Giới thiệu

Viêm nha chu vùng chóp (AP) được định nghĩa là một bệnh trong miệng gây ra bởi phản ứng của hệ thống miễn dịch với sự hiện diện của vi sinh vật (trạng thái sinh vật phù du hoặc màng sinh học) hoặc các sản phẩm của chúng ở gần hoặc trong hệ thống ống tủy hoặc xung quanh chóp chân răng. Mục tiêu của việc điều trị tủy là ngăn ngừa hoặc chữa lành AP; Vì vậy, các vi sinh vật ở cả trạng thái sinh vật phù du và màng sinh học nên được loại bỏ khỏi hệ thống ống tủy. Thật không may, do sự phức tạp của hệ thống ống tủy bao gồm eo thắt, phần mở rộng hình bầu dục và ống tủy bên, việc loại bỏ hoàn toàn màng sinh học khỏi hệ thống ống tủy là không khả thi trong quá trình điều trị tủy. Hơn nữa, cấu trúc răng và chân răng bao gồm ngà răng, một vật liệu xốp chứa các ống có đường kính 0,6-3,2 µm và chiều dài 1-2 mm và vi sinh vật có thể tiếp cận được. Vì vậy, nên cố gắng giảm thiểu số lượng vi sinh vật sau điều trị.

Một kỹ thuật không dùng dụng cụ để làm sạch hệ thống ống tủy sẽ là lý tưởng. Điều này sẽ tránh được những nhược điểm như tạo ra lớp mùn và mảnh vụn ngà răng, lỗi do thầy thuốc, cấu trúc chân răng yếu đi và hình thành vết nứt ở chóp. Điều này đã được công nhận bởi Lussi và đồng nghiệp, họ đã giới thiệu một thiết bị bơm rửa để làm sạch ống tủy mà không cần dụng cụ. Các kết quả đầy hứa hẹn (in-vitro và in-vivo) đã được công bố; tuy nhiên, người ta thấy rằng cần phải cải tiến thêm và do đó hệ thống này hiện chưa có sẵn trên thị trường. Hiện tại, việc thiết lập một áp suất âm và dương xen kẽ, cho phép thực hiện quy trình bơm rửa hiệu quả mà không cần sửa soạn và việc ép chất bơm rửa ra ngoài dường như là không thể vào lúc này. Vì vậy, vẫn cần phải tạo khoảng trong hệ thống ống tủy bằng dụng cụ để có thể dùng các dung dịch khử trùng hoặc thuốc.

Thật không may, khi hệ thống ống tủy bị nhiễm trùng, các mảnh vụn ngà răng và lớp mùn ngà cũng bị nhiễm. Lớp mùn ngà có thể được định nghĩa là hỗn hợp các mảnh vụn ngà răng, tàn dư của mô tủy, nguyên bào ngà và vi sinh vật (nếu có), chúng bám chặt vào thành ống tủy và có thể xâm nhập tới 40 µm vào ống ngà. Vụn ngà có thể được định nghĩa là mảnh ngà răng, tàn dư mô và các hạt bám vào thành ống tủy hoặc hiện diện trong ống tủy. Cả vụn ngà và lớp mùn ngà đều có thể làm mất hoạt tính của thuốc và chất bơm rửa ống tủy và ngăn chặn sự xâm nhập của chúng vào màng sinh học. Gần đây, người ta đã chứng minh rằng việc sản sinh ra các mảnh vụn ngà răng và sự tắc nghẽn sau đó của eo thắt có thể là một vấn đề lớn hơn dự đoán. Sau khi dụng cụ đầu tiên được sử dụng trong ống tủy, thành ống tuỷ sẽ được bao phủ bởi một lớp mùn nhiễm trùng ở những vị trí mà trâm chạm vào thành ống tuỷ. Tại những vị trí này, màng sinh học bị phá vỡ về mặt cơ học nhưng cũng hòa nhập với lớp mùn. Tại những vị trí mà trâm không chạm vào thành răng, có màng sinh học hiện diện, có thể bị bao phủ hoặc bị chặn bởi các mảnh vụn ngà răng. Tình huống điển hình này cản trở quy trình khử trùng và do đó việc loại bỏ các mảnh vụn ngà răng và lớp mùn đóng vai trò quan trọng trong quá trình khử trùng.

