說到牙疼，先要介紹一下牙齒的結構和神經分佈情況。牙齒的最表面光滑堅硬的一層是牙釉質，這一層沒有神經分佈，網壞如果僅僅限於牙釉質時，患牙是沒有任何自覺症狀的。牙釉質再向裏一層是硬度比牙釉質稍軟的牙本質層，這一層裏面有神經纖維分佈，齲壞進展到牙本質層時.患牙就會逐漸出現自覺症狀，一般是對冷、熱、酸、甜的刺激比較敏感。牙本質內側包圍的空腔是牙髓腔和根管，裏面容納著牙髓組織，牙髓中有大量的神經纖維分佈，對外界刺激極其敏感，炎症進展到牙髓時則常常發生劇烈的自發性疼痛。
醫生在去除部壞組織時一般要使用牙鑽等器械，這些高速旋轉的器械在與牙體組織摩擦時會產生大量的熱，因此牙鑽需要噴水冷卻以防止熱量造成牙髓的損傷，但操作中仍不能完全避免對牙髓的刺激，這些刺激包括各種器械對牙齒的機械刺激、摩擦產生的熱刺激和冷卻水的冷刺激，使患牙產生疼痛反應。補牙治療後患牙會出現對外界的刺激敏感的情況，但這種不適大多是暫時性的，治療完成1~2周後就會消失，如果疼痛持續存在，則需要到醫院做進一步的檢査。牙齒發生齲壞如果不進行干預，過一段時間後就會造成牙髓的炎症，也有個別情況下是充填治療後炎症繼續發展的結果。牙髓一旦發生炎症就無法自愈，也不能通過口服或局部應用消炎藥的方法治癒，這是由牙髓組織特殊的解剖生理結構決定的。典型的牙髓炎的患牙會出現劇烈的冷熱刺激疼痛、自發性疼痛或夜間疼痛。這時失活牙髓應該做根管治療。
如果在牙髓炎的階段仍未能控制炎症的發展，牙髓就會逐漸壞死。這時反而會覺得患牙的疼痛明顯緩解，但這並不代表牙髓的炎症消失了，而是因為牙髓壞死後牙髓神經對外界的刺激沒有了反應。牙髓腔內的感染牙髓組織仍然存在，會逐漸向牙齒周圍的牙槽骨擴散，最終造成牙槽骨的感染，繼而岀現咬合疼、牙床腫痛或流膿。
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