Багатостороння оцінка нової індивідуальної системи ротаційних файлів з нікель-титану, оброблених теплом

Анотація

Метою цього дослідження було порівняти три ендодонтичні ротаційні системи. Нові інструменти Genius Proflex (25/0.04), Vortex Blue (25/0.04) та TruNatomy (26/0.04v) (n = 41 у групі) були проаналізовані щодо дизайну, металургії та механічних характеристик, тоді як здатність формування (незачеплені стінки каналу, об'єм видаленого дентину та залишків твердих тканин) була протестована на 36 анатомічно відповідних кореневих каналах нижніх молярів. Результати були порівняні за допомогою одностороннього ANOVA, пост-хок тесту Тьюкі та тесту Крускала–Уолліса, з рівнем значущості, встановленим на 5%. Усі інструменти показали симетричні перетини, з асиметричними лезами, без радіальних земель, без великих дефектів та майже екватомних співвідношень нікелю та титану. Було відзначено різницю в кількості лез, гвинтових кутах, дизайні перетину та геометрії наконечника. Інструменти Genius Proflex та TruNatomy мали найвищі та найнижчі температури початку та закінчення R-фази, а також найвищий та найнижчий час і цикли до руйнування (p < 0.05) відповідно. TruNatomy мав найвищу гнучкість (p < 0.05), тоді як між Genius Proflex та Vortex Blue різниць не спостерігалося (p > 0.05). Не було виявлено різниць між протестованими системами щодо максимального крутного моменту, кута обертання перед руйнуванням та здатності формування (p > 0.05). Інструменти показали схожість та відмінності у своєму дизайні, металургії та механічних властивостях. Однак їх здатність формування була подібною, без будь-яких клінічно значущих помилок. Розуміння цих характеристик може допомогти клініцистам приймати рішення щодо вибору інструмента для конкретної клінічної ситуації.

Вступ

Технологія, що лежить в основі металургії сплавів нікель-титан (NiTi), дозволила розробити нові ротаційні ендодонтичні файли з різноманітними дизайнами та покращеною ефективністю і безпекою, спрямованими на зменшення іатро­genних помилок, таких як відхилення або перфорація. В даний час формувальні процедури з використанням ротаційних інструментів NiTi є більш передбачуваними та легшими в порівнянні з ручною підготовкою з нержавіючими сталевими файлами. Сплави NiTi, що використовуються для виробництва ендодонтичних інструментів, мають майже еквівалентне співвідношення елементів нікелю та титану і можуть мати три мікроструктурні фази, а саме аустеніт, R-фаза та мартенсит, відповідальні за їх механічну поведінку. Звичайний супереластичний сплав NiTi має переважну аустенітну структуру як при кімнатній (20˚C), так і при температурі тіла (37˚C), і з цієї причини він відносно жорсткий, твердий і має обмежену гнучкість. Щоб подолати це обмеження, були розроблені нові процеси виробництва з використанням термічної обробки для виготовлення ендодонтичних інструментів NiTi з більшими кількостями стабільної мартенситної фази. У своїй мартенситній формі сплав NiTi є м'яким, пластичним і може бути легко деформований, тоді як перетворення R-фази зазвичай з'являється як проміжна фаза у більшості комерційно доступних дротів NiTi. У порівнянні з аустенітними інструментами, повідомляється, що термічно оброблені інструменти NiTi мають підвищену стійкість до циклічної втоми, міцність і гнучкість, демонструючи нижчі навантаження при вигині в тестах на вигин.

Протягом останнього десятиліття оптимізовані властивості термічно оброблених інструментів NiTi призвели до того, що компанії випустили на ринок кілька нових ротаційних систем. Vortex Blue (Dentsply Sirona, Baillagues, Швейцарія) був представлений у 2011 році, а власна термічна обробка покращила його механічні властивості в порівнянні з попередником, виготовленим з сплаву M-Wire. Термічно оброблені ротаційні інструменти TruNatomy (Denstply Sirona, Ballaigues, Швейцарія) мають змінний конус з перекошеним паралелограмним перетином, і дослідження повідомляють про їх здатність зберігати радикулярну дентину під час механічної підготовки кореневих каналів. Genius Proflex (Medidenta, Лас-Вегас, NV, США) - це нещодавно запущена багатофайлова ротаційна система, що складається з інструментів з різними перетинами та підданих різним термічним обробкам, що призводить до активних лез з різними кольорами (пурпурний, блакитний та жовтуватий), з метою забезпечення балансу між гнучкістю та опором, залежно від металевої маси кожного інструмента в серії (https://bit.ly/3rgSqEH (доступ 25 травня 2022 року)). На даний момент немає наявних наукових доказів, що підтверджують його ефективність або безпеку. Тому метою цього дослідження було, використовуючи мультиметодичний підхід, оцінити дизайн, металургію, механічну продуктивність та формувальну здатність ротаційних інструментів Vortex Blue, TruNatomy та Genius Proflex. Нульова гіпотеза, що підлягає перевірці в даному дослідженні, полягала в тому, що не буде жодних відмінностей між цими інструментами щодо оцінюваних властивостей.

