Про причинність між дефектами дентину та підготовкою кореневих каналів: оцінка за допомогою мікрокомп'ютерної томографії

Це дослідження мало на меті оцінити причинно-наслідковий зв'язок між підготовкою каналу за допомогою системи ProTaper Universal (PTU) та утворенням дентинних дефектів за допомогою аналізу мікро-комп'ютерної томографії (мікро-КТ). Сорок мезіальних каналів нижніх молярів з конфігурацією каналу типу II Вертуcci були відскановані з ізотропним роздільною здатністю 14,16 мкм. Зразок був розподілений на експериментальну (n = 30) та контрольну (n = 10) групи, а мезіальні канали були підготовлені за допомогою системи PTU до інструменту F2. Зразки з експериментальної групи були відскановані, а зображення перетинів мезіальних коренів, до і після підготовки, були перевірені для виявлення наявності дентинних дефектів. У контрольній групі зразки були розрізані перпендикулярно до довгої осі кореня на шматочки товщиною 1 мм (n = 80) і досліджені під оптичним мікроскопом. Як тільки був виявлений дентинний дефект, зріз був відсканований за допомогою мікро-КТ. У експериментальній групі дентинні мікротріщини були виявлені в 4,828 зрізах (24,04%). У всіх зображеннях перетинів дентинні дефекти, виявлені на післяопераційних зображеннях, вже були присутні в відповідному передопераційному зображенні. У контрольній групі 13 з 80 зрізів (16,25%) мали принаймні один дентинний дефект, візуалізований під стереомікроскопом, який був виявлений після подальшого сканування мікро-КТ. Мікро-КТ показав надійність, подібну до оптичної мікроскопії, у виявленні дентинних дефектів, додаючи можливість відстеження дентинової тканини до і після підготовки каналу та забезпечуючи чітку візуалізацію мікротріщин. Підготовка кореневого каналу за допомогою системи PTU не викликала утворення нових дентинних дефектів.

Вступ

Протягом останніх двох десятиліть підготовка кореневих каналів за допомогою ротаційних інструментів з нікель-титану (NiTi) стала основним підходом до механічного розширення простору кореневого каналу, і більшість початкових проблем наразі подолано. Однак нещодавно виникла важлива проблема: виникнення дентинних дефектів після ротаційної інструментації NiTi з моторним приводом. Враховуючи, що такі дефекти також можуть бути тригером для вертикальних кореневих переломів, які, в свою чергу, впливають на виживання зуба, це питання, безсумнівно, заслуговує на глибоке наукове дослідження та розгляд. Опубліковані дослідження на цю тему завжди охоплюють різальні процедури та післяопераційне спостереження за допомогою оптичних мікроскопічних методів. В рамках цього методологічного підходу було зазначено, що ротаційна підготовка NiTi сама по собі може мати етіологічну роль у виникненні дентинних дефектів. Хоча ці дослідження на перший погляд здаються експериментально обґрунтованими, оскільки більшість контрольних груп, що використовували непідготовлені зуби, у більшості випадків не показали дентинних дефектів, руйнівний підхід методу є його основним недоліком, оскільки передопераційний стан дентину невідомий. Ідеально, етіологічні фактори, що беруть участь у виникненні дентинних дефектів, повинні оцінюватися за допомогою не руйнівних експериментальних моделей, які пропонують перед- та післяопераційне обстеження дентинової тканини. Таким чином, було б можливим визначити, чи були дентинні дефекти, що спостерігалися в зразках після інструментації, вже присутні до експериментальної процедури, що дозволяє відстежувати зміни дентинного субстрату. Тому малоймовірно, що експериментальні моделі, засновані на одноразовому післяопераційному мікроскопічному спостереженні, нададуть необхідні дані для створення всебічного розуміння складного та багатофакторного явища формування та поширення мікротріщин, а також його причинності внаслідок ендодонтичних процедур.

Високоякісна мікро-комп'ютерна томографія (мікро-КТ) дозволяє тривимірну (3D) візуалізацію та вимірювання внутрішньої мікроструктури непрозорих об'єктів без будь-якої підготовки зразків або хімічної фіксації. Ця технологія відкрила нові можливості в галузі ендодонтичних досліджень, оскільки дозволяє не руйнівні об'ємні кількісні та якісні оцінки.

