Bewertung von Design, Metallurgie, Mikrohärte und mechanischen Eigenschaften von Glide Path Instrumenten: Ein multimethodischer Ansatz

Zusammenfassung

Einleitung: Diese Studie zielt darauf ab, das Design, die Metallurgie, die Mikrohärte und die mechanischen Eigenschaften von 3 Nickel-Titan (NiTi) Instrumenten für Gleitrouten zu vergleichen.

Methoden: Insgesamt wurden 132 ProGlider (Dentsply Sirona, Ballaigues, Schweiz), Edge Glide Path (EdgeEndo, Johnson City, TN) und R-Pilot Instrumente (VDW, München, Deutschland) (44 pro Gruppe) ausgewählt. Das Design wurde durch Stereomikroskopie (Klingen, Helixwinkel, Messlinien und Deformation) und Rasterelektronenmikroskopie (Symmetrie, Querschnitt, Spitze und Oberflächenbearbeitung) bewertet. NiTi-Verhältnisse wurden durch energiedispersive Röntgenspektroskopie und Phasenübergangstemperaturen durch Differentialscanningkalorimetrie gemessen. Mikrohärte und mechanische Leistung (Torsions-, Biege- und Knickwiderstandstests) wurden ebenfalls bewertet. Statistische Analysen wurden mit dem Mood-Median-Test durchgeführt, wobei die Signifikanz auf 5% festgelegt wurde.

Ergebnisse: Der Edge Glide Path hatte die geringste Anzahl an Klingen und der R-Pilot den größten Helixwinkel. Alle Instrumente wiesen ein nahezu äquiatomisches NiTi-Verhältnis auf, während sie unterschiedliche Querschnitte und Spitzengeometrien zeigten. Der Edge Glide Path hatte eine glattere Oberflächenbearbeitung. Der R-Pilot zeigte martensitische Eigenschaften bei Raumtemperatur, während in den anderen Instrumenten eine gemischte Austenit- plus R-Phase beobachtet wurde. Der R-Pilot erzielte höhere Ergebnisse in der Mikrohärte (436,8 Vickers-Härtezahl), maximaler Torsion (0,9 Ncm) und Knicklast (0,7 N) Tests (P ˂ .05), während der Edge Glide Path einen überlegenen Drehwinkel (683,5˚) hatte und der ProGlider flexibler war (144,1 gf) (P ˂ .05).

Schlussfolgerungen: Unterschiede im Design der Instrumente und den Phasenübergangstemperaturen beeinflussten ihr mechanisches Verhalten. Der R-Pilot zeigte das höchste Drehmoment, Knickfestigkeit und Mikrohärte, während das ProGlider-Instrument das flexibelste war. (J Endod 2021;47:1917–1923.)

Die Entwicklung von Nickel-Titan (NiTi) mechanischen Instrumenten überwand mehrere Einschränkungen von Handfeilen hinsichtlich der Vorbereitung des Wurzelkanalraums. Auf der anderen Seite gab es einige Berichte, die auf ein hohes Risiko der Instrumententrennung hinwiesen, insbesondere wenn NiTi-Instrumente zur Vorbereitung von gekrümmten oder engen Wurzelkanälen verwendet wurden. Eine Lösung, die geschaffen wurde, um dieses Risiko zu verringern, war die Vorvergrößerung des Kanalraums mit kleinen Handfeilen, vorläufige Schritte, die als Scouting, apikale Durchgängigkeit und Gleitraum bezeichnet werden. Kanal-Scouting bezieht sich auf die anfängliche Kanalverhandlung mit passiven, kleinen und flexiblen Feilen, die versuchen, bis zur provisorischen Arbeitslänge in Richtung Apex vorzudringen, während die apikale Durchgängigkeit darauf abzielt, eine kleine Feile über die Wurzelspitze hinauszuführen, um den vollständigen Zugang zum Hauptapikalen Foramen zu gewährleisten. Nach der Bestimmung der Arbeitslänge zielt der Gleitraum darauf ab, eine glatte und reproduzierbare Trajektorie vom Hauptkanalorifice zum Foramen zu schaffen. In der klinischen Praxis wird dies normalerweise erreicht, wenn eine rostfreie Stahlgröße 10 K-Feile locker im Kanal sitzt. Zusammen zielen diese vorläufigen Verfahren darauf ab, die Lebensdauer der mechanischen Instrumente zu verlängern, die für die weitere Kanalvergrößerung verwendet werden, indem der Torsionsstress über ihnen kontrolliert und somit die Inzidenz von Brüchen oder anderen iatrogenen Missgeschicken verringert wird.

