Мікрокомп'ютерна томографія для оцінки впливу систем ProTaper Next та Twisted File Adaptive на дентинні тріщини

Анотація

Вступ: Метою даного дослідження було оцінити частоту дентинних мікротріщин, виявлених після підготовки кореневих каналів за допомогою систем ProTaper Next (PTN; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Швейцарія) та Twisted File Adaptive (TFA; SybronEndo, Orange, CA) за допомогою мікро-комп'ютерної томографії.

Методи: Двадцять помірно вигнутих мезіальних коренів нижніх молярів з конфігурацією каналу типу II Вертуcci були випадковим чином розподілені на 2 експериментальні групи (n = 10) відповідно до системи, що використовувалася для підготовки кореневих каналів: системи PTN або TFA. Зразки були відскановані за допомогою мікро-комп'ютерної томографії високої роздільної здатності до і після підготовки кореневих каналів. Після цього попередні та післяопераційні зрізи мезіальних коренів (N = 25,820) були перевірені для виявлення наявності дентинних дефектів.

Результати: Дентинні мікротріщини були виявлені в 38.72% (n = 5150) і 30.27% (n = 3790) зрізів у групах PTN та TFA відповідно. Усі дентинні дефекти, виявлені в післяопераційних сканах, вже були присутні в відповідних попередніх зображеннях.

Висновки: Підготовка кореневих каналів за допомогою систем PTN та TFA не викликала утворення нових дентинних мікротріщин. (J Endod 2015;■:1–4)

Розробка нових систем підготовки кореневих каналів на основі нікель-титанових сплавів (NiTi), таких як нещодавно запущена ProTaper Next (PTN; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Швейцарія) та Twisted File Adaptive (TFA; SybronEndo, Оранж, Каліфорнія), в основному базується на змінах у дизайні інструментів, сплаві та кінематиці.

Система PTN складається з 3 інструментів, виготовлених з унікального NiTi сплаву та M-wire, виробленого шляхом термічної обробки, і має змінний конусний дизайн та унікальну зміщену масу обертання, що покращує міцність і гнучкість вздовж активної частини. Згідно з інформацією виробника, дизайн PTN забезпечує асиметричний обертальний рух, спрямований на зменшення гвинтового ефекту шляхом мінімізації площі контакту між файлом і дентинною стінкою, що покращує апікальний контроль за виведеними залишками. Система TFA була розроблена з 3 характеристиками дизайну, а саме: термічна обробка в R-фазі, скручування металу та спеціальна обробка поверхні, які, як стверджується, підвищують міцність, гнучкість і стійкість до втоми, мінімізуючи транспортування навіть у сильно вигнуті кореневі канали. Інструменти TFA приводяться в дію спеціальним мотором (Elements Adaptive motor, SybronEndo), який автоматично адаптує рух до безперервного обертального або реверсивного руху в залежності від тертя внутрішньоканального стресу над інструментом під час підготовки кореневого каналу.

Кілька досліджень повідомляли про розвиток дентинних дефектів, таких як мікротріщини та тріщини, після підготовки кореневого каналу з використанням інструментів на основі NiTi. Ці дентинні дефекти можуть стати тригерною точкою для вертикальних кореневих переломів і можуть впливати на довгострокову виживаність ендодонтично лікуваних зубів. Нещодавно, використовуючи методологію руйнівної секційної техніки, Капар та ін. показали, що PTN викликав менше дентинних тріщин у порівнянні з системою ProTaper Universal (Dentsply Maillefer). Досі ні PTN, ні TFA не були оцінені щодо утворення мікротріщин у дентині за допомогою недеструктивної технології візуалізації. Таким чином, метою цього дослідження було оцінити відсоткову частоту дентинних мікротріщин, виявлених після підготовки кореневого каналу з використанням систем PTN та TFA за допомогою аналізу мікро-комп'ютерної томографії (мікро-CT) з високою роздільною здатністю. Нульова гіпотеза, що перевірялась, полягала в тому, що підготовка кореневого каналу з використанням систем PTN та TFA не здатна створити нові мікротріщини в дентині.