Матеріали та методи

Нові інструменти NiTi діаметром 25 мм (n = 123) з 3 ротаційних систем (41 на групу; Genius Proflex (25/0.04), TruNatomy (26/0.04v) та Vortex Blue (25/0.04)) (Рисунок 1) були порівняні за дизайном, металургійними характеристиками та механічною поведінкою. Крім того, 48 інструментів (16 на групу) були використані для тестування формуючої здатності кожної системи в кореневих каналах видалених нижніх молярів. Інструменти попередньо перевірялися під стереомікроскопом (×13.6 збільшення; Opmi Pico, Carl Zeiss Surgical, Oberkochen, Німеччина) на наявність дефектів, які б виключили їх з тестування, але жоден не був виключений.

Дизайн інструментів

Кількість активних лез (в одиницях) та гвинтові кути (в градусах) на 6 найбільш корональних канавках 6 випадково обраних ендодонтичних файлів з кожної системи були оцінені під стереомікроскопом (×13.6 збільшення; Opmi Pico) за допомогою програмного забезпечення ImageJ v1.50e (Лабораторія оптичних та обчислювальних інструментів, Мадісон, ВІ, США). Ці ж інструменти були додатково зображені в звичайному скануючому електронному мікроскопі (Hitachi S-2400, Hitachi, Токіо, Японія) при різних збільшеннях (×100 та ×500) для оцінки їх дизайну лез (радіальні площини та симетрія), перетворної форми, геометрії наконечника (активний чи неактивний) та обробки поверхні.

Металургійна характеристика

Напівкількісний елементний аналіз 3 інструментів з кожної протестованої системи був проведений для оцінки співвідношення нікелю та титану, або наявності будь-якого іншого елемента, за допомогою скануючого електронного мікроскопа (S-2400; Hitachi), оснащеного пристроєм енергетично-дисперсійної рентгенівської спектроскопії (EDS) (Bruker Quantax; Bruker Corporation, Біллеріка, МА, США), налаштованим на 20 кВ та 3.1 А. Аналіз проводився для кожного інструмента на відстані 25 мм від площі поверхні 400 µm2 за допомогою відповідного програмного забезпечення з корекцією ZAF (Systat Software Inc., Сан-Хосе, КА, США).

Метод диференціального скануючого калориметрії (DSC) (DSC 204 F1 Phoenix; Netzsch-Gerätebau GmbH, Selb, Німеччина) був використаний для визначення температур фазових перетворень сплаву NiTi відповідно до рекомендацій Американського товариства з випробувань і матеріалів. Фрагменти довжиною 2–3 мм (5–10 мг), видалені з корональної активної леза 2 інструментів з кожної системи, піддавалися 2-хвилинній обробці хімічним травленням, що складається з суміші 45% нітратної кислоти, 25% фтороводневої кислоти та 30% дистильованої води. Потім їх встановлювали в алюмінієву чашу всередині пристрою DSC, при цьому порожня чаша слугувала контролем. Термальний цикл проводився в атмосфері газоподібного азоту зі швидкістю 10˚C/хв при температурах від −150˚C до 150˚C. Температури фазових перетворень аналізувалися за допомогою програмного забезпечення Netzsch Proteus Thermal Analysis (Netzsch-Gerätebau GmbH). Для кожної групи тест DSC проводився двічі для підтвердження результатів. Тестовані інструменти включали TruNatomy розміром 26/0.04v, Vortex Blue розміром 25/0.04 та весь набір інструментів Genius Proflex (розміри 25/0.06, 13/0.03, 17/0.05, 25/0.04 та 35/0.04) через різницю в їх термічній обробці, як стверджує виробник (https://bit.ly/38DxX6J (доступ 25 травня 2022 року)).

Механічні випробування

Механічні характеристики обраних систем оцінювалися за допомогою циклічної втоми, крутного опору та вигинальних випробувань. Для кожного випробування розмір вибірки був розрахований з помилкою типу альфа 0.05 та потужністю 80%, на основі найбільшої різниці між 2 системами після 6 початкових вимірювань. Для часу до руйнування (TruNatomy проти Genius Proflex; розмір ефекту 217.8 ± 118.8), максимального крутного моменту (TruNatomy проти Vortex Blue; розмір ефекту 0.15 ± 0.22), кута обертання (TruNatomy проти Genius Proflex; розмір ефекту 6.2 ± 48.2) та максимального вигинального навантаження (TruNatomy проти Vortex Blue; розмір ефекту 67.7 ± 37.2) остаточні розміри вибірки становили 6, 36, 949 та 6 інструментів відповідно. Незважаючи на те, що 36 та 949 інструментів були розраховані для максимального крутного моменту та кута обертання, остаточний розмір вибірки був визначений як 10 інструментів на групу для кожного параметра, оскільки різниця, яка може бути виявлена лише в такій великій вибірці, може вважатися малою клінічною значущістю.

