Wurzel- und Wurzelkanalmorphologie von vierwurzeligen maxillären zweiten Molaren: Eine Mikro-Computertomographie-Studie

Zusammenfassung

Einleitung: Diese Studie untersuchte die Anatomie von 4-wurzeligen oberen zweiten Molaren mittels Mikro-Computertomographie.

Methoden: Fünfundzwanzig 4-wurzelige obere zweite Molaren wurden gescannt, um die Größe und Krümmung der Wurzeln zu bewerten; den Abstand und die räumliche Konfiguration zwischen einigen anatomischen Landmarken; die Anzahl der Wurzelkanäle und die Position der apikalen Foramina; das Auftreten von Wurzelverbindungen und Schmelzperlen; die Konfiguration des Kanals im apikalen Drittel; das Querschnittsbild, das Volumen und die Oberfläche der Wurzelkanäle. Die Daten wurden mittels Varianzanalyse post hoc Tukey-Test (α = 0,05) verglichen.

Ergebnisse: Die Proben wurden als Typen I (n = 16), II (n = 7) und III (n = 2) klassifiziert. Die Größe der Wurzeln war ähnlich (P> .05), und die meisten von ihnen waren gerade mit 1 Kanal, außer der mesiobukkalen, die in 24% der Proben 2 Kanäle zeigte. Die Konfiguration des Pulpenraums war überwiegend unregelmäßig viereckig. Der niedrigste durchschnittliche Abstand der Öffnungen wurde zwischen den bukkalen Wurzeln beobachtet (P< .05). Accessorische Kanäle waren überwiegend im apikalen Drittel vorhanden. Die Lage der apikalen Foramina variierte erheblich. Wurzelverbindungen und Schmelzperlen traten in 44% bzw. 8% der Proben auf. Der durchschnittliche Abstand vom Boden des Pulpenraums zur Furkation betrug 2,15 ± 0,57 mm. Es wurden keine statistischen Unterschiede in den bi-dimensionalen und 3-dimensionalen Analysen gefunden (P> .05).

Schlussfolgerungen: Alle analysierten Parameter zeigten Unterschiede zwischen den Wurzeln, mit Ausnahme der Länge der Wurzeln, der Konfiguration der Kanäle im apikalen Drittel, dem Querschnittsbild, dem Volumen und der Oberfläche der Kanäle. (J Endod 2012;38:977–982)

Es ist allgemein bekannt, dass das Ziel der endodontischen Therapie die gründliche Reinigung und Füllung des gesamten Wurzelkanalsystems ist. Daher ist ein umfassendes Verständnis der Wurzel- und Wurzelkanalmorphologie unerlässlich, um endodontische Misserfolge, die durch unvollständige Wurzelkanalaufbereitung und -füllung verursacht werden, zu reduzieren. Trotz einer Vielzahl anatomischer Variationen, die mit den oberen Molaren in Verbindung gebracht werden, wurde das Vorhandensein doppelter palatinaler Wurzeln als seltenes Phänomen angesehen, das am häufigsten auf die oberen zweiten Molaren beschränkt ist. Die Ätiologie hinter dieser Variation ist noch unklar, aber sie steht wahrscheinlich im Zusammenhang mit Störungen der Hertwig-Epithelwurzelhaut durch exogene oder endogene Faktoren während der Entwicklung der Wurzeln.

Seit dem ersten Bericht über die endodontische Behandlung von oberen Molaren mit 2 palatinalen Wurzeln wurden ähnliche Fälle veröffentlicht, und es wurde versucht, die Inzidenz zu ermitteln. In einer Umfrage von 1200 oberen zweiten Molaren fanden Libfeld und Rostein nur 0,4% der Stichprobe, die diesen Zustand aufwiesen, während in einer retrospektiven Studie von 520 abgeschlossenen endodontischen Behandlungen von oberen zweiten Molaren Peikoff et al. angaben, dass die Häufigkeit dieser Variation fast 1,4% betrug. Dennoch sind beide Studien durch einen Mangel an methodologischer Genauigkeit bei der Erkennung dieser zusätzlichen Wurzeln beeinträchtigt, da die Interpretation dieser morphologischen Variationen in Röntgenaufnahmen schwierig und sehr oft unmöglich ist. Daher könnten weder die Inspektion noch eine 2-dimensionale (2D) Röntgenaufnahme genaue Informationen über die Anzahl, den Standort oder die Morphologie der Wurzeln oder Wurzelkanäle in einer in vivo Situation liefern.

