微波对根管壁牙本质的作用
作者：岳林 王泽泗 王嘉德 廖欣
单位：100081 北京医科大学口腔医学院(岳林、王泽泗、王嘉德)；冶金工业部钢铁研究总院(廖欣)
关键词：微波；牙本质
中华口腔医学杂志980308 【摘要】 目的 了解微波对根管壁牙本质产生何种影响及其可能导致的后果。方法 对20颗成对离体双尖牙以不同剂量微波行根管内处理后，采用扫描电镜观察根管内壁牙本质的变化。结果以35mA微波辐射3 s对牙体硬组织不会造成损伤。但延长辐射时间(3 s×2)或剂量大于75mA的微波均对根管内壁牙本质造成不同程度的损伤，出现不完全断裂。该损伤也会累及同牙内未处理的另一根管。结论 临床工作中应特别注意微波剂量的选择和辐射时间的控制。
Effect of microwave on the dentin of root canal wall Yue Lin, Wang Zesi, Wang Jiade, et al. School of Stomatology, Beijing Medical University, Beijing 100081
, http://www.100md.com
【Abstract】 Objective To investigate the effect of microwave on dentin of root canal wall. Methods Ten pairs of clinically sound single rooted premolars(totally 30 root canals:10 teeth had only one calal and 10 had two canals) were collected. The root canals were treated with microwave of different irradiation energy except one canal of the two canal teeth, they were served as controls.The teeth were dissected longitudinally into two parts and prepared for SEM examination. Results The microwave of 35 mA irradiated for 3 seconds would not damage the dentin and was safe for clinical usage. But, microwave over 75mA or with a prolonged irradiation time could damage the dentin of the root canal wall to different extents. The damaged dentin presented incomplete fractures. At the same time, such damage also involved another canal in the same tooth which was not treated with microwave. Conclusion It is necessary to choose a suitable level of energy and control the irradiation time when a root canal is sterilized by microwave.
, 百拇医药
【Key words】 Microwaves Dentin
在传统根管治疗中，由于根管消毒用药对机体毒副作用的提出[1]和临床工作的多次复诊，使得人们去寻找一种高效、无害、省时、方便的消毒方法以替代之。具有热效应和非热效应功能的微波已被用于消毒灭菌[2]。随着科学技术向口腔医学的渗透，近年来微波用于牙科器械消毒[3]、根管消毒[4]和治疗根尖周炎[5]均已取得了较满意的效果。但在进行微波根管消毒时，有时患者会感到轻度疼痛和烧灼感[6]，并可见治疗后根管内壁有黄褐色烧灼痕迹[5]。所以，在充分发挥微波消毒灭菌效能的同时，进一步认识微波对牙体硬组织，尤其是对根管壁牙本质的作用是很重要的。我们通过扫描电镜来观察不同剂量微波对根管壁牙本质所产生的影响，并探讨其可能造成的后果，以期为微波根管消毒安全应用于临床提供依据。