Матеріали та методи

Розрахунок розміру вибірки

Загальний розмір вибірки для цього дослідження був розрахований після оцінки розміру ефекту дентинних дефектів, спричинених ротаційними та рециркуляційними системами, як було зазначено раніше, де відсоток зразків з повними та неповними дентинними тріщинами коливався від 18.3% до 51.6%. Вісім зразків були вказані за допомогою сімейства тестів хі-квадрат та статистичного тесту дисперсії (G*Power 3.1 для Macintosh; Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Дюссельдорф, Німеччина) з a = 0.05 та b = 0.95 як мінімальний розмір, необхідний для спостереження за тим самим ефектом інструментів на дентин.

Вибір зразків

Після затвердження етичним комітетом було отримано 175 людських нижніх перших та других молярів з повністю розділеними коренями, які були видалені з причин, не пов'язаних з цим дослідженням, з пулу зубів. Усі корені спочатку були оглянуті за допомогою стереомікроскопа під 12× збільшенням для виявлення та виключення зубів з будь-якими видимими попередніми тріщинами або тріщинами. Потім було зроблено цифровий рентгенівський знімок у буколінгвальному напрямку для візуалізації можливих перешкод у кореневих каналах та визначення кута вигину мезіального кореня. Було обрано лише зуби з помірним вигином мезіального кореня (від 10^◦ до 20^◦), у яких кореневі канали були прохідними на всю довжину з розміром 10 K-файлу (Dentsply Maillefer). Зразки були декоровані, а дистальні корені були видалені за допомогою низькошвидкісної пилки (Isomet; Buhler Ltd, Lake Bluff, NY) з охолодженням водою, залишаючи мезіальні корені приблизно 12 ± 1 мм в довжину, щоб запобігти введенню змішуючих змінних. В результаті було обрано 88 зразків, які зберігалися в 0.1% розчині тимолу при 5^◦C.

Щоб отримати загальний огляд анатомії каналу, мезіальні корені були попередньо відскановані в відносно низькій ізотропній роздільній здатності (70 мкм) за допомогою мікро-КТ сканера (SkyScan 1173; Bruker microCT, Контіх, Бельгія) при 70 кВ і 114 мА. На основі 3-д моделей кореневого каналу, отриманих з цього набору попередніх зображень, було обрано 20 зразків з конфігурацією каналу типу II Вертуччі. Потім ці корені були відскановані знову з підвищеною ізотропною роздільною здатністю 14.25 мкм, використовуючи обертання на 360^◦ навколо вертикальної осі, крок обертання 0.5^◦, час експозиції камери 7000 мілісекунд і середнє значення кадрів 5. Рентгенівські промені були відфільтровані 1-мм алюмінієвим фільтром.

Зображення були реконструйовані за допомогою програмного забезпечення NRecon v.1.6.9 (Bruker microCT) з використанням корекції жорсткості пучка на 40% та корекції артефактів кільця на 10, що призвело до отримання 700 до 800 поперечних зрізів на зуб.

Підготовка кореневого каналу

Поверхня коренів була покрита тонкою плівкою поліефірного матеріалу для відбитків, щоб імітувати періодонтальну зв'язку, і поміщена коронально апікально всередину виготовленого на замовлення тримача з епоксидної смоли (Ø = 18 мм), щоб подальше спростити процес корегування. Апікальна прохідність була підтверджена введенням K-файлу розміру 10 у кореневий канал до тих пір, поки його кінчик не став видимим на апікальному отворі, а робоча довжина (WL) була встановлена на 1.0 мм коротше цього вимірювання. Шлях ковзання був встановлений за допомогою K-файлу розміру 15 (Dentsply Maillefer) до WL, а зразки були випадковим чином розподілені на 2 експериментальні групи (n = 10) відповідно до системи, що використовувалася для підготовки кореневого каналу: групи PTN та TFA.

У групі PTN інструменти X1 та X2 (25/0.06) послідовно розширювали кореневий канал з легким рухом щітки (300 об/хв, 200 Н·см крутного моменту) від кореневих конкавітетів, приводячи в дію мотор VDW Silver (VDW, Мюнхен, Німеччина). У групі TFA інструменти SM1 та SM2 (25/0.06) використовувалися послідовно з єдиним контрольованим рухом (програма TFA) мотора Elements Adaptive (SybronEndo) відповідно до інструкцій виробника. Враховуючи, що система TFA не передбачає використання ексклюзивного файлу для коронального розширення, файл SX з системи ProTaper тут не використовувався.

