Дизайн, металургія, механічні властивості та здатність до формування 3 термічно оброблених ротаційних систем: багатостороннє дослідження

Анотація

Мета Це дослідження мало на меті порівняти 3 ротаційні системи щодо дизайну, металургії, механічних властивостей та здатності формування.

Матеріали та методи Нові інструменти Reciproc Blue R25, WaveOne Gold Primary та REX 25 (n=41 на групу) були проаналізовані щодо дизайну, металургії та механічних характеристик, тоді як здатність формування (незачеплені стінки каналу, об'єм видаленого дентину та залишки твердих тканин) була протестована на 36 анатомічно відповідних кореневих каналах нижніх молярів. Результати були порівняні за допомогою одностороннього ANOVA з пост hoc тестами Тьюкі та Крускала-Уолліса з рівнем значущості, встановленим на 5%.

Результати Усі інструменти показали симетричні перетини з асиметричними лезами, без радіальних поверхонь, без великих дефектів і майже еквівалентне співвідношення нікелю та титану. Найвищі температури початку R-фази були зафіксовані у WaveOne Gold (46.1°C) та REX (44.8°C), тоді як Reciproc Blue мав найнижчу температуру початку R-фази (34.5°C) та завершення (20°C). WaveOne Gold мав найнижчий час до руйнування (169 с) та найвищу максимальну навантаження (301.6 gf) (P <0.05). Максимальний крутний момент Reciproc Blue (2.2 N.cm) та WaveOne Gold (2.1 N.cm) були подібними (P >0.05), але нижчими, ніж у REX (2.6 N.cm) (P <0.05). Статистичних відмінностей між інструментами в куті обертання (P >0.05) та в здатності формування як у мезіальних, так і в дистальних каналах (P >0.05) не спостерігалося.

Висновок Хоча загальний дизайн, фази температурних переходів та параметри механічної поведінки відрізнялися серед протестованих інструментів, вони були подібні за здатністю формування.

Клінічна значущість Усі протестовані термічно оброблені системи NiTi з ротаційним рухом показали подібну здатність формування, без клінічно значущих помилок.

Вступ

В останні роки зусилля щодо зменшення випадків ламання інструментів NiTi призвели до двох основних технологічних досягнень: асиметричної осциляційної кінематики — загально відомої як ротаційний рух — та термічної обробки сплаву NiTi. Ротаційний рух зменшує напругу на інструменті за допомогою спеціального обертання проти годинникової стрілки для різання дентину та короткого обертання за годинниковою стрілкою для розвантаження інструмента. У порівнянні з безперервною ротацією, ця кінематика подовжує термін служби інструмента, збільшуючи його стійкість до втоми та зменшуючи випадки пластичної деформації. Термічна обробка, у свою чергу, дозволила розробити інструменти NiTi з кристалічною структурою на проміжних стадіях між аустенітними та мартенситними фазами, але з суттєвою стабільною мартенситною фазою при температурі тіла. Зміна кристалічної мікроструктури сплаву NiTi має значний вплив на його механічні властивості, оскільки мартенситна фаза має вищу еластичність і може досягати більшої деформації при відносно низькому навантаженні в порівнянні з аустенітною.

Reciproc Blue (VDW, Мюнхен, Німеччина) та WaveOne

Gold (Dentsply Sirona Endodontics, Бейляг, Швейцарія) є прикладами ротаційних інструментів, що складаються з значних кількостей мартенситу, отриманого шляхом власних термічних обробок сплаву NiTi. Кілька досліджень підтвердили підвищену стійкість до втоми та гнучкість цих термічно оброблених систем у порівнянні з традиційними інструментами NiTi. Нещодавно на ринок вийшла система REX (Medidenta, Лас-Вегас, штат Невада, США) з пропозицією мати інструменти NiTi, виготовлені з різними термічними обробками, що забезпечує постійний баланс між гнучкістю та стійкістю залежно від металевої маси кожного інструмента в серії (https://bit.ly/3ZcKeEK). Ця система включає інструменти для механічного проходження [REX Glide Path (17/.05v)], зі сплавом пурпурного кольору, та інструменти, що мають різні жовтуваті відтінки для формування [REX 25 (25/.08v) та REX 40 (40/.06v)]. На сьогоднішній день немає наукових доказів, які підтверджують ефективність або безпеку цих нових інструментів. Тому метою цього дослідження було використати мультиметодичний підхід для порівняння характеристик дизайну, металургійних особливостей, механічних властивостей та здатності до формування інструментів REX з добре відомими системами Reciproc Blue та WaveOne Gold. Нульова гіпотеза, що перевірялась, полягала в тому, що не буде різниць між протестованими інструментами щодо оцінюваних властивостей.