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材料和方法
1.实验牙的选取和分组： 选取9例无系统性疾病、年龄11～23岁的正畸患者的20颗新鲜拔除的成对同名双尖牙,置于生理盐水内，4℃下存放备用。实验牙均为单根，其中单根管者和双根管者各10颗。根据微波治疗仪设定的输出功率并结合临床应用时辐射器在根管内作用的有效时间及腔体电流量[4～6]，将微波剂量分为35mA、35mA×2(辐射2次)、75mA、150mA、200mA×2等5个试验组，每次辐射时间为3 s。同时设空白对照组和阳性对照组。将20颗实验牙的30个根管配对分配至各组中。试验组中双根管牙均一根管行微波处理，另一根管为空白对照。故微波处理试验根管为15个；空白根管13个(含9个自身空白对照根管)；阳性对照根管2个(附表)。
2.微波处理根管：
(1) 微波口腔综合治疗仪为WS-3型(江苏省连云港永业器械有限公司)，频率2 450MHz，针状辐射
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附表 实验牙的分组(颗) 实验牙
空白对照组
试验组
阳性
对照组
35mA
35mA×2
75mA
150mA
200mA×2
单根管牙
2
2
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1
2
1
0
2
双根管牙
1
2
3
1
2
1
0
合 计
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3
4
4
3
3
1
2
器长30mm，自动定时，脚踏开关。
(2)操作步骤：将新鲜拔除的离体双尖牙按临床常规开髓、去髓，生理盐水冲洗根管。试验组：测量根管治疗工作长度，以此长度将微波辐射器插入各试验根管进行辐射，35mA×2组和200mA×2组为连续辐射2次。空白对照组：对根管不作任何处理。阳性对照组：将牙齿沿牙长轴颊舌向剖开后置于酒精灯火焰顶端约5cm处烤灼6 s。
, http://www.100md.com 3.扫描电镜标本的制备和观察：将各实验牙沿牙长轴颊舌向剖开，蒸馏水超声荡洗、干燥、真空镀金后，用扫描电镜(Philip Sem ×500)观察并记录各根管内壁牙本质表面的形态及其变化。
结果
1.空白对照组和35mA试验组：根管内壁牙本质可见清晰分布的牙本质小管，管口光滑连续，管间牙本质无裂纹。有时可见网状排列的胶原纤维。未见异常表现(图1)。
2.35mA ×2组:微波处理根管从根尖至根中部均可见牙本质小管管口形态不连续，有较多裂纹(图2)。自身空白对照根管管壁牙本质则无上述裂纹。
3.75mA组: 单根管牙根尖1/3部根管内壁可见由数个牙本质小管管口裂纹连成的较大裂纹，偶见管间牙本质呈现细碎裂纹，根中部以上未见异常。该组中的双根管牙的处理根管和其自身空白对照根管均未见裂纹。
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4.150mA组: 处理根管自根尖至根中部均可见更多的牙本质小管管口裂纹和方向各异的管间牙本质裂纹，牙本质小管数目减少(图3)。自身空白对照根管可见根尖部牙本质出现小裂纹，而根中部以上形态正常。与75 mA组单根管牙的效果相似。
5. 阳性对照组和200mA×2试验组: 根管内壁呈现满视野密集分布、方向各异且连结成片的皲裂裂纹，似干裂的盐碱地表面。牙本质小管数目更少，管口呈封闭或熔融状。胶原纤维缺如(图4)。
讨论
我们通过扫描电镜观察了不同剂量微波对根管内壁牙本质的影响，结果显示：①小剂量(35mA)短时间(3s)的微波对管壁牙本质是安全的，不会造成任何损伤。而延长35mA微波的辐射时间(3s×2)，可造成管壁牙本质小管管口裂纹，但不波及同牙另根管。②中剂量(75mA)短时间(3s)的微波对管壁作用不确定，可能对根尖处牙本质有损伤。③大剂量(150mA)短时间(3s)的微波可使根管内壁牙本质出现裂纹，造成较严重损伤；而同牙另根管则出现微波中剂量(75mA)对单根管作用的效应，即仅损及根尖部管壁。④极限剂量(200mA)长时间(3s×2)作用于根管，则出现管壁牙本质干性皲裂。用微波进行根管消毒的细菌学研究证明[4]：以腔体电流30mA于根管内辐射3s，即可达到满意的灭菌效果，这对厌氧菌尤为有效。因此，临床应用微波消毒根管时应特别注意微波剂量的选择和辐射时间的控制。
