ネオシーラーフロバイオセラミックシーラーの抜去可能性に関する充填技術の比較評価：インビトロ研究

Summary

このエクスヴィーボ研究は、エンドドンティックリトリートの際にNeoSealer Floバイオセラミックシーラーの取り出しやすさに対する、シングルコーンの充填技術とコールドラテラルコンパクション充填技術の影響を調査します。結果は、シングルコーン技術がコールドラテラルコンパクションよりも効果的な取り出しを可能にすることを示しています。

Abstract

根管治療済みの歯の再治療の成功は、既存の充填材料を効果的に除去することに大きく依存しています。この研究は、単一コーン（SC）とコールドラテラルコンパクション（CLC）の2つの充填技術が、エンドドンティック再治療中のNeoSealer Floバイオセラミックシーラーの取り出しやすさに与える影響を評価することを目的としました。標準化された根管形態を持つ抜歯された下顎第一小臼歯24本を機械的に準備し、使用する充填技術に応じて2つの等しいグループ（n = 12）にランダムに割り当てました。NeoSealer Floによる充填後、試料は14日間、シーラーが完全に硬化するまで管理された条件下で保存されました。その後、製造業者の推奨に従ってロータリー再治療ファイルを使用して再治療手順を行いました。再治療後に残存する充填材料の量を、各根の冠側、中間、および根尖部の3分割でステレオ顕微鏡検査で評価し、ImageJソフトウェア分析で定量化しました。さらに、再治療手順を完了するために必要な総時間を記録しました。統計分析は有意水準をp < 0.05 に設定して実施しました。結果は、CLC技術を使用して充填された根管が、SC技術と比較して中間部と根尖部で残存充填材料が有意に多かったことを示しました。再治療時間に関しては、グループ間に統計学的に有意な差は認められませんでした。このin vitro研究の限界の範囲内で、NeoSealer Floは単一コーン充填技術と併用した場合により容易に除去できることが示唆され、臨床実践においてバイオセラミックシーラーを使用する際に充填方法の選択の重要性が強調されています。

Introduction

成功な歯内療法の結果は、根管系の効果的な3次元的なシールを実現し維持することに依存し、それによって細菌の再汚染を防ぎ、長期的な歯根端健康をサポートします¹。近年、バイオセラミックシーラーの出現により、根管充填のパラダイムは主に機械的充填に焦点を当てたものから、デンチンとの生物活性および化学的相互作用を強調するアプローチへと変化しました²。NeoSealer Floのようなレジンフリーのバイオセラミック材料は、硬化反応中に水酸化カルシウムを放出し、抗菌特性を持つアルカリ性環境を促進し、ヒドロキシアパタイト様の界面層の形成を促進します^3,4。この生物活性な結合は、界面のギャップを減少させ、シーリング能力を向上させ、潜在的に歯根端治癒を改善することを意図しています。

これらの利点にもかかわらず、バイオセラミックシーラーの臨床的性能を向上させる同じ物理化学的特性は、直進的再治療時のその取り除き性を損なう可能性があります。従来のエポキシ樹脂ベースのシーラーとは異なり、バイオセラミック材料は硬化後の硬度の増加とデンチンへの化学的親和性を示し、根管壁からの完全な除去を妨げる可能性があります。過去の研究では、現代的なロータリーまたはレシプロケーティングシステムを使用しても、再治療後に残留バイオセラミックシーラーが頻繁に観察されることが報告されています^5,6,7。使用される充填技術は、シーラーの分布、厚さ、および歯質小管への浸透が技術によって異なるため、再治療の結果にさらに影響を与える可能性があります。

バイオセラミックシーラーと一緒に使用されることがよく提案されるシングルコーンの技術は、シーラーの流動性に依存して適応を達成し、比較的均一だが潜在的に薄いシーラー層を形成します。対照的に、コールドラテラルコンパクション（CLC）は追加のグッタペルチャ質量を導入し、より大きなシーラー浸透と圧縮圧力を生成する可能性があり、これは初期のシーリングを向上させる可能性がありますが、後続の除去を複雑にする可能性があります。ウォームバーティカルコンパクションやキャリアベースの技術などの代替充填アプローチも、再治療時の残留材料の増加と関連しており、長期的な再治療可能性を考慮する際には充填方法の選択が臨床的に重要であることを強調しています。