Derzeit haben einige Unternehmen rotierende und reziproke NiTi-Instrumente entwickelt, um das Gleiten des Pfades in einem einzigen Schritt durchzuführen. Zum Beispiel ist der ProGlider (Dentsply Sirona, Ballaigues, Schweiz) ein rotierendes Instrument aus M-Wire NiTi-Legierung mit einem Durchmesser der Spitze von 0,16 mm und einer progressiven Verjüngung (von 2%–8%). Der Edge Glide Path (EdgeEndo, Johnson City, TN) arbeitet ebenfalls mit rotierender Bewegung, besteht jedoch aus einer wärmebehandelten FireWire NiTi-Legierung mit einer Spitzengröße von 0,19 mm und einer variablen Verjüngung (https://web.edgeendo.com/ edgeglidepath/). Neuester Zeit wurde, unter Ausnutzung der Vorteile der reziproken Kinematik, der R-Pilot (VDW, München, Deutschland) auf den Markt gebracht. Dieses Instrument besteht aus M-Wire NiTi-Legierung und hat eine Spitzengröße von 0,125 mit einer konstanten Verjüngung von 0,047.

Bis jetzt haben nur wenige Studien die mechanische Leistung der ProGlider- und R-Pilot-Instrumente bewertet, aber es gibt nur wenige Informationen über den Edge Glide Path. Tatsächlich gibt es 1 Artikel, in dem die mechanischen Eigenschaften letzterer getestet wurden; jedoch war zu diesem Zeitpunkt die Spitzengröße des Edge Glide Path 0,16 mm, und derzeit beträgt sie 0,19 mm. In der Literatur fehlen auch Informationen zu den metallurgischen Eigenschaften und dem feinen mikroskopischen Design, wie z.B. der Oberflächenbearbeitung, sowie zum mechanischen Verhalten von Gleispurinstrumenten. Daher war das Ziel dieser Studie, die ProGlider-, Edge Glide Path- und R-Pilot-Instrumente mithilfe einer multimethodischen Bewertung zu analysieren, um ihre mechanische Leistung (Torsion, Biegung und Knickspannung), das Gesamtdesign, die Mikrohärte, die Phasenübergangstemperaturen und das NiTi-Verhältnis zu bewerten. Die zu testende Nullhypothese war, dass es keine Unterschiede hinsichtlich der mechanischen Leistung der ProGlider-, Edge Glide Path- und R-Pilot-Instrumente gab.

Material und Methoden

Insgesamt wurden 132 neue ProGlider-, Edge Glide Path- und R-Pilot NiTi-Gleitpfadinstrumente (44 pro Gruppe) (Tabelle 1) hinsichtlich ihres geometrischen Designs, ihrer metallurgischen Eigenschaften und ihrer mechanischen Leistung getestet.

Instrumentendesign

Sechs zufällig ausgewählte Instrumente aus jedem System wurden unter Stereomikroskopie bei Vergrößerungen von X3,4 und X13,6 (Opmi Pico; Carl Zeiss Surgical, Deutschland) gemäß den folgenden Kriterien untersucht:

1. Die Anzahl der aktiven Klingen (in Einheiten)
2. Der helikale Winkel (Durchschnittsmessungen der 6 am weitesten kranial gelegenen und besser sichtbaren Winkel der aktiven Klinge, die dreifach bewertet wurden)
3. Der Abstand (in Millimetern) von den 2 Messlinien (20 und 22 mm) zur Spitze der Instrumente wurde dreifach gemessen (und gemittelt) mit einem digitalen Messschieber mit einer Auflösung von 0,01 mm (Mitutoyo, Aurora, IL); signifikante Abweichungen in den Linienpositionen wurden festgestellt, wenn die Messungen mehr als 0,1 mm vom Referenzwert abwichen
4. Die Erkennung von größeren Defekten oder Deformationen wie fehlenden, verdrehten oder verzerrten Klingen

Zusätzlich wurden die gleichen Instrumente hinsichtlich der Symmetrie der Spiralen im aktiven Teil (symmetrisch oder asymmetrisch); der Geometrie der Spitze (aktiv oder nicht aktiv); der Querschnittsform; und der Anwesenheit von Oberflächenmarkierungen, Deformationen oder Defekten, die durch den Bearbeitungsprozess unter konventioneller Rasterelektronenmikroskopie (S-2400; Hitachi, Tokio, Japan) bei Vergrößerungen von X100 und X500 erzeugt wurden, bewertet.