Матеріали та методи

Всього було проаналізовано 123 нові інструменти NiTi розміром 25 мм (41 на групу) з 3 ротаційних систем [Reciproc Blue R25 (25/.08v), WaveOne Gold Primary (25/.07v) та REX 25 (25/.08v)] щодо дизайну, металургійних характеристик та механічних властивостей. Крім того, двадцять чотири інструменти (8 на групу) були використані для тестування формуючої здатності систем Reciproc Blue [4 R25 та 4 R40 (40/.06v)], WaveOne Gold [4 Primary та 4 Large (45/.06v)] та REX [4 REX 25 та 4 REX 40 (40/.06v)] у кореневих каналах видалених нижніх молярів. Перед використанням обрані інструменти були перевірені під стереомікроскопом (×13.6 збільшення; Opmi Pico, Carl Zeiss Surgical, 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 інструментів з кожної системи були оцінені під стереомікроскопом (×13.6 збільшення; Opmi Pico) з використанням програмного забезпечення ImageJ v1.50e (Лабораторія оптичних та обчислювальних інструментів, Мадісон, ВІ, США). Ці ж інструменти були додатково оцінені під скануючою електронною мікроскопією (SEM) при ×100 та ×500 збільшеннях (Hitachi S-2400, Hitachi, Токіо, Японія) щодо їх дизайну активного леза (радіальні площини та симетрія), перетворювальної форми, геометрії кінчика (активний чи неактивний), обробки поверхні, деформацій та дефектів.

Металургійна характеристика

Напівкількісний елементний аналіз 3 інструментів з кожної протестованої системи був проведений для оцінки пропорцій нікелю, титану або будь-якого іншого відповідного елемента, за допомогою скануючого електронного мікроскопа (S-2400; Hitachi), оснащеного рентгенівською спектроскопією з енергійним дисперсійним аналізом (EDS) (Bruker Quantax; Bruker Corporation, Billerica, MA, USA), налаштованого на 20 кВ і 3.1 А. Аналіз проводився на відстані 25 мм від поверхні (400 μm²) кожного інструмента за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення з корекцією ZAF (Systat Software Inc., San Jose, CA, USA). Метод диференційної скануючої калориметрії (DSC) (DSC 204 F1 Phoenix; Netzsch-Gerätebau GmbH, Selb, Germany) використовувався для визначення температур фазових переходів сплаву інструментів відповідно до рекомендацій Американського товариства з випробувань і матеріалів та раніше задокументованого протоколу. Температури фазових перетворень аналізувалися за допомогою програмного забезпечення Netzsch Proteus Thermal Analysis (Netzsch-Gerätebau GmbH). У кожній групі тест DSC проводився двічі для підтвердження результатів. Протестовані інструменти включають Reciproc Blue R25, WaveOne Gold Primary, REX Glide Path, REX 25 та REX 40. На відміну від систем Reciproc Blue та WaveOne Gold, весь набір інструментів REX був протестований через відмінності в їх термічній обробці, як стверджує виробник (https://bit.ly/3ZcKeEK).

Механічні випробування

Механічні характеристики обраних систем оцінювалися за допомогою циклічної втоми, крутного опору та вигинальних випробувань. Розрахунок розміру вибірки ґрунтувався на найбільшій різниці 2 з протестованих систем після 6 початкових вимірювань з урахуванням помилки типу альфа 0.05 та потужності 80%. Для часу до руйнування, максимального крутного моменту та кута обертання (WaveOne Gold проти REX) фінальні розміри вибірки становили 6, 10 та 70 інструментів відповідно, тоді як для максимального навантаження в вигинальному випробуванні (WaveOne Gold проти Reciproc Blue) розмір ефекту 59.6 (± 36.7) призвів до фінального розміру вибірки 8 інструментів. Хоча розрахунок розміру вибірки визначив, що для оцінки кута обертання буде потрібно 70 інструментів, це високе значення можна вважати малозначущим з клінічної точки зору, тому розмір вибірки було встановлено на рівні 10 для всіх параметрів.

Циклічне випробування на втому проводилося на не звуженому апараті з нержавіючої сталі у вигляді вигнутої труби (радіус 6 мм та кут 86°) відповідно до раніше описаної методології, з використанням гліцерину як мастила. Випробувані інструменти були адаптовані до ручки з редукцією 6:1 (Sirona Dental Systems GmbH, Бенсхайм, Німеччина), що живиться мотором з контролем крутного моменту (VDW Silver; VDW GmbH), налаштованим на режими RECIPROC ALL (Reciproc Blue та REX) або WAVEONE ALL (WaveOne Gold) та активованим у статичному положенні. Випробування проводилося при кімнатній температурі (20 °C) відповідно до вказівок Американського товариства з випробувань і матеріалів, застосованих до супереластичних матеріалів NiTi. Руйнування виявлялося візуально та слухово. Час до руйнування (в секундах) реєструвався за допомогою цифрового хронометра, а розмір фрагмента (в мм) вимірювався цифровим штангенциркулем для експериментального контролю.

