Подготовка корневого канала не вызывает микротрещин в дентине in vivo

Аннотация

Введение: Это in vivo исследование было направлено на оценку развития микротрещин в дентине после подготовки корневых каналов контралатеральных премоляров с использованием ротационных или ручных инструментов с применением технологии микро-компьютерной томографии.

Методы: Шестьдесят контралатеральных неповрежденных верхних и нижних премоляров, для которых была показана экстракция по ортодонтическим показаниям, были отобраны и распределены на положительные (n = 6, зубы с индуцированными микротрещинами в корне) и отрицательные (n = 6, неповрежденные зубы) контрольные группы, а также 2 экспериментальные группы (n = 24) в соответствии с протоколом инструментирования: ротационные системы ProTaper (PTR) или ручные системы ProTaper (PTH) (Dentsply Maillefer, Баллаиг, Швейцария). После подготовки корневых каналов зубы были экстрагированы с использованием атравматической техники и отсканированы с разрешением 17.18 мм. Всего было отсканировано 43,361 поперечных изображения корней для выявления наличия микротрещин в дентине. Результаты были выражены в процентах и количестве изображений срезов корней с микротрещинами для каждой группы.

Результаты: Все корни в группе положительного контроля показали микротрещины в апикальной трети, в то время как в образцах группы отрицательного контроля трещин не наблюдалось. В группе PTR было проанализировано 17,114 поперечных изображений, и микротрещин не наблюдалось. В группе PTH микротрещины в дентине были обнаружены в 116 из 17,408 поперечных срезов (0.66%) только в 1 образце. Эти неполные микротрещины простирались от внешней поверхности корня в внутренний дентин корня в области уменьшенной толщины дентин.

Выводы: Инструментирование корневых каналов с помощью инструментов PTR и PTH на контралатеральных верхнечелюстных и нижнечелюстных премолярах не привело к образованию микротрещин в дентине in vivo. (J Endod 2019;45:1258–1264.)

Вертикальный перелом корня (VRF) является одним из осложнений после лечения корневых каналов, что приводит к плохому прогнозу для зубов с запломбированными корнями. Хотя было предложено несколько иатрогенных и неиатрогенных факторов, способствующих возникновению VRF, растет интерес к влиянию процедуры лечения корневых каналов как фактора риска, который может увеличить предрасположенность эндодонтически обработанных зубов к перелому. Иатрогенные этапы, которые способствуют удалению дентин и/или увеличению сил зажима, превышающих прочность связывания дентин, могут привести к микротрещинам в дентине корня. Таким образом, инструментирование корневых каналов может быть фактором риска, который приводит к образованию неполных трещин в дентине корня, которые могут прогрессировать под воздействием жевательных сил, что приведет к VRF.

Формирование корневого канала является неотъемлемым этапом лечения корневых каналов, который облегчает механическую дебридемию и создает оптимальную форму для адекватного орошения корневого канала, доставки медикаментов и пломбирования корня. Многие исследования показали, что образование трещин или дефектов в корневом дентине может быть вызвано процедурами инструментирования и обтурации корневых каналов. Другие подчеркивают, что апикальные микротрещины в дентине корня могут возникать после инструментирования корневого канала на апикальном отверстии или за его пределами. Напротив, недеструктивные оценки с помощью микро-компьютерной томографии (микро-КТ) пришли к выводу, что подготовка корневого канала может не приводить к образованию новых микротрещин в дентине, и что дефекты/микротрещины в дентине, наблюдаемые после подготовки, были предшествующими трещинами. Недавняя публикация, использующая модели из костных блоков трупов, пришла к выводу, что микротрещины, наблюдаемые в хранящихся удаленных зубах, могут быть результатом сил извлечения или условий хранения, а не предшествующим состоянием.

