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。
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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。
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。
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。
1. サンプル調達
2.クリーニングと成形の手順
3. 閉塞
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。
5. SEM分析
6. 統計分析
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。

図1:閉塞後のX線写真評価: 根尖周囲X線画像は、アクリルブロックで実施された根管閉塞手順の品質と均質性を評価する目的で使用されました。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:走査型電子顕微鏡サンプルホルダー: 走査型電子顕微鏡サンプルホルダーは、イメージングのために顕微鏡内にサンプルをしっかりと保持して配置するように設計された特殊なプラットフォームです。その機能は、サンプルが電子ビームの下で安定していることを確認し、それによって正確で高解像度の表面分析を容易にすることです。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図3:未使用のRemoverファイルの走査型電子顕微鏡画像: 未使用のRemoverファイルの走査型電子顕微鏡画像は、シングル、トリプル、および6回の使用後のファイルの表面特性を評価するための参照として使用されました。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図4:先端変形の走査型電子顕微鏡画像: ヤスリ先端変形は、歯内療法ヤスリの先端の変化または曲げとして定義され、根管治療中の機械的ストレスの結果として発生する可能性があります。このような変形は、ファイルの切断効率を損ない、手続きエラーのリスクを高める可能性があります。先端の変形は、多くの場合、金属疲労を示しており、ヤスリが機能寿命の終わりに近づいていることを示唆している可能性があります。(A,B)3回と6回それぞれ使用されたファイルの先端の歪みは、赤い矢印で示しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図5:マイクロクラックの走査型電子顕微鏡画像: 歯内療法ヤスリのマイクロクラックは、使用中の機械的ストレスの結果として、通常はニッケルチタン(NiTi)合金で作られたこれらの機器の表面に発生する小さな骨折または亀裂として定義されます。このようなマイクロクラックは、ファイルの構造的完全性を損なう可能性があり、それにより、歯内療法中のファイルの分離や骨折のリスクが高まります。マイクロクラックの存在は、走査型電子顕微鏡などの高度なイメージング技術の利用を通じて頻繁に特定され、歯内療法ファイルの再利用の適合性の評価において極めて重要な役割を果たします。(A,B)これらの画像は、それぞれ500倍と250倍の倍率で微小亀裂が形成されていることを示しています。亀裂の存在は赤い矢印で示されます。(C)倍率20,000倍のマイクロクラック。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図6:巻き戻しの走査型電子顕微鏡画像: ファイルの巻き戻しは、回転式歯内療法ヤスリのらせん構造の歪みまたは変形として定義でき、ねじれた金属がねじれ始めたり、元の形状を失ったりします。この現象は通常、根管治療中の過度のねじり応力または疲労の結果として発生します。ファイルの巻き戻しは、切断効率に悪影響を与える可能性があり、それにより、骨折などの機器の故障のリスクが高まります。したがって、歯内療法中にこの現象を監視することは非常に重要です。(A,B)3倍と6倍に使用したファイルの先端の巻き戻しは、赤い矢印で示しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図7:ブレード破壊の走査型電子顕微鏡画像: ファイルブレード破壊は、歯内療法ヤスリの刃先またはブレードに発生する損傷または不規則性として定義されます。この混乱は、ブレードの欠け、曲がり、断片化など、さまざまな形で現れる可能性があります。このような損傷は、通常、機械的ストレス、繰り返しの使用、または根管処置中の不適切な取り扱いの結果です。(A,B)ブレードによるファイルの中断は、赤い矢印で示されます。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図8:表面孔食の走査型電子顕微鏡画像: 表面孔食は、材料の表面に小さな局所的なくぼみまたは空洞が形成されることとして定義され、走査型電子顕微鏡などの高倍率で観察されることがよくあります。歯内療法ヤスリの文脈では、表面の孔食は、繰り返しの使用、機械的ストレス、または臨床処置中に発生する化学反応によって生じる可能性があります。(A,B)ファイルの表面の孔食は赤い矢印で示されます。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
| 変形 | n (%) |
| 変形 | 22 (91.7) |
| 変形のタイプ | |
| アンワインド | 5 (20.8) |
| マイクロクラック | 9 (37.5) |
| 先端の変形 | 22 (91.7) |
| ブレードの混乱 | 3 (12.5) |
| 表面の孔食 | 17 (70.8) |
| 骨折 | - |
表1:変形の存在: サンプルで観察された変形の総量(数値形式とパーセンテージの両方)、およびさまざまなタイプの変形の発生頻度。
| シングルユース | トリプルユース | 6回の使用回数 | p | |
| n (%)a | n (%)a | n (%)a | 値b | |
| 変形 | 6 (75.0) | 8 (100.0) | 8 (100.0) | 0.304 |
| 変形のタイプ | ||||
| アンワインド | - | 1 (12.5) | 4 (50.0) | 0.083 |
| マイクロクラック | - | 2 (25.0) | 7 (87.5) | <0.001 |
| 先端の変形 | 6 (75.0) | 8 (100.0) | 8 (100.0) | 0.304 |
| ブレードの混乱 | - | 1 (12.5) | 2 (25.0) | 0.747 |
| 表面の孔食 | 2 (25.0) | 7 (87.5) | 8 (100.0) | 0.004 |
| 骨折 | - | - | - | - |
表2:グループ別の変形タイプ: この表は、使用頻度に基づいて変形タイプの発生を比較しています。
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、直線の運河と比較して、湾曲した運河の表面劣化と破壊のリスクが高いことが報告されています33,34。そこで、本研究では、内径1.5mm、曲率半径5mm、曲率55°のアクリルブロックを使用しました。根管を成形した後、バイオセラミックベースの根管シーラーとシングルコーン技術を使用して閉塞を完了しました。バイオセラミックシーラーの好みは、バイオセラミックシーラーで密封された運河は、他のタイプのシーラー35と比較して後退するのがより困難であることを示した以前の研究に基づいている。これにより、ファイルの破損に最も臨床的にリスクの高い条件を評価することができます。文献は、NiTiロータリーファイルの表面欠陥が肉眼で見えない場合があり、より高い倍率での評価が必要であることを示しています36,37。本研究では、100倍、250倍、500倍のルーチンSEM倍率を使用して、ファイルの表面を調べました。
これまでの研究では、繰り返し使用するとファイルの破壊抵抗が減少することが示されています。ただし、フラクチャせずにファイルを再利用できる回数についてはコンセンサスがありません。Wolcottら25は、ProTaperファイルは最大4回まで安全に使用できると結論付けました。Troianら38は、K3ファイルが5回目の使用後も比較的変化しないことを発見しました。さらに、Shenら22は、新しいファイルが特に狭くて湾曲した運河で、最初の使用時に変形する可能性があり、繰り返し使用すると変形が増加すると報告しました。彼らは、一連のProTaperファイルが平均16.88本の管を治療できることを実証しましたが、大臼歯のみを考慮すると、この数は2.83に減少しました。これらの結果は、湾曲した運河と直線の運河でのファイルの使用と、湾曲した運河でのファイルの寿命が短いこととの間に有意差があることを強調しています。同様に、Ankrum et al.34 は、15 の重度に湾曲した大臼歯の治療に ProTaper ロータリー ファイルを使用し、失敗率が 6.0% に増加したことを発見しました。一部の研究者は歯の数に基づいて骨折の発生率を評価しますが、他の研究者は歯の数ではなく管の数に基づいて骨折の発生率を評価します 25,34,39。通常、大臼歯には3つまたは4つの管があります。4本臼歯では、2つの器具が壊れた場合、歯の数に基づく分離発生率は200%(2/1)ですが、管の数に基づくと50%(2/4)になります。最初の出来事は確かに説得力がありません。したがって、管の数から導出される分離発生率は、異なる歯の管の数が可変であるため、歯の数から導かれるものよりも正確であると考えられる33。その結果、この研究では、1、3、および 6 の運河での再処理にファイルを使用した場合、表面欠陥の形態に及ぼす影響を評価しました。
管の準備を評価する in vitro 研究では、ファイル骨折と表面欠陥の形成が調査されています。しかし、他の研究では、ファイル表面に対する再治療手順の効果を評価していません40,41。同様に、臨床的再利用の効果を評価した研究では、管準備手順が採用されているが、再治療におけるファイル再利用の影響は検討されていない33,42,43。再処理ファイルシステムの表面特性に対する反復使用の影響を評価した唯一の研究は、2015年にSaglam et al.27によって実施されました。研究者たちは、1回、3回、5回の使用後に3つの異なるシステムの特性を評価し、繰り返し使用することで3つのシステムすべてで変形が増加したと結論付けました。この知見は、本研究の結果と一致しています。これらの結果は、単回使用後のReciprocファイルの表面特性を評価した以前の研究とも一致しています41。同様に、Yaredらは、ファイルの破壊抵抗に対する反復使用の影響を評価する際に、新品と使用済みのProFileファイルの間に有意差は見られなかった44。一方、我々の研究結果は、湾曲した管24のNiTiロータリーファイルの寿命を評価したYouらの結果と相関していない。彼らは、レシプロファイルが最大6倍まで安全に使用できると結論付けました。しかし、私たちの研究では、骨折のリスクを高める変形の割合は、6倍に使用されたファイルで有意に高かった。この結果の不一致は、研究の方法論の違いによるものと考えられます。
