中文摘要
自1890年在坏死牙髓中发现细菌，根管内细菌感染被认为是根尖周病和牙髓炎等常见感染性疾病的主要病因，日渐成为研究人员和临床医师的重视与关注的焦点。本文就根管内感染细菌的组成种类、根管内生存方式及控制方法的研究现状进行综述。
关键词 生物膜；密度感应；镍钛机用器械；脉冲YAG激光
根管内细菌感染及控制方法的研究进展
专 业 口腔医学
1890年Miller首次证实在人坏死的牙髓组织中有细菌的存在。日本人Kakehashi于1965年通过无菌鼠和普通鼠的慢性根尖炎模型，研究发现细菌在牙髓病和根尖周病的发病进程中具有重要作用[1]。100年以来，医学的进步已经向人们证实：细菌感染是牙髓病及根尖周病这两种口腔临床常见病的主要病因。随着研究技术的发展，生物芯片检测技术的引进，多种不易培养的细菌也从感染根管中发现，使我们对感染根管中细菌构成有了更深刻的认识。通过研究的不断深入，如何有效彻底清除根管内的感染细菌也日渐成为现今口腔临床医生的关注热点。
感染根管内的常见细菌
20世纪70 年代以前的研究证实根管内的细菌是需氧菌和兼性厌氧菌[2],之后随着厌氧技术的发展,证实根管内是一个特殊的环境，具有氧气张力低，营养因素少等特点，未经治疗的根管和根尖周的感染是多种细菌的混合感染，革兰氏阳性和革兰氏阴性均有分布，但都同属于专性厌氧菌[3]。在多数感染根管中，具核梭杆菌、牙龈卟啉单胞菌、链球菌属、产黑色素类杆菌、微单胞菌属等是感染根管的常见细菌[2、4-6]。Gomes等[7]在感染根管中发现微小消化链球菌占35%、梭杆菌属占34%、中间普氏菌占16.7%、牙龈卟啉单胞菌占6.7%、牙髓卟啉单胞菌占5%。Martin等[8]对65颗进行性龋坏和牙髓炎患牙的研究表明, 微小消化链球菌、牙髓卟啉菌、牙龈卟啉菌各占了71%、 60%和52%, 且微小消化链球菌和牙髓卟啉菌与牙髓组织的炎性退变有关, 这些细菌在龋损中的高水平含量可能导致了牙髓不可复性的病理改变。牙髓卟啉单胞菌和牙龈卟啉单胞菌常在有症状的根尖周炎患牙中同时检出，Assed S等[9]推测二者在根尖周病的发展过程中可能有协同作用。许曼波等[10]采用16s rDNA PCR方法在53例慢性根尖周炎患者的感染根管内齿垢密螺旋体的检测率为24.53%。福赛斯坦纳菌（T.forsythensis）生长条件苛刻，培养困难，以往样本的检测率极低，大部分为阴性，随着细菌培养和生物芯片技术的发展，Conrads等[11]采用16s rDNA方法于1997年首次在感染根管内检测出；目前在未治疗根管内检测到该细菌的报道日渐增多，黄定明[12]等在38例慢性根尖周炎的感染根管中用聚合酶链反应（PCR）检测到福赛斯坦纳菌的阳性率为26.3%。另有研究发现[2、13-14]，未经过治疗的根管和经过治疗的根管内细菌种类有所不同；经过根管预备后根管内厌氧菌数目明显减少，但在继发感染根管内即根管治疗失败后兼性厌氧菌和革兰氏阳性菌在根管内占主导地位，但细菌密度明显降低，菌落较小，散在分布，呈孤岛状，根尖部比根中部相对密集。粪肠球菌常在完善根管治疗失败后的根管内检出，是根管内再感染的最常检测到的细菌，有学者对99例根管治疗失败后的根管进行微生物培养发现约33％的病例可检测到粪肠球菌[15]；Peciuliene等[16]对已进行根管治疗但炎症尚未控制的根管进行微生物检测，粪肠球菌的检出率高达 70％。白色念珠菌由于是根尖周炎的机会感染菌，在未经治疗的根尖周炎感染组织中极少被检测到，但Waltimo等[17]对难治性根尖周炎中真菌感染情况的结果表明，967例病例中有7%分离出真菌，其中分离出酵母菌的病例中白色念珠菌占绝对优势（80%）。