Тест на циклічну втомлюваність проводився на не звуженому апараті з нержавіючої сталі у формі вигнутої труби (радіус 6 мм і кут 86˚) з використанням гліцерину в якості змащення, відповідно до попередніх досліджень. Випробувані інструменти були адаптовані до ручного інструменту з редукцією 6:1 (Sirona Dental Systems GmbH, Бенсхайм, Німеччина) і активовані в статичному режимі за допомогою мотора з контролем крутного моменту (VDW Silver; VDW GmbH), налаштованого на 400 об/хв і 2.0 Н (Genius Proflex), 500 об/хв і 1.5 Н (TruNatomy), та 500 об/хв і 1.0 Н (Vortex Blue), відповідно до інструкцій виробників. Тест проводився при кімнатній температурі (20˚C) відповідно до рекомендацій Американського товариства з випробувань і матеріалів щодо тестування на розтягнення супереластичних матеріалів NiTi. Перелом виявлявся як за допомогою слухового, так і візуального огляду. Час до перелому фіксувався в секундах за допомогою цифрового хронометра, а розмір фрагмента вимірювався в міліметрах за допомогою цифрового штангенциркуля для експериментального контролю. Тести на крутильну та вигинальну стійкість проводилися відповідно до міжнародних стандартів. У тесті на крутіння інструменти фіксувалися на відстані 3 мм від їхнього кінчика і оберталися за годинниковою стрілкою з постійною швидкістю 2 оберти на хвилину для оцінки максимального крутного моменту (вимірюється в N.cm) та кута обертання (фіксується в градусах) перед переломом. У тесті на вигин кожен інструмент кріпився в тримачі файлів мотора і розташовувався під кутом 45˚ відносно підлоги, при цьому він був прикріплений до дроту (3 мм від його кінчика), з'єднаного з універсальною випробувальною машиною (Instron 3400; Instron Corporation, Кантон, MA, США). Максимальне навантаження, необхідне для зміщення інструмента на 45˚, з використанням навантаження 20 Н і постійної швидкості 15 мм/хв, фіксувалося в грам-силах (gf).

Формування здатності

Після затвердження цього дослідницького проекту місцевим етичним комітетом (Протокол CE- FMDUL 13/10/20), 120 двокореневих нижніх молярів з повністю сформованими верхівками були випадковим чином відібрані з пулу видалених зубів і спочатку відскановані з розміром пікселя 11.93 мкм у мікрокомп'ютерному томографі (мікро-КТ) (SkyScan 1173; Bruker-microCT, Контіх, Бельгія), налаштованому на 70 кВ, 114 мкА, обертання на 360˚ з кроками 0.7˚, використовуючи алюмінієвий фільтр товщиною 1 мм. Першим етапом у процесі отримання зображення було закріплення зразка на тримачі зразків за допомогою стоматологічного воску, щоб уникнути руху під час сканування. Отримані проекції були реконструйовані в аксіальні зрізи з використанням стандартизованих параметрів згладжування, коефіцієнта ослаблення (0.05–0.007), зміцнення пучка (20%) та корекцій артефактів кілець (NRecon v.1.6.9; Bruker-microCT). Було створено тривимірну (3D) модель внутрішньої анатомії кожного зуба (CTAn v.1.14.4; Bruker-microCT) та якісно оцінено (CTVol v.2.2.1; Bruker-microCT) щодо конфігурації кореневих каналів. Потім, враховуючи зуби з однаковою робочою довжиною від цементно-емалевого з'єднання до верхівки, а також однаковим об'ємом і площею поверхні від мезіальних і дистальних каналів, були розраховані в межах цих двох анатомічних орієнтирів. На основі цих параметрів зразки були анатомічно узгоджені для створення 3 груп по 4 зуби (12 каналів на групу), які були випадковим чином призначені до експериментальної групи відповідно до системи підготовки: Genius Proflex, TruNatomy та Vortex Blue.