Lớp mùn ngà, mảnh vụn ngà răng và màng sinh học chưa được chạm tới chỉ có thể được loại bỏ bằng cách bơm rửa. Để có một quy trình bơm rửa hiệu quả, cả việc tách cơ học mô tủy, mảnh vụn ngà răng và lớp mùn (sản phẩm của sửa soạn), vi sinh vật (sinh vật phù du hoặc màng sinh học) và các sản phẩm của chúng (hiện nay được gọi là chất nền) khỏi thành ống tủy, loại bỏ chúng ra ngoài hệ thống ống tủy và sự hòa tan/làm gián đoạn hóa học là quan trọng. Cả hai khía cạnh cơ học và hóa học này đều liên quan đến dòng chảy của chất bơm rửa. Hơn nữa, chất bơm rửa bị bất hoạt về mặt hóa học sau khi phản ứng với màng sinh học và do đó cần phải bơm với chất bơm rửa mới. Do đó, hiểu biết sâu sắc về dòng chất bơm rửa trong quá trình điều trị ống tủy là rất quan trọng để hiểu được tầm quan trọng của việc khử trùng hệ thống ống tủy.

Mục tiêu của bơm rửa là:

• Tạo ra dòng chảy đi đến toàn bộ hệ thống ống tuỷ, tiếp xúc gần với chất nền, mang chất nền đi và bôi trơn cho dụng cụ.
• Đảm bảo phân phối đầy đủ khắp hệ thống ống tủy, làm mới và trộn chất bơm rửa để duy trì nồng độ hiệu quả của (các) thành phần hóa học và bù đắp cho sự bất hoạt nhanh chóng của nó.
• Đảm bảo một lực tác động lên thành ống tủy (cắt và stress), nhằm tách/ phá vỡ lớp nền.
• Hạn chế trong phạm vi của ống tủy, ngăn chặn chất bơm rửa phun ra về phía mô chóp.

Trong quá trình bơm rửa, có thể phân biệt hai giai đoạn: giai đoạn chảy, trong đó chất bơm rửa được phân phối và chảy vào và ra khỏi ống tủy, và giai đoạn nghỉ, trong đó chất bơm rửa nằm yên trong ống tủy. Hệ thống kích hoạt bơm rửa đưa ra một giai đoạn kích hoạt bổ sung, tăng cường dòng chất bơm rửa bằng nguồn năng lượng. Chương này thảo luận về đặc tính vận hành, động lực học chất lỏng và tương tác cơ học và hóa học liên quan đến bơm rửa kích hoạt bằng sóng âm, siêu âm và laser (LAI).

Tính chất cơ học của màng sinh học và động lực học chất lỏng

Màng sinh học bao gồm một ma trận ngoại bào đáng kể chủ yếu là protein và polysaccharides (EPS, chất đa bào ngoại bào), giúp bảo vệ vi sinh vật một cách hiệu quả. EPS có thể chiếm hơn 80% hàm lượng màng sinh học, làm cho màng sinh học trở thành chất lỏng nhớt, đàn hồi, khiến nó thể hiện đặc tính đàn hồi ở ứng suất thấp và đặc tính dòng chảy nhớt ở ứng suất cao, do đó bảo vệ vi khuẩn chứa trong đó. Vì vậy, để khử trùng hiệu quả, việc phân hủy cấu trúc nền là điều cần thiết.

Các lực tác dụng lên màng sinh học do dòng bơm rửa gây ra có thể phá vỡ các lớp trên cùng của màng sinh học hoặc ma trận EPS của nó (hỏng liên kết) hoặc có thể loại bỏ hoàn toàn màng sinh học (hư hỏng chất kết dính). Sự phá vỡ các lớp trên cùng tạo điều kiện cho chất bơm rửa xâm nhập vào màng sinh học và tăng cường tác dụng hóa học.

Các giá trị điển hình được tìm thấy trong tài liệu cho mô đun đàn hồi có bậc từ 10 ^-1 đến 10 ² Pa và cường độ cắt từ 10 ¹ đến 10 ³ Pa. Áp lực và ứng suất cắt được tạo ra bởi các kỹ thuật bơm rửa khác nhau cho thấy một số kỹ thuật có thể loại bỏ hoàn toàn màng sinh học (Bảng 11.1). Thật không may, các đặc tính cơ học của màng sinh học nội nha vẫn chưa được biết đến.

Gần đây, một nghiên cứu về tác động của dòng chất lỏng lên màng sinh học đã chỉ ra rằng, đối với ma trận EPS có độ ổn định cao, chỉ các cấu trúc trên bề mặt màng sinh học mới được tách ra. Độ ổn định ma trận EPS thấp có thể dẫn đến sự tách rời các khối lớn khỏi phần trên của màng sinh học (Hình 11.1). Do đó, việc loại bỏ hoàn toàn màng sinh học khỏi thành ống tủy có thể là một nhiệm vụ khó khăn, và sự kết hợp giữa áp lực cơ học và hóa học lên màng sinh học vẫn rất quan trọng.

Hệ thống bơm rửa kích hoạt bằng sóng âm, siêu âm và laser

Kích hoạt sóng âm

Kích hoạt bằng sóng âm sử dụng các dụng cụ có rung cưỡng bức ở một đầu (ở phía tay cầm) và được phép rung tự do ở đầu kia. Thiết bị âm hoạt động ở tần số âm thanh (dưới 20 kHz) và có biên độ dao động lên tới 1 mm. Các dụng cụ được điều khiển bằng sóng âm thể hiện một kiểu uốn đơn giản, bao gồm biên độ lớn ở đầu (antinode) và biên độ nhỏ ở đầu được điều khiển (node) nơi diễn ra quá trình truyền động piezo (Hình 11.3). Bởi vì biên độ ở antinode có thể lớn tới 1 mm, lớn hơn đường kính của ống tủy nên thường xảy ra tiếp xúc với thành ống tủy dẫn đến giảm hiệu quả.

Kích hoạt siêu âm

Giống như kích hoạt sóng âm, các thiết bị được sử dụng trong quá trình kích hoạt siêu âm có độ rung cưỡng bức ở một đầu và được phép dao động tự do ở đầu kia. Thiết bị siêu âm hoạt động ở tần số cao hơn (thường là 20-200 kHz) và có biên độ nhỏ hơn 100 µm. Tần số cao hơn dẫn đến mô hình node và antinode phức tạp hơn so với các thiết bị âm. Các thiết bị được điều khiển bởi phần tử piezo-electric gần 30 kHz thể hiện một mẫu có khoảng ba bước sóng, hoặc sáu node và các antinode cách nhau khoảng 5 mm.

Mặt cắt ngang của dụng cụ kích hoạt siêu âm là hình tròn hoặc hình vuông. Sự tiếp xúc nhẹ sẽ không ảnh hưởng đến cơ chế làm sạch và tạo bọt của nó, vì dao động của trâm không bị giảm dần. Thuật ngữ bơm rửa kích hoạt siêu âm (UAI) đã được đề xuất để thay thế bơm rửa siêu âm thụ động (PUI) để tránh nhầm lẫn.

Kích hoạt bằng laser

Một kỹ thuật khác để làm sạch hệ thống ống tủy là LAI, sử dụng năng lượng laser để khuấy trộn chất bơm rửa. Những laser này thường thuộc loại Er:YAG hoặc ErCrYSGG, có bước sóng trong vùng hồng ngoại (2796-2940 nm) được hấp thụ tốt trong nước. Động lực học của LAI đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng hình ảnh tốc độ cao cho thấy sự hình thành và nổ tung của bong bóng hơi lớn ở đầu sợi, được tạo ra bởi sự hấp thụ năng lượng laser và làm nóng nhanh chất bơm rửa.

Đặc tính dòng chảy trong quá trình bơm rửa kích hoạt

Kích hoạt âm và siêu âm

Sự dao động âm hoặc siêu âm của dụng cụ tạo ra dòng chất lỏng xung quanh, dẫn đến áp lực xen kẽ và ứng suất cắt lên thành ống tủy. Dòng chảy này cũng làm tăng sự pha trộn của chất bơm rửa. Cả kích hoạt bằng sóng âm lẫn siêu âm đều không tạo ra vận tốc chất lỏng lớn theo hướng chóp, khiến cho việc đẩy chất bơm rửa khó xảy ra. Mặt khác, nó đòi hỏi phải đặt các trâm này gần chóp. Việc trộn và làm mới chất bơm rửa và loại bỏ mảnh vụn ngà răng diễn ra khi dụng cụ siêu âm được đưa vào cách chiều dài làm việc 3 mm.

Acoustic streaming

Dòng chảy bên được tạo ra ở mỗi antinode dọc theo trâm; thành phần bên này của dòng chảy thường mạnh hơn nhiều so với thành phần dọc theo trục.

Thông thường, acoustic streaming là sự chồng chất của hai dòng, một dòng là thành phần dao động và dòng còn lại là thành phần ổn định có cường độ phụ thuộc vào biên độ dao động. Phần dao động của acoustic streaming làm cho luồng dao động tiến và lùi cùng với trâm. Khi làm như vậy, chất lỏng tạo ra một áp suất xen kẽ và ứng suất cắt lên thành ống tủy.