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微波使牙本质产生裂纹的原因，主要为其高效的热效应所致。即微波产生的电磁场迫使带自由电荷的物质分子做正负周期性振动，使物质内部的温度短时间迅速升高[2]。由于根管管壁主要由羟基磷灰石构成，有较强的反射作用，针状辐射器在此高密度物质所围绕的管腔中进行辐射，使微波效力得到进一步增强。有报道微波以腔体电流30mA辐射3 s使根尖孔区温度高达73.6℃，距根尖0.5～1.0mm范围内为66.2℃, 牙颈部根管壁为50.2℃[5]。如若加大根管内微波的辐射量，势必会更显著地提高根管内的温度，尤其是根尖区的温度。我们选取的实验牙均为单根牙，含双根管者在大剂量微波辐射时出现未处理根管的根尖部受损，可能为组成根管壁的牙体组织除羟基磷灰石以外，还含有30%的有机物和水，而近根尖部又有侧副根管系统，所以在一个根管内辐射大剂量微波，会有部分透射到另一根管内。高温会使牙本质损伤，早在本世纪60年代，人们就观察到用高速气涡轮机切割牙本质时，其邻近区域的牙本质胶原基质发生了变化，并认为与直接加热牙本质的表现相同，称之为“牙本质烧灼”[7～9]。
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断裂理论认为[10]，断裂就是连续性的破坏,包括不完全断裂和完全断裂。前者指宏观体积无断裂,可在物体本身存在缺陷的基础上，由外加各种应力或长期服役所引起。完全断裂是物质在不完全断裂的情况下，又受到静载或疲劳载荷而发生的。高温时常可观察到物质的晶间断裂，这是由于加热使晶界的强度比晶粒本身的强度下降得快。因此，可推测微波热效应所导致的牙本质裂纹是由于高温下牙本质有机成分胶原蛋白发生凝固、灰化，造成牙本质出现缺陷，再加之热应力的作用，使牙本质无机盐晶体发生晶间断裂。此时尚处于不完全断裂阶段，若该牙齿仍在口中行使咀嚼功能，持续的疲劳载荷就有可能使牙根发生完全断裂。提示我们在临床工作中，切不可忽视大剂量微波或长时间辐射可能给牙齿带来的远期根折的后果。
图1 35mA微波于根管内辐射3秒后，根管内壁可见牙本质小管分布，小管管口光滑连续管间牙本质无裂纹 图2 35mA微波于根管内连续辐射2次(6秒)后，根中部根管内壁出现许多由牙本质小管管口发出的裂纹 图3 150mA微波于根管内辐射3秒后，根管内壁除见有牙本质小管管口裂纹外，还出现更多的方向各异的管间牙本质裂纹 图4 阳性对照根管出现的满视野密集分布、方向各异且连结成片的皲裂裂纹，似干裂的盐碱地表面
, 百拇医药
参考文献
1 Lewis BB, Chester SB. Formaldehyde in dentistry: a review of mutagenic and carcinogenic potential. J Am Dent Assoc,1981,103:429-434.
2陈代珠，吴大伟，唐敬贤，等.医用微波技术.第1版.北京：国防工业出版社，1987.
3Rohrer MD , Bulard RA. Microwave sterilization.J Am Dent Assoc, 1985, 110:194-198.
4周国珍，杨小民，樊友竹，等.微波消毒根管治疗前后细菌学观察.口腔医学，1996,16:4-5.
5杨小民，林淑华，周国珍，等.微波治疗根尖周炎的实验研究. 中华口腔医学杂志，1996,31:191.
, 百拇医药
6樊友竹，杨小民，林淑华，等.微波消毒治疗根尖周病的临床观察.口腔医学，1994,14:134-135.
7Holden GGP. Some observations on the vibratory phenomena associated with high speed air turbines and their transmission to living tissue. Brit D J, 1962,113:265-275.
8Kennedy JJ, Buckman N, Proffit WR. Biological response to high speed instruments. J Am Dent Assoc,1959,58:35-42.
9Kramer IRI. Changes in dentine during cavity preparation using turbine handpieces. Brit D J,1960,109:59-64.
10亨利 G, 豪斯特曼D.宏观断口学及显微断口学.曾祥华,译.第1版.北京：机械工业出版社，1990.