Після підготовки доступу до порожнини було підтверджено апікальну прохідність за допомогою K-файлу розміру 10 (Dentsply Sirona Endodontics), а шлях для інструментів був виконаний за допомогою K-файлу розміру 15 (Dentsply Sirona Endodontics) до робочої довжини (WL), встановленої на 1 мм від апікального отвору. У групі Genius Proflex корональне розширення було виконано за допомогою інструмента розміру 25/0.06 (350 об/хв, 2.5 N.cm), після чого використовували інструменти розмірів 13/0.03 (250 об/хв, 1.5 N.cm) та 25/0.04 (400 об/хв, 2 N.cm) до WL. У групі TruNatomy всі інструменти використовувалися на 500 об/хв та 1.5 N.cm. Після коронального розширення за допомогою інструмента розміру 20/0.08 використовувалися інструменти 17/0.02v (Glider) та 26/0.04v (Prime) до WL. У групі Vortex Blue інструменти розмірів 15/0.04 (500 об/хв, 0.7 N.cm), 20/0.04 (500 об/хв, 0.7 N.cm) та 25/0.04 (500 об/хв, 1 N.cm) використовувалися послідовно до WL. Потім у всіх групах дистальні канали були додатково розширені за допомогою інструментів розмірів 35/0.05 (група Genius Proflex; 400 об/хв, 2.5 N.cm), 36/0.03v (група TruNatomy), 30/0.04 та 35/0.04 (група Vortex Blue; 500 об/хв, 1.0 N.cm та 1.3 N.cm відповідно). Інструменти активувалися електричним мотором (VDW Silver; VDW, Мюнхен, Німеччина) і використовувалися в повільному русі вгору-вниз з амплітудою близько 3 мм з легким тиском в апікальному напрямку. Після 3 рухів інструмент був видалений з каналу та очищений. WL було досягнуто після 3 хвиль інструментації. Кожен інструмент використовувався в одному зубі, а потім викидався. Поливання виконувалося загалом 15 мл 2.5% NaOCl на канал, після чого проводили остаточне промивання 5 мл 17% EDTA (3 хв) та 5 мл дистильованої води за допомогою шприца з голкою 30-G NaviTip (Ultradent, South Jordan, UT, США), розташованою на 2 мм від WL. Усі процедури виконувалися досвідченим оператором під збільшенням (×12.5; ZEISS OPMI Pico, Єна, Німеччина).

Канали були трохи висушені паперовими точками, і було виконано остаточне сканування та реконструкцію, використовуючи раніше згадані параметри. Набори даних до та після підготовки були співреєстровані (програмне забезпечення 3D Slicer 4.3.1; http://www.slicer.org (доступ 25 травня 2022 року)), і здатність до формування оцінювалася шляхом вимірювання 3 параметрів: об'єму дентину, видаленого після підготовки (в мм3), об'єму твердих тканинних залишків, створених протоколами підготовки (в мм3), та відсотка непідготовлених стінок каналу. Екзаменатор, який не знав про протоколи формування, виконав всі аналізи, виключаючи з'єднання каналів та додаткові анатомії.

Статистичний аналіз

Тести Шапіро–Уілка та Лілліфора були використані для перевірки нормальності даних. Залежно від розподілу даних, результати були підсумовані як середнє (стандартне відхилення) або медіана (інтерквартильний діапазон). Однофакторний дисперсійний аналіз (ANOVA) та пост-хок тести Тьюкі були проведені для порівняння кута обертання, непошкоджених стінок каналу, об'єму (кореневий канал, видалений дентин, тверді тканинні залишки) та площі поверхні (кореневий канал) мезіальних каналів, тоді як тест Крускала–Уолліса, в поєднанні з тестом Данна, використовувався для порівняння спірального кута, часу до руйнування, максимального крутного моменту до руйнування, максимального навантаження на вигин та об'єму видаленого дентину і твердих тканинних залишків у дистальному каналі. Рівень значущості був встановлений на 5% (SPSS v25.0 для Windows; SPSS Inc., Чикаго, Іллінойс, США).

Результати

Дизайн інструментів

Стереомікроскопічний аналіз інструментів за кількістю лез і гвинтовими кутами показав, що Vortex Blue (11 лез; 17.8˚ (17.3–18.9˚)) мав значно нижчий гвинтовий кут у порівнянні з TruNatomy (17 лез; 21.3˚ (19.5–22.1˚)) та Genius (9 лез; 21.7˚ (19.8–23.1˚)) (p < 0.05). SEM-аналіз (Рисунок 1) виявив, що всі інструменти мали асиметричні леза, без радіальних земель, і симетричні перетини, з квадратними (TruNatomy), опуклими (Vortex Blue) та S-подібними (Genius Proflex) профілями. Жоден з кінцівок не можна було ідентифікувати як активний, а загальна геометрія та кути переходу леза варіювали серед інструментів. Хоча кінці інструментів TruNatomy та Vortex Blue були плоскими, Genius Proflex мав форму, схожу на кулю. При більшому збільшенні всі інструменти показали схожу обробку поверхні, з малюнком паралельних рисок, створених процесом шліфування. Також було можливим спостерігати деякі металеві перекриття на лезах, але Vortex Blue показав більше нерівностей, ніж інші (Рисунок 1).

Металургійні характеристики

Аналіз EDS/SEM виявив майже еквівалентне співвідношення елементів нікелю та титану в інструментах Genius Proflex (1.061), TruNatomy (1.014) та Vortex Blue (1.016), без жодного іншого відстежуваного металевого елемента. Аналізи DCS (Рисунок 2A) показали чіткі криві температури трансформації. Хоча жоден інструмент не мав повних аустенітних характеристик при тестовій температурі (20˚C), Vortex Blue та TruNatomy продемонстрували цю особливість при температурі тіла (36˚C). Найвищі (45.4˚C) та найнижчі (25.9˚C) температури початку та закінчення R-фази (34.6˚C та 13.5˚C) були зафіксовані в Genius Proflex та TruNatomy відповідно (Рисунок 2A). Vortex Blue мав найнижчу температуру початку аустенітної фази (3.3˚C), а Genius Proflex показав найвищу температуру закінчення аустенітної фази (50.3˚C). Тести DSC інструментів Genius Proflex (Рисунок 2B) продемонстрували подібну термічну обробку серед них, з незначними відмінностями в температурах трансформації R-фази, в охолоджувальній трансформації мартенситного B19′ та в аустенітній трансформації під час кривих нагрівання. Значні відмінності були зафіксовані в нагріванні Genius Proflex 13/0.03, з нижчою температурою початку аустенітної фази (3.6˚C) у порівнянні з іншими інструментами (Рисунок 2B).