Phần ổn định này của dòng chảy thực tế là thực hiện công việc vận chuyển và trộn chất lỏng. Các tia cũng tác dụng áp suất (1 kPa) và ứng suất cắt (10 Pa) lên thành ống tủy, thậm chí ở khoảng cách tương đối lớn từ thiết bị. Acoustic streaming tạo ra trên tất cả các mặt cắt ngang của các dụng cụ, mặc dù các chi tiết của acoustic streaming có thể thay đổi. Không thể tạo acoustic streaming hoặc cavitation trong sóng âm vì tần số và tốc độ dao động của nó quá thấp.

Cavitation (Xâm thực khí)

Trong quá trình dao động biên độ cao của thiết bị trong quá trình kích hoạt siêu âm, hiện tượng cavitation có thể được tạo ra. Cavitation được định nghĩa là sự tạo mầm, sự phát triển và sự sụp đổ của bong bóng trong chất lỏng.

Trong nước, ngưỡng vận tốc là khoảng 15 m/s, điều này khả thi với các thiết bị siêu âm nội nha hiện nay, nhưng không khả thi với các thiết bị sóng âm. Các bong bóng phát triển trong giai đoạn âm của sóng áp suất và xẹp xuống khi áp suất trở nên dương. Dòng tia tốc độ cao (hàng trăm mét mỗi giây), với áp suất cục bộ 1 GPa và ứng suất cắt 1 MPa và sóng xung kích, được cho là đi kèm với hiện tượng bong bóng vỡ hay còn gọi là hiệu ứng búa nước.

Bong bóng không nhất thiết phải sụp đổ. Các bong bóng chứa đầy khí có thể ổn định trong thời gian tương đối dài và dao động cùng với trường áp suất dao động do trâm dao động gây ra. Hiện tượng tạo bọt ổn định này có thể tăng cường dòng chảy và do đó làm sạch cục bộ đáng kể.

Bơm rửa kích hoạt bằng laser

Động học của LAI đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng hình ảnh tốc độ cao cho thấy sự hình thành và nổ tung của bong bóng hơi lớn ở đầu sợi, được tạo ra bởi sự hấp thụ năng lượng laser và làm nóng nhanh chất bơm rửa (Hình 11.7). Kích thước của bong bóng do tia laser tạo ra phụ thuộc vào năng lượng đầu ra, thời lượng xung và tần số của tia laser.

Dòng bơm rửa trong các ống tủy bên, phần mở rộng hình bầu dục, eo và ống ngà

Các phần mở rộng của ống tủy chính thường khó làm sạch vì chất bơm rửa không dễ dàng xâm nhập vào các vùng đó. Việc vận chuyển chất bơm rửa vào ống tủy bên có thể được tăng cường bằng cách cải thiện sự đối lưu, do đó phải có dòng chảy hướng tới ống tủy bên. Dòng chảy bên có thể được tạo ra bởi các hệ thống kích hoạt bằng âm, siêu âm hoặc laser, do đó tăng cường hòa tan mô ở các ống tủy phụ và eo thắt.

Tính chất vật lý của chất bơm rửa

Dòng chất bơm rửa bị ảnh hưởng bởi các đặc tính vật lý của chất bơm rửa, cụ thể là mật độ, độ nhớt, góc tiếp xúc, đặc tính làm ướt và sức căng bề mặt. Việc bổ sung các chất làm ướt (chất hoạt động bề mặt) vào các dung dịch bơm rửa thường được sử dụng để giảm sức căng bề mặt của chúng. Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây báo cáo rằng chất hoạt động bề mặt không tăng cường khả năng hòa tan mô tủy của NaOCl hoặc khả năng loại bỏ lớp mùn.

Tăng hiệu ứng hóa học nhờ bơm rửa kích hoạt bằng sóng âm, siêu âm và laser

Chất bơm rửa bị bất hoạt về mặt hóa học sau phản ứng của chúng với ngà răng, vi sinh vật hoặc màng sinh học, và do đó cần phải trộn với chất bơm rửa mới. Hệ thống kích hoạt bơm rửa có thể cải thiện việc phân phối khắp hệ thống ống tuỷ và làm mới/pha trộn chất bơm rửa bằng cách tạo ra sự đối lưu bổ sung.