本研究では、変形タイプを分けて調べたところ、最も多かった表面欠陥は先端変形と表面孔食でした(それぞれ91.7%、70.8%)。これらの結果は、以前の研究24,33,45の結果と一致しています。グループ間で変形タイプの頻度を比較すると、巻き戻し、先端変形、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、観察されず、グループ間の差は統計的に有意ではありませんでした。一度使用したファイルにはマイクロクラックは観察されませんでしたが、3xを使用したファイルの25%、6x使用したファイルの87.5%で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)。また、グループ間で表面の孔食の割合にも有意差が見られました(p = 0.004、それぞれ25%、87.5%、100%)。研究によると、これらの表面欠陥は、ファイル破損のリスクを大幅に増加させることが示されています46,47。したがって、臨床使用を繰り返すと表面の欠陥が増加し、骨折のリスクが増加するという帰無仮説は部分的に受け入れられるべきです。変形はすべてのファイルグループで観察されましたが、繰り返し使用すると、骨折のリスクが大幅に増加する変形がより一般的でした。
文献によると、NiTiファイルの失敗は、使用回数よりも使用方法に影響されることが示されています22。したがって、私たちの研究のすべての手順は、単一の経験豊富な歯内療法医によって行われました。さらに、各グループのすべての材料が同じブランドと品質であることを保証することにより、選択バイアスが最小限に抑えられました。同様の研究では、サンプルサイズの計算には、通常、グループあたり約10〜12の歯/器具での作業が含まれていました47,48,49。また、再処理ファイルの表面特性評価に関する先行研究では、各25試料に対して3つの試料について評価を行っていた。これらのパラメータとサンプルサイズの計算に基づいて、私たちの研究ではグループごとに8つの機器を使用しました。サンプルサイズが小さいことは、私たちの研究の限界と見なすことができます。しかし、それは将来の研究の参考として役立つでしょう。この研究の注目すべき制限の1つは、人間の歯の代わりにアクリルブロックを使用することです。アクリルブロックは、歯内療法ヤスリの表面特性を評価するための標準化された再現性のあるモデルを提供しますが、天然歯の複雑な解剖学的構造と材料特性を完全に再現するわけではありません。アクリルブロックの利用は、硬度が均一で象牙細管がないため、特にファイルの変形と応力分布の点で、天然歯で観察されるものとは異なる方法でNiTiファイルの挙動に影響を与える可能性があります。したがって、この研究の結果は、運河の形態と象牙質の硬さの変動がファイルのパフォーマンスに影響を与える可能性がある臨床診療に直接適用できない可能性があります。今後の研究では、抜歯したヒトの歯を使用して、臨床状態をより正確にシミュレートし、結果の一般化可能性を高めることを検討することが有益です。この研究のさらなる制限は、SEM検査の参照として未使用のリムーバーファイルを使用することです。表面欠陥のベースライン画像が使用前に各ファイルごとに取得されていなかったため、製造上の欠陥が見落とされている可能性があります。この省略は、ファイルの最初の適用前にいくつかの欠陥が存在していたかどうかが不明のままであるため、繰り返し使用後に観察された表面変化の解釈を複雑にします。さらに、本研究では、再治療手順における臨床効果を評価することなく、繰り返し使用後のリムーバーファイルの表面特性にのみ焦点を当てました。
したがって、この研究は、これらのファイルの機械的劣化に関する貴重な洞察を提供しますが、歯内療法の再治療の文脈におけるそれらの機能的パフォーマンスに関する直接的な証拠は提供していません。将来の研究では、初期のベースライン評価を組み込み、さまざまな臨床シナリオでファイルの構造的完全性と臨床効果の両方を評価することが有益です。このテーマをさらに調査するには、包括的で比較可能な研究が必要です。結論として、この研究の結果は、リムーバーファイルが歯内再治療手順で繰り返し使用した後、先端の変形や表面の孔食などの表面の欠陥を示すことを示しています。特に、これらの欠陥の頻度と重症度は、3回および6回の使用後に大幅に増加し、疲労骨折のリスクの増加に関連する微小亀裂と表面の孔食が顕著に増加しました。この知見は、リムーバーファイルが1回の使用で最小限の変形を示す一方で、3回を超えて再利用すると構造破壊のリスクが著しく高まることを示しています。臨床的な観点から、これらの知見は、その有効性を維持し、再治療処置中の骨折の可能性を減らすために、これらのファイルの再利用を最大3倍に制限する必要性を強調しています。臨床現場における表面欠損と様々な解剖学的因子との関係を解明するためには、さらなる研究が必要です。
著者には、開示すべき利益相反はありません。
この度は、本研究に必要な実験室設備と技術支援を提供してくださったボアジチ大学に心より感謝申し上げます。また、データ収集と分析に貴重なご協力をいただいたDemet Sezgin Mansuroglu博士、Eda Karadogan博士、Mustafa Enes Ozden博士にも感謝いたします。この研究は著者によって資金提供されました。外部からの財政的支援は得られませんでした。
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 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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