机动镍钛锉系统预备根管可最大程度保持根管原有走行，大大减轻术者劳动强度并提高临床工作效率，也是冠向下无压力预备技术的最佳体现。遵循旋转镍钛器械的操作规程是防止并发症的关键。镍钛器械通过结构设计、制作工艺、金属晶相以及运动方式的改进，不断提高器械的性能和安全性。
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经典的根管预备技术有逐步后退技术（step-back technique）和冠向下预备技术（crown-down technique）。两种技术实施的先决条件均要求根管已经疏通。逐步后退技术又称步退法，操作过程是确定工作长度后，以小号器械从根尖部开始预备，按顺序增大器械号数，器械进入根管的深度逐步向冠方后退，逐渐形成根尖部根管的锥度形态，手用不锈钢器械多以锉式完成步退法根管预备。由于操作中锉针切割面积大，较耗时费力；上下提插的锉式手法易出现"活塞运动"，造成残屑堵塞根尖甚至推出根尖孔，导致诊间急症的发生；刚性不锈钢器械对弯曲根管壁的切割易造成根管形态偏移、根管拉直、出现台阶、侧穿或丧失工作长度等缺陷[1,2,3,4,5]。
冠向下预备技术也称冠下法，其预备顺序正好与步退法相反，先使用直径较大的器械将根管冠2/3部分敞开，再行工作长度确定，之后逐步深入根管的根尖部进行预备。本讲将重点介绍这一技术。
冠下法的核心是用大号器械为小号器械向根尖区深入提供空间。根据外科清创原理，先使用直径较大的器械进行根管冠部预备，然后再用直径渐小的器械逐步深入根尖区，临床多采用非ISO标准的机动镍钛器械完成预备。冠下法的优点：先行去除根管冠部阻力，获得进入根尖部根管的良好通道，测量根管工作长度更准确；预备手感更好，有助于器械控制和进入根尖区；大部分感染物已于根管上部预备时先行去除，旋转运动避免了活塞效应，根尖碎屑推出减少，术后并发症降低；根管上部敞开有利于冲洗液进入根管深部。机动镍钛锉系统预备根管可在最大程度上保持根管原有走行，大大减轻术者劳动强度并提高临床工作效率[3,4,6,7]。
镍钛合金以其超弹性、良好的记忆性以及生物相容性于20世纪90年代一经引入口腔科，便很快被设计为由减速-控扭矩的电动马达驱动旋转的各种锉针系统，在临床摸索应用近10年后，于21世纪初迅速推广普及。机动镍钛器械操作体系是冠向下预备原理的最佳体现，需操作者有较好的判断力和手感反馈，否则易形成台阶、侧穿和器械折断等并发症。无论使用何种镍钛系统，首要步骤均是使用小号ISO标准不锈钢手用器械进行探查根管，建立通畅入路，确定工作长度，在此基础上才可以使用机动镍钛器械。
机动镍钛器械的主要运动方式为钻式，即旋转切割根管壁，如同钻井的模式。临床操作中，术者最担心的是在无任何征兆的情况下器械突然发生折断，游离断端卡在根管内又称器械分离。机动镍钛锉在根管内旋转过程中，锉刃不断受到阻力，而旋转的动力持续驱动，两者相抗，当扭力大于阻力，则器械刃可将牙本质"咬"下来；但若阻力大于扭力，锉针在根管内被卡住，器械柄端仍然驱动继续旋转，高扭力负荷超过器械的弹性极限，锉针可突然折断，此现象为扭转折断。
另一种情况是器械处于弯曲根管，在根管内并未受到卡压，在持续旋转过程中弯曲段的金属局部反复受到拉压应力交替循环，循环疲劳的产生会导致晶格间出现微裂纹，随着裂纹延伸最终发生断裂，此为疲劳折断[8]。
机动旋转镍钛器械并不适合用于过度弯曲、双重弯曲、根管融合、根管分叉的根管。在临床操作中，需按照正确的操作规程实施，在最大程度上预防器械分离的发生[4,5,6,7]。
不允许试图用旋转镍钛锉钻通阻塞根管。将根管用手用不锈钢锉或小锥度旋转镍钛锉通常初预备至15号，再上镍钛锉系统比较安全可行。
镍钛锉的旋转驱动设备需为电动马达，使用中应按照建议设置电动马达程序，有以下3个参数指标：①转速，按各镍钛锉系统设定转速，一般为300 r/min左右；②扭矩控制，相当于旋转器械的安全阀门，主要针对扭转折断的预防，当锉针卡入根管壁内，马达感受到器械承载的扭矩到达设定值时，即自动停止转动并随即反转，使嵌入根管壁的锉针刃松脱、退出根管；③减速比，设定在马达上的减速比需与所用机头一致，如两者均为16∶1，这样大小齿轮匹配，最终输出的转速才与设定的速度相符。
