Порівняння п'яти ротаційних систем за дизайном, металургією, механічними характеристиками та підготовкою каналів — багатошарове дослідження

Анотація

Мета: Порівняти дизайн, металургію, механічні характеристики та підготовку каналів 5 ротаційних систем.

Матеріали та методи: Усього було порівняно 735 інструментів NiTi довжиною 25 мм (розміри 0.17[0.18]/.02v, 0.20/.04v, 0.20/.07v, 0.25/.08v, 0.30/.09v) з систем ProTaper Gold, ProTaper Universal, Premium Taper Gold, Go-Taper Flex та U-File щодо загальної геометрії та обробки поверхні (стереомікроскопія та скануюча електронна мікроскопія), співвідношення нікелю та титану (енергетично-дисперсійна спектроскопія), температури фазових перетворень (диференційна скануюча калориметрія), механічних характеристик (крутильні та вигинальні випробування) та необробленої поверхні каналу (мікро-КТ). Для статистичних порівнянь використовувалися односторонній ANOVA та медіанний тест Муда з рівнем значущості, встановленим на 5%.

Результати: Стереомікроскопічний аналіз показав більше спіралей та високі гелікальні кути в системі Premium Taper Gold. Усі набори інструментів мали симетричні спіралі, без радіальних земель, без великих дефектів та майже еквівалентне співвідношення між елементами нікелю та титану, тоді як були помічені відмінності в геометрії їхніх наконечників та обробці поверхні. При кімнатній температурі (20 °C) тест DSC виявив мартенситні характеристики для ProTaper Gold та Go-Taper Flex, а змішані аустенітні плюс R-фаза для Premium Taper Gold, тоді як ProTaper Universal та U-Files мали повні аустенітні характеристики. Загалом, більші інструменти мали вищу стійкість до крутного моменту та значення навантаження на вигин, ніж менші, тоді як нестабільність та змішані значення були помічені в куті обертання. Інструменти 0.25/.08v та 0.30/.09v ProTaper Universal та U-File мали найвищі максимальні крутні моменти, найнижчі кути обертання та найвищі навантаження на вигин порівняно з іншими протестованими системами (P < .05). Значних відмінностей не було в стінках кореневих каналів після підготовки з використанням протестованих систем (P > .05).

Висновки: Хоча різниці, що спостерігаються в загальній геометрії та температурах фазових перетворень, вплинули на результати механічних випробувань, непідготовлені поверхневі ділянки каналів були еквівалентними серед систем.

Клінічна значущість: Системи підготовки кореневих каналів з подібною геометрією можуть демонструвати різну механічну поведінку, але еквівалентну здатність до формування.

Вступ

Поява ротаційних систем з нікель-титаном (NiTi) для підготовки кореневих каналів надала клініцистам інструменти з супереластичністю та більшою здатністю зберігати оригінальний шлях каналу в порівнянні з традиційними ручними файлами. Однак інтенсивний крутний стрес, що перевищує 8% деформації, застосований до сплаву NiTi за короткий період часу на інструмент, може призвести до його пластичної деформації та несподіваного зламу. Механізм, що найчастіше асоціюється з цим явищем, - це крутильна поломка, яка, в свою чергу, головним чином викликана затиском конуса, накопиченням сміття в канавках та застряганням кінчика інструмента в вузькому каналі, в той час як стержень продовжує обертатися. Протягом років виробники намагалися покращити механічні характеристики ротаційних інструментів NiTi, змінюючи деякі з їхніх характеристик, включаючи модифікації в перетині, геліксному куті, кількості лез, обробці поверхні та кристалографічному розташуванні сплаву. Іншим підходом для зменшення стресу на інструменті та, відповідно, зменшення частоти зламів є використання кількох інструментів у певній послідовності. Більшість ротаційних систем NiTi, які наразі доступні, складаються з 3 або більше інструментів, кожен з яких має різні характеристики та специфічні значення крутного моменту і швидкості, визначені виробниками для покращення їхньої безпеки в використанні. У клінічному середовищі саме поєднання всіх цих факторів вплине на ефективність ротаційних інструментів під час механічної підготовки кореневих каналів.

ProTaper Universal (PTU; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Швейцарія) є прикладом довговічної системи ротаційних інструментів з кількома файлами, виготовленої з традиційного сплаву NiTi, яка все ще доступна сьогодні. Нещодавно виробник запустив ProTaper Gold (PTG; Dentsply Maillefer), нову версію цієї системи, в якій інструменти мають подібний дизайн, але сплав був термомеханічно оброблений, що призвело до покращення стійкості до втоми. Протягом років інші компанії розробили системи, які імітують фізичний вигляд інструментів PTU, такі як Premium Taper Gold (Waldent, Шеньчжень, Китай), Go-Taper Flex (Access, Шеньчжень, Китай) та U-File (Dentmark, Лудхіана, Індія), і нещодавно деякі дослідження надали важливу інформацію про їх безпеку, але клініцисти все ще не усвідомлюють ризики, пов'язані з використанням продуктів без наукового обґрунтування.