Усі інструменти використовувалися на WL; після чого прохідність перевірялася з файлом K-розміру 10. Підготовка кореневих каналів виконувалася одним досвідченим оператором і вважалася завершеною, коли останній інструмент кожної системи досяг WL. У обох групах іригація проводилася з використанням загалом 40 мл 5.25% натрію гіпохлориту на канал. Після підготовки проводився післяопераційний мікро-КТ-сканування кожного зразка з використанням вищезгаданих параметрів.

Оцінка дентинних мікротріщин

Автоматичний процес накладення, заснований на зовнішньому контурі кореня, використовуючи 1000 взаємодій з програмним забезпеченням Seg3D v.2.1.5 (Національний інститут здоров’я/Національний інститут загальної медичної науки CIBC Центр, Бетесда, Меріленд) спільно зареєстрував зображення зразків до та після підготовки каналу. Потім 3 попередньо відкалібровані експерти переглянули поперечні зображення мезіальних коренів, від рівня розгалуження до верхівки (N = 25,820), щоб виявити наявність дентинних мікротріщин. Спочатку були проаналізовані післяопераційні зображення, і було зафіксовано кількість поперечних перерізів, в яких були виявлені дентинні дефекти. Після цього також були перевірені відповідні попередньоопераційні поперечні зображення, щоб підтвердити попереднє існування дентинного дефекту, виявленого в післяопераційному зображенні. Для валідації процесу скринінгу аналізи зображень були повторені двічі з інтервалом у 2 тижні; у разі розбіжностей зображення перевірялося разом, поки не було досягнуто згоди.

Результати

З загальної кількості 25,820 зрізів, 34.62% (8940 зрізів) мали якісь дефекти дентину. Мікротріщини спостерігалися в 38.72% (n = 5150) та 30.27% (n = 3790) перетинів у групах PTN та TFA відповідно. Усі дефекти дентину, виявлені в післяопераційних сканах, вже були присутні в відповідних передопераційних зображеннях (Рис. 1). Таким чином, нові мікротріщини не були виявлені після інструментації кореневих каналів з використанням протестованих систем.

Обговорення

У поточному дослідженні було оцінено вплив 2 нещодавно розроблених систем NiTi (PTN та TFA) щодо виникнення дентинних дефектів, створених під час підготовки кореневих каналів. У обох групах усі дентинні мікротріщини, виявлені на післяопераційних перерізах, вже існували на відповідному передопераційному зображенні. Тому механічні процедури розширення не можуть бути пов'язані з утворенням нових тріщин. Цей результат різко контрастує з кількома попередніми публікаціями, які показали чітку кореляцію між підготовкою кореневих каналів та ініціацією і/або поширенням дентинних мікротріщин. Йолдас та ін. протестували повну послідовність системи ProTaper Universal (SX–F3) у мезіальних каналах нижніх молярів і виявили дефекти дентину у 30% зразків (n = 6). Аналогічно, Бюрклейн та ін. виявили, що ротаційні інструменти повної послідовності ProTaper Universal викликали мікротріщини з частотою 23.3% у нижніх різцях, тоді як Капар та ін. спостерігали тріщини у 28% коренів, оброблених системою PTN. У цих дослідженнях виникнення дентинних дефектів було пов'язано з відмінностями в дизайні інструментів та кінематиці, що не відповідає теперішнім результатам та подібній попередній публікації, що використовувала мікро-КТ підхід.

Суперечливі результати, спостережувані між даним дослідженням та раніше згаданими дослідженнями, можуть бути пояснені різницями в методології. Накопичене тіло доказів, що корелює біомеханічну підготовку кореневого каналу з розвитком дентинних дефектів, в основному базується на секціонуванні зразків. Метод секціонування має значний недолік, пов'язаний з його руйнівною природою, що, в свою чергу, ймовірно, є основною причиною цих результатів, про які повідомляється в літературі. Важливо зазначити, що контрольні групи, які використовували непідготовлені зуби в цих дослідженнях, здавалися ефективними, оскільки дентинні дефекти не були виявлені. Однак у цих контрольних групах автори не врахували потенційні пошкодження дентину, викликані поєднанням механічного стресу, створеного процедурою підготовки, хімічною атакою, викликаною іригацією на основі гіпохлориту натрію, та методом секціонування, що відбувається в експериментальних групах. Нещодавно Де-Деус та ін. вказали на ці методологічні недоліки, показуючи відсутність причинно-наслідкового зв'язку між дентинними мікротріщинами та підготовкою кореневого каналу з використанням реверсивних систем, використовуючи мікро-КТ технологію як інструмент оцінки.