(收稿：1997-06-17 修回：1998-01-09), http://www.100md.com
单位：100081 北京医科大学口腔医学院(岳林、王泽泗、王嘉德)；冶金工业部钢铁研究总院(廖欣)
关键词：微波；牙本质
中华口腔医学杂志980308 【摘要】 目的 了解微波对根管壁牙本质产生何种影响及其可能导致的后果。方法 对20颗成对离体双尖牙以不同剂量微波行根管内处理后，采用扫描电镜观察根管内壁牙本质的变化。结果以35mA微波辐射3 s对牙体硬组织不会造成损伤。但延长辐射时间(3 s×2)或剂量大于75mA的微波均对根管内壁牙本质造成不同程度的损伤，出现不完全断裂。该损伤也会累及同牙内未处理的另一根管。结论 临床工作中应特别注意微波剂量的选择和辐射时间的控制。
Effect of microwave on the dentin of root canal wall Yue Lin, Wang Zesi, Wang Jiade, et al. School of Stomatology, Beijing Medical University, Beijing 100081
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【Abstract】 Objective To investigate the effect of microwave on dentin of root canal wall. Methods Ten pairs of clinically sound single rooted premolars(totally 30 root canals:10 teeth had only one calal and 10 had two canals) were collected. The root canals were treated with microwave of different irradiation energy except one canal of the two canal teeth, they were served as controls.The teeth were dissected longitudinally into two parts and prepared for SEM examination. Results The microwave of 35 mA irradiated for 3 seconds would not damage the dentin and was safe for clinical usage. But, microwave over 75mA or with a prolonged irradiation time could damage the dentin of the root canal wall to different extents. The damaged dentin presented incomplete fractures. At the same time, such damage also involved another canal in the same tooth which was not treated with microwave. Conclusion It is necessary to choose a suitable level of energy and control the irradiation time when a root canal is sterilized by microwave.
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【Key words】 Microwaves Dentin
在传统根管治疗中，由于根管消毒用药对机体毒副作用的提出[1]和临床工作的多次复诊，使得人们去寻找一种高效、无害、省时、方便的消毒方法以替代之。具有热效应和非热效应功能的微波已被用于消毒灭菌[2]。随着科学技术向口腔医学的渗透，近年来微波用于牙科器械消毒[3]、根管消毒[4]和治疗根尖周炎[5]均已取得了较满意的效果。但在进行微波根管消毒时，有时患者会感到轻度疼痛和烧灼感[6]，并可见治疗后根管内壁有黄褐色烧灼痕迹[5]。所以，在充分发挥微波消毒灭菌效能的同时，进一步认识微波对牙体硬组织，尤其是对根管壁牙本质的作用是很重要的。我们通过扫描电镜来观察不同剂量微波对根管壁牙本质所产生的影响，并探讨其可能造成的后果，以期为微波根管消毒安全应用于临床提供依据。