Механічна продуктивність

Genius Proflex мав найвищий час (252 с) та цикли (1680) до руйнування (p < 0.05), тоді як найнижчий час (41 с) та цикли (341.7) до руйнування спостерігалися у TruNatomy (p < 0.05). Максимальний крутний момент та кут обертання перед руйнуванням не виявили значних відмінностей між групами (p > 0.05). TruNatomy показав найвищу гнучкість (108.5 gf) у порівнянні з іншими протестованими інструментами (p < 0.05) (Таблиця 1).

Форма утворення

Гомогенність груп щодо об'єму та площі поверхні мезіальних і дистальних каналів була підтверджена (p > 0.05) (Таблиця 2). Не було виявлено статистично значущих відмінностей між групами за всіма протестованими параметрами (p > 0.05). Середні відсотки непідготовлених площ каналів коливалися від 50.5% до 60.4% у мезіальному каналі та від 57.8% до 68.7% у дистальному каналі (Таблиця 2, Рисунок 3).

Обговорення

У даному дослідженні, використовуючи багатопрофільний підхід, було оцінено загальний геометричний дизайн, елементний склад, температури фазових перетворень, механічну поведінку та здатність до формування 3 термічно оброблених ротаційних систем NiTi (Genius Proflex, TruNatomy та Vortex Blue). Цей методологічний підхід дозволяє більш всебічно оцінити властивості протестованих інструментів, оскільки він уникає «компартменталізації знань», явища, при якому структури знань про певну область складаються з кількох окремих частин.

Усі тести проводилися відповідно до суворих міжнародних настанов або методологій з високою внутрішньою валідністю, що дозволяє отримати більш надійне та достовірне розуміння продуктивності систем. Хоча були виявлені подібності між інструментами щодо складу нікелю та титану, торсійної реакції (Таблиця 1) та здатності до формування (Таблиця 2, Рисунок 3), були виявлені відмінності в гвинтових кутах, кількості лопатей, перетинах, геометрії наконечників (Рисунок 1), температурах фазових переходів (Рисунок 2), циклічній втомі та тестах на опір вигину (Таблиця 1). Тому нульова гіпотеза була відхилена.

Відмінності в механічній поведінці випробуваних інструментів слід аналізувати, враховуючи кілька факторів, які можуть бути релевантними залежно від тесту. Оскільки всі інструменти були виготовлені з майже еквітатомних сплавів NiTi, їх механічну поведінку можна пояснити відмінностями в дизайні та кристалографічних розташуваннях, що зображені їхніми різними температурами фазових перетворень (Рисунок 2A). Враховуючи, що всі механічні випробування проводилися при кімнатній температурі (20,0 ± 1˚C), що знаходиться в межах температурного діапазону експлуатації інструментів, і відповідно до рекомендацій ASTM, температури Rs Genius Proflex (45,4˚C), Vortex Blue (34,5˚C) та TruNatomy (25,9˚C) вказують на те, що жоден з них не мав повних аустенітних характеристик при температурі випробування. З іншого боку, ця базова температура має тенденцію до підвищення і наближення до температури тіла (близько 36˚C) в клінічних умовах. У таких випадках інструменти Vortex Blue та TruNatomy можуть зазнати кристалографічного перерозподілу, що призведе до більшого збільшення кількості аустенітної фази в порівнянні з Genius Proflex. Отже, вища мартенситна складова та менший металевий сердечник (представлений S-подібним перетином і меншою кількістю лопатей) інструментів Genius Proflex, в порівнянні з TruNatomy та Vortex Blue, можуть пояснити їхню вищу стійкість до циклічної втоми (Таблиця 1). На жаль, результати Genius Proflex не можна порівняти з літературою, оскільки досі немає наукової публікації про його механічні властивості. З іншого боку, порівняння між TruNatomy та Vortex Blue показали контрастні результати. У той час як в одному дослідженні не було виявлено статистичної різниці в середній кількості циклів до руйнування у Vortex Blue (523,9) та TruNatomy (436,8), в іншому дослідженні TruNatomy показав вищу середню кількість циклів до руйнування (1238,8) в порівнянні з Vortex Blue (529,5). Ці дослідження проводилися при температурі тіла (35–37˚C), і ці відмінності можна пояснити різницями в кутах вигину змодельованих каналів (90˚ проти 60˚).

