Fehlender ursächlicher Zusammenhang zwischen dentinalen Mikrorissen und der Wurzelkanalaufbereitung mit Reziprokationssystemen

Zusammenfassung

Einleitung: Diese Studie hatte zum Ziel, die Häufigkeit von dentinalen Mikrorissen zu bewerten, die nach der Wurzelkanalaufbereitung mit 2 reziproken und einem konventionellen voll-sequenziellen rotierenden System mittels mikro-Computertomographie-Analyse beobachtet wurden.

Methoden: Dreißig mesiale Wurzeln von mandibularen Molaren mit einer Typ II Vertucci-Kanal-Konfiguration wurden mit einer isotropen Auflösung von 14,16 mm gescannt. Die Probe wurde zufällig in 3 experimentelle Gruppen (n = 10) entsprechend dem verwendeten System zur Wurzelkanalaufbereitung eingeteilt: Gruppe A—Reciproc (VDW, München, Deutschland), Gruppe B—WaveOne (Dentsply Maillefer, Baillagues, Schweiz) und Gruppe C—BioRaCe (FKG Dentaire, La-Chaux-de-Fonds, Schweiz). Zweite und dritte Scans wurden durchgeführt, nachdem die Wurzelkanäle mit Instrumenten der Größen 25 und 40 vorbereitet wurden. Anschließend wurden prä- und postoperative Querschnittsbilder der Wurzeln (N = 65.340) gesichtet, um das Vorhandensein von dentinalen Defekten zu identifizieren.

Ergebnisse: Dentinale Mikrorisse wurden in 8,72% (n = 5697), 11,01% (n = 7197) und 7,91% (n = 5169) der Querschnitte aus den Gruppen A (Reciproc), B (WaveOne) und C (BioRaCe) beobachtet. Alle dentinalen Defekte, die in den postoperativen Querschnitten identifiziert wurden, wurden auch in den entsprechenden präoperativen Bildern beobachtet.

Schlussfolgerungen: Es wurde keine ursächliche Beziehung zwischen der Bildung von dentinalen Mikrorissen und den Kanalpräparationsverfahren mit den Systemen Reciproc, WaveOne und BioRaCe beobachtet. (J Endod 2014;40:1447–1450)

Vor kurzem wurde eine neue Technik mit reziproker Bewegung für die Wurzelkanalpräparation vorgeschlagen. Dieser Ansatz entlastet das Instrument durch spezielle gegen den Uhrzeigersinn (Schneidbewegung) und im Uhrzeigersinn (Freigabe des Instruments) Bewegungen und erhöht daher seine Widerstandsfähigkeit gegen zyklische Ermüdung im Vergleich zur traditionellen kontinuierlichen Rotationsbewegung. Reciproc (VDW, München, Deutschland) und WaveOne (Dentsply Maillefer, Baillagues, Schweiz) sind die Hauptbeispiele für kommerziell erhältliche Einzeldatei-Reziprokalsysteme zur Wurzelkanalpräparation, die unterschiedliche Werte von gegen den Uhrzeigersinn und im Uhrzeigersinn Rotationsbewegungen abwechseln und eine 360^◦ Präparation nach einer Reihe von reziproken Bewegungen ermöglichen.

Obwohl es eine Vielzahl von Beweisen für die Sicherheit und die Formeffektivität der reziproken Bewegung gibt, wurden Bedenken hinsichtlich einiger potenziell schädlicher Nebenwirkungen dieser neuen Kinematik, die auf Nickel-Titan-Instrumente angewendet wird, geäußert. Laut einigen aktuellen Studien wären reziproke Instrumente anfälliger dafür, die Entwicklung oder Ausbreitung von Dentinmikrorissen und dentinalen Schäden zu fördern als herkömmliche vollsequenzielle rotierende Systeme. Diese Argumentation besagt, dass die Wurzelkanalaufbereitung mit nur einem einzigen großen, konischen reziproken Instrument, das in kurzer Zeit erhebliche Mengen Dentin schneidet, dazu neigt, mehr dentinale Defekte zu schaffen oder zu verschlimmern als die herkömmliche Aufbereitung, die eine progressivere und langsamere mechanische Erweiterung umfasst. Aus klinischer Sicht sind diese dentinalen Defekte, wie Craquelinien und Mikrorisse, wichtig, da sie sich weiter zu vertikalen Wurzelfrakturen entwickeln können, was zu Zahnverlust führen könnte.

