Микрокомпьютерная томографическая оценка влияния систем ProTaper Next и Twisted File Adaptive на трещины в дентине

Аннотация

Введение: Целью настоящего исследования было оценить частоту наблюдаемых дентинных микротрещин после подготовки корневых каналов с использованием систем ProTaper Next (PTN; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Швейцария) и Twisted File Adaptive (TFA; SybronEndo, Orange, CA) с помощью микро-компьютерной томографической анализа.

Методы: Двадцать умеренно изогнутых мезиальных корней нижних моляров с конфигурацией канала типа II Вертуcci были случайным образом распределены по 2 экспериментальным группам (n = 10) в зависимости от системы, используемой для подготовки корневого канала: системы PTN или TFA. Образцы были отсканированы с помощью высокоразрешающего микро-компьютерного томографического изображения до и после подготовки корневого канала. Затем предоперационные и послеоперационные поперечные изображения мезиальных корней (N = 25,820) были отсканированы для выявления наличия дентинных дефектов.

Результаты: Дентинные микротрещины были обнаружены в 38.72% (n = 5150) и 30.27% (n = 3790) поперечных изображений в группах PTN и TFA соответственно. Все дентинные дефекты, выявленные в послеоперационных сканах, уже были присутствовали в соответствующих предоперационных изображениях.

Выводы: Подготовка корневых каналов с использованием систем PTN и TFA не вызвала формирования новых микротрещин в дентине. (J Endod 2015;■:1–4)

Разработка новых систем подготовки корневых каналов на основе никель-титана (NiTi), таких как недавно запущенные ProTaper Next (PTN; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Швейцария) и Twisted File Adaptive (TFA; SybronEndo, Ориндж, Калифорния), в основном основывалась на изменениях в конструкции инструмента, сплаве и кинематике.

Система PTN состоит из 3 инструментов, изготовленных из уникального NiTi сплава и M-wire, произведенного с помощью термической обработки, и включает в себя переменный конусный дизайн и уникальную смещенную массу вращения, что улучшает прочность и гибкость вдоль активной части. Согласно производителю, конструкция PTN приводит к асимметричному вращательному движению, предназначенному для уменьшения винтового эффекта за счет минимизации площади контакта между файлом и дентинной стенкой, улучшая апикальный контроль за выброшенными остатками. Система TFA была разработана с тремя конструктивными особенностями, а именно термообработкой в R-фазе, закручиванием металла и специальной обработкой поверхности, которые, как утверждается, повышают прочность, гибкость и устойчивость к усталости, минимизируя транспортировку даже в сильно изогнутых корневых каналах. Инструменты TFA приводятся в движение специализированным мотором (Elements Adaptive motor, SybronEndo), который автоматически адаптирует движение к непрерывному вращательному или возвратно-поступательному движению в зависимости от трения внутри канала над инструментом во время подготовки корневого канала.

Несколько исследований сообщили о развитии дефектов дентинной ткани, таких как микро-трещины и линии трещин, после подготовки корневых каналов с использованием инструментов на основе NiTi. Эти дентинные дефекты могут служить триггерной точкой для вертикальных переломов корня и могут повлиять на долгосрочную выживаемость эндодонтически обработанных зубов. Недавно, используя методологию разрушительной секционной техники, Капар и др. показали, что PTN вызывает меньше дентинных трещин по сравнению с системой ProTaper Universal (Dentsply Maillefer). На данный момент ни PTN, ни TFA не оценивались с точки зрения формирования микро-трещин в дентине с помощью недеструктивной визуализации. Таким образом, целью данного исследования было оценить процентную частоту дентинных микро-трещин, наблюдаемых после подготовки корневых каналов с использованием систем PTN и TFA с помощью анализа микрокомпьютерной томографии (микро-CT) высокого разрешения. Нулевая гипотеза, которая была проверена, заключалась в том, что подготовка корневых каналов с использованием систем PTN и TFA не может создать новые микро-трещины в дентине.

