Перегляд анатомічної небезпечної зони: мікро-КТ дослідження товщини дентину в нижніх молярах

Анотація

Мета: Дослідити найменшу товщину дентину в мезіальних каналах нижніх молярів вздовж шийної та середньої третини кореня за допомогою технології мікрокомп'ютерної томографії (мікро-КТ) та цифрового аналізу зображень.

Методологія: П'ятдесят мезіальних коренів нижніх молярів з двома незалежними каналами (мезіобуккальний та мезіолінгвальний) на корональному та середньому рівнях були обрані та проскановані в пристрої мікро-КТ. Після процедур реконструкції було проаналізовано приблизно 468 зрізів на корінь, що охоплюють 7 мм нижче зони розгалуження мезіального кореня, щоб виміряти найменшу товщину дентину (небезпечна зона [НЗ]) в кожному зрізі з обох дистальних та мезіальних регіонів мезіальних каналів за допомогою автоматичного процесу сегментації.

Результати: Значення НЗ у мезіобуккальних каналах варіювали від 0.67 до 1.93 мм, зі середнім значенням 1.13 ± 0.21 мм. Для мезіолінгвальних каналів НЗ варіювала від 0.77 до 1.89 мм зі середнім значенням 1.10 ± 0.21 мм. Не було відповідності в НЗ між мезіобуккальними та мезіолінгвальними каналами на одному і тому ж перерізі у 71% зразків. Більше того, найменша товщина дентину була спрямована до мезіального регіону коренів у 22% та 18% мезіолінгвальних та мезіобуккальних каналів відповідно.

Висновки: Найменша товщина дентину була на мезіальному плані коренів приблизно в 40% каналів. Вертикальне розташування DZ відносно зони розгалуження було в середній третині кореня.

Вступ

Перфорації в середній частині кореня зазвичай викликані надмірним інструментуванням вже тонкої дентинової стінки, що може серйозно знизити ефективність лікування кореневих каналів (Estrela et al. 2018). Історично ці перфорації пов'язували з дистальною зоною мезіальних коренів у нижніх молярах, і тому Abou-Rass et al. (1980) ввели концепцію «небезпечної зони» (DZ) на початку 1980-х років. Насправді, ці автори формально повідомили те, що досвідчені клініцисти вже знали: часто мезіальні канали нижніх молярів не займають центральну позицію в корені, а дистальна зона між каналом і розгалуженням кореня є відносно тонкою, так званою DZ, яка є більш вразливою до перфорацій. З іншого боку, безпечна зона була описана як мезіальна область мезіального кореня з товстішим дентиновим шаром, яка часто мінімально інструментується ендодонтичними інструментами. Коротко кажучи, Abou-Rass et al. (1980) підкреслили важливість цієї анатомічної області під час формування каналу, і з тих пір багато досліджень оцінювали безпеку різних технік підготовки в мезіальних каналах нижніх молярів (Garcia Filho et al. 2003, Akhlaghi et al. 2010, Silva et al. 2017).

Анатомія DZ, а також оцінка технік підготовки каналів і інструментів базуються на руйнівних та інвазивних підходах (тобто методах секціонування) (Garcia Filho та ін. 2003, Akhlaghi та ін. 2010). Це призводить до серйозних експериментальних обмежень, оскільки дозволяє аналізувати лише кілька зрізів на корінь.