実践的な観点から、再治療プロトコルは効果的な材料除去と処置効率およびデンチンの保存のバランスを取る必要があります。したがって、充填技術がバイオセラミックシーラーの取り除き性にどのように影響するかを理解することは、臨床意思決定に情報を提供し、特に不確かな予後や複雑な解剖学的構造を含む再治療の可能性が高い症例において充填戦略の選択に関して指針を提供します。したがって、このin vitro研究の目的は、シングルコーンまたはコールドラテラルコンパクション技術を使用して充填された根管の再治療時のNeoSealer Floの除去効果と関連する処置時間を評価および比較することでした。この研究結果は、日常的な歯内療法実践でバイオセラミックシーラーを使用する際の充填戦略選択に関するプロトコル指向のガイダンスを提供することを意図しています。

Protocol

この研究はPRILEガイドライン（サプリメンタリーファイル1）に従って実施および報告され、PRILEフローチャート（サプリメンタリーファイル2）に全体の実験ワークフローが要約されています。

サンプル選択

注意：抽出された人間の歯は潜在的な生物学的危険性を伴います。適切な個人用保護具（PPE）、手袋、マスク、保護眼鏡を使用して、すべてのサンプルを扱ってください。すべての生物学的廃棄物は、機関および地域の規制に従って、指定された生物学的危険物コンテナに処分してください。

この研究プロトコルは地域の機関審査委員会（MIU-IRB-2122）から承認を受けました。Baranwalら⁽⁸⁾に基づくG*Power（v3.1.9.7）を使用したパワー分析により、グループあたり12のサンプルサイズで、効果量0.586に基づいて有意な差を検出する80%の検出力が得られることが決定されました。24本の、直線的で成熟した根を持つ、単根の新しい抜歯された下顎第一大臼歯（VertucciクラスI）が、ミスル国際大学の口腔・顎顔面外科科から収集されました。これらの歯は、本研究とは無関係な矯正または歯周治療のために抜歯されました。抜歯直後、歯周スケールを使用して付着した軟組織や歯石を除去し、歯を流水で洗浄しました。消毒を確保し水分を維持するため、サンプルは4℃の0.1%チモール溶液に保存されました。8倍の拡大下で歯を検査し、亀裂、過去の根管治療、石灰化、または吸収性病変がある歯は研究から除外されました。

サンプルの準備

注意：すべてのエンドドンティックファイル、針、ダイヤモンドディスクは、適切な鋭利なもの用コンテナに廃棄してください。

水冷下で高速ダイヤモンドディスクを使用してセメント・エナメル接合部でクラウンを除去し、根の長さを標準化しました。作業長（WL）は、サイズ10のKファイルが歯髄孔で見えるまで挿入し、1mmを引いた長さとしました。チャネルはHyFlex EDM Glide Pathファイル（10/.05）で400×gで予備拡張しました。器具操作は、HyFlex EDM OneFile（25/可変テーパー）を使用してWLの全長にわたって完了しました。

最終的な洗浄プロトコルは17% EDTA、続いて2.6% NaOClを使用して行われました。

注：化学洗浄剤の廃棄物は、ラボの安全基準に従って適切にラベル付けされた化学廃棄物容器に廃棄してください。各溶液は、20サイズ、.02テーパーの銀ニッケルアクティベーターチップを備えた超音波装置を使用して30秒間超音波で活性化しました。チップはWLから2mm短い位置に置かれ、中程度の出力設定（約45kHz）で受動的超音波洗浄（PUI）モードで動作し、チップが自由に振動し、チャネルの壁にくっつかないようにしました。

充填プロトコル

サンプルは、偏りのない分布を確保するために、Microsoft Excelを使用したコンピュータ生成シーケンスで2つのグループ（n = 12）にランダムに割り当てられました。

• SCグループ：チャネルはペーパーポイントで乾燥しました。NeoSealer Floをメーカーのイントラカナルチップを使用してチャネルの冠側1/3に注入し、サイズ25のHyFlex EDMマスターコーンを薄層のシーラーでコーティングし、WLまでゆっくりと装着しました。
• CLCグループ：.02テーパーのマスターコーンをシーラーに浸し、WLまで装着しました。サイズ25のフィンガースプレッダーをWLから1mm以内まで挿入して、ラテラルスペースを作りました。補助コーン（サイズファインファイン）をシーラーでコーティングし、同じスプレッダーを使用してラテラルに圧縮し、チャネルがいっぱいになるまで続けました。