Материалы и методы

Расчет размера выборки

Общий размер выборки для этого исследования был рассчитан после оценки размера эффекта дентинных дефектов, вызванных ротационными и реверсивными системами, как сообщалось ранее, где процентное соотношение образцов с полными и неполными дентинными трещинами варьировало от 18.3% до 51.6%. Восемь образцов были указаны с помощью теста хи-квадрат и статистического теста дисперсии (G*Power 3.1 для Macintosh; Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Дюссельдорф, Германия) с α = 0.05 и β = 0.95 как минимальный размер, необходимый для наблюдения того же эффекта инструментов на дентин.

Выборка образцов

После одобрения этического комитета было получено 175 человеческих нижних первых и вторых моляров с полностью разделенными корнями, извлеченных по причинам, не связанным с этим исследованием, из пула зубов. Все корни первоначально осматривались с помощью стереомикроскопа при увеличении 12× для обнаружения и исключения зубов с любыми видимыми предшествующими трещинами или трещинами. Затем была сделана цифровая рентгенограмма в буколингвальном направлении для визуализации возможных препятствий в корневых каналах и определения угла изгиба мезиального корня. Были выбраны только зубы с умеренным изгибом мезиального корня (варьирующим от 10^◦ до 20^◦), в которых корневые каналы были проходимы на длину с размером 10 K-файла (Dentsply Maillefer). Образцы были декоронированы, а дистальные корни были удалены с помощью низкоскоростной пилы (Isomet; Buhler Ltd, Lake Bluff, NY) с водяным охлаждением, оставляя мезиальные корни длиной примерно 12 ± 1 мм, чтобы предотвратить введение смешивающих переменных. В результате было выбрано 88 образцов и хранилось в 0.1% растворе тимола при 5^◦C.

Чтобы получить общее представление о анатомии канала, мезальные корни были предварительно отсканированы при относительно низком изотропном разрешении (70 мкм) с использованием микро-КТ сканера (SkyScan 1173; Bruker microCT, Контрих, Бельгия) при 70 кВ и 114 мА. На основе 3-мерных моделей корневого канала, полученных из этого набора предварительных изображений, было выбрано 20 образцов с конфигурацией канала типа II Вертуcci. Затем эти корни были отсканированы снова с увеличенным изотропным разрешением 14,25 мкм с использованием 360^◦ вращения вокруг вертикальной оси, шага вращения 0,5^◦, времени экспозиции камеры 7000 миллисекунд и усреднения кадров 5. Рентгеновские лучи фильтровались с помощью алюминиевого фильтра толщиной 1 мм.

Изображения были реконструированы с помощью программного обеспечения NRecon v.1.6.9 (Bruker microCT) с использованием коррекции жесткости пучка 40% и коррекции кольцевых артефактов 10, что привело к получению 700-800 поперечных сечений на зуб.

Подготовка корневого канала

Поверхность корней была покрыта тонкой пленкой полииэфирного материала для оттисков, чтобы смоделировать периодонтальную связку, и помещена коронально апикально внутри изготовленного на заказ держателя из эпоксидной смолы (Ø = 18 мм) для дальнейшей оптимизации процесса ко-регистрации. Апикальная проходимость была подтверждена введением K-файла размера 10 в корневой канал до тех пор, пока его кончик не стал виден на апикальном отверстии, и рабочая длина (WL) была установлена на 1,0 мм короче этого измерения. Путь скольжения был установлен с помощью K-файла размера 15 (Dentsply Maillefer) до WL, и образцы были случайным образом распределены по 2 экспериментальным группам (n = 10) в зависимости от системы, используемой для подготовки корневого канала: группы PTN и TFA.

В группе PTN инструменты X1 и X2 (25/0.06) последовательно расширяли корневой канал с легким движением щетки (300 об/мин, 200 Н·см крутящего момента) от корневых впадин, приводимые в действие мотором VDW Silver (VDW, Мюнхен, Германия). В группе TFA инструменты SM1 и SM2 (25/0.06) использовались последовательно с одним контролируемым движением (программа TFA) мотора Elements Adaptive (SybronEndo) в соответствии с инструкциями производителя. Учитывая, что система TFA не предписывает использование эксклюзивного файла для коронального фланирования, файл SX из системы ProTaper здесь не использовался.