В ендодонтії об'єм зображення, що виникає внаслідок сканування зубів до і після процедур очищення та формування, може бути геометрично співвіднесений в одну координатну систему, що дозволяє ідентифікувати та вимірювати кілька важливих параметрів результату, таких як залишки твердих тканин, запаковані в складнощі кореневих каналів, зміни об'єму каналу, відсоток сформованих стінок каналу, ступінь транспортування та розподілу іригантів. Крім того, мікро-КТ вже успішно використовувався для дослідження тріщин у структурі зуба. Таким чином, технологія мікро-КТ також може бути надійним інструментом для довгострокової оцінки розвитку дентинних дефектів, викликаних техніками підготовки кореневих каналів.

У цьому контексті дане дослідження мало на меті оцінити потенційний причинно-наслідковий зв'язок між підготовкою кореневого каналу, виконаною за допомогою традиційної багатофайлової ротаційної системи NiTi (ProTaper Universal [PTU]; Denstsply Maillefer, Ballaigues, Швейцарія), та утворенням дентинних дефектів за допомогою мікро-КТ-іміджинг-системи.

Матеріали та методи

Розрахунок розміру вибірки

Загальний розмір вибірки для цього дослідження був розрахований після оцінки розміру ефекту дентинних дефектів, спричинених системою PTU, як було раніше зазначено. З 50 зразків автори повідомили про наявність дентинних дефектів у 8 коренях. Відповідно до сімейства тестів X2 та статистичного тесту дисперсії (G*Power 3.1 для Macintosh; Heinrich Heine, Universität Dusseldorf, Німеччина), було введено розрахований розмір ефекту 0.32. Також було зазначено альфа-типову помилку 0.05 та потужність бета 0.95. На основі цих параметрів двадцять три зразки були вказані як мінімальний ідеальний розмір, необхідний для спостереження того ж ефекту інструментів PTU на кореневий дентин.

Вибір зразків

Етичний комітет Університету Гранде Ріо затвердив це дослідження (протокол № 2223). Сто п’ятдесят чотири людських нижніх молярів, з повністю розділеними коріннями та видалених з причин, не пов’язаних з цим дослідженням, були отримані з пулу видалених зубів. Усі коріння спочатку були оглянуті за допомогою стереомікроскопії (Carl Zeiss Vision; Hallbergmoos, Німеччина) під 12-кратним збільшенням для виявлення та виключення будь-яких зубів, що мають попередні тріщини на зовнішній поверхні кореня. Потім було зроблено цифровий рентгенівський знімок у буко-лінгвальному напрямку для виявлення можливих перешкод у кореневих каналах та для визначення кута вигину мезіального кореня. Кут вигину вимірювався за допомогою програми для аналізу зображень з відкритим кодом (ImageJ v.1.47n; FIJI, Мадісон, ВІ, США), і лише зуби з помірним вигином (від 10º до 20º) мезіального кореня були обрані. Крім того, критерії включення складалися лише з молярів, у яких остаточне апікальне вимірювання мезіальних каналів дозволяло вставити файл K розміру 10 (Dentsply Maillefer) до робочої довжини (WL). В результаті було обрано 76 нижніх молярів, які зберігалися в 0.1% розчині тимолу при 5º C. Зразки були попередньо відскановані при низькій ізотропній роздільній здатності (70 мкм) за допомогою мікро-КТ сканера (SkyScan 1173; Bruker microCT, Контіх, Бельгія), щоб отримати загальний контур анатомії кореневого каналу. На основі 3D моделей кореневого каналу, отриманих з цього набору попередніх зображень, було обрано 40 нижніх молярів, що мають мезіальний корінь з конфігурацією каналу типу II Вертуcci. Потім ці зразки були повторно відскановані з підвищеною ізотропною роздільною здатністю (14.16 мкм) при 70 кВ та 114 мкА. Сканування проводилося з обертанням на 360º навколо вертикальної осі з кроком обертання 0.5º, часом експозиції камери 7000 мс та середнім значенням кадрів 5. Рентгенівські промені фільтрувалися 1-мм алюмінієвим фільтром. Зображення були реконструйовані за допомогою програмного забезпечення NRecon 1.6.3 (Bruker microCT) з використанням 40% корекції жорсткості променя, корекції артефактів кільця 10, а також мінімальних і максимальних меж контрасту, що призвело до отримання 700-800 поперечних перерізів на зуб.