In den letzten Jahren wurden bedeutende nicht-invasive technologische Fortschritte zur Bildgebung von Zahnstrukturen eingeführt, darunter digitale Radiographie, Densitometrie, Magnetresonanztomographie, Ultraschall und Computertomographie. Die Entwicklung der Röntgen-Mikro-Computertomographie (Mikro-CT) hat in der endodontischen Forschung zunehmend an Bedeutung gewonnen, da sie eine reproduzierbare Technik bietet, die sowohl quantitativ als auch qualitativ für die 3-dimensionale (3D) Bewertung des Wurzelkanalsystems angewendet werden kann.

Obwohl die Existenz von maxillären zweiten Molaren mit 4 getrennten Wurzeln von mehreren Autoren berichtet wurde, wurde keine Studie durchgeführt, um ihre Anatomie mithilfe von Mikro-CT zu bewerten. Daher war das Ziel dieser ex vivo-Studie, die interne und externe Morphologie dieser anatomischen Variation mithilfe von Mikro-CT zu untersuchen.

Materialien und Methoden

Nach Genehmigung durch das Ethikkomitee (Protokoll 2009.1.972.58.4, CAAE 0072.0.138.000-09) wurden 25 4-wurzelige menschliche maxilläre zweite Molaren aus einem Pool extrahierter Zähne ausgewählt und in beschrifteten einzelnen Plastikgefäßen mit 0,1% Thymol-Lösung bis zur Verwendung aufbewahrt.

Die externe Morphologie der Proben wurde in 3 Typen eingeteilt, basierend auf der Divergenz ihrer Wurzeln. Bei Typ I waren die palatinalen Wurzeln stark divergent und oft länger und gewundener als die bukkalen Wurzeln, die weniger divergent und oft „Kuhhorn“-förmig waren. Bei Typ II hatten die Wurzeln stumpfe Spitzen, liefen fast parallel zueinander und waren oft kürzer als der Typ I Zahn. Bei Typ III waren die palatinalen Wurzeln weniger divergent und oft kürzer als die bukkalen Wurzeln, die stark divergent waren. Dann wurden die Größen der mesiobukkalen (MB), mesiopalatinalen (MP), distobukkalen (DB) und distopalatinalen (DP) Wurzeln sowie der Abstand zwischen den anatomischen Apexen mit einem digitalen Messschieber mit einer Auflösung von 0,01 mm (Mitutoyo MTI Corporation, Tokio, Japan) gemessen. Die Richtung der Wurzelkrümmung und das Auftreten von Fusion und Zahnschmelzstrukturen an der Wurzel wurden ebenfalls bewertet.

Nachdem jeder Zahn 24 Stunden lang in fließendem Wasser gewaschen wurde, wurde er getrocknet, auf einem maßgeschneiderten Attachment montiert und in einem Mikro-CT-Scanner (SkyScan 1174v2; SkyScan N.V., Kontich, Belgien) mit einer isotropen Auflösung von 22,6 mm gescannt. Bilder jedes Exemplars wurden von der Spitze bis zur koronalen Ebene mit spezieller Software (NRecon v1.6.4; SkyScan) rekonstruiert, die axiale Querschnitte der inneren Struktur der Proben bereitstellte. Die Software Data Viewer v.1.4.4 (SkyScan) wurde verwendet, um die Anzahl und Lage der Wurzelkanäle, die Position der apikalen Foramina, das Vorhandensein eines apikalen Delta, die Konfiguration der Wurzelkanalöffnungen und den Abstand vom Boden der Pulpenkammer zur Furkation zu bewerten. Die Software CTAn v1.11 (Skyscan) wurde für die 2D-Bewertung (Fläche, Umfang, Rundheit, Hauptdurchmesser und Nebendurchmesser) des Wurzelkanals 1 mm vor dem apikalen Foramen verwendet. Volumen, Oberfläche und Querschnittserscheinung, ausgedrückt als Strukturmodellindex (SMI), wurden ebenfalls gemessen. Die Software CTVox v.2.2 und CTVol v.2.1 (Skyscan) wurde für die 3D-Visualisierung der Exemplare verwendet (zusätzliches Video S1 ist verfügbar unter www.jendodon.com).

Die Ergebnisse der 2D- und 3D-Analyse sowie die Abstände zwischen einigen anatomischen Landmarken wurden statistisch verglichen, indem die Varianzanalyse post hoc Tukey-Test verwendet wurde, wobei das Signifikanzniveau auf 5% festgelegt wurde, unter Verwendung von SPSS v17.0 für Windows (SPSS Inc, Chicago, IL).

