Flach-ovale Wurzelkanalaufbereitung mit selbstanpassendem Instrument: Eine Mikro-Computertomographie-Studie

Zusammenfassung

Einleitung: Ziel dieser Studie war es, die Wurzelkanalaufbereitung in flach-ovalen Kanälen zu bewerten, die entweder mit rotierenden Instrumenten oder mit selbstjustierenden Feilen (SAF) unter Verwendung von Mikrotomographie-Analysen behandelt wurden.

Methoden: Vierzig mandibuläre Schneidezähne wurden vor und nach der Wurzelkanalinstrumentierung mit rotierenden Instrumenten (n = 20) oder SAF (n = 20) gescannt. Veränderungen im Volumen des Kanals, der Oberfläche und der Querschnittsgeometrie wurden mit den präoperativen Werten verglichen. Die Daten wurden mittels unabhängigen Stichproben t -Tests und χ²-Tests zwischen den Gruppen sowie gepaarten Stichproben t -Tests innerhalb der Gruppe verglichen (α = 0,05).

Ergebnisse: Insgesamt zeigten Fläche, Umfang, Rundheit sowie große und kleine Durchmesser keinen statistischen Unterschied zwischen den Gruppen (P > .05). Im koronalen Drittel waren der Prozentsatz der präparierten Wurzelkanalwände und die durchschnittlichen Zunahmen von Volumen und Fläche mit SAF (92,0 %, 1,44 ± 0,49 mm³, 0,40 ± 0,14 mm², jeweils) signifikant höher als bei der rotierenden Instrumentierung (62,0 %, 0,81 ± 0,45 mm³, 0,23 ± 0,15 mm², jeweils) (P < .05). SAF entfernte die Dentin-Schicht rund um den Kanal, während die rotierende Instrumentierung erhebliche unberührte Bereiche aufwies.

Fazit: Im koronalen Drittel waren die durchschnittlichen Zunahmen von Fläche und Volumen des Kanals sowie der Prozentsatz der vorbereiteten Wände mit SAF signifikant höher als mit rotierender Instrumentierung. Durch die Verwendung von SAF-Instrumenten wurden flach-ovale Kanäle homogen und zirkumferential vorbereitet. Die Größe der SAF-Präparation im apikalen Drittel des Kanals entsprach derjenigen, die mit einer #40 rotierenden Feile mit einer 0,02er Konizität vorbereitet wurde. (J Endod 2011;37:1002–1007)

Das ultimative Ziel der chemomechanischen Präparation besteht darin, die innere Schicht des Dentins zu entfernen, während das Spülmittel die gesamte Länge des Wurzelkanals erreicht, um bakterielle Populationen zu eradizieren oder zumindest auf ein Niveau zu reduzieren, das mit der Heilung des periradikulären Gewebes kompatibel ist. Obwohl viele technische Fortschritte in der Endodontie erzielt wurden, wird die Kanalpräparation weiterhin negativ von der stark variablen Anatomie beeinflusst, insbesondere in ovalen, flachen oder gekrümmten Wurzelkanälen. In flach-ovalem Kanälen haben rotierende Feilen versagt, eine angemessene Reinigung und Formgebung durchzuführen, und ließen unberührte Finnen oder Vertiefungen an den bukkalen und/oder lingualen Aspekten des zentralen Kanalbereichs, der mit dem Instrument vorbereitet wurde.

Die selbstjustierende Datei (SAF) (ReDent-Nova, Ra’anana, Israel) wurde entwickelt, um einige der Einschränkungen von Nickel-Titan (NiTi) rotierenden Instrumenten zu umgehen. Während ihres Betriebs ist die Datei so konzipiert, dass sie sich dreidimensional an die Form des Wurzelkanals anpasst. Anstatt einen zentralen Teil des Wurzelkanals in einen runden Querschnitt zu fräsen, wird behauptet, dass die SAF einen flachen Kanal als flachen Kanal mit leicht größeren Abmessungen beibehält. Daher hat das SAF-System das Potenzial, besonders vorteilhaft für die Reinigung und Formgebung von flach-oval geformten Kanälen zu sein. Die Entwicklung der Röntgenmikro-Computertomographie (μCT) hat in der Untersuchung von Hartgeweben zunehmend an Bedeutung gewonnen. μCT bietet eine nicht-invasive, reproduzierbare Technik zur dreidimensionalen Bewertung des Wurzelkanalsystems und kann sowohl quantitativ als auch qualitativ angewendet werden. Jüngste ex vivo μCT-Studien zeigten, dass der Prozentsatz der vom SAF-Verfahren betroffenen Wurzelkanalfläche größer ist als der, der von beliebten rotierenden Instrumentierungssystemen in verschiedenen Zähnen betroffen ist. Bis heute wurde die Wurzelkanalaufbereitung mit SAF in verschiedenen Zähnen quantitativ und qualitativ beschrieben, jedoch nicht in mandibulären Schneidezähnen. Daher war das Ziel dieser Studie, die Wurzelkanalaufbereitung in flach-oval geformten Wurzelkanälen von mandibulären Schneidezähnen zu bewerten, die entweder mit rotierenden Instrumenten oder SAF unter Verwendung einer dreidimensionalen μCT-Analyse behandelt wurden.

Materialien und Methoden

Auswahl der Zähne

Nach Genehmigung durch das Ethikkomitee wurden 40 frisch extrahierte menschliche mandibuläre Schneidezähne mit vollständig ausgebildeten Wurzeln ausgewählt und in einer 0,1%igen Thymol-Lösung bei 9^◦C bis zur weiteren Verwendung aufbewahrt. Jede Wurzel wurde in buccolingualen und mesiodistalen Projektionen röntgenologisch untersucht, um sie zu kategorisieren und mögliche Obstruktionen zu erkennen. Wenn der buccolinguale Durchmesser 4 oder mehr Mal größer war als der mesiodistale Durchmesser, wurden die Kanäle als flach-oval klassifiziert. Alle Zähne mit Isthmus, lateralen, accessorischen, apikalen Krümmungen oder 2 Kanälen wurden von der Studie ausgeschlossen.

Nach 24 Stunden in fließendem Wasser wurden die Zähne gewaschen, getrocknet, auf einem maßgeschneiderten Halter montiert und in einem Desktop-Röntgen-Mikro-CT-Scanner (SkyScan 1174v2; SkyScan N.V., Kontich, Belgien) mit einer isotropen Auflösung von 19,7 mm gescannt. Das System bestand aus einer versiegelten, luftgekühlten Röntgenröhre, 20–50 kV/40W/800 mA, mit einem präzisen Objektmanipulator mit 2 Translationen und 1 Rotationsrichtung. Das System umfasste auch eine 14-Bit-CCD-Kamera, die auf einem 1,3-Megapixel- (1304 × 1024 Pixel) CCD-Sensor basierte.

Zähne wurden mit Hochgeschwindigkeits-Diamantbohrern zugänglich gemacht, und die Durchgängigkeit des koronalen Kanals wurde bestätigt. Die koronale Erweiterung wurde mit #2 und #3 Gates Glidden Bohrern (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Schweiz) in einem Niedriggeschwindigkeits-Winkelhandstück durchgeführt, das 2–4 mm unterhalb der Zement-Schmelz-Grenze platziert wurde. Die Erweiterung wurde gefolgt von einer Spülung mit 5 ml 2,5% NaOCl, das mit einer Spritze mit einer 27-Gauge-Nadel (Endo Eze; Ultradent Products Inc, South Jordan, UT) abgegeben wurde. Anschließend wurde die apikale Durchgängigkeit bestimmt, indem eine Größe 10 K-Datei in den Wurzelkanal eingeführt wurde, bis die Spitze am apikalen Foramen sichtbar war; die Arbeitslänge (WL) wurde 0,5 mm kürzer als diese Messung festgelegt. Ein Gleitpfad wurde mindestens bis zu einer Größe #20 K-Datei bestätigt. Die Proben wurden dann zufällig in 2 experimentelle Gruppen (n = 20) entsprechend der Instrumentierungstechnik eingeteilt: SAF (Gruppe A) und rotierend (Gruppe B). Die Kanäle in Gruppe A wurden von einem Allgemeinzahnarzt geformt, der speziell mit dem SAF-Instrument geschult wurde, und in Gruppe B von einem Spezialisten (M.A.V.) mit 12 Jahren klinischer Erfahrung mit rotierenden Instrumenten.

Wurzelkanalaufbereitung mit SAF

Ein 1,5-mm Durchmesser SAF (ReDent-Nova) wurde 4 Minuten lang mit einem trans-line (ein- und auswärts) vibrierenden Handstück (Gentle-Power Lux 20LP; KaVo, Biberach, Deutschland) betrieben, das mit einem RDT3 Kopf (ReDent-Nova) bei einer Frequenz von 83,3 Hz (5000 U/min) und einer Amplitude von 0,4 mm angepasst war. Das Instrument wurde mit einer manuellen Ein- und Auswärtsbewegung bis zur WL verwendet. Während des gesamten Verfahrens wurde kontinuierliche Spülung mit 2,5% NaOCl bei 5 mL/min unter Verwendung eines speziellen Spülgeräts (VATEA; ReDent-Nova) angewendet.

Wurzelkanalaufbereitung mit rotierenden Instrumenten

Die koronalen und mittleren Drittel wurden seriell mit NiTi rotierenden Instrumenten der Größen #25, 0,12 Taper, #25, 0,10 Taper und #25, 0,08 Taper (K3; SybronEndo, West Collins, CA) in einer Crown-Down-Methode unter Verwendung einer sanften Ein- und Auswärtsbewegung in Richtung Apex erweitert. Anschließend wurden Instrumente der Größen #25, 0,02 Taper, #25, 0,04 Taper, #30, 0,02 Taper, #30, 0,04 Taper, #35, 0,02 Taper, #35, 0,04 Taper und #40, 0,02 Taper bis zur WL verwendet. Um Brüche zu vermeiden, wurden 5 Kanäle mit 1 Satz von Instrumenten an der WL instrumentiert, die von einem drehmomentgesteuerten Motor (X-Smart; Dentsply Maillefer) auf 300 U/min eingestellt wurden. Die Instrumente wurden zurückgezogen, wenn Widerstand verspürt wurde, und für das nächste Instrument gewechselt. Passive ultraschallgestützte Spülung wurde zwischen jedem Instrument unter Verwendung einer Größe #20 K-Datei, die auf einem piezoelektrischen Handstück (JetSonic Four; Gnatus, Ribeirão Preto, SP, Brasilien) montiert war, bei einer Leistungseinstellung von 3 durchgeführt, die für 10 Sekunden an der WL aktiviert wurde. Jeder Kanal wurde mit insgesamt 20 mL 2,5% NaOCl gespült.

In allen Gruppen wurde nach der Wurzelkanalaufbereitung eine abschließende Spülung mit 5 ml isotonischer Kochsalzlösung durchgeführt, die Wurzelkanäle wurden mit Papierspitzen getrocknet, und die Zähne wurden erneut einem postoperativen μCT-Scan unterzogen, indem die ursprünglichen Parameter eingestellt wurden.

Bewertung der Wurzelkanalaufbereitung

Bilder wurden vom Apex bis zur Ebene der Zement-Schmelz-Grenze rekonstruiert (NRecon v1.6.1.5; SkyScan), die axiale Querschnitte der inneren Struktur der Proben bereitstellten. Für jeden Zahn wurde die Bewertung über die gesamte Kanallänge in etwa 400 Schnitten pro Probe durchgeführt.

Die Software CTAn v1.10.1.0 (Skyscan) wurde für die zwei- und dreidimensionale volumetrische Analyse sowie für Messungen von Fläche, Umfang, Rundheit, Hauptdurchmesser, Nebendurchmesser, Volumen und Oberfläche verwendet. Das Querschnittsbild, rund oder eher bandförmig, wurde als Rundheit ausgedrückt. Dieser Index variiert von 0 (parallele Platten) bis 1 (perfekte Kugel). Der durchschnittliche Anstieg (△) jedes analysierten Parameters wurde berechnet, indem die Werte für die behandelten Kanäle von denen der unbehandelten Gegenstücke subtrahiert wurden. Der prozentuale Anstieg jedes Parameters (%△) wurde berechnet, indem die Werte vor (B) und nach (A) der Wurzelkanalaufbereitung gemäß der Formel verwendet wurden:

%△ = (A * 100/B) – 100

Die CTVol-Software (Skyscan) wurde für die dreidimensionale Visualisierung und qualitative Bewertung der präinstrumentierten und postinstrumentierten Kanäle verwendet. Farblich codierte Wurzelkanalmodelle (grün zeigt präoperativ, rot postoperative Kanaloberflächen an) ermöglichten einen qualitativen Vergleich der übereinstimmenden Wurzelkanäle vor und nach der Formgebung.

Die OnDemand 3D-Software (Cybermed Inc, Irvine, CA) wurde für die Analyse der 15 überlagerten Querschnittsbilder jedes Exemplars (n = 300 pro Gruppe) hinsichtlich des Prozentsatzes der instrumentierten und nicht instrumentierten Wände verwendet. Die Wurzelkanalpräparation wurde in 2 Kategorien eingeteilt: (1) Querschnitt, in dem der gesamte Umfang oder fast der gesamte Umfang behandelt wurde (80 % oder mehr des Umfangs behandelt) und (2) Querschnitt, in dem der größte Teil des Umfangs unbehandelt blieb (20 % oder weniger des Umfangs behandelt).

Statistische Analyse

Die Ergebnisse wurden statistisch mit dem unabhängigen Stichproben t Test und dem χ² Test (mit Yates-Korrektur) zwischen den Gruppen und dem gepaarten Stichproben t Test innerhalb der Gruppe analysiert, wobei die Nullhypothese auf 5 % festgelegt wurde, unter Verwendung von SPSS v17.0 für Windows (SPSS Inc, Chicago, IL).

Ergebnisse

Quantitative Bewertung

Zweidimensionale Analyse. Die Ergebnisse der zweidimensionalen Analyse sind in Tabelle 1 detailliert. Insgesamt zeigten Fläche, Umfang, Rundheit sowie Haupt- und Neben-Durchmesser keinen statistisch signifikanten Unterschied zwischen SAF und rotierender Präparation (P > .05). Der prozentuale Mittelwert der Zunahme der Wurzelkanalfläche im koronalen Drittel war jedoch mit SAF (65,07% 18,4%) signifikant höher als mit rotierender Instrumentierung (38,02% 29,3%) (P = .03). Trotz der Unterschiede zwischen den Gruppen in den postoperativen Ergebnissen in Bezug auf Rundheit (P = .02) und Neben-Durchmesser (P = .01) wurde kein Unterschied in der präoperativen und postoperativen Zunahme dieser Parameter beobachtet (P >.05). Es wurde kein statistischer Unterschied bezüglich der analysierten Parameter im mittleren und apikalen Drittel beobachtet (P > .05). Innerhalb der Gruppen gab es einen signifikanten statistischen Unterschied zwischen den präoperativen und postoperativen Ergebnissen (P < .05).

Dreidimensionale Analyse. Die Ergebnisse der dreidimensionalen Analyse sind in Tabelle 2 detailliert. Es wurde kein statistischer Unterschied im Volumen oder in der Oberfläche in den mittleren oder apikalen Dritteln zwischen den Gruppen beobachtet (P > .05). Trotz dessen war der durchschnittliche Anstieg des Kanalvolumens im koronalen Drittel mit SAF (1.44 ± 0.49 mm³) signifikant höher als mit rotierenden Instrumenten (0.81 ± 0.45 mm³) (P = .01), das gleiche wurde jedoch nicht bei der Oberfläche beobachtet (P > .05). Innerhalb der Gruppe zeigte das Volumen und die Oberfläche einen signifikanten statistischen Unterschied zwischen den präoperativen und postoperativen Ergebnissen (P < .05).

Qualitative Bewertung

Präoperativ wiesen die Querschnitte des Wurzelkanals im mesiodistalen Blickwinkel signifikant flachere Formen auf als im buccolingualen Aspekt. Die Geometrie änderte sich nach der Wurzelkanalaufbereitung mit beiden Instrumenten. Überlagerte μCT-Rekonstruktionen in allen Dritteln zeigten, dass die Verwendung von SAF zu einer gleichmäßigeren Dentinentfernung entlang des Umfangs der Kanäle führte als bei rotierenden Instrumenten. Letztere wiesen erhebliche unberührte Bereiche hauptsächlich auf der lingualen Seite des Kanals auf. Die Anzahl der Proben, in denen der gesamte oder der größte Teil des Wurzelkanalumfangs unbehandelt blieb, betrug 58 (19,3%) für die SAF-Gruppe und 119 (39,7%) für die rotierende Gruppe. Es gab einen statistisch signifikanten Unterschied zwischen den instrumentierten und den nicht instrumentierten Wänden zwischen den Gruppen in den koronalen und mittleren Dritteln (Tabelle 3). Querschnitte und dreidimensionale Analysen zeigten, dass die Verwendung von SAF zu einer homogeneren Vorbereitung der Wurzelkanalwände im Vergleich zu rotierenden Instrumenten führte (Abb. 1 und 2).

Diskussion

Variationen in der Kanalgeometrie vor Formungs- und Reinigungsverfahren scheinen einen größeren Einfluss auf die Veränderungen zu haben, die während der Vorbereitung auftraten, als die Instrumentierungstechniken selbst. Daher wurde in der vorliegenden Studie darauf geachtet, dass die Stichprobe in Bezug auf präoperative morphologische Parameter zwischen den Gruppen ausgewogen war. Die Wurzelkanäle in beiden Gruppen wurden vorgeflärt und eine #20 K-Datei wurde für die apikale Größenbestimmung verwendet, da dieses Verfahren klinische Bedingungen widerspiegelt, unter denen die Wurzelkanalbehandlung durchgeführt wird, wie vom Hersteller von SAF empfohlen. Da die taktilen Fähigkeiten des Operateurs als wichtiger angesehen wurden als die Technik bei der Gründlichkeit der Kanalreinigung, wurden die Wurzelkanalvorbereitungen von Zahnärzten mit Fachkenntnissen in jeder der getesteten Techniken durchgeführt. Dennoch könnte, wie bereits erwähnt, eine potenzielle Einschränkung dieser Studie auch aus der relativ kleinen Stichprobengröße von 20 Zähnen pro Gruppe resultieren; jedoch ist sie ähnlich wie in aktuellen μCT-Studien.

Im Vergleich zu rotierenden NiTi-Instrumenten wurde berichtet, dass SAF weniger unvorbereitete Bereiche hinterlässt und signifikant effektiver bei der Desinfektion langer ovaler Wurzelkanäle in vitro war. In der vorliegenden Studie zeigte SAF eine höhere Flächenvergrößerung (zwei-dimensionale Analyse) und Volumenvergrößerung (drei-dimensionale Analyse) als die rotierende Gruppe nur im koronalen Drittel. Dies könnte durch die relative Weichheit des Dentins in der Nähe der Pulpenkammer erklärt werden, die auf den größeren dentinalen Durchmesser und die Dichte im Vergleich zu den anderen Kanalregionen zurückzuführen ist. Außerdem erleichterte das Vorflaren mit Gates Glidden-Fräsern die endodontische Instrumentierung und ermöglichte es SAF, in diesem Bereich frei zu agieren, was zu einer größeren Dentinentfernung als mit rotierenden Instrumenten führte.