Metallurgische Charakterisierung

Die metallurgischen Eigenschaften der Instrumente und ihre semi-quantitative elementare Zusammensetzung wurden mit Hilfe der Differential Scanning Calorimetry (DSC) (DSC 204 F1 Phoenix; Netzsch-Gerätebau GmbH, Selb, Deutschland) und der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (Bruker Quantax, Bruker Corporation, Billerica, MA) in Verbindung mit der Rasterelektronenmikroskopie (S-2400) analysiert. Drei Instrumente jedes Systems wurden hinsichtlich der elementaren Zusammensetzung mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie/Rasterelektronenmikroskopie (20 kV und 3,1 A) bewertet, die in einem Abstand von 25 mm auf ihren Oberflächen (400 mm2) positioniert waren, unter Verwendung einer speziellen Software mit ZAF-Korrektur (Systat Software Inc, San Jose, CA). Die DSC-Analyse wurde gemäß den Richtlinien der American Society for Testing and Materials (ASTM) durchgeführt, indem Fragmente (3–5 mm lang und 7–10 mg schwer) des aktiven koronalen Teils von 2 Instrumenten jedes Systems ausgewertet wurden. Jedes Fragment wurde für 2 Minuten in ein chemisches Bad (45% Salpetersäure, 30% destilliertes Wasser und 25% Fluorwasserstoff) eingetaucht und dann in einer Aluminiumwanne montiert, wobei eine leere Wanne als Kontrolle diente. Thermische Zyklen wurden unter einer gasförmigen Stickstoffatmosphäre (N2) mit Temperaturen von 150˚C bis -150˚C (Kühl-/Erhitzungsrate = 10 K/min) durchgeführt. Transformationstemperaturdiagramme wurden mit einer speziellen Software erstellt (Netzsch Proteus Thermal Analysis, Netzsch-Gerätebau GmbH). In jeder Gruppe wurde der DSC-Test zweimal durchgeführt, um die Ergebnisse zu bestätigen.

Mechanische Tests

Das mechanische Verhalten der Instrumente wurde durch torsionale (maximales Drehmoment und Drehwinkel), Biege- und Knickwiderstandstests bewertet. Die Tests wurden bei Raumtemperatur (ca. 21˚C) durchgeführt, nachdem unter Stereomikroskopie (X13.6 Vergrößerung) keine Deformationen oder Defekte an der Oberfläche der Instrumente festgestellt wurden. Die Stichprobengröße wurde für jeden Test geschätzt, indem der größte Unterschied nach 6 Anfangsmessungen von 2 Instrumenten mit 80% Power und einem Alpha-Fehler von 0,05 genommen wurde. Für das maximale Drehmoment (Effektgröße = 0,47 ± 0,28, Edge Glide Path vs R-Pilot), den Drehwinkel (Effektgröße = 369,7 ± 186,1, Edge Glide Path vs R-Pilot), die maximale Biegelast (Effektgröße = 195,9 ± 82,7, ProGlider vs Edge Glide Path) und den Knicktest (Effektgröße = 0,33 ± 0,19, Edge Glide Path vs R-Pilot) wurden insgesamt 7, 6, 5 und 7 Instrumente pro Gruppe bestimmt. Eine endgültige Stichprobengröße für jeden Test wurde dann als 10 Instrumente pro Gruppe festgelegt.

Eine internationale Norm wurde für die Torsions- und Biegefestigkeitsprüfungen verwendet. Im Torsionstest wurden das maximale Drehmoment (in Ncm) und der Drehwinkel (in Grad) vor dem Bruch bewertet, nachdem die apikalen 3 mm jedes Instruments eingespannt und in eine Uhrzeigersinnrichtung (ProGlider und Edge Glide Path) oder gegen den Uhrzeigersinn (R-Pilot) mit einer konstanten Geschwindigkeit (2 Umdrehungen/min) bis zum Bruch gedreht wurden (TT100 Odeme Dental Research, Luzerna, Santa Catarina, Brasilien). Im Biegetest wurden die Instrumente im Datei-Halter des Motors montiert und in einem Winkel von 45˚ zur Bodenfläche positioniert, während ihre apikalen 3 mm an einem Draht befestigt waren, der mit einer universellen Prüfmaschine (EMIC DL-200 MF; EMIC, São José dos Pinhais, Brasilien) verbunden war. Die maximale Last, die erforderlich war, um das Instrument um 45˚ zu verschieben (unter Verwendung einer Last von 20 N und einer konstanten Geschwindigkeit von 15 mm/min), wurde in Gramm/Kraft (gf) aufgezeichnet. Im Knicktest wurde der Griff jedes Instruments an den Kopf einer universellen Prüfmaschine (Modell 4502, Seriennummer H3307; Instron Corp, Bucks, UK) befestigt, die mit einer 1-kN-Lasteinheit in einer senkrechten Position zum Boden ausgestattet war, wobei die Spitze berührte und in einem kleinen Schlitz in einer Edelstahlbasis fixiert war. Eine Drucklast von 1 mm/min wurde in axialer Richtung vom Griff zur Spitze des Instruments angewendet, bis eine seitliche Verschiebung von 1 mm auftrat. Die maximale Last wurde in Newton aufgezeichnet.

