BMC Oral Health：用侧向通气针头冲洗真实根管的计算流体动力学研究

根管冲洗是根管准备过程中的重要步骤，对根管治疗的成功率有很大的影响。其目的是清除根管内带有坏死组织、杂物和细菌的残留物和涂抹层，对机械器械无法到达的根管表面进行清洁或消毒。根管内灌洗液的化学性质和物理性质一起，基本上决定了根管灌洗液的效率。由于实验观察和测量的局限性，计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法被广泛应用于根管灌洗研究，包括针型、灌洗流速、根管大小和灌洗液温度的影响。这些研究大多采用简单的人工锥形根管模型，其形状与实际人类根管在曲线、凸、凹和管壁异常等方面存在差异。

真牙不规则形状的影响往往被忽视，导致对冲洗效率的高估或低估，特别是当实际根管形状与不同类型的冲洗针相结合时。基于真实根管的根管灌洗研究得出了有效的结论和可靠的临床参考。迄今为止，很少有基于真实人类根管的CFD研究。这些研究讨论了正、负压灌洗系统、灌洗液流量和侧针位置对特定根管灌洗效果的影响。根管曲率是根管的一个基本形状参数，但目前很少用CFD方法对其进行研究。

由于真正的根管形状复杂，一种合适的针可以大大提高清洁效果。评估不同类型的根管灌洗针是至关重要的。在我们早期的数值研究中，研究了不同工作深度和沟渠曲率下扁针的灌洗效率。侧通气针清洁效果好，根尖挤压风险低，虽然已被广泛接受，但其在实际根管冲洗中的效率尚未得到系统评估。虽然根管形状不规则，但与普通平针相比，侧通气针在冲洗时可通过调整针孔方向来提高清洁效率。由于根管冲洗孔的方向和根管的不规则形状，评估侧通针与平通针的有效性是复杂的。

本研究采用微型计算机断层扫描(micro-computer tomography, micro-CT)技术获得制备好的人上颌根管模型。采用CFD评估不同工作深度和不同孔径的根管灌洗对实际根管的影响。同时，研究了不同根管曲率、不同根管开孔方向下侧通气针的灌洗效率。

材料与方法：本研究采用micro-CT扫描制作至04 / 15的上颌第一磨牙永久根管，导入软件进行三维重建。对比了30G侧针在4.75 mm、5 mm、5.25 mm和5.5 mm不同工作深度下冲洗效率的关键参数。同时，以真实根管为基础，重建0°、5°、10°、20°和30°不同曲率的模拟模型，研究曲率对灌洗效率的影响。

根管灌溉几何模型;(A)不同的侧通针方向，(B)不同的工作深度，(C)不同弯曲度的侧通针在根管内的不同方向

工作深度和侧排针方位对灌溉流场的影响

不同针向下的有效替换深度(ERD)

不同工作深度下灌溉水的有效置换深度(ERD)和顶压

工作深度和侧放针方向对剪切应力的影响

在不同工作深度和侧排针方向下的有效剪应力(ESS)跨度和深度

曲率和侧排针方向对灌溉流场的影响

结果：适度的工作深度(如4.75 mm和5.25 mm)有助于提高灌洗流量的置换能力。同时，顶压随工作深度的增加而减小。根管曲率严重影响根管涂片层的去除深度。大曲率根管(特别是20°和30°)可以显著提高根管灌洗的难度。

结论：(1)适度的工作深度有助于提高驱替能力，在4.75 mm和5.25 mm的工作深度，灌洗流量的ERD普遍得到改善，顶压会随着工作深度的增加而降低。(2)根管弯曲度大，可以显著提高冲洗难度。根管的曲率会严重影响根管壁上涂片层的去除深度。小曲率根管(5°和10°)的ESS的跨度和深度均高于大曲率根管(20°和30°)。

原文出处：

Yu M,  Li Y,  Zhao M,Computational fluid dynamics investigation on the irrigation of a real root canal with a side-vented needle.BMC Oral Health 2024 Mar 09;24(1)