Хоча в тесті на циклічну втомленість були виявлені відмінності, інструменти показали подібні результати в тесті на крутильний опір. Цей тест проводився відповідно до рекомендацій ISO 3630-3631, які рекомендують вимірювати крутильний опір інструмента лише на відстані 3 мм від його кінчика. Цей методологічний аспект може пояснити спостережувані подібності, оскільки на цьому конкретному рівні незначні відмінності між інструментами щодо конусності (0.04v для TruNatomy та 0.04 для Vortex Blue і Genius Proflex) компенсуються їх різними перетинами та металевим сердечником. Хоча щодо цього методологічного аспекту існує мало суперечок, можливо, що аналізи крутильного опору, проведені на інших рівнях інструментів, можуть призвести до інших результатів, ніж ті, що були отримані тут.

У цьому дослідженні було виявлено цікаве спостереження в тесті на вигин. Хоча очікувалося, що високо гнучкі інструменти покажуть кращі результати в тесті на опір циклічній втомленості, TruNatomy був найгнучкішим інструментом, але мав найнижчу кількість циклів до руйнування (Таблиця 1). Це очевидно суперечливе результати можуть бути пояснені відмінностями в малому діаметрі дроту NiTi, використаного для виробництва TruNatomy (0.8 мм) у порівнянні з Genius Proflex і Vortex Blue (1.0 мм і 1.2 мм відповідно). Враховуючи, що в тесті на вигин всі інструменти закріплені в тримачі для файлів, менший дріт може безпосередньо впливати на цей результат.

Ідея, що стоїть за інструментами Genius Proflex, полягає в тому, щоб скористатися різними кристалографічними фазами сплаву NiTi, залежно від клінічних потреб. Наприклад, очікується, що під час проходження каналу інструмент зазнає торсійного перевантаження, що вимагає високої стійкості до крутного моменту, щоб уникнути несподіваного зламу, тоді як для апікального розширення, особливо в вигнутіх каналах, стійкість до вигинальної втоми буде більш актуальною, ніж торсійне перевантаження. Таким чином, якщо всі інструменти в наборі піддаються однаковій термічній обробці, досягнуті металургійні зміни будуть більш вигідними для деяких інструментів, ніж для інших. Отже, метою даного дослідження також було проаналізувати всі набори інструментів системи Genius Proflex (25/0.06; 13/0.03; 17/0.05; 25/0.04; 35/0.04) щодо їх температур фазових перетворень (Рисунок 2B). Різні профілі температури перетворення в інструментах Genius Proflex, які були спеціально оброблені термічно, були продемонстровані інструментом для проходження каналу (13/0.03), який продемонстрував дуже виразне перетворення R-фази в мартенсит B19′ під час охолодження (Рисунок 2B), у порівнянні з 25/0.06 (жовтуватий колір леза) та 35/0.04 (блакитний колір леза).

На додаток до механічних тестів, це дослідження також оцінювало здатність формування вибраних ротаційних систем за допомогою недеструктивної технології мікро-КТ, що є золотим стандартом. Цей аналітичний інструмент дозволяє стандартизувати вибір зразків, уникати упереджень, пов'язаних з морфологією кореневих каналів, та оцінювати кілька морфометричних параметрів після підготовки кореневих каналів. Хоча були виявлені відмінності в дизайні та механічній поведінці серед протестованих інструментів (Таблиця 1), всі протоколи підготовки були подібними за кількістю дентину, що видаляється після підготовки, кількістю твердих тканинних залишків, створених протоколами підготовки, та непідготовленими стінками каналів. Більше того, не було виявлено жодного зламу інструмента або значного відхилення від оригінального шляху каналу. Схожі розміри наконечників і конусності протестованих інструментів можуть пояснити ці результати, які узгоджуються з попередніми дослідженнями, що використовували інструменти з еквівалентними розмірами та конусностями. У літературі обидві системи TruNatomy та Vortex Blue були оцінені щодо їх здатності формування за допомогою технології мікро-КТ. Хоча в цих дослідженнях використовувалися різні методологічні стратегії, в цілому їх результати були подібними до даного дослідження щодо великого відсотка площ непошкоджених стінок каналів (TruNatomy: 50%; Vortex Blue: 58.8%), низької кількості видалення дентину після підготовки каналу та невеликого накопичення твердих тканинних залишків (система Vortex Blue: 0.16 мм3).

Мультиметодичне дослідження може бути розглянуте як одна з основних переваг даного дослідження, що дозволило провести більш комплексну оцінку профілів та поведінки інструментів. Крім того, використання DSC дозволило ширше зрозуміти питання температури в порівнянні з тестами, що базуються на одній температурі, якою б вона не була. Серед обмежень даного дослідження є те, що не були проведені інші важливі тести, такі як ефективність різання, мікротвердість та опір вигину. Майбутні дослідження, що використовують мультиметодичний підхід, повинні включати ці додаткові тести для порівняння та обґрунтування цієї нової тенденції виробників до виготовлення наборів інструментів з індивідуально обробленими NiTi сплавами. Знання характеристик цих інструментів може допомогти клініцистам приймати кращі рішення щодо вибору інструментів у конкретній клінічній ситуації.

Висновки

Інструменти Genius Proflex, Vortex Blue та TruNatomy показали відмінності щодо кількості лез, гелікальних кутів, перетворення поперечного перерізу, геометрії наконечника, температур фазового перетворення, опору циклічній втомі та гнучкості, але були схожі за співвідношенням нікель–титан, максимальним крутним моментом, кутом обертання перед руйнуванням та здатністю до формування.

Автори: Еммануель Дж. Н. Л. Сілва, Хорхе Н. Р. Мартінс, Наташа К. Ажуз, Генрік С. Антунес, Віктор Т. Л. Віейра, Франсіско М. Браз Фернандес, Феліпе Г. Белладонна та Марко А. Версіяні

Посилання:

1. Аріас, А.; Пітерс, О.А. Поточний стан та майбутні напрямки: Формування каналів. Int. Endod. J. 2022, 55 (Suppl. 3), 637–655. [CrossRef] [PubMed]
2. Гюльсманн, М.; Пітерс, О.А.; Думмер, П.М. Механічна підготовка кореневих каналів: Цілі формування, техніки та засоби. Endod. Top. 2005, 10, 30–76. [CrossRef]
3. Чжоу, Х.; Пень, Б.; Чжен, Й. Огляд механічних властивостей інструментів з нікель-титану для ендодонтії. Endod. Top. 2013, 29, 42–54. [CrossRef]
4. Гавіні, Г.; Дос Сантос, М.; Кальдейра, С.Л.; Мачадо, М.Е.Д.Л.; Фрейре, Л.Г.; Іглеціас, Е.Ф.; Пітерс, О.; Кандейро, Г. Інструменти з нікель-титану в ендодонтії: Стисле огляд сучасного стану. Braz. Oral Res. 2018, 32, e67. [CrossRef]
5. Зупанц, Й.; Вахдат-Паджух, Н.; Шафер, Е. Нові термомеханічно оброблені сплави NiTi—Огляд. Int. Endod. J. 2018, 51, 1088–1103. [CrossRef] [PubMed]
6. Міллер, Д.А.; Лагудас, Д.С. Вплив холодної обробки та термічної обробки на ефект пам'яті форми та розвиток пластичної деформації NiTi. Mater. Sci. Eng. 2001, 308, 161–175. [CrossRef]
7. Дюк, Ф.; Шен, Й.; Чжоу, Х.; Русе, Н.Д.; Ван, З.-Дж.; Хіяві, А.; Хаапасало, М. Циклічна втома файлів ProFile Vortex та Vortex Blue в одиничних та подвійних вигинах. J. Endod. 2015, 41, 1686–1690. [CrossRef]
8. Мартінс, Й.Н.Р.; Сілва, Е.Й.Н.Л.; Маркес, Д.; Перейра, М.Р.; Віейра, В.Т.Л.; Арантес-Олівейра, С.; Мартінс, Р.Ф.; Фернандес, Ф.Б.; Версіяні, М. Дизайн, металургійні характеристики та механічна поведінка інструментів NiTi з п'яти різних систем обробки теплом. Materials 2022, 15, 1009. [CrossRef] [PubMed]
9. Сілва, Е.Й.Н.Л.; Родрігес, К.; Віейра, В.Т.; Белладонна, Ф.Г.; Де-Деус, Г.; Лопес, Х.П. Стійкість до вигину та циклічна втома нового термічно обробленого рециркуляційного інструмента. Scanning 2016, 38, 837–841. [CrossRef]
10. Мартінс, Й.Н.Р.; Сілва, Е.Й.Н.Л.; Маркес, Д.; Белладонна, Ф.Г.; Сімоєш-Карвальо, М.; да Коста, Р.П.; Гінхейра, А.; Фернандес, Ф.М.Б.; Версіяні, М.А. Порівняння п'яти ротаційних систем щодо дизайну, металургії, механічної продуктивності та підготовки каналів—Багатостороннє дослідження. Clin. Oral Investig. 2022, 26, 3299–3310. [CrossRef] [PubMed]
11. Моралес, М.д.Л.Н.П.; Санчес, Х.А.Г.; Олівері, Х.Г.; Ельмсмарі, Ф.; Салмон, П.; Харамільо, Д.Е.; Терол, Ф.Д.-С. Оцінка мікрокомп'ютерної томографії та порівняльне дослідження формуючої здатності 6 файлів з нікель-титану: Дослідження in vitro. J. Endod. 2021, 47, 812–819. [CrossRef] [PubMed]
12. Сілва, Е.Й.Н.Л.; Ліма, К.О.; Барбоза, А.Ф.А.; Лопес, Р.Т.; Сассон, Л.М.; Версіяні, М.А. Вплив інструментів TruNatomy та ProTaper Gold на збереження перирадикулярної дентину та на розширення апікального каналу нижніх молярів. J. Endod. 2022, 48, 650–658. [CrossRef]
13. ASTM:F2004-7; Стандартний метод випробування для температури трансформації сплавів нікель-титану за допомогою термічного аналізу. ASTM International: Уест Коншохокен, PA, США, 2004.