Додатково можна стверджувати, що якщо обидві експериментальні та контрольні групи були піддані подібним умовам щодо впливу на іригаційний розчин та методу секціонування, то більша кількість дефектів дентину, зазвичай спостережувана в першій групі, була б чітким свідченням потенційного пошкоджуючого ефекту систем підготовки на дентин. Проте, використовуючи недеструктивний експериментальний метод візуалізації, не було виявлено жодного нового дефекту дентину, що узгоджується з попередньою публікацією, що використовує подібну методологію. Розумно припустити, що непередбачувана кількість преопераційних тріщин, спостережуваних у зразках, є основним фактором, що пояснює різну кількість дефектів дентину, спостережуваних при порівнянні різних систем підготовки. У даному дослідженні кількість дефектів, виявлених до підготовки кореневого каналу, суттєво відрізнялася між групами (38.72% та 30.27% у групах PTN та TFA відповідно). Це також було спостережено в попередньому дослідженні, в якому преопераційні перехресні зображення зубів, підготовлених системами Reciproc (VDW), WaveOne (Dentsply Maillefer) та BioRaCe (FKG Dentaire, La-Chaux-de-Fonds, Швейцарія), мали дефекти дентину у 8.72%, 11.01% та 7.91% зразка відповідно. У дослідженнях секціонування коренів відсоток дефектів дентину, створених інструментами ProTaper Universal, коливався від 16% до 56% і міг бути результатом наявних непомічених дефектів дентину, крім тих, що були викликані самим процесом секціонування. Ці докази підкреслюють важливість надійного та точного недеструктивного аналізу пре- та постопераційних зображень.

У даному дослідженні використовувалася експериментальна модель мікро-КТ для оцінки наявності дефектів дентину до і після підготовки кореневого каналу за допомогою ротаційних систем з кількома файлами NiTi. Цей підхід довів свою високу точність і виключає необхідність розрізання зразків, що є найважливішою методологічною відмінністю від попередніх досліджень. Ця технологія дозволяє не лише візуалізувати вже існуючі дефекти дентину, але й точно визначати їх місцезнаходження по всьому кореню до і після підготовки каналу, що покращує внутрішню валідність експерименту, оскільки кожен зразок діє як свій власний контроль. Крім того, мікро-КТ-сканування пропонує можливість оцінювати сотні зрізів на зуб у порівнянні з традиційними методами секціонування кореня, які дозволяють аналізувати лише кілька зрізів на зуб, що призводить до втрати значної кількості дентину. Окрім усіх вищезазначених переваг, недеструктивна природа мікро-КТ дозволяє проводити подальші експерименти на тих самих зразках, відстежуючи розвиток дефектів дентину після обтурації, повторної обробки кореневого каналу, підготовки простору під пост і процедур видалення поста.

Висновок

В умовах обмежень цього дослідження можна зробити висновок, що підготовка кореневих каналів за допомогою систем PTN та TFA не викликала утворення нових мікротріщин у дентині.

Автори: Густаво Де-Деус, Феліпе Гонсалвес Белладонна, Ерік Міранда Соуза, Еммануель Жоао Ногейра Леал Сілва, Аліне де Алмейда Невес, Хаймон Алвес, Рікардо Тадеу Лопес, Марко Ауреліо Версіяні

Посилання:

1. Раддл CJ, Махту P, Уест JD. Рух формування: технологія п'ятого покоління. Dent Today 2013;32:96–9.
2. Капар ID, Арслан H, Акчай M, Ерташ H. Порівняння в умовах in vitro апікально екструйованих залишків та часу інструментування з ProTaper Universal, ProTaper Next, Twisted File Adaptive та HyFlex інструментами. J Endod 2014;40:1638–41.
3. Кочак MM, Чічек E, Кочак S та ін. Апікальна екструзія залишків за допомогою ротаційних систем ProTaper Universal та ProTaper Next. Int Endod J 2015;48:283–6.
4. Гамбаріні G, Гергі R, Нааман A та ін. Циклічна втома ротаційних NiTi інструментів з закрученими файлами, що використовуються в рециркуляційному русі. Int Endod J 2012;45:802–6.
5. Педулла E, Ло Савіо F, Бонінеллі S та ін. Вплив циклічного торсійного попереднього навантаження на опір циклічній втомі нікель-титанових інструментів. Int Endod J 2014 Oct 29; http://dx.doi.org/10.1111/iej.12400 [Epub ahead of print].
6. Гергі R, Ржейлі JA, Садер J, Нааман A. Порівняння транспортування каналів та здатності до центрування Twisted Files, Pathfile-ProTaper System та нержавіючих сталевих ручних K-файлів за допомогою комп'ютерної томографії. J Endod 2010;36:904–7.
7. Капар ID, Ерташ H, Ок E та ін. Порівняльне дослідження різних ротаційних систем нікель-титану для підготовки кореневих каналів у сильно вигнуті кореневі канали. J Endod 2014;40: 852–6.
8. Ордінола-Запата R, Браманте CM, Дуарте MA та ін. Здатність формування систем Reciproc та TF Adaptive у сильно вигнутих каналах швидкого прототипування на основі мікроКТ. J Appl Oral Sci 2014;22:509–15.
9. Капар ID, Арслан H, Акчай M, Уйсал B. Впливи ProTaper Universal, ProTaper Next та HyFlex інструментів на утворення тріщин у дентині. J Endod 2014;40:1482–4.
10. Бюрклейн S, Цотсіс P, Шафер E. Частота дефектів дентину після підготовки кореневих каналів: рециркуляційне проти ротаційного інструментування. J Endod 2013;39:501–4.
11. Лю R, Хоу BX, Весселінк PR та ін. Частота мікротріщин кореня, викликаних 3 різними системами однофайлів, порівняно з системою ProTaper. J Endod 2013;39:1054–6.
12. Йолдас O, Йилмаз S, Атакан G та ін. Утворення мікротріщин у дентині під час підготовки кореневих каналів різними NiTi ротаційними інструментами та саморегульованим файлом. J Endod 2012;38:232–5.
13. Ашвінкумар V, Крітхікадатта J, Сурендран S, Велмураган N. Вплив руху рециркуляційного файлу на утворення мікротріщин у кореневих каналах: дослідження SEM. Int Endod J 2014; 47:622–7.
14. Бір CA, Шемеш H, Таномауру-Фільо M та ін. Здатність різних нікель-титанових ротаційних інструментів викликати пошкодження дентину під час підготовки каналів. J Endod 2009;35:236–8.
15. Хін ES, Ву MK, Весселінк PR, Шемеш H. Впливи Self-Adjusting File, Mtwo та ProTaper на стінку кореневого каналу. J Endod 2013;39:262–4.
16. Уілкокс LR, Роскеллі C, Саттон T. Взаємозв'язок між розширенням кореневого каналу та вертикальним переломом кореня, викликаним пальцевим розширювачем. J Endod 1997;23:533–4.
17. Сатхорн C, Паламара JE, Мессер HH. Порівняння впливу двох технік підготовки каналів на сприйнятливість до переломів кореня та паттерн переломів. J Endod 2005;31:283–7.
18. Цесіс I, Розен E, Тамсе A та ін. Діагностика вертикальних переломів кореня у ендодонтично лікуваних зубах на основі клінічних та рентгенографічних індексів: систематичний огляд. J Endod 2010;36:1455–8.
19. Кім HC, Лі MH, Юм J та ін. Потенційний зв'язок між дизайном нікель-титанових ротаційних інструментів та вертикальним переломом кореня. J Endod 2010;36:1195–9.
20. Шнайдер SW. Порівняння підготовки каналів у прямих та вигнутих кореневих каналах. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1971;32:271–5.
21. Вертуцці FJ. Анатомія кореневих каналів постійних зубів людини. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1984;58:589–99.
22. Де-Деус G, Сілва EJ, Марінс J та ін. Відсутність причинного зв'язку між мікротріщинами дентину та підготовкою кореневих каналів за допомогою рециркуляційних систем. J Endod 2014;40:1447–50.