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材料和方法
1.实验牙的选取和分组： 选取9例无系统性疾病、年龄11～23岁的正畸患者的20颗新鲜拔除的成对同名双尖牙,置于生理盐水内，4℃下存放备用。实验牙均为单根，其中单根管者和双根管者各10颗。根据微波治疗仪设定的输出功率并结合临床应用时辐射器在根管内作用的有效时间及腔体电流量[4～6]，将微波剂量分为35mA、35mA×2(辐射2次)、75mA、150mA、200mA×2等5个试验组，每次辐射时间为3 s。同时设空白对照组和阳性对照组。将20颗实验牙的30个根管配对分配至各组中。试验组中双根管牙均一根管行微波处理，另一根管为空白对照。故微波处理试验根管为15个；空白根管13个(含9个自身空白对照根管)；阳性对照根管2个(附表)。
2.微波处理根管：
(1) 微波口腔综合治疗仪为WS-3型(江苏省连云港永业器械有限公司)，频率2 450MHz，针状辐射
, 百拇医药
附表 实验牙的分组(颗) 实验牙
空白对照组
试验组
阳性
对照组
35mA
35mA×2
75mA
150mA
200mA×2
单根管牙
2
2
, 百拇医药
1
2
1
0
2
双根管牙
1
2
3
1
2
1
0
合 计
, http://www.100md.com
3
4
4
3
3
1
2
器长30mm，自动定时，脚踏开关。
(2)操作步骤：将新鲜拔除的离体双尖牙按临床常规开髓、去髓，生理盐水冲洗根管。试验组：测量根管治疗工作长度，以此长度将微波辐射器插入各试验根管进行辐射，35mA×2组和200mA×2组为连续辐射2次。空白对照组：对根管不作任何处理。阳性对照组：将牙齿沿牙长轴颊舌向剖开后置于酒精灯火焰顶端约5cm处烤灼6 s。
, http://www.100md.com 3.扫描电镜标本的制备和观察：将各实验牙沿牙长轴颊舌向剖开，蒸馏水超声荡洗、干燥、真空镀金后，用扫描电镜(Philip Sem ×500)观察并记录各根管内壁牙本质表面的形态及其变化。
结果
1.空白对照组和35mA试验组：根管内壁牙本质可见清晰分布的牙本质小管，管口光滑连续，管间牙本质无裂纹。有时可见网状排列的胶原纤维。未见异常表现(图1)。
2.35mA ×2组:微波处理根管从根尖至根中部均可见牙本质小管管口形态不连续，有较多裂纹(图2)。自身空白对照根管管壁牙本质则无上述裂纹。
3.75mA组: 单根管牙根尖1/3部根管内壁可见由数个牙本质小管管口裂纹连成的较大裂纹，偶见管间牙本质呈现细碎裂纹，根中部以上未见异常。该组中的双根管牙的处理根管和其自身空白对照根管均未见裂纹。
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4.150mA组: 处理根管自根尖至根中部均可见更多的牙本质小管管口裂纹和方向各异的管间牙本质裂纹，牙本质小管数目减少(图3)。自身空白对照根管可见根尖部牙本质出现小裂纹，而根中部以上形态正常。与75 mA组单根管牙的效果相似。
5. 阳性对照组和200mA×2试验组: 根管内壁呈现满视野密集分布、方向各异且连结成片的皲裂裂纹，似干裂的盐碱地表面。牙本质小管数目更少，管口呈封闭或熔融状。胶原纤维缺如(图4)。
讨论
我们通过扫描电镜观察了不同剂量微波对根管内壁牙本质的影响，结果显示：①小剂量(35mA)短时间(3s)的微波对管壁牙本质是安全的，不会造成任何损伤。而延长35mA微波的辐射时间(3s×2)，可造成管壁牙本质小管管口裂纹，但不波及同牙另根管。②中剂量(75mA)短时间(3s)的微波对管壁作用不确定，可能对根尖处牙本质有损伤。③大剂量(150mA)短时间(3s)的微波可使根管内壁牙本质出现裂纹，造成较严重损伤；而同牙另根管则出现微波中剂量(75mA)对单根管作用的效应，即仅损及根尖部管壁。④极限剂量(200mA)长时间(3s×2)作用于根管，则出现管壁牙本质干性皲裂。用微波进行根管消毒的细菌学研究证明[4]：以腔体电流30mA于根管内辐射3s，即可达到满意的灭菌效果，这对厌氧菌尤为有效。因此，临床应用微波消毒根管时应特别注意微波剂量的选择和辐射时间的控制。
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微波使牙本质产生裂纹的原因，主要为其高效的热效应所致。即微波产生的电磁场迫使带自由电荷的物质分子做正负周期性振动，使物质内部的温度短时间迅速升高[2]。由于根管管壁主要由羟基磷灰石构成，有较强的反射作用，针状辐射器在此高密度物质所围绕的管腔中进行辐射，使微波效力得到进一步增强。有报道微波以腔体电流30mA辐射3 s使根尖孔区温度高达73.6℃，距根尖0.5～1.0mm范围内为66.2℃, 牙颈部根管壁为50.2℃[5]。如若加大根管内微波的辐射量，势必会更显著地提高根管内的温度，尤其是根尖区的温度。我们选取的实验牙均为单根牙，含双根管者在大剂量微波辐射时出现未处理根管的根尖部受损，可能为组成根管壁的牙体组织除羟基磷灰石以外，还含有30%的有机物和水，而近根尖部又有侧副根管系统，所以在一个根管内辐射大剂量微波，会有部分透射到另一根管内。高温会使牙本质损伤，早在本世纪60年代，人们就观察到用高速气涡轮机切割牙本质时，其邻近区域的牙本质胶原基质发生了变化，并认为与直接加热牙本质的表现相同，称之为“牙本质烧灼”[7～9]。
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断裂理论认为[10]，断裂就是连续性的破坏,包括不完全断裂和完全断裂。前者指宏观体积无断裂,可在物体本身存在缺陷的基础上，由外加各种应力或长期服役所引起。完全断裂是物质在不完全断裂的情况下，又受到静载或疲劳载荷而发生的。高温时常可观察到物质的晶间断裂，这是由于加热使晶界的强度比晶粒本身的强度下降得快。因此，可推测微波热效应所导致的牙本质裂纹是由于高温下牙本质有机成分胶原蛋白发生凝固、灰化，造成牙本质出现缺陷，再加之热应力的作用，使牙本质无机盐晶体发生晶间断裂。此时尚处于不完全断裂阶段，若该牙齿仍在口中行使咀嚼功能，持续的疲劳载荷就有可能使牙根发生完全断裂。提示我们在临床工作中，切不可忽视大剂量微波或长时间辐射可能给牙齿带来的远期根折的后果。
图1 35mA微波于根管内辐射3秒后，根管内壁可见牙本质小管分布，小管管口光滑连续管间牙本质无裂纹 图2 35mA微波于根管内连续辐射2次(6秒)后，根中部根管内壁出现许多由牙本质小管管口发出的裂纹 图3 150mA微波于根管内辐射3秒后，根管内壁除见有牙本质小管管口裂纹外，还出现更多的方向各异的管间牙本质裂纹 图4 阳性对照根管出现的满视野密集分布、方向各异且连结成片的皲裂裂纹，似干裂的盐碱地表面
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参考文献
1 Lewis BB, Chester SB. Formaldehyde in dentistry: a review of mutagenic and carcinogenic potential. J Am Dent Assoc,1981,103:429-434.
2陈代珠，吴大伟，唐敬贤，等.医用微波技术.第1版.北京：国防工业出版社，1987.
3Rohrer MD , Bulard RA. Microwave sterilization.J Am Dent Assoc, 1985, 110:194-198.
4周国珍，杨小民，樊友竹，等.微波消毒根管治疗前后细菌学观察.口腔医学，1996,16:4-5.
5杨小民，林淑华，周国珍，等.微波治疗根尖周炎的实验研究. 中华口腔医学杂志，1996,31:191.
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6樊友竹，杨小民，林淑华，等.微波消毒治疗根尖周病的临床观察.口腔医学，1994,14:134-135.
7Holden GGP. Some observations on the vibratory phenomena associated with high speed air turbines and their transmission to living tissue. Brit D J, 1962,113:265-275.
8Kennedy JJ, Buckman N, Proffit WR. Biological response to high speed instruments. J Am Dent Assoc,1959,58:35-42.
9Kramer IRI. Changes in dentine during cavity preparation using turbine handpieces. Brit D J,1960,109:59-64.
10亨利 G, 豪斯特曼D.宏观断口学及显微断口学.曾祥华,译.第1版.北京：机械工业出版社，1990.
(收稿：1997-06-17 修回：1998-01-09), http://www.100md.com