Мультиметодическая оценка новой индивидуализированной системы ротационных файлов из никель-титана с термообработкой

Аннотация

Целью данного исследования было сравнить три эндодонтические ротационные системы. Новые инструменты Genius Proflex (25/0.04), Vortex Blue (25/0.04) и TruNatomy (26/0.04v) (n = 41 в каждой группе) были проанализированы с точки зрения дизайна, металлургии и механической производительности, в то время как способность формировать (нетронутые стенки канала, объем удаленного дентита и твердых тканей) была протестирована на 36 анатомически соответствующих корневых каналах нижних моляров. Результаты были сопоставлены с использованием однофакторного ANOVA, пост-хок теста Тьюки и теста Краскала-Уоллиса, с уровнем значимости, установленным на 5%. Все инструменты показали симметричные поперечные сечения, с асимметричными лезвиями, без радиальных площадок, без крупных дефектов и почти эквивалентными соотношениями никель-титан. Были отмечены различия в количестве лезвий, спиральных углах, дизайне поперечного сечения и геометрии наконечника. Инструменты Genius Proflex и TruNatomy имели самые высокие и низкие температуры начала и окончания R-фазы, а также самое высокое и низкое время и количество циклов до разрушения (p < 0.05), соответственно. TruNatomy имел наибольшую гибкость (p < 0.05), в то время как различий между Genius Proflex и Vortex Blue не наблюдалось (p > 0.05). Не было обнаружено различий между протестированными системами по максимальному крутящему моменту, углу вращения перед разрушением и способности формировать (p > 0.05). Инструменты показали сходства и различия в своем дизайне, металлургии и механических свойствах. Тем не менее, их способность формировать была схожа, без каких-либо клинически значимых ошибок. Понимание этих характеристик может помочь клиницистам принимать решения о том, какой инструмент выбрать для конкретной клинической ситуации.

Введение

Технология, лежащая в основе металлургии сплавов никель-титан (NiTi), позволила разработать новые ротационные эндодонтические файлы с разнообразными конструкциями и улучшенной эффективностью и безопасностью, направленные на снижение иатрогенных несчастных случаев, таких как отклонение или перфорация. В настоящее время процедуры формования с использованием ротационных инструментов NiTi более предсказуемы и проще по сравнению с ручной подготовкой с использованием инструментов из нержавеющей стали. Сплавы NiTi, используемые для производства эндодонтических инструментов, имеют почти эквивалентное соотношение элементов никеля и титана и могут иметь три микроструктурные фазы, а именно аустенит, R-фазу и мартенсит, ответственные за их механическое поведение. Обычный суперэластичный сплав NiTi имеет преобладающую аустенитную структуру как при комнатной (20˚C), так и при температуре тела (37˚C), и по этой причине он относительно жесткий, твердый и имеет ограниченную гибкость. Чтобы преодолеть это ограничение, были разработаны новые производственные процессы с использованием термической обработки для производства эндодонтических инструментов NiTi с большим количеством стабильной мартенситной фазы. В своей мартенситной форме сплав NiTi мягкий, пластичный и может быть легко деформирован, в то время как R-фазовая трансформация обычно появляется как промежуточная фаза в большинстве коммерчески доступных проводов NiTi. По сравнению с аустенитными инструментами сообщается, что термически обработанные инструменты NiTi имеют повышенную циклическую усталостную прочность, прочность и гибкость, демонстрируя более низкие изгибающие нагрузки в испытаниях на изгиб.

В последнем десятилетии оптимизированные свойства термообработанных инструментов NiTi привели к тому, что компании выпустили на рынок несколько новых ротационных систем. Vortex Blue (Dentsply Sirona, Бальяги, Швейцария) была представлена в 2011 году, и запатентованная термообработка улучшила ее механические свойства по сравнению с предшественником, изготовленным из сплава M-Wire. Термообработанные ротационные инструменты TruNatomy (Dentsply Sirona, Бальяги, Швейцария) имеют переменный конус с перекошенным параллелограммом в поперечном сечении, и исследования сообщают о их способности сохранять радикулярный дентин во время механической подготовки корневого канала. Genius Proflex (Medidenta, Лас-Вегас, NV, США) - это недавно запущенная многопрофильная ротационная система, состоящая из инструментов с различными поперечными сечениями и подвергнутых различным термообработкам, что приводит к активным лезвиям разных цветов (фиолетовый, синий и желтый), с целью обеспечить баланс между гибкостью и прочностью в зависимости от металлической массы каждого инструмента в серии (https://bit.ly/3rgSqEH (доступно с 25 мая 2022 года)). На данный момент нет доступных научных доказательств, подтверждающих его эффективность или безопасность. Таким образом, цель данного исследования заключалась в том, чтобы с помощью многометодического подхода оценить дизайн, металлургию, механическую производительность и формообразующую способность ротационных инструментов Vortex Blue, TruNatomy и Genius Proflex. Нулевая гипотеза, подлежащая проверке в настоящем исследовании, заключалась в том, что не будет различий между этими инструментами по оцененным свойствам.

