Mikro-CT-Bewertung von C-förmigen mandibulären ersten Prämolaren in einer brasilianischen Subpopulation
Maschinenübersetzung
Der Originalartikel ist in EN Sprache (Link zum Lesen) geschrieben.
Zusammenfassung
Ziel: Morphometrische Aspekte der inneren Anatomie von C-förmigen mandibulären Prämolaren aus einer brasilianischen Subpopulation unter Verwendung von Mikro-CT-Analysen zu beschreiben.
Methodik: Erste mandibuläre Prämolaren mit radikulären Rillen (n = 123) wurden mit einem Mikro-Computertomographiesystem gescannt. Nach der Querschnittsanalyse wurden 83 Proben mit einem C-förmigen Kanal identifiziert und für die Mikro-CT-Analyse ausgewählt. Anzahl und Lage der Kanäle gemäß Vertucci’s Klassifikation, Abstände zwischen anatomischen Landmarken, Vorkommen von apikalen Deltas, Furkationskanälen, Prävalenz von C-förmigen Querschnitten auf fünf Ebenen sowie 2-dimensionale Analysen (Fläche, Umfang, Rundheit, Seitenverhältnis, Haupt- und Neben-Durchmesser) wurden für die häufigsten anatomischen Merkmale durchgeführt. Die Daten wurden statistisch mit Kruskal-Wallis-Tests verglichen (α = 0,05).
Ergebnisse: Die häufigsten anatomischen Typen gemäß Vertucci’s Klassifikation waren Typ I (13%), III (8%), V (37%) und VII (2%). Die mittleren Abstände von der Furkation zur Zement-Schmelz-Grenze lagen im Bereich von 5,36–5,65 mm. Apikale Deltas und Furkationskanäle waren in 36 (43%) bzw. 27 (33%) Proben vorhanden. C-förmige Querschnitte waren am häufigsten in der mittleren (56%) und apikalen mittleren Ebene (81%). Insgesamt wurden signifikante Unterschiede in den 2-dimensionalen Analysen zwischen einzelnen Kanälen im apikalen Drittel und buccalen sowie lingualen Kanälen der Vertucci’s V Klassifikation gefunden (P < 0,05).
Schlussfolgerungen: In dieser brasilianischen Subpopulation wurde eine C-förmige Kanal-Konfiguration des Wurzelkanalsystems in 67% der extrahierten ersten mandibulären Prämolaren mit radikulären Rillen festgestellt. Die Vertucci-Typen I und V waren die häufigsten anatomischen Variationen. C-förmige Querschnitte waren im mittleren Drittel am häufigsten, und das Vorhandensein von apikalen Deltas war das häufigste Merkmal im apikalen Drittel.
Einleitung
Es gibt eine große morphologische Variation im Wurzelkanalsystem der ersten mandibulären Prämolaren (Cleghorn et al. 2007, Fan et al. 2008). Dieser Zahn wird typischerweise als einwurzelig beschrieben, mit einem Wurzelkanal, der im buccolingualen Bereich breiter ist als im mesiodistalen (Wu et al. 2000); jedoch wurden auch zwei- (Trope et al. 1986), drei- (Cleghorn et al. 2008), vier- (Farmakis 2008) und fünf Wurzelkanäle (Macri & Zmener 2000) in diesen Zähnen berichtet.
Die C-förmige Kanal-Konfiguration wurde erstmals von Cooke & Cox (1979) beschrieben. Während die meisten C-förmigen Kanäle im zweiten mandibulären Molar vorkommen, wurden sie auch im ersten und zweiten maxillären Molar sowie im ersten mandibulären Prämolar berichtet (Baisden et al. 1992, Jafarzadeh & Wu 2007, Gu et al. 2013). Das Hauptanatomische Merkmal des C-förmigen Kanalsystems ist das Vorhandensein von Isthmusverbindungen zwischen einzelnen Kanälen, die die Querschnitts- und dreidimensionale Kanalform entlang der Wurzel verändern würden (Fan et al. 2008). Rillen in den proximalen Aspekten der Wurzel sind oft mit dem Vorhandensein von C-förmigen Kanälen in mandibulären Prämolaren assoziiert (Lu et al. 2006), aber ihre Häufigkeit variiert zwischen verschiedenen ethnischen Gruppen (Lu et al. 2006, Jafarzadeh & Wu 2007, Velmurugan & Sandhya 2009, Park et al. 2013). Eine detaillierte Beschreibung dieser anatomischen Variation in der südamerikanischen Bevölkerung fehlt. Ziel dieser Studie war es, mehrere morphometrische Aspekte der inneren Anatomie von C-förmigen mandibulären Prämolaren aus einer brasilianischen Subpopulation mithilfe von Mikro-CT-Analysen zu beschreiben.
Material und Methoden
Einundzwanzig menschliche mandibuläre erste Prämolaren mit radikulären Rillen und geschlossenen Wurzeln, die aus Gründen, die nicht mit dieser Studie zusammenhängen, extrahiert wurden, wurden aus einem Pool extrahierter Zähne entnommen (Protokollnummer 131-2010). Das Geschlecht und das Alter der Patienten waren unbekannt. Die Proben wurden auf einem maßgeschneiderten Halter montiert und in einem Mikro-CT-System (SkyScan 1174; Bruker-microCT, Kontich, Belgien) mit 50 kV, 800 mA und einer isotropen Auflösung von 19,6 μm gescannt. Das Scannen erfolgte durch eine 360°-Drehung um die vertikale Achse mit einem Rotationsschritt von 0,8°, Belichtungszeit der Kamera von 5000 ms. Röntgenstrahlen wurden mit einem 0,5-mm Aluminiumfilter gefiltert. Die Bilder wurden mit der NRecon 1.6.3-Software (Bruker-microCT) unter Verwendung einer 20%igen Strahlenhärtungskorrektur und einer Ringartefaktkorrektur von 1 rekonstruiert, was zur Erfassung von transversalen Querschnitten im Bitmap (BMP)-Format führte.
Dreidimensionale Modelle wurden aus den Quellbildern durch automatische Segmentierung und Oberflächenmodellierung mit der CTAn v.1.12-Software (Bruker-microCT) rekonstruiert. Die Dataviewer-Software (Bruker-microCT) wurde zur Visualisierung und qualitativen Bewertung der Proben hinsichtlich des Vorhandenseins einer C-förmigen Konfiguration des Wurzelkanals gemäß Fan et al. (2008) verwendet. Kurz gesagt, fünf Ebenen wurden ausgewählt, um die Morphologie des Wurzelkanals gemäß den folgenden Definitionen zu bestimmen (Abb. 1): (i) Zement-Schmelz-Grenzfläche (CEJ): die Querschnittsebene, in der der Schmelz die Hälfte des Umfangs einnimmt; (ii) apikale Ebene: die Ebene, die die letzten 1 apikalen mm durchquert und parallel zur CEJ-Ebene ist; und (iii) die mittlere Ebene der Wurzel, die parallel zur CEJ-Ebene ist (4 und 5) zwei äquidistante Ebenen, eine zwischen der apikalen und der mittleren Ebene und die andere zwischen der mittleren und der CEJ-Ebene. Die Querschnitte wurden gemäß Fan et al. (2008) klassifiziert als: kontinuierlicher C-förmiger Kanal (C1); unvollständige C-förmige Kanäle, deren Form einem Semikolon ähnelt aufgrund einer Unterbrechung in der 'C'-Umrisslinie (C2); zwei separate runde, ovale oder flache Kanäle (C3); nur ein Kanal (C4), der in runden (C4a), ovalen (C4b) oder flachen Kanal (C4c) unterteilt wurde. Das Vorhandensein von drei oder mehr separaten Kanälen wurde als (C5) klassifiziert. Das Fehlen eines Wurzelkanals wurde als (C6) klassifiziert (Abb. 2).


Die Software DataViewer v.1.4.4 und CTVol (Bruker-microCT) wurden verwendet, um die Konfiguration der Wurzelkanäle gemäß der Klassifikation von Vertucci (Vertucci 2005) zu bewerten, die Anwesenheit von apikalen Deltas und Furkationskanälen sowie die Abstände zwischen mehreren anatomischen Landmarken, wie den Abstand von der Zement-Schmelz-Grenze (CEJ) zur Spitze und zum Teilungspunkt des Wurzelkanals. Die Software CTAn v.1.12 (Bruker-microCT) wurde für die zweidimensionale Analyse des Wurzelkanals bis zu 3 mm vom apikalen Foramen (Fläche, Umfang, Rundheit, größter Durchmesser, kleinster Durchmesser und Seitenverhältnis) verwendet; die Definitionen dieser Parameter stammen aus dem ASTM-Standard F1877-05 (2010). Fläche und Umfang wurden mit dem Pratt-Algorithmus (Versiani et al. 2012) berechnet. Das Querschnittsbild, rund oder eher bandförmig, wurde als Rundheit ausgedrückt. Die Rundheit eines diskreten zweidimensionalen Objekts wurde definiert als 4.A/(p.(dmax)2), wobei 'A' die Fläche und 'dmax' der größte Durchmesser ist. Der Wert der Rundheit reicht von 0 bis 1, wobei 1 einen perfekten Kreis bedeutet. Der größte Durchmesser wurde als der Abstand zwischen den beiden am weitesten voneinander entfernten Pixeln in diesem Objekt definiert. Der kleinste Durchmesser wurde als die längste Chord durch das Objekt definiert, die in der Richtung orthogonal zum größten Durchmesser gezeichnet werden kann. Das Seitenverhältnis stellt das Verhältnis zwischen dem größten und dem kleinsten Durchmesser dar. Diese Parameter wurden nur bei Wurzeln mit 1 (Vertucci I und III Typen) oder 2 Wurzelkanälen im apikalen Drittel (Vertucci V Typ) gemessen.
Statistische Analyse
Da die Normalitätsannahmen nicht verifiziert werden konnten (Shapiro–Wilk-Test; P < 0,05), wurden die Ergebnisse der zweidimensionalen Analysen in Bezug auf Median und Bereich beschrieben. Die Daten wurden statistisch mit dem Kruskal–Wallis post hoc Dunn-Test (SPSS v17.0; SPSS Inc., Chicago, IL, USA) verglichen, wobei das Signifikanzniveau auf 5 % festgelegt wurde.
Ergebnisse
Die dreidimensionale Rekonstruktion des Wurzelkanalsystems der evaluierten Proben zeigte das Vorhandensein von 83 C-förmigen mandibularen ersten Prämolaren (67,47 %). Alle Proben hatten eine Wurzel, mit Ausnahme von 3, die 2 Wurzeln hatten. Die Anzahl und der Prozentsatz der häufigeren anatomischen Typen gemäß Vertuccis Klassifikation waren Typ I (11/13 %), III (7/8 %), V (31/37 %) und VII (2/2 %). Andere anatomische Klassifikationen waren 1-2-3 (7/8 %), 1-2-3-2 (6/7 %), 1-2-3-2-3 (2/2 %) und 1-2-1-2-4 (1/1 %). In 16 Proben erlaubte das Vorhandensein mehrerer Verzweigungen und anatomischer Komplexitäten keine Klassifizierung. Sechsunddreißig Proben (43 %) hatten ein apikales Delta, und furkale Kanäle waren in 27 Proben (33 %) vorhanden. In allen Fällen war der C-förmige Kanal auf den buccalen Kanal beschränkt oder wurde als Isthmus beobachtet, der buccale und linguale Kanäle verband (Abb. 3).

Die Verteilung der Querschnitte der Proben ist in Tabelle 1 dargestellt. Insgesamt war C4c der häufigste Querschnitt im zervikalen Drittel (84 %), während die C1- und C2-C-förmigen Querschnitte im mittleren (30 und 26 %) und apikal-mittleren Bereich (24 und 57 %) häufiger vorkamen. Das apikale Drittel wies eine hohe Inzidenz komplexer Anatomie auf, die normalerweise als apikales Delta und C5-Anatomie beobachtet wird, gefolgt von der C3-Anatomie.

Vertreterrekonstruktionen der verschiedenen Wurzelkanalsysteme sind in Abb. 4 dargestellt.

Die Länge der Wurzeln, gemessen vom Apex bis zur Zement-Schmelz-Grenze (CEJ), ist in Tabelle 2 dargestellt. Alle Proben wiesen eine abrupte Veränderung der transversalen Wurzelkanalanatomie aufgrund der Anwesenheit der radikulären Furche auf, die sich normalerweise 5 mm unterhalb der CEJ befindet (Tabelle 2). Auf diesem Niveau zeigte die Anatomie vom Typ III und V eine klare Bifurkation, während die Anatomie vom Typ I einen schnellen Wechsel von der zervikalen C4-Anatomie zur C1-Anatomie aufwies, die dem koronalen Teil der radikulären Furche entspricht. Die Mediane der Abstände zwischen der CEJ und der Teilung des Wurzelkanals in den bewerteten anatomischen Merkmalen sind in Tabelle 2 dargestellt.

Zweidimensionale Analyse
Morphometrische Messungen wurden an 49 Proben mit einem einzelnen Kanal oder zwei Kanälen im apikalen Drittel durchgeführt und als Vertucci-Typen I und III (n = 18) und V (n = 31) klassifiziert. Die Daten aus der zweidimensionalen Analyse der häufigeren Merkmale sind in Tabelle 3 dargestellt. Auf der apikalen 1-mm-Ebene hatten einzelne Kanäle (Anatomie Typ I und III) signifikant größere Werte für Fläche, Umfang und Seitenverhältnis als die Wurzelkanäle der Anatomie Typ V (P < 0,05). Die Rundheitswerte der bukkalen und lingualen Kanäle, die mit der Anatomie Typ V assoziiert sind, waren signifikant höher als die Werte, die in einzelnen Kanälen auf allen Ebenen gefunden wurden (P < 0,05). Linguale Kanäle der Vertucci-Typ V-Klassifikation hatten signifikant kleinere minimale Durchmesser im Vergleich zum bukkalen Kanal und zu einzelnen Kanälen auf allen Ebenen. Einzelne Kanäle im apikalen Drittel hatten einen Median der maximalen apikalen Durchmesser von 0,98 mm. Auf der 2- und 3-mm-Ebene hatten linguale Kanäle der Vertucci-Typ V-Klassifikation die niedrigeren Werte des maximalen Durchmessers im Vergleich zu den anderen Wurzelkanälen (P < 0,05).

Diskussion
Anatomische Variationen des Wurzelkanalsystems können durch die Ethnie der untersuchten Population beeinflusst werden. Mindestens zwei anatomische Variationen sind in asiatischen Ländern verbreitet: der C-förmige zweite mandibuläre Molar und der dreiwurzelige erste mandibuläre Molar (Fan et al. 2008). Mandibuläre erste Prämolaren weisen ebenfalls eine hohe Variabilität in der Anzahl der Wurzelkanäle und in ihrer transversalen Anatomie auf (Baisden et al. 1992). Frühere Studien haben die Kanalmorphologie von mandibulären Prämolaren in Populationen aus China (Lu et al. 2006), den Vereinigten Staaten (Baisden et al. 1992) und Indien (Sikri & Sikri 1994) untersucht, wo die Prävalenz der C-förmigen Kanal-Anatomie 18 %, 14 % und 10,7 % der Proben betrug. Die unterschiedlichen in der Literatur berichteten Variationen bezüglich der Prävalenz von C-förmigen Prämolaren könnten mit der rassischen Divergenz der Proben (Trope et al. 1986, Baisden et al. 1992, Lu et al. 2006) sowie mit den Methoden, die zur Analyse der Proben verwendet wurden (Lee et al. 2014), korreliert sein.
Eine der anatomischen Eigenschaften der mandibulären Prämolaren ist das Vorhandensein einer radikulären Furche. Die Prävalenz von C-förmigen Kanälen in mandibulären Prämolaren mit radikulären Furchen, die in dieser Studie gefunden wurde (67 %), war ähnlich wie die zuvor berichtete (66 %) in einer chinesischen Bevölkerung (Fan et al. 2012). Diese Eigenschaft wurde auch als Bifurkationen oder Trifurkationen berichtet, wenn zwei oder drei Wurzelkanäle gefunden wurden (Ordinola-Zapata et al. 2013). Ähnlich wie bei anderen Variationen der mandibulären Prämolaren sind die C-förmigen Kanäle durch das Vorhandensein eines ovalen Kanals im zervikalen Drittel (C4c-Variation) gekennzeichnet, der abrupt etwa 5 mm unterhalb der Zement-Schmelz-Grenze wechselt. Dieser Wert ist ähnlich wie die vorherigen Ergebnisse, die die Entfernung von Zement-Schmelz bis zur Bifurkation (Fan et al. 2012) oder Trifurkationen (Ordinola-Zapata et al. 2013) bei mandibulären Prämolaren behandelten. Diese Landmarken sind wichtig für die ordnungsgemäße Begehung zusätzlicher Kanäle und können mit mehreren Softwareprogrammen zur Cone-Beam-Computertomographie gemessen werden.
Trotz der Anwesenheit mehrerer anatomischer Variationen ist das Vorhandensein einer Bifurkation im Wurzelkanalsystem im mittleren Drittel, definiert als Vertucci-Typ-V-Konfiguration, die häufigste anatomische Variation, die in der Literatur beschrieben wird, was die Ergebnisse dieser Studie bestätigt (Vertucci 2005). Zweidimensionale Daten des apikalen Drittels wie Fläche, Umfang, Rundheit sowie Haupt- und Nebendurchmesser liefern Daten, die den Kliniker dabei unterstützen können, Techniken zu entwickeln, die eine effektive Wurzelkanalreinigung ermöglichen. Die Rundheitswerte, die im apikalen Bereich von 3 mm gefunden wurden, zeigten, dass die Vertucci-V-Variation höhere Werte zwischen 0,43 und 0,64 im Vergleich zu den Vertucci-I- und III-Varianten hatte. Somit ist ein einzelner Wurzelkanal auf apikaler Ebene wahrscheinlich langoval geformt und enthält mehr Pulpa, verglichen mit der Anwesenheit von zwei Wurzelkanälen, wie sie in der Vertucci-Typ-V-Variation vorkommen.
Große apikale Durchmesser wurden häufiger bei anatomischen Variationen gefunden, die in einem Wurzelkanal enden, wie Typ I und III Variationen. Diese Variationen hatten Mediane von 0,98 und 0,33 mm für Haupt- und Nebendurchmesser 1 mm vom Apex. Dieser Unterschied zwischen Haupt- und Nebendurchmessern der Typ-I- und III-Variationen spiegelt sich wider, wenn das Verhältnis von Länge zu Breite und die Rundheitswerte analysiert wurden. Diese Werte lagen zwischen 2,9 und 3,5 und können als langoval geformte Kanäle betrachtet werden. Diese Ergebnisse sind höher als die Werte, die in Typ-V-Kanälen gefunden wurden. Diese Daten heben die Schwierigkeiten bei der Erweiterung, Formgebung und Reinigung des Kanals hervor, mit denen der Kliniker konfrontiert ist, wenn extreme Komplexität im apikalen Drittel von C-förmigen Kanälen aus Vertucci-Typ-I- und III-Variationen vorliegt.
Furkationskanäle in den ersten mandibularen Prämolaren mit radikulären Rillen, die von der Pulpenkammer bis zur radikulären Rille reichen, wurden in 27 von 83 Proben (32%) beobachtet. Dieses Ergebnis stimmt mit früheren Berichten über zweiwurzelige mandibulare Canini und Prämolaren mit radikulären Rillen überein (Versiani et al. 2011, Fan et al. 2012). Ein weiterer wichtiger anatomischer Aspekt, der in einem hohen Prozentsatz der Proben beobachtet wurde, ist das Vorhandensein von apikalen Deltas und die relativ hohe Prävalenz von Kanalsystemen, die nicht in Vertuccis Klassifikation passten (38%).
Zusammenfassend werden die Daten dieser Studie den Klinikern helfen, ein umfassenderes Verständnis der Variationen in der Wurzelkanalanatomie von mandibularen Prämolaren mit C-förmigen Wurzelkanälen zu erlangen, um Probleme im Zusammenhang mit der Identifizierung und Vorbereitung von Kanälen zu überwinden.
Schlussfolgerungen
C-förmige Kanal-Konfiguration des Wurzelkanalsystems wurde in 83 (67%) von 123 extrahierten ersten mandibularen Prämolaren mit radikulären Rillen gefunden. Vertuccis Typen I und V waren die am häufigsten vorkommenden anatomischen Variationen. C-förmige Querschnitte (C1, C2) waren im mittleren Drittel häufiger, und das Vorhandensein von apikalen Deltas war das häufigste Merkmal, das im apikalen Drittel gefunden wurde.
Autoren: R. Ordinola-Zapata, C. Monteiro Bramante, P. Gagliardi Minotti, B. Cavalini Cavenago, J. L. Gutmann, B. I. Moldauer, M. A. Versiani, M. A. Hungaro Duarte
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