Тестування на крутильну та вигинальну стійкість проводили відповідно до міжнародних стандартів. У тесті на крутильну стійкість інструменти були закріплені на їхньому апікальному 3 мм і оберталися проти годинникової стрілки з постійною швидкістю 2 оберти на хвилину для оцінки максимального моменту (в N.cm) та кута обертання (в градусах) до моменту руйнування. У тесті на вигин кожен інструмент був закріплений у тримачі файлів мотора та розташований під кутом 45° відносно підлоги, в той час як його апікальні 3 мм були прикріплені до дроту, з'єднаного з універсальною випробувальною машиною (Instron 3400; Instron Corporation, Canton, MA, USA). Максимальне навантаження, необхідне для зміщення інструмента на 45°, при використанні навантаження 20 N і постійній швидкості 15 мм/хв, було зафіксовано в грамах/силах (gf).

Здатність до формування

Після затвердження місцевим етичним комітетом (Протокол CE-FMDUL 13/10/20) дев’яносто чотири двокореневі нижні моляри з повністю сформованими верхівками були випадковим чином відібрані з пулу видалених зубів і відскановані з розміром пікселя 11.93 μm у мікрокомп'ютерному томографі (мікро-КТ) (SkyScan 1173; Bruker-microCT, Контіх, Бельгія), налаштованому на 70 кВ, 114 мА, обертання 360° з кроками 0.7°, з використанням алюмінієвого фільтра товщиною 1 мм. Отримані проекції були реконструйовані в аксіальні зрізи з використанням стандартизованих параметрів згладжування (1), коефіцієнта атенуації (0.05–0.007), зміцнення променя (20%) та корекцій артефактів кілець (5) (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 об'єм і площа поверхні мезіальних і дистальних каналів були розраховані від цементно-емалевої межі до верхівки. На основі цих параметрів зразки були анатомічно співвіднесені для створення 3 груп по 4 зуби (n = 12 каналів). Потім кожна група зубів була випадковим чином призначена до експериментальної групи відповідно до системи підготовки: Reciproc Blue, WaveOne Gold та REX.

Після підготовки традиційної доступної порожнини була підтверджена апікальна прохідність за допомогою файлу K розміру 10 (Dentsply Sirona Endodontics). Потім був виконаний шлях для інструментів з файлом K розміру 15 (Dentsply Sirona Endodontics) до робочої довжини (WL), встановленої на 1 мм від апікального отвору. Усі канали спочатку були підготовлені інструментами розміру 25, відповідно до кожної групи (Reciproc Blue R25, WaveOne Gold Primary та REX 25), а потім дистальні канали були додатково розширені інструментами розміру 40 (Reciproc Blue R40 та REX 40) або розміру 45 (WaveOne Gold Large). Інструменти активувалися в реверсивному русі, що живиться електричним мотором (VDW Silver; VDW), налаштованим на режими “RECIPROC ALL” (Reciproc Blue та REX) або “WAVEONE ALL” (WaveOne Gold). Кожен інструмент переміщувався в апікальному напрямку, використовуючи повільний вхідно-вихідний рух з амплітудою близько 3 мм з легким тиском. Після 3 рухів інструмент був вилучений з каналу та очищений. Робоча довжина була досягнута після 3 хвиль інструментації. Кожен інструмент використовувався в одному зубі та викидався. Іригація проводилася з загальною кількістю 15 мл 2,5% NaOCl на канал, після чого проводилися фінальні промивання 5 мл 17% EDTA (3 хв) та 5 мл дистильованої води за допомогою шприца з голкою 30-G NaviTip (Ultradent, South Jordan, UT, USA), розташованою на 2 мм від WL. Усі процедури виконувалися оператором з великим досвідом використання реверсивних систем.

Після незначного висушування кореневих каналів паперовими пунктами (VDW) було виконано фінальне сканування та реконструкцію з використанням раніше згаданих параметрів, після чого було проведено ко-регістрацію наборів даних, отриманих до та після підготовки (програмне забезпечення 3D Slicer 4.3.1; http://www.slicer.org). Здатність до формування оцінювалася шляхом вимірювання 3 параметрів: (i) об'єму (в мм³) дентину, видаленого після підготовки, (ii) об'єму (в мм³) залишків твердих тканин, створених протоколами підготовки, та (iii) відсотка непідготовлених стінок каналу, відповідно до методологій, опублікованих у попередніх дослідженнях. Усі аналізи проводилися експертом, який не знав про протоколи формування. Для аналізів були виключені міжканальні з'єднання та додаткові анатомії.