Ergebnisse

Sechzehn Proben wurden als Typ I (64%), 7 als Typ II (28%) und 2 als Typ III (8%) klassifiziert (Abb. 1). Die statistische Analyse ergab keinen Unterschied zwischen der Länge der Wurzeln (P = .07), während der durchschnittliche Abstand zwischen den Apexen der MB- und DB-Wurzeln signifikant geringer war als die Abstände MB-MP, MP-DP und DP-DB (P = .0001) (Abb. 2). Die meisten Wurzeln waren sowohl von buccaler als auch von proximaler Sicht gerade. Aus buccaler Perspektive wurde keine Krümmung in der MP-Wurzel beobachtet. Die MB-Wurzel krümmte sich nur distal, während die DB- und DP-Wurzeln in mesialer und distal Richtung krümmten. Aus proximaler Perspektive wurden die meisten Krümmungen in der MProot beobachtet. In der DB-Wurzel wurde keine Krümmung in Richtung buccal gefunden (Tabelle 1).

Die Fusion der Wurzeln trat häufiger mit der MB-Wurzel (n = 8) und seltener mit der DP-Wurzel (n = 3) auf (Abb. 3A–D). Bei 2 Exemplaren wurde das Vorhandensein von Schmelzperlen im Furkationsbereich der palatinalen Wurzeln beobachtet (Abb. 3E und F). Alle Wurzeln hatten 1 Hauptkanal, außer der MB, die in 6 Exemplaren 2 Kanäle aufwies (Abb. 3G und H).

Zubehörkanäle wurden hauptsächlich im apikalen Drittel der Wurzeln gefunden, und es wurden keine Furkationskanäle festgestellt (Tabelle 2). Die Lage der apikalen Foramina variierte erheblich und neigte zur buccalen Seite der MP-Wurzeln (48%), zur palatinalen Seite der DP-Wurzeln (28%) und zur distalen Seite der MB (40%) und DB-Wurzeln (24%) (Tabelle 3). Eine apikale Delta wurde nur in 8% der MP (n = 2) und 4% der DB (n = 1) Wurzeln beobachtet.

Die räumlichen Konfigurationen der Öffnungen in Bezug auf den Boden der Pulpenkammer wurden als Typ A (unregelmäßig viereckig, 56 %), Typ B (trapezförmig, 24 %), Typ C (rhombenförmig, 12 %) und Typ D (drachengestaltig, 8 %) klassifiziert. Der durchschnittliche Abstand zwischen den buccalen Öffnungen (3,48 ± 2,43 mm) war signifikant geringer als der Abstand zwischen MP-MB-Öffnungen (5,09 ± 1,34 mm) (P < .05) (Abb. 4), und die Dicke des Bodens der Pulpenkammer variierte von 1,20–3,13 mm (2,15 ± 0,57 mm). Die 2D-Bewertung des Wurzelkanals 1 mm vor dem apikalen Foramen (Fläche, Umfang, Rundheit, Hauptdurchmesser und Nebendurchmesser) sowie Volumen, Oberfläche und SMI-Analyse zeigten keine statistischen Unterschiede zwischen den Wurzeln (P > .05; Tabelle 4).

Diskussion

Die umfangreichste Studie, die zur Anatomie von 4-wurzeligen oberen zweiten Molaren veröffentlicht wurde, klassifizierte 22 Molaren in 3 Typen (I–III) entsprechend dem Trennungsgrad und der Divergenz der Wurzeln. Während Typ I aus Zähnen bestand, bei denen die palatinalen Wurzeln divergenter waren als die bukkalen, basierten die Typen II und III auf der Größe und Fusion der Wurzeln. In der vorliegenden Studie wird ein neues Klassifikationssystem vorgeschlagen, das ausschließlich auf der Divergenz der Wurzeln basiert, da eine Fusion auf unterschiedlichen Ebenen aller Wurzeln auftreten kann, was diesen Vorschlag nicht praktikabel macht. Somit wurden Christies Typen II und III in eine Kategorie (Typ II) zusammengefasst, und eine neue Variation wurde als Typ III beschrieben. Die durchschnittliche Größe der Wurzeln lag zwischen 12,13 und 13,07 mm, ähnlich wie in einer früheren Studie, in der die durchschnittlichen Größen der MB-, DB- und palatinalen Wurzeln von 220 3-wurzeligen oberen zweiten Molaren 12,3, 13,0 und 13,6 mm betrugen. Die Analyse der äußeren Oberfläche der Wurzeln zeigte ebenfalls das Vorhandensein von Schmelzperlen im Furkationsbereich von 2 Exemplaren sowie Christie et al., die deren Vorhandensein bei 3 Exemplaren während der radiografischen Untersuchung von 16 4-wurzeligen oberen zweiten Molaren beobachteten. Das Wissen über die Richtung der Krümmung jeder Wurzel ist von besonderer Bedeutung, insbesondere wenn die Krümmung in Richtung bukkal oder palatinal verläuft, da sie in Röntgenaufnahmen nicht visualisiert werden kann. In der vorliegenden Studie präsentierten die meisten Wurzeln sowohl aus bukkalen als auch aus proximalen Perspektiven gerade und die meisten Krümmungen waren in Richtung mesial oder distal. Besonderes Augenmerk sollte in Bezug auf MP-Wurzeln darauf gelegt werden, dass die meisten aus proximaler Perspektive in Richtung bukkal (20%) gekrümmt sind. Ebenso wurde eine exzentrische Platzierung der apikalen Foramina bei allen Exemplaren festgestellt, und deren Lage variierte erheblich, wie in anderen Studien beobachtet.

Ein neues Klassifikationssystem, das auf der Konfiguration der Kanaleingänge in Bezug auf den Boden der Pulpenkammer basiert, wurde ebenfalls vorgeschlagen. Der kürzeste beobachtete Abstand zwischen den Kanaleingängen der bukkalen Wurzeln könnte dadurch erklärt werden, dass der Großteil der Probe eine Typ-I-Konfiguration aufwies. Darüber hinaus deutet die Position der in der vorliegenden Studie beobachteten Kanaleingänge darauf hin, dass die Zugangshöhle bei 4-wurzeligen oberen Molaren auf der palatinalen Seite breiter als gewöhnlich sein sollte, wobei die Zugangsform trapezförmig anstelle von dreieckig oder quadratisch sein sollte. Dies ist besonders wichtig bei divergierenden palatinalen Wurzeln (Typ I), da der MP-Kanaleingang möglicherweise schwer zu visualisieren ist. Solche Klassifikationen werden als wertvoll erachtet, um angemessene Behandlungspläne zu erstellen und dem Kliniker zu helfen, die Wurzelkanalanatomie zu diagnostizieren und zu navigieren.

In der Literatur gibt es eine große Bandbreite an Variationen hinsichtlich der Anzahl der Kanäle in oberen Molaren. In der vorliegenden Studie hatten alle Wurzeln nur 1 Hauptkanal, mit Ausnahme der MB-Wurzel, die in 26% der Probe 2 Kanäle aufwies. Diese Häufigkeit war jedoch niedriger als in früheren Berichten, die einen Prozentsatz von 2 Kanälen in den MB-Wurzeln von 3-wurzeligen oberen zweiten Molaren von über 40% zeigten. Dieser Unterschied könnte mit der kleinen Stichprobe zusammenhängen, wird jedoch durch die meisten früheren Berichte unterstützt, in denen die Autoren keinen zweiten Kanal in der MB-Wurzel von 4-wurzeligen oberen Molaren finden konnten.

In der vorliegenden Studie wurden keine Furkationskanäle gefunden, und die durchschnittliche Dicke des Pulpenbodens (2,15 ± 0,57 mm) war ähnlich wie in einer früheren Studie, in der der Abstand von der Furkation zum Pulpenboden bei maxillären Molaren mit #3 mm angegeben wurde. In diesem Zusammenhang sollte das Risiko einer versehentlichen Furkationsperforation berücksichtigt werden.

Zusätzliche Kanäle wurden hauptsächlich im apikalen Drittel der Wurzel beobachtet, und ihre Häufigkeit war höher (38%) als in einer früheren Studie (23,3%), die 3-wurzelige maxilläre zweite Molaren untersuchte. Diese Unterscheidung könnte durch Unterschiede in den Proben und den Methoden zur Bewertung der Wurzelkanalmorphologie erklärt werden.

Eine effektive Kanaldebridement hängt von der genauen Bestimmung der Arbeitslänge und einer angemessenen apikalen Kanalerweiterung ab, da sie die potenziellen Grenzen der Spülung im apikalen Bereich überwinden und die Desinfektion des Wurzelkanals optimieren kann. Auf diese Weise könnte das Wissen über den Durchmesser des Kanals im apikalen Drittel dem Kliniker ermöglichen, eine vorhersehbarere Wurzelkanalaufbereitung bereitzustellen. In der vorliegenden Studie betrug der größte Durchmesser des Kanals 1 mm vor dem apikalen Foramen im Durchschnitt 0,4 mm, was bedeutet, dass das Debridement im apikalen Drittel mit einem größeren Instrument als einer ISO-Größe 40 verbessert werden könnte.