研究发现，患牙临床症状与根管内感染细菌种类密切相关，Gomes等[7]通过对60例根管进行研究发现微小消化链球菌、中间普氏菌和梭杆菌属与疼痛相关，卟啉菌属和消化链球菌属与牙齿叩痛有关；但结果显示，没有一种细菌的检出与特定临床症状具有显著相关性，提示临床症状的产生可能是多种细菌共同作用的结果，而不是某种特定细菌作用所致。急性根尖周脓肿中经常可分离到产黑色素类杆菌属，并与急性症状如根尖叩痛、局部水肿、瘘管形成、根管臭味等具有显著关系，认为可能是引起化脓性根尖周炎的特异性细菌[18]。产黑色素类杆菌属包括牙龈卟啉单胞菌、牙髓卟啉单胞菌、中间普氏菌和变黑普氏菌。Siqueira等[19]采用16s rDNA方法对10例急性根尖周炎的患者的根尖脓液进行细菌学检测，产黑色素菌的检出率为80%，其中牙髓卟啉单胞菌为70%，牙龈卟啉单胞菌为40%，中间普氏菌为10%，而且检测出另一种菌属齿垢密螺旋体，其检测率为50%。黄定名等[12]研究福赛斯坦纳菌的定制与慢性根尖周炎临床症状的关系，结果表明其与慢性根尖周炎急性发作症状疼痛、叩痛、肿胀也存在相关性。
2.感染细菌的存在方式
感染根管内的细菌多是混合感染，种类多样，但无单独菌落；而是生长在细胞外基质中，由于细菌组成由根管环境和营养供给决定，根管中细菌在感染的不同阶段有所不同。一开始，细菌间似乎没有明确的相互关联，但随着环境的改变而产生变化，Sundqvist G等[20]研究发现具梭核酸菌与微小链球菌数、牙髓卟啉单胞菌属有明显正关联，中间普氏菌与微小链球菌属呈负关联；黄定明等[12]也发现牙龈卟啉单胞菌和福赛斯拟杆菌呈正相关定植。随着各菌落相互黏附和集聚，在其周围有大量胞外多糖包绕形成微菌落，形成细菌生物膜，并使其空间结构致密和复杂具有不均匀性[21-22]。同时，生物膜中的细菌通过密度感应（quorum sensing，QS）系统利用细菌自体分泌的自体诱导物（autoinducers，AIs）转运至细胞外，这类化学物质在胞外菌间累计直至其浓度到达某种阈值时，再转至胞内与特定物质结合或直接被细胞内特定物质感知，进而启动一套完全不同的基因系统即生理状态发生显著变化，并通过一系列调节因子和操纵因子在调节蛋白的调控下进行整体和局部的细菌生理代谢调节，完成细菌间的信号交流[23-24]。各种属细菌功能的联合作用，不断释放游离菌，促发根管内牙髓和根尖周病变产生，降解后的产物又可供细菌群体共享。细菌在生物膜的基质中缓慢生长，其低渗透性可阻碍外界物质的进入，以维持细菌的生存；细菌的这种生活方式可以帮助其抵抗环境中的各种不利因素，如大量氧基、抗生素的合成、被宿主免疫细胞吞噬等,增强细菌的防御能力，生物膜细菌对抗生素的抵抗力是浮游细菌的数百倍甚至上千倍，使原来对某些抗生素敏感的细菌成为耐药菌株[25]。
3.感染根管内细菌的控制方法
3.1 镍钛机用器械根管预备
牙髓病根尖周病的主要病原是细菌的感染，自从20世纪40年代，Grossman在前人牙髓治疗临床实践的基础上提出了一整套根管治疗的理论体系和操作系统，随后在不断丰富和完善根管治疗术的过程中，特别强调了彻底清除根管内感染源的重要性。在所有的感染根管中，细菌经常从根管壁侵入牙本质小管，侵入深度一般在100m以内，少数可超过这一数值，但最大深度可达300m[13]。总结治疗失败根管中的微生物主要集中于根尖部，这提示我们在处理根管时应着重考虑最大限度的彻底清除根管内尤其是根尖部根管的感染。随着大锥度镍钛预备器械的出现，利用Crown-down技术，可以扩大弯曲根管，敞开冠向根管，最大限度取得根管的基本通路和解剖形态，可以增加根尖1／3的冲洗效果，彻底清除根管的愿望逐渐得以实现。有研究表明，通过镍钛器械预备的根管，约诊间痛的发生率可明显降低。Pataky等[26]用40颗第一前磨牙去除牙髓消毒后于根管内接种粪肠球菌，分别比较了不同的锉和不同的根管预备技术，结果发现在使用镍钛机用器械预备根管后根管内的细菌总量大量减少，且具有统计学意义。
