Diese Laborstudie wurde vom institutionellen Ethikkomitee der Kocaeli Health and Technology University genehmigt (Genehmigungsnummer 31/22) und gemäß den ethischen Grundsätzen durchgeführt, die in der Deklaration von Helsinki und den PRILE-2021-Leitlinien28 (Zusätzliche Datei 1 und Zusätzliche Datei 2) festgelegt sind. Die Einwilligung der Spender für die Verwendung extrahierter Zähne wurde schriftlich eingeholt. Das Probemodell, die Herstellung der Rille sowie die Bewertung erfolgten gemäß einem beschriebenen Protokoll8. Alle in diesem Protokoll verwendeten Materialien, Instrumente und Software sind in der Tabelle der Materialien aufgeführt.
Kalkulation der Stichprobengröße
Die Stichprobengröße basierte auf einer früheren Untersuchung, die dasselbe künstliche Rillenmodell und Bewertungssystem verwendete26. In dieser Studie zeigte eine a-priori-Power-Analyse (Effektgröße = 0,6, α = 0,05, Power = 0,95), dass n = 12/Gruppe erforderlich war, was die Autoren auf 15 erhöhten, um mögliche Ausscheidungen auszugleichen. Zur Erhöhung der Präzision wurde in der vorliegenden Studie n = 20/Gruppe gewählt, was insgesamt 400 Rillen ergab. Diese Berechnung bezog sich auf den Haupteffekt der Entfernungstechnik; für die Wechselwirkung Technik × Versiegelungsmittel wurde keine separate a-priori-Berechnung durchgeführt. Eine post-hoc-Sensitivitätsanalyse, basierend auf der Chi-Quadrat-Verteilung der Scheirer-Ray-Hare-Statistik (statsmodels 0.14.6), zeigte, dass die 200 in jeder Region analysierten Rillen eine Power von 80 % (α = 0,05) zur Detektion einer Wechselwirkung mit der Effektgröße w = 0,24 (4 Freiheitsgrade) und eines Haupteffekts des Versiegelungsmittels mit w = 0,20 (1 Freiheitsgrad) lieferten, sodass Effekte, die kleiner als diese waren und unterhalb Cohens mittlerer Effektgröße von w = 0,3 lagen, unentdeckt geblieben sein könnten.
Kriterien für die Probenauswahl
Zweihundert extrahierte menschliche obere Schneidezähne wurden verwendet. Nach der Extraktion wurden die Zähne in 2 % NaOCl desinfiziert, mit destilliertem Wasser gespült und bis zur Verwendung in Thymollösung aufbewahrt. Zähne mit einem geraden Einzelwurzelkanal und einer intakten Wurzelspitze wurden eingeschlossen, wobei ein einzelner Kanal radiographisch bestätigt wurde. Zähne mit Krümmung, Verkalkung, vorheriger Behandlung, Resorption oder einer initialen apikalen Größe von #30 oder größer wurden ausgeschlossen. Die Kronen wurden auf eine Standardlänge abgeschnitten, wobei eine Arbeitslänge von 18 mm verblieb. Die Randomisierung erfolgte in zwei Stufen mithilfe eines webbasierten Zufallszahlen-Generators (random.org): Die 200 Zähne wurden zunächst den beiden Versiegelungsmitteln zugeordnet (jeweils n = 100), und anschließend wurden die Zähne jedes Versiegelungsmittels den fünf Entfernungstechniken zugeordnet (jeweils n = 20 pro Gruppe), sodass die Zuordnung nach dem Versiegelungsmittel stratifiziert war. Die Zufallssequenzen wurden von einem Untersucher generiert und angewendet, der nicht die Bewertung durchführte, und die Proben wurden mit codierten Identifikationsnummern versehen, um die Beobachter hinsichtlich des Versiegelungsmittels und der Entfernungstechnik verblindet zu halten.
ACHTUNG: Extrahierte menschliche Zähne stellen ein potenzielles Biohazard dar. Handhaben Sie alle Proben mit geeigneter persönlicher Schutzausrüstung, einschließlich Handschuhen, einer Maske und Schutzbrille.
Probenvorbereitung
Nachdem die Durchgängigkeit mit einer ISO-Feile der Größe 10 bestätigt worden war, wurden die Kanäle unter Spülung mit 3%igem Natriumhypochlorit (NaOCl) mit einem rotierenden endodontischen Instrumentationssystem auf die Größe 40/0,04 an der Arbeitslänge vergrößert, gefolgt von einer Spülung mit 5 mL 3%igem NaOCl und 5 mL 17%iger EDTA (Ethylen-Diamin-Tetraessigsäure). Alle NaOCl-Lösungen wurden durch Verdünnung einer 5,25%igen Stammlösung mit destilliertem Wasser hergestellt: 3%iges NaOCl durch Mischen von 5,25%igem NaOCl und destilliertem Wasser im Volumenverhältnis 4:3 (z. B. 100 mL 5,25%iges NaOCl und 75 mL destilliertes Wasser) und 5%iges NaOCl im Volumenverhältnis 20:1 (z. B. 100 mL 5,25%iges NaOCl und 5 mL destilliertes Wasser).
