リムーバー再処理ファイルの表面欠陥の走査型電子顕微鏡評価

サマリー

ここでは、再治療手順で繰り返し使用した歯内療法再治療ファイルの表面特性を評価するためのプロトコルを提示します。走査型電子顕微鏡を使用して潜在的な表面欠陥を特定および分析します。

要約

この研究は、走査型電子顕微鏡 (SEM) を使用した従来の歯内療法再治療手順で 1 回および複数回使用した後のリムーバー回転ニッケルチタン (NiTi) ファイルの表面欠陥を評価することを目的としています。内径1.5mm、曲率半径5mm、曲率55°の根管を模した80個のアクリルブロックを使用しました。化学力学的な調製と閉塞後、24 個の新しいリムーバーファイル(N30、7%、L23)を 3 つのグループ(シングルユース、トリプルユース、6 ユース)にランダムに割り当てました。ヤスリは600rpm、トルク2.5Ncmで操作し、使用のたびに洗浄し、滅菌しました。

100倍、250倍、500倍の倍率でのSEM分析により、先端の変形、微小亀裂、破壊、巻き戻し、表面の孔食、ブレードの破壊などの表面欠陥が明らかになりました。変形は、1回の使用後に75%のファイルで観察され、3回および6回の使用後には100%のファイルで観察されました。マイクロクラックは、1回の使用では見られませんでしたが、3回の使用後と6回の使用後には、それぞれ25%と87.5%のファイルに現れ、統計的に有意な増加を示しました(p < 0.001)。また、表面の孔食もグループ間で有意に増加しました(p = 0.004)。

どのグループでも骨折は観察されませんでした。最も多かった欠陥は、先端の変形(91.7%)と表面の孔食(70.8%)でした。この知見は、NiTiファイルを繰り返し使用すると表面欠陥が大幅に増加し、疲労骨折のリスクが高まることを示唆しています。したがって、結果では、リムーバー ファイルの再利用を最大 3 倍に制限することをお勧めします。欠損タイプを解剖学的要因と相関させ、再治療シナリオにおけるファイルの有効性を評価するには、さらなる研究が必要です。

概要

歯内療法は、以前に治療した歯が治癒しなかったり、持続性感染、再感染、解剖学的構造の見逃落などの新しい病状を発症した場合に行われる手順です。この手順には、既存の根管充填材の除去、管システムの徹底的な洗浄と消毒、およびその後の補充^{が含まれます1,2}。

ニッケルチタン(NiTi)器具は、その柔軟性と高い切断効率により、歯内療法の改善と促進において非常に重要です^3,4。NiTiインスツルメントの超弾性により、運河の曲率によりよく適応し、摩耗が少なく、骨折に対する耐性が高くなります^5,6。ただし、NiTiファイルの主な懸念事項の1つは、目に^{見える変形3}なしに破断する可能性があることです。

NiTi回転器の破壊の最も一般的な原因は、周期的疲労⁷です。繰返し疲労は、機器^が湾曲した根管内で結合せずに連続的に回転するため、機器の対向面に引張応力と圧縮応力が交互に発生するため、^8,9。繰返し疲労による破壊は、金属の消耗から生じます¹⁰。周期的疲労による骨折の発生には、器具の物理的特性^11,12、根管形態¹³、反復臨床使用、および滅菌プロセス^14,15など、いくつかの要因が影響する。そこで、NiTiロータリーファイルの耐疲労性を向上させるため、製造方法やコア径の様々な変更、先端設計や断面設計の変更が試みられてきた¹⁶。リムーバーファイルは、熱処理とCワイヤーと呼ばれる特殊な電解研磨プロセスによって作成された新世代のファイルです。その設計上の特徴は、耐疲労性を高めると主張されています。このヤスリは、30/100 mmの非切削(非アクティブ)チップと低侵襲コア直径を備えています。これは、最初の3mmに対して対称であり、その後シャフトに向かって非対称になる可変のトリプルヘリックス断面積で製造されています。さらに、それは、最初の10mmで7%のテーパを持ち、続いてシャフト¹⁷に向かって0%のテーパを持つことによって、根周囲象牙質を保存するように設計されている。

NiTiロータリーファイルの周期的疲労破壊は、通常、目に見える塑性変形18,19,20なしに発生します。その結果、これらの骨折は臨床的に評価することができず、実体顕微鏡や走査型電子顕微鏡(SEM)²¹などのツールを使用して高倍率で構造変化を調べる必要があります。このような検査を定期的に行うことは非現実的であるため、製造業者はファイルを一度だけ使用することをお勧めします^22,23。ただし、NiTiファイルのコストが高いため、多くの臨床医はそれらを再利用することを選択します²⁴。したがって、これらのファイルに対する臨床的再利用の影響を調査することが重要です。ある臨床研究では、回転器具は最大4x²⁵まで安全に再利用できることが示されました。しかし、他の研究では、はるかに高い再利用率が評価されており、ファイルを安全に再利用できる回数についてはコンセンサスが得られていません^24,26。

