用流體力學來指導根管手術

2020-08-20 MR極客快訊

科學家使用計算流體力學來確定溫度對根管清潔效率的影響。較高的溫度在某種程度上可以改善清潔效果,但如果溫度過高,則這種好處會降低。

在《流體物理學》刊發的論文裡,來自中國和美國的科學家報告了用牙齒內圓錐形根管模型進行的計算結果。牙齒內腔通常充滿牙髓。當牙髓發炎或被感染時,醫生會移除被感染的牙髓,然後清洗,整形並填充牙槽。然後將頂點密封。

在這種常見的牙科手術中,至關重要的一步是用抗菌溶液(如次氯酸鈉)衝洗或衝洗根管腔。腔體內任何細菌或其他微生物的殘留可能會使代價高昂的根管手術前功盡棄。

計算使用結構化網格作為圓錐形根管腔模型。網格用超過一百萬個胞腔完整而準確地再現根管和側面通氣針,以及次氯酸鹽溶液通過通氣針注入的過程。流體動力學方程用於模擬次氯酸鹽溶液的流動。

科學家們改變了流體的速度,溫度和輸入功率,以確定最有效的清潔參數。如預期的那樣,較高的流體速度導致更好的清潔。可能與直覺相反,針孔後面的壁上的清潔率更高。

「在根管壁上,剪切應力超過清潔壁的臨界值的有效區域,通常在針頭出口後面比在針頭前面更大」,作者韓慧金(音譯)解釋說。最大的剪切應力通常也發生在針頭出口後面的壁上。

研究人員還研究了溫度對清潔的影響。他們考察了四種不同的溫度:22攝氏度,這是室溫;37攝氏度,即體溫;以及兩個較高的溫度分別為45和60攝氏度。高於60攝氏度會使患者感到痛苦,並容易引起根管損傷。

將溫度提高到45°C,同時保持固定的流速,可以改善清潔深度和整個壓根管寬度的清潔範圍,但是溫度進一步升高到45°C以上,實際上反而會降低清潔效率。

研究人員考慮了清潔設備功率的影響。如果將功耗保持在固定值,則溫度對清潔效率的增益會更加明顯。

更多信息: 「流入溫度對根管術效果的影響:計算流體動力學研究」,《流體物理學》 (2020年)。

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