Незважаючи на вищезгадані досягнення, сучасні технології механічної підготовки все ще не здатні очистити всі стінки кореневих каналів, залишаючи непошкодженими виступи або заглиблення, які можуть містити залишкові бактеріальні біоплівки і можуть бути потенційною причиною стійкої інфекції та поганого результату лікування. Тому глибокий аналіз, що включає інструменти NiTi, які складають кожну ротаційну систему, має включати багаторазовий аналіз усіх цих змінних відповідно до раніше запропонованої концепції багатопідходного дослідження. Наступне дослідження має на меті заповнити прогалину в літературі, оцінюючи повну систему інструментів для підготовки кореневих каналів PTU (Dentsply Maillefer), PTG (Dentsply Maillefer), Premium Taper Gold (Waldent), Go-Taper Flex (Access) та U-File (Dentmark) за допомогою багатопідходного дослідження для оцінки дизайну, металургії, механічної продуктивності та підготовки каналів. Нульові гіпотези, які підлягають перевірці, полягали в тому, що немає різниць між інструментами щодо їх (i) механічної продуктивності та (ii) здатності формування.

Матеріали та методи

Всього було обрано 735 інструментів NiTi розміром 25 мм (розміри 0.17[0.18]/0.02v, 0.20/0.04v, 0.20/0.07v, 0.25/0.08v та 0.30/0.09v) з 5 різних ротаційних систем (дві з них виготовлені з традиційного сплаву NiTi [PTU (Лот 1032529) та U-File (Лот AB2240404B)] та три термічно оброблені [PTG (Лот 1523909), Premium Taper Gold (Лот 201808) та Go-Taper Flex (Лот 17110103)]) та проведено порівняння щодо дизайну, металургії, механічних характеристик та підготовки каналів.

Дизайн інструментів

Шість випадково обраних інструментів з кожного типу були проінспектовані під стереомікроскопом (× 3.4 та × 13.6 збільшення; Opmi Pico, Carl Zeiss Surgical, Німеччина) та оцінені щодо (a) кількості активних лез (в одиницях); (b) спірального кута шляхом взяття середніх вимірювань 6 найбільш корональних кутів активного леза, оцінених в трьох екземплярах; та (c) відстані (в мм) від 3 вимірювальних ліній, позначених на неконтактній частині інструментів, до кінчика за допомогою цифрового штангенциркуля (роздільна здатність 0.01 мм; Mitutoyo, Aurora, IL, США). Вимірювання проводилися в трьох екземплярах, середнє значення обчислювалося, і вважалося розбіжним, якщо значення перевищували 0.1 мм від позиції референтної лінії; та (d) наявності дефектів або деформацій, таких як пропущені, закручені або спотворені леза. Ті ж інструменти були потім проінспектовані під звичайною скануючою електронною мікроскопією (SEM) (× 100 та × 500 збільшення; S-2400, Hitachi, Токіо, Японія) для оцінки (a) симетрії спіралей в їх активних лезах (симетричні або асиметричні; з або без радіальних земель); (b) геометрії кінчика (активний або неактивний); (c) перетворювальної форми; (d) слідів, залишених на поверхні внаслідок обробки; та (e) незначних деформацій або дефектів.

Металургійна характеристика

Напівкількісний елементний аналіз був проведений за допомогою енергетично-дисперсійної рентгенівської спектроскопії та скануючої електронної мікроскопії (EDS/SEM) на відстані 25 мм від поверхні (400 мкм2) 3 інструментів кожного типу, використовуючи пристрій SEM (20 кВ і 3.1A; S-2400, Hitachi), підключений до детектора EDS (Bruker Quantax, Bruker Corporation, Billerica, MA, USA) з спеціалізованим програмним забезпеченням з корекцією ZAF (Systat Software Inc., San Jose, CA, USA). Диференціальна скануюча калориметрія (DSC аналіз; DSC 204 F1 Phoenix; Netzsch-Gerätebau GmbH, Selb, Germany) використовувалася для оцінки металургійних характеристик інструментів. Цей тест проводився на фрагменті розміром 3-5 мм (7-10 мг), отриманому з корональної активної частини 2 різних інструментів 0.20/0.07v кожної системи, відповідно до рекомендацій Американського товариства з випробувань і матеріалів. Спочатку зразки були поміщені в хімічну травильну ванну (45% нітратної кислоти, 30% дистильованої води та 25% фтороводневої кислоти) на 2 хвилини, а потім встановлені в алюмінієву чашку, при цьому порожня чашка слугувала контролем. Термальні цикли проводилися в атмосфері газоподібного азоту (N2) з температурами від 150 до -150 °C (швидкість охолодження/нагріву: 10 K/хв). Графіки DSC були створені (програмне забезпечення Netzsch Proteus Thermal Analysis; Netzsch-Gerätebau GmbH) для візуальної оцінки температури перетворення. У кожній групі тест DSC проводився двічі для підтвердження результатів.