Статистичний аналіз

Тести Шапіро-Уїлка та Лілліфора використовувалися для перевірки нормальності даних. Однофакторний дисперсійний аналіз (ANOVA) та пост-хок тести Тьюкі були проведені для порівняння спірального кута, часу до руйнування, кута обертання, максимального вигинального навантаження, об'єму кореневого каналу та площі поверхні, об'єму видаленого дентину, залишків твердих тканин у мезіальних каналах та непошкоджених стінок каналу, тоді як тест Крускала-Уолліса використовувався для оцінки максимального крутного моменту до руйнування та об'єму залишків твердих тканин у дистальних каналах, з рівнем значущості, встановленим на 5% (SPSS v25.0 для Windows; SPSS Inc., Чикаго, Іллінойс, США). В залежності від розподілу даних результати були підсумовані як середнє (стандартне відхилення) або медіанне (інтерквартильний діапазон) значення.

Результати

Дизайн інструментів

Стереомікроскопічна оцінка виявила подібну кількість лез і спіральних кутів у інструментах REX та WaveOne Gold (Таблиця 1). SEM-аналіз (Рис. 1) показав, що всі інструменти мали симетричні перетини з асиметричними лезами та без радіальних земель. Інструмент WaveOne Gold мав зсунутий перетин у формі паралелограма, тоді як REX та Reciproc Blue мали перевернутий S-подібний профіль. Жоден з наконечників не можна було ідентифікувати як активний, а загальна геометрія та кути переходу до леза варіювалися між інструментами. Хоча наконечник Reciproc Blue та WaveOne Gold був плоским на кінці, він мав форму кулі в інструменті REX. При більшому збільшенні всі інструменти показали подібну обробку поверхні з візерунком паралельних горизонтальних рисок, створених процесом шліфування. У інструментах REX також було можливе спостереження деяких металевих перекатів на лезах.

Металургійні характеристики

Аналіз EDS/SEM виявив майже еквівалентний склад елементів нікелю та титану у всіх інструментах (відношення Ni/Ti 1.016, 1.032 та 1.028 для інструментів Reciproc Blue, WaveOne Gold та REX відповідно), без жодного іншого відстежуваного металевого елемента. Криві охолодження та нагрівання протестованих інструментів, отримані за допомогою DCS-аналізів, зображені на рис. 2. Порівняння між системами (рис. 2a) показало чіткі криві температури трансформації, що свідчать про наявність R-фази у всіх з них при температурі випробування (20 °C). Найвищі температури початку R-фази були зафіксовані у WaveOne Gold Primary (46.1 °C) та REX 25 (44.8 °C). Reciproc Blue R25 мав найнижчу температуру початку R-фази (34.5 °C) та температуру закінчення R-фази (20 °C) (рисунок 2a). Найнижчі (8.5 °C) та найвищі (51.3 °C) температури початку та закінчення аустенітної фази були зафіксовані у інструменті WaveOne Gold Primary. Тест DSC інструментів REX (рис. 2b) продемонстрував подібну термічну обробку між REX Glide Path та REX 25 з незначними відмінностями у температурах трансформації R-фази, в охолоджувальній трансформації мартенситу B19’ та в аустенітній трансформації під час кривих нагрівання. З іншого боку, REX 40 показав суттєві відмінності, переважно при охолодженні (трансформація R-фази в мартенсит B19’) та при нагріванні, з майже ідеально перекритими трансформаціями мартенситу B19’ та R-фази в аустеніт-B2 (рис. 2b).

Механічна продуктивність

WaveOne Gold мав найменший час до руйнування та найбільше максимальне навантаження (P < 0.05), тоді як статистичних відмінностей у цих параметрах між інструментами Reciproc Blue та REX не спостерігалося (P > 0.05). Максимальні значення крутного моменту Reciproc Blue та WaveOne Gold були подібними (P > 0.05), але нижчими, ніж у інструмента REX (P < 0.05). Відмінностей між інструментами не спостерігалося в куті обертання (P > 0.05) (Таблиця 1).

Формуюча здатність

Гомогенність груп щодо морфометричних параметрів об'єму та площі поверхні в мезіальних та дистальних кореневих каналах була підтверджена (P > 0.05) (Таблиця 2). Статистичних відмінностей між протестованими системами щодо об'єму твердих залишків тканини (P > 0.05), дентину, видаленого після підготовки (P > 0.05), та відсотка неторкнутих стінок каналу в обох мезіальних та дистальних каналах (P > 0.05) не спостерігалося. Жоден з протоколів підготовки не зміг підготувати всі поверхні кореневих каналів (Рис. 3) або зробити кореневі канали вільними від твердих залишків тканини (Таблиця 2). Середні відсотки непідготовлених стінок каналу становили 21.8% (Reciproc Blue), 17.4% (REX) та 21.5% (WaveOne Gold) у мезіальних каналах (Таблиця 2), та 16.8% (Reciproc Blue), 13.6% (REX) і 17.0% (WaveOne Gold) у дистальних каналах (Таблиця 2).