14. Сілва, Е.Й.; Мартінс, Й.Н.; Ліма, К.О.; Віейра, В.Т.; Фернандес ФМ, Б.; Де-Деус, Г.; Версіяні, М.А. Механічні випробування, металургійна характеристика та формуюча здатність ротаційних інструментів NiTi: Багатостороннє дослідження. J. Endod. 2020, 46, 1485–1494. [CrossRef] [PubMed]
15. ASTM:F2516-07; Стандартні методи випробувань для випробування на розтягування супереластичних матеріалів з нікель-титану. ASTM International: Уест Коншохокен, PA, США, 2007.
16. ANSI/ADA Специфікація N◦ 28-2002. Файли та реамери для кореневих каналів, тип K для ручного використання; ANSI/ADA: Чикаго, IL, США, 2002.
17. ISO 3630-3631:2008; Стоматологія—Інструменти для кореневих каналів—Частина 1: Загальні вимоги та методи випробувань. ISO: Женева, Швейцарія, 2008.
18. Паке, Ф.; Лаіб, А.; Гаутші, Х.; Цендер, М. Аналіз накопичення залишків твердих тканин за допомогою сканування комп'ютерної томографії з високою роздільною здатністю. J. Endod. 2009, 35, 1044–1047. [CrossRef] [PubMed]
19. Де-Деус, Г.; Белладонна, Ф.Г.; Сілва, Е.Й.Н.Л.; Марінс, Й.Р.; Соуса, Е.М.; Перес, Р.; Невес АД, А. Оцінка мікро-КТ неінструментованих ділянок каналу з різними розширеннями, виконаними системами NiTi. Braz. Dent. J. 2015, 26, 624–629. [CrossRef] [PubMed]
20. Шенфельд, А. Про наявність та використання геометричних знань. У Концептуальні та процедурні знання: Випадок математики, 1-е вид.; Хіберта, Дж., ред.; Лоуренс Ерлбаум Ассосіейтс: Хіллсдейл, NJ, США, 1986.
21. Версіяні, М.А.; Леоні, Г.Б.; Штейер, Л.; Де-Деус, Г.; Тассані, С.; Пекора, Дж.Д.; де Соуза-Нето, М.Д. Дослідження мікро-комп'ютерної томографії овальних каналів, підготовлених саморегульованим файлом, Reciproc, WaveOne та ProTaper universal системами. J. Endod. 2013, 39, 1060–1066. [CrossRef] [PubMed]
22. Мартінс Й.Н., Р.; Сілва, Е.Й.Н.Л.; Маркес, Д.; Белладонна, Ф.; Сімоєш-Карвальо, М.; Камачо, Е.; Версіяні, М.А. Порівняння дизайну, металургії, механічної продуктивності та формуючої здатності інструментів, схожих на репліки, та підробок системи ProTaper Next. Int. Endod. J. 2021, 54, 780–792. [CrossRef]
23. Ельнагі, А.М.; Ельсака, С.Е.; Ельшазлі, А.Х. Динамічна циклічна та торсійна втома TruNatomy в порівнянні з різними ротаційними інструментами з нікель-титану. Aust. Endod. J. 2020, 46, 226–233. [CrossRef]
24. Ельнагі, А.М.; Ельсака, С.Е.; Мандора, А.О. Порівняння вітчизняної циклічної втоми TruNatomy в одиничних та подвійних вигинах у порівнянні з різними ротаційними інструментами з нікель-титану. BMC Oral Health 2020, 20, 38. [CrossRef]
25. Мартінс, Й.Н.Р.; Сілва, Е.; Маркес, Д.; Белладонна, Ф.; Сімоєш-Карвальо, М.; Віейра, В.Т.Л.; Антунес, Г.С.; Браз Фернандес, Ф.М.Б.; Версіяні, М.А. Дизайн, металургійні характеристики, механічна продуктивність та підготовка каналів шести рециркуляційних інструментів. Int. Endod. J. 2021, 54, 1623–1637. [CrossRef]
26. Азім, А.А.; Піасецький, Л.; да Сілва Нето, У.Х.; Круз, А.Т.Г.; Азім, К.А. XP Shaper, новий адаптивний ротаційний інструмент: Мікро-комп'ютерний томографічний аналіз його формуючих здібностей. J. Endod. 2017, 43, 1532–1538. [CrossRef] [PubMed]
27. Йенсен, Л.Е.; Мерфі, С.; Вільямсон, А.Е.; Тейшейра, Ф.Б.; Джонсон, В.Т.; Фрідл, С.Ц.; Пітерс, О.А. Підготовка кореневих каналів у нижніх премолярах з TRUShape та Vortex Blue: Дослідження мікро-комп'ютерної томографії. Aust. Endod. J. 2019, 45, 12–19. [CrossRef] [PubMed]