Сравнение пяти ротационных систем по дизайну, металлургии, механическим характеристикам и подготовке каналов — многометодическое исследование

Аннотация

Цели: Сравнить дизайн, металлургию, механическую производительность и подготовку каналов 5 ротационных систем.

Материалы и методы: Всего было сравнено 735 инструментов NiTi длиной 25 мм (размеры 0.17[0.18]/.02v, 0.20/.04v, 0.20/.07v, 0.25/.08v, 0.30/.09v) из систем ProTaper Gold, ProTaper Universal, Premium Taper Gold, Go-Taper Flex и U-File по общей геометрии и отделке поверхности (стереомикроскопия и сканирующая электронная микроскопия), соотношению никеля и титана (энергетическая дисперсионная спектроскопия), температурам фазового превращения (дифференциальная сканирующая калориметрия), механической производительности (крутильные и изгибные испытания) и необработанной поверхности канала (микро-КТ). Для статистических сравнений использовались однофакторный дисперсионный анализ и медианные тесты Муда с уровнем значимости, установленным на уровне 5%.

Результаты: Стереомикроскопический анализ показал больше спиралей и высокие углы спирали в системе Premium Taper Gold. Все наборы инструментов имели симметричные спирали, без радиальных площадок, без крупных дефектов и почти эквивалентное соотношение между элементами никеля и титана, в то время как различия наблюдались в геометрии и отделке поверхности их кончиков. При комнатной температуре (20 °C) тест DSC выявил мартенситные характеристики для ProTaper Gold и Go-Taper Flex, а также смешанные аустенитные и R-фазные характеристики для Premium Taper Gold, в то время как ProTaper Universal и U-Files имели полные аустенитные характеристики. В целом, более крупные инструменты имели более высокую устойчивость к крутящему моменту и значения изгибной нагрузки, чем более мелкие, в то время как наблюдалась непоследовательность и смешанные значения в угле вращения. Инструменты 0.25/.08v и 0.30/.09v из ProTaper Universal и U-File имели самые высокие максимальные крутящие моменты, самые низкие углы вращения и самые высокие изгибные нагрузки по сравнению с другими протестированными системами (P < .05). Значительных различий в отношении нетронутых стенок корневого канала после подготовки с использованием протестированных систем не было отмечено (P > .05).

Выводы: Хотя различия, наблюдаемые в общей геометрии и температурах фазовых превращений, повлияли на результаты механических испытаний, неподготовленные поверхности каналов были эквивалентны среди систем.

Клиническая значимость: Системы подготовки корневых каналов с аналогичной геометрией могут демонстрировать различные механические свойства, но эквивалентную способность формирования.

Введение

Появление ротационных систем из никель-титана (NiTi) для подготовки корневых каналов предоставило стоматологам инструменты с суперэластичностью и большей способностью сохранять оригинальный путь канала по сравнению с традиционными ручными файлами. Однако интенсивное крутильное напряжение, превышающее 8% деформации, приложенное к сплаву NiTi за короткий период времени, может привести к его пластической деформации и неожиданному разрушению. Механизм, чаще всего ассоциируемый с этим явлением, — это крутильная поломка, которая, в свою очередь, в основном вызвана зацеплением конуса, накоплением мусора в канавках и зацеплением кончика инструмента в узком канале, в то время как стержень продолжает вращаться. На протяжении многих лет производители пытались улучшить механические характеристики ротационных инструментов NiTi, изменяя некоторые из их характеристик, включая модификации в поперечном сечении, угле спирали, количестве лопастей, отделке поверхности и кристаллографической структуре сплава. Другим подходом к снижению напряжения на инструменте и, следовательно, к снижению частоты поломок является использование нескольких инструментов в определенной последовательности. Большинство ротационных систем NiTi, доступных в настоящее время, состоят из 3 или более инструментов, каждый из которых имеет различные характеристики и специфические значения крутящего момента и скорости, определенные производителями для повышения их безопасности в использовании. В клинической среде именно сочетание всех этих факторов будет влиять на работу ротационных инструментов во время механической подготовки корневых каналов.

ProTaper Universal (PTU; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Швейцария) является примером долговечной многофайловой ротационной системы, изготовленной из обычного сплава NiTi, которая все еще доступна сегодня. Совсем недавно ее производитель выпустил ProTaper Gold (PTG; Dentsply Maillefer), новую версию этой системы, в которой инструменты имеют аналогичный дизайн, но сплав был термомеханически обработан, что привело к улучшению усталостной прочности. На протяжении многих лет другие компании разработали системы, которые имитируют физический вид инструментов PTU, такие как Premium Taper Gold (Waldent, Шэньчжэнь, Китай), Go-Taper Flex (Access, Шэньчжэнь, Китай) и U-File (Dentmark, Лудхиана, Индия), и недавно некоторые исследования предоставили важную информацию о их безопасности, но клиницисты все еще не осведомлены о рисках, связанных с использованием продуктов без научной основы.

Несмотря на вышеупомянутые достижения, современные технологии механической подготовки все еще не способны очистить все стенки корневого канала, оставляя нетронутыми выступы или углубления, которые могут содержать остаточные бактериальные биопленки и могут служить потенциальной причиной стойкой инфекции и плохих результатов лечения. Поэтому углубленный анализ, включая инструменты NiTi, которые составляют каждую ротационную систему, должен включать многократный анализ всех этих переменных в соответствии с ранее предложенной концепцией многометодического исследования. Настоящее исследование направлено на заполнение пробела в литературе, оценивая полную систему инструментов для подготовки корневых каналов PTU (Dentsply Maillefer), PTG (Dentsply Maillefer), Premium Taper Gold (Waldent), Go-Taper Flex (Access) и U-File (Dentmark) с использованием многометодического исследования для оценки дизайна, металлургии, механической производительности и подготовки канала. Нулевая гипотеза, которую необходимо протестировать, заключалась в том, что нет различий между инструментами по их (i) механической производительности и (ii) способности формировать.

Материалы и методы

Всего было выбрано 735 инструментов NiTi размером 25 мм (размеры 0.17[0.18]/0.02v, 0.20/0.04v, 0.20/0.07v, 0.25/0.08v и 0.30/0.09v) из 5 различных ротационных систем (две из обычного сплава NiTi [PTU (Лот 1032529) и U-File (Лот AB2240404B)] и три термически обработанные [PTG (Лот 1523909), Premium Taper Gold (Лот 201808) и Go-Taper Flex (Лот 17110103)]) и были проведены сравнения по дизайну, металлургии, механическим характеристикам и подготовке каналов.

Дизайн инструментов

Шесть случайно выбранных инструментов каждого типа были исследованы под стереомикроскопом (увеличение × 3.4 и × 13.6; Opmi Pico, Carl Zeiss Surgical, Германия) и оценены по следующим параметрам: (a) количество активных лезвий (в единицах); (b) спиральный угол, определяемый как среднее значение 6 самых корональных углов активного лезвия, оцененное в тройном экземпляре; (c) расстояние (в мм) от 3 измерительных линий, отмеченных на некромающем участке инструментов, до кончика с использованием цифрового штангенциркуля (разрешение 0.01 мм; Mitutoyo, Aurora, IL, США). Измерения проводились в тройном экземпляре, усреднялись и считались несоответствующими, если значения превышали 0.1 мм от положения эталонной линии; и (d) наличие дефектов или деформаций, таких как пропущенные, скрученные или искаженные лезвия. Затем те же инструменты были исследованы под обычной сканирующей электронной микроскопией (SEM) (увеличение × 100 и × 500; S-2400, Hitachi, Токио, Япония) для оценки (a) симметрии спиралей в их активных лезвиях (симметричные или асимметричные; с радиальными участками или без них); (b) геометрии кончика (активный или неактивный); (c) формы в поперечном сечении; (d) следов, оставленных на поверхности в процессе обработки; и (e) незначительных деформаций или дефектов.

Металлургическая характеристика

Полуколичественный элементный анализ был проведен с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии (EDS/SEM) на расстоянии 25 мм от поверхности (400 мкм2) 3 инструментов каждого типа с использованием устройства SEM (20 кВ и 3.1A; S-2400, Hitachi), подключенного к детектору EDS (Bruker Quantax, Bruker Corporation, Billerica, MA, USA) с специализированным программным обеспечением с коррекцией ZAF (Systat Software Inc., San Jose, CA, USA). Дифференциальная сканирующая калориметрия (анализ DSC; DSC 204 F1 Phoenix; Netzsch-Gerätebau GmbH, Selb, Germany) использовалась для оценки металлургических характеристик инструментов. Этот тест проводился на фрагменте размером 3-5 мм (7-10 мг), полученном из корональной активной части 2 различных инструментов 0.20/0.07v каждой системы, в соответствии с рекомендациями Американского общества по испытаниям и материалам. Сначала образцы были помещены в химическую травильную ванну (45% азотной кислоты, 30% дистиллированной воды и 25% фтористоводородной кислоты) на 2 минуты, а затем установлены в алюминиевую чашку, при этом пустая чашка служила контролем. Термальные циклы проводились в атмосфере газообразного азота (N2) при температурах от 150 до −150 °C (скорость охлаждения/нагрева: 10 K/мин). Графики DSC были созданы (программное обеспечение Netzsch Proteus Thermal Analysis; Netzsch-Gerätebau GmbH) для визуальной оценки температур трансформации. В каждой группе тест DSC проводился дважды для подтверждения результатов.

Механические испытания

Механическая производительность всех инструментов в каждой системе оценивалась по тестам на крутящий момент и изгиб в соответствии с международными стандартами ANSI/ADA Nº28-2002 и ISO3630- 3631:2008. Инструмент 0.20/0.07v использовался в качестве эталона для расчета размера выборки на основе наибольшей разницы, наблюдаемой среди систем после 6 начальных измерений каждого теста. Расчет эффекта для максимального крутящего момента (0.26 ± 0.18; U-File против Go-Taper Flex), угла поворота (410.5 ± 226.6; Premium Taper Gold против Go-Taper Flex) и теста на изгиб (356.5 ± 188.3; U-File против Premium Taper Gold), с мощностью 80% и ошибкой типа альфа 0.05, составил 9, 6 и 6 инструментов соответственно, чтобы наблюдать различия между системами. Чтобы компенсировать тот факт, что расчет размера выборки не проводился для других размеров инструментов, было установлено всего 10 инструментов для каждого теста.

Перед каждым тестом выбранные инструменты визуально осматривались под стереомикроскопом (увеличение × 13.6), и деформации или дефекты не были обнаружены. В тесте на крутящий момент каждый инструмент был зажат в его апикальной части на 3 мм и вращался по часовой стрелке с постоянной скоростью (2 оборота/мин) до разрушения (TT100 Odeme Dental Research, Лузерна, Санта-Катарина, Бразилия). Затем были рассчитаны максимальный крутящий момент (в N.cm) и угол поворота (в градусах) до разрушения. Для теста на изгиб инструменты сначала устанавливались в держатель для файлов, который был расположен под углом 45° к полу. Затем их апикальные 3 мм были прикреплены к проводу, соединенному с универсальной испытательной машиной (Instron EMIC DL-200 MF, Сан-Жозе-дус-Пиньяйс, Бразилия), установленной на постоянной скорости 15 мм/мин и нагрузке 20 N, до тех пор, пока не произойдет смещение на 45°. Максимальная нагрузка для смещения была зафиксирована в граммах/силе (gf).

Подготовка корневого канала

После одобрения этого исследовательского протокола (#CE202003) местным этическим комитетом было случайным образом выбрано сто двухкорневых нижних моляров с полностью сформированными верхушками из пула удаленных зубов и отсканировано с разрешением 19 мкм (размер пикселя) с помощью микрокомпьютерной томографической системы SkyScan 1174v.2 (Bruker-microCT, Контрих, Бельгия), установленной на 50 кВ, 800 мА, с вращением на 180° с шагами 0.6°, используя алюминиевый фильтр толщиной 1 мм. Полученные проекции были реконструированы с использованием стандартизированных параметров для сглаживания (3), коэффициента затухания (0.01–0.15), упрочнения пучка (15%) и коррекции артефактов кольца (3) (NRecon v.1.6.9; Bruker-microCT). Программное обеспечение CTAn v.1.14.4 (Bruker-microCT) использовалось для создания трехмерных (3D) моделей внутренней анатомии каждого зуба, которые были оценены по конфигурации каналов (программное обеспечение CTVol v.2.2.1; Bruker-microCT). Затем морфометрические параметры корневых каналов, включая длину, объем, площадь поверхности и индекс модели структуры, были рассчитаны от уровня цементно-эмалевого соединения до верхушки (программное обеспечение CTAn v.1.14.4; Bruker-microCT). На основе этих измерений образцы были сопоставлены для создания 5 групп по 4 зуба, всего 55 корневых каналов. После проверки нормальности (тест Шапиро–Уилка) и гомоскедастичности (тест Левена) параметров (P > 0.05; односторонний дисперсионный анализ), была подтверждена однородность групп. Затем каждая группа зубов с анатомически сопоставленными каналами (n = 11) была случайным образом распределена по 1 из 5 экспериментальных групп в соответствии с протоколом подготовки с системами PTG, Premium Taper Gold, Go-Taper Flex, PTU и U-File.

Обычные доступные полости были подготовлены, и апикальная проходимость была подтверждена с помощью K-файла размера 10 (Ready Steel; Dentsply Maillefer). Путь для инструмента был выполнен с помощью K-файла размера 15 (Ready Steel; Dentsply Maillefer) на рабочей длине (WL), установленной на 0,5 мм от форамена. Процедура формовки была выполнена до WL с инструментами, адаптированными к угловой насадке 6:1 (Sirona Dental Systems GmbH), вращающейся в непрерывном часовой стрелке (VDW Silver; VDW GmbH) с легкими движениями вперед-назад, в соответствии с указаниями производителей. После 3 движений инструмент был удален и очищен, и процедура повторялась до достижения WL. Мезиальные каналы последовательно обрабатывались инструментами 0.17[0.18]/0.02v, 0.20/0.04v, 0.20/0.07v и 0.25/0.08v, в то время как дистальные каналы дополнительно расширялись с помощью инструмента 0.30/0.09v. Один инструмент использовался для 2 каналов, а затем утилизировался. После каждого этапа проводилась ирригация с общим объемом 15 мл 2,5% NaOCl на канал с использованием одноразового шприца, оснащенного иглой 30-G NaviTip (Ultradent, South Jordan, UT), расположенной на 1 мм от WL. Финальная ирригация проводилась с 5 мл 17% EDTA и 5 мл дистиллированной воды. Хемомеханическая подготовка проводилась одним оператором с большим опытом использования ротационных систем в клиниках. Затем корневые каналы были слегка высушены (ProTaper Gold paper points; Dentsply Maillefer), и был выполнен финальный микрокомпьютерный томографический скан и реконструкция, как упоминалось ранее.

Модели с цветовой кодировкой совместно зарегистрированных предоперационных и постоперационных моделей корней и корневых каналов (программное обеспечение 3D Slicer 4.3.1; http://www.slicer.org) были визуализированы (CTAn v.1.14.4; Bruker-microCT) для качественного сравнения групп (CTVol v.2.2.1; Bruker-microCT), в то время как количественная оценка проводилась путем расчета постоперационных морфометрических показателей (объем, площадь поверхности и индекс модели структуры) с использованием программного обеспечения CTAn v.1.14.4 (Bruker-microCT). Затем процент нетронутых стенок канала определялся по формуле (A_u/A_b) × 100, где A_u — это площадь нетронутого канала, а A_b — площадь канала до подготовки. Все анализы проводились экспертом, не знающим протоколы формирования.

Статистический анализ

Для оценки нормальности данных использовался тест Шапиро–Уилка. Данные с негауссовским распределением оценивались с помощью непараметрического медианного теста Муда, в то время как нормально распределенные результаты сравнивались с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) и пост-хок тестов Тьюки. Результаты были обобщены с использованием среднего и стандартного отклонения или медианы и интерквартильного диапазона в зависимости от распределения выборки с уровнем значимости, установленным на уровне 5% (SPSS v22.0 для Windows; SPSS Inc., Чикаго, IL, США).

Результаты

Дизайн инструментов

Стереомикроскопическая инспекция инструментов показала, что система Premium Taper Gold обычно имела на 1-3 спирали больше и более высокие углы спирали (⁓8°), чем другие протестированные системы, которые были довольно похожи по этим аспектам (Таблица 1). Позиции измерительных линий были последовательными в инструментах PTG и PTU, в то время как в остальных системах можно было наблюдать несоответствия, при этом все инструменты U-File показывали отклонения более 0.1 мм (Таблица 1).

Анализ SEM показал, что все наборы инструментов имели симметричные спирали без радиальных площадок, но с совершенно разной геометрией наконечников. Все инструменты всех систем имели выпуклую треугольную форму поперечного сечения, за исключением Premium Taper Gold, который имел треугольную геометрию в файлах 0.20/0.07v, 0.25/0.08v и 0.30/0.09v. Кроме того, в то время как инструменты PTG и PTU 0.30/0.09v имели вогнутое треугольное поперечное сечение, у других инструментов была треугольная форма (Рис. 1). Визуальный и микроскопический анализ всех инструментов не выявил серьезных деформаций или дефектов. В отличие от этого, анализ SEM поверхностей инструментов показал, что инструменты PTG, PTU и Go-Taper Flex имели горизонтальные параллельные следы, возникшие в результате производственного процесса, в то время как на поверхности инструментов Premium Taper Gold и U-File наблюдалось меньше неровностей (Рис. 2).

Металлургическая характеристика

Анализ EDS/SEM подтвердил, что все системы были изготовлены из сплава NiTi. Во всех инструментах элементы никеля и титана имели почти эквивалентное соотношение без каких-либо следов других металлических компонентов. При комнатной температуре (20 °C) тест DSC показал мартенситные характеристики для PTG (Rs ~ 49.0 °C; Rf ~ 31.1 °C) и Go-Taper Flex (Rs ~ 43.4 °C; Rf ~ 24.9 °C), а также смешанные аустенитные и R-фазы для Premium Taper Gold (Rs ~ 26.8 °C; Rf ~ 16.1 °C), в то время как PTU и U-Files имели полные аустенитные характеристики (температуры Rs ниже 20 °C) (Рис. 3).

Механические испытания

В целом, результаты сопротивления крутящему моменту и изгибной нагрузки инструментов 0.20/0.07v, 0.25/0.08v и 0.30/0.09v были выше, чем у файлов 0.17[0.18]/0.02v и 0.20/0.04v, в то время как наблюдалась непоследовательность и смешанные значения в угле вращения. Хотя некоторые непоследовательные результаты также могли быть наблюдаемы в других механических испытаниях, инструменты 0.25/0.08v и 0.30/0.09v систем PTU и U-File показали наибольшие максимальные крутящие моменты и изгибные нагрузки (меньшая гибкость), а также наименьшие углы вращения (P < 0.05) по сравнению с другими 3 системами. Общий обзор в зависимости от размеров инструментов показывает, что наибольшие медианные значения крутящего момента были найдены у инструментов меньшего размера PTG (0.18/0.02v с 0.60 N.cm; 0.20/0.04v с 1.06 N.cm) и больших U-File (0.20/0.07v с 1.32 N.cm; 0.25/0.08v с 1.91 N.cm; 0.30/0.09v с 2.95 N.cm), в то время как у больших инструментов системы Premium Taper Gold было наименьшее значение крутящего момента (P < 0.05). Premium Taper Gold также показал наименьшую изгибную нагрузку (больше гибкости) в 4 из 5 инструментов и наибольший угол вращения в 3 из них (Рис. 4; Таблица 2).

Подготовка корневого канала

Статистически значимых различий между ротационными системами по 3D морфометрическим параметрам, измеренным до или после формовочных процедур (P > 0.05), а также по проценту неподготовленной поверхности канала (P > 0.05) не было обнаружено (Таблица 3). Ни одна система не смогла подготовить всю поверхность медиальных и дистальных корневых каналов нижних моляров (Рис. 5).

Обсуждение

Концепция многометодного исследования описывается как смешанный метод, который одновременно использует несколько качественных и количественных методологий в дизайне исследования. Основное преимущество многометодного смешанного исследования заключается в возможности компенсировать слабости тестов, включенных в анализ. Например, хотя различия между группами могут быть выявлены с использованием количественных методологий, эти различия могут быть трудными для обоснования или объяснения, если они не контекстуализированы и не интегрированы с неколичественной информацией. Таким образом, смешанный многометодный подход предоставляет больше информации, лучшее понимание и превосходную внутреннюю и внешнюю валидацию по сравнению с оценкой с использованием одного или двух методов. В настоящем исследовании результаты, полученные в количественных тестах (максимальный крутящий момент, угол вращения, максимальная изгибающая нагрузка, площадь не подготовленной поверхности канала) базового полного набора инструментов (5 различных размеров) из 5 ротационных систем, доступных на рынке, были объяснены на основе их качественной оценки (общий дизайн, отделка поверхности и кристаллографическое расположение металлического сплава) и выполнены в соответствии с международными руководящими принципами или хорошо установленными и валидированными методологиями. В целом, результаты показали различия в механических свойствах систем, и первая нулевая гипотеза была отвергнута. С другой стороны, проценты неподготовленных поверхностей каналов были схожи среди систем, что привело к принятию второй нулевой гипотезы. Что касается многометодного подхода, использованного в этом исследовании, важно отметить, что тест на циклическую усталость не был включен в качестве количественного метода анализа, учитывая отсутствие стандартизированных руководящих принципов для тестирования инструментов NiTi и несколько методологических недостатков, недавно сообщенных в литературе.

Широко признано, что дизайн и металлургические свойства ротационных инструментов из NiTi имеют значительное влияние на их механическую производительность. В целом, учитывая их большие размеры на D3 (позиция, в которой инструмент зафиксирован во время торсионного теста), крупные и сужающиеся инструменты 0.20/0.07v, 0.25/0.08v и 0.30/0.09v показали более высокие значения сопротивления крутящему моменту, чем меньшие инструменты. Механическим параметром с более смешанными результатами был угол вращения. Трудно выделить типичное поведение у меньших инструментов 0.17[0.18]/0.02v; однако более низкие углы вращения были наблюдаемы в системах Go-Taper Flex, ProTaper Universal и U-Files, что в некотором роде согласуется с высокими значениями, наблюдаемыми в их максимальном крутящем моменте, индикаторе более высокой жесткости.

Можно предположить, что состав сплава не оказал влияния на механическую производительность инструментов, учитывая, что все системы были изготовлены из схожих количеств никеля и титана, без следов других металлов. С другой стороны, сочетание общей геометрии, оцененной с помощью стереомикроскопии и СЭМ, и кристаллографической структуры сплава, определяемой анализом температуры фазового превращения DSC, может частично объяснить почти все механические результаты. Например, большое количество спиралей в системе Premium Taper Gold вместе с небольшим объемом сердечника ее инструментов (треугольное сечение) (Рис. 1) являются геометрическими характеристиками, которые повышают гибкость. Ассоциация этих характеристик с лучшей отделкой поверхности (Рис. 2) и смешанным аустенитным плюс R-фазным сплавом (Рис. 3), характеристиками, которые улучшают как гибкость, так и свойства сопротивления к разрушению, помогает объяснить общий более низкий максимальный крутящий момент, больший угол вращения и более низкие значения изгибающих нагрузок инструментов Premium Taper Gold по сравнению с другими системами (Таблица 2; Рис. 4). В отличие от этого, полная аустенитная структура PTU (Rs ⁓10.6 °C) и U-File (Rs ⁓18.1 °C) (Рис. 3) объясняет их более низкий угол вращения и более высокую изгибающую нагрузку (меньшая гибкость) по сравнению с другими 3 мартенситными системами (PTG, Premium Taper Gold и Go-Taper Flex) (Рис. 4). Специфические различия, наблюдаемые при сравнении некоторых инструментов PTU и U-File, а также мартенситных систем (PTG и Go-Taper Flex) (Рис. 4), могут быть объяснены качеством их отделки поверхности (Рис. 2) и другими характеристиками, не исследованными в настоящем исследовании, такими как реальные размеры инструментов, учитывая, что большинство из них были схожи по другим протестированным параметрам.

Хотя многие исследования полагаются на механические параметры для оценки эффективности ротационных систем NiTi, более полное понимание должно также включать оценку их эффективности в подготовке системы корневых каналов. Известно, что определенные микроорганизмы могут проникать в дентинные канальцы на разных глубинах и организовываться в биопленки, что в конечном итоге может привести к апикальному периодонтиту. Учитывая это, способность данного механического инструмента очищать дентинные стенки приобретает особый интерес из-за его потенциальной способности удалять инфицированный дентин и/или разрушать бактериальные биопленки. Поэтому в настоящем многометодном исследовании использовалась высокоточная, неразрушающая и хорошо зарекомендовавшая себя методология визуализации для оценки формообразующей способности тестируемых систем в отношении процента дентинных стенок, затронутых инструментами в соответствии с механическим протоколом подготовки, рекомендованным производителями. Хотя металлургические различия тестируемых инструментов четко отразились в полученных результатах механического тестирования, оценка микро-КТ процента неподготовленных участков мезиальных корневых каналов нижних моляров не выявила различий между системами (Таблица 3; Рис. 5). Как уже сообщалось ранее, этот параметр не подвержен влиянию при сравнении аналогичных протоколов подготовки с аналогичными инструментами, если правильно сбалансировать группы по морфометрическим параметрам, таким как конфигурация канала, длина, объем, площадь поверхности и 3D-геометрия. На самом деле, этот результат подтверждает предыдущее опубликованное исследование, в котором оригинальная геометрия корневого канала оказала большее влияние на результаты формообразующих процедур, чем протоколы подготовки. Тем не менее, точечные различия в конкретных инструментах не смогли вызвать значительных различий в формообразовании корневых каналов. Важно отметить, что серьезные пластические деформации произошли в двух инструментах 0.25/0.08v, и произошел перелом одного инструмента 0.18/0.02v системы Premium Taper Gold, возможно, связанный с его дизайном и металлургическими характеристиками, как уже упоминалось ранее.

Для анализа с помощью микро-КТ пилотное исследование не проводилось, поскольку технология микро-КТ уже была валидирована для оценки неподготовленных поверхностей корневого канала после инструментирования. Таким образом, первоначальная оценка размера выборки была проведена в меньших масштабах с целью оценки осуществимости, продолжительности, стоимости и неблагоприятных событий, а также для улучшения дизайна исследования перед проведением полномасштабного исследовательского проекта. Расчеты основывались на результатах наибольших различий между 2 системами (Premium Taper Gold и Go-Taper Flex) в отношении неподготовленных участков, измеренных после формовочных процедур первых 3 парных каналов, учитывая размер эффекта 1.14, стандартное отклонение 5.60, мощность 80% и уровень ошибки альфа 0.05. В этих условиях требуется всего 378 парных корневых каналов на группу для статистического вывода (т.е. минимальный размер выборки, который позволит наблюдать различия между группами). Однако в этом исследовании использовались инструменты с аналогичными размерами для подготовки строго отобранной и сопоставленной анатомии каналов. Кроме того, каждый зуб служил своим собственным контролем, поскольку был использован неразрушающий аналитический инструмент для анализа одного и того же образца до и после экспериментальных протоколов. Это означает, что можно ожидать аналогичного результата, как и было, подтверждая аналогичные выводы, представленные в предыдущих публикациях. С другой стороны, другой результат мог бы указывать на возможный bias в выборе и распределении выборки, чего не наблюдается в данном исследовании. В заключение, если кто-то ожидает наблюдать различия в таких стандартизированных условиях, потребуется огромный, неосуществимый и нереалистичный размер выборки, поскольку размер эффекта значительно мал. Поэтому, основываясь на этих аргументах и учитывая низкое клиническое значение, которое эта находка может иметь при таком большом размере выборки (378 парных каналов на группу), было определено всего 11 каналов на группу, следуя предыдущим публикациям.

В целом, результаты, полученные при тестировании инструментов PTU и PTG, подтверждают предыдущие отчеты в отношении пропорций никеля и титана, температур фазовых превращений, испытаний на крутящий момент и изгиб, а также площади поверхности неподготовленного канала. К сожалению, результаты инструментов Premium Taper Gold, Go-Taper Flex и U-File не удалось сравнить с предыдущими исследованиями из-за отсутствия доступной информации. Основным преимуществом настоящего исследования было использование многометодического исследовательского протокола в соответствии с международными рекомендациями и хорошо установленными и ранее валидированными методологиями. Одной из основных проблем при оценке площади поверхности неподготовленного канала является анатомический уклон, который может выступать в качестве смешивающего фактора. Для обеспечения сопоставимости было предпринято первоначальное усилие по идентификации, выбору и сопоставлению каналов в соответствии с несколькими морфометрическими параметрами. Учитывая экс-виво характер этой оценки с помощью микро-КТ, внешняя валидность результатов, как правило, выше, чем при чисто лабораторной механической оценке ротационных систем, что также можно считать еще одним преимуществом этого исследования. В качестве ограничений не были оценены реальные размеры инструментов, информация о которых могла бы добавить должное обоснование для некоторых результатов, и что другие тесты, такие как микроупругость и эффективность резания, также могли бы быть использованы в этом многометодическом протоколе. Эти ограничения могут стать темой для дальнейших исследований.