Підготовка кореневого каналу

Тонка плівка матеріалу для зняття відбитків з поліефіру була використана для покриття поверхні коренів, щоб імітувати періодонтальну зв'язку, і кожен зразок був розміщений коронально-апікально всередині виготовленого на замовлення тримача з епоксидної смоли для спрощення подальших процесів спільної реєстрації. Зображення зразків після підготовки були оброблені та спільно зареєстровані з відповідними передопераційними наборами даних за допомогою афінного алгоритму програмного забезпечення 3D Slicer 4.4.0 (доступно за http://www.slicer.org). Доступ до зубів був забезпечений, і прохідність каналу була підтверджена введенням K-файлу розміру 10 через апікальний отвор перед і після завершення підготовки кореневого каналу. Довжина робочого каналу (WL) була встановлена шляхом віднімання 1 мм від довжини каналу, і всі підготовки виконувала одна досвідчена особа. Обидва мезіо-букальні та мезіо-лінгвальні канали були підготовлені інструментами PTU, що працюють на 300 об/хв і з моментом 2 Нсм (XSmart; Dentsply Maillefer), застосовуючи легкий апікальний тиск до інструмента F2. Ірригація проводилася точно так само для всіх зразків, використовуючи 25 мл 2,5% NaOCl. Після цього зуби були випадковим чином розподілені на експериментальну (n = 30) та контрольну (n = 10) групи.

Експериментальна група

Після підготовки каналів зразки (n = 30) були відскановані та реконструйовані з використанням вищезазначених параметрів. Три попередньо калібровані експерти переглянули зображення перетинів мезіальних коренів до та після підготовки, щоб виявити наявність дентинних дефектів, від рівня розгалуження до апексу (n = 20,080). Спочатку були проаналізовані післяопераційні зображення, і було зафіксовано номер перетину, в якому було виявлено дентинний дефект. Потім також було перевірено відповідне передопераційне зображення перетину, щоб підтвердити попередню наявність дентинного дефекту. Для валідації процесу скринінгу аналізи зображень були повторені двічі з інтервалом у 2 тижні; у разі розбіжностей серед експертів зображення переглядалося разом, поки не було досягнуто згоди.

Контрольна група

Десять мезіальних коренів з підготовленими кореневими каналами були поперечно розрізані на вісім серійних зрізів товщиною 1 мм (n = 80) від апексу за допомогою алмазного диска, встановленого на низькошвидкісній пилі (IsoMet; Buehler, Lake Bluff, IL, USA). Отримані перетини були досліджені під збільшенням попередньо каліброваними експертами. Як тільки був виявлений дентинний мікротріщина, зріз був відсканований за допомогою мікро-КТ з використанням вищезазначених параметрів. Цю процедуру було виконано для перевірки надійності технології мікро-КТ у виявленні мікротріщин у порівнянні з оптичною мікроскопією.

Результати

Двовимірний аналіз реконструйованих зображень перетину в експериментальній групі (n = 20,080) виявив наявність дентинних мікротріщин у 4,828 зрізах (24.04%). Однак усі дентинні дефекти, виявлені на післяопераційних зображеннях, вже були присутні на відповідному доопераційному зображенні, що вказує на те, що процедури очищення та формування не були пов'язані з утворенням нових дентинних мікротріщин (Рис. 1).

У контрольній групі 13 з 80 зрізів (16,25%) мали принаймні один дентинний дефект, візуалізований під стереомікроскопом, який був повністю ідентифікований за допомогою мікро-КТ аналізу (Рис. 2).

Обговорення

Дентинні мікротріщини можуть призвести до вертикального кореневого перелому, що в більшості випадків веде до видалення зуба. Ці переломи мають багатофакторну етіологію, і деякі автори пов'язують цей стан з надмірною біомеханічною підготовкою; надмірним видаленням дентину під час коронального розширення каналу та підготовки поста; кількістю залишкової корональної структури; парафункціональною патологією; та надмірними силами під час заповнення кореневого каналу. У поточному дослідженні була використана експериментальна модель мікро-КТ для оцінки наявності дентинних дефектів до і після підготовки кореневого каналу за допомогою системи PTU. Ця методологія виключає необхідність різання зразків і дозволяє порівнювати один і той же зразок до і після інструментування. Це найважливіші методологічні відмінності від попередніх досліджень. Надійність цієї технології для виявлення дентинних дефектів була підтверджена тут, оскільки повна протяжність дентинних мікротріщин, візуалізованих під звичайним стереомікроскопом, була ідентифікована на перетинних зображеннях мікро-КТ. Крім того, недеструктивний характер мікро-КТ дозволяє накладати подальші експерименти на тих же зразках, відстежуючи дентинні дефекти після ендодонтичного повторного лікування, підготовки поста та процедур видалення.

У поточному дослідженні використовувалися видалені зуби, збережені в рідкому середовищі, як і в попередніх дослідженнях на цю тему. Загальні умови зберігання до, під час і після ендодонтичних процедур можуть впливати на частоту виникнення дентинних дефектів. Однак технологія мікро-КТ надає можливість досліджувати дентинну тканину перед підготовкою кореневого каналу, що дійсно є дуже підходящою та важливою особливістю.

Відсутність нових дентинних дефектів, виявлених після підготовки каналу за системою PTU в поточному дослідженні, різко контрастує з результатами попередніх досліджень, які показали, що ротаційна підготовка каналу за цією системою може ініціювати та/або розповсюджувати дентинні мікротріщини. Бір і колеги спостерігали тріщини в 16% горизонтальних зрізів коренів, інструментованих системою PTU. Кім та співавтори повідомили, що та сама система генерувала екстремальні розтягувальні та стиснуті напруги в кореневому дентині в порівнянні з системою ProFile (Dentsply Maillefer) з постійним конусом. Автори також припустили, що вищі концентрації напруги в корені призведуть до тонших дентинних ділянок і, відповідно, до збільшення ризику виникнення дефектів. Мілані та ін. спостерігали дентинні дефекти у 21% нижніх різців (n = 4), підготовлених за системою PTU. Йолдас та ін. протестували повну послідовність (SX до F3) інструментів PTU в мезіальних каналах нижніх молярів і спостерігали дентинні дефекти у 30% зразків (n = 6). Бурклейн та ін. виявили, що повна послідовність файлів PTU викликала значні повні (n = 3; 5%) та неповні (n = 20; 23.3%) тріщини в нижніх різцях. Аналогічно, Лю та ін. спостерігали тріщини на апікальній поверхні кореня у 25% коренів, інструментованих системою PTU. У контрольній групі поточного дослідження, в якій аналізувалися лише зразки з попередньо підготовленими кореневими каналами і використовувався той самий метод пиляння, як у вище згаданих дослідженнях, також спостерігався вищий відсоток утворення мікротріщин (16.25%). Важливо зазначити, що незважаючи на дотримання того ж методу, що й у вище згаданих дослідженнях, початковий стан кожного зразка в цій групі був невідомий.

Широкий діапазон варіацій, про які повідомляється в літературі щодо частоти виникнення мікротріщин, є чіткою наслідком різноманітності експериментальних методів і непідготовлених контрольних груп. Накопичене тіло доказів, що корелює ротаційне приготування NiTi з розвитком дентинних дефектів, в значній мірі базується на секціонуванні коренів експериментальних моделей. Як вже зазначалося раніше, методи секціонування мають значний недолік, пов'язаний з руйнівною природою експерименту, що, ймовірно, є основною причиною дещо непереконливих результатів, про які повідомляється в літературі. Варто зазначити, що контрольні групи, що використовують непідготовлені зуби в цих дослідженнях, здається, призводять до обґрунтованого методологічного підходу, оскільки жодних дентинних дефектів не було виявлено. Однак у цих контрольних групах, що використовують непідготовлені зуби, автори не врахували потенційні пошкодження, спричинені взаємодією наступних факторів: (i) механічний стрес, спричинений ротаційним приготуванням NiTi, (ii) хімічна атака на кореневий дентин, викликана іригацією на основі NaOCl, та (iii) стрес, викликаний процедурами секціонування кореня.