Большинство исследований по микротрещинам дентинного происхождения, возникающим в результате инструментирования корневых каналов, проводилось в условиях in vitro с экстрагированными зубами без стандартизации возраста и условий перед экстракцией. В последнее время также проводились исследования in situ с использованием модели человеческого трупа и модели челюсти свиньи. Однако in vivo оценка является необходимой для исследования результатов ортоградного инструментирования корневых каналов на образование микротрещин в дентине человеческих зубов, пока зубы остаются в полости рта, поддерживаемые периодонтом. Наличие жизнеспособных периодонтальных тканей критически важно, поскольку оно связывает зубы с окружающей альвеолярной костью и помогает распределять нагрузки на поддерживающую кость. Целью данного исследования in vivo было оценить развитие дентинных микротрещин после подготовки корневого канала контралатеральных премоляров с использованием ротационных и ручных инструментов ProTaper Universal (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Швейцария) с помощью технологии микро-КТ. Нулевая гипотеза, которая была проверена, заключалась в том, что инструментирование корневого канала не приводит к образованию микротрещин в корневом дентине in vivo. Это исследование предоставит клинически важную информацию о вероятности возникновения микротрещин, вызванных инструментированием, в корневом дентине.

Материалы и методы

Протокол исследования был одобрен этическим комитетом университета и зарегистрирован в национальном реестре клинических испытаний (CTRI/ 2018/03/012519). Были оценены пациенты, которым требовалось удаление контралатеральных верхних и нижних первых премоляров для целей ортодонтического лечения. Письменное информированное согласие было получено от каждого пациента, согласившегося участвовать (15–30 лет, здоровые, не принимающие медикаменты доноры) после объяснения методологии и цели исследования. Критерии включения были следующими: только неповрежденные жизнеспособные премоляры с относительно прямыми корневыми каналами (˂20˚изгиб) и полностью сформированным апексом без кариеса, реставрации, предыдущего лечения корневых каналов, травматического прикуса или пародонтальных/периапикальных заболеваний. На основе этих критериев было выбрано 60 контралатеральных пар премоляров (N = 60, 76 корней), включая 16 двойнокорневых верхних премоляров, 16 однокорневых верхних премоляров и 28 однокорневых нижних премоляров. Все верхние премоляры (32 зуба) имели 2 корневых канала (64 канала), в то время как нижние премоляры (28 зубов и 28 каналов) имели по 1 корневому каналу каждый (Таблица 1).

Расчет размера выборки

Идеальный размер выборки для этого in vivo исследования по образованию микротрещин был рассчитан на основе результатов предыдущего исследования. Размер выборки был рассчитан с использованием G power v.3.1.9.2 для Windows (Университет Дюссельдорфа, Дюссельдорф, Германия) на основе формулы пропорциональной разницы с ошибкой типа альфа 0.05 и мощностью бета 0.95. Оценочный размер выборки составил 21 зуб на группу.

Подготовка корневого канала и группы После местной анестезии и изоляции резинки были подготовлены доступные полости с использованием круглого бора (Mani Inc, Токио, Япония) в высокоскоростной ручке. Рабочая длина (WL) была установлена с помощью электронного локатора верхушки (Dentaport ZX; J Morita, Токио, Япония) и радиографически подтверждена с помощью нержавеющей стали (SS) размера 10 K-файла (Mani Inc, Токио, Япония). Путь для инструмента был подготовлен с помощью SS размера 15 K-файла (Mani Inc). Контралатеральные премоляры были случайным образом распределены на 2 экспериментальные (n = 24) и 2 контрольные (n = 6) группы в дизайне сплит-аута с использованием метода подбрасывания монеты. Это привело к равномерному и случайному распределению типов зубов. Подготовка канала проводилась в соответствии с указаниями производителя следующим образом:

1. Группа ротационных инструментов ProTaper (PTR, n = 24): в верхних премолярах (n = 12) ротационная подготовка проводилась в обоих каналах с использованием S1 и S2, за которыми следовали инструменты F1, F2 и F3 до WL. Аналогичный протокол был выполнен в нижних премолярах (n = 12), и дальнейшее апикальное расширение проводилось с помощью инструментов F4 и F5. Эндодонтический мотор X-Smart (Dentsply Maillefer, Баллаиг, Швейцария) использовался с определенным крутящим моментом и скоростью для каждого инструмента в соответствии с инструкциями производителя, а инструментирование проводилось с помощью входных и выходных движений в апикальном направлении.
2. Группа ручных инструментов ProTaper (PTH, n = 24): в верхних премолярах (n = 12) ручная подготовка проводилась в обоих каналах с использованием модифицированной техники сбалансированной силы сверху вниз с S1 и S2, за которыми следовали ручные инструменты F1, F2 и F3 до WL без апикального давления. Аналогичный протокол был выполнен с нижними премолярами (n = 12), и дальнейшее апикальное расширение проводилось с помощью ручных инструментов F4 и F5.
3. Положительная контрольная группа (n = 6): после экстракции и подготовки доступа инструментирование проводилось намеренно за пределами верхушки с помощью SS размера 80 K-файла (Mani Inc), чтобы вызвать микротрещины.
4. Отрицательная контрольная группа (n = 6): целые зубы (без подготовки доступа или инструментирования)