Механічні випробування

Механічні характеристики всіх інструментів у кожній системі оцінювалися за допомогою тестів на крутильну та вигинальну стійкість відповідно до міжнародних специфікацій ANSI/ADA Nº28-2002 та ISO3630-3631:2008. Інструмент 0.20/0.07v використовувався як еталон для розрахунку розміру вибірки на основі найбільшої різниці, спостереженої серед систем після 6 початкових вимірювань кожного тесту. Розрахунок розміру ефекту для максимального крутного моменту (0.26 ± 0.18; U-File проти Go-Taper Flex), кута обертання (410.5 ± 226.6; Premium Taper Gold проти Go-Taper Flex) та тесту на вигинальну навантаженість (356.5 ± 188.3; U-File проти Premium Taper Gold) з 80% потужності та альфа-типом помилки 0.05 призвів до 9, 6 та 6 інструментів відповідно для спостереження різниць серед систем. Щоб компенсувати те, що розрахунок розміру вибірки не проводився для інших розмірів інструментів, було встановлено загалом 10 інструментів для кожного тесту.

Перед кожним тестом вибрані інструменти візуально перевірялися під стереомікроскопом (× 13.6 збільшення), і деформацій або дефектів не було виявлено. У тесті на крутильну стійкість кожен інструмент був закріплений у його апікальній частині 3 мм і обертався за годинниковою стрілкою з постійною швидкістю (2 оберти/хв) до моменту руйнування (TT100 Odeme Dental Research, Лузерна, Санта-Катаріна, Бразилія). Потім розраховували максимальний крутний момент (в N.cm) та кут обертання (в градусах) до руйнування. Для тесту на вигинальну стійкість інструменти спочатку монтувалися в тримачі для файлів, який був розташований під кутом 45° до підлоги. Потім їх апікальні 3 мм були прикріплені до дроту, підключеного до універсальної випробувальної машини (Instron EMIC DL-200 MF, Сан-Жозе-дос-Піньяйс, Бразилія), налаштованої на постійну швидкість 15 мм/хв та навантаження 20 N, до моменту виникнення зміщення на 45°. Максимальне навантаження для зміщення було зафіксовано в грамах/силах (gf).

Підготовка кореневих каналів

Після затвердження цього дослідницького протоколу (#CE202003) місцевим етичним комітетом, було випадковим чином обрано сто двокореневих нижніх молярів з повністю сформованими верхівками з пулу видалених зубів та знято зображення з роздільною здатністю 19 мкм (розмір пікселя) за допомогою мікрокомп'ютерної томографії SkyScan 1174v.2 (Bruker-microCT, Контіх, Бельгія), налаштованої на 50 кВ, 800 мА, обертання на 180° з кроками 0.6°, використовуючи алюмінієвий фільтр товщиною 1 мм. Отримані проекції були реконструйовані з використанням стандартизованих параметрів для згладжування (3), коефіцієнта атенуації (0.01–0.15), зміцнення пучка (15%) та корекцій артефактів кільця (3) (NRecon v.1.6.9; Bruker-microCT). Програмне забезпечення CTAn v.1.14.4 (Bruker-microCT) було використано для створення тривимірних (3D) моделей внутрішньої анатомії кожного зуба, які були оцінені щодо конфігурації каналів (CTVol v.2.2.1; Bruker-microCT). Потім були розраховані морфометричні параметри кореневих каналів, включаючи довжину, об'єм, площу поверхні та індекс моделі структури, від рівня цементно-емалевого з'єднання до верхівки (CTAn v.1.14.4; Bruker-microCT). На основі цих вимірювань зразки були згруповані для створення 5 груп по 4 зуби, всього 55 кореневих каналів. Після перевірки нормальності (тест Шапіро–Уілка) та гомоскедастичності (тест Левена) параметрів (P > 0.05; односторонній тест ANOVA) була підтверджена однорідність груп. Потім кожна група зубів з анатомічно відповідними каналами (n = 11) була випадковим чином призначена до 1 з 5 експериментальних груп відповідно до протоколу підготовки з системами PTG, Premium Taper Gold, Go-Taper Flex, PTU та U-File.

Звичайні доступні порожнини були підготовлені, а апікальна прохідність підтверджена за допомогою K-файлу розміру 10 (Ready Steel; Dentsply Maillefer). Шлях для інструментів був виконаний за допомогою K-файлу розміру 15 (Ready Steel; Dentsply Maillefer) на робочій довжині (WL), встановленій на 0,5 мм від отвору. Процедура формування була виконана до WL з інструментами, адаптованими до кута 6:1 ручного інструменту (Sirona Dental Systems GmbH), що обертається в безперервному годинниковому напрямку (VDW Silver; VDW GmbH) з легкими рухами вперед-назад, відповідно до інструкцій виробників. Після 3 рухів інструмент був видалений і очищений, а процедура повторювалася, поки не досягли WL. Мезіальні канали були послідовно підготовлені за допомогою інструментів 0.17[0.18]/0.02v, 0.20/0.04v, 0.20/0.07v та 0.25/0.08v, тоді як дистальні канали були додатково розширені за допомогою інструменту 0.30/0.09v. Один інструмент використовувався для 2 каналів, а потім викидався. Після кожного етапу проводилася іригація загалом 15 мл 2,5% NaOCl на канал за допомогою одноразового шприца з голкою 30-G NaviTip (Ultradent, South Jordan, UT), розташованою на 1 мм від WL. Остаточна іригація проводилася з 5 мл 17% EDTA та 5 мл дистильованої води. Хемомеханічні підготовки виконувалися одним оператором з великим досвідом використання ротаційних систем у клініках. Потім кореневі канали були трохи висушені (ProTaper Gold paper points; Dentsply Maillefer), і було виконано остаточне мікро-КТ сканування та реконструкція, як згадувалося раніше.

