Methodische Überlegungen zu Push-Out-Tests in der Endodontie

Wir möchten die Gelegenheit nutzen, um zu dem Leserbrief Stellung zu nehmen, der verschiedene Themen im Zusammenhang mit der Verwendung von Push-out-Tests in der endodontischen Forschung behandelt (Moinzadeh et al. 2014). Zunächst müssen wir betonen, dass wir mit der Schlussfolgerung am Ende des Briefes einverstanden sind, nämlich: ‘Laborstudien sollten aus methodologischer Sicht kritisch bewertet werden, und es sollten Anstrengungen unternommen werden, um die aktuellen ex vivo-Modelle zu verbessern’, da wir ebenfalls der Meinung sind, dass Versuche notwendig sind, um die Push-out-Experimentiermethoden in der Endodontie zu verbessern. Wir möchten jedoch die wichtigsten methodologischen Aspekte ansprechen, die von den Autoren zur Verbesserung der Push-out-Tests angesprochen wurden, um Missverständnisse zu vermeiden, die in zukünftiger Forschung in diesem Bereich verbreitet werden könnten.

1. Die Gleitrreibung, anstatt der tatsächlichen Bindungsstärke, trägt wesentlich zum Widerstand gegen Dislokationen bei

Diese Aussage wurde in der Literatur allgemein akzeptiert, und wir stimmen den Autoren in diesem Punkt zu. Aus der Perspektive der Materialwissenschaft ist es jedoch ein klarer Irrtum, die Push-out-Tests in der Endodontie als zuverlässigen Indikator für die Messung der tatsächlichen Haftung von Füllmaterialien an den Wänden des Wurzelkanals zu betrachten, oder sogar als ‘ein potenzieller Surrogatmarker für endodontische Ergebnisse’. Es ist allgemein bekannt, dass Haftung ein komplexer Prozess ist und wahrscheinlich nicht effektiv im Wurzelkanalraum auftritt. Folglich wäre es wichtiger (i), zu verstehen, wie verschiedene Füllmaterialien dazu neigen, Dislokationskräften zu widerstehen, die die Materialien im Wurzelkanal beeinflussen könnten, und (ii), in der Lage zu sein, die Qualität von Füllmaterialien und Techniken zuverlässig zu bewerten. Kurz gesagt, Push-out-Studien sollten einfach als gewöhnliche ‘Bench’-Tests betrachtet werden, die nicht arbeitsintensiv sein sollten. Ein nahezu idealer Labortest sollte als vorläufiges Screening verwendet werden, bei dem finanzielle, ethische und praktische Probleme ihre Anwendung nicht einschränken können. Daher können diese Tests nicht mit echten ‘endodontischen Ergebnissen’ in Verbindung gebracht werden oder ‘klinische Bedeutung’ haben.

       2. Die Geometrie des Wurzelkanals im Dünnschnitt sollte sich in Richtung der aufgebrachten Last verjüngen, um den Beitrag der Reibungsgleite zu dem Widerstand gegen Verlagerung zu reduzieren.

Tatsächlich ist dies kein neuer Vorschlag und wurde bereits in mehreren Studien verwendet. Wie von Moinzadeh und Kollegen angemerkt, kann der Poisson-Effekt die Retention von Materialien aufgrund ihrer Querschnittsdeformation, die durch Ausschubkräfte induziert wird, erhöhen. Wenn parallele Hohlräume verwendet werden, kann der Poisson-Effekt tatsächlich die Gleitreibung erhöhen und die Endergebnisse beeinträchtigen. Es sollte jedoch betont werden, dass eine gute Standardisierung des Hohlraums sicherlich von größerer Bedeutung ist als die Hohlraumkonfiguration selbst. Diese Standardisierung ist schwierig zu erreichen, wenn reale Wurzelkanäle mit derzeit verfügbaren Instrumenten/Burs zur Wurzelkanalaufbereitung vorbereitet werden, wie im Folgenden erörtert. Tatsächlich ist unser Anliegen, eine zuverlässige anatomische Basislinie (gut standardisierte anatomische Bedingungen) zu schaffen, in der Tat relevanter, da sie die interne Validität vergleichender Bewertungen verbessert. Es ist auch wichtig zu betonen, dass die tatsächlichen Auswirkungen des Poisson-Effekts auf die Ergebnisse von Ausschubtests bei der Verwendung von 1-mm-dünn geschnittenen Proben für die Prüfung von Wurzelfüllmaterialien mit zwei Schnittstellen (Kernmaterial und Dichtungsmittel) unbekannt bleiben.

       3. Bei der Prüfung verschiedener Materialien sollten Unterschiede im elastischen Modul vermieden oder zumindest dokumentiert werden

Aus theoretischer Sicht ist dies eine angemessene Maßnahme, die die Gesamtqualität der Forschung verbessern wird, aber erneut ist es nicht neu (Chen et al. 2013). Es ist unbekannt (und vielleicht unwahrscheinlich), dass das elastische Modul eines Dichtungsmittels, das in einem so kleinen Volumen/Dicke verwendet wird, in Kombination mit einem Kernmaterial das Ergebnis des Push-out-Tests erheblich beeinflussen würde; jedoch sollte idealerweise die tatsächliche Rolle des elastischen Moduls der Wurzelfüllmaterialien in den endgültigen Push-out-Ergebnissen experimentell bewertet werden.

       4. Push-out-Proben sollten nach der Anwendung und dem Aushärten des getesteten Materials geschnitten werden, damit die Ergebnisse einen realistischen Einfluss des C-Faktors zeigen.

Derzeit ist der negative Einfluss des C-Faktors auf den Dislokationswiderstand von Wurzelfüllmaterialien fast immer auf methacrylatbasierte Dichtungsmittel beschränkt. Wenn man die Goldstandardklasse der Wurzelkanaldichtungsmittel betrachtet, wie die epoxidharzbasierten wie AH Plus (De Trey Dentsply, Konstanz, Deutschland), hat der C-Faktor nur einen vernachlässigbaren Einfluss auf das Gesamtergebnis des Tests (Kim et al. 2010). Daher ist es auch vernünftig anzunehmen, dass physiko-chemische Eigenschaften, die nicht das elastische Modul betreffen, wie dimensionsänderungen und der Grad der Polymerisation, ebenfalls an der Leistung des Dichtungsmittels im Wurzelkanalraum beteiligt sind, wenn es dem Push-out-Test unterzogen wird. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Wurzelfüllungen aus einem Kernmaterial plus einem Dichtungsmittel bestehen; somit gibt es mindestens zwei Schnittstellen, die aus dem Kanalsystem 'herausgedrückt' werden können, was eine systematische Fehlerquelle schaffen könnte. Daher haben Studien, die sich nur auf die Eigenschaften des Dichtungsmittels konzentrierten, den Kanalraum nur mit dem Dichtungsmittel gefüllt, um eine bessere Kontrolle über den Versagensmodus zu erreichen. Auf diese Weise wird eine Verzerrung im Zusammenhang mit der Klassifizierung des Versagensmodus vermieden, da alle Fehler in diesem Modell zweifellos eine adhäsive Natur haben werden, was auch die Bindungsstärke zwischen dem Dichtungsmittel und dem Dentin wahrheitsgemäß widerspiegelt (Neelakantan et al. 2011).

       5. Die Vorbereitung und Verwendung von künstlichen Kavitäten in Dentinbereichen, die nicht mit dem vorbereiteten Wurzelkanalbereich übereinstimmen

Aus materialwissenschaftlicher Sicht hat die Schaffung künstlicher Dentin-Kavitäten mehrere Vorteile, die die Autoren nicht berücksichtigt haben. Auf den ersten Blick und wie von Moinzadeh und Kollegen angegeben, wird die Reproduktion der klinischen Situation als großer Vorteil angesehen, wenn die intrakanal Dentinwände von extrahierten menschlichen Zähnen in Push-out-Tests verwendet werden. Allerdings macht die erhebliche Variation in der Morphologie der Wurzelkanäle die anatomische Standardisierung herausfordernd, und somit wird die Schaffung ausgewogener experimenteller und Kontrollgruppen zu einer schwierigen Aufgabe (Hülsmann et al. 2005). Da Kanäle an verschiedenen Stellen der Wurzel unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen, führt die Auswahl von Proben, die ausschließlich auf der Verwendung von einwurzeligen Zähnen basiert, zu einer schlechten Standardisierung und bedeutet, dass das experimentelle Modell weiter von einer soliden Bedingung für die experimentelle Vergleichbarkeit entfernt wird. Daher ist eine der Hauptbeschränkungen von Push-out-Tests die Schwierigkeit, eine zuverlässige Basislinie zu schaffen, da die komplexe Anatomie und die variable Morphologie des Substrats (Dentin) verwirrende Faktoren sind (De-Deus 2012). Es ist auch erwähnenswert, dass das Vorhandensein von kalcospherit-haltigen Zonen entlang der Kanalwand die Haftung des Dichtungsmittels in den uninstrumentierten Bereichen des Wurzelkanals erhöhen kann, was ebenfalls einen zufälligen Einfluss auf Push-out-Tests haben könnte (Huffman et al. 2009). Darüber hinaus haben Push-out-Studien mit natürlichen Zähnen andere potenzielle Störfaktoren wie Zahnalter, Lagerzeit, die Menge und Verteilung von sklerotischem Dentin, Dentin-Mikrohärte und Elastizitätsmodul, die einige der Unterschiede in den Ergebnissen zwischen den Studien erklären müssen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Verwendung von randomisierten, kleineren experimentellen Gruppen von wurzelgefüllten Zähnen nicht in der Lage ist, die wichtigen Auswirkungen der intrinsischen biologisch-chemisch-physikalischen Variationen des Wurzel-Dentins und der Kanalform zu überwinden. Wenn extrahierte menschliche Zähne für diese Art von Bewertung verwendet werden, ist das Potenzial für Variationen stark und kann die großen Standardabweichungen erklären, die in Bezug auf die Mittelwerte in einigen Studien berichtet werden. Daher sind Unterschiede in der Gleitreibung oder im Elastizitätsmodul des Materials, die von den Autoren als relevant angesehen werden, etwas weniger relevant, wenn das Basis-Substrat nicht gut standardisiert ist. Andererseits ist die Verwendung von gut standardisierten geometrischen Prüfstücken (künstliche Kanalräume) ein Versuch, die individuellen anatomischen Unterschiede natürlicher Kanalräume zu überwinden, die im Allgemeinen die Ergebnisse von Push-out-Tests unmöglich vergleichbar machen. Der Einsatz künstlicher Kanalräume ermöglicht die Schaffung ausgewogener experimenteller Gruppen und auch ähnlicher Reinigungs- und Formungsbedingungen im Kanal, was fast unmöglich zu erreichen ist, wenn randomisierte, kleineren experimentellen Gruppen von wurzelgefüllten Zähnen verwendet werden.

       6. Getestete Oberflächen sollten gemäß den Verfahren vorbereitet werden, die den endodontischen Protokollen entsprechen

Diese Empfehlung basiert normalerweise auf der philosophischen Begründung, die im endodontischen wissenschaftlichen Bereich vorherrscht, wonach Laborstudien den realen klinischen Behandlungsbedingungen folgen sollten, um als gültig angesehen zu werden. Allerdings bedeutet 'üblich' nicht unbedingt, dass es aus wissenschaftlicher Sicht 'korrekt' ist. In der Realität ist es nicht immer einfach oder sogar möglich, die Ergebnisse aus Laborstudien auf die klinische Praxis zu übertragen. Ein zuverlässiges wissenschaftliches Verständnis einer klinischen Behandlung, eines Materials oder einer Technik muss irgendwo beginnen. Daher ist ein bekanntes, evidenzbasiertes Ansatzprinzip, dass der wissenschaftliche 'Ausgangspunkt' immer Laborstudien sein sollte, da sie in der Lage sind, ein grundlegendes Verständnis zu schaffen, das schnell und sicher ist, minimale Kosten verursacht und viele ethische Bedenken überwindet. Darüber hinaus können Laborstudien so gestaltet werden, dass sie Störvariablen kontrollieren und somit die interessierende Variable zuverlässig isolieren. Die Konsequenz ist, dass die Ergebnisse aus methodisch soliden Laborstudien zuverlässig, vergleichbar und reproduzierbar sein können. Laborstudien haben den Vorteil, experimentelle Designs zu verwenden, die ihre interne Validität maximieren können, und dies sollte der Fokus der vorgeschlagenen Verbesserungen für die Push-out-Experimentmodelle in der Endodontie sein. Daher ist es nicht notwendig, Testoberflächen gemäß klinischen Verfahren vorzubereiten, da der Hauptzweck darauf beschränkt ist, standardisierte Proben des Dentin-Substrats zu erstellen, was schwierig ist, wenn man Verfahren anwendet, die den realen endodontischen Protokollen entsprechen. Mit anderen Worten, es ist nicht möglich, 'eine korrekte Formung' und 'die Konditionierung der Kavitätenwände' mit standardmäßigen klinischen endodontischen Instrumenten zu erreichen, was normalerweise zu unvorhersehbaren Endergebnissen aufgrund der variablen anatomischen Konfiguration der Wurzelkanäle führt.

Nach demselben Prinzip können die Push-out-Ergebnisse, die mit herkömmlichen dünnen Schnitten von natürlichen Zähnen erzielt wurden, nicht auch auf das, was in einem gesamten Kanal passiert, extrapoliert werden. Es ist wichtig, im Hinterkopf zu behalten, dass ein ideales Push-out-Modell nur die Füllmaterialien/-techniken bewerten kann, anstatt Richtlinien für klinische Entscheidungen zu sein. Daher sollten standardisierte Regeln und Prinzipien für herkömmliche 'Bench-Tests' das Forschungsdesign von Push-out-experimentellen Modellen für endodontische Zwecke leiten, um zuverlässige und vergleichbare Bedingungen zu schaffen und reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen. Daher ist es wichtig zu betonen, dass die Schlussfolgerung 'der Push-out-Test ist ein wertvoller Test' nicht durch die Argumentation des von Moinzadeh und seinen Mitarbeitern eingereichten Schreibens oder durch irgendeine experimentelle Forschung bis jetzt unterstützt wird. Vielmehr könnte es eine klügere und weisere Wahl sein, im Hinterkopf zu behalten, dass Push-out-Tests zum Verständnis der Eigenschaften spezifischer Füllmaterialien und ihrer Beziehung zum Wurzel-Dentin beitragen können, aber nicht mehr als das.

Autoren: G. De-Deus, E. Souza, M. Versiani

Referenzen:

1. Chen WP, Chen YY, Huang SH, Lin CP (2013) Einschränkungen des Push-out-Tests zur Messung der Haftstärke. Journal of Endodontics 39, 283–7.
2. De-Deus G (2012) Forschung, die zählt – Studien zu Wurzelkanalfüllungen und Leckagen. International Endodontic Journal 45, 1063–4.
3. Huffman BP, Mai S, Pinna L, Weller RN, Primus CM, Gutmann JL (2009) Widerstand gegen Dislokation von ProRoot Endo Sealer, einem auf Calcium-Silikat basierenden Wurzelkanalversiegler, aus radikulärem Dentin. International Endodontic Journal 42, 34–46.
4. Hülsmann M, Peters OA, Dummer PMH (2005) Mechanische Aufbereitung von Wurzelkanälen: Formungsziele, Techniken und Mittel. Endodontic Topics 10, 30–76.
5. Kim YK, Grandini S, Ames JM et al. (2010) Kritische Überprüfung von methacrylatbasierten Wurzelkanalversieglern. Journal of Endodontics 36, 383–99.
6. Moinzadeh AT, Jongsma L, Wesselink PR (2014) Überlegungen zur Verwendung des „Push-out“-Tests in der Endodontieforschung. International Endodontic Journal doi: 10.1111/ iej.12416. [Epub ahead of print].
7. Neelakantan P, Subbarao C, Subbarao CV, De-Deus G, Zehnder M (2011) Der Einfluss der Wurzeldentin-Beschichtung auf die Dichtfähigkeit und die Push-out-Haftstärke eines Epoxidharz-Wurzelkanalversieglers. International Endodontic Journal 44, 491–8.