3.2化学药物根管冲洗
使用化学药物进行根管冲洗被认为是根管治疗成败的关键性环节。根管进行根管预备后，根管内的部分细菌仍能存活，残存的细菌将破坏牙髓治疗的效果。1943年Grossman提出3%过氧化氢与5.25%次氯酸钠液交替使用。目前最常用的根管冲洗药物仍然是2%～5.25%次氯酸钠液和3%过氧化氢。Mercade M[27]在研究感染根管中4.2%浓度的次氯酸钠冲洗液的抗菌性中发现pH值为6.5时抗菌能力最强。Kishen A等[28]通过研究冲洗液对粪肠球菌黏附根管内牙本质能力的影响，发现次氯酸钠（NaOCl）、乙二胺四乙酸（EDTA）可明显降低粪肠球菌对根管壁粘附力，而且氯己定（CHX）在降低粪肠球菌粘附力的同时，通过粘附含量测定细菌粘附数量也明显降低。
3.3根管内封药
理想的根管内封药应具备能快速消除和破坏根管内的细菌，不易产生耐药性；能中和或破坏根管内的毒性物质，在血液、浆液、脓液或其他有机物中保持有效浓度，药效维持时间长；并对活体组织无毒性作用；能有效地渗透到根管、牙本质小管、侧枝根管内和根尖周组织，不刺激根尖周组织。目前，根管消毒药物种类较多，但氢氧化钙被认为是使用方便、便于储存、效果较理想的根管内消毒剂之一，绝大部分根管内的致病菌不能生存于氢氧化钙的高度碱性环境中。另外，有研究报道，氢氧化钙还可使内生性炎性介质IL-1、TNF-、降钙素基因相关肽（CGRP）变性[29]。随着材料研发技术的发展，最近又出现多种抗菌性优于氢氧化钙的根管内封药，Neelakantan等[30]利用琼脂扩散实验发现2%洗必泰凝胶可在多种细菌感染的根管内形成面积比氢氧化钙更大的细菌抑制区，且在封药72小时后仍然具有抗菌活力。
3.4激光治疗
该类机器的主要功能是利用脉冲YAG激光对生物组织产生瞬间高强度光热作用、光化学作用，使组织瞬间气化、熔融或凝固，达到封闭牙本质小管、切割软组织、杀菌消炎及凝固止血的目的。现今应用较广的是Nd：YAG激光机、国产的HSM-III型脉冲YAG固体激光治疗机及发出波长10.6m远红外线的二氧化碳激光治疗机。Noiri Y等[31]报道使用能量密度为0.38～0.98J/cm²的Er：YAG激光可使感染根管内的细菌萎缩，生物膜数量在形态学上明显减少，性能优于Nd:YAG常用激光。
3.5 根管治疗失败的微生物控制方法
粪肠球菌被各国学者认为是根管治疗失败的主要病原菌，常在根管治疗失败的根管中检测到。经过常规的化学-机械根管预备和根管内封药后的根管内仍有存活的粪肠球菌，其通过对宿主细胞的粘附、与其他细菌竞争、改变宿主的防御反应和环境、表达蛋白质，通过粘附牙本质小管中未矿化的胶原，在营养供应改变的环境中存活。氢氧化钙被认为是根管内封药最有效的消毒剂之一，然而在早期体内和体外研究均显示，粪肠球菌能在碱性环境中利用质子泵维持自身酸碱平衡[33]，存活于氢氧化钙治疗的根管内，氢氧化钙的作用受到质疑。Basrani等[34]发现洗必泰与次氯酸钠对氢氧化钙的耐药菌株均有效，并能对根管牙本质持续发挥长期的抗菌作用，保护牙本质不受粪肠球菌的定植。Torabinejad等[32]也研究发现，MTAD（a mixture of tetracycline isomer，an acid，and a detergent， PH=2.15）用作根管冲洗液既可以安全去除玷污层，又能有效地抑制粪肠球菌。
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