Выводы

Настоящее многометодное исследование позволило получить важную информацию о основном наборе инструментов 5 ротационных систем с разных точек зрения, чтобы оценить их механическую производительность и эффективность формообразования в терминах подготовленных поверхностей каналов. Было отмечено, что геометрия инструментов и температуры фазовых превращений влияли на результаты механических испытаний, но не на процесс формообразования. Системы PTU и U-File были полностью аустенитными при температуре испытаний, в то время как другие показали мартенситные характеристики. В целом, инструменты Premium Taper Gold продемонстрировали высокие углы вращения и гибкость, в то время как инструменты PTU и U-File имели низкие углы вращения и высокую устойчивость к изгибу. Хотя разница в проценте неподготовленных поверхностей каналов среди систем не наблюдалась, инструменты Premium Taper Gold подверглись постоянным деформациям в некоторых случаях во время подготовки канала.

Авторы: Жоржи Н. Р. Мартинс, Эммануэль Жоао Ногейра Леал Силва, Дуарт Маркес, Фелипе Гонсалвеш Белладонна, Марко Симойнс-Карвальо, Руй Перея да Кошта, Антониу Гинейра, Франсиско Мануэл Браз Фернандеш, Марко Aurélio Версиниани

Ссылки:

1. Kuhn WG, Carnes DL Jr, Clement DJ, Walker WA (1997) Влияние дизайна наконечника никель-титановых и нержавеющих стальных файлов на подготовку корневых каналов. J Endod 23:735–738
2. Thompson SA (2000) Обзор никель-титановых сплавов, используемых в стоматологии. Int Endod J 33:297–310
3. Sattapan B, Nervo GJ, Palamara JE, Messer HH (2000) Дефекты ротационных никель-титановых файлов после клинического использования. J Endod 26:161–165
4. Silva E, Vieira VTL, Hecksher F, Dos Santos Oliveira MRS, Dos Santos AH, Moreira EJL (2018) Циклическая усталость при использовании сильно изогнутых каналов и торсионная устойчивость термически обработанных ротационных инструментов. Clin Oral Investig 22:2633–2638
5. Blum JY, Cohen A, Machtou P, Micallef JP (1999) Анализ сил, возникающих во время механической подготовки экстрагированных зубов с использованием ротационных инструментов Profile NiTi. Int Endod J 32:24–31
6. Wei X, Ling J, Jiang J, Huang X, Liu L (2007) Режимы разрушения ротационных инструментов ProTaper из никель-титана после клинического использования. J Endod 33:276–279
7. McSpadden JT (2007) Освоение эндодонтической инструментовки. 1-е издание. Cloudland Institute, Чаттануга
8. Condorelli GG, Bonaccorso A, Smecca E, Schafer E, Cantatore G, Tripi TR (2010) Улучшение усталостной прочности никель-титановых эндодонтических файлов за счет модификаций поверхности и объема. Int Endod J 43:866–873
9. Zhou H, Peng B, Zheng Y (2013) Обзор механических свойств никель-титановых эндодонтических инструментов. Endod Top 29:42–54
10. Elnaghy AM, Elsaka SE (2016) Механические свойства ротационных инструментов Pro-Taper Gold из никель-титана. Int Endod J 49:1073–1078
11. Martins JNR, Nogueira Leal Silva EJ, Marques D, Ginjeira A, Braz Fernandes FM, Deus G, Versiani MA (2020) Влияние кинематики на устойчивость к циклической усталости ротационных инструментов, похожих на реплики, и оригинальных брендов. J Endod 46:1136–1143
12. Alcalde M, Duarte MAH, Amoroso Silva PA, Souza Calefi PH, Silva E, Duque J, Vivan R (2020) Механические свойства ротационных систем Pro-Taper Gold, EdgeTaper Platinum, Flex Gold и Pro-T. Eur Endod J 5:205–211
13. Martins JNR, Silva E, Marques D, Belladonna F, Simoes-Carvalho M, Camacho E, Braz Fernandes FM, Versiani MA (2021) Сравнение дизайна, металлургии, механических характеристик и способности к формированию инструментов, похожих на реплики, и подделок системы ProTaper Next. Int Endod J 54:780–792
14. Love RM (2004) Вторжение бактерий корневого канала в дентинные канальцы. Endod Top 9:52–65
15. 15.          Arnold M, Ricucci D, Siqueira JF Jr (2013) Инфекция в сложной сети апикальных разветвлений как причина персистирующего апикального периодонтита: клинический случай. J Endod 39:1179–1184