Можна припустити, що секціонування коренів збережених зубів, в яких канали раніше були підготовлені ротаційною системою та промиті NaOCl, викликає виникнення кількох видів дентинних дефектів, які зазвичай не виникають у непідготовлених контрольних секціях. Згідно з попереднім дослідженням, промивання кореневих каналів зрілих однокореневих премолярів 5.25% NaOCl достатньо вплинуло на їх дентинні властивості, щоб змінити їх характеристики деформації, що, здається, викликає дентин ставати більш крихким. Таким чином, ставлячи під сумнів наші поточні результати та результати, отримані внаслідок секціонування коренів, вищезгадані фактори, здається, мають сильний вплив на цілісність кореневого дентину, коли їх розглядати разом.

Оскільки сучасні процедури дезінфекції каналів залежать від доступної технології формування, всебічне знання причинно-наслідкових зв'язків між дентинними мікротріщинами та підготовкою каналів з використанням моторного приводу є надзвичайно важливим для прогнозування оптимальної безпеки ендодонтичних процедур. Це наукове питання повинно розглядатися як критична область для майбутніх досліджень, щоб мінімізувати потенційні шкідливі побічні ефекти, такі як створення дентинних дефектів. Можливо, провокаційний характер поточних результатів може спонукати інші дослідницькі групи слідувати та вдосконалювати цю довгострокову методологію мікро-КТ, що відкриває можливість краще зрозуміти справжній вплив підготовки з моторним приводом на кореневу дентинову тканину.

Технологія мікро-КТ-іміджінгу дозволяє відстежувати дентинову тканину до і після підготовки кореневих каналів, забезпечуючи чітку візуалізацію мікротріщин і припускаючи, що кілька факторів разом можуть бути відповідальними за формування дентинових дефектів, а не виключно механічна інструментація. Не вдалося вивести деякі причинно-наслідкові зв'язки між формуванням дентинових мікротріщин і підготовкою кореневих каналів за допомогою ротаційної системи PTU.

Автори: Густаво Де-Деус, Феліпе Гонсалвеш Белладонна, Жуліана Ротер Марінс, Еммануель Жоао Ногейра Леал Сілва, Аліне де Алмейда Невес, Ерік Міранда Соуза, Алессандра де Кастро Мачадо, Рікардо Тадеу Лопес, Марко Ауреліо Версіяні

Посилання:

1. Сатхорн С, Паламара ДжЕА, Мессер ХХ. Порівняння впливу двох технік підготовки каналів на схильність до переломів коренів і патерн переломів. J Endod 2005;31:283-287.
2. Цесіс І, Розен Е, Тамсе А, Тасчері С, Кфір А. Діагностика вертикальних переломів коренів у ендодонтично лікуваних зубах на основі клінічних і рентгенографічних індексів: систематичний огляд. J Endod 2010;36:1455-1458.
3. Кім ХС, Лі МХ, Юм Дж, Верслюіс А, Лі ЧЖ, Кім БМ. Потенційний зв'язок між дизайном ротаційних інструментів з нікель-титаном і вертикальним переломом кореня. J Endod 2010;36:1195-1199.
4. Бір КАС, Шемеш Х, Таномауру-Фільо М, Весселінк ПР, Ву МК. Здатність різних ротаційних інструментів з нікель-титаном викликати пошкодження дентину під час підготовки каналів. J Endod 2009;35:236-238.
5. Шемеш Х, Бір КАС, Ву МК, Таномауру-Фільо М, Весселінк ПР. Вплив підготовки та заповнення каналів на частоту дентинових дефектів. Int Endod J 2009;42:208-213.
6. Йолдас О, Йилмаз С, Атакан Г, Куден С, Касан З. Формування дентинових мікротріщин під час підготовки кореневих каналів різними ротаційними інструментами NiTi та саморегульованим файлом. J Endod 2012;38:232-235.
7. Лю Р, Кайвар А, Шемеш Х, Весселінк ПР, Хоу Б, Ву МК. Частота апікальних тріщин кореня та апікальних дентинових відшарувань після підготовки каналів ручними та ротаційними файлами на різних довжинах інструментації. J Endod 2013;39:129-132.
8. Лю Р, Хоу БХ, Весселінк ПР, Ву МК, Шемеш Х. Частота мікротріщин кореня, викликаних трьома різними системами однофайлів, порівняно з системою ProTaper. J Endod 2013;39:1054-1056.
9. Бюрклейн С, Цотіс П, Шефер Е. Частота дентинових дефектів після підготовки кореневих каналів: рециркуляційна проти ротаційної інструментації. J Endod 2013;39:501-504.
10. Версіяні МА, Леоні ГБ, Штейер Л, Де-Деус Г, Тассані С, Пекора ДжД та ін. Дослідження мікро-комп'ютерної томографії овальних каналів, підготовлених за допомогою саморегульованого файлу, Reciproc, WaveOne та ProTaper Universal систем. J Endod 2013;39:1060-1066.
11. Паке Ф, Бесслер С, Цендер М. Накопичені рівні твердих тканинних залишків у мезіальних коренях нижніх молярів після послідовних етапів зрошення. Int Endod J 2010;44:148-153.
12. Де-Деус Г, Марінс Ж, Невес Аде А, Рейс С, Фідель С, Версіяні МА та ін. Оцінка накопичених твердих тканинних залишків за допомогою мікро-КТ та безкоштовного програмного забезпечення для обробки та аналізу зображень. J Endod 2014;40:271-276.
13. Де-Деус Г, Марінс Ж, Сілва ЕД, Соуза Е, Белладонна ФГ, Рейс С та ін. Накопичені тверді тканинні залишки, що утворюються під час рециркуляційної та ротаційної підготовки кореневих каналів з нікель-титаном. J Endod 2015;41:676-687.
14. Де-Деус Г, Белладонна ФГ, Сілва ЕДНЛ, Марінс ЖР, Соуза ЕМ, Перес Р та ін. Оцінка мікро-КТ неінструментованих ділянок каналів після різних розширень, виконаних системами NiTi. Braz Dent J 2015;26:624-629.
15. Паке Ф, Цендер М, Де-Деус Г. Порівняння на основі мікротомографії рециркуляційної однофайлової техніки F2 ProTaper проти ротаційної повної послідовності. J Endod 2011;37:1394-1397.
16. Версіяні МА, Де-Деус Г, Вера Дж, Соуза ЕМ, Штейер Л, Пекора ДжД та ін. 3D-картографування зрошуваних ділянок простору кореневого каналу за допомогою мікро-комп'ютерної томографії. Clin Oral Investig 2015;19:859-866.
17. Де-Деус Г, Сілва ЕД, Марінс Ж, Соуза Е, Невес Аде А, Гонсалвеш Белладонна Ф та ін. Відсутність причинно-наслідкових зв'язків між дентиновими мікротріщинами та підготовкою кореневих каналів за допомогою рециркуляційних систем. J Endod 2014;40:1447-1450.
18. Де-Деус Г, Белладонна ФГ, Соуза ЕМ, Сілва ЕД, Невес Аде А, Алвес Х та ін. Оцінка мікро-комп'ютерної томографії впливу систем ProTaper Next та Twisted File Adaptive на дентинові тріщини. J Endod 2015;41:1116-1119.
19. Шнайдер СВ. Порівняння підготовки каналів у прямих і вигнутих кореневих каналах. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 1971;32:271-275.
20. Вертуцці ФД. Морфологія кореневих каналів і її зв'язок з ендодонтичними процедурами. Endod Top 2005;10:3-29.
21. Бортолузі ЕА, Соуза ЕМ, Рейс ДжМСН, Есберд РМ, Таномауру-Фільо М. Міцність на злам бикових різців після внутрішньокореневого лікування з MTA в експериментальній моделі незрілого зуба. Int Endod J 2007;40:684-691.
22. Мілані АС, Фрухрейхані М, Рахімі С, Джафарабаді МА, Паксефат С. Вплив підготовки кореневих каналів на розвиток тріщин дентину. Iran Endod J 2012;7:177-182
23. Сім ТП, Ноулз ДжС, Нг ЙЛ, Шелтон Дж, Гулабівала К. Вплив натрію гіпохлориту на механічні властивості дентину та деформацію поверхні зуба. Int Endod J 2001;34:120-132.
24. Соуза ЕМ, Каліксто АМ, Ліма ЧН, Паппен ФГ, Де-Деус Г. Схожий вплив стабілізованих лужних і нейтральних розчинів натрію гіпохлориту на міцність на злам зубів, лікуваних кореневими каналами. J Endod 2014;40:1600-1603.