Trong tài liệu, không có báo cáo nào về ảnh hưởng của kích hoạt âm đến tác dụng hóa học của chất bơm rửa. Mặt khác, kích hoạt bằng laser hoặc siêu âm sẽ làm tăng tốc độ phản ứng của NaOCl với ngà răng, cũng như làm tăng nồng độ. Tác dụng hiệp đồng tương tự của NaOCl và siêu âm trong việc làm tan mô hoặc loại bỏ các mảnh vụn ngà răng khỏi ống tủy đã được báo cáo.

Với EDTA, sự thâm nhập vào ống ngà trong buồng tủy được cải thiện sau khi kích hoạt siêu âm được báo cáo, nhưng nguyên nhân vẫn chưa được làm sáng tỏ đầy đủ.

Khuyến nghị về quy trình lâm sàng

Giao thức kích hoạt bơm rửa

Một quy trình bơm rửa có thể áp dụng dễ dàng cho sóng âm, siêu âm hoặc LAI là “Intermittent Flush Technique”. Đầu tiên, chất bơm rửa được đưa vào ống tủy bằng ống bơm rửa. Sau đó, chất bơm rửa được kích hoạt bên trong ống tủy. Sau khi kích hoạt, ống tủy được rửa sạch bằng ống tiêm để loại bỏ chất nền bị bong ra.

Một quy trình khác bao gồm dòng chất bơm rửa liên tục xuyên qua hoặc dọc theo tay khoan hoặc sợi vào buồng tủy, sau đó chảy từ buồng tủy đến chóp bằng cách kích hoạt dụng cụ âm/siêu âm/laser.

Kích hoạt sóng âm

Việc bơm rửa kích hoạt bằng sóng âm có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các tay khoan có thể điều khiển các thiết bị ở tần số sóng âm (ví dụ: Hệ thống EndoActivator® hoặc Vibringe®). Hệ thống EndoActivator cho phép thay đổi công suất và tần số cũng như kích thước của đầu tip polymer để không cắt vào thành ống tủy. Chất bơm rửa được kích hoạt trong 30-60 giây bằng cách nhảy theo các bước ngắn 2-3 mm (Hình 11.11).

Kích hoạt siêu âm

Các dụng cụ siêu âm có thể được đưa vào cách chiều dài làm việc 1-2 mm hoặc đến đoạn cong mạnh để ngăn tiếp xúc mạnh với thành ống tủy. Đối với “Intermittent Flush Technique”, trình tự ba lần 10 giây dường như thuận lợi để loại bỏ mảnh vụn ngà răng. Để “flush” liên tục, thời gian thường là 1 phút. Nên sử dụng cài đặt cường độ thấp của năng lượng siêu âm để ngăn ngừa gãy dụng cụ.

Kích hoạt laser

Đối với các hệ thống laser LAI, Er:YAG hoặc ErCrYSGG hiện có trên thị trường. Sợi laser có thể được đưa vào ngắn hơn chiều dài làm việc 1-2 mm và di chuyển theo chiều dọc trong phần ba chóp, hoặc đặt trong buồng tủy ngay phía trên miệng ống tủy (PIPS) (Hình 11.13).

Cài đặt tối ưu thường là sự kết hợp của công suất thấp (80 mJ) mỗi xung và PRF là 15 Hz. Đối với kỹ thuật PIPS, cài đặt năng lượng được đề xuất thậm chí còn thấp hơn: 10 mJ.

Ảnh hưởng của hệ thống kích hoạt đến quy trình khử trùng

Để kết luận, kích hoạt siêu âm và laser đóng góp tích cực cho cả khía cạnh cơ học và hóa học của quá trình bơm rửa. Cả hai hệ thống đều có khả năng phá vỡ hoặc loại bỏ màng sinh học, nhưng chúng có thể loại bỏ màng sinh học khỏi thành ống tủy ở mức độ nào và ở những vùng xa xôi hơn như những phần mở rộng hình bầu dục, các ống tủy bên và các ống ngà thì vẫn cần được nghiên cứu thêm.

Viêm quanh chóp (AP) là một bệnh đa yếu tố, việc chữa lành nó phụ thuộc vào nhiều khía cạnh, không chỉ về việc bơm rửa nước trong quá trình nội nha. Cần nhiều thử nghiệm ngẫu nhiên có kiểm soát (RCT) hơn để xác định chính xác mức độ ảnh hưởng của các hệ thống này đến kết quả lâm sàng cuối cùng.

Nguồn: Cohenca, N. (2014). Disinfection of root canal systems: The treatment of apical periodontitis. John Wiley & Sons, Inc.