NiTiファイルの再利用を評価した以前の研究では、根管の広がりと形成がファイルの破壊抵抗に及ぼす影響に主な焦点が当てられていました。したがって、文献のレビューは、再処理ファイルシステムの反復使用を具体的に評価した研究が1つだけであることを明らかにします²⁷。この研究の目的は、走査型電子顕微鏡(SEM)を使用して、リムーバーファイルの表面特性に対する繰り返し使用の影響を評価することです。臨床使用の増加は、表面欠陥の増加をもたらし、それによって疲労骨折のリスクを高めるという仮説が立てられています。具体的な目的は、リムーバー ファイルを 1 回および複数回使用した後の表面欠陥の変化を分析し、これらの変更が臨床診療に与える影響について話し合うことです。

プロトコル

1. サンプル調達

1. 内径1.5mm、曲率半径5mm、曲率55°、作業長16mmのアクリルブロックを80個調達します。

2.クリーニングと成形の手順

1. エンドモーターをトルク2.0Ncm、速度300rpmに設定します。
   1. 10 / .04テーパーを取り付けます file モーターに、作業長(16 mm)に達するまで前後に動かして使用し、結合しないようにします。
   2. 5.25%NaOClで運河を灌漑します。
   3. 15 / .04テーパーを取り付けます file モーターに、作業長(16 mm)に達するまで前後に動かして使用し、結合しないようにします。
   4. 作業長(16 mm)で順番に使用した20/.04、25/.04、30/.04、および35/.04テーパファイルを使用して、手順2.1.2と2.1.3を繰り返します。
   5. 紙のポイントで運河を乾かします。

3. 閉塞

1. ガッタパーチャコーンが運河にフィットすることを確認します。
2. バイオセラミック管シーラーを管に注入し、バイオセラミックシーラーで満たします。
3. 適切なガッタパーチャコーンをシーラーで満たされた運河に挿入します。熱ツールを使用して、ガッタパーチャを運河の開口部から2mm下に切断します。
4. 根尖周囲X線写真を撮って、管の詰め物を確認します( 図1を参照)。
5. 検体を37°C、湿度100%のインキュベーターに2週間保管します。

4.再治療の手順

注:本研究では、合計24個の新しいリムーバーファイル(23 mm)が使用されました。ファイルは、それぞれ8つのサンプルからなる3つのグループに無作為に割り付けられました。この研究で使用されたサンプルとファイルの数を決定する際には、予算と文献²⁷の他のレポートのサンプルサイズを考慮して、クォータサンプリング方法が使用されました。

1. メーカーの指示に従って、600rpmと2.5Ncmのトルクでファイルを操作します。作業長に3mm短くなるまで、頂端の圧力をかけずに前後に動かしてファイルを使用します。
2. 抵抗が感じられたら、運河からファイルを取り外し、5.25%NaOCl溶液で灌漑します。
3. 目的の長さに達するまで、手順4.1と4.2を繰り返します。
4. 試料を成形する前に、オートクレーブで134°Cで18分間装置を洗浄および滅菌します。
   注:最初のグループのファイルは、8つの湾曲した管の再治療に使用されました。第2グループのファイルはそれぞれ3回ずつ再治療に使用され、第3グループのファイルはそれぞれ6回再治療に使用された。この手順は、使用回数に応じてグループ2とグループ3で繰り返されました。

