Mikro-CT-Analyse der Gefahrenzonenstärke in den mesiobukkalen Wurzeln der oberen ersten Molaren

Zusammenfassung

Ziel: Die Dicke des Dentins von der distalen („Gefahrenzone“) und mesialen („Sicherheitszone“) Seite der MB1- und MB2-Kanäle der oberen ersten Molaren auf der Furkationshöhe mithilfe von Mikro-CT-Bildgebung zu bewerten.

Methodik: Einhundert obere erste Molaren mit zwei Kanälen im MB-Wurzel wurden aus einer brasilianischen Subpopulation ausgewählt und mit einer Auflösung von 19,6 μm in einem Mikro-CT-Gerät gescannt. Von jedem Präparat wurden zwei axiale Querschnittsbilder in 2 und 3 mm apikal zur Furkationshöhe der MB-Wurzel ausgewählt und auf die kleinste dentinale Dicke bewertet. Die Messungen wurden vom äußeren Umfang der MB1- und MB2-Kanäle zur äußeren Wurzeloberfläche sowohl von der distalen (Gefahrenzone) als auch von der mesialen (Sicherheitszone) Seite der Wurzel vorgenommen. Der Einfluss eines Isthmus wurde ebenfalls in die Analyse einbezogen, und die Proben wurden je nach Vorhandensein oder Abwesenheit eines Isthmus in den axialen Schnitten klassifiziert. Nicht-parametrische Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Tests wurden verwendet, um die dentinale Dicke zwischen den MB1- und MB2-Kanälen zu vergleichen, wobei das signifikante Niveau auf 5 % festgelegt wurde. Farblich kodierte 3D-Modelle der Dentindicke im gesamten MB-Wurzel wurden erstellt und qualitativ bewertet.

Ergebnisse: Auf beiden Ebenen war die mediane Dentin-Dicke des MB2-Kanals sowohl im distalen als auch im mesialen Bereich der Wurzel signifikant geringer im Vergleich zum MB1-Kanal (P < 0,01). Das Vorhandensein eines Isthmus war keine Variable, die die Dentindicke beeinflusste. Farblich kodierte Modelle zeigten, dass die Dentindicke von der Querschnittsform der MB-Wurzel abhängig war. Mindestens 50% der Probe hatten <1 mm Dentindicke im Gefahrenbereich des MB2-Kanals.

Schlussfolgerungen: Gefahrenzonen in den MB-Wurzeln der oberen ersten Molaren waren nicht symmetrisch. MB2-Kanäle hatten in beiden Bereichen der Wurzel eine geringere Dentindicke im Vergleich zum MB1-Kanal.

Einleitung

Die Anatomie der oberen ersten Molaren ist komplex, und die Wurzelkanalbehandlung stellt eine große Herausforderung für Kliniker sowohl aus konventionellen als auch aus chirurgischen Ansätzen dar (Vertucci 2005). Zahlreiche Publikationen, die unterschiedliche methodische Ansätze verwenden, haben die Komplexität der inneren Morphologie dieser Zahngruppe diskutiert, insbesondere das Auftreten eines zweiten Kanals in der mesiobuccalen Wurzel (MB2; Weine et al. 1969, Cleghorn et al. 2006). Moral (1915) berichtete über das Vorhandensein dieses zusätzlichen Kanals in 63% der oberen Molaren; jedoch wurde die Prävalenz von MB2-Kanälen in oberen ersten Molaren mit bis zu 90% angegeben (Stropko 1999, Cleghorn et al. 2006) und das Bestehen endodontischer Erkrankungen, die mit diesem Zahn verbunden sind, steht oft im Zusammenhang mit dem Vorhandensein eines unbehandelten MB2-Kanals (Weine et al. 1969, Karabucak et al. 2016).

Aufgrund der sekundären Dentinablagerung im Laufe der Zeit ist die MB2-Öffnung kleiner als der MB1-Kanal (Degerness & Bowles 2010) und oft von einem Dentinrand bedeckt. Vom Orifice aus weicht der Kanal palatinal ab, bevor er abrupt wieder zur Mitte und apikal verläuft (Vertucci 2005). Laut Degerness & Bowles (2010) beträgt der mesiodistale Durchmesser des MB1-Kanals im zervikalen Drittel 0,81 mm, während der MB2 an derselben Stelle nur 0,24 mm betragen kann. Diese anatomischen Merkmale machen die Lokalisierung und das Navigieren dieser Kanäle herausfordernd, was technisches Fachwissen und die geeignete Ausrüstung erfordert, wie z.B. Operationsmikroskope, Ultraschallspitzen, Färbung des Kammerbodens, langschaftige runde Fräser, modifizierter Zugang zur Kammer (Stropko 1999, Vertucci 2005) und reziproke Instrumente (Zuolo et al. 2015).

Die mechanische Instrumentierung des Wurzelkanalraums war immer mit einem gewissen Grad an koronalem Kanaltransport verbunden, hauptsächlich in gekrümmten Wurzelkanälen (Bergmans et al. 2003); daher ist eine umfassende anatomische Studie der Gefahrenzone im mesiobuccalen Wurzelbereich der oberen Molaren zwingend erforderlich, um das Risiko einer Perforation in Richtung Furkationsbereich zu verringern und um zu vermeiden, dass die Widerstandsfähigkeit der Wurzel gegen Frakturen verringert wird.

Obwohl mehrere morphologische Aspekte der MB-Wurzel der oberen ersten Molaren untersucht wurden (Cleghorn et al. 2006), gibt es nur begrenzte Berichte über die Dentin-Dicke auf der Furkationshöhe, auch als „Gefahrenzone“ bezeichnet, in dieser Gruppe von Zähnen (Degerness & Bowles 2010). In diesem Zusammenhang ist die Mikro-CT-Technologie von besonderem Interesse, da diese Technik eine präzise und zuverlässige Querschnitts- und dreidimensionale Analyse des Wurzelkanalsystems ermöglicht, ohne den Zahn zu schädigen. Daher war das Ziel dieser Studie, die Dentin-Dicke sowohl von der distalen („Gefahrenzone“) als auch von der mesialen („Sicherheitszone“) Seite der MB1- und MB2-Kanäle der oberen ersten Molaren auf der Furkationshöhe mithilfe eines Mikro-CT-Bildgebungssystems zu bewerten.

Material und Methoden

Nach Genehmigung durch den Ethikkommission (Protokoll Nr. 131-2010) wurden 100 obere erste Molaren, die aus Gründen, die nicht mit dieser Studie zusammenhängen, extrahiert wurden und zwei Wurzelkanäle in der MB-Wurzel (MB1 und MB2) hatten, die durch einen Isthmus verbunden waren oder nicht, aus einer brasilianischen Subpopulation ausgewählt. Geschlecht und Alter waren unbekannt. Jedes Präparat wurde in einem Mikro-CT-Gerät (SkyScan 1174v2; Bruker-microCT, Kontich, Belgien) mit einer isotropen Auflösung von 19,6 μm bei 50 kV und 800 mA durch eine 360°-Drehung um die vertikale Achse, einem Rotationsschritt von 0,8° und einer Auflösung von 1304 9 1024 Pixeln gescannt. Die erfassten Projektionen wurden mit der Software NRecon v.1.6.3 (Bruker-microCT) unter Verwendung standardisierter Parameter in Querschnittsschnitte rekonstruiert.

Von jedem Präparat wurden zwei axial geschnittene Bilder in 2 und 3 mm apikal zur Furkationshöhe der MB-Wurzel ausgewählt und auf die kleinste dentinale Dicke bewertet. Die Messungen wurden vom äußeren Umfang der MB1- und MB2-Kanäle zur äußeren Wurzeloberfläche sowohl von der distalen (Gefahrenzone) als auch von der mesialen (Sicherheitszone) Seite der Wurzel (Abb. 1) von einem einzelnen Bediener mit der Software Data-Viewer v.1.5.2.4 (Bruker-microCT) durchgeführt. Darüber hinaus wurde auch der Einfluss des Isthmus für die Analyse berücksichtigt, und die Proben wurden entsprechend der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Isthmus in den axialen Schnitten klassifiziert.

Der gleiche Gutachter, der blind für die erste Analyse war, wiederholte dieses Verfahren 4 Wochen später und der Durchschnitt der beiden Messungen wurde aufgezeichnet. Eine weitere Bewertung wurde durchgeführt, wenn der Unterschied >50 μm zwischen beiden Messungen lag. Darüber hinaus wurden repräsentative farbcodierte 3D-Modelle der Dentin-Dicke im gesamten MB-Wurzelbereich mit der CTAn v.1.14.4-Software (Bruker-microCT) erstellt und qualitativ bewertet (CTVol v.2.2.1; Bruker-microCT).

Statistische Analyse

Da die Normalitätsannahmen nicht verifiziert werden konnten (Shapiro–Wilk-Test; P < 0,05), wurden die Ergebnisse der Dickenanalysen in Bezug auf Median und Bereich beschrieben. Der nicht-parametrische Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Test wurde verwendet, um die Dentindicke in Bezug auf die MB1- und MB2-Kanäle zu vergleichen, wobei das signifikante Niveau auf 5 % festgelegt wurde.

Ergebnisse

Tabelle 1 und Abb. 2 zeigen die Dentin-Dickenwerte der 100 Proben, die aus den MB1- und MB2-Wurzelkanälen in 2 und 3 mm apikal zur Furkationshöhe gemessen wurden. Auf beiden Ebenen war die mediane Dentin-Dicke des MB2-Kanals in den distalen oder mesialen Aspekten der Wurzel im Vergleich zum MB1-Kanal signifikant niedriger (P < 0,01). Insgesamt waren MB2-Kanäle in der Gefahrenzone 250–260 μm dünner und in der Sicherheitszone 160–200 μm dünner im Vergleich zu MB1-Kanälen. Darüber hinaus hatten mindestens 50 % der Proben Dentin-Dickenwerte von weniger als 1 mm in der Gefahrenzone und 26 Wurzeln hatten <1 mm Dentin-Dicke in der Sicherheitszone des MB2-Kanals (Tabelle 1).

Das Vorhandensein eines Isthmus hatte keinen Einfluss auf die Dentin-Dicke. Der MB2-Kanal wies niedrigere Werte der Dentin-Dicke in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Isthmus auf. Einundvierzig Proben hatten einen Isthmus im MB-Wurzelbereich auf der 2-mm-Ebene und dreiundfünfzig auf der 3-mm-Ebene. Die durchschnittliche Dentin-Dicke im Gefahrenbereich MB2 war 190 μm dünner im Vergleich zu MB1 auf der 2-mm-Furkationshöhe und 180 μm dünner auf der 3-mm-Ebene (P < 0.01). Die Unterschiede zwischen der Dentin-Dicke der MB2- und MB1-Kanäle ohne Isthmus waren ebenfalls signifikant (P < 0.01).

Abbildung 3 zeigt farbcodierte Modelle, die die Dentin-Dicke im gesamten MB-Wurzelbereich von drei repräsentativen maxillären ersten Molaren darstellen. Dicke Strukturen sind in Blau und Grün dargestellt, während Rot Bereiche mit dünnem Dentin anzeigt, die den Verlauf des MB2-Kanals in beiden Aspekten der Wurzel umreißen.

Diskussion

Moderne Verfahren in der restaurativen Zahnheilkunde konzentrieren sich darauf, übermäßigen Verlust von koronarem Zahngewebe zu verhindern, um strukturelle Ausfälle zu minimieren (Sorensen & Martinoff 1984, Real Dias et al. 2018). Der Verlust von Zahnhartsubstanz im zervikalen Bereich wurde als ein wichtiger ätiologischer Faktor angesehen, der zu vertikalen Wurzelfrakturen führen kann (Reeh et al. 1989). Folglich wurden konservative Zugangs- und Kanalsystemvorbereitungen vorgeschlagen, um die Zahnhartsubstanz in diesem Bereich zu erhalten (Clark & Khademi 2010, Plotino et al. 2017).

Obwohl Informationen über Gefahrenzonen und Dentin-Dicken für die MB-Wurzeln der oberen ersten Molaren rar sind (Degerness & Bowles 2010), sind mehrere Publikationen zu diesem Thema für die mesiale Wurzel der mandibulären Molaren verfügbar. Mit Hilfe der Mikro-CT-Technologie berichteten Harris et al. (2013), dass die Dentin-Dicke 1,5 mm unterhalb des Furkationsbereichs zwischen 0,81 und 1,22 mm auf der distalen Seite der mesialen Wurzel variierte. Diese Daten wurden von Garala et al. (2003) bestätigt, die einen Mittelwert von 1,27 ± 0,27 mm berichteten. In beiden Studien wurden keine Unterschiede in den Dentin-Dicken zwischen den mesiobuccalen und mesiolingualen Wurzelkanälen beobachtet. In der vorliegenden Studie wurden 100 mesiobuccale Wurzeln der oberen ersten Molaren mit zwei Wurzelkanälen (MB1 und MB2) evaluiert. Die Dentin-Dicke auf der distalen Seite des MB2-Kanals (Gefahrenzone) variierte zwischen 0,57 und 1,77 mm (Median 1,00 mm) und zwischen 0,61 und 1,77 mm (Median 0,99 mm) auf den evaluierten Ebenen. Es wurde auch gezeigt, dass die Dentin-Dicke des MB2-Kanals signifikant dünner (0,20–0,25 mm) war als die des MB1-Kanals auf beiden Seiten der Wurzel. Dieses Ergebnis unterscheidet sich von den berichteten Werten der mandibulären Molaren, bei denen die Dentin-Dicke für beide mesiale Kanäle ähnlich war (Harris et al. 2013). Somit können MB-Wurzeln der oberen Molaren als asymmetrisch im Vergleich zu den mesialen Wurzeln der mandibulären Molaren betrachtet werden.

Angesichts der hohen Prävalenz von MB2-Kanälen in den oberen ersten Molaren betonen die vorliegenden Ergebnisse die Notwendigkeit, ein sicheres Formungsprotokoll zu etablieren, wenn konische rotierende oder reziproke NiTi-Instrumente verwendet werden. Obwohl mehrere Mikro-CT-Studien eine sichere Erweiterung des MB1-Kanals mit mehreren rotierenden Systemen berichtet haben (Peters et al. 2001, 2003, Peters & Paqué 2011), gibt es bis heute keine Laborstudien, die die verbleibende Dentin-Dicke in Bezug auf den MB2-Kanal nach der Aufbereitung untersuchen. Laut den vorliegenden Ergebnissen hat der MB2-Kanal im Durchschnitt eine Dentin-Dicke, die 250 μm geringer ist als die des MB1-Kanals. Folglich könnten Kliniker von präoperativen Querschnittsbildern profitieren, die die Dentin-Dicke der MB-Wurzel zeigen, die aus CBCT-Scans gewonnen wurden, auch wenn dieses Protokoll nicht für jeden Patienten empfohlen wurde (Hiebert et al. 2017). Angesichts der nicht konischen Morphologie und der dünnen Dentinwände des MB2-Kanals auf der Furkationsebene der oberen ersten Molaren könnten mechanische Aufbereitungsverfahren Anpassungen erfordern, um Verfahrensfehler zu vermeiden.

Eine Einschränkung der vorliegenden Studie ist die Tatsache, dass die Analyse ausschließlich auf die kritische Zone des Furkationsbereichs und nicht auf die gesamte Wurzel beschränkt war. Eine vollständige Wurzelbewertung ist eine gültige Empfehlung für zukünftige Forschungen.

Schlussfolgerungen

Die Gefahrenzone im MB-Wurzelbereich der maxillären ersten Molaren ist asymmetrisch. MB2-Kanäle hatten signifikant weniger Dentin-Dicke sowohl im mesialen (Sicherheitszone) als auch im distalen (Gefahrenzone) Bereich der Wurzel im Vergleich zum MB1-Kanal.

Autoren: R. Ordinola-Zapata, J. N. R. Martins, M. A. Versiani, C. M. Bramante

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