Обговорення

Дане дослідження надає відповіді на ряд питань щодо механічної поведінки 3 рециркуляційних систем за допомогою багатопрофільного дослідницького аналізу. Головною перевагою цього підходу є можливість компенсувати слабкі сторони кожного тесту, надаючи більше інформації, краще розуміння та вищу внутрішню і зовнішню валідацію. Крім того, цей підхід уникає феномену «компартменталізації знань», тобто знання про конкретну область, що складається з кількох окремих, не переплетених частин, зазвичай отриманих у рамках одноразових або подвійних методів оцінки. У цьому дослідженні були оцінені загальний дизайн, якість виготовлення, елементний склад та температури фазових перетворень систем Reciproc Blue, WaveOne Gold та REX рециркуляційних NiTi для досягнення кращого розуміння результатів, отриманих у тестах на циклічну втомлюваність, крутильний опір, навантаження на вигин та здатність до формування. Незважаючи на подібності щодо гвинтових кутів (Таблиця 1), елементного складу та здатності до формування (Таблиця 2, Рис. 3), були виявлені значні відмінності в загальному дизайні (Рис. 1), механічних властивостях (Таблиця 1) та фазах температурних переходів (Рис. 2), і нульова гіпотеза була частково відхилена.

Аналіз механічних характеристик систем підготовки NiTi повинен проводитися з урахуванням кількох факторів. Оскільки сплави випробуваних інструментів у цьому дослідженні були подібні за елементним складом, інформація про їх температури фазових перетворень (аустенітні та мартенситні кристалографічні структури) та конструкцію є надзвичайно важливою для пояснення їх механічної поведінки. Враховуючи різницю в розмірах інструментів, доступних у кожній випробуваній системі, перший аналіз DSC був проведений лише на інструментах з розміром наконечника 25 і виявив наявність сплаву R-фази у всіх з них при температурі випробування (20 °C) (Рис. 2a). Сплав R-фази характеризується як проміжна кристалічна фаза, яка виникає в дуже вузькому температурному діапазоні на кривій нагрівання або охолодження між мартенситними та аустенітними формами. Ця зміна фази в кристалічній структурі сплаву призводить до зниження опору еластичній деформації (висока гнучкість і низька жорсткість), збільшуючи його опір циклічній втомі, одночасно зменшуючи його крутильний опір у порівнянні з традиційними аустенітними сплавами. Проміжна R-фаза має специфічні температури для свого утворення, які представлені Rs для початку утворення фази та Rf для закінчення. У даному дослідженні REX мав найвищу температуру Rf (34.2 °C), за ним йдуть WaveOne Gold (28.8 °C) та Reciproc Blue (20 °C) (Рис. 2a). Враховуючи, що механічні випробування проводилися відповідно до міжнародного стандарту для тестування температури перетворення нікель-титанового сплаву при кімнатній температурі (20 °C), можна було б очікувати, що всі інструменти матимуть мартенситні характеристики під час випробування. На відміну від цього, при температурі тіла (36°C) інструмент, який найбільш швидко наближався до аустенітної кристалографічної структури, був би Reciproc Blue. Отже, в залежності від температури випробування, інструменти можуть демонструвати зміни у своїй поведінці. Оскільки це перше дослідження, що оцінює систему REX, другий аналіз DSC був проведений на її наборі інструментів (Рис. 2b) і підтвердив заяву виробника про те, що ці інструменти виготовлені з різними індивідуальними термічними обробками. Однак результати DSC вказують лише на незначні відмінності в температурах перетворення R-фази та мартенситної B19’ як при охолодженні, так і при нагріванні.

Незважаючи на те, що аналіз DSC виявив, що інструмент REX має вищий мартенситний склад, ніж Reciproc Blue при кімнатній температурі (20 °C) (Рис. 2a), між ними не було виявлено різниць у циклічній втомі, куті обертання (торсійний тест) та тестах на опір вигину (Таблиця 1), що можна пояснити більшим металевим сердечником (Рис. 1) та більшою кількістю лопатей (Таблиця 1) інструментів REX. Різниці в дизайні також допомагають пояснити найвищий максимальний крутний момент до руйнування, спостережений під час тесту на торсійний опір інструментів REX (Таблиця 1). З іншого боку, хоча WaveOne Gold також мав високий мартенситний склад (Рис. 2a), він показав нижчий час до руйнування (циклічна втома) та гнучкість (опір вигину) порівняно з REX та Reciproc Blue (Таблиця 1). Знову ж таки, дизайн WaveOne Gold з його великим перерізом та конусом (Рис. 1) може пояснити результати. Хоча були виявлені лише незначні різниці в термічній обробці інструментів REX (Рис. 2b), вони можуть вплинути на їх клінічну поведінку. Наприклад, при тестовій температурі (20° C) нижче As інструментів REX Glide Path вказує на більш аустенітний склад у порівнянні з іншими інструментами, що може бути переведено як кращий опір до торсії. У свою чергу, REX 40 мав найвищий As серед інструментів REX. Це означає, що цей інструмент з великим конусом та термічною обробкою може мати високу крутну міцність та гнучкість під час формування, що є важливим аспектом, який може запобігти руйнуванню через торсійне навантаження.