Материалы и методы

Новые 25-мм инструменты NiTi (n = 123) из 3 ротационных систем (41 в группе; Genius Proflex (25/0.04), TruNatomy (26/0.04v) и Vortex Blue (25/0.04)) (Рисунок 1) были сравнены по дизайну, металлургическим характеристикам и механическому поведению. Кроме того, 48 инструментов (16 в группе) были использованы для тестирования формообразующей способности каждой системы в корневых каналах экстрагированных нижних моляров. Инструменты предварительно проверялись под стереомикроскопом (×13.6 увеличение; Opmi Pico, Carl Zeiss Surgical, Оберкохен, Германия) на наличие дефектов, которые могли бы исключить их из тестирования, но ни один не был исключен.

Дизайн инструментов

Количество активных лезвий (в единицах) и спиральные углы (в градусах) на 6 самых корональных канавках 6 случайно выбранных эндодонтических файлов из каждой системы были оценены под стереомикроскопом (×13.6 увеличение; Opmi Pico) с использованием программного обеспечения ImageJ v1.50e (Лаборатория оптических и вычислительных инструментов, Мэдисон, Висконсин, США). Эти же инструменты были дополнительно изображены в обычном сканирующем электронном микроскопе (Hitachi S-2400, Hitachi, Токио, Япония) при различных увеличениях (×100 и ×500), чтобы оценить их дизайн лезвий (радиальные поверхности и симметрия), форму поперечного сечения, геометрию наконечника (активный или неактивный) и отделку поверхности.

Металлургическая характеристика

Полуколичественный элементный анализ 3 инструментов из каждой тестируемой системы был проведен для оценки соотношения никеля и титана, или наличия любого другого элемента, с использованием сканирующего электронного микроскопа (S-2400; Hitachi), оснащенного устройством энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS) (Bruker Quantax; Bruker Corporation, Биллерика, Массачусетс, США), установленным на 20 кВ и 3.1 А. Анализ проводился для каждого инструмента на расстоянии 25 мм от поверхности площадью 400 µm2 с использованием соответствующего программного обеспечения с коррекцией ZAF (Systat Software Inc., Сан-Хосе, Калифорния, США).

Метод дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC) (DSC 204 F1 Phoenix; Netzsch-Gerätebau GmbH, Selb, Германия) использовался для определения температур фазовых превращений сплава NiTi в соответствии с рекомендациями Американского общества по испытаниям и материалам. Фрагменты длиной от 2 до 3 мм (5–10 мг), удаленные из корональной активной лопасти 2 инструментов из каждой системы, подвергались 2-минутному воздействию химического травления, состоящего из смеси 45% азотной кислоты, 25% фтористоводородной кислоты и 30% дистиллированной воды. Затем они были помещены в алюминиевую чашу внутри устройства DSC, при этом пустая чаша служила контролем. Термальный цикл проводился в атмосфере газообразного азота с темпом 10˚C/мин при температурах от −150˚C до 150˚C. Температуры фазовых превращений анализировались с помощью программного обеспечения Netzsch Proteus Thermal Analysis (Netzsch-Gerätebau GmbH). Для каждой группы тест DSC проводился дважды для подтверждения результатов. Испытанные инструменты включали TruNatomy размер 26/0.04v, Vortex Blue размер 25/0.04 и весь набор инструментов Genius Proflex (размеры 25/0.06, 13/0.03, 17/0.05, 25/0.04 и 35/0.04) из-за различий в их термической обработке, как утверждает производитель (https://bit.ly/38DxX6J (доступно с 25 мая 2022 года)).

Механические испытания

Механическая производительность выбранных систем оценивалась с помощью циклической усталости, торсионного сопротивления и изгибных испытаний. Для каждого испытания размер выборки рассчитывался с ошибкой типа альфа 0,05 и мощностью 80%, основываясь на наибольшей разнице между 2 системами после 6 начальных измерений. Для времени до разрушения (TruNatomy против Genius Proflex; размер эффекта 217.8 ± 118.8), максимального крутящего момента (TruNatomy против Vortex Blue; размер эффекта 0.15 ± 0.22), угла вращения (TruNatomy против Genius Proflex; размер эффекта 6.2 ± 48.2) и максимальной изгибной нагрузки (TruNatomy против Vortex Blue; размер эффекта 67.7 ± 37.2) окончательные размеры выборки составили 6, 36, 949 и 6 инструментов соответственно. Хотя для максимального крутящего момента и угла вращения было рассчитано 36 и 949 инструментов, окончательный размер выборки был определен как 10 инструментов на группу для каждого параметра, поскольку разница, которую можно определить только в такой большой выборке, может считаться не имеющей клинического значения.