Один опытный оператор, прошедший обучение по протоколам инструментирования, выполнил все подготовки корневых каналов.

Инструменты использовались только для 2 каналов и были утилизированы. Апикальная проходимость проверялась между инструментами в обеих группах с помощью K-файла SS размера 10. Каждый канал орошался 30 мл 3% гипохлорита натрия во время подготовки с помощью иглы с боковым отверстием 30-G (Dentsply Maillefer). Финальное орошение проводилось 5 мл 17% ЭДТА, за которым следовало 5 мл двукратно дистиллированной воды. Зубы были удалены опытным челюстно-лицевым хирургом с использованием атравматической техники, как сообщалось ранее. Вкратце, использовался интрасулкальный разрез для отделения мукопериостеума от корня и кости.

Перийотомы использовались для отсечения периодонтальной связки от поверхности корня. Удаление завершалось с помощью люксаторов и щипцов. Извлеченные зубы хранились в 0,1% тимоле при 5°C для дальнейшей оценки.

Оценка с помощью микро-КТ

Все образцы были отсканированы с использованием системы микро-КТ (SkyScan 1176; Bruker-microCT, Контрих, Бельгия) при 90 кВ и 276 мА с изотропным разрешением 17,18 мкм с 180° вращением вокруг вертикальной оси, шагом вращения 0,7°, временем экспозиции камеры 650 миллисекунд и усреднением кадров 2. Рентгеновское излучение фильтровалось медным фильтром толщиной 0,1 мм. Изображения были реконструированы с помощью NRecon v.1.6.10.4 (Bruker-microCT) с использованием 20% коррекции жесткости пучка, коррекции кольцевых артефактов 5 и сглаживания 5, что привело к получению примерно 1226 поперечных сечений на образец. Всего было отсканировано 43,361 поперечных изображений корней от цементно-эмалевого соединения до апекса для выявления наличия микротрещин в дентине с использованием программного обеспечения Dataviewer версии 1.5.1.2 (Bruker-microCT) двумя ранее откалиброванными экзаменаторами, которые не знали о экспериментальных группах. Анализ изображений повторялся дважды с интервалом в 2 недели. В случае несоответствий изображения рассматривались совместно, и достигалось соглашение. Трещина определялась как разрыв или нарушение структуры зуба без разделения частей.

Статистический анализ

Результаты были выражены в процентах и количестве изображений с трещинами корневого сечения для каждой группы. Для сравнения различий между 2 экспериментальными группами использовался точный тест Фишера. Все анализы проводились с использованием программного обеспечения SPSS 16.0 (IBM Corp, Чикаго, IL). Уровень значимости был установлен на P ˂ .05. Для оценки вариабельности между экзаменаторами использовался коэффициент каппа Коэна.

Результаты

В группах положительного и отрицательного контроля было проанализировано 4210 и 4629 поперечных изображений корней соответственно. Все корни в группе положительного контроля показали микротрещины в апикальной трети в 792 (18.8%) сечениях, в то время как трещины не были обнаружены в образцах группы отрицательного контроля (Рис. 1A и B). На отобранных поперечных изображениях из групп PTR (n = 17,114) и PTH (n = 17,408) (Рис. 2A и B), микротрещины были обнаружены только в 116 (0.66%) сечениях группы PTH, что соответствует 1 образцу зуба. Микротрещины в дентине были обнаружены в 1 зубе (1/24) в группе PTH и не были обнаружены в группе PTR (0/24), что не было значительным (P ˂ .05). Эти трещины простирались от внешней поверхности корня в внутренний дентин корня в области уменьшенной толщины дентинного слоя корня (Рис. 3A–E). Значение каппы Коэна составило 0.9, что указывает на хорошую надежность между наблюдателями.