В останні роки спостерігається тенденція в галузі розробляти власні термічні обробки сплаву NiTi з метою створення ультрагнучких інструментів з переважною кількістю мартенситної кристалографічної структури при температурах вище 30°C та/або шляхом зміни дизайну з підвищеною кількістю спіралей і зменшеним металевим сердечником. У лабораторії ці зміни зазвичай покращують деякі механічні властивості інструмента, включаючи стійкість до циклічної втоми, кут обертання та гнучкість (стійкість до низького згинального навантаження), але, з іншого боку, вони можуть знижувати його крутильну міцність. Крім того, в клінічних умовах ультрагнучкі інструменти зазвичай потребують застосування більшого апікального тиску для досягнення робочої довжини, що може призвести до ранньої пластичної деформації або зламу. Тому, враховуючи неможливість створення єдиного інструмента, який поєднує всі найкращі металургійні та механічні характеристики з доступними технологіями, останні покоління ротаційних систем включають в один набір інструменти з різними дизайнами та кристалографічними структурами. Теоретично це дозволяє налаштувати інструмент для покращення його стійкості до зламу та/або гнучкості в залежності від морфології каналу або фази лікування. Це, наприклад, пропозиція деяких нещодавно запущених систем, включаючи EdgeSequel Sapphire (EdgeEndo, Альбукерке, Нью-Мексико), ProTaper Ultimate (Dentsply Sirona Endodontics, Бейлагес, Швейцарія), Genius Proflex (Medidenta, Лас-Вегас, Невада), One Endo File (NanoEndo LCC, Чаттануга, Теннессі) та систему REX, оцінену в цьому дослідженні. Хоча аналіз DSC продемонстрував відмінності в термічній обробці інструментів REX, це не призвело до кращої формуючої продуктивності в екстрагованих зубах у порівнянні з іншими протестованими системами (Таблиця 2). Багатопараметричне дослідження, застосоване в цьому дослідженні, включало не лише оцінку металургійних та механічних властивостей інструментів, але й оцінку кількох параметрів формуючої здатності, отриманих з підготовки кореневих каналів екстрагованих молярів за допомогою мікро-КТ-іміджінгу, аналітичного інструмента, який дозволяє проводити довгостроковий моніторинг зразка в різні моменти часу. Попередні зусилля були спрямовані на забезпечення анатомічної відповідності зразків у кожній групі відповідно до деяких морфометричних параметрів з метою створення надійної бази та підвищення внутрішньої валідності дослідження. Хоча відмінності можна було спостерігати в загальному дизайні інструментів (Рис. 1) та в їх механічній поведінці (Таблиця 1), значних відмінностей між ними не було виявлено щодо обсягу твердих тканинних залишків, дентину, видаленого після підготовки, та відсотка неторкнутих стінок каналу як у мезіальних, так і в дистальних каналах (Таблиця 2). Крім того, не було виявлено зламу інструмента або значного відхилення від оригінального каналу. Ці результати можна пояснити використанням інструментів з подібними розмірами, протоколами підготовки та кінематикою в анатомічно збалансованих зразках, що підтверджує нещодавні дослідження з використанням мікро-КТ. Жоден з протоколів підготовки не зміг підготувати всі поверхні кореневих каналів або зробити кореневі канали вільними від твердих тканинних залишків, що також відповідає попереднім публікаціям. Крім того, цей результат узгоджується з іншими дослідженнями, які також не виявили різниці у відсотку неторкнутих ділянок каналу в екстрагованих зубах після використання Reciproc Blue та WaveOne Gold. Порівняння з системою REX не можна було провести, оскільки це перше дослідження, яке оцінило її формуючу здатність.

Сильні сторони даного дослідження полягають у багатосторонній оцінці різних ротаційних інструментів з використанням методологій, підтверджених міжнародними стандартами або попередніми методами з високою внутрішньою валідністю, що дозволило отримати надійне та достовірне розуміння їх механічної продуктивності. Обмеження включають відсутність інших тестів, таких як ефективність різання, мікротвердість, опір вигину та вимірювання розмірів інструментів. Тому майбутні дослідження повинні включати додаткові методології для оцінки інших ротаційних або реверсивних систем NiTi з різними конструкціями та кристалографічними розташуваннями.