Все инструменты использовались на рабочей длине; после чего проходимость была повторно проверена с помощью K-файла размера 10. Подготовка корневых каналов проводилась одним опытным оператором и считалась завершенной, когда последний инструмент каждой системы достиг рабочей длины. В обеих группах ирригация проводилась с использованием в общей сложности 40 мл 5.25% гипохлорита натрия на канал. После подготовки был выполнен послеоперационный микрокомпьютерный томографический скан каждой пробы с использованием вышеупомянутых параметров.

Оценка микротрещин в дентине

Автоматический процесс суперпозиции, основанный на внешнем контуре корня, с использованием 1000 взаимодействий с программным обеспечением Seg3D v.2.1.5 (Национальный институт здоровья/Национальный институт общих медицинских наук Центр CIBC, Бетесда, Мэриленд) совместил изображения образцов до и после подготовки канала. Затем 3 предварительно откалиброванных эксперта проанализировали поперечные изображения мезиальных корней, от уровня разветвления до апекса (N = 25,820), чтобы определить наличие микротрещин в дентине. Сначала были проанализированы послеоперационные изображения, и было зафиксировано количество поперечных сечений, в которых были обнаружены дефекты дентинной ткани. Затем также были исследованы соответствующие предоперационные поперечные изображения, чтобы подтвердить предсуществование наблюдаемого послеоперационного дефекта дентинной ткани. Для проверки процесса скрининга анализ изображений был повторен дважды с интервалом в 2 недели; в случае расхождения изображение исследовалось совместно до достижения согласия.

Результаты

Из общего числа 25,820 срезов 34.62% (8940 срезов) имели какие-либо дефекты дентинной ткани. Микротрещины были обнаружены в 38.72% (n = 5150) и 30.27% (n = 3790) поперечных изображений в группах PTN и TFA соответственно. Все дентинные дефекты, выявленные на постоперационных сканах, уже присутствовали на соответствующих предоперационных изображениях (Рис. 1). Таким образом, новые микротрещины не были обнаружены после инструментирования корневых каналов с использованием тестируемых систем.

Обсуждение

В настоящем исследовании был оценен эффект двух недавно разработанных систем NiTi (PTN и TFA) относительно возникновения дентинных дефектов, созданных во время подготовки корневых каналов. В обеих группах все наблюдаемые дентинные микротрещины на постоперационных поперечных изображениях уже существовали на соответствующем предоперационном изображении. Следовательно, механические процедуры увеличения не могут быть связаны с образованием новых трещин. Этот результат резко контрастирует с несколькими предыдущими публикациями, которые показали четкую корреляцию между подготовкой корневых каналов и инициацией и/или распространением дентинных микротрещин. Йолдас и др. протестировали полную последовательность системы ProTaper Universal (SX–F3) в мезиальных каналах нижних моляров и наблюдали дентинные дефекты в 30% образцов (n = 6). Аналогично, Бюрклейн и др. обнаружили, что полная последовательность ротационных инструментов ProTaper Universal вызвала микротрещины с частотой 23,3% в нижних резцах, в то время как Капар и др. наблюдали трещины в 28% корней, инструментированных системой PTN. В этих исследованиях возникновение дентинных дефектов было связано с различиями в конструкции инструментов и кинематике, что не соответствует настоящим результатам и аналогичной предыдущей публикации с использованием микрокомпьютерной томографии.

Противоречивые результаты, наблюдаемые между настоящим исследованием и ранее упомянутыми исследованиями, могут быть объяснены различиями в методологии. Накопленный объем доказательств, коррелирующий биомеханическую подготовку корневого канала с развитием дентинных дефектов, в основном основан на секционировании корней образцов. Метод секционирования имеет значительный недостаток, связанный с его разрушительным характером, что, в свою очередь, вероятно, является основной причиной этих результатов, о которых сообщается в литературе. Важно отметить, что контрольные группы, использующие неподготовленные зубы в этих исследованиях, казались эффективными, поскольку дентинные дефекты не были обнаружены. Однако в этих контрольных группах авторы не учитывали потенциальный ущерб, причиненный дентину в результате сочетания механического стресса, создаваемого процедурой подготовки, химической атаки, вызванной ирригацией на основе гипохлорита натрия, и методом секционирования, который происходит в экспериментальных группах. Недавно Де-Деус и др. указали на эти методологические недостатки, показав отсутствие причинно-следственной связи между дентинными микротрещинами и подготовкой корневого канала с использованием ротационных систем, применяя технологию микро-КТ в качестве инструмента оценки.