Моделі з кольоровим кодуванням спільно зареєстрованих до- та післяопераційних моделей коренів і кореневих каналів (програмне забезпечення 3D Slicer 4.3.1; http://www.slicer.org) були відтворені (CTAn v.1.14.4; Bruker-microCT) для якісного порівняння груп (CTVol v.2.2.1; Bruker-microCT), тоді як кількісна оцінка проводилася шляхом розрахунку післяопераційних морфометричних (об'єм, площа поверхні та індекс моделі структури) за допомогою програмного забезпечення CTAn v.1.14.4 (Bruker-microCT). Потім відсоток незайманих стінок каналу визначався за формулою (A_u/A_b) × 100, де A_u - це площа незайманого каналу, а A_b - площа каналу до підготовки. Усі аналізи проводилися експертом, який не знав про протоколи формування.

Статистичний аналіз

Тест Шапіро–Уілка використовувався для оцінки нормальності даних. Дані з негаусівським розподілом оцінювалися за допомогою непараметричного тесту медіани Муда, тоді як результати з нормальним розподілом порівнювалися за допомогою одностороннього ANOVA та пост-хок тестів Тьюкі. Результати підсумовувалися з використанням середнього значення та стандартного відхилення або медіани та міжквартильного діапазону в залежності від розподілу вибірки з рівнем значущості, встановленим на 5% (SPSS v22.0 для Windows; SPSS Inc., Чикаго, ІЛ, США).

Результати

Дизайн інструментів

Стереомікроскопічна перевірка інструментів показала, що система Premium Taper Gold зазвичай мала на 1-3 спіралі більше та кращі гелікальні кути (⁓8°), ніж інші протестовані системи, які були досить схожі в цих аспектах (Таблиця 1). Позиції вимірювальних ліній були послідовними в інструментах PTG та PTU, тоді як в інших системах можна було спостерігати розбіжності, при цьому всі інструменти U-File демонстрували відхилення більше ніж 0.1 мм (Таблиця 1).

Аналіз SEM виявив, що всі набори інструментів мали симетричні спіралі без радіальних земель, але з абсолютно різною геометрією наконечників. Усі інструменти всіх систем мали опуклу трикутну форму в перерізі, за винятком Premium Taper Gold, який представив трикутну геометрію в файлах 0.20/0.07v, 0.25/0.08v та 0.30/0.09v. Крім того, в той час як інструменти PTG та PTU 0.30/0.09v мали увігнуту трикутну форму в перерізі, інші інструменти мали трикутний дизайн (Рис. 1). Візуальний та мікроскопічний аналіз усіх інструментів не виявив значних деформацій або дефектів. На відміну від цього, аналіз SEM поверхонь інструментів показав, що інструменти PTG, PTU та Go-Taper Flex мали горизонтальні паралельні сліди, що виникли внаслідок виробничого процесу, тоді як на поверхні інструментів Premium Taper Gold та U-File спостерігалося менше нерівностей (Рис. 2).

Металургійна характеристика

EDS/SEM аналіз підтвердив, що всі системи виготовлені з сплаву NiTi. У всіх інструментах елементи нікелю та титану мали майже еквівалентну пропорцію без жодних слідів інших металевих компонентів. При кімнатній температурі (20 °C) тест DSC виявив мартенситні характеристики для PTG (Rs ~ 49.0 °C; Rf ~ 31.1 °C) та Go-Taper Flex (Rs ~ 43.4 °C; Rf ~ 24.9 °C), а також змішані аустенітні плюс R-фаза для Premium Taper Gold (Rs ~ 26.8 °C; Rf ~ 16.1 °C), тоді як PTU та U-Files мали повні аустенітні характеристики (Rs температури нижче 20 °C) (Рис. 3).

Механічні випробування

В цілому, результати опору крутному моменту та вигинальних навантажень інструментів 0.20/0.07v, 0.25/0.08v та 0.30/0.09v були вищими за 0.17[0.18]/0.02v та 0.20/0.04v файли, тоді як спостерігалася відсутність узгодженості та змішані значення в куті обертання. Хоча деякі непослідовні результати також можна було спостерігати в інших механічних випробуваннях, інструменти 0.25/0.08v та 0.30/0.09v систем PTU та U-File продемонстрували найвищі максимальні крутні моменти та вигинальні навантаження (менше гнучкості), а також найнижчі кути обертання (P < 0.05) у порівнянні з іншими 3 системами. Загальний огляд відповідно до розмірів інструментів показує, що найвищі медіанні значення крутного моменту були знайдені у менших інструментах PTG (0.18/0.02v з 0.60 N.cm; 0.20/0.04v з 1.06 N.cm) та більших U-File (0.20/0.07v з 1.32 N.cm; 0.25/0.08v з 1.91 N.cm; 0.30/0.09v з 2.95 N.cm) файлах, тоді як більші інструменти системи Premium Taper Gold мали найнижчий крутний момент (P < 0.05). Premium Taper Gold також показав найнижче вигинальне навантаження (більша гнучкість) у 4 з 5 інструментів та найвищий кут обертання у 3 з них (Рис. 4; Таблиця 2).

Підготовка кореневого каналу

Статистично значущої різниці між ротаційними системами щодо 3D морфометричних параметрів, виміряних до або після формування, не було виявлено (P > 0.05), а також у відсотку непідготовленої поверхні каналу (P > 0.05) (Таблиця 3). Жодна система не змогла підготувати всю поверхню мезіальних і дистальних кореневих каналів нижніх молярів (Рис. 5).

Обговорення

Концепція багатостороннього дослідження описується як змішаний підхід, який одночасно використовує кілька якісних і кількісних методологій у дизайні дослідження. Головною перевагою змішаного багатостороннього дослідження є можливість компенсувати слабкі сторони тестів, включених до аналізу. Наприклад, хоча різниці між групами можна виявити за допомогою кількісних методологій, ці різниці можуть бути важкими для обґрунтування або пояснення, якщо вони не контекстуалізовані та не інтегровані з некількісною інформацією. Тому змішаний багатосторонній підхід забезпечує більше інформації, краще розуміння та вищу внутрішню і зовнішню валідацію, ніж оцінка за допомогою одного або двох методів. У даному дослідженні результати, отримані в кількісних тестах (максимальний крутний момент, кут обертання, максимальне навантаження на вигин, площа незготовленого каналу), базового повного набору інструментів (5 різних розмірів) з 5 ротаційних систем, доступних на ринку, були пояснені на основі їх якісної оцінки (загальний дизайн, обробка поверхні та кристалографічне розташування металевого сплаву) і виконані відповідно до міжнародних рекомендацій або добре встановлених і валідаційних методологій. Загалом, результати виявили різниці в механічних властивостях систем, і перша нульова гіпотеза була відхилена. З іншого боку, відсотки незготовлених поверхонь каналів були подібними серед систем, що призвело до прийняття другої нульової гіпотези. Щодо багатостороннього підходу, використаного в цьому дослідженні, важливо зазначити, що тест на циклічну втомлюваність не був включений як кількісний метод аналізу, враховуючи відсутність стандартизованих рекомендацій для тестування інструментів NiTi та кілька методологічних недоліків, нещодавно повідомлених у літературі.

Широко визнано, що дизайн та металургійні властивості ротаційних інструментів NiTi мають значний вплив на їх механічну продуктивність. Загалом, враховуючи їх великі розміри на D3 (позиція, в якій інструмент зафіксований під час торсійного тесту), великі та конічні інструменти 0.20/0.07v, 0.25/0.08v та 0.30/0.09v показали вищі значення опору крутному моменту, ніж менші інструменти. Механічним параметром з більш змішаними результатами був кут обертання. Важко виділити типовий поведінку у менших інструментах 0.17[0.18]/0.02v; однак, нижчі кути обертання були зафіксовані в системах Go-Taper Flex, ProTaper Universal та U-Files, що в певному сенсі узгоджується з високими значеннями, зафіксованими в їх максимальному крутному моменті, індикаторі вищої жорсткості.

Можна припустити, що склад сплаву не мав впливу на механічну продуктивність інструментів, враховуючи, що всі системи були виготовлені з подібними кількостями елементів нікелю та титану, без слідів інших металів. З іншого боку, комбінація загальної геометрії, оціненої за допомогою стереомікроскопії та SEM, і кристалографічного розташування сплаву, визначеного аналізом температури фазових перетворень DSC, може частково пояснити майже всі механічні результати. Наприклад, велика кількість спіралей у системі Premium Taper Gold разом з малим об'ємом серцевини її інструментів (трикутний перетин) (Рис. 1) є геометричними характеристиками, які підвищують гнучкість. Поєднання цих характеристик з кращою обробкою поверхні (Рис. 2) та змішаним сплавом аустеніт плюс R-фаза (Рис. 3), характеристиками, які покращують як гнучкість, так і властивості опору до зламу, допомагає пояснити загально нижчий максимальний крутний момент, вищий кут обертання та нижчі значення навантаження на вигин інструментів Premium Taper Gold у порівнянні з іншими системами (Таблиця 2; Рис. 4). На відміну від цього, повна аустенітна структура PTU (Rs ⁓10.6 °C) та U-File (Rs ⁓18.1 °C) (Рис. 3) пояснює їх нижчий кут обертання та вищі навантаження на вигин (менша гнучкість) у порівнянні з іншими 3 мартенситними системами (PTG, Premium Taper Gold та Go-Taper Flex) (Рис. 4). Специфічні відмінності, зафіксовані при порівнянні деяких інструментів PTU та U-File, а також мартенситних систем (PTG та Go-Taper Flex) (Рис. 4), можуть бути пояснені якістю їх обробки поверхні (Рис. 2) та іншими характеристиками, які не були перевірені в даному дослідженні, такими як реальні розміри інструментів, враховуючи, що більшість з них були подібними за іншими протестованими параметрами.