Mikrohärte-Test

Die Mikrohärte wurde getestet, indem in jedes Instrument Eindrücke mit einem Vickers-Härteprüfer (Duramin; Struers Inc, Cleveland, OH) gemacht wurden. Die Stichprobengröße wurde berechnet, indem der größte Unterschied berücksichtigt wurde, der durch die Durchführung von 5 Eindrücken in 2 verschiedenen Instrumenten (R-Pilot vs Edge Glide Path) erzielt wurde. Insgesamt waren 9 Eindrücke erforderlich, um einen Unterschied zwischen den Gruppen mit einer Effektgröße von 57,8, einer Standardabweichung von 39,6, einer Power von 80 % und einem Alpha von 0,05 zu beobachten. Da jedoch die Berechnung die dritte Gruppe nicht einbezog, wurde die Stichprobengröße auf 15 Eindrücke erhöht (5 Eindrücke in 3 Instrumenten jeder Gruppe). Für diesen Test wurde jedes Instrument gemäß den ASTM-Standards vorbereitet und mit einer akrylischen Unterstützung stabilisiert. Ein Diamantpenetrator wurde eingestellt, um eine Drucklast von 100 gf für 15 Sekunden auszuüben. Die Auswertung erfolgte unter Verwendung einer Vergrößerung von X40, und die Ergebnisse wurden als Vickers-Härtezahl (HVN) ausgedrückt.

Statistische Analyse

Der Shapiro-Wilk-Test wurde verwendet, um die Normalität der Datenverteilung zu überprüfen. Die Ergebnisse des maximalen Drehmoments, des Drehwinkels, der maximalen Biegebelastung, der Knicklast und der Mikrohärte wurden zwischen den Gruppen mit dem nichtparametrischen Mood-Median-Test verglichen, wobei das Signifikanzniveau auf 5 % festgelegt wurde (SPSS v22.0 für Windows; SPSS Inc, Chicago, IL). Die Ergebnisse wurden als Median und Interquartilsbereich zusammengefasst.

Ergebnisse

Instrumentendesign

Die höchste Anzahl an Klingen wurde im ProGlider-Instrument (n = 21) beobachtet, gefolgt vom R-pilot (n = 17) und dem Edge Glide Path (n = 11). Die helikalen Winkel der ProGlider- und Edge Glide Path-Instrumente waren ähnlich (21,3˚ bzw. 18,5˚), aber niedriger als beim R-Pilot (26,1˚). Der Edge Glide Path war das einzige Instrument, bei dem die Position der Messlinien im Verhältnis zum Referenzwert größer als 0,1 mm war. Es wurden keine größeren Mängel bei einem der Instrumente festgestellt (Tabelle 2).

Die Analyse mit Rasterelektronenmikroskopie ergab eine symmetrische Geometrie und keine radialen Flächen in der aktiven Klinge aller Instrumente. Es wurden jedoch Unterschiede in ihren Querschnittsdesigns festgestellt (ProGlider: quadratisch; Edge Glide Path: dreieckig; und R-Pilot: S-förmig) und Spitzen. Die Oberflächenbearbeitung des ProGlider und R-Pilot wies parallele horizontale Linien auf, die aus dem Herstellungsprozess resultierten, während der Edge Glide Path eine glatte Oberfläche zeigte (Abb. 1).

Metallurgische Charakterisierung

Die energiedispersive Röntgenspektroskopie/ Rasterelektronenmikroskopie-Analyse zeigte ein nahezu äquiatomisches Verhältnis von Nickel- und Titanlegierungen in allen getesteten Instrumenten, ohne Spuren anderer metallischer Elemente. Die DSC-Analyse bestätigte, dass alle Instrumente bei Raumtemperatur (20˚C) martensitische Eigenschaften aufwiesen. Die Starttemperaturen der R-Phase beim Abkühlen lagen bei 50,3˚C (ProGlider), 33,0˚C (Edge Glide Path) und 50,4˚C (R-Pilot). Die Endtemperaturen der R-Phase des ProGlider (13,8˚C) und des Edge Glide Path (16,2˚C) bei 20˚C zeigten gemischte Austenit plus R-Phase bei Raumtemperatur, während die Endtemperatur der R-Phase des R-Pilot höher war (23,3˚C) (Abb. 2).

Mechanische Tests

Das R-pilot Instrument zeigte höhere Medianwerte für das maximale Drehmoment (0,9 Ncm) und die Knicklast (0,7 N) als die Edge Glide Path und ProGlider Instrumente (P ˂ .05), die ähnliche Ergebnisse präsentierten (P ˃ .05). In den anderen Tests (Drehwinkel und Biegebelastung) wurden statistisch signifikante Unterschiede zwischen den Instrumenten beobachtet (P ˂ .05). Der Edge Glide Path zeigte den höchsten Median-Drehwinkel (662,5˚) und die maximale Biegebelastung (329,9 gf) (P ˂ .05), während die niedrigsten Werte für den Drehwinkel und die Biegebelastung mit den R-pilot (267,5˚) und ProGlider (145,7 gf) Instrumenten beobachtet wurden (P ˂ .05), jeweils (Tabelle 3).

Microhärte

Die höchsten und niedrigsten Mikrohärtewerte wurden bei den Instrumenten R-Pilot (436,8 HVN) bzw. Edge Glide Path (335,3 HVN) festgestellt (P ˂ .05) (Tabelle 3).

Diskussion

Im Laufe der Jahre wurden mehrere Anstrengungen unternommen, um die Sicherheit und mechanische Effizienz von rotierenden und reziproken NiTi-Systemen zu entwickeln und besser zu verstehen.

Allerdings waren die meisten Studien darauf ausgelegt, nur wenige Instrumente mit 1 oder 2 Methoden zu vergleichen. Dieser vereinfachte Ansatz ist in der Regel leicht umzusetzen und bietet den Klinikern benutzerfreundliche Informationen, aber sein größter Nachteil ist die Kompartimentierung des Wissens, die zu einer oberflächlichen Interpretation und Vereinfachung der Ergebnisse führen kann. In der Endodontie, um diese Einschränkung zu überwinden, wurde die multimethodische Forschung befürwortet. Bei diesem Ansatz werden quantitative und qualitative Analysemethoden, die spezifische Stärken auf bestimmten Forschungsebenen haben, gemeinsam durchgeführt, um die mechanischen Eigenschaften der Instrumente umfassender zu erklären.

Obwohl dies zu einer komplexeren Analyse führen kann, erhöht es auch die interne Validität der Forschung und die Zuverlässigkeit der Ergebnisse. In der vorliegenden Studie wurde ein multimethodischer Ansatz verwendet, um die Eigenschaften von 3 Glide Path NiTi-Instrumenten gemäß internationalen Richtlinien oder gut etablierten und validierten Methoden zu bewerten. Die Gesamtgeometrie der Instrumente wurde mithilfe von Stereomikroskopie für die Hauptkomponenten und Rasterelektronenmikroskopie für feine Details bewertet. Internationale Richtlinien wurden für DSC, Mikrohärte, Torsions- und Biegeprüfungen befolgt, während der Knicktest gemäß einer zuvor validierten Methodik durchgeführt wurde. Angesichts des Mangels an standardisierten Richtlinien zur Durchführung des zyklischen Ermüdungstests bei NiTi-Instrumenten und der Tatsache, dass diese Methode in letzter Zeit in der Literatur in mehreren Kontroversen verwickelt war, wurde dieser Test nicht in diese Studie einbezogen.

Torsion besteht aus einer drehenden axialen Kraft, wenn ein Teil des Instruments sich mit einer anderen Geschwindigkeit dreht als ein anderer. Das maximale Drehmoment repräsentiert die Fähigkeit eines Instruments, diese drehende axiale Kraft vor dem Bruch zu halten, während der Drehwinkel sich auf die Fähigkeit bezieht, eine Deformation unter dieser gleichen Kraft vor dem Bruch zu ertragen. Diese Eigenschaften sind besonders nützlich beim Formen enger Wurzelkanäle, einer anatomischen Bedingung, die eine hohe Effizienz von den Glide Path NiTi-Instrumenten verlangt. Darüber hinaus ist es wichtig, dass mechanische Instrumente eine angemessene Knickfestigkeit aufweisen, um leichten apikalen Druck in Richtung ihrer Längsachse während der Kanalerweiterung anwenden zu können. Eine hohe Flexibilität, die durch den Biegetest bewertet wird, ist ebenfalls erforderlich, um eine Abweichung vom ursprünglichen Kanalverlauf während des Glide Path-Verfahrens zu vermeiden. In der vorliegenden Studie zeigten die Ergebnisse der mechanischen Tests (maximales Drehmoment, Drehwinkel, Biegelast und Knickfestigkeit) Unterschiede zwischen den Instrumenten, und die Nullhypothese wurde verworfen. Es ist wichtig zu betonen, dass die beobachteten Unterschiede im Gesamtdesign (Tabelle 2), der Oberflächenbearbeitung (Abb. 1) und den Phasenübergangstemperaturen (Abb. 2) die mechanische Leistung der getesteten Instrumente (Tabelle 3) erheblich beeinflussten.

Der höchste Drehmomentwiderstand und die niedrigsten Werte des Drehwinkels wurden mit dem R-Pilot-Instrument beobachtet (Tabelle 3). Obwohl der R-Pilot die kleinste Spitzengröße unter den getesteten Instrumenten hatte, neigt sein großer Durchmesser bei D3, einer Position, in der die Datei während des Torsionstests gesperrt und gedreht wird, dazu, ein höheres Drehmoment und eine niedrigere Winkelrotation aufrechtzuerhalten, was diese Ergebnisse erklären könnte. Andererseits zeigten die ProGlider- und Edge Glide Path-Instrumente ähnliche Drehmomentwiderstandswerte, jedoch unterschiedliche Drehwinkel. Letzteres kann teilweise durch ihre ähnliche metallische Zusammensetzung mit gemischtem Austenit plus R-Phase (Abb. 2) erklärt werden, während letzteres aufgrund der glatteren Oberflächenbearbeitung des Edge Glide Path (Abb. 1) möglich ist, die dazu neigt, das Instrument weniger anfällig für Rissausbreitung während der Torsion zu machen.