Обсуждение

Настоящее исследование было направлено на оценку формирования микротрещин в дентине после in vivo подготовки корневых каналов контралатеральных верхнечелюстных и нижнечелюстных премоляров с использованием ротационных и ручных инструментов ProTaper Universal. С 2014 года предложен экспериментальный протокол, который, как предполагается, играет важную роль в полученных результатах при сообщении о микротрещинах в корне после инструментирования. Это исследование было направлено на снижение влияния смешивающих факторов, таких как возраст, пол и тип зуба, на выборку, используя контралатеральные премоляры одного пациента с аналогичной морфологией канала/корня в соответствии с ранее валидированным дизайном исследования с разделением рта. Кроме того, системы инструментов для подготовки корневых каналов, использованные в ротационных (PTR) и ручных (PTH) группах, имели аналогичный размер наконечника и конусность. Протоколы подготовки с использованием системы ProTaper были выбраны из-за противоречивых результатов предыдущих исследований. Хотя ex vivo исследования с использованием традиционного секционирования и микроскопических подходов сообщали о переменной частоте микротрещин (т.е. 56%, 50% и 16%) после подготовки корневого канала с системой ProTaper, in situ исследование с использованием модели челюсти свиньи не сообщало о формировании микротрещин после инструментирования канала с этой системой.

Кроме того, in vitro и in situ эксперименты на основе человеческих трупов, которые использовали неинвазивную микро-КТ технологию, пришли к выводу, что механическая инструментальная обработка корневых каналов не вызывала дентинных дефектов, в то время как микро трещины, наблюдаемые в ходе эксперимента, были классифицированы как существующие ранее трещины.

Использование модели человеческого трупа позволило оценить существующие ранее микро трещины в экспериментальных зубах. Однако данный подход не позволяет оценить зубы в их естественном состоянии (т.е. поддерживаемые жизнеспособным периодонтом), что наиболее точно отражало бы клинические условия. В текущем исследовании были соблюдены клинические этапы для in vivo инструментальной обработки, и зубы были впоследствии оценены с использованием неразрушающей микро-КТ технологии после атравматического и осторожного удаления с целью избежать повреждения корней. Предоперационные микро-КТ сканирования не проводились из-за клинической природы исследования. Поэтому не было доступно информации о состоянии корней до подготовки канала.

Тем не менее, текущие результаты поддерживают существующую практику, поскольку в негативной группе не было обнаружено микротрещин в дентине, и только один образец в экспериментальных группах имел микротрещины. Это наблюдение соответствует предыдущим исследованиям на основе микрокомпьютерной томографии. В этом исследовании все образцы положительного контроля показали апикальные трещины в буколингвальном направлении, затрагивающие канал и поверхность корня, что можно отнести к агрессивной/намеренной инструментализации за пределами апекса корня. В экспериментальной группе единственным исключением был двукорневой верхнечелюстной первый премоляр группы PTH, который показал трещину, ориентированную буколингвально, в области разветвления, аналогичную VRF. Трещина была неполной и возникла с поверхности корня, а не со стенки корневого канала (Рис. 3E). Поэтому ее нельзя было связать с подготовкой канала. Хотя возможность существующей трещины не может быть полностью исключена, в этом образце вероятно, что наличие глубокой борозды на поверхности корня, связанное с уменьшением толщины дентин после инструментализации (Рис. 3D), способствовало образованию микротрещин, когда этот корень подвергался силам экстракции.

Таким образом, нулевая гипотеза о том, что инструментирование корневых каналов не приводит к образованию микротрещин в корневой дентине in vivo, была принята. Это утверждение поддерживается недавним исследованием на модели трупов in situ, которое предполагает, что микротрещины, наблюдаемые в удаленных зубах, подвергнутых процедурам корневого канала, являются результатом процесса экстракции и/или условий хранения после экстракции.