应按产品建议的器械使用顺序或号数逐渐向根管深处伸入直至全工作长度，操作中勿向根尖方向施压，不应跳号，保持外拉手力。
切勿在同一根管深度停留时间过长或反复操作，防止锉针于弯曲根管中发生疲劳折断。
切勿慌张，勿硬拔，可按反转扭取出器械。
需用预弯的小号手用锉探查、回锉、疏通根管。
每次换锉须大剂量充分冲洗。
完成镍钛锉系列预备后，可用末锉同号的ISO手用锉检查根尖止点是否形成并量取其宽度，以找到能达到全工作长度的最大号锉作为主锉，确定终末工作宽度。
锉针用后随手擦除碎屑，清洁后高温高压消毒；遵守产品指导限次使用；使用前、后均须仔细检查锉刃是否有螺纹松解、旋紧或闪点等异样表现，及时废弃可疑有损的器械。
自1988年镍钛根管锉问世以来，根管预备器械日新月异地发展、更迭。目前种类繁多的机用镍钛根管锉令人眼花缭乱，新型的结构设计、制造工艺、金属晶相改变以及运动方式等方面的改进，不断提高了器械的性能和安全性，进而使临床操作质量和效率不断提高[8,9,10]。
根管锉的结构设计主要体现在横截面、锥度、切割刃导角、尖端形态以及螺距切槽等方面[8]。
机动镍钛器械的横截面设计不同，也具有不同的临床特点，ProTaper Universal系统采用的凸三角形横截面与ProFile系统和LightSpeed的U形横截面相比，前者切削力更好，同时器械分离风险降低，而U形横截面碎屑带出能力更强。Mtwo系统采用2个切刃的S形横截面设计，切削刃尖锐、刃间凹槽低深，增强了器械的切削力和柔韧性。PathFile器械的方形横断面除具备很高的切割效率，也可提高器械的抗扭转力。
绝大多数镍钛器械采用了非ISO标准的恒定大锥度设计，提高切削和成形效率。ProTaper在同一只器械上不同部位设计多个锥度，可在满足切割效率的基础上兼顾器械弹性，并按照设定目标更精准地完成根管成形。
可有正向和负向之分，Hero系统、K3系统均采用高切削效率的正向导角，而ProFile、ProTaper Univeral系统则采用负向切割角度，降低器械嵌入牙本质壁的效应。
多数机动镍钛器械的尖端不设计螺纹切割刃，只有钝圆的导引头以引导器械向阻力小处前行，避免形成管壁台阶或侧穿。
镍钛合金中两元素近等原子比（镍55%，钛45%），可存在两种晶相，即较高温度下的体心立方奥氏体（austenite）和较低温度下的面心立方马氏体（martensite）。奥氏体合金较硬，有记忆；马氏体合金相比较柔软，更抗疲劳，失去记忆。两晶相在特定条件下可以发生转换，奥氏体向马氏体转换的温度通常低于体温或室温，一般在16~31 ℃。也就是说，传统的镍钛合金在室温环境中以奥氏体形式存在，当温度降低，奥氏体晶相可部分或全部转变为马氏体，在中途某个极小的温度范围还可出现一个伪马氏体晶相，称为R-相（R-phase），表现出更好的可塑性。当温度升高，马氏体晶相又可转回为奥氏体。基于金属学原理，可通过热处理的方式改变镍钛锉的物理性能[9]。
是以奥氏体相为主的传统镍钛合金热处理后拉伸而成，通过将转换温度提高至47 ℃而使室温条件下合金含有大量稳定马氏体。M-丝合金的柔韧性和抗疲劳强度增强，具有更好的抗折断性，且器械的中心定位能力更好，例如ProTaper Next系统、ProFile Vortex系统。
合金中镍的质量比重降低为52%，奥氏体相转换温度进一步提高为55 ℃，则室温状态下器械的晶体结构以马氏体为主，合金柔韧性和抗循环疲劳较好，抗折强度提高；失去记忆，可预弯器械以顺应根管弯曲形态，如Hyflex CM、M3系统。CM-丝器械使用后若发生形变（如解螺旋），可经过加热后令其形态回复原状，即具有所谓的控制记忆效应。
CM-丝合金经热处理后冷却的反复循环可生成氧化钛层，不同氧化钛层的厚度对应不同的合金表面颜色，厚度为60~80 nm时，表面颜色为蓝色，即CM-蓝丝，转换温度为33~38 ℃；厚度为100~140 nm时，表面颜色为金黄色，即CM-金丝，转换温度为55 ℃。氧化钛层补偿了CM-丝合金加工时丢失的硬度，增加了切削效率和耐磨性。代表器械有Vortex Blue、Sequence Rotary、Reciproc Blue及ProTaper Gold等系统。