Тест на циклическую усталость проводился на неусеченной кривой трубке из нержавеющей стали (радиус 6 мм и угол 86˚) с использованием глицерина в качестве смазки, согласно предыдущим исследованиям. Испытанные инструменты были адаптированы к ручному инструменту с редукцией 6:1 (Sirona Dental Systems GmbH, Бенсхайм, Германия) и активированы в статическом режиме с помощью мотора с контролем крутящего момента (VDW Silver; VDW GmbH), установленного на 400 об/мин и 2,0 Н (Genius Proflex), 500 об/мин и 1,5 Н (TruNatomy) и 500 об/мин и 1,0 Н (Vortex Blue), в соответствии с указаниями производителей. Тест проводился при комнатной температуре (20˚C) в соответствии с рекомендациями Американского общества по испытаниям и материалам относительно испытаний на напряжение суперэластичных материалов NiTi. Перелом определялся как слуховым, так и визуальным осмотром. Время до перелома фиксировалось в секундах с помощью цифрового хронометра, а размер фрагмента измерялся в миллиметрах с помощью цифрового штангенциркуля для экспериментального контроля. Испытания на крутильную и изгибную прочность проводились в соответствии с международными стандартами. В тесте на крутильную прочность инструменты зажимались на 3 мм от их кончика и вращались по часовой стрелке с постоянной скоростью 2 оборота в минуту для оценки максимального крутящего момента (измеряемого в Н·см) и угла вращения (регистрируемого в градусах) до перелома. В тесте на изгиб каждый инструмент устанавливался в держателе файла мотора и располагался под углом 45˚ относительно пола, в то время как он был прикреплен к проводу (3 мм от его кончика), соединенному с универсальным испытательным аппаратом (Instron 3400; Instron Corporation, Кантон, Массачусетс, США). Максимальная нагрузка, необходимая для смещения инструмента на 45˚, с использованием нагрузки 20 Н и постоянной скорости 15 мм/мин, фиксировалась в грамм-силах (gf).

Способность к формированию

После одобрения данного исследовательского проекта местным этическим комитетом (Протокол CE- FMDUL 13/10/20) было случайным образом выбрано 120 двухкорневых нижнечелюстных моляров с полностью сформированными верхушками из пула экстрагированных зубов и первоначально отсканировано с размером пикселя 11,93 мкм в микрокомпьютерном томографе (микро-КТ) (SkyScan 1173; Bruker-microCT, Контрих, Бельгия), установленном на 70 кВ, 114 мкА, с вращением на 360˚ с шагами 0,7˚, с использованием алюминиевого фильтра толщиной 1 мм. Первый этап получения изображений заключался в фиксации образца на держателе с помощью стоматологического воска, чтобы избежать движения во время сканирования. Полученные проекции были реконструированы в аксиальные срезы с использованием стандартизированных параметров сглаживания, коэффициента аттенюации (0,05–0,007), упрочнения пучка (20%) и коррекции артефактов кольца (NRecon v.1.6.9; Bruker-microCT). Трехмерная (3D) модель внутренней анатомии каждого зуба была создана (CTAn v.1.14.4; Bruker-microCT) и качественно оценена (CTVol v.2.2.1; Bruker-microCT) относительно конфигурации корневых каналов. Затем, учитывая зубы с одинаковой рабочей длиной от цементно-эмалевого соединения до верхушки, а также одинаковым объемом и площадью поверхности от мезиальных и дистальных каналов, были рассчитаны в пределах этих двух анатомических ориентиров. На основе этих параметров образцы были анатомически сопоставлены для создания 3 групп по 4 зуба (12 каналов на группу), которые были случайным образом распределены по экспериментальной группе в соответствии с системой подготовки: Genius Proflex, TruNatomy и Vortex Blue.