На початку 2000-х років впровадження мікрокомп'ютерної томографії (мікро-КТ) відкрила нові можливості для ендодонтичних досліджень, оскільки ця технологія дозволяє точні недеструктивні довгострокові двовимірні (2D) та тривимірні (3D) оцінки (Peters та ін. 2001, 2003, De-Deus та ін. 2015, 2016, Silva та ін. 2017), оскільки мікро-КТ базується на потужному джерелі рентгенівського випромінювання, що дозволяє візуалізацію та вимірювання зовнішніх і внутрішніх структур непрозорого об'єкта без необхідності попередньої підготовки зразка або хімічної фіксації. Наприклад, мікро-КТ з математичним моделюванням надала інформацію про товщину дентину з інтервалами 1 мм (Harris та ін. 2013). Однак детальна морфологічна інформація про DZ залишається непослідовною, розрідженою та іноді суперечливою, оскільки оцінка лише кількох перетинів на зразок є досить безглуздою, особливо при використанні технології мікро-КТ. Lee та ін. (2015) здається є єдиним дослідженням мікро-КТ, яке використовувало високу роздільну здатність і менші інтервали зрізів (0,1 мм). Тому всебічне анатомічне дослідження небезпечних і безпечних зон у мезіальних коренях нижніх молярів є своєчасним і може допомогти зменшити ризик перфорацій середнього кореня в напрямку зони розгалуження або непотрібну втрату здорової тканини дентину, що, як видається, сприяє довгостроковій життєздатності зубів (Soares та ін. 2008).

Дослідження має описовий характер і було розроблено для вивчення найменшої товщини дентину в мезіальних каналах нижніх молярів уздовж шийної та середньої третини кореня за допомогою технології мікро-КТ та цифрового аналізу зображень.

Матеріали та методи

Вибір зразків та зображення

Дане ex vivo дослідження було схвалено Етичним комітетом досліджень Федерального університету Флуміненсе. Спочатку було обрано сто помірно вигнутих мезіальних коренів (10–20°) перших і других нижніх молярів, вибраних відповідно до методу Шнайдера (Шнайдер 1971), довжиною 10 ± 1 мм, які були відскановані за допомогою мікро-КТ сканера (SkyScan 1173; Bruker microCT, Контіх, Бельгія) при 14.25 мкм (розмір пікселя), 70 кВ, 114 мА, 180° обертання навколо вертикальної осі, крок обертання 0.7°, час експозиції камери 250 мілісекунд та середнє значення кадрів 4, використовуючи алюмінієвий фільтр товщиною 1 мм. Зображення були реконструйовані (NRecon v. 1.7.1.6; Bruker microCT) з подібними параметрами для жорсткості променя (35–45%), корекції артефактів кілець (3–5) та меж контрасту (0–0.05). Потім було обрано п’ятдесят мезіальних коренів з двома незалежними каналами (мезіобукальний та мезіолінгвальний) на корональному та середньому рівнях. Жоден з зразків не мав заповнення кореня, карієсу кореня, тріщин, переломів та внутрішньої або зовнішньої резорбції.

Аналіз зображень

Об'єм інтересу був обраний, починаючи з рівня розгалуження до 3 мм від анатомічного апексу мезіальних коренів, що відповідає приблизно 468 зрізам на корінь, всього 23400 зрізів. Було розроблено рутину аналізу зображень для вимірювання мінімальної товщини дентину з обох дистальних і мезіальних аспектів мезіальних каналів нижніх молярів, використовуючи раніше валідаційний плагін BoneJ (Doube та ін. 2010), реалізований у програмному забезпеченні Fiji/ImageJ (Fiji v.1.51n; Мадісон, ВІ, США). Спочатку до стеків був застосований 3D медіанний фільтр для зменшення загального шуму (Neves та ін. 2015), а дентин був бінаризований за допомогою алгоритму мінімального порогу. Потім плагін BoneJ був використаний для визначення позиції та вимірювання найменшої товщини дентину в кожному зрізі для обох мезіальних каналів.

Трьохвимірне картування товщини дентину було створено та збережено для товщини структури в програмному забезпеченні CTAn v.1.15 (Bruker microCT) і завантажено в програмне забезпечення CTVox v.3.3 (Bruker microCT) для генерації кольорових 3D моделей мезіальних коренів нижніх молярів.

Результати

Таблиця 1 представляє описові дані для всіх зразків щодо найменшої товщини дентину (DZ) та її розташування відносно зони розгалуження. Таблиця 2 показує розташування DZ для всіх зразків відповідно до відстані від зони розгалуження, розподіленої в інтервалах по 1 мм.