Текущее исследование in vivo проводилось на пациентах, которым требовалась экстракция контралатеральных верхних и нижних первых премоляров в рамках их ортодонтического лечения. Сообщается, что верхние и нижние премоляры подвержены риску вертикального перелома корня (VRF). Двухкорневые верхние премоляры, однокорневые верхние премоляры и однокорневые нижние премоляры были случайным образом и равномерно распределены по обеим экспериментальным группам (Таблица 1). Насколько нам известно, это первый отчет, который оценивал потенциальную корреляцию между подготовкой корневого канала in vivo и образованием микротрещин в дентине с использованием высокоточной и неинвазивной технологии микро-КТ. Не было значительной разницы между экспериментальными группами, что предполагает, что как ручное, так и ротационное инструментирование могут не приводить к образованию микротрещин в дентине. Однако одним из ограничений этого исследования было то, что все пациенты были в возрасте от 15 до 30 лет. Корневой дентин у пожилых людей может демонстрировать значительное снижение прочности и устойчивости к усталости из-за изменений в микроструктуре и химическом составе. Также сообщается, что постэндодонтический VRF чаще встречается у пациентов старше 40 лет. Поэтому может потребоваться дальнейшее исследование для оценки результатов подготовки корневого канала у пожилых пациентов. В этом исследовании использовалось разрешение системы микро-КТ 17,18 мм, в то время как будущие исследования с более высоким разрешением могут быть полезны.

Заключение

В рамках данного in vivo исследования было сделано заключение, что подготовка корневых каналов с помощью инструментов PTR или PTH не привела к образованию микротрещин в корневой дентине. Эти результаты также указывают на то, что предыдущие данные из ex vivo экспериментов о микротрещинах в корневом дентине следует рассматривать с осторожностью.

Авторы: Angambakkam Rajasekaran PradeepKumar, Hagay Shemesh, Durvasulu Archana, Marco A. Versiani, Manoel D. Sousa-Neto, Graziela B. Leoni, Yara T. C. Silva-Sousa, Anil Kishen

Ссылки:

1. Tamse A. Вертикальные корневые переломы у эндодонтически обработанных зубов: диагностические признаки и клиническое управление. Endod Topics 2006;13:84–94.
2. Versiani M, Souza E, De-Deus G. Критическая оценка исследований по микротрещинам дентинных корней в эндодонтии: методологические проблемы, современные концепции и будущие перспективы. Endod Topics 2015;33:87–156.
3. Rivera EM, Walton RE. Продольные трещины и переломы зубов: обновление и обзор. Endod Topics 2015;33:14–42.
4. Onnink PA, Davis RD, Wayman BE. Сравнение неполных корневых переломов, связанных с тремя техниками обтурации, in vitro. J Endod 1994;20:32–7.
5. Ceyhanli KT, Erdilek N, Tatar I, Celik D. Сравнение инструментов ProTaper, RaCe и Safesider в индукции микротрещин дентин: исследование с использованием микро-КТ. Int Endod J 2016;49:684–9.
6. Bier CA, Shemesh H, Tanomaru-Filho M и др. Способность различных ротационных инструментов из никель-титана вызывать повреждение дентин во время подготовки канала. J Endod 2009;35:236–8.
7. Shemesh H, Bier CA, Wu M-K и др. Влияние подготовки и заполнения канала на частоту дентинных дефектов. Int Endod J 2009;42:208–13.
8. Wilcox LR, Roskelley C, Sutton T. Связь между увеличением корневого канала и вертикальным корневым переломом, вызванным пальцевым расширителем. J Endod 1997;23:533–4.
9. Peters O. Текущие проблемы и концепции в подготовке систем корневых каналов: обзор. J Endod 2004;30:559–67.
10. Adorno CG, Yoshioka T, Suda H. Инициация трещин на апикальной поверхности корня, вызванная тремя различными ротационными файлами из никель-титана при различных рабочих длинах. J Endod 2011;37:522–5.
11. Adorno CG, Yoshioka T, Suda H. Влияние техники подготовки корня и длины инструмента на развитие апикальных трещин корня. J Endod 2009;35:389–92.
12. De-Deus G, C´esar de Azevedo Carvalhal J, Belladonna FG и др. Развитие микротрещин дентин после подготовки канала: продольное исследование in situ с использованием микро-компьютерной томографии на модели трупа. J Endod 2017;43:1553–8.
13. De-Deus G, Silva EJ, Marins J и др. Отсутствие причинно-следственной связи между микротрещинами дентин и подготовкой корневого канала с помощью ротационных систем. J Endod 2014;40:1447–50.
14. De-Deus G, Belladonna FG, Souza EM и др. Оценка с помощью микро-компьютерной томографии влияния систем ProTaper Next и Twisted File Adaptive на дентинные трещины. J Endod 2015;41:1116–9.
15. De-Deus G, Cavalcante DM, Belladonna FG и др. Микротрещины дентин корня: экспериментальное явление после экстракции? Int Endod J 2019;52:857–65.
16. Bahrami P, Scott R, Galicia JC и др. Обнаружение микротрещин дентин с использованием различных техник подготовки: исследование in situ с использованием челюстей трупов. J Endod 2017;43:2070–3.
17. Arias A, Lee YH, Peters CI и др. Сравнение 2 техник подготовки канала в индукции микротрещин: пилотное исследование с использованием челюстей трупов. J Endod 2014;40:982–5.
18. Rose E, Svec T. Оценка апикальных трещин у зубов, подвергшихся ортоградной эндодонтической обработке. J Endod 2015;41:2021–4.
19. Beertsen W, McCulloch CA, Sodek J. Периодонтальная связка: уникальная, многофункциональная соединительная ткань. Periodontol 2000 1997;13:20–40.
20. Graunaite I, Skucaite N, Lodiene G и др. Влияние герметиков для корневых каналов на основе смолы и биокерамики на послеоперационную боль: рандомизированное контролируемое испытание с разделением рта. J Endod 2018;44:689–93.
21. Shen Y, Bian Z, Cheung GS, Peng B. Анализ дефектов в ручных инструментах ProTaper после клинического использования. J Endod 2007;33:287–90.
22. PradeepKumar AR, Shemesh H, Chang JW и др. Предсуществующие микротрещины дентин у неэндодонтически обработанных зубов: ex vivo анализ с использованием микро-компьютерной томографии. J Endod 2017;43:896–900.
23. Ratcliff S, Becker IM, Quinn L. Тип и частота трещин в задних зубах. J Prosthet Dent 2001;86:168–72.
24. Johnsen GF, Sunde PT, Haugen HJ. Проверка контралатеральных премоляров как субстрата для сравнительных эндодонтических исследований. Int Endod J 2018;51:942–51.
25. Capar ID, Arslan H, Akcay M, Uysal B. Влияние инструментов ProTaper Universal, ProTaper Next и HyFlex на образование трещин в дентине. J Endod 2014;40:1482–4.
26. Liu R, Hou BX, Wesselink PR и др. Частота микротрещин корня, вызванных 3 различными системами с одним файлом по сравнению с системой ProTaper. J Endod 2013;39:1054–6.
27. Fernandes PG, Novaes AB, de Queiroz AC и др. Сохранение гребня с использованием ацеллюлярной дермальной матрицы и клеточно-связывающего пептида P-15 после экстракции зуба у людей. J Periodontol 2011;82:72–9.
28. Kishen A, Kumar GV, Chen N-N. Ответ на напряжение-деформация в человеческом дентине: переосмысление предрасположенности к переломам в зубах, восстановленных посткоронками. Dent Traumatol 2004;20:90–100.
29. Chai H, Tamse A. Вертикальный корневой перелом в бугристых корнях разветвленных верхнечелюстных премоляров из-за конденсации гуттаперчи. J Endod 2018;44:1159–63.
30. PradeepKumar AR, Shemesh H, Jothilatha S и др. Диагностика вертикальных корневых переломов в восстановленных эндодонтически обработанных зубах: ретроспективное когортное исследование с учетом времени. J Endod 2016;42:1175–8.
31. Tamse A. Иатогенные вертикальные корневые переломы у эндодонтически обработанных зубов. Endod Dent Traumatol 1988;4:190–6.
32. Yan W, Montoya C, Øilo M и др. Снижение прочности на перелом корня с возрастом. J Endod 2017;43:1494–8.