После подготовки доступа к полости, апикальная проходимость была подтверждена с помощью K-файла размера 10 (Dentsply Sirona Endodontics), и путь для инструмента был выполнен с использованием K-файла размера 15 (Dentsply Sirona Endodontics) до рабочей длины (WL), установленной на 1 мм от апикального отверстия. В группе Genius Proflex корональное расширение было выполнено с помощью инструмента размера 25/0.06 (350 об/мин, 2.5 Н·см), за которым следовали инструменты размеров 13/0.03 (250 об/мин, 1.5 Н·см) и 25/0.04 (400 об/мин, 2 Н·см) до WL. В группе TruNatomy все инструменты использовались на 500 об/мин и 1.5 Н·см. После коронального расширения с помощью инструмента размера 20/0.08 использовались инструменты 17/0.02v (Glider) и 26/0.04v (Prime) до WL. В группе Vortex Blue последовательно использовались инструменты размеров 15/0.04 (500 об/мин, 0.7 Н·см), 20/0.04 (500 об/мин, 0.7 Н·см) и 25/0.04 (500 об/мин, 1 Н·см) до WL. Затем во всех группах дистальные каналы были дополнительно расширены с помощью инструментов размеров 35/0.05 (группа Genius Proflex; 400 об/мин, 2.5 Н·см), 36/0.03v (группа TruNatomy), 30/0.04 и 35/0.04 (группа Vortex Blue; 500 об/мин, 1.0 Н·см и 1.3 Н·см соответственно). Инструменты активировались электрическим мотором (VDW Silver; VDW, Мюнхен, Германия) и использовались в медленном движении вперед-назад с амплитудой около 3 мм с легким давлением в апикальном направлении. После 3 движений инструмент был удален из канала и очищен. WL была достигнута после 3 волн инструментирования. Каждый инструмент использовался в одном зубе и затем утилизировался. Ирригация проводилась с общим объемом 15 мл 2.5% NaOCl на канал, за которым следовала финальная промывка 5 мл 17% EDTA (3 мин) и 5 мл дистиллированной воды с использованием шприца, оснащенного иглой 30-G NaviTip (Ultradent, South Jordan, UT, USA), расположенной на 2 мм от WL. Все процедуры выполнялись опытным оператором под увеличением (×12.5; ZEISS OPMI Pico, Йена, Германия).

Каналы были слегка высушены бумажными точками, и была выполнена финальная сканировка и реконструкция с использованием ранее упомянутых параметров. Наборы данных до и после подготовки были совместно зарегистрированы (программное обеспечение 3D Slicer 4.3.1; http://www.slicer.org (доступ на 25 мая 2022 года)), и способность к формированию оценивалась путем измерения 3 параметров: объема дентинного материала, удаленного после подготовки (в мм3), объема твердых тканей, образовавшихся в результате протоколов подготовки (в мм3), и процента неподготовленных стенок канала. Экзаменатор, не знающий о протоколах формирования, выполнил все анализы, исключив соединения каналов и вспомогательную анатомию.

Статистический анализ

Для проверки нормальности данных использовались тесты Шапиро–Уилка и Лиллиефорса. В зависимости от распределения данных результаты были обобщены как средние (стандартное отклонение) или медианные (межквартильный диапазон) значения. Однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) и пост-хок тесты Тьюки были проведены для сравнения угла вращения, нетронутых стенок канала, объема (корневого канала, удаленного дентинного материала, твердых тканей), и площади поверхности (корневого канала) мезиальных каналов, в то время как тест Краскала–Уоллиса, в сочетании с тестом Данна, использовался для сравнения спирального угла, времени до разрушения, максимального крутящего момента до разрушения, максимальной изгибающей нагрузки и объема удаленного дентинного материала и твердых тканей в дистальном канале. Уровень значимости был установлен на уровне 5% (SPSS v25.0 для Windows; SPSS Inc., Чикаго, IL, США).

Результаты

Дизайн инструмента

Стереомикроскопический анализ инструмента по количеству лопастей и спиральным углам показал, что Vortex Blue (11 лопастей; 17.8˚ (17.3–18.9˚)) имел значительно меньший угол спирали по сравнению с TruNatomy (17 лопастей; 21.3˚ (19.5–22.1˚)) и Genius (9 лопастей; 21.7˚ (19.8–23.1˚)) (p < 0.05). SEM-анализ (Рисунок 1) показал, что все инструменты имели асимметричные лопасти, без радиальных площадок, и симметричные поперечные сечения с квадратными (TruNatomy), выпуклыми (Vortex Blue) и S-образными (Genius Proflex) профилями. Ни один из кончиков не мог быть идентифицирован как активный, и общая геометрия и углы перехода лопасти варьировались среди инструментов. В то время как кончики инструментов TruNatomy и Vortex Blue были плоскими на концах, Genius Proflex имел форму, напоминающую пулю. При более высоком увеличении все инструменты показали схожую отделку поверхности с узором параллельных линий, созданных процессом шлифования. Также было возможно наблюдать некоторые металлические перекаты на лопастях, но Vortex Blue показал больше неровностей, чем остальные (Рисунок 1).

Металлургические характеристики

Анализ EDS/SEM показал почти эквивалентное соотношение элементов никеля и титана в инструментах Genius Proflex (1.061), TruNatomy (1.014) и Vortex Blue (1.016), без каких-либо других отслеживаемых металлических элементов. Анализы DCS (Рисунок 2A) показали отчетливые кривые температур трансформации. Хотя ни один инструмент не имел полных аустенитных характеристик при тестовой температуре (20˚C), Vortex Blue и TruNatomy продемонстрировали эту особенность при температуре тела (36˚C). Наивысшие (45.4˚C) и наименьшие (25.9˚C) температуры начала и окончания R-фазы (34.6˚C и 13.5˚C) были зафиксированы в Genius Proflex и TruNatomy соответственно (Рисунок 2A). Vortex Blue имел самую низкую температуру начала аустенита (3.3˚C), а Genius Proflex показал самую высокую температуру окончания аустенита (50.3˚C). Тесты DSC инструментов Genius Proflex (Рисунок 2B) продемонстрировали схожую термическую обработку среди них, с незначительными различиями в температурах трансформации R-фазы, в охлаждающей трансформации мартенсита B19′ и в аустенитной трансформации во время кривых нагрева. Существенные различия были наблюдаемы в нагреве Genius Proflex 13/0.03, с более низкой температурой начала аустенита (3.6˚C) по сравнению с другими инструментами (Рисунок 2B).

