基质中含有硅的成分,使其具有良好的流动性。此外,该封闭剂还具有一个独特的性质—加压触变性,即在压力的作用下封闭剂的粘稠度降低,流动性进一步升高,也就是说,在加压充填时,封闭剂的流动性增加,使其流向牙本质小管和侧支根管中的量更多,与根管壁贴合地更紧密,提高了封闭剂的封闭效果。该类材料的颗粒非常细小,直径可达纳米级,且超低的膜厚度仅有5μm,使该类封闭剂能够更好地填补牙胶尖不能封闭到的细小间隙。

 

Gencoglu等在扫描电镜下观察发现,纵切面上RoekoSeal与根管壁之间有良好的适应性,可渗入到牙本质小管中1/3的部位,横断面上RoekoSeal与根管壁和牙胶之间在不同部位都贴合地较紧密,具有良好的封闭性。该材料固化后仍然保持弹性(橡胶性),有0.2%的体积聚合膨胀。硅酮类封闭剂具有低溶解性,溶解度仅为0~0.5%,保证其长期封闭性。

 

3.6生物陶瓷类根管封闭剂(Bioceramic-based sealers)

生物陶瓷类根管封闭剂是一种新型根管充填材料,代表产品为iRootSP,是一种新型的不含铝成分的硅酸盐生物陶瓷类根管封闭剂。iRootSP根管封闭剂的化学成分主要包括硅酸钙、氧化钽、氢氧化钙和填料。体外研究证明,iRootSP在发生凝固反应的过程中可生成羟基磷灰石,羟基磷灰石与牙本质发生化学粘结,从而形成严密的封闭。Ozcan等学者的研究认为,iRootSP和根管壁的粘结性与AH-plus相似。iRootSP封闭剂的颗粒粒度小,粒度直径小于2μm,而牙本质小管比较大的孔径约为3~4μm,比较小的孔径为1μm,如此小的颗粒可以允许封闭剂更多地进入牙本质小管中。iRootSP的流动性好,流速大于国际标准化组织(ISO)的最小值,良好的流动性加上小颗粒特点有利于iRootSP向根管系统的细小部分扩散,填补根管内的缝隙。iRootSP具有亲水性,在根管内通过吸收根管以及牙本质小管内的水分进行化学反应,从而凝固硬化,其固化后体积几乎无变化,从而有效减少了微渗漏的发生。

 

3.7纳米类根管封闭剂(Nano-based sealers)

纳米类根管封闭剂是80年代中期发展起来的材料,是将普通根管封闭剂经纳米化处理后形成的。由于纳米材料具有小尺寸效应,颗粒非常细小,使该类封闭剂具有较好的流动性,有利于其进入牙本质小管、死角、根尖分歧等狭小的解剖结构中。另外,由于纳米材料表面原子的数量明显比普通材料多,使其缺少临近配位的原子而具有很高的表面活性,这一特性保证了该类封闭剂可以在同类结构分子间发生聚合反应,有效避免了同种材料之间形成间隙。不仅减小了封闭剂本身的间隙,有利于封闭剂和根管壁、牙胶尖三者紧密结合,还使它的整体体积可变化率减小,从而在固化完成后体积变化较小。

4、不同根管封闭剂的封闭效果评价

根管微渗漏(microleakage)是衡量根管封闭剂封闭性的常用指标,微渗漏越小,封闭性越好。检测根管微渗漏的方法包括示踪法(染料渗透法、内毒素渗透法、荧光渗透法、细菌渗漏法等)、液体转移法、电化学法、葡萄糖定量法以及扫描电镜或光镜观察法等。为达到理想的三维封闭效果,国内外学者对根管封闭剂封闭性的研究越来越多,但都难以得出一致的结果,主要原因可能是各方法的实验标本、实验原理以及评判标准等不同,但它们在一定程度上都有意义。

 

Sadr等采用染料渗透法评价AH26、氧化锌丁香油封闭剂、玻璃离子封闭剂的封闭性,发现AH26的微渗漏最小,氧化锌丁香油封闭剂和玻璃离子封闭剂的微渗漏无显著性差异。Bouillaguet等选用内毒素渗透法,将PulpCanalSealer、RoekoSeal、TopSeal、EndoREZ4种封闭剂充填后的牙齿浸在荧光素染色的脂多糖溶液中,结果RoekoSeal微渗漏最小,其次为EndoREZ和TopSeal,PulpCanalSealer的微渗漏最大。Eldeniz等通过细菌渗透法评价氧化锌丁香油封闭剂、AH-plus、GuttaFlow的封闭性,结果显示GuttaFlow的封闭性优于其他两组。李金华等采用液体转移法比较3种根管封闭剂的微渗漏值大小,结果GuttaFlow最小,其次是AH-plus,美松(氧化锌丁香油类)值最大。Mattison等应用电化学法比较Diaket(树脂类)和Tubliseal、ProcoSol、N2(氧化锌丁香油类)的封闭性,发现其微渗漏值由大到小依次为Diaket、Tubliseal、ProcoSol、N2。

 

穆云静等采用葡萄糖定量法进行研究,认为硅酮类封闭剂的封闭性较好,优于环氧树脂类,氧化锌丁香油类较差。伍廷芸等采用扫描电镜观察三种根管封闭剂充填根管后的纵剖面、横剖面,结果显示ZOE与根管壁结合较疏松,间断分布在管壁上;AH-plus与根管壁紧密相连,呈均质状结合;Vitapex与根管壁结合较紧密,条索物质吸附于管壁;距根尖2mm处,封闭剂与根管壁间的缝隙大小依次为ZOE>Vitapex>AH-plus,距根尖4、6、8mm处,三者与管壁的缝隙无显著性差别。

5、总结

根管封闭剂是连接根管壁和牙胶尖以及牙胶尖和牙胶尖之间的“桥梁”,可以进入核心充填材料牙胶尖不能充填到的区域,如牙本质小管、侧副根管、峡部等细小不规则的结构中,对提高根管治疗术的成功率十分重要。

目前应用于临床的根管封闭剂多种多样,各有其优缺点,但没有一种封闭剂能够完全消除微渗漏。临床上应根据各自特点,综合考虑选择应用。

来源:樊少昕,池学谦.不同根管封闭剂封闭性的研究进展[J].口腔医学,2018(01):73-77.

 

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