5. SEM分析

1. サンプル調製とローディング
   注:サンプルを取り扱うときは、汚染を避けるために必要な予防措置を講じてください(手袋を着用するなど)。表面がニッケルチタンであるため、サンプルを金スパッタリングシステムに置かないでください。
   1. 導電性両面カーボンテープを使用して、サンプルをSEMスタブに取り付けます。
   2. スタブをステージに取り付け、サイド ネジを締めます ( 図 2 を参照)。
2. SEM操作
   1. SEMサンプルチャンバーを開き、ステージを取り外します。
   2. サンプルスタブをステージに置き、所定の位置に固定します。
   3. サンプルステージをサンプルチャンバーに挿入し、チャンバーを閉じます。
   4. ポンプのスイッチを入れ、システムが真空を通知するのを待ちます。
   5. SEMソフトウェアを開き、必要な動作電圧を 1kV 〜 30kVの間で選択します。
3. 画像解析
   1. 訓練を受けた研究者に、アクティブパーツ(関心領域)である4mm遠位端の画像を、100倍、250倍、500倍の標準倍率で撮影してもらいます。未使用のリムーバーファイルを参照として使用して、サンプルの表面特性を評価します( 図3を参照)。
   2. オートフォーカス機能を開始するには、SEMソフトウェア内のキーアイコンを選択します。結果として得られるサンプルの焦点を合わせた画像が目的のエンドポイントです。
   3. 倍率を最小ズームレベルの 50倍に設定します。
   4. 高速スキャンモードを有効にして、効率的な画像取得を実現します。
   5. 予備的なフォーカスが達成されるまで、粗いフォーカスモードを使用してフォーカスを調整します。
   6. 倍率を徐々に上げて、目的の特徴を観察します。粗いフォーカスノブを使用して大まかなフォーカスを実現し、次に細かいフォーカスノブを使用して正確なピントを合わせます。倍率を上げるたびにこの手順を繰り返します。
   7. 目的の特徴が観察されるまで倍率を上げます。粗いフォーカスノブを調整して、この倍率で画像の焦点を大まかに合わせます。次に、細かいフォーカスノブを使用してフォーカスを改善し、目的の倍率でピントを合わせた画像を取得します。倍率を上げるたびにこの手順を繰り返します。
   8. 目的の倍率に達したら、ファインフォーカスノブを使用してフォーカスを絞り込み、最適な明瞭さを実現します。
   9. 画像の鮮明さを高めるには、倍率をさらに最大近くまで上げ、ファインフォーカスノブでピントを調整します。それでも明瞭さが十分でない場合は、x 軸と y 軸の両方でスティグメーションを調整します。高倍率で最も鮮明な画像が得られるまで、ピントとスティグメーションの微調整を続けます。
   10. サンプルの高画質な画像が得られたら、目的の倍率に戻します。 写真 ボタンを押して画像をキャプチャします。 高品質で 解像度の高い写真モード、またはより迅速なキャプチャのための 高速写真 モードのいずれかを選択します。
   11. サンプルごとにこれらの手順を繰り返します。
   12. 画像をコンピューターにダウンロードします。
   13. 2人の校正された審査官に、コンピューター画面上の画像を確認し、ファイルで発生する変形の存在と種類を記録することにより、すべてのSEM画像を分析します。変形には、先端の変形、微小亀裂、破壊、巻き戻し、表面の孔食、およびブレードの破壊が含まれます(図4、 図5、 図6、 図7、 および図8)。
   14. 収集したデータを同じ審査官に1週間間隔で2回分析してもらいます。
       注:オブザーバー間のサンプルのSEM画像の解釈における意見の相違は、コンセンサスに達するまで議論されるべきです。

6. 統計分析

1. 記述統計をカウントとパーセンテージとして表示します。
2. 統計解析ソフトウェアを使用して分析を実行します。Fisher-Freeman-Haltonの正確確率検定を使用して、グループ間の差を評価します。タイプ 1 のエラー率を 0.05 (両側) に設定し、p < 0.005 を統計的に有意と見なします。

結果

1回の使用では75%のファイルで、3回および6回の使用では100%のファイルで変形が観察されましたが、グループ間の差は統計的に有意ではありませんでした(表1)。グループ間の変形タイプの評価を 表2に示します。変形の種類を個別に評価した場合、1回の使用後にマイクロクラックは観察されませんでしたが、3回の使用後にはファイルの25%、6回の使用後には87.5%のファイルにマイクロクラックが観察されました。この差は統計的に有意であった(p < 0.001)。表面の孔食は、1回の使用後のファイルの25%、3回の使用後の87.5%、および6回の使用後のファイルの100%で観察されました。群間の差は統計的に有意であった(p = 0.004)。巻き戻し、先端の変形、ブレードの破損は、1回の使用ではあまり一般的ではないか、観察されませんでしたが、グループ間の差は有意ではありませんでした。どのグループでも骨折は発生しませんでした。

ディスカッション

この研究では、湾曲した運河をシミュレートするアクリルブロックで1回、3回、6回使用した後、リムーバーファイルの外面に見られる微細な欠陥の存在と種類を評価しました。理想的には、臨床使用をよりよくシミュレートするために、ヤスリの骨折抵抗を評価する研究で人間の歯を使用することが推奨される²⁸。彼らの研究では、PetersとBarbakow²⁹は、抽出された管と比較して、ブロックで使用される器具の骨折開始率と増殖率が増加していることを発見し、慎重な評価の必要性を強調しました。しかし、標準化と再現性を確保するために、in vitro研究では、ステンレス鋼、セラミック、またはアクリルブロック30,31,32をよく使用する。さらに、NiTiロータリーファイルの耐破壊性を調査した研究では、...

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
アクリルブロック	ArdaDent Medical、アンカラ、トルコ		、閉塞用
DiaRoot Biosealer	DiaDent、韓国	閉	塞用
DualMove Endomotor	MicroMega、コルテン、フランス	52002023準備	用
エンドアート スマートゴールド	EndoArt, Inci Dental, トルコ	SGK10114	初期準備のため
Gutta Percha	EndoArt、Inci Dental、トルコ	閉	塞
Quattro ESEM	サーモフィッシャーサイエンティフィック、米国		SEM分析
ペーパーポイント	デンツプライマイユファー、バレギ、スイス	1I0305	乾燥から根管
リムーバー ファイル	MicroMega、Besançフランス	891144/873757/
亜塩素酸ナトリウム再治療処置	サバケミカル&医療、灌	漑用	トルコ3010225
SPSS v29	IBM SPSS Corp, Armonk, New York, USA		統計分析

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