ACHTUNG: Natriumhypochlorit ist ätzend für Haut, Augen und Schleimhäute. Bereiten Sie alle Lösungen unter Verwendung von Handschuhen und Schutzbrille vor und vermeiden Sie eine Extrusion jenseits des apikalen Foramens.
Die Wurzeln wurden in Abformmaterial innerhalb von Zentrifugenröhrchen eingebettet und mit einer Diamantscheibe längs geteilt, ohne den Kanalraum zu verletzen. Jede Wurzel, bei der während des Teilens der Kanalraum verletzt wurde, sollte ausgeschlossen und durch einen auf die gleiche Weise präparierten Zahn ersetzt werden; im vorliegenden Kollektiv erfüllte keine Wurzel dieses Ausschlusskriterium. An der Kanalwand wurden zwei künstliche Rillen, jeweils 4 mm lang, 0,2 mm breit und 0,5 mm tief, mit einer prophylaktischen Skalierungsspitze, die an einer piezoelektrischen ultraschallendodontischen Einheit bei 40 % Leistung angebracht war, unter dem zahnmedizinischen Operationsmikroskop eingebracht. ×20-fache Vergrößerung. Die Rillen wurden an gegenüberliegenden Kanalwänden, 2 bis 6 mm und 10 bis 14 mm von der Apikalspitze entfernt, angelegt (Abbildung 1). Nach der Rillenpräparation wurde die Smeerschicht mit 2 mL 17%igem EDTA entfernt.
Die Rillen von 100 Zähnen wurden mit CeraSeal, die der verbleibenden 100 Zähne mit BioRoot Flow unter Verwendung von Guttapercha-Spitzen gefüllt. Die vollständige Befüllung der Rillen wurde am zahnärztlichen Operationsmikroskop überprüft bei ×20-fache Vergrößerung. Die Wurzelhälften wurden in den Eppendorf-Röhrchen wieder zusammengesetzt, die Zugangsöffnung wurde mit einem vorübergehenden Füllungsmaterial verschlossen, das apikale Foramen und die Wurzeloberflächen wurden mit Wachs bedeckt, und die Proben wurden aufbewahrt bei 37 °C und 100 % Luftfeuchtigkeit für 30 Tage. Die Aushärtung des Versiegelungsmittels wurde anschließend unter dem zahnmedizinischen Operationsmikroskop überprüft bei ×20-fache Vergrößerung.
Entfernungsvorgehen
Für jeden Verschluss wurden die Proben auf fünf Entfernungstechniken verteilt (n = 20 pro Gruppe), wobei SNI als nicht aktivierte Kontrolle diente. Die Gruppen SNI, PUI, R-SWEEPS und Er,Cr:YSGG verwendeten ein einheitliches Spülregime mit sechs Zyklen der Spülflüssigkeitsgabe und -aktivierung, wobei drei Zyklen mit 5 % NaOCl und anschließend drei mit 17 % EDTA durchgeführt wurden. In jedem Zyklus wurden 5 mL Spüllösung über 150 s bei 2 mL/min mit einer Spülpumpe appliziert, danach wurde die im Kanal befindliche Spüllösung 20 s lang mit der jeweils zu testenden Technik aktiviert. Die drei NaOCl-Zyklen wurden vor den drei EDTA-Zyklen abgeschlossen, sodass jede Probe insgesamt 15 mL 5 % NaOCl und 15 mL 17 % EDTA (30 mL insgesamt) sowie sechs Aktivierungen von jeweils 20 s (drei pro Spüllösung, insgesamt 120 s) erhielt. Die Behandlungszeit in den drei aktivierten Gruppen betrug somit etwa 17 min (6 × 150 s Spüllösungsgabe plus 6 × 20 s Aktivierung).
In der SNI-Gruppe wurden die Spüllösungen über eine 30-G-Nadel, die 2 mm vor der Arbeitslänge positioniert war, ohne Aktivierung zugeführt; diese Gruppe erhielt die gleichen Volumina, Flussraten und Spülmittelreihenfolge wie die aktivierten Gruppen, jedoch wurde zwischen den Applikationen kein Warteintervall eingelegt, anstelle der Aktivierungszeiten, sodass die gesamte Einwirkdauer etwa 15 min betrug (6 × 150 s).
In der PUI-Gruppe wurde das Spülmittel mit einer IrriSafe-Spitze der Größe 20 aktiviert, die an der piezoelektrischen ultraschallbetriebenen endodontischen Einheit mit 40 % Leistung angebracht war, wobei die Spitze 2 mm vor der Arbeitslänge positioniert wurde, und zwar in drei Zyklen zu je 20 s pro Spülmittel.