Хоча багато досліджень покладаються на механічні параметри для оцінки ефективності ротаційних систем NiTi, більш комплексне розуміння також повинно включати оцінку їхньої ефективності в підготовці системи кореневих каналів. Добре відомо, що певні мікроорганізми можуть проникати в дентинові канальці на різних глибинах і організовуватися в біоплівки, що в кінцевому підсумку може призвести до апікального періодонтиту. Беручи це до уваги, здатність даного механічного інструмента очищати дентинові стінки набуває особливого значення через його потенційну здатність видаляти інфікований дентин і/або порушувати бактеріальні біоплівки. Тому в даному багатосторонньому дослідженні використовувалася високо точна, не руйнівна та добре відома методологія візуалізації для оцінки формуючої здатності протестованих систем щодо відсотка дентинових стінок, які торкалися інструментів відповідно до механічного протоколу підготовки, рекомендованого виробниками. Хоча металургійні відмінності протестованих інструментів чітко відображалися в отриманих результатах механічного тестування, мікро-КТ оцінка відсотка непідготовлених ділянок мезіальних кореневих каналів нижніх молярів не виявила різниці між системами (Таблиця 3; Рис. 5). Як було раніше повідомлено, цей параметр не підлягає впливу при порівнянні подібних протоколів підготовки з подібними інструментами, коли вживаються належні заходи для балансування груп щодо морфометричних параметрів, таких як конфігурація каналу, довжина, об'єм, площа поверхні та 3D геометрія. Насправді, цей результат підтверджує попередню публікацію, в якій оригінальна геометрія кореневого каналу мала більший вплив на результати формуючих процедур, ніж протоколи підготовки. Незважаючи на те, що точкові відмінності в конкретних інструментах не змогли сприяти значним відмінностям у формуванні кореневих каналів. Важливо зазначити, що серйозні пластичні деформації відбулися в двох інструментах 0.25/0.08v, і стався злам одного інструмента 0.18/0.02v системи Premium Taper Gold, що, можливо, пов'язано з його дизайном і металургійними характеристиками, як було раніше зазначено.

Для мікро-КТ аналізу не проводилося пілотне дослідження, оскільки технологія мікро-КТ вже була верифікована для оцінки непідготовлених поверхневих ділянок кореневих каналів після інструментування. Таким чином, оцінка розміру вибірки спочатку проводилася в малих масштабах для оцінки доцільності, тривалості, вартості та небажаних подій, а також для покращення дизайну дослідження перед проведенням повномасштабного дослідницького проекту. Розрахунки базувалися на результатах найбільших відмінностей між 2 системами (Premium Taper Gold та Go-Taper Flex) щодо непідготовлених ділянок, виміряних після формування перших 3 парних каналів, враховуючи розмір ефекту 1.14, стандартне відхилення 5.60, потужність 80% та альфа-типову помилку 0.05. У цих умовах потрібно загалом 378 парних кореневих каналів на групу для проведення статистичного висновку (тобто мінімальний розмір вибірки, який дозволить спостерігати відмінності між групами). У цьому дослідженні, однак, використовувалися інструменти з подібними розмірами для підготовки строго відібраних і відповідних анатомій каналів. Крім того, кожен зуб слугував своїм власним контролем, оскільки був використаний не руйнівний аналітичний інструмент для аналізу одного й того ж зразка до та після експериментальних протоколів. Це означає, що очікувався б подібний результат, як і було, підтверджуючи подібні результати, про які повідомлялося в попередніх публікаціях. З іншого боку, інший результат вказував би на можливий упереджений вибір і розподіл вибірки, чого не спостерігається в даному дослідженні. Підсумовуючи, якщо хтось очікує спостерігати відмінності в таких стандартизованих умовах, знадобиться величезний, нездійсненний та нереалістичний розмір вибірки, оскільки розмір ефекту є значно малим. Тому, спираючись на ці аргументи та враховуючи низький клінічний вплив, який це відкриття може мати на такому великому розмірі вибірки (378 парних каналів на групу), було визначено загалом 11 каналів на групу, відповідно до попередніх публікацій.