经热处理后的Max-丝合金，在温度≥35 ℃时合金晶体结构可从马氏体向奥氏体转变。在根管预备初始阶段，器械温度低，仍处于直线状的马氏体相，当进入根管后，温度升高，马氏体向奥氏体转变。由于奥氏体的形状记忆功能，器械形状发生变化，成为半圆的"勺"形，进行偏心旋转运动，增加了与根管壁的接触范围和荡洗作用，提高了根管的清洁效果。代表器械为XP-endo Shaper系统（图1）。
镍钛合金为记忆合金，受外力发生形变后可自行回复原状。故若将镍钛丝制造成螺纹针，需经车削工艺在镍钛丝上切割出螺纹刃，经典的镍钛锉如ProFile、LightSpeed、ProTaper、Mtwo及Hero等系统均属此类。他们切割根管壁的效率高，但制作加工过程中遗留的砂眼、切痕等缺陷均成为临床使用中导致器械折断的潜在原因[9]。
电解抛光工艺即将机械车削加工后的器械浸泡在电解质槽中使其发生氧化还原反应，在器械表面形成均匀的氧化层，掩盖加工缺陷，提高器械抗循环疲劳性及切削效率，如Race、EndoSequence、One Shape等系统。
镍钛合金经热处理形成的R-相可扭制形成螺纹，代表系统是TF系统。由于R-相镍钛合金的刚性与相变应变低于马氏体相和奥氏体相，在镍钛丝处于R-相时完成扭制，可避免车削螺纹过程中出现的缺陷，释放镍钛合金内部应力，保护晶体结构不被破坏，提高器械的抗疲劳折断能力，减少器械折断。但因为器械螺纹是扭制而成，在临床根管预备中可产生较强的旋转钻入手感，且器械螺纹还易于拉开。
大部分机动镍钛器械采用的运动方式是连续旋转运动，切割效率高，但连续旋转器械易嵌入牙本质导致器械折断。2008年Yared提出机动镍钛器械往复运动的概念，设计特殊的驱动马达以机动的方式模仿捻转法和平衡力法，即采用顺时针、逆时针旋转交替的运动方式对根管进行预备，无需扭矩控制，从而提高器械的安全性。器械操作可单支完成，缩短了临床操作时间，提高了工作效率。代表性器械有3种：①Reciproc系统，逆时针旋转角度为150°，顺时针回旋30°；②Waveone系统，逆时针170°，顺时针50°；③TFA系统，能根据器械在根管内所受压力的不同，在单向旋转与往复运动间自如切换，使根管预备过程更安全和高效[10]。
无论是连续旋转还是往复旋转运动，器械切割根管壁的轨迹均为圆圈。而根管的横截面除圆形外，还有许多为椭圆形、丝带形、哑铃形、C形等，圆形的切割预备显然不能均匀覆盖根管各壁，可遗留预备不足之处，也有过度预备之所。2010年Metzger发明一种自适应锉（self-adjusting files，SAF），它是由100~120 μm镍钛丝编织而成的空心筒状结构，尖端不对称。操作时马达驱动贴住根管壁的锉针上下锉动，顺应非圆形的根管截面进行清理，镍钛丝上密布的3 μm直径小凸起形成的粗糙表面有利于刮除根管壁感染层；器械的中空结构可注入冲洗液随锉动冲掉碎屑。
根管镍钛器械经多方面改进，其力学性能不断提高，在根管预备过程中可以更好地保持根管原有走行，降低器械分离的风险。器械的发展促使临床操作技术不断进步，进而提高根管治疗的水平。医者应牢记临床上行使医疗干预的目的是为消除病原，维护组织的正常结构和功能，为提供机体损伤修复的生物学良好条件。只有了解器械特点，熟练掌握技术，将器械和技术为我所用才能达到促进疾病痊愈的目的。
所有作者均声明不存在利益冲突
1．冠下法根管预备的核心是（ ）
A.将根管预备成大锥度 B.提高临床效率，减少术者疲劳 C.小号器械先行预备根尖，大号器械逐步后退
D.用大号器械为小号器械向根尖区深入提供空间
2．器械疲劳折断的原因是（ ）
A.器械刃嵌入根管壁 B.弯曲部位持续旋转 C.根尖向施加力量 D.未做反弯曲预备
3．往复运动机动镍钛器械的特点是（ ）
A.提高安全性 B.提高效率 C.碎屑容易排出 D.中心定位能力好
4．主锉是指（ ）
A.更换器械时通畅根管防止阻塞的锉 B.根管预备后能达到工作长度的锉 C.完成根尖预备的最大号锉
D.根管预备的最大号锉
5．自适应锉（SAF）系统根管预备的运动方式是（ ）
A.锉法 B.钻法 C.捻转法 D.平衡力法
（注：答题说明及二维码见本刊彩色活插页）