In den letzten Jahren hat die Mikro-Computertomographie-Technologie (Mikro-CT) neue Möglichkeiten für die endodontische Forschung eröffnet, indem sie nicht-invasive volumetrische quantitative und qualitative Bewertungen vor und nach verschiedenen endodontischen Verfahren ermöglicht. Daher wurde die vorliegende Studie entworfen, um die Häufigkeit von dentinalen Mikrorissen zu bewerten, die nach der Wurzelkanalaufbereitung mit 2 reziproken Systemen (Reciproc und WaveOne) unter Verwendung der Mikro-CT-Analyse beobachtet wurden. Das herkömmliche vollsequenzielle rotierende System (BioRaCe; FKG Dentaire, La-Chaux-de-Fonds, Schweiz) wurde als Referenztechnik zum Vergleich verwendet.

Materialien und Methoden

Berechnung der Stichprobengröße

Die Stichprobengröße wurde nach der Schätzung der Effektgröße von dentinalen Defekten, die durch reziproke und rotierende Systeme gefördert wurden, wie von Bürklein et al. berichtet, berechnet. In dieser Studie lag die prozentuale Summe der Proben mit vollständigen und unvollständigen dentinalen Rissen zwischen 18,3% und 51,6%. Unter Verwendung der Chi-Quadrat-Testfamilie und des Varianzstatistiktests (G*Power 3.1 für Macintosh; Heinrich Heine, Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Deutschland) mit α = 0,05 und β = 0,95 wurde eine berechnete Effektgröße von 7,6 eingegeben. Acht Proben wurden als die minimale ideale Größe angegeben, die erforderlich ist, um denselben Effekt der Instrumente auf Dentin zu beobachten.

Stichprobenauswahl

Diese Studie wurde vom Ethikkomitee, Nucleus of Collective Health Studies (Protokoll-Nr. 2223-CEP/HUPE), überprüft und genehmigt. Einhundertvierundfünfzig menschliche mandibuläre erste und zweite Molaren mit vollständig getrennten Wurzeln, die aus Gründen, die nicht mit dieser Studie zusammenhängen, extrahiert wurden, wurden aus einem Pool von Zähnen entnommen. Die Wurzeln wurden zunächst durch Stereomikroskopie unter 12× Vergrößerung inspiziert, um Zähne mit bereits bestehenden Craquelinien oder Rissen auszuschließen. Eine digitale Röntgenaufnahme in buccolingualer Richtung wurde gemacht, um den Krümmungswinkel der mesialen Wurzel mit einem Open-Source-Bildanalyseprogramm (Fiji v.1.47n; Fiji, Madison, WI) zu bestimmen. Nur Zähne mit einer moderaten Krümmung der mesialen Wurzel (zwischen 10^◦ und 20^◦) wurden ausgewählt. Zähne, die nicht patent zur Kanallänge mit einer Größe 10 K-Datei (Dentsply Maillefer) waren, wurden ebenfalls verworfen. Die koronalen Teile und distalen Wurzeln aller Zähne wurden mit einer Niedriggeschwindigkeitssäge (Isomet; Buhler Ltd, Lake Bluff, NY) mit Wasserkühlung entfernt, wobei mesiale Wurzeln mit einer Länge von etwa 12 1 mm übrig blieben, um die Einführung von Störvariablen zu verhindern. Infolgedessen wurden 76 Proben ausgewählt und in einer 0,1%igen Thymol-Lösung bei 5^◦C gelagert.

Um einen umfassenden Überblick über die anatomische Konfiguration der mesialen Kanäle zu erhalten, wurden Proben in einer relativ niedrigen isotropen Auflösung (70 mm) mit einem Mikro-CT-Scanner (SkyScan 1172; Bruker-microCT, Kontich, Belgien) bei 70 kV und 114 mA vorgescant. Basierend auf diesem Vorscan-Set von Bildern wurden 30 Proben mit einem Typ II Vertucci-Kanal-Konfigurationssystem ausgewählt. Diese Proben wurden erneut in einer isotropen Auflösung von 14,16 mm gescannt. Eine Flächenkorrektur wurde vor den Scanverfahren durchgeführt, um Variationen in der Empfindlichkeit der Kamerapixel zu korrigieren. Das Scannen erfolgte durch eine 360^◦-Drehung um die vertikale Achse mit einem Rotationsschritt von 0,5^◦, einer Belichtungszeit der Kamera von 7000 Millisekunden und einer Rahmenmittelung von 5. Röntgenstrahlen wurden mit einem 1 mm dicken Aluminiumfilter gefiltert. Die Bilder wurden mit der NRecon 1.6.3-Software (Bruker-microCT) unter Verwendung einer 40%igen Strahlhärtungskorrektur und einer Ringartefaktkorrektur von 10 rekonstruiert, was zur Erfassung von 700–800 transversalen Querschnitten pro Zahn im Bitmap-Format führte.

Wurzelkanalvorbereitung

Eine dünne Schicht aus Polyether-Abformmaterial wurde verwendet, um die Zementoberfläche der Wurzeln zu beschichten und das parodontalen Ligament zu simulieren. Jede Probe wurde koronal-apikal in einen maßgefertigten Epoxidharzhalter (Ø 18 mm) platziert, um weitere Kooperationsprozesse zu optimieren. Die apikale Durchgängigkeit wurde bestimmt, indem eine K-Datei der Größe 10 in den Wurzelkanal eingeführt wurde, bis die Spitze am apikalen Foramen sichtbar war, und die Arbeitslänge (WL) wurde 1,0 mm kürzer als diese Messung festgelegt. Nachdem die Gleitwege mit einer K-Datei der Größe 15 (Dentsply Maillefer) bis zur WL hergestellt wurden, wurden die Proben zufällig in 3 experimentelle Gruppen (n = 10) entsprechend dem verwendeten System zur Wurzelkanalvorbereitung eingeteilt:

• Gruppe A: Reciproc
• Gruppe B: WaveOne
• Gruppe C: BioRaCe

Für alle Gruppen wurde die Spülung genau nach derselben Methode mit 40 ml 5,25% Natriumhypochlorit durchgeführt. Die Instrumente wurden mit dem VDW Silver Motor gemäß den Anweisungen der jeweiligen Hersteller betrieben, und ein einzelner erfahrener Bediener führte alle Vorbereitungen durch.

In Gruppe A wurde das R25 Reciproc-Instrument (25/0.08) in apikalem Richtung mit einer langsamen Ein- und Auswärtsbewegung von etwa 3 mm Amplitude und leichtem apikalem Druck in einer reziproken Bewegung bewegt, bis die WL erreicht war. Nach 3 Bewegungen wurde das Instrument aus dem Kanal entfernt und gereinigt. Dann wurde das R40 Reciproc-Instrument (40/0.06) bis zur vollen WL unter Verwendung des gleichen Protokolls eingesetzt. Gruppe B wurde mit WaveOne Primary (25/0.08) und Large (40/0.08) Instrumenten bis zur WL unter Verwendung der gleichen Technik wie in Gruppe A vorbereitet. In Gruppe C wurde die Vorbereitung in einer Kronen-abwärts-Richtung mit dem BioRaCe-System durchgeführt, bis die WL erreicht war, unter Verwendung der folgenden Sequenz: BR0 (25/0.08), BR1 (15/0.05), BR2 (25/0.04), BR3 (25/0.06), BR4 (35/0.04) und BR5 (40/0.04) Instrumente. Nach 4 gleichmäßigen Stößen wurde das Instrument aus dem Kanal entfernt und gereinigt.

Zwei postoperative Mikro-CT-Scans jedes Präparats nach der Kanalvorbereitung mit den Instrumenten R25 und R40 in Gruppe A, WaveOne Primary und Large in Gruppe B sowie BR3 und BR5 in Gruppe C wurden unter Verwendung der oben genannten Parameter durchgeführt.

Bewertung von dentinalen Mikrorissen

Die Bildstapel der Proben vor und nach der Kanalpräparation wurden durch einen automatischen Überlagerungsprozess basierend auf dem äußeren Wurzelkontur mit 1000 Interaktionen unter Verwendung der Seg3D v.2.1.4-Software (SCI Institute’s National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences CIBC Center, Bethesda, MD) ko-registeriert. Anschließend wurden die Querschnittsbilder der mesialen Wurzeln, vom Furkationsniveau bis zur Spitze (N = 65.340), von 3 vorkalibrierten Prüfern gesichtet, um das Vorhandensein von dentinalen Mikrorissen zu identifizieren. Zunächst wurden postoperative Bilder analysiert, und die Querschnittsnummer, in der ein Dentinfehler beobachtet wurde, wurde aufgezeichnet. Danach wurde das entsprechende präoperative Querschnittsbild ebenfalls untersucht, um die Vorhandenheit eines dentinalen Fehlers zu überprüfen. Um den Screening-Prozess zu validieren, wurden die Bildanalysen zweimal in Abständen von 2 Wochen wiederholt; im Falle von Abweichungen wurde das Bild gemeinsam untersucht, bis eine Einigung erzielt wurde.

Ergebnisse

Die qualitative Analyse zeigte das Vorhandensein von dentinalen Mikrorissen in 8,72% (n = 5697), 11,01% (n = 7197) und 7,91% (n = 5169) der Querschnittsbilder in den Gruppen A (Reciproc), B (WaveOne) und C (BioRaCe), jeweils aus insgesamt 65.340 Schnitten. Somit zeigten 27,64% (18.063 Schnitte) der Bilder einen dentinalen Defekt. Alle dentinalen Defekte, die in der Analyse beider postoperativer Scans identifiziert wurden, waren bereits in den entsprechenden präoperativen Bildern vorhanden (Abb. 1). Mit anderen Worten bedeutet dies, dass nach der biomechanischen Wurzelkanalaufbereitung kein neuer Mikroriss beobachtet wurde.

Diskussion

Frühere Studien haben eine hohe prozentuale Häufigkeit von dentinalen Defekten gezeigt, die durch die mechanische Aufbereitung von Wurzelkanälen verursacht wurden; jedoch zeigten die wenigen Studien, die die Inzidenz von dentinalen Defekten nach der Wurzelkanalaufbereitung mit reziproken Instrumenten bewerteten, widersprüchliche und nicht schlüssige Ergebnisse. Bürklein et al. zeigten, dass die Wurzelkanalaufbereitung sowohl mit rotierenden als auch mit reziproken Instrumenten zu dentinalen Defekten führte, und dass reziproke Feilen (Reciproc und WaveOne) auf apikalem Niveau signifikant mehr unvollständige dentinale Risse erzeugten als vollsequenzielle rotierende Systeme (Mtwo und ProTaper). Im Gegensatz dazu fanden Liu et al. bei ähnlicher Methodik heraus, dass das ProTaper-Multiple-File-Rotationssystem mehr Risse auf der apikal gelegenen Wurzeloberfläche oder in der Kanalwand verursachte als Einzeldatei-Rotationssysteme (OneShape) oder reziproke (Reciproc) Systeme. Ashwinkumar et al. beobachteten ebenfalls, dass die Kanalaufbereitung mit ProTaper-Rotationsfeilen signifikant mehr Mikrorisse aufwies als das WaveOne-reziproke System.

Die aktuellen Ergebnisse stehen im deutlichen Gegensatz zu früheren Studien, da die dentinalen Mikrorisse, die in den postoperativen Bildern beobachtet wurden, tatsächlich bereits im entsprechenden präoperativen Bild vorhanden waren, was eindeutig darauf hinweist, dass Reinigungs- und Formungsverfahren, die entweder rotierende oder reziproke Systeme verwenden, nicht mit ihrer Entstehung in Verbindung standen. Diese Diskrepanz in den Ergebnissen lässt sich sicherlich teilweise durch die Unterschiede im methodologischen Design erklären. Die Beweise in der aktuellen Literatur, die mechanische Präparation und die Entwicklung dentinaler Defekte korrelieren, basieren ausschließlich auf Wurzelquerschnittmethoden und direkter Beobachtung durch optische Mikroskopie. Diese Methoden haben zweifellos einen bemerkenswerten Nachteil, der mit der destruktiven Natur des in einer früheren Arbeit berichteten Experiments (unveröffentlichte Daten, 2014) verbunden ist. Trotz der Tatsache, dass die Kontrollgruppen, die unpräparierte Zähne verwendeten, schienen diese Ergebnisse zu validieren, da keine dentinalen Defekte festgestellt werden konnten, berücksichtigt diese Art von Kontrolle nicht den potenziellen Schaden, der durch das Zusammenspiel von 3 Stressquellen auf das Wurzel-Dentin verursacht wird:

1. Die mechanische Vorbereitung
2. Der chemische Angriff mit Natriumhypochlorit-basierten Spülungen
3. Die Abschnittsverfahren

In der vorliegenden Studie wurde die Mikro-CT-Bildtechnologie verwendet, um das Vorhandensein von dentinalen Defekten zu Beginn und nach verschiedenen Wurzelkanalvergrößerungen mit rotierenden oder reziproken Instrumenten zu bewerten. Diese hochgenaue und nicht zerstörende Methode ermöglicht die Bewertung der Proben vor der Instrumentierung; somit werden bereits vorhandene Risse erkannt, und es ist möglich, genau anzugeben, in welcher Region sie entstanden und/oder propagiert wurden. Es ist anzumerken, dass man argumentieren kann, dass jegliche Dentinschäden von prä- bis postoperative Bedingungen auftreten können und nicht beobachtbar sind, weil sie unterhalb der räumlichen Auflösungsgrenze des Mikro-CT-Systems liegen. Dennoch konnte die vollständige Ausdehnung von dentinalen Mikrofrakturen, die unter konventioneller Stereomikroskopie visualisiert wurden, auch durch mCT-Querschnittsbilder beobachtet werden, was die Zuverlässigkeit dieser modernen Technologie zur Erkennung von Dentindefekten bestätigt (unveröffentlichte Daten, 2014).

Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigten das Vorhandensein von dentinalen Mikrorissen in 27,64 % der präoperativen Bilder. Andererseits haben Kontrollgruppen in früheren Studien keinen dentinalen Defekt gezeigt, und daher stellt sich die Frage, warum in der aktuellen Studie ein so hoher Anteil an präoperativen Rissen erreicht wurde. Der Hauptgrund ist die Bewertungsmethode, da die Mikro-CT-Bildgebung eine viel höhere Auflösung als die Stereomikroskopie hat. Darüber hinaus, und noch wichtiger, erlaubten konventionelle Schnitttechniken nur die Bewertung von wenigen Schnitten pro Zahn, mit der realen Möglichkeit, mehrere vorherige Defekte entlang der Wurzel zu übersehen, während mit der Mikro-CT-Bildgebung Hunderte von Schnitten pro Zahn analysiert werden können. Eine weitere methodologische Differenz war mit der Stichprobenauswahl verbunden. Während die meisten früheren Studien einwurzelige Zähne verwendeten, wurden in der vorliegenden Studie die mesialen Kanäle von mandibulären Molaren verwendet. Diese Kanäle haben eine verengte anatomische Konfiguration, die zu mehr Stress auf der dentinalen Oberfläche während der mechanischen Vorbereitung führen könnte und folglich das Potenzial zur Bildung von Rissen erhöht. Dennoch wurde selbst mit diesem anatomischen Merkmal kein durch Instrumentierung verursachter dentinaler Defekt beobachtet.

Es wurde festgestellt, dass das Potenzial zur Förderung von dentinalen Defekten möglicherweise mit dem Design des Instruments zusammenhängt. Laut Bier et al kann eine erhöhte Feilenverjüngung zur Bildung von dentinalen Defekten beitragen, da der Stress auf die Wände des Kanals erhöht wird. In der vorliegenden Studie standen Variationen im Design des Instruments nicht im Zusammenhang mit der Bildung von Rissen, selbst wenn die Kanäle bis zur Größe 40 vorbereitet wurden. Dies ist ein wichtiges Ergebnis, da es Hinweise darauf gibt, dass eine größere apikale Präparation eine größere Reduktion der intrakanalären Bakterienlast und von harten Geweberesten ermöglichen würde, als Folge einer effektiveren Spülung. Es ist erwähnenswert, dass in der vorliegenden Studie die Wurzelkanalinstrumentierung 1 mm vor dem apikalen Foramen durchgeführt wurde. Da die Inzidenz von apikalen Wurzelrissen mit unterschiedlichen Instrumentierungslängen in Zusammenhang stehen könnte, sollten weitere Mikro-CT-Studien durchgeführt werden, um zu bewerten, ob ein bestimmtes Instrumentierungsniveau die Inzidenz von dentinalen Defekten auslöst.

Unter den Bedingungen dieser Studie ist es möglich zu schließen, dass es keinen kausalen Zusammenhang zwischen dentinalen Mikrofrakturen und der Wurzelkanalaufbereitung mit den Systemen Reciproc, WaveOne und BioRaCe gibt. Zukünftige Mikro-CT-Studien, die die Inzidenz von Mikrofrakturen nach anderen endodontischen Verfahren wie Füllung, Nachbehandlung und Stiftvorbereitung bewerten, sind notwendig, um ein besseres Verständnis der Bildung dentinaler Mikrofrakturen im Zusammenhang mit intrakanalären Verfahren zu ermöglichen.

Autoren: Gustavo De-Deus, Emmanuel João Nogueira Leal Silva, Juliana Marins, Erick Souza, Aline de Almeida Neves, Felipe Gonçalves Belladonna, Haimon Alves, Ricardo Tadeu Lopes, Marco Aurelio Versiani

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