Im mittleren Drittel, obwohl keine Unterschiede hinsichtlich Fläche oder Volumen zwischen den Gruppen beobachtet wurden, wies das SAF-System einen signifikant höheren Prozentsatz an vorbereiteten Wurzelkanalwänden (65%) auf als die rotierende Instrumentierung (44%). Es könnte geschlossen werden, dass dieses Ergebnis hauptsächlich auf das anatomische Merkmal des flach-oval geformten Kanals des mandibularen Schneidezahns zurückzuführen ist.

Die Aufbereitung des apikalsten Kanalabschnitts bleibt eine Herausforderung. In diesem Bereich haben frühere Studien zur Wurzelkanalaufbereitung mit SAF uninstrumentierte Bereiche von 28,8 % bis 47,4 % in den Wurzelkanälen der oberen Molaren hinterlassen. Obwohl es unter endodontischen Spezialisten Uneinigkeit über die maximale Erweiterung bei WL gibt, wurde in der vorliegenden Studie die endgültige apikale Aufbereitung mit Größe #40, Konus 0,02 in der rotierenden Gruppe verwendet, wie zuvor für mandibuläre Schneidezähne empfohlen. Trotz der Unterschiede im Dateidesign sollte beachtet werden, dass die endgültige apikale Aufbereitung in beiden Gruppen identisch war, wenn man entweder die zweidimensionalen oder dreidimensionalen analysierten quantitativen Parameter betrachtet. Infolgedessen wurde auch kein statistischer Unterschied im Prozentsatz der unvorbereiteten Wurzelkanalwände bei Verwendung von SAF (15 %) oder rotierenden (25 %) Instrumenten festgestellt. Dies könnte damit erklärt werden, dass Wurzelkanäle der unteren Schneidezähne in diesem Bereich zu einem runderen Querschnitt tendieren, was die Wirkung rotierender Instrumente begünstigt. Dieses Ergebnis zeigt die Wirkung von SAF im apikalen Bereich und bestätigt die Aussage, dass die resultierende apikale Größe mit SAF in der Regel mindestens der Größe #40 Datei entspricht.

Obwohl die gesamte quantitative Analyse der mittleren und apikalen Drittel keinen Unterschied zwischen den Gruppen zeigte, zeigten die Ergebnisse deutlich, dass sich die Instrumentierungsgruppen in der qualitativen Analyse voneinander unterschieden. Wie bereits gezeigt, deuten die vorliegenden Ergebnisse darauf hin, dass das rotierende NiTi-Instrument allein nicht in der Lage war, den Wurzelkanal angemessen vorzubereiten, und dass SAF tatsächlich zu einer homogenen Vorbereitung und zirkumferentiellen Entfernung einer Schicht hartem Gewebe führt, was die Desinfektion des Wurzelkanals und die Aufnahme der Wurzelkanalfüllung begünstigt.

Weitere Studien sollten durchgeführt werden, um die Reinigungseffizienz des SAF-Systems mit einer Kombination aus rotierenden Feilen und der passiven ultraschallgestützten Bewässerungsmethode in den flach-oval geformten Kanälen zu vergleichen.

Schlussfolgerungen

Innerhalb der Grenzen dieser ex vivo Studie kann geschlossen werden, dass im koronalen Drittel die durchschnittlichen Zunahmen der Fläche und des Volumens des Wurzelkanals sowie der Prozentsatz der vorbereiteten Wände mit SAF signifikant höher waren als mit rotierender Instrumentierung. Durch die Verwendung des SAF-Instruments wurden flach-oval geformte Kanäle der mandibulären Schneidezähne homogen und zirkumferentiell vorbereitet. Die Größe der SAF-Präparation im apikalen Drittel des Kanals entsprach derjenigen, die mit einer #40 rotierenden Feile mit 0,02 Taper vorbereitet wurde.

Autoren: Marco Aurélio Versiani, MS, Jesus Djalma Pécora, PhD, und Manoel Damião de Sousa-Neto

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