アクセスはCavitで封鎖しました。充填の質と欠陥の有無は、65kVと7mAで動作するデジタル口腔内センサーとX線ユニットを使用してX線写真で確認しました。充填密度の三次元評価を確保するために、二つの直交する角度（口腔頬側と中間遠心側）からX線写真を撮影しました。画像は2倍の拡大で分析しました。サンプルは37℃と100%湿度で14日間保存し、シーラーが完全に硬化するのを確保しました。

再治療

再治療はProTaper Universal再治療ファイル（D1、D2、D3；Dentsply Sirona、Ballaigues、スイス）を使用して開始しました。充填材の嵩の除去後、ProTaper NextファイルX2（サイズ25、.06テーパー）とX3（サイズ30、.07テーパー）を使用して500×gと2.0Ncmトルクで更なる拡大を完了しました。

30ゲージの側面排気針を使用して、各ファイル間に5.25% NaOClで洗浄を行いました。

再治療の臨床エンドポイントは、X3ファイルが完全な作業長に到達し、8倍の拡大で確認した際にファイルフルートに充填材の残留物が目視で見えなくなった瞬間と定義されました。この基準は、手順の標準化された臨床「ストップポイント」を表しています。しかし、これはチャネルからすべての充填材を完全に除去することを意味するわけではありません。微視的な残留物が歯質の不規則性内にしばしば残り、後続のステレオ顕微鏡評価段階で定量化されました。

手順の再治療時間はデジタルストップウォッチを使用して分と秒で記録しました。タイミングは最初の再治療ファイル（D1）が冠のグッタペルチャに触れた瞬間から始まり、洗浄、ファイルの変更、フルートの清掃中は停止し、アクティブな器具操作時間のみを捉えるようにしました。最終的な根尖ファイル（X3）が確立された作業長に到達したときにタイミングは終了しました。

ステレオ顕微鏡評価

各根は、水冷下でダイヤモンドディスクを使用して表面に2つの浅い溝（約0.5mm深さ）を作り、縦断的分割のために準備しました。その後、無菌のノミの刃を溝に挿入し、ハンマーで軽く叩いて根を分離しました。各半分を8倍の拡大で写真に撮りました。画像をImageJにインポートしました。標準化された測定を確保するため、ソフトウェアの測定スケールを最初にキャリブレーションしました。これは、写真に撮った物理的な定規に沿って「直線」ツールを選択して線を引くことで行われ、次に「スケールを設定

Results

ProTaper UniversalとNextファイルを使用した回転リトリートメントプロトコルに従って、SCとCLCグループの両方で、全作業長と根尖の通達が100%の標本で成功裏に回復されました。リトリートメントプロセス中に、ファイル分離、根管歪み、または穿孔などの処置上の合併症は観察されませんでした。

残留充填材料の割合（ImageJの面積測定から導出）：
ステレオ顕微鏡画像でImageJソフトウェアを使用して行った定量的面積測定に基づいて、各根の三分の一に対する残留充填材料の割合が算出されました。

グループ間分析：
中間レベルと根尖レベルで、コールドラテラルコンパクション技術は、シングルコーンの技術と比較して、残留充填材料の割合が有意に高かった（P < 0.05）。しかし、冠状レベルでは、2つの技術間に統計的に有意な差は観察されませんでした（P > 0.05）。

グループ内分析：
シングルコーングループ内で、充填残留物の分布は根レベルによって有意に異なっていました（P = 0.015）、冠状三分の一は、中間および根尖部分と比較して、材料の量が有意に多かった（補足表1）。

*同じ垂直列内で異なるスーパースクリプト文字は、統計的に有意な差を示します。; 有意 (p < 0.05), ns: 非有意 (p > 0.05)

残留充填材料のスコア（ステレオ顕微鏡的定性評価から導出）：正確な面積パーセンテージに加えて、切断された根は、根管の清浄度を臨床的にチェックポイントとして提供するための事前に定義された0-3のスコアシステムで評価されました。

グループ間分析
2つの充填技術間の比較分析では、コールドラテラルコンパクショングループが単一コーングループと比較して根尖三分の一で残留スