Korrelation zwischen bakteriologischer und mikro-Computertomographischer Analyse der mesialen Kanäle von mandibulären Molaren, vorbereitet mit selbstanpassenden Feilen, Reciproc- und Twisted-File-Systemen

Zusammenfassung

Einleitung: Diese ex vivo Studie bewertete die Desinfektions- und Formungsfähigkeit von 3 Protokollen, die bei der Vorbereitung der mesialen Wurzelkanäle von mandibularen Molaren verwendet werden, mittels korrelativer bakteriologischer und mikro–computertomographischer (mCT) Analyse.

Methoden: Die mesialen Kanäle von extrahierten mandibularen Molaren wurden 30 Tage lang mit Enterococcus faecalis kontaminiert und in 3 Gruppen eingeteilt, basierend auf ihrer anatomischen Konfiguration, wie durch mCT-Analyse gemäß der Vorbereitungstechnik bestimmt (Self-Adjusting File [ReDent-Nova, Ra’anana, Israel], Reciproc [VDW, München, Deutschland] und Twisted File [SybronEndo, Orange, CA]). In allen Gruppen wurde 2,5% NaOCl als Spülmittel verwendet. Kanalmuster wurden vor (S1) und nach der Instrumentierung (S2) entnommen, und die bakterielle Quantifizierung wurde mittels Kultur durchgeführt. Anschließend wurden die mesialen Wurzeln einer zusätzlichen mCT-Analyse unterzogen, um die Formung der Kanäle zu bewerten.

Ergebnisse: Alle Instrumentierungsprotokolle führten zu einer hochsignifikanten intrakanalären bakteriellen Reduktion (P< .001). Intergruppen quantitative und qualitative Vergleiche zeigten keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen (P> .05). Was die Formung betrifft, wurde kein statistischer Unterschied zwischen den Techniken hinsichtlich des durchschnittlichen Prozentsatzes der Volumenzunahme, der Zunahme der Oberfläche, der unvorbereiteten Oberfläche und der relativen unvorbereiteten Oberfläche beobachtet (P> .05). Die korrelative Analyse zeigte keine statistisch signifikante Beziehung zwischen der bakteriellen Reduktion und dem durchschnittlichen prozentualen Anstieg der analysierten Parameter (P> .05).

Fazit: Die 3 Instrumentierungssysteme weisen eine ähnliche Desinfektions- und Formungsleistung bei der Aufbereitung der mesialen Kanäle von mandibulären Molaren auf. (J Endod 2013;39:1044–1050)

Die primären Ziele der chemomechanischen Aufbereitung sind die Reinigung und Formung des Wurzelkanals. Obwohl sie unterschiedlich sind, werden diese Ziele während der Aufbereitung gleichzeitig durch den Einsatz von Instrumenten und Spüllösungen erreicht. In infizierten Wurzelkanälen ist auch eine Desinfektion erforderlich, und das beste Behandlungsergebnis wird in der Regel erzielt, wenn die Wurzelkanalinfection beseitigt oder auf ein Niveau reduziert wird, das mit der periradikulären Heilung vereinbar ist. Da verbleibende Infektionen ein wichtiger Risikofaktor für postbehandlungsbedingte apikale Parodontitis sind, spielt die chemomechanische Aufbereitung eine entscheidende Rolle in der Behandlung, da sie mechanisch und chemisch auf die bakteriellen Gemeinschaften wirkt, die den Hauptkanal besiedeln.

Mehrere Studien haben gezeigt, dass unabhängig von der Instrumentierungstechnik und den verwendeten Instrumenten/Spüllösungen chemomechanische Verfahren nicht in der Lage sind, eine gründliche Reinigung, Desinfektion und Formung des Wurzelkanals zu fördern, insbesondere in gekrümmten Kanälen oder Fällen mit ungewöhnlichen Anatomien. Obwohl der Hauptkanal und kleinere anatomische Unregelmäßigkeiten in der Regel in die Aufbereitung einbezogen werden, bleiben Gewebereste und Bakterien, die in anderen Bereichen wie Isthmus, lateralen Kanälen und apikalen Verzweigungen vorhanden sind, aufgrund der inhärenten physischen Einschränkungen der Instrumente und der kurzen Verweildauer der Spüllösungen im Wurzelkanal normalerweise unbeeinflusst von der Aufbereitung. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass selbst Bereiche des Hauptwurzelkanals von Instrumenten unberührt bleiben.

Um solche Einschränkungen zu umgehen und die Reinigung, Desinfektion und Formung vorhersehbarer zu gestalten, wurden Modifikationen an Instrumenten und Techniken entwickelt. Die Selbstjustierende Datei (SAF) (ReDent-Nova, Ra’anana, Israel) ist ein Beispiel für ein modifiziertes Instrument, das entwickelt wurde, um sich an die Hauptanatomie des Wurzelkanals anzupassen. Studien haben gezeigt, dass die SAF eine erhöhte Reinigung, Desinfektion und Formung im Vergleich zu konventionellen endodontischen Instrumenten fördert. Die SAF wird empfohlen, als Technik mit einem einzelnen Instrument verwendet zu werden, und in dieser gleichen Linie wurden auch andere Systeme, wie Reciproc (VDW, München, Deutschland), eingeführt. Im Gegensatz zur SAF haben diese Instrumente einen spiralförmigen Schaft und unterscheiden sich nicht wesentlich von konventionellen rotierenden Instrumenten, werden jedoch vorgeschlagen, in einem hin- und hergehenden Bewegungsmodus betrieben zu werden. Studien haben gezeigt, dass Techniken mit einer einzelnen Datei unter Verwendung dieser spiralförmigen Instrumente Reinigung und Formungseffekte fördern können, die mit der Instrumentierung mit einer vollständigen Serie von rotierenden Instrumenten vergleichbar sind. Es gibt nicht viele Studien, die die desinfizierende Fähigkeit von Ein-Datei-Systemen bewerten, aber eine aktuelle Studie zeigte keine signifikanten Unterschiede in der intrakanalären bakteriellen Reduktion, die durch Reciproc und eine vollständige Serie von Instrumenten induziert wurde, vorausgesetzt, dass das Volumen der Spüllösungen und die Zeit der Spülung ähnlich gehalten wurden.

Die Mikro-Computertomographie (mCT) wurde umfassend eingesetzt, um ex vivo die Formungsfähigkeit von Instrumenten und Techniken zu bewerten. Die mCT-Bildgebung bietet eine nicht-invasive, reproduzierbare Technik zur 3-dimensionalen (3D) Beurteilung des Wurzelkanalsystems vor und nach der Vorbereitung und kann sowohl quantitativ als auch qualitativ angewendet werden. Mit dieser Methodik wurde gezeigt, dass ein großer Bereich der Wände des Hauptwurzelkanals nach der Vorbereitung unberührt bleibt, unabhängig von der verwendeten Instrumentierungstechnik oder dem verwendeten Instrument. Folglich können bakterielle Biofilme, die an den Wänden haften, in diesen Regionen unberührt bleiben. Zur Bewertung der Desinfektionsfähigkeit von Instrumenten, Techniken und Spüllösungen wurde ein ex vivo Kanaldesinfektionsmodell, das extrahierte Zähne mit mit Enterococcus faecalis kontaminierten Kanälen verwendete, umfassend genutzt. Obwohl es sehr nützlich für Vergleiche zwischen verschiedenen Protokollen ist, liefert dieses experimentelle Modell Informationen über die bakterielle Persistenz, aber der Ort der persistierenden Infektion kann nicht festgestellt werden. Mikroskopie könnte für diese Analyse hinzugefügt werden, aber ihre zerstörerische Natur schließt eine Analyse des Wurzelkanals vor der Instrumentierung aus. Darüber hinaus kann die Qualität der Vorbereitung nicht beurteilt werden, da sie kein 3D-Bild liefert. Ziel dieser ex vivo Studie war es, die Desinfektions- und Formungsfähigkeit von 3 Instrumentierungsprotokollen, die bei der Vorbereitung der mesialen Wurzelkanäle extrahierter mandibulärer Molaren verwendet wurden, mittels einer korrelativen bakteriologischen und mCT-Analyse zu bewerten.

Materialien und Methoden

Auswahl und Vorbereitung der Proben

In dieser Studie wurden gerade oder leicht gebogene mesiale Wurzeln von mandibularen Molaren verwendet, die aus Gründen extrahiert wurden, die nicht mit dieser Studie in Zusammenhang stehen. Die Genehmigung für das Studienprotokoll wurde vom Ethikkomitee der Estácio de Sá Universität, Rio de Janeiro, RJ, Brasilien, eingeholt. Die Zähne wurden zunächst auf der Grundlage von Röntgenaufnahmen in buccolingualer und mesiodistaler Richtung ausgewählt. Nur Zähne mit 2 mesialen Kanälen und ohne signifikante Verkalkungen wurden einbezogen. Zugangskavitäten wurden präpariert, und eine Hemiresektion der Molaren wurde mit Diamantscheiben durchgeführt. Der mesiale Abschnitt (Wurzel und Krone) wurde in der Studie verwendet. Die Höcker wurden reduziert, bis alle Proben ungefähr 13 mm lang waren. Die mesialen Wurzelkanäle wurden mit K-Typ-Dateien der Größe 08 und 10 erkundet, und nur die Wurzeln mit 2 unabhängigen apikalen Foramina wurden in der Studie beibehalten.

Alle Wurzelkanäle wurden 1 mm über dem apikalen Foramen bis zu einer Hand-K-Typ-Datei der Größe 20 instrumentiert, wobei abwechselnd rotierende Bewegungen unter kontinuierlicher Spülung mit Wasser durchgeführt wurden. Dies wurde durchgeführt, um den anfänglichen Durchmesser des Wurzelkanals zu standardisieren und Platz für eine weitere Kontamination der Kanäle zu schaffen. Die Schmierschicht wurde mit 17% EDTA und 2,5% Natriumhypochlorit (NaOCl) entfernt. NaOCl wurde mit 10% Natriumthiosulfat inaktiviert.

mCT-Analyse der Wurzelkanäle

Die morphometrische Bewertung des Wurzelkanals wurde mithilfe von mCT-Bildgebung durchgeführt. Aus der ursprünglichen Probe wurden 18 Proben zufällig ausgewählt, getrocknet, auf einer maßgeschneiderten Halterung montiert und mit einem mCT-Scanner (SkyScan 1174v2; Bruker-microCT, Kontich, Belgien) mit einer isotropen Auflösung von 16,7 mm gescannt. Das Scannen erfolgte durch eine 180°-Drehung um die vertikale Achse mit einem Drehschritt von 1,0 unter Verwendung eines 0,5 mm dicken Aluminiumfilters. Bilder jeder Probe wurden mit einer speziellen Software (NRecon v.1.6.3, Bruker-microCT) rekonstruiert, die axiale Querschnitte der inneren Struktur der Proben bereitstellt. Die Software CTAn v.1.12 (Bruker-microCT) wurde für die 3D-Bewertung des Wurzelkanals hinsichtlich Volumen und Oberfläche verwendet. Das Volumen wurde als das Volumen der binarisierten Objekte innerhalb des Interessengebiets berechnet. Für die Messung der Oberfläche wurden 2 Komponenten der Oberfläche verwendet: (1) die Umfänge der binarisierten Objekte auf jeder Querschnittsebene und (2) die vertikalen Flächen, die durch Pixelunterschiede zwischen benachbarten Querschnitten exponiert werden. Die Software CTVol v.2.2.1 (Bruker-microCT) wurde zur Visualisierung und qualitativen Bewertung der Konfiguration des Wurzelkanalsystems verwendet.

Die Proben wurden in Trios basierend auf der anatomischen Konfiguration des Wurzelkanals, die durch mCT-Bildgebung bewertet wurde, zugeordnet. Eine Probe aus jedem Trio wurde zufällig einer der 3 Versuchsgruppen zugewiesen. Nach Überprüfung der Normalitätsannahme (der Shapiro-Wilk-Test) wurde der Grad der Homogenität (Basislinie) der 3 Gruppen in Bezug auf die oben genannten 3D-Parameter mithilfe einer einseitigen Varianzanalyse mit einem Konfidenzniveau von 5 % bewertet. Anschließend wurde eine Münze geworfen, um zu bestimmen, welche Gruppe von Zähnen mit jeder der folgenden Techniken zur Wurzelkanalaufbereitung behandelt werden sollte: SAF, Reciproc oder Twisted File (TF; SybronEndo, Orange, CA) Systeme.

Bakterielle Kontamination

Die 18 mesialen Wurzeln, die durch mCT-Screening ausgewählt wurden, wurden in der korrelativen bakteriologischen/mCT-Analyse verwendet. Um die statistische Power der bakteriologischen Analyse zu stärken, wurden weitere 18 Proben, die auf der Grundlage von Röntgenaufnahmen ausgewählt wurden, ebenfalls einbezogen. Beide mesialen Kanäle wurden im Experiment verwendet, insgesamt 36 Wurzeln (72 Kanäle) für die bakteriologische Analyse (24 Kanäle pro Versuchsgruppe). Fünf mesiale Wurzeln wurden als Kontrollen verwendet: 3 für das bakteriologische Experiment und 2 für die Rasterelektronenmikroskopie.

Die Wurzelkanäle wurden mit frisch zubereitetem Trypticase-Soja-Brühe (Difco, Detroit, MI) gefüllt, in derselben Brühe eingetaucht und 1 Minute lang ultrasoniziert, um eingeschlossene Luft freizusetzen und das Eindringen des Kulturmediums in die Unregelmäßigkeiten des Wurzelkanals zu ermöglichen. Anschließend wurden die Zahnproben in einem Autoklaven sterilisiert. Der E. faecalis-Stamm American Type Culture Collection 29212 wurde zur Kontamination des Wurzelkanals für 30 Tage bei 37°C unter sanftem Schütteln verwendet, wobei das Kulturmedium wöchentlich aufgefrischt wurde. Nach der Kontaminationsperiode wurde das überschüssige Kulturmedium von allen Zähnen abtropfen gelassen und die äußere Wurzeloberfläche mit steriler Gaze abgewischt. Zwei Zähne wurden in 10% gepufferter Formalin fixiert und zur Analyse mit Rasterelektronenmikroskopie verarbeitet, um die bakterielle Kolonisierung des Wurzelkanals wie zuvor beschrieben zu bestätigen. Sechs kontaminierte, aber nicht instrumentierte mesiale Kanäle, die mit denselben Substanzen und Volumina wie die Experimentalgruppen gespült wurden, dienten als positive Kontrollgruppe.

Die apikalen Foramina jeder mesialen Wurzel wurden mit schnell härtendem Epoxidharz versiegelt, um apikale bakterielle Leckagen zu verhindern und einen geschlossenen Kanal zu schaffen, der den Dampfsperreffekt erzeugt. Die Zähne wurden bis zur zervikalen Region vertikal in Blöcke aus einem Silikonabdruckmaterial (President Jet; Coltène AG, Cuyahoga Falls, OH) montiert. Die Zahnkrone, einschließlich der Wände der Pulpenkammer, und die Silikonoberfläche wurden mit 2,5% NaOCl desinfiziert, gefolgt von der Inaktivierung dieser Substanz mit 10% Natriumthiosulfat. Anschließend wurde die Arbeitslänge (WL) bestimmt, indem eine K-Typ-Datei der Größe 10 in den Kanal eingeführt wurde, bis sie das apikale Foramen erreichte, und es wurden initiale bakteriologische Proben (S1) aus allen Kanälen vor der Vorbereitung wie folgt entnommen. Der Wurzelkanal wurde mit 1 ml steriler 0,85%iger Kochsalzlösung gespült, um nicht angeheftete Zellen zu entfernen, und eine erste Probe wurde durch die sequenzielle Verwendung von 3 bis 5 Papierpunkten entnommen, die bis zur WL platziert wurden.

Jeder Papierpunkt blieb 1 Minute im Kanal. Die Papierpunkte wurden in Röhrchen mit 1 ml steriler Kochsalzlösung transferiert und sofort zur Kulturuntersuchung verarbeitet.

Vor der Instrumentierung erhielten alle Wurzelkanäle eine erste Spülung mit 2 ml 2,5% NaOCl, gefolgt von einer koronalen Erweiterung mit einer RaCe-Datei der Größe 25, Taper 0,08 mm/mm (BR0; FKG Dentaire, La Chaux-de-Fonds, Schweiz). Anschließend wurden die Wurzelkanäle erneut mit 2 ml 2,5% NaOCl gespült, und eine K-Typ-Datei der Größe 15 wurde bis zur WL eingeführt, um die Durchgängigkeit zu bestätigen. Die folgenden Schritte unterschieden sich je nach experimenteller Gruppe.

SAF-Gruppe

Die Kanäle wurden bis zur WL mit einer RaCe-Datei der Größe 25, Taper 0,04 mm/mm (FKG Dentaire) instrumentiert. Nach der Spülung mit 2 ml 2,5% NaOCl wurde das SAF-Instrument in den Kanal eingeführt und mit einer Hin- und Herbewegung bis zur WL insgesamt 3 Minuten lang betrieben. Ein 1,5 mm Durchmesser SAF wurde in einem vibrierenden Handstück (GENTLEpower; KaVo, Bieberach an der Riß, Deutschland) kombiniert mit einem RDT3-Kopf (ReDent-Nova) bei einer Frequenz von 5000 Bewegungen pro Minute und einer Amplitude von 0,4 mm verwendet. Während des gesamten Verfahrens wurde kontinuierlich mit 2,5% NaOCl bei einer Flussrate von 2 ml/min (insgesamt = 6 ml pro Kanal) unter Verwendung eines speziellen Spülgeräts (VATEA, ReDent-Nova) gespült.

Reciproc Gruppe

Das Reciproc R25 Instrument wurde in einer reziproken Bewegung betrieben, die von einem drehmomentbegrenzten Elektromotor (VDW Silver) mit den voreingestellten Anpassungen angetrieben wurde. Das Instrument wurde in den Kanal eingeführt, bis Widerstand spürbar war, und dann aktiviert. Es wurde in apikale Richtung mit einer Ein- und Ausbewegung von etwa 3 mm Amplitude und leichtem apikalem Druck bewegt. Nach 3 Bewegungen wurde das Instrument entfernt und gereinigt, und der Kanal wurde mit 2 mL NaOCl gespült. Die Durchgängigkeit des Kanals wurde überprüft, indem eine K-Typ-Datei der Größe 15 bis zur WL verwendet wurde. Dieses Protokoll wurde wiederholt, bis die WL mit dem R25 Instrument erreicht wurde. Die Spülung wurde mit Einwegspritzen und 30-G NaviTip-Nadeln (Ultradent, South Jordan, UT) durchgeführt, die bis zu 4 mm vor der WL eingeführt wurden.

TF Gruppe

In dieser Gruppe wurden die Wurzelkanäle mit folgender Reihenfolge von TF-Instrumenten vorbereitet: 25/0.08, 25/0.06 und 25/0.04 in einer Kronen-abwärts-Methode, betrieben bei 500 U/min, in kontinuierlicher im Uhrzeigersinn Rotation, mit dem VDW Silver Motor. Jedes Instrument wurde im Kanal eingeführt, während es sich drehte, bis es auf Dentin traf. Dann wurde es zurückgezogen, und der Kanal wurde mit 2 mL NaOCl gespült und auf apikale Durchgängigkeit mit einer K-Typ-Datei der Größe 15 überprüft. Die Spülung wurde wie in der Reciproc-Gruppe durchgeführt. Die Vorbereitung wurde abgeschlossen, indem mit dem TF 25/0.06 an der WL gearbeitet und der Kanal mit 2 mL NaOCl gespült wurde.

Nach Abschluss der Präparation wurde die Schmierschicht entfernt, indem der Kanal mit 2 mL 17% EDTA pro 1 Minute gespült wurde, gefolgt von 2 mL 2,5% NaOCl. NaOCl wurde inaktiviert, indem der Kanal mit 1 mL 10% Natriumthiosulfat gespült wurde, das 5 Minuten im Kanal belassen wurde. Nach einer weiteren Spülung mit 1 mL Natriumthiosulfat wurde eine bakterielle Probe nach der Präparation (S2) entnommen, wie für S1 beschrieben. In allen Gruppen wurde ein Gesamtvolumen von 14 mL 2,5% NaOCl pro Kanal verwendet.

Bakterielle Quantifizierung

Die Proben wurden 10-fach in Kochsalzlösung serial verdünnt (bis 10^—5 in S1 und 10^—3 in S2). Anschließend wurden Aliquots von 100 mL auf Mitis-Salivarius-Agarplatten (Difco) plattiert und bei 37°C für 48 Stunden inkubiert. Die gewachsenen koloniebildenden Einheiten wurden gezählt, und eine artspezifische Polymerase-Kettenreaktion wurde durchgeführt, um die Identifizierung von E. faecalis in allen positiven Proben zu bestätigen.

mCT-Analyse der Wurzelkanalpräparation

Nach der chemomechanischen Präparation und der Entnahme von S2 wurden die 18 Proben, die im ersten Teil dieser Studie gescannt wurden, autoklaviert, getrocknet und einem neuen mCT-Scan unter Anwendung der gleichen Parametereinstellungen unterzogen. Die Überlagerung der Vor- und Nachbilder der Wurzelkanäle wurde mithilfe einer zuvor validierten Registrierungssoftware (Mosaic 0.05; Institut für Kommunikations- und Computersysteme, Athen, Griechenland) durchgeführt. Farblich codierte Wurzelkanalmodelle (grün zeigt präoperative und rot postoperative Kanaloberflächen an) ermöglichten einen qualitativen Vergleich der übereinstimmenden Wurzelkanäle vor und nach der Formgebung mit der Software CTVol v.2.2.1 (Bruker-microCT). CTAn v.1.12 (Bruker-microCT) wurde für Volumen- und Oberflächenanalysen verwendet.

Der durchschnittliche prozentuale Anstieg (%D) jedes analysierten Parameters wurde wie folgt berechnet: ([P_a — P_b]/P_b)*100, wobei P_b und P_a das Gesamtvolumen oder die Oberfläche des Wurzelkanals vor und nach der Vorbereitung darstellen. Räumlich registrierte Oberflächenmodelle der Wurzeln, vor und nach der Vorbereitung, wurden verglichen, um den Prozentsatz der verbleibenden unvorbereiteten Oberfläche zu bewerten. Diese Variable wurde unter Verwendung der Abstände zwischen der Oberfläche der Wurzelkanäle vor und nach der Vorbereitung berechnet, die an jedem Oberflächenpunkt bestimmt wurden.

Wenn ein Isthmus vorhanden war, wurden sein relatives Volumen und seine Fläche bewertet. In dieser Studie wurde der Isthmus als die bandförmige oder dünne Struktur zwischen den 2 mesialen Wurzelkanälen nach der Vorbereitung definiert. Sein Beitrag zum Gesamtvolumen und zur Gesamtoberfläche des Wurzelkanals wurde als relatives prozentuales Volumen (%RV) und als relative prozentuale Oberfläche (%RA) des Isthmus bestimmt. Das %RV wurde wie folgt berechnet: ([V_a — RV]/V_b)*100, wobei V_b und V_a das Gesamtvolumen des Wurzelkanals vor und nach der Vorbereitung darstellen, und das RV (relatives Volumen) ist das Volumen nach der Vorbereitung ohne Isthmus. Das %RA wurde mit der Formel (A — RA/A)*100 berechnet, wobei A die gesamte Oberfläche des Wurzelkanals nach der Vorbereitung und RA die Oberfläche der vorbereiteten Wurzelkanäle ohne Isthmus ist.

Statistische Analyse

Der Wilcoxon-Test für gepaarte Stichproben wurde verwendet, um die intragruppale Reduktion der Bakterienzahlen von S1 zu S2 zu vergleichen. Darüber hinaus wurde der Vergleich zwischen den Gruppen mit dem Kruskall-Wallis-Test durchgeführt. Dazu wurde das Verhältnis S2/S1 für jeden Kanal berechnet und zum Vergleich zwischen den Gruppen verwendet. Die Berechnung der Stichprobengröße ergab, dass 21 Proben pro Gruppe ausreichen würden, um einen Unterschied von 5% in den S2/S1-Verhältnissen bei einer Power von 90% zu zeigen. Jede Versuchsgruppe wurde mit der Kontrollgruppe unter Verwendung des Mann-Whitney U -Tests verglichen. Für intragruppale und intergruppale paarweise Analysen qualitativer Daten (Vorhandensein/Nichtvorhandensein) wurde der exakte Fisher-Test verwendet.

In der mCT-Analyse, da die Normalverteilung nicht verifiziert werden konnte (Shapiro-Wilk-Test, P < .05), wurden der durchschnittliche Prozentsatz der Volumenzunahme, die Zunahme der Oberfläche, die unvorbereitete Oberfläche, RV und RA zwischen den Gruppen mit dem Kruskal-Wallis-Test und innerhalb der Gruppen mit dem gepaarten t -Test verglichen. Die Pearson-Korrelationsanalyse wurde verwendet, um die Beziehungen zwischen der Bakterienreduktion und dem durchschnittlichen prozentualen Anstieg der mit mCT-Bildgebung analysierten Parameter zu überprüfen. Statistische Analysen wurden mit STATISTICA Version 8 (StatSoft, Tulsa, OK) und SPSS Version 17.0 (SPSS Inc, Chicago, IL) durchgeführt, wobei ein Konfidenzniveau von 5% festgelegt wurde.

Ergebnisse

Die Analyse mit Rasterelektronenmikroskopie ergab, dass E. faecalis die Wände des Wurzelkanals kolonisierte und normalerweise biofilmähnliche Strukturen bildete (Daten nicht gezeigt). Die Kolonisation des Wurzelkanals wurde durch positive Kulturergebnisse für S1-Proben aus allen Zähnen, die im Experiment zur Kanald desinfektion verwendet wurden, weiter bestätigt.

Tabelle 1 zeigt den Mittelwert, Median und Bereich der Koloniebildenden Einheitenzahlen (quantitative Daten), die für die 3 Testgruppen und die Kontrollgruppe beobachtet wurden. Experimentelle Daten werden für die 18 Zähne (36 Kanäle) gezeigt, die sowohl bakteriologischen als auch mCT-Analysen unterzogen wurden, sowie für die insgesamt 36 Zähne (72 Kanäle), die bakteriologisch untersucht wurden. Von den 18 Zähnen, die einer korrelativen Analyse unterzogen wurden, zeigten nur 7 (39%) eine negative Kultur für beide mesiale Kanäle, unabhängig von der Technik (2 Zähne aus der Reciproc-Gruppe, 2 aus der SAF-Gruppe und 3 aus der TF-Gruppe). Insgesamt betrug die Inzidenz positiver Kulturen in S2 6 von 24 (25%) für die Reciproc-Datei, 7 von 24 (29%) für die SAF und 9 von 24 (37,5%) für die TF. Die intragruppierte quantitative Analyse, die die bakterielle Reduktion von S1 zu S2 in allen Gruppen bewertete, zeigte, dass die chemomechanische Aufbereitung mit den 3 Instrumentierungssystemen eine hochsignifikante bakterielle Reduktion förderte (P< .001). Es wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen sowohl für die quantitative als auch für die qualitative Analyse beobachtet (P> .05). Alle Techniken waren signifikant besser als die Kontrollgruppe (Spülung ohne Instrumentierung) bei der Reduzierung der Bakterienniveaus (P< .001).

Tabelle 2 zeigt Daten aus der mCT-Analyse. Es wurde kein statistischer Unterschied zwischen den Instrumenten Reciproc, SAF und TF hinsichtlich des durchschnittlichen Prozentsatzes der Volumenzunahme, der Zunahme der Oberfläche und der unvorbereiteten Oberfläche beobachtet (P > .05). Die Intra-Gruppen-Analyse zeigte einen statistisch signifikanten Unterschied hinsichtlich des Volumens und der Oberfläche vor und nach der Wurzelkanalaufbereitung (P < .05). Der %RV und %RA des Isthmus in den Gruppen Reciproc, SAF und TF betrugen 22.9 ± 15.2 und 23.9 ± 16.2, 16.9 ± 16.51 und 17.5 ± 13.3 sowie 23.7 ± 16.3 und 23.7 ± 12.8, wobei kein signifikanter statistischer Unterschied zwischen den Gruppen festgestellt wurde (P > .05).

Abbildung 1A bis F zeigt repräsentative Beispiele überlagerter Wurzelkanäle vor und nach der Kanalinstrumentierung in jeder Gruppe. Veränderungen in der Kanalform werden als Überlagerungen von unpräparierten (grün) und präparierten (rot) Bereichen dargestellt. Rot zeigt die überlappenden Bereiche. Alle Gruppen wiesen mehr unberührte Bereiche auf, hauptsächlich im Isthmus und im apikalen Drittel des Kanals. Keines der Instrumentierungssysteme war in der Lage, alle Oberflächenbereiche des Wurzelkanals vorzubereiten. Die korrelative Analyse zeigte keine statistisch signifikante Beziehung zwischen der bakteriellen Reduktion und dem prozentualen Mittelwertanstieg der analysierten Parameter (P > .05).

Diskussion

Das vorliegende Studienprotokoll wurde entworfen, um eine vergleichbare Analyse der Fähigkeit von 3 Instrumentierungstechniken zur Formung und Desinfektion der mesialen Wurzelkanäle von mandibulären Molaren zu ermöglichen. Zu diesem Zweck wurde die Formungsfähigkeit mittels mCT-Analyse der gleichen Zähne, die einer bakteriologischen Analyse unterzogen wurden, bewertet.

Eine Innovation der vorliegenden Studie war die Verwendung von mCT-Screening zur angemessenen Auswahl der Zähne für den ex vivo Kanaldesinfektionsversuch. Frühere Studien wählten Zähne basierend auf der externen Anatomie und Röntgenaufnahmen, die sowohl in mesiodistaler als auch in buccolingualer Richtung aufgenommen wurden. Durch die Auswahl der Zähne basierend auf der internen Anatomie, wie sie durch mCT-Screening sichtbar wird, wird eine bessere Verteilung der Proben zwischen den Gruppen erwartet, wodurch potenziell signifikante Verzerrungen, die die Ergebnisse beeinträchtigen könnten, eliminiert werden. Messungen des Volumens und der Oberfläche des Wurzelkanals wurden in dieser Studie nicht zur Auswahl der Zähne und zur Verteilung zwischen den Gruppen verwendet und wären interessante zusätzliche Informationen für zukünftige Studien. Diese Faktoren wurden jedoch nicht als störend für die Ergebnisse befunden, wie statistisch gezeigt.

Bakteriologische Analysen zeigten, dass die chemomechanische Aufbereitung mit den 3 verschiedenen Systemen statistisch gleich effektiv war, um eine hochsignifikante Reduktion der intrakanalären Bakterienzahlen zu fördern. Dennoch hatten viele Fälle nach der Instrumentierung noch nachweisbare Bakterien. Die Inzidenz positiver Kulturen in S2-Proben (qualitative Analyse) variierte von 25% (Reciproc-Gruppe) bis 37,5% (TF-Gruppe), was mit früheren ex vivo und in vivo Studien übereinstimmt. Es ist erwähnenswert, dass die meisten früheren Studien auf Kanälen von einwurzeligen Zähnen basierten, während in der vorliegenden Studie mesiale Wurzeln von mandibularen Molaren verwendet wurden, die voraussichtlich eine höhere anatomische Komplexität aufweisen. Die vorliegenden Ergebnisse bestätigen, dass obwohl die chemomechanische Aufbereitung als der Hauptschritt in Bezug auf die Infektionskontrolle angesehen werden kann, sie möglicherweise nicht ausreicht, um Wurzelkanäle vorhersehbar zu desinfizieren, unabhängig von den verwendeten Instrumenten. Verbleibende Bakterien sind möglicherweise in unvorbereiteten Bereichen und Vertiefungen des Hauptkanals sowie in Isthmus und anderen Unregelmäßigkeiten des Kanalsystems eingeklemmt. Die größte therapeutische Herausforderung besteht darin, sie an diesen Stellen zu erreichen und zu töten.

Einzeldatei-Techniken wurden kürzlich für die Wurzelkanalaufbereitung empfohlen, und neue Instrumente wurden hauptsächlich basierend auf Meinungen und Bequemlichkeit anstelle von nachgewiesener Effektivität eingeführt. Es wurde jedoch gezeigt, dass die Formungs- und Desinfektionsfähigkeiten dieser Systeme mit den konventionellen, die eine vollständige Palette von Instrumenten verwenden, vergleichbar sind. Diese Ergebnisse wurden in der vorliegenden Studie sowohl für die Desinfektion als auch für die Formung bestätigt.

Das SAF-System ist ebenfalls ein Ansatz mit einem einzigen Instrument, aber das Design des Instruments und das Wirkprinzip sind völlig anders. Das Instrument ist so konzipiert, dass es sich an die Morphologie des Wurzelkanals im Querschnitt anpasst. Folglich haben sich die Ergebnisse des SAF in Bezug auf Reinigung, Formung und Desinfektion von Kanälen, die im Querschnitt gekrümmt und/oder unregelmäßig sind, als überlegen gegenüber konventionellen Instrumenten erwiesen. Dennoch zeigten die Ergebnisse der vorliegenden Studie in mesialen Kanälen von Molaren keine überlegenen Ergebnisse für das SAF, weder in der Formungsfähigkeit noch in der antibakteriellen Wirksamkeit. Es sollte angemerkt werden, dass das SAF für 3 Minuten im Kanal betrieben wurde. Obwohl eine frühere Studie berichtete, dass das SAF-System eine signifikante Reduktion der Bakterienpopulationen in ovalen Kanälen von Schneidezähnen und Prämolaren selbst nach nur 2 Minuten Betrieb förderte, wurden die beeindruckendsten Ergebnisse nach 6 Minuten erzielt. Ob die SAF-Effekte in mesialen Kanälen nach einer längeren Betriebszeit verbessert werden würden, bleibt zu untersuchen.

Die mesiale Wurzel der mandibulären Molaren weist einen hohen Grad an Komplexität auf, was es schwierig macht, optimale Ergebnisse in Bezug auf antibakterielle und Formungsfähigkeit zu erzielen. Viele Bereiche des Hauptkanals blieben unpräpariert, unabhängig von der verwendeten Instrumentierungstechnik, im Durchschnitt zwischen 20% und 35% (Isthmusbereich ausgeschlossen). Man kann vernünftigerweise annehmen, dass größere apikale Präparationen zu einer erhöhten präparierten Oberfläche und einer verbesserten Desinfektion geführt haben könnten, und dies ist eine weitere Untersuchung mit diesem korrelativen Ansatz wert. Wo immer vorhanden, wurden Isthmusbereiche nicht mechanisch durch die Instrumentierung beeinflusst und möglicherweise nicht einmal durch Spüllösungen. Letztere konnten durch mCT-Analysen nicht bewertet werden, und die Einschränkungen der Entnahmeverfahren mit Papierpunkten verhindern, dass die bakteriologische Analyse die Permanenz von Bakterien in Isthmusbereichen bewertet.

Trotz der unterschiedlichen Designs und Konizitäten der Instrumente wurden Anstrengungen unternommen, die Größe der Präparationen so weit wie möglich zu standardisieren. Die Abmessungen der für die endgültige apikale Präparation verwendeten Feilen waren wie folgt: TF Größe 25 mit einer Konizität von 0,06 mm/mm entlang des helical Wellen des Instruments, Reciproc R25 mit einer 0,08 Konizität entlang der letzten 3 mm von der Spitze, und die SAF wurde 3 Minuten nach dem Gleisweg verwendet, der mit einer konventionellen rotierenden Feile Größe 25/0,04 vorbereitet wurde. Diese Ansätze führten zu Präparationen ohne signifikante Unterschiede im endgültigen Volumen und der präparierten Oberfläche, wie durch mCT-Analysen gezeigt. Da das Gesamtvolumen der Spüllösungen gleich war, spiegelte sich dieser Mangel an signifikanten Unterschieden auch in der antibakteriellen Wirksamkeit der 3 Instrumentierungsansätze wider, die sich selbst bei einer weiteren Erhöhung der Stichprobengröße nicht unterschieden.

Es wurde erwartet, dass Kanäle, die nach der Instrumentierung positive Ergebnisse für Bakterien zeigten, eine größere unvorbereitete Oberfläche aufweisen würden. Dennoch hatten alle Proben, die in S2 bakterielle Präsenz zeigten, unvorbereitete Bereiche, es gab jedoch auch Proben mit großen unvorbereiteten Bereichen, die negative Kulturen zeigten. Die korrelative Analyse konnte keine statistisch signifikanten Beziehungen zwischen der Beseitigung von Bakterien und dem prozentualen Mittelwert der Erhöhung der in der mCT-Bildgebung analysierten Parameter aufzeigen. Es ist vernünftig anzunehmen, dass in einigen Proben die Hauptkanalbereiche, die von Instrumenten unberührt blieben, möglicherweise nicht von Bakterien kolonisiert wurden, da die Kolonisierung entlang der Kanalwände normalerweise nicht einheitlich ist. Eine weitere Möglichkeit ist, dass unvorbereitete Bereiche erfolgreich mit NaOCl desinfiziert wurden, das starke antibakterielle und antibiofilmaktive Eigenschaften hat.

Obwohl diese Studie innovativ ist, da sie Daten aus 2 Ansätzen kombiniert, die eine korrelative Analyse ermöglichen, ist sie nicht frei von Einschränkungen. Das Fehlen einer Korrelation zwischen den 2 Analysen könnte mit den zuvor diskutierten Faktoren zusammenhängen oder das Ergebnis von Einschränkungen der Entnahmeverfahren mit Papierpunkten sein, die möglicherweise nicht in der Lage sind, eine gute repräsentative Probe aus dem Wurzelkanalsystem zu entnehmen, insbesondere aus Unregelmäßigkeiten, Vertiefungen und Bereichen, die weit vom Hauptkanal entfernt sind. Zukünftige Studien, die entweder histobakteriologische Analysen oder Kryopulverisierung von Wurzelproben verwenden, sollten diese Einschränkungen umgehen. Diese Ansätze haben jedoch auch ihre eigenen Einschränkungen, da beide destruktiv sind und es nicht ermöglichen, Proben vor und nach der Instrumentierung zu bewerten. Darüber hinaus liefert die histobakteriologische Analyse 2-dimensionale (2D) Informationen über die ausgewählten Bereiche und gibt keine Informationen über die Lebensfähigkeit, während die Kryopulverisierung nicht den Standort persistierender Bakterien angibt. Zukünftige Studien sollten in Betracht ziehen, einen dieser Ansätze zu den in der vorliegenden Studie verwendeten hinzuzufügen, um eine umfassendere Analyse zu ermöglichen. Weitere Forschungen, die diesen korrelativen Ansatz verwenden, könnten den potenziellen Einfluss von Spülvariablen (z. B. Strömungsmuster, Konzentration, Expositionszeit und Temperatur) sowie verschiedene anatomische Konfigurationen und Vorbereitungssysteme auf das Ergebnis untersuchen.

Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass die 3 Instrumentierungstechniken eine ähnliche Desinfektions- und Formungsleistung bei der Vorbereitung mesialer Kanäle von mandibularen Molaren aufweisen. Weitere Verfeinerungen in der korrelativen Analyse, die in dieser Studie verwendet wurde, haben das Potenzial, zu einer Methode beizutragen, die die Leistung von Instrumenten und Instrumentierungstechniken umfassend bewerten kann.

Autoren: José F. Siqueira, Jr, Flávio R.F. Alves, Marco A. Versiani, Isabela N. Rôças, Bernardo M. Almeida, Mônica A.S. Neves, Manoel D. Sousa-Neto

Referenzen:

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