16. Ricucci D, Candeiro GTM, Bugea C, Siqueira JF Jr (2016) Сложная апикальная интрарадикулярная инфекция и экстрарадикулярные минерализованные биопленки как причина влажных каналов и неудачи лечения: отчет о 2 случаях. J Endod 42:509–512
17. Hunter A, Brewer JD (2015) Проектирование многометодных исследований. В: Hesse-Biber S, Johnson RB (ред.) Оксфордское руководство по многометодным и смешанным методам исследования. Oxford University Press, Оксфорд
18. ASTM International (2004) ASTM F2004 − 17: Стандартный метод испытания для температуры трансформации никель-титановых сплавов с помощью термического анализа. 1–5
19. ANSI/ADA Спецификация Nº28–2002. Файлы и реамеры для корневых каналов, тип K для ручного использования
20. ISO3630–3631:2008. Стоматология – инструменты для корневых каналов – Часть 1: Общие требования и методы испытаний
21. Martins JNR, Silva EJNL, Marques D, Belladonna F, Simões-Carvalho M, Vieira VTL, Antunes HS, Braz Fernandes FM, Versiani MA (2021) Дизайн, металлургические характеристики, механическая производительность и подготовка каналов шести ротационных инструментов. Int Endod J 54:1623–1637
22. Creswell JW (2014) Дизайн исследования: качественные, количественные и смешанные методы, 4-е изд. Sage Publications, Тусон Оукс
23. Peters OA, Laib A, Ruegsegger P, Barbakow F (2000) Трехмерный анализ геометрии корневого канала с помощью высокоразрешающей компьютерной томографии. J Dent Res 79:1405–1409
24. Hulsmann M (2019) Исследования, которые имеют значение: исследования усталости ротационных и рециркуляционных инструментов NiTi для корневых каналов. Int Endod J 52:1401–1402
25. Zupanc J, Vahdat-Pajouh N, Schafer E (2018) Новые термомеханически обработанные сплавы NiTi - обзор. Int Endod J 51:1088–1103
26. Kramkowski TR, Bahcall J (2009) Сравнение торсионного напряжения и устойчивости к циклической усталости ротационных никель-титановых файлов ProFile GT и Pro-File GT Series X в условиях in vitro. J Endod 35:404–407
27. Vieira AR, Siqueira JF Jr, Ricucci D, Lopes WSP (2012) Инфекция дентинных канальцев как причина рецидивирующей болезни и поздней неудачи эндодонтического лечения: клинический случай. J Endod 38:250–254
28. Peters OA, Schonenberger K, Laib A (2001) Влияние четырех техник подготовки Ni-Ti на геометрию корневого канала, оцененную с помощью микрокомпьютерной томографии. Int Endod J 34:221–230
29. Peters OA, Peters CI, Schonenberger K, Barbakov F (2003) Подготовка корневого канала Pro-Taper: влияние анатомии канала на окончательную форму, проанализированную с помощью микрокомпьютерной томографии. Int Endod J 36:86–92
30. Zuolo ML, Zaia AA, Belladonna FG, Silva EJNL, Souza EM, Versiani MA, Lopes RT, De-Deus G (2018) Оценка микрокомпьютерной томографии способности к формированию четырех систем инструментов для корневых каналов в овальных каналах. Int Endod J 51:564–571
31. Stringheta CP, Bueno CES, Kato AS, Freire LG, Iglecias EF, Santos M, Pelegrine RA (2019) Оценка микрокомпьютерной томографии способности к формированию четырех систем инструментов в изогнутых корневых каналах. Int Endod J 52:908–916
32. Silva E, Martins JNR, Lima CO, Vieira VTL, Fernandes FMB, De-Deus G, Versiani MA (2020) Механические испытания, металлургическая характеристика и способность к формированию ротационных инструментов NiTi: многометодное исследование. J Endod 46:1485–1494
33. Weyh DJ, Ray JJ (2020) Сравнение устойчивости к циклической усталости и металлургии ротационных эндодонтических файлов. Gen Dent 68:36–39
34. Hieawy A, Haapasalo M, Zhou H, Wang ZJ, Shen Y (2015) Поведение фазовой трансформации и устойчивость к изгибу и циклической усталости инструментов ProTaper Gold и ProTaper Universal. J Endod 41:1134–1138
35. Versiani MA, Leoni GB, Steier L, De-Deus G, Tassani S, Pecora JD, de Sousa-Neto MD (2013) Исследование микрокомпьютерной томографии овальных каналов, подготовленных с помощью саморегулируемого файла, Reciproc, WaveOne и систем ProTaper Universal. J Endod 39:1060–1066