Im Biegefestigkeitstest schien die Anzahl der Spiralen pro Millimeter, zusammen mit potenziellen Unterschieden in der Wärmebehandlung ihrer Metalllegierungen, die Ergebnisse mehr beeinflusst zu haben als der verbleibende bewertete Parameter. Zum Beispiel hatten die flexibelsten und die am wenigsten flexiblen Instrumente, der ProGlider und der Edge Glide Path, auch die höchste bzw. niedrigste Anzahl von Spiralen (Tabelle 2), während der R-Pilot mittlere Werte hatte. Laut McSppaden gilt unter ähnlichen Bedingungen: Je mehr Spiralen in der aktiven Klinge eines NiTi-Instruments vorhanden sind, desto größer ist der helikale Winkel und die Flexibilität, was diese Ergebnisse erklären könnte. Im Knicktest hatten Unterschiede in der kristallographischen Anordnung der Legierung und den Abmessungen der Instrumente einen relevanten Einfluss auf die Ergebnisse. Während des Knicktests tritt die seitliche Verschiebung unter einer Druckbelastung hauptsächlich im apikalen Bereich der Instrumente auf. Daher könnte die höhere Knickfestigkeit des R-Pilot (Tabelle 3) mit seinem größeren Durchmesser in 4–5 mm von seiner Spitze im Vergleich zu den anderen Instrumenten zusammenhängen.

Interessanterweise zeigten Instrumente mit niedrigen (Edge Glide Path: 335.3 HVN), mittleren (ProGlider: 390.8 HVN) und hohen (R-Pilot: 436.8 HVN) Mikrohärtewerten ähnliche Rake im Knicktest, was darauf hindeutet, dass die Knickresultate von den spezifischen Kristallanordnungen in den Nickel- und Titanbestandteilen jedes Instruments beeinflusst wurden, was teilweise die Ergebnisse erklärt.

Insgesamt bestätigen das hohe maximale Drehmoment und die Knickfestigkeit des R-Pilot sowie die hohe Flexibilität des ProGlider frühere Erkenntnisse. Obwohl die Mikrohärte der ProGlider- und R-Pilot-M-Wire-Legierung noch nicht behandelt wurde, stimmen die Ergebnisse teilweise mit den Werten überein, die für die NiTi-Legierung anderer Instrumente berichtet wurden. Leider war ein Vergleich der Edge Glide Path-Ergebnisse mit früheren Veröffentlichungen nicht möglich, da bisher keine von ihnen die neue Generation dieses Instruments mit einer Spitzenweite von 0,19 mm (https:// web.edgeendo.com/edgeglidepath/) anstelle von 0,16 mm bewertet hat.

In Bezug auf die klinische Bedeutung der mechanischen Ergebnisse ist bemerkenswert, dass die getesteten Gleitrinneninstrumente in allen Aspekten unterschiedlich waren. Dies hilft, die überlegene Stärke und Flexibilität des R-Pilot (hohes Drehmoment und Knicken bei einer niedrigen Biebelastung) zu erklären, während der Edge Glide Path das Gegenteil zeigte.

Das Gleitrinnenverfahren hat sich als sehr effektiv erwiesen, um die Bruchrate mechanischer NiTi-Instrumente, die für die Wurzelkanalaufbereitung verwendet werden, zu kontrollieren. Dieses vorläufige Verfahren erfordert jedoch hohe technische Fähigkeiten, selbst für erfahrene Kliniker. Dies ist der Hauptgrund, warum Instrumente, die für den mechanischen Gleitrinnen entwickelt wurden, in der klinischen Praxis so wichtig sind. In der vorliegenden Studie zeigte das R-Pilot-Instrument überlegene Stärke und Flexibilität (hohes Drehmoment und Knicken bei einer niedrigen Biebelastung), während der Edge Glide Path das Gegenteil zeigte. Auf den ersten Blick könnten diese Ergebnisse als Hinweis interpretiert werden, dass der R-Pilot unter den getesteten Instrumenten in einem klinischen Umfeld am effektivsten für das Gleitrinnenverfahren in verkalkten und/oder gekrümmten Kanälen wäre. Leider ist der Übergang von der Wissenschaft aus dem Labor in die Klinik kein geradliniger Prozess, da die systematische Grundlagenforschung darauf abzielt, ein besseres Wissen oder Verständnis der grundlegenden Aspekte beobachtbarer Fakten zu erlangen. Im Gesundheitsbereich, obwohl im Laufe der Jahre umfangreiche Ressourcen sowohl der Labor- als auch der klinischen Forschung gewidmet wurden, bestanden erhebliche Barrieren zwischen ihnen. Tatsächlich ist die translationale Forschung in der Endodontie – eine Disziplin, die wissenschaftliche Entdeckungen aus dem Labor in die Klinik oder ins Feld überträgt und sie in neue Ansätze zur Verbesserung der Gesundheitsversorgung umwandelt – immer noch eine Disziplin, die erkundet werden muss.

Obwohl die Verwendung einer spezifischen Temperatur in Tests wie der zyklischen Ermüdung nicht einvernehmlich oder standardisiert ist, wurde in den mechanischen Tests, die in der vorliegenden Forschung durchgeführt wurden, diese Variable bisher nicht untersucht und es besteht ein Mangel an Informationen. Eine Studie behandelte den Torsionstest unter 2 verschiedenen Temperaturen und fand keinen Unterschied bei den getesteten Instrumenten. Die vorliegenden Tests wurden bei Raumtemperatur im Bereich durchgeführt, der von den internationalen Standards ASTM E92-17 empfohlen wird. Die Stärke der vorliegenden Studie bestand darin, die mechanische Effizienz von 3 verschiedenen Glide-Path-Instrumenten mithilfe einer multimethodischen Bewertung zu vergleichen und die Ergebnisse auf der Grundlage ihres Designs, der Phasenübergangstemperatur, der Mikrohärte und der Gesamtgeometrie zu erklären. Andererseits ist eine Einschränkung dieser Studie der Mangel an Informationen über die Abmessungen des Edge Glide Path, da der Hersteller nur die Spitzengröße (0,19 mm) und den maximalen Durchmesser (1,0 mm) angibt. Diese Daten sind oft notwendig, um einige Ergebnisse der mechanischen Tests zu erklären. Darüber hinaus wurden andere Parameter, einschließlich Schneid- und Formfähigkeiten, hier nicht bewertet. Daher müssen weitere Studien die Kombination anderer Tests mit dem multimethodischen Ansatz untersuchen, um die Effizienz und Sicherheit der auf dem Markt verfügbaren Glide-Path-Instrumente zu vergleichen.

Schlussfolgerungen

Obwohl die getesteten Instrumente Nickel- und Titan-Elemente in etwa gleichen atomaren Anteilen aufwiesen, spiegelten sich die Unterschiede in ihrem Gesamtdesign, der Oberflächenbearbeitung und den Phasenübergangstemperaturen in ihrer mechanischen Leistung wider. Der R-Pilot zeigte die höchsten Werte in den Drehmomentwiderstands-, Knicklast- und Mikrohärte-Tests, während der Edge Glide Path einen überlegenen Drehwinkel und der ProGlider die höchste Flexibilität aufwies.

Autoren: Jorge N. R. Martins, Emmanuel João Nogueira Leal Silva, Duarte Marques, Mario Rito Pereira, Sofia Arantes-Oliveira, Rui F. Martins, Francisco Manuel Braz Fernandes und Marco Aurelio Versiani

Referenzen:

1. McGuigan MB, Louca C, Duncan HF. Fraktur von endodontischen Instrumenten: Ursachen und Prävention. Br Dent J 2013;214:341–8.
2. Hülsmann M, Peters OA, Dummer PM. Mechanische Aufbereitung von Wurzelkanälen: Formziele, Techniken und Mittel. Endod Topics 2005;10:30–76.
3. Plotino G, Nagendrababu V, Bukiet F, et al. Einfluss von Verhandlung, Glide Path und Vorflaring-Verfahren auf die Formgebung von Wurzelkanälen – Terminologie, grundlegende Konzepte und eine systematische Überprüfung. J Endod 2020;46:707–29.
4. West JD. Der endodontische Glidepath: "Geheimnis der Rotationssicherheit". Dent Today 2010;29:86–93.
5. Berutti E, Negro AR, Lendini M, Pasqualini D. Einfluss von manuellem Vorflaring und Drehmoment auf die Ausfallrate von ProTaper-Rotationsinstrumenten. J Endod 2004;30:228–30.
6. Pasqualini D, Bianchi CC, Paolino DS, et al. Computergestützte mikro-tomographische Bewertung des Glide Path mit Nickel-Titan-Rotations-PathFile in gekrümmten Kanälen der ersten oberen Molaren. J Endod 2012;38:389–93.
7. Lopes WS, Vieira VT, Silva E, et al. Biege-, Knick- und Torsionswiderstand von rotierenden und reziproken Glide Path-Instrumenten. Int Endod J 2020;53:1689–95.
8. Keskin C, Inan U, Demiral M, Kelesx A. Zyklische Ermüdungsbeständigkeit von R-Pilot, WaveOne Gold Glider und ProGlider Glide Path-Instrumenten. Clin Oral Investig 2018;22:3007–12.
9. Lee JY, Kwak SW, Ha JH, et al. Mechanische Eigenschaften verschiedener Glide Path-Vorbereitungs-Nickel-Titan-Rotationsinstrumente. J Endod 2019;45:199–204.
10. Anderson ME, Price JW, Parashos P. Bruchfestigkeit von elektropolierten rotierenden Nickel-Titan-Endodontieinstrumenten. J Endod 2007;33:1212–6.
11. de Vasconcelos RA, Murphy S, Carvalho CA, et al. Hinweise auf eine reduzierte Ermüdungsbeständigkeit zeitgenössischer Rotationsinstrumente bei Körpertemperatur. J Endod 2016;42:782–7.
12. Hieawy A, Haapasalo M, Zhou H, et al. Phasenübergangsverhalten und Widerstand gegen Biegung und zyklische Ermüdung von ProTaper Gold und ProTaper Universal Instrumenten. J Endod 2015;41: 1134–8.
13. Martins JN, Silva E, Marques D, et al. Mechanische Leistung und metallurgische Merkmale von ProTaper Universal und 6 replikaähnlichen Systemen. J Endod 2020;46:1884–93.
14. ASTM International. ASTM F2004 2 17: Standardprüfmethode für die Umwandlungstemperatur von Nickel-Titan-Legierungen durch thermische Analyse. West Conshohocken, PA: ASTM International; 2004. S. 1–5.
15. ISO 3630-3631:2008. Zahnmedizin – Wurzelkanalinstrumente – Teil 1: Allgemeine Anforderungen und Prüfmethoden. Genf, Schweiz: ISO; 2008.
16. Lopes HP, Elias CN, Mangelli M, et al. Knickfestigkeit von wegweisenden endodontischen Instrumenten. J Endod 2012;38:402–4.
17. ASTM International. ASTM E92-17: Standardprüfmethoden für Vickers-Härte und Knoop-Härte von metallischen Materialien. West Conshohocken, PA: ASTM International; 2017. S. 1–27.
18. De-Deus G, Silva EJ, Vieira VT, et al. Blaue thermomechanische Behandlung optimiert die Ermüdungsbeständigkeit und Flexibilität der Reciproc-Dateien. J Endod 2017;43:462–6.
19. Hülsmann M, Donnermeyer D, Sch€afer E. Eine kritische Bewertung von Studien zur zyklischen Ermüdungsbeständigkeit von motorbetriebenen endodontischen Instrumenten. Int Endod J 2019;52:1427–45.
20. Gambarini G. Zyklische Ermüdung von ProFile-Rotationsinstrumenten nach längerer klinischer Anwendung. Int Endod J 2001;34:386–9.
21. Kramkowski TR, Bahcall J. Ein in vitro Vergleich von Torsionsstress und zyklischer Ermüdungsbeständigkeit von ProFile GT und ProFile GT Series X rotierenden Nickel-Titan-Dateien. J Endod 2009;35:404–7.
22. Schoenfeld A. Über das Besitzen und Verwenden geometrischen Wissens. In: Hiebert J, Herausgeber. Konzeptuelles und prozedurales Wissen: Der Fall der Mathematik. 1. Aufl. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates; 1986.
23. Mandl H, Gruber H, Renkl A. Kapitel 8 Missverständnisse und Wissenskompartimentierung. Adv Psychol 1993;101:161–76.
24. Silva E, Martins JN, Lima CO, et al. Mechanische Tests, metallurgische Charakterisierung und Formungsfähigkeit von Niti-Rotationsinstrumenten: eine multimethodische Forschung. J Endod 2020;46:1485–94.
25. Creswell JW. Forschungsdesign: Qualitative, quantitative und gemischte Methodenansätze. 4. Aufl. Thousand Oaks, CA: Sage Publications; 2014.
26. Hülsmann M. Forschung, die zählt: Studien zur Ermüdung von rotierenden und reziproken NiTi-Wurzelkanalinstrumenten. Int Endod J 2019;52:1401–2.
27. McSpadden JT. Die Konzepte meistern. In: McSpadden JT, Herausgeber. Mastering Endodontics Instrumentation. Chattanooga, TN: Cloudland Institute; 2007. S. 7–36.
28. Cheung GS, Darvell BW. Ermüdungstest eines NiTi-Rotationsinstrumentes. Teil 2: fraktographische Analyse. Int Endod J 2007;40:619–25.
29. McSpadden JT. Instrumentendesigns meistern. In: McSpadden JT, Herausgeber. Mastering Endodontics Instrumentation. Chattanooga, TN: Cloudland Institute; 2007. S. 37–97.
30. Yilmaz OS, Keskin C, Aydemir H. Vergleich des Torsionswiderstands von 4 verschiedenen Glide Path-Instrumenten. J Endod 2021;47:970–5.
31. Woolf SH. Was ist translationale Wissenschaft. JAMA 2008;299:211–3.
32. Martins JN, Silva EJ, Marques D, et al. Design, metallurgische Merkmale, mechanische Leistung und Kanalaufbereitung von sechs reziproken Instrumenten. Int Endod J 2021;54:1623–37.
33. Silva EJ, Giralds JF, Lima CO, et al. Einfluss der Wärmebehandlung auf den Torsionswiderstand und die Oberflächenrauhigkeit von Nickel-Titan-Instrumenten. Int Endod J 2019;52:1645–51.