В цілому, результати, отримані в ході тестування інструментів PTU та PTG, підтверджують попередні звіти щодо пропорцій нікелю та титану, температур фазових перетворень, тестів на крутний момент і вигин, а також площі незробленої поверхні каналу. На жаль, результати інструментів Premium Taper Gold, Go-Taper Flex та U-File не вдалося порівняти з попередніми дослідженнями через відсутність доступної інформації. Основною перевагою даного дослідження було використання мультиметодичного дослідницького протоколу відповідно до міжнародних рекомендацій та добре встановлених і раніше валідаційованих методологій. Однією з основних проблем щодо оцінки незробленої поверхні каналу є анатомічний упередженість, яка може виступати як фактор, що спотворює результати. Для забезпечення порівнянності було зроблено початкові зусилля для ідентифікації, вибору та співвідношення каналів відповідно до кількох морфометричних параметрів. Враховуючи екс-віво характер цього мікро-КТ оцінювання, зовнішня валідність результатів має тенденцію бути вищою, ніж у чисто лабораторній механічній оцінці ротаційних систем, що також можна вважати ще однією перевагою цього дослідження. Серед обмежень, реальні розміри інструментів не були оцінені, інформація, яка могла б додати належне обґрунтування для деяких результатів, а також інші тести, такі як мікротвердість і різальна ефективність, також могли бути використані в цьому мультиметодичному протоколі. Ці обмеження можуть бути варіантами для подальших досліджень.

Висновки

Дане багатопараметричне дослідження дозволило отримати важливу інформацію про основний набір інструментів 5 ротаційних систем з різних перспектив, щоб оцінити їх механічну продуктивність та ефективність формування з точки зору підготовлених поверхонь каналів. Було виявлено, що геометрія інструментів та температури фазових перетворень вплинули на результати механічних випробувань, але не на процес формування. Системи PTU та U-File були повністю аустенітними при температурі випробування, тоді як інші виявили мартенситні характеристики. Загалом, інструменти Premium Taper Gold показали високі кути обертання та гнучкість, тоді як інструменти PTU та U-File мали низькі кути обертання та високу стійкість до вигину. Хоча різниці в процентному співвідношенні непідготовлених поверхонь каналів серед систем не спостерігалося, Premium Taper Gold зазнали постійних деформацій у деяких інструментах під час підготовки каналу.

Автори: Хорхе Н. Р. Мартінс, Еммануель Жоао Ногейра Леал Сілва, Дуарте Маркес, Феліпе Гонсалвеш Белладонна, Марко Сімоеш-Карвальо, Руй Перейра да Кошта, Антоніу Гінжейра, Франсішку Мануел Браз Фернандеш, Марко Ауреліо Версіяні

Посилання:

1. Kuhn WG, Carnes DL Jr, Clement DJ, Walker WA (1997) Вплив дизайну наконечника нікель-титан і нержавіючої сталі на підготовку кореневих каналів. J Endod 23:735–738
2. Thompson SA (2000) Огляд сплавів нікель-титан, що використовуються в стоматології. Int Endod J 33:297–310
3. Sattapan B, Nervo GJ, Palamara JE, Messer HH (2000) Дефекти ротаційних нікель-титанових файлів після клінічного використання. J Endod 26:161–165
4. Silva E, Vieira VTL, Hecksher F, Dos Santos Oliveira MRS, Dos Santos AH, Moreira EJL (2018) Циклічна втома при використанні сильно вигнутих каналів та крутильна стійкість термічно оброблених ротаційних інструментів. Clin Oral Investig 22:2633–2638
5. Blum JY, Cohen A, Machtou P, Micallef JP (1999) Аналіз сил, що розвиваються під час механічної підготовки видалених зубів за допомогою ротаційних інструментів Profile NiTi. Int Endod J 32:24–31
6. Wei X, Ling J, Jiang J, Huang X, Liu L (2007) Режими відмов ротаційних інструментів ProTaper з нікель-титану після клінічного використання. J Endod 33:276–279
7. McSpadden JT (2007) Оволодіння ендодонтичними інструментами. 1-е вид. Cloudland Institute, Chattanooga
8. Condorelli GG, Bonaccorso A, Smecca E, Schafer E, Cantatore G, Tripi TR (2010) Поліпшення стійкості до втоми нікель-титанових ендодонтичних файлів шляхом модифікацій поверхні та об'єму. Int Endod J 43:866–873
9. Zhou H, Peng B, Zheng Y (2013) Огляд механічних властивостей нікель-титанового ендодонтичного інструменту. Endod Top 29:42–54
10. Elnaghy AM, Elsaka SE (2016) Механічні властивості ротаційних інструментів Pro-Taper Gold з нікель-титану. Int Endod J 49:1073–1078
11. Martins JNR, Nogueira Leal Silva EJ, Marques D, Ginjeira A, Braz Fernandes FM, Deus G, Versiani MA (2020) Вплив кінематики на стійкість до циклічної втоми ротаційних інструментів, схожих на репліки, та оригінальних брендів. J Endod 46:1136–1143
12. Alcalde M, Duarte MAH, Amoroso Silva PA, Souza Calefi PH, Silva E, Duque J, Vivan R (2020) Механічні властивості ротаційних систем Pro-Taper Gold, EdgeTaper Platinum, Flex Gold та Pro-T. Eur Endod J 5:205–211
13. Martins JNR, Silva E, Marques D, Belladonna F, Simoes-Carvalho M, Camacho E, Braz Fernandes FM, Versiani MA (2021) Порівняння дизайну, металургії, механічних характеристик та формуючої здатності інструментів, схожих на репліки, та підробок системи ProTaper Next. Int Endod J 54:780–792
14. Love RM (2004) Вторгнення бактерій кореневого каналу в дентинові канальці. Endod Top 9:52–65
15. 15.          Arnold M, Ricucci D, Siqueira JF Jr (2013) Інфекція в складній мережі апікальних розгалужень як причина стійкого апікального періодонтиту: клінічний випадок. J Endod 39:1179–1184
16. Ricucci D, Candeiro GTM, Bugea C, Siqueira JF Jr (2016) Складна апікальна інтрарадикульна інфекція та екстрарадикульні мінералізовані біоплівки як причина вологих каналів і невдачі лікування: звіт про 2 випадки. J Endod 42:509–512
17. Hunter A, Brewer JD (2015) Проектування багатостороннього дослідження. У: Hesse-Biber S, Johnson RB (ред.) Оксфордський посібник з багатостороннього та змішаного методологічного дослідження. Oxford University Press, Oxford
18. ASTM International (2004) ASTM F2004 − 17: Стандартний метод випробування для температури трансформації сплавів нікель-титан за допомогою термічного аналізу. 1–5
19. ANSI/ADA Специфікація №28–2002. Файли та розширювачі кореневих каналів, тип K для ручного використання
20. ISO3630–3631:2008. Стоматологія – інструменти для кореневих каналів – Частина 1: Загальні вимоги та методи випробувань
21. Martins JNR, Silva EJNL, Marques D, Belladonna F, Simões-Carvalho M, Vieira VTL, Antunes HS, Braz Fernandes FM, Versiani MA (2021) Дизайн, металургійні характеристики, механічні властивості та підготовка каналів шести ротаційних інструментів. Int Endod J 54:1623–1637
22. Creswell JW (2014) Дизайн дослідження: якісні, кількісні та змішані методи, 4-е вид. Sage Publications, Thousand Oaks
23. Peters OA, Laib A, Ruegsegger P, Barbakow F (2000) Трьохвимірний аналіз геометрії кореневого каналу за допомогою комп'ютерної томографії високої роздільної здатності. J Dent Res 79:1405–1409
24. Hulsmann M (2019) Дослідження, що має значення: дослідження втоми ротаційних та рециркуляційних інструментів NiTi. Int Endod J 52:1401–1402
25. Zupanc J, Vahdat-Pajouh N, Schafer E (2018) Нові термомеханічно оброблені сплави NiTi - огляд. Int Endod J 51:1088–1103
26. Kramkowski TR, Bahcall J (2009) Порівняння в умовах in vitro крутильного стресу та стійкості до циклічної втоми ротаційних нікель-титанових файлів ProFile GT та Pro-File GT Series X. J Endod 35:404–407
27. Vieira AR, Siqueira JF Jr, Ricucci D, Lopes WSP (2012) Інфекція дентинових канальців як причина рецидивуючої хвороби та пізньої невдачі ендодонтичного лікування: клінічний випадок. J Endod 38:250–254
28. Peters OA, Schonenberger K, Laib A (2001) Вплив чотирьох технік підготовки Ni-Ti на геометрію кореневого каналу, оцінений за допомогою мікрокомп'ютерної томографії. Int Endod J 34:221–230
29. Peters OA, Peters CI, Schonenberger K, Barbakov F (2003) Підготовка кореневого каналу Pro-Taper: вплив анатомії каналу на остаточну форму, проаналізовану за допомогою мікро КТ. Int Endod J 36:86–92
30. Zuolo ML, Zaia AA, Belladonna FG, Silva EJNL, Souza EM, Versiani MA, Lopes RT, De-Deus G (2018) Оцінка мікро-КТ формуючої здатності чотирьох систем інструментування в овальних каналах. Int Endod J 51:564–571
31. Stringheta CP, Bueno CES, Kato AS, Freire LG, Iglecias EF, Santos M, Pelegrine RA (2019) Оцінка мікро-комп'ютерної томографії формуючої здатності чотирьох систем інструментування в вигнутих кореневих каналах. Int Endod J 52:908–916
32. Silva E, Martins JNR, Lima CO, Vieira VTL, Fernandes FMB, De-Deus G, Versiani MA (2020) Механічні випробування, металургійна характеристика та формуюча здатність ротаційних інструментів NiTi: багатостороннє дослідження. J Endod 46:1485–1494
33. Weyh DJ, Ray JJ (2020) Стійкість до циклічної втоми та металургійне порівняння систем ротаційних ендодонтичних файлів. Gen Dent 68:36–39
34. Hieawy A, Haapasalo M, Zhou H, Wang ZJ, Shen Y (2015) Поведінка фазової трансформації та стійкість до вигину і циклічної втоми інструментів ProTaper Gold та ProTaper Universal. J Endod 41:1134–1138
35. Versiani MA, Leoni GB, Steier L, De-Deus G, Tassani S, Pecora JD, de Sousa-Neto MD (2013) Дослідження мікро-комп'ютерної томографії овальних каналів, підготовлених саморегульованим файлом, Reciproc, WaveOne та ProTaper Universal системами. J Endod 39:1060–1066