In der R-SWEEPS-Gruppe wurde das Spülmittel mit einem 2940 nm Er:YAG-Laser im R-SWEEPS-Modus unter Verwendung einer radialen Spitze (400 µm Durchmesser, 14 mm Länge) aktiviert, die am Kanalorifikus gehalten wurde, ohne in den Kanal einzudringen, jeweils drei Zyklen à 20 s pro Spülmittel bei ausgeschalteter Luft- und Wasserspray. In diesem Modus wird jeder 15-mJ-Impuls als einer von einem synchronisierten Paar mit einer Impuls-Paar-Wiederholungsrate von 15 Hz (30 mJ pro Paar) abgegeben, was eine durchschnittliche Leistung von 0,45 W, 9 J pro 20-s-Aktivierung und 54 J pro Probe ergibt; die Impulsenergie entspricht einer Energiedichte von 11,9 J/cm2 an der Stirnfläche der 400 µm-Spitze.
In der Er,Cr:YSGG-Gruppe wurde das Spülmittel mit einem 2780 nm Er,Cr:YSGG-Laser im H-Modus (25 mJ pro Puls, 50 Hz, 1,25 W; 25 J pro 20 s-Aktivierung und 150 J pro Probe) unter Verwendung einer radial abstrahlenden RFT2-Spitze, die 2 mm vor der Arbeitslänge gehalten wurde, für jeweils drei Zyklen à 20 s pro Spülmittel aktiviert, wobei die Luft- und Wassersprühung abgeschaltet war. In beiden Lasergruppen wurde der Kanal vor der Laseraktivierung mit dem vom Pumpsystem zugeführten Spülmittel gefüllt, und die Parameter entsprachen den werkseitig voreingestellten Einstellungen des Herstellers für die endodontische Spülmittelaktivierung, ohne weitere Modifikation. Tabelle 1 enthält die vollständigen Bestrahlungsparameter, einschließlich der Energie pro Puls, der Energiedichte und der insgesamt applizierten Energie.
In der GentleWave G4-Gruppe wurde das rekonstruierte Präparat in dem Zentrifugenröhrchen belassen, eine Plattform über dem koronalen Ende der Wurzel mit dem vom Hersteller bereitgestellten SoundSeal-Harz aufgebaut, um eine luftdichte Abdichtung zwischen dem endodontischen Spülinstrument und der Kanalöffnung zu erzielen, und der automatisierte Prozedurzyklus des GentleWave G4-Systems mit ProControl-Software wurde mit den vom Hersteller vorgegebenen Prozedurflüssigkeiten in der folgenden Abfolge durchgeführt: 3 % NaOCl für 5 min, destilliertes Wasser für 30 s, 8 % EDTA für 2 min und ein abschließender Spülvorgang mit destilliertem Wasser für 30 s (insgesamt etwa 8 min). Das Prozedurinstrument wurde während des gesamten Zyklus von der Plattform fixiert gehalten. Die Spüllösungskonzentrationen, Durchflussraten, Entgasung und Zykluszeiten sind vom Hersteller voreingestellt und können vom Bediener nicht verändert werden, weshalb sich diese Gruppe hinsichtlich der Spüllösungskonzentration, des Volumens und der Behandlungszeit von den anderen vier Gruppen unterschied (siehe Diskussionsabschnitt).
Bewertung des verbleibenden Verschlusses
Die Wurzelhälften wurden getrennt und unter dem zahnärztlichen Operationsmikroskop untersucht bei ×20-fache Vergrößerung. Der verbliebene Versiegelungskitt in jeder Rille wurde anhand einer vierstufigen Skala bewertet29: 0, kein Versiegelungsmittel in der Rille; 1, Versiegelungsmittel in weniger als der Hälfte; 2, Versiegelungsmittel in mehr als der Hälfte; und 3, Rille vollständig gefüllt. Zwei kalibrierte Beobachter, die hinsichtlich des Versiegelungsmittels und der Entfernungstechnik verblindet waren, bewerteten die Rillen unabhängig voneinander; die Übereinstimmung zwischen den Beobachtern betrug κ = 0,92 (Cohens Kappa). Uneinigkeiten wurden durch Konsens beigelegt.
Statistische Analyse
Die Daten wurden mithilfe von Python 3.9.6 mit den Bibliotheken SciPy 1.13.1, statsmodels 0.14.6 und scikit-posthocs 0.14.0 analysiert. Apikale und koronale Rillen wurden getrennt ausgewertet. Die Residualsealer-Scores über die 10 Gruppen hinweg wurden mittels des Kruskal-Wallis-Tests verglichen, gefolgt vom Dunn-Test mit Bonferroni-Korrektur. Als Effektgröße wurde Epsilon-Quadrat berechnet. Die Einflüsse von Sealer und Entfernungstechnik sowie deren Interaktion wurden mittels des Scheirer-Ray-Hare-Tests untersucht. Innerhalb jeder Entfernungstechnik wurden die beiden Sealern mithilfe des Mann-Whitney-U-Tests mit Bonferroni-Korrektur verglichen, und als Effektgröße wurde Cliff’s Delta mit bootstrapped 95 %-Konfidenzintervallen angegeben. Das Signifikanzniveau wurde bei 5 % festgelegt.