Значення DZ у мезіобукальних каналах варіювалися від 0.67 до 1.93 мм, із середнім значенням 1.13 ± 0.21 мм. Для мезіолінгвальних каналів DZ варіювався від 0.77 до 1.89 мм, із середнім значенням 1.10 ± 0.21 мм. Не було відповідності в DZ між мезіобукальними та мезіолінгвальними каналами на одному і тому ж перетині в 71% зразків. Більше того, DZ був спрямований до мезіальної області коренів у 22% та 18% мезіолінгвальних і мезіобукальних каналів відповідно (Рисунки 1 і 2).

Рисунок 3 показує кольорові позначення товщини дентину по всій мезіальній частині коренів п'яти представницьких нижніх молярів. Квалітативний аналіз продемонстрував, що нецентроване положення мезіальних каналів та асиметрична форма кореня призвели до змінної товщини дентину на різних рівнях і в різних напрямках, включаючи ділянки в бік мезіальної частини кореня в деяких випадках.

Обговорення

Поточне дослідження надало два інноваційні результати щодо анатомічної DZ. По-перше, найменша товщина дентину була в напрямку мезіальної площини коренів приблизно в 40% каналів (22% і 18% мезіолінгвальних та мезіобукальних каналів відповідно). По-друге, вертикальне розташування DZ щодо зони розгалуження було в середній третині кореня.

Важливі оригінальні дані, отримані в результаті цього дослідження, стосувалися положення DZ у поперечній площині кореня. Традиційно розуміння класичної концепції DZ стосується дистальної області між основним каналом і розгалуженням кореня, яка має найтонший дентин і є більш схильною до розвитку перфорацій смужками. Однак поточні результати показали, що DZ була зсунута в бік зони розгалуження лише в 60% оцінених поперечних зрізів. У інших 40% зрізів найтонший дентин знаходився в мезіальній області коренів, що суперечить загальноприйнятій думці (Abou-Rass та ін. 1980). Також, використовуючи мікро-CT аналіз зображень, Lee та ін. (2015) виявили найтоншу стінку кореневого каналу в мезіальній частині кореня в 15% до 33% зразків, що узгоджується з поточними результатами.

ДЗ, оцінений у даному дослідженні, знаходився на глибині до 4 мм під зоною розгалуження лише у 35% зразків, тоді як більшість зразків показали, що ДЗ знаходився між 4 і 7 мм нижче зони розгалуження. Іншими словами, ДЗ, схильні до перфорації або неналежної втрати дентину, більше розташовані в середній третині кореня (4.37 ± 1.68 мм під зоною розгалуження), ніж було раніше повідомлено (Таблиця 1). Це відкриття є інноваційним, оскільки попередня інформація описувала анатомічне положення ДЗ, яке зосереджене до 4 мм нижче рівня розгалуження (Kessler та ін. 1983, Berutti & Fedon 1992, Garcia Filho та ін. 2003, Sauáia та ін. 2010, Tabrizizadeh та ін. 2010, Akhlaghi та ін. 2015).

Варто зазначити, що середня найменша товщина дентину вздовж дистальних поверхонь у мезіальних коренях нижніх молярів, виявлена в цьому дослідженні, становила 0.67 мм, що менше, ніж зазвичай повідомляється в літературі: Lim & Stock (1987) = 0.94 мм, Garcia Filho та ін. (2003) = 0.79 мм, Kessler та ін. (1983) = 1.08 мм, Akhlaghi та ін. (2015) = 1.05 мм, Berutti & Fedon (1992) = 1.2 мм та Tabrizizadeh та ін. (2010) = 1.3 мм. Інформація про найменші значення товщини дентину була в основному отримана з досліджень, заснованих на руйнівних методах секціонування та прямому оптичному мікроскопічному спостереженні кількох зрізів мезіальних коренів. Одним із винятків є дослідження комп'ютерної томографії конусного променя з низькою просторовою роздільною здатністю (Akhlaghi та ін. 2015). Іншим винятком є дослідження мікро-КТ, яке виявило значення 0.81 мм, але вимірювання були проведені лише на глибині 1.5 мм нижче зони розгалуження (Harris та ін. 2013). Оригінальні результати, представлені в цьому дослідженні, ймовірно, є наслідком методологічного прогресу, досягнутого завдяки взаємодії між технологією мікро-КТ та автоматизованою обчислювальною рутинною для цифрового аналізу та обробки зображень. Насправді, накопичене тіло доказів щодо ДЗ було створено в основному на основі руйнівних методів та прямого мікроскопічного спостереження кількох секцій кореня на зуб (Kessler та ін. 1983, Berutti & Fedon 1992, Garcia Filho та ін. 2003, Sauáia та ін. 2010, Tabrizizadeh та ін. 2010). Більше того, навіть дослідження, які використовували технологію мікро-КТ, проводили оцінку лише кількох перехресних зображень (Harris та ін. 2013, Ordinola-Zapata та ін. 2019). У цьому дослідженні було виконано повне 3D-картування товщини дентину вздовж усіх шийних і середніх третин, що дало дані з сотень перетинів на корінь. Крім того, вимірювання, проведені автоматизованою обчислювальною рутинною, є більш надійними та достовірними. Помітно, що автоматизований аналіз дозволив швидко виміряти тисячі зрізів, що зробило експеримент менш трудомістким і витратним за часом. Більше того, вік зубів є неконтрольованою змінною, яка могла вплинути на результати цього дослідження, принаймні, в певній мірі. Використовувалися збережені зуби з невідомою інформацією про вік; оскільки вік впливає на загальний розмір каналу, ймовірно, він вплине на загальну товщину дентину.

Висновки

Найменша товщина дентину у видалених перших і других молярах нижньої щелепи була в напрямку мезіальної площини коренів приблизно в 40% каналів, тоді як загальне вертикальне розташування DZ було в середній третині кореня.

Автори: Г. Де-Деус, Е. А. Родрігес, Ф. Г. Белладонна, М. Сімойнс-Карвальо, Д. М. Кавалканте, Д. С. Олівейра, Е. М. Соузи, К. А. Джорджі, М. А. Версіяні, Р. Т. Лопес, Е. Дж. Н. Л. Сілва, С. Пачорнік

Посилання:

1. Абоу-Рас М, Франк АЛ, Глік ДГ (1980) Метод антикривої заповнення для підготовки вигнутого кореневого каналу. Журнал Американської стоматологічної асоціації 101, 792–4.
2. Ахлагі НМ, Кахалі Р, Абтахі А, Табатабеї С, Мехрварзфар П, Парірох М (2010) Порівняння видалення дентину за допомогою інструментів V-taper і K-Flexofile. Міжнародний ендодонтичний журнал 43, 1029–36.
3. Ахлагі НМ, Байджіран ЛМ, Нагді А, Бехруз Е, Халілак З (2015) Мінімальна залишкова товщина кореня після використання ProTaper, RaCe і Gates-Glidden свердел: дослідження за допомогою конусно-променевої комп'ютерної томографії. Європейський журнал стоматології 9, 228–33.
4. Берутті Е, Федон Г (1992) Товщина цементу/дентину в мезіальних коренях перших молярів нижньої щелепи. Журнал ендодонтії 18, 545–8.
5. Де-Деус Г, Белладонна ФГ, Сілва ЕД та ін. (2015) Оцінка мікро-КТ неінструментованих ділянок каналу з різними розширеннями, виконаними NiTi системами. Бразильський стоматологічний журнал 26, 624–9.
6. Де-Деус Г, Белладонна ФГ, Марінс ЖР та ін. (2016) Про причинність між дефектами дентину та підготовкою кореневого каналу: оцінка мікро-КТ. Бразильський стоматологічний журнал 27, 664–9.
7. Дубе М, Клосовський ММ, Арганда-Каррерас І та ін. (2010) BoneJ: безкоштовний і розширювальний аналіз зображень кістки в ImageJ. Кістка 47, 1076–9.
8. Естрела К, Декурсіо ДА, Россі-Феделе Г, Сілва ЯА, Гедес ОА, Боргес АГ (2018) Перфорації кореня: огляд діагностики, прогнозу та матеріалів. Бразильське оральне дослідження 32, e73.
9. Гарсія Фільо ПФ, Летра А, Менезес Р, Кармо АМ (2003) Зона небезпеки в молярах нижньої щелепи перед інструментуванням: in vitro дослідження. Журнал прикладної оральної науки 11, 324–6.
10. Гарріс СП, Боуелс ВР, Фок А, МакКланахан СБ (2013) Анатомічне дослідження першого моляра нижньої щелепи за допомогою мікро-комп'ютерної томографії. Журнал ендодонтії 39, 1374–8.
11. Кесслер JR, Пітерс ДД, Лортон Л (1983) Порівняння відносного ризику перфорацій кореня моляра за допомогою різних технік ендодонтичного інструментування. Журнал ендодонтії 9, 439–47.
12. Лі JK, Ю ЙД, Перінпанаягам Х та ін. (2015) Тривимірне моделювання та одночасні вимірювання анатомії кореня в мезіальних коренях першого моляра нижньої щелепи за допомогою мікро-комп'ютерної томографії. Міжнародний ендодонтичний журнал 48, 380–9.
13. Лім СС, Сток CJ (1987) Ризик перфорації в вигнутому каналі: антикриве заповнення в порівнянні з технікою ступінчастого відступу. Міжнародний ендодонтичний журнал 20, 33–9.
14. Невес АА, Сілва ЕД, Ротер ЖМ та ін. (2015) Використання потенціалу безкоштовного програмного забезпечення для оцінки результатів біомеханічної підготовки кореневого каналу за допомогою зображень мікро-КТ. Міжнародний ендодонтичний журнал 48, 1033–42.
15. Пітерс ОА, Шененбергер К, Лайб А (2001) Вплив чотирьох технік підготовки Ni-Ti на геометрію кореневого каналу, оцінений за допомогою мікро-комп'ютерної томографії. Міжнародний ендодонтичний журнал 34, 221–30.
16. Ордінола-Запата Р, Мартінс ЖНР, Версіяні МА, Браманте КМ (2019) Мікро-КТ аналіз товщини зони небезпеки в мезіобукальних коренях верхніх перших молярів. Міжнародний ендодонтичний журнал 52, 524–9.
17. Пітерс ОА, Пітерс ЦІ, Шененбергер К, Барбакоу Ф (2003) Підготовка кореневого каналу ProTaper: вплив анатомії каналу на остаточну форму, проаналізовану за допомогою мікро-КТ. Міжнародний ендодонтичний журнал 36, 86–92.
18. Сауая ТС, Гомес БП, Пінейро ЕТ та ін. (2010) Товщина дентину в мезіальних коренях молярів нижньої щелепи з різними довжинами. Міжнародний ендодонтичний журнал 43, 555–9.
19. Шнайдер СВ (1971) Порівняння підготовки каналів у прямих і вигнутих кореневих каналах. Оральна хірургія, оральна медицина, оральна патологія 32, 271–5.
20. Сілва ЕДНЛ, Пачеко ПТ, Піреш Ф, Белладонна ФГ, Де-Деус Г (2017) Оцінка мікро-комп'ютерної томографії транспортування каналу та здатності до центрування систем ProTaper Next і Twisted File Adaptive. Міжнародний ендодонтичний журнал 50, 694–9.
21. Суарес ПВ, Сантос-Фільо ПК, Кейроз ЕК та ін. (2008) Стійкість до зламу та розподіл напруги в ендодонтично лікуваних верхніх премолярах, відновлених композитною смолою. Журнал протезування 17, 114–9.
22. Табрізізаде М, Рубен Дж, Халесі М, Мусавінасаб М, Езабаді МГ (2010) Оцінка товщини радикального дентину зони небезпеки в перших молярах нижньої щелепи. Журнал стоматології (Тегеран) 7, 196–9.