Можно также утверждать, что если как экспериментальная, так и контрольная группы подвергались аналогичным условиям относительно воздействия ирригационного раствора и метода секционирования, то большее количество дефектов дентин обычно наблюдаемое в первой группе было бы ясным указанием на потенциальный вредный эффект систем подготовки на дентин. Тем не менее, используя недеструктивный экспериментальный метод визуализации, не было обнаружено ни одного нового дентинного дефекта, что соответствует предыдущей публикации, использующей аналогичную методологию. Разумно предположить, что непредсказуемое количество предоперационных трещин, наблюдаемых в образцах, является основным фактором, объясняющим различное количество дентинных дефектов, наблюдаемых при сравнении различных систем подготовки. В настоящем исследовании количество дефектов, выявленных до подготовки корневого канала, значительно различалось между группами (38,72% и 30,27% в группах PTN и TFA соответственно). Это также было отмечено в предыдущем исследовании, в котором предоперационные поперечные изображения зубов, подготовленных с помощью систем Reciproc (VDW), WaveOne (Dentsply Maillefer) и BioRaCe (FKG Dentaire, La-Chaux-de-Fonds, Швейцария), имели дентинные дефекты в 8,72%, 11,01% и 7,91% выборки соответственно. В исследованиях секционирования корней процент дентинных дефектов, созданных инструментами ProTaper Universal, варьировался от 16% до 56% и мог быть результатом существующих ранее невыявленных дентинных дефектов, помимо тех, которые были вызваны самим процессом секционирования. Эти данные подчеркивают важность надежного и точного недеструктивного анализа пред- и послеоперационных изображений.

В настоящем исследовании была использована экспериментальная модель микро-КТ для оценки наличия дефектов дентинa до и после подготовки корневого канала с помощью многофайловых ротационных систем NiTi. Этот подход оказался высокоточным и исключает необходимость резки образцов, что является самым важным методологическим отличием от предыдущих исследований. Эта технология позволяет не только визуализировать существующие дефекты дентинa, но и точно определить их местоположение по всему корню до и после подготовки канала, что улучшает внутреннюю валидность эксперимента, поскольку каждый образец действует как свой собственный контроль. Кроме того, микро-КТ-изображение предлагает возможность оценивать сотни срезов на зуб в отличие от традиционных методов секционирования корня, которые позволяют анализировать только несколько срезов на зуб, что приводит к потере значительного количества дентинa. Помимо всех вышеперечисленных преимуществ, неразрушающий характер микро-КТ допускает наложение дальнейших экспериментов на те же образцы, отслеживая развитие дефектов дентинa после обтурации, повторного лечения корневого канала, подготовки пространства под штифт и процедур удаления штифта.

Заключение

С учетом ограничений данного исследования можно сделать вывод, что подготовка корневых каналов с использованием систем PTN и TFA не вызвала образования новых микротрещин в дентине.

Авторы: Густаво Де-Деус, Фелипе Гонсалвес Белладонна, Эрик Миранда Соуза, Эммануэль Жоао Ногейра Леал Силва, Алин де Алмейда Невес, Хаймон Алвес, Рикардо Тадеу Лопес, Марко Аурелио Версиниани

Ссылки:

1. Раддл CJ, Махту P, Уэст JD. Движение формования: технологии пятого поколения. Dent Today 2013;32:96–9.
2. Капар ID, Арслан H, Акчай M, Эрташ H. Сравнительное исследование апикально экструзированных остатков и времени инструментирования с использованием ProTaper Universal, ProTaper Next, Twisted File Adaptive и HyFlex инструментов. J Endod 2014;40:1638–41.
3. Кочак MM, Чичек E, Кочак S и др. Апикальная экструзия остатков с использованием ротационных систем ProTaper Universal и ProTaper Next. Int Endod J 2015;48:283–6.
4. Гамбарини G, Герги R, Нааман A и др. Циклическая усталость ротационных NiTi инструментов с закрученными файлами, используемых в возвратно-поступательном движении. Int Endod J 2012;45:802–6.
5. Педулла E, Ло Савио F, Бонинелли S и др. Влияние циклической торсионной преднагрузки на сопротивление циклической усталости никель-титановых инструментов. Int Endod J 2014 29 октября; http://dx.doi.org/10.1111/iej.12400 [Epub ahead of print].
6. Герги R, Ржейли JA, Садер J, Нааман A. Сравнение транспортировки канала и способности к центрированию Twisted Files, Pathfile-ProTaper System и ручных K-файлов из нержавеющей стали с использованием компьютерной томографии. J Endod 2010;36:904–7.
7. Капар ID, Эрташ H, Ок E и др. Сравнительное исследование различных ротационных систем никель-титана для подготовки корневых каналов в сильно изогнутых корневых каналах. J Endod 2014;40: 852–6.
8. Ординола-Запата R, Браманте CM, Дуарте MA и др. Способность формования систем Reciproc и TF Adaptive в сильно изогнутых каналах на основе быстрого прототипирования с использованием микрота. J Appl Oral Sci 2014;22:509–15.
9. Капар ID, Арслан H, Акчай M, Уйсал B. Влияние инструментов ProTaper Universal, ProTaper Next и HyFlex на образование трещин в дентине. J Endod 2014;40:1482–4.
10. Бюрклейн S, Цоцис P, Шафер E. Частота дефектов дентинного слоя после подготовки корневых каналов: возвратно-поступательное против ротационного инструментирования. J Endod 2013;39:501–4.
11. Лю R, Хоу BX, Весселинк PR и др. Частота микротрещин корня, вызванных тремя различными системами однофайлового инструмента по сравнению с системой ProTaper. J Endod 2013;39:1054–6.
12. Йолдас O, Йилмаз S, Атакан G и др. Образование микротрещин в дентине во время подготовки корневых каналов различными ротационными инструментами NiTi и саморегулируемым файлом. J Endod 2012;38:232–5.
13. Ашвинкумар V, Критикадатта J, Сурендран S, Вельмураган N. Влияние возвратно-поступательного движения файла на образование микротрещин в корневых каналах: исследование SEM. Int Endod J 2014; 47:622–7.
14. Бир CA, Шемеш H, Таномуру-Фильо M и др. Способность различных ротационных инструментов из никель-титана вызывать повреждение дентинного слоя во время подготовки канала. J Endod 2009;35:236–8.
15. Хин ES, У Wu MK, Весселинк PR, Шемеш H. Влияние саморегулируемого файла, Mtwo и ProTaper на стенку корневого канала. J Endod 2013;39:262–4.
16. Уилкокс LR, Роскелли C, Саттон T. Связь между увеличением корневого канала и вертикальным переломом корня, вызванным пальцевым расширителем. J Endod 1997;23:533–4.
17. Сатхорн C, Паламара JE, Мессер HH. Сравнение влияния двух техник подготовки канала на восприимчивость к переломам корня и характер перелома. J Endod 2005;31:283–7.
18. Цесис I, Розен E, Тамсе A и др. Диагностика вертикальных переломов корня у эндодонтически обработанных зубов на основе клинических и радиографических индексов: систематический обзор. J Endod 2010;36:1455–8.
19. Ким HC, Ли MH, Юм J и др. Потенциальная связь между дизайном ротационных инструментов из никель-титана и вертикальным переломом корня. J Endod 2010;36:1195–9.
20. Шнайдер SW. Сравнение подготовки каналов в прямых и изогнутых корневых каналах. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1971;32:271–5.
21. Вертуцци FJ. Анатомия корневого канала постоянных человеческих зубов. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1984;58:589–99.
22. Де-Деус G, Силва EJ, Маринс J и др. Отсутствие причинной связи между микротрещинами в дентине и подготовкой корневых каналов с использованием систем возвратно-поступательного движения. J Endod 2014;40:1447–50.