Висновки

В умовах цього багатостороннього дослідження системи Reciproc Blue, WaveOne Gold та REX були подібні за елементним складом та здатністю до формування, але показали значні відмінності у своїй загальній конструкції, фазах температурного переходу та механічній поведінці.

Автори: Еммануель Дж. Н. Л. Сілва, Жорже Н. Р. Мартінс, Наташа К. Аджуз, Енріке душ Сантуш Антунес, Віктор Таларіко Леал Віейра, Франциско Мануель Браз-Фернандес, Феліпе Гонсалвеш Белладонна, Марко Ауреліо Версіяні

Посилання:

1. Parashos P, Messer HH (2006) Ломка ротаційних інструментів NiTi та її наслідки. J Endod 32:1031–1043. https://doi.org/10. 1016/j.joen.2006.06.008
2. Sattapan B, Nervo GJ, Palamara JE та ін. (2000) Дефекти ротаційних файлів з нікель-титанію після клінічного використання. J Endod 26:161–165. https://doi.org/10.1097/00004770-200003000-00008
3. Yared G (2008) Підготовка каналу з використанням лише одного ротаційного інструмента Ni-Ti: попередні спостереження. Int Endod J 41:339–344. https://doi.org/10.1111/j.1365-2591.2007.01351.x
4. De-Deus G, Moreira EJ, Lopes HP та ін. (2010) Подовжений цикл втоми інструментів F2 ProTaper, що використовуються в рециркуляційних рухах. Int Endod J 43:1063–1068. https://doi.org/10.1111/j.1365-2591.2010.01756.x
5. Caballero-Flores H, Nabeshima CK, Binotto E та ін. (2019) Частота ламання інструментів з однієї системи рециркуляції, що використовується студентами в аспірантурі ендодонтії: поперечне ретроспективне дослідження. Int Endod J 52:13–18. https://doi. org/10.1111/iej.12982
6. De-Deus G, Cardoso ML, Simões-Carvalho M та ін. (2021) Шлях ковзання з рециркуляційним інструментом для пошуку: продуктивність та частота ламання. J Endod 47:100–104. https://doi.org/10. 1016/j.joen.2020.09.015
7. Ruivo LM, Rios MA, Villela AM та ін. (2021) Частота ламання інструментів Reciproc під час повторного лікування кореневих каналів, виконаного студентами аспірантури: поперечне ретроспективне клінічне дослідження. Restor Dent Endod 46:e49. https://doi.org/10.5395/rde.2021.46.e49
8. Gavini G, Santos MD, Caldeira CL та ін. (2018) Інструменти з нікель-титанію в ендодонтії: стисле огляд сучасного стану. Braz Oral Res 18:e67. https://doi.org/10.1590/1807-3107bor-2018.vol32.0067
9. Zupanc J, Vahdat-Pajouh N, Schafer E (2018) Нові термомеханічно оброблені сплави NiTi - огляд. Int Endod J 51:1088–1103. https://doi.org/10.1111/iej.12924
10. Zhou H, Peng B, Zheng Y (2013) Огляд механічних властивостей інструментів з нікель-титанію для ендодонтії. Endod Topics 29:42–54. https://doi.org/10.1111/etp.12045
11. Kaval ME, Capar ID, Ertas H (2016) Оцінка циклічної втоми та торсійної стійкості нових ротаційних файлів з нікель-титанію з різними властивостями сплаву. J Endod 42:1840–1843. https://doi.org/10.1016/j.joen.2016.07.015
12. Plotino G, Grande NM, Mercade Bellido M та ін. (2017) Вплив температури на стійкість до циклічної втоми ротаційних файлів ProTaper Gold та ProTaper Universal. J Endod 43:200–202. https://doi. org/10.1016/j.joen.2016.10.014
13. Silva EJ, Martins JNR, Lima CO та ін. (2020) Механічні випробування, металургійна характеристика та формуюча здатність ротаційних інструментів NiTi: багатопараметричне дослідження. J Endod 46:1485–1494. https://doi.org/10.1016/j.joen.2020.07.016
14. Martins JNR, Silva EJNL, Marques D та ін. (2022) Порівняння п'яти ротаційних систем щодо дизайну, металургії, механічної продуктивності та підготовки каналу - багатопараметричне дослідження. Clin Oral Investig 26:3299–3310. https://doi.org/10.1007/ s00784-021-04311-x
15. Martins JNR, Silva EJNL, Marques D та ін. (2022) (2022) Дизайн, металургійні характеристики та механічна поведінка інструментів NiTi з п'яти різних систем ротації з термічною обробкою. Materials (Basel). 15:1009. https://doi.org/10.3390/ma15031009
16. ASTM International. ASTM:F2004-7—стандартний метод випробування для температури трансформації сплавів нікель-титанію за допомогою термічного аналізу, 2004.
17. Martins JNR, Silva EJ, Marques D та ін. (2021) Дизайн, металургійні характеристики, механічна продуктивність та підготовка каналу шести рециркуляційних інструментів. Int Endod J 54:1623–1637. https://doi. org/10.1111/iej.13529
18. ASTM International. ASTM:F2516-07—стандартні методи випробування для випробування на розтягування супереластичних матеріалів з нікель-титанію, 2007.
19. ANSI/ADA Специфікація № 28-2002. Файли та реамери для кореневих каналів, тип K для ручного використання. 2002.
20. ISO 3630-3631:2008. Стоматологія - інструменти для кореневих каналів - частина 1: загальні вимоги та методи випробування. 2008.
21. Paqué F, Laib A, Gautschi H та ін. (2009) Аналіз накопичення твердих залишків тканин за допомогою комп'ютерної томографії високої роздільної здатності. J Endod 35:1044–1047. https://doi.org/10.1016/j.joen.2009.04.026
22. De-Deus G, Belladonna FG, Silva EJ та ін. (2015) Оцінка мікро-КТ неінструментованих ділянок каналу з різними розширеннями, виконаними системами NiTi. Braz Dent J 26:624–629. https://doi. org/10.1590/0103-6440201300116
23. Hunter A, Brewer JD (2015) Проектування багатопараметричних досліджень. У: Hesse-Biber S, Johnson RB (ред.) Оксфордський посібник з багатопараметричних та змішаних методів дослідження. Oxford University Press
24. Schoenfeld A (1986) Про наявність та використання геометричних знань. У: Hiebert J (ред.) Концептуальні та процедурні знання: випадок математики, 1-е видання. Lawrence Erlbaum Associates, Hillsdale, NJ
25. Lopes HP, Gambarra-Soares T, Elias CN та ін. (2013) Порівняння механічних властивостей ротаційних інструментів, виготовлених з традиційного дроту з нікель-титанію, M-дроту або сплаву з нікель-титанію в R-фазі. J Endod 39:516–520. https://doi.org/10.1016/j.joen.2012.12.006
26. Shen Y, Zhou HM, Zheng YF та ін. (2013) Актуальні проблеми та концепції термомеханічної обробки інструментів з нікель-титанію. J Endod 39:163–172. https://doi.org/10.1016/j.joen.2012.11.005
27. Versiani MA, Leoni GB, Steier L та ін. (2013) Дослідження мікро-комп'ютерної томографії овальних каналів, підготовлених за допомогою саморегульованого файлу, Reciproc, WaveOne та ProTaper universal систем. J Endod 39:1060–1066. https://doi.org/10.1016/j.joen.2013.04.009
28. Martins JNR, Silva EJNL, Marques D та ін. (2021) Порівняння дизайну, металургії, механічної продуктивності та формуючої здатності інструментів, схожих на репліки, та підроблених інструментів системи ProTaper Next. Int Endod J 54:780–792. https://doi.org/10.1111/iej.13463
29. Belladonna FG, Carvalho MS, Cavalcante DM та ін. (2018) Оцінка формуючої здатності нового інструмента Reciproc, обробленого термічно, за допомогою мікро-комп'ютерної томографії. J Endod 44:1146–1150. https://doi.org/10.1016/j.joen.2018.03.008
30. Gagliardi J, Versiani MA, de Sousa-Neto MD та ін. (2015) Оцінка формуючих характеристик ProTaper Gold, ProTaper NEXT та ProTaper Universal в вигнутому каналі. J Endod 41:1718–1724. https://doi.org/10.1016/j.joen.2015.07.009
31. Martins JNR, Silva EJNL, Marques D та ін. (2020) Механічна продуктивність та металургійні характеристики ProTaper Universal та 6 систем, схожих на репліки. J Endod 46:1884–1893. https://doi.org/10.1016/j.joen.2020.08.021
32. Zuolo ML, Zaia AA, Belladonna FG та ін. (2018) Оцінка формуючої здатності чотирьох систем інструментування кореневих каналів в овальних каналах за допомогою мікро-КТ. Int Endod J 51:564–571. https://doi.org/10.1111/iej.12810
33. De-Deus G, Marins J, Silva EJ та ін. (2021) Накопичення твердих залишків тканин, що утворюються під час підготовки каналу з рециркуляційними та ротаційними інструментами з нікель-титанію. J Endod 41:676–681. https://doi.org/10.1016/j.joen.2014.11.028
34. Pérez Morales MLN, González Sánchez JA, Olivieri JG та ін. (2021) Оцінка мікро-комп'ютерної томографії та порівняльне дослідження формуючої здатності 6 файлів з нікель-титанію: in vitro дослідження. J Endod 47:812–819. https://doi.org/10.1016/j.joen.2020.12.021