Das Querschnittsbild des Wurzelkanals, rund oder eher bandförmig, wird als Rundheit ausgedrückt. Dieser Index variiert von 0 (parallele Platten) bis 1 (perfekte Kugel). In dieser Studie zeigte die durchschnittliche Rundheit des Wurzelkanals 1 mm vor dem apikalen Foramen, die zwischen 0,55 und 0,64 lag, dass die Kanäle der 4-wurzeligen oberen zweiten Molaren in diesem Bereich oval geformt sind, was mit einer früheren Veröffentlichung übereinstimmt, die eine ähnliche Konfiguration der Kanäle im apikalen Drittel der 3-wurzeligen oberen zweiten Molaren demonstrierte.

Die in der Mikro-CT-Bewertung verwendeten Algorithmen ermöglichen weitere Messungen grundlegender geometrischer Parameter wie Volumen und Oberfläche sowie zusätzliche Beschreibungen der Kanalform wie SMI. Der SMI beschreibt die platten- oder zylinderartige Geometrie eines Objekts und wird durch eine infinitesimale Vergrößerung der Oberfläche bestimmt, während die Volumenänderung mit Änderungen der Oberfläche zusammenhängt, das heißt mit der Konvexität der Struktur. Wenn eine perfekte Platte vergrößert wird, ändert sich die Oberfläche nicht, was einen SMI von 0 ergibt. Wenn jedoch ein Stab erweitert wird, nimmt die Oberfläche mit dem Volumen zu und der SMI wird normiert, sodass perfekten Stäben ein SMI-Wert von 3 zugewiesen wird. In der vorliegenden Studie deuteten die durchschnittlichen SMI-Ergebnisse darauf hin, dass die Wurzelkanäle der 4-wurzeligen oberen zweiten Molaren eine zylinderartige Geometrie aufwiesen. Dennoch können die Ergebnisse von Volumen und Oberfläche nicht verglichen werden, da es bisher keine Informationen zu diesem Thema in der Literatur gibt. Daher muss die klinische Relevanz solcher Ergebnisse noch bestimmt werden.

Die Anzahl und Morphologie des Wurzelkanalsystems kann bei Zähnen erheblich variieren. Die Häufigkeit von 2 palatinalen Wurzeln bei oberen zweiten Molaren wurde als sehr niedrig berichtet, sollte jedoch während der endodontischen Behandlung nicht außer Acht gelassen werden. Ein wichtiges Hilfsmittel zur Erkennung von Variationen des Wurzelkanals bei oberen Molaren war das Röntgenbild; jedoch könnte die Überlagerung der anatomischen Strukturen in diesem Bereich dazu führen, dass eine zweite palatinale Wurzel nicht diagnostiziert wird. In diesem Fall könnte ein Wurzelkanal unbehandelt bleiben, was zu einem Misserfolg führen könnte. Daher könnten andere diagnostische Methoden wie Spiral- und Cone-Beam-CT sowie das chirurgische Operationsmikroskop nützlich sein, um die Kliniker bei der Diagnose und Behandlung von 4-wurzeligen oberen zweiten Molaren zu unterstützen.

Schlussfolgerungen

Unter Berücksichtigung der Bewertung der externen und internen Anatomie von 4-wurzeligen oberen zweiten Molaren kann festgestellt werden, dass die meisten Proben als Typ I klassifiziert wurden. Fusionen von Wurzeln und Schmelzperlen wurden beobachtet. Die meisten Wurzeln waren gerade mit 1 Hauptkanal, außer der MB-Wurzel, die in 24% der Proben 2 Kanäle aufwies. Es gab keine Furkationskanäle. Accessorische Kanäle befanden sich überwiegend im apikalen Drittel der Wurzeln, und ein apikales Delta wurde in 12% der Wurzeln beobachtet. Die Lage der apikalen Foramina variierte erheblich. Sechsundfünfzig Prozent der Proben wiesen eine unregelmäßige, quadrilateral geformte Öffnungskonfiguration auf. Der durchschnittliche Abstand vom Boden der Pulpenkammer zur Furkation betrug 2,15 ± 0,57 mm. Es wurde kein Unterschied zwischen den Wurzeln festgestellt, wenn man ihre Länge, die Konfiguration des Wurzelkanals im apikalen Drittel, den SMI, das Volumen und die Oberfläche der Wurzelkanäle berücksichtigte.

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

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