Механическая производительность

Genius Proflex показал наибольшее время (252 с) и количество циклов (1680) до разрушения (p < 0.05), в то время как наименьшее время (41 с) и количество циклов (341.7) до разрушения были зафиксированы у TruNatomy (p < 0.05). Максимальный крутящий момент и угол вращения перед разрушением не показали значительных различий между группами (p > 0.05). TruNatomy продемонстрировал наибольшую гибкость (108.5 gf) по сравнению с другими протестированными инструментами (p < 0.05) (Таблица 1).

Способность к формированию

Гомогенность групп по объему и площади поверхности мезиальных и дистальных каналов была подтверждена (p > 0.05) (Таблица 2). Статистически значимых различий между группами по всем протестированным параметрам не наблюдалось (p > 0.05). Средние проценты неподготовленных участков каналов варьировались от 50.5% до 60.4% в мезиальном канале и от 57.8% до 68.7% в дистальном канале (Таблица 2, Рисунок 3).

Обсуждение

Настоящее исследование, использующее многометодный подход, оценивало общую геометрическую конструкцию, элементный состав, температуры фазовых превращений, механическое поведение и способность к формообразованию 3 термообработанных ротационных систем NiTi (Genius Proflex, TruNatomy и Vortex Blue). Этот методологический подход позволяет более комплексно оценить свойства тестируемых инструментов, так как он избегает «разделения знаний», явления, при котором структуры знаний о конкретной области состоят из нескольких отдельных частей.

Все тесты проводились в соответствии с строгими международными руководствами или методологиями с высокой внутренней валидностью, что позволяет получить более надежное и достоверное понимание работы систем. Хотя были замечены сходства между инструментами по составу никеля и титана, торсионному отклику (Таблица 1) и способности к формообразованию (Таблица 2, Рисунок 3), различия были обнаружены в спиральных углах, количестве лопастей, поперечных сечениях, геометрии наконечников (Рисунок 1), температурах переходных фаз (Рисунок 2), циклической усталости и испытаниях на изгиб (Таблица 1). Таким образом, нулевая гипотеза была отвергнута.

Различия в механическом поведении протестированных инструментов следует анализировать с учетом множества факторов, которые могут быть актуальны в зависимости от теста. Поскольку все инструменты были изготовлены из почти эквимолярных сплавов NiTi, их механическое поведение можно объяснить различиями в дизайне и кристаллографических структурах, которые отражены в их различных температурах фазовых превращений (Рисунок 2A). Учитывая, что все механические испытания проводились при комнатной температуре (20.0 ± 1˚C), что находится в диапазоне рабочей температуры инструмента, и в соответствии с рекомендациями ASTM, температуры Rs Genius Proflex (45.4˚C), Vortex Blue (34.5˚C) и TruNatomy (25.9˚C) указывают на то, что ни один из них не имел полностью аустенитных характеристик при температуре испытания. С другой стороны, эта базовая температура, как правило, повышается и приближается к температуре тела (около 36˚C) в клинических условиях. В таких случаях инструменты Vortex Blue и TruNatomy могут подвергаться кристаллографической перестройке, что приводит к большему увеличению количества аустенитной фазы по сравнению с Genius Proflex. Таким образом, более высокая мартенситная композиция и меньший металлический сердечник (представленный S-образным сечением и меньшим количеством лопастей) инструментов Genius Proflex, по сравнению с TruNatomy и Vortex Blue, могут объяснить их более высокую стойкость к циклической усталости (Таблица 1). К сожалению, результаты Genius Proflex не могут быть сопоставлены с литературой, так как пока нет научной публикации о его механических свойствах. С другой стороны, сравнения между TruNatomy и Vortex Blue показали противоречивые результаты. В одном исследовании статистически значимой разницы в среднем количестве циклов до разрушения между Vortex Blue (523.9) и TruNatomy (436.8) не наблюдалось, в другом исследовании TruNatomy показал большее среднее количество циклов до разрушения (1238.8) по сравнению с Vortex Blue (529.5). Эти исследования проводились при температуре тела (35–37˚C), и эти различия могут быть объяснены различиями в углах кривизны смоделированных каналов (90˚ против 60˚).

Хотя в тесте на циклическую усталость были замечены различия, инструменты показали схожие результаты в испытании на крутильное сопротивление. Этот тест проводился в соответствии с рекомендациями ISO 3630-3631, которые рекомендуют измерять крутильное сопротивление инструмента только на расстоянии 3 мм от его кончика. Этот методологический аспект может объяснить наблюдаемые сходства, поскольку на этом конкретном уровне незначительные различия между инструментами по конусности (0.04v для TruNatomy и 0.04 для Vortex Blue и Genius Proflex) компенсируются их различным поперечным сечением и металлическим сердечником. Хотя по этому методологическому аспекту существует мало споров, возможно, что анализы крутильного сопротивления, проведенные на других уровнях инструментов, могут привести к другим результатам, отличным от полученных здесь.

В этом исследовании было замечено интересное открытие в тесте на изгиб. Хотя ожидалось, что высокоэластичные инструменты будут лучше работать в тесте на сопротивление циклической усталости, TruNatomy оказался самым гибким инструментом, но имел наименьшее количество циклов до разрушения (Таблица 1). Этот, казалось бы, противоречивый результат можно объяснить различиями в небольшом диаметре проволоки NiTi, используемой для производства TruNatomy (0.8 мм), по сравнению с Genius Proflex и Vortex Blue (1.0 мм и 1.2 мм соответственно). Учитывая, что в тесте на изгиб все инструменты фиксируются в держателе файлов, меньшая проволока может оказывать прямое влияние на этот результат.

Идея инструментов Genius Proflex заключается в использовании различных кристаллографических фаз сплава NiTi в зависимости от клинических потребностей. Например, ожидается, что во время создания пути инструмента он будет подвергаться крутящему перегрузу, что требует высокой устойчивости к крутящему моменту, чтобы избежать неожиданных переломов, в то время как для апикального расширения, особенно в изогнутых каналах, устойчивость к изгибной усталости будет более актуальной, чем крутящий перегруз. Таким образом, если все инструменты в наборе подвергались бы одной и той же термической обработке, достигнутые металлургические изменения были бы более полезными для некоторых инструментов, чем для других. Таким образом, настоящее исследование также ставило целью проанализировать все наборы инструментов системы Genius Proflex (25/0.06; 13/0.03; 17/0.05; 25/0.04; 35/0.04) в отношении их температур фазового превращения (Рисунок 2B). Различные профили температур превращения в индивидуально термообработанных инструментах Genius Proflex были продемонстрированы инструментом для создания пути (13/0.03), который показал очень отличительное превращение R-фазы в мартенсит B19′ при охлаждении (Рисунок 2B), по сравнению с 25/0.06 (желтоватый цвет лезвия) и 35/0.04 (голубоватый цвет лезвия).

В дополнение к механическим тестам, это исследование также оценивало способность формообразования выбранных ротационных систем с использованием неразрушающей технологии микро-КТ, являющейся золотым стандартом. Этот аналитический инструмент позволяет стандартизировать выбор образцов, избегая предвзятости, связанной с морфологией корневых каналов, и оценивать несколько морфометрических параметров после подготовки корневого канала. Хотя были замечены различия в дизайне и механическом поведении среди протестированных инструментов (Таблица 1), все протоколы подготовки были схожи по количеству удаленного дентита после подготовки, количеству твердых тканей, образованных в результате протоколов подготовки, и неподготовленным стенкам каналов. Более того, не было зафиксировано ни одного случая поломки инструмента или значительного отклонения от первоначального пути канала. Похожие размеры кончиков и конусности протестированных инструментов могут объяснить эти результаты, которые соответствуют предыдущим исследованиям с использованием инструментов эквивалентных размеров и конусностей. В литературе как системы TruNatomy, так и Vortex Blue были оценены с точки зрения их способности формообразования с использованием технологии микро-КТ. Хотя в этих исследованиях использовались различные методологические стратегии, в совокупности их результаты были схожи с настоящим исследованием по большому проценту незатронутых стенок каналов (TruNatomy: 50%; Vortex Blue: 58.8%), низкому количеству удаления дентита после подготовки канала и небольшому накоплению твердых тканей (система Vortex Blue: 0.16 мм3).

Мультиметодическое исследование можно рассматривать как одну из основных сильных сторон настоящего исследования, которое позволило более всесторонне оценить профили и поведение инструментов. Кроме того, использование DSC позволило более широко понять проблему температуры по сравнению с тестами, основанными на одной температуре, какой бы она ни была. Среди ограничений настоящего исследования следует отметить тот факт, что не были проведены другие важные тесты, такие как эффективность резания, микроhardness и устойчивость к изгибу. Будущие исследования с использованием мультиметодического подхода должны включать эти дополнительные тесты для сравнения и обоснования этой новой тенденции производителей к производству наборов инструментов с индивидуально термообработанными сплавами NiTi. Знание характеристик этих инструментов может помочь клиницистам принять более обоснованное решение относительно того, какие инструменты выбрать в конкретной клинической ситуации.

Заключения

Инструменты Genius Proflex, Vortex Blue и TruNatomy показали различия в отношении количества лезвий, спиральных углов, поперечного сечения, геометрии наконечников, температур фазовых превращений, устойчивости к циклической усталости и гибкости, но были схожи по соотношению никель-титан, максимальному крутящему моменту, углу вращения до разрушения и способности к формированию.

Авторы: Эммануэль Дж. Н. Л. Силва, Жоржи Н. Р. Мартинс, Наташа К. Ажуз, Энрике С. Антунес, Виктор Т. Л. Виейра, Франсиско М. Браз Фернандес, Фелипе Г. Белладонна и Марко А. Версиани

Ссылки:

1. Ариас, А.; Питерс, О.А. Текущий статус и будущие направления: Формирование каналов. Int. Endod. J. 2022, 55 (Доп. 3), 637–655. [CrossRef] [PubMed]
2. Хюльсманн, М.; Питерс, О.А.; Думмер, П.М. Механическая подготовка корневых каналов: Цели формирования, техники и средства. Endod. Top. 2005, 10, 30–76. [CrossRef]
3. Чжоу, Х.; Пэн, Б.; Чжэн, Y. Обзор механических свойств эндодонтических инструментов из никель-титана. Endod. Top. 2013, 29, 42–54. [CrossRef]
4. Гавини, Г.; Дос Сантос, М.; Кальдейра, С.Л.; Мачадо, М.Е.Д.Л.; Фрейре, Л.Г.; Иглейсias, Е.Ф.; Питерс, О.; Кандейро, Г. Инструменты из никель-титана в эндодонтии: Краткий обзор современного состояния. Braz. Oral Res. 2018, 32, e67. [CrossRef]
5. Зупанц, Я.; Вахдат-Паджух, Н.; Шафер, Е. Новые термомеханически обработанные сплавы NiTi — Обзор. Int. Endod. J. 2018, 51, 1088–1103. [CrossRef] [PubMed]
6. Миллер, Д.А.; Лагудас, Д.С. Влияние холодной обработки и термической обработки на эффект памяти формы и развитие пластической деформации NiTi. Mater. Sci. Eng. 2001, 308, 161–175. [CrossRef]
7. Дюк, Ф.; Шен, Y.; Чжоу, Х.; Русе, Н.Д.; Ван, Z.-J.; Хиэви, А.; Хаапасало, М. Циклическая усталость файлов ProFile Vortex и Vortex Blue из никель-титана в одно- и двукриволинейных каналах. J. Endod. 2015, 41, 1686–1690. [CrossRef]
8. Мартинс, Ж.Н.Р.; Силва, Э.Ж.Н.Л.; Маркес, Д.; Перейра, М.Р.; Виейра, В.Т.Л.; Арантес-Оливейра, С.; Мартинс, Р.Ф.; Фернандес, Ф.Б.; Версиани, М. Проектирование, металлургические характеристики и механическое поведение инструментов NiTi из пяти различных термически обработанных ротационных систем. Materials 2022, 15, 1009. [CrossRef] [PubMed]
9. Силва, Э.Ж.Н.Л.; Родригес, С.; Виейра, В.Т.; Белладонна, Ф.Г.; Де-Деус, Г.; Лопес, Х.П. Устойчивость к изгибу и циклическая усталость нового термически обработанного ротационного инструмента. Scanning 2016, 38, 837–841. [CrossRef]
10. Мартинс, Ж.Н.Р.; Силва, Э.Ж.Н.Л.; Маркес, Д.; Белладонна, Ф.Г.; Симойнс-Карвальо, М.; да Коста, Р.П.; Жинейра, А.; Фернандес, Ф.М.Б.; Версиани, М.А. Сравнение пяти ротационных систем по проектированию, металлургии, механическим характеристикам и подготовке каналов — Мультиметодическое исследование. Clin. Oral Investig. 2022, 26, 3299–3310. [CrossRef] [PubMed]
11. Моралес, М.д.Л.Н.П.; Санчес, Х.А.Г.; Оливьери, Х.Г.; Эльмсмари, Ф.; Салмон, П.; Харамилло, Д.Е.; Терол, Ф.Д.-С. Оценка с помощью микрокомпьютерной томографии и сравнительное исследование способности формирования 6 файлов из никель-титана: Исследование in vitro. J. Endod. 2021, 47, 812–819. [CrossRef] [PubMed]
12. Силва, Э.Ж.Н.Л.; Лима, С.О.; Барбоза, А.Ф.А.; Лопес, Р.Т.; Сассон, Л.М.; Версиани, М.А. Влияние инструментов TruNatomy и ProTaper Gold на сохранение перирадикулярного дентита и на расширение апикального канала нижних моляров. J. Endod. 2022, 48, 650–658. [CrossRef]
13. ASTM:F2004-7; Стандартный метод испытания для температуры превращения сплавов никель-титана с помощью термического анализа. ASTM International: Уэст Коншохокен, Пенсильвания, США, 2004.
14. Силва, Э.Ж.; Мартинс, Ж.Н.; Лима, С.О.; Виейра, В.Т.; Фернандес Ф.М., Б.; Де-Деус, Г.; Версиани, М.А. Механические испытания, металлургическая характеристика и способность формирования ротационных инструментов NiTi: Мультиметодическое исследование. J. Endod. 2020, 46, 1485–1494. [CrossRef] [PubMed]
15. ASTM:F2516-07; Стандартные методы испытания для испытания на растяжение суперэластичных материалов из никель-титана. ASTM International: Уэст Коншохокен, Пенсильвания, США, 2007.
16. ANSI/ADA Спецификация № 28-2002. Файлы и реамеры для корневых каналов, тип K для ручного использования; ANSI/ADA: Чикаго, Иллинойс, США, 2002.
17. ISO 3630-3631:2008; Стоматология — Инструменты для корневых каналов — Часть 1: Общие требования и методы испытаний. ISO: Женева, Швейцария, 2008.
18. Паке, Ф.; Лайб, А.; Гаутшчи, Х.; Цендер, М. Анализ накопления остатков твердых тканей с помощью высокоразрешающих компьютерных томографических сканирований. J. Endod. 2009, 35, 1044–1047. [CrossRef] [PubMed]
19. Де-Деус, Г.; Белладонна, Ф.Г.; Силва, Э.Ж.Н.Л.; Маринс, Ж.Р.; Соуса, Э.М.; Перес, Р.; Невес А.Д., А. Оценка микрокомпьютерной томографии неинструментированных областей канала с различными расширениями, выполненными системами NiTi. Braz. Dent. J. 2015, 26, 624–629. [CrossRef] [PubMed]
20. Шенфельд, А. О наличии и использовании геометрических знаний. В Концептуальные и процедурные знания: Случай математики, 1-е изд.; Хиберт, Дж., Ред.; Лоуренс Эрлбаум Ассошиэйтс: Хиллсдейл, Нью-Джерси, США, 1986.
21. Версиани, М.А.; Леони, Г.Б.; Штейер, Л.; Де-Деус, Г.; Тассани, С.; Пекора, Дж.Д.; де Соуза-Нето, М.Д. Исследование микрокомпьютерной томографии овальных каналов, подготовленных саморегулируемым файлом, Reciproc, WaveOne и ProTaper universal системами. J. Endod. 2013, 39, 1060–1066. [CrossRef] [PubMed]
22. Мартинс Ж.Н., Р.; Силва, Э.Ж.Н.Л.; Маркес, Д.; Белладонна, Ф.; Симойнс-Карвальо, М.; Кама́чо, Э.; Версиани, М.А. Сравнение проектирования, металлургии, механической производительности и способности формирования реплицирующих и поддельных инструментов системы ProTaper Next. Int. Endod. J. 2021, 54, 780–792. [CrossRef]
23. Эльнаги, А.М.; Эльсака, С.Е.; Эльшазли, А.Х. Динамическая циклическая и торсионная усталостная стойкость TruNatomy по сравнению с различными ротационными инструментами из никель-титана. Aust. Endod. J. 2020, 46, 226–233. [CrossRef]
24. Эльнаги, А.М.; Эльсака, С.Е.; Мандора, А.О. Сравнительное исследование усталостной стойкости TruNatomy в одно- и двукриволинейных каналах по сравнению с различными ротационными инструментами из никель-титана. BMC Oral Health 2020, 20, 38. [CrossRef]
25. Мартинс, Ж.Н.Р.; Силва, Э.; Маркес, Д.; Белладонна, Ф.; Симойнс-Карвальо, М.; Виейра, В.Т.Л.; Антунес, Х.С.; Браз Фернандес, Ф.М.Б.; Версиани, М.А. Проектирование, металлургические характеристики, механическая производительность и подготовка каналов шести ротационных инструментов. Int. Endod. J. 2021, 54, 1623–1637. [CrossRef]
26. Азим, А.А.; Пиасецки, Л.; да Силва Нето, У.Х.; Круз, А.Т.Г.; Азим, К.А. XP Shaper, Новый адаптивный ротационный инструмент: Микрокомпьютерный томографический анализ его формирующих способностей. J. Endod. 2017, 43, 1532–1538. [CrossRef] [PubMed]
27. Йенсен, Л.Е.; Мерфи, С.; Уильямсон, А.Е.; Тейшейра, Ф.Б.; Джонсон, В.Т.; Фридл, С.Ц.; Питерс, О.А. Подготовка корневых каналов в нижних премолярах с TRUShape и Vortex Blue: Исследование с использованием микрокомпьютерной томографии. Aust. Endod. J. 2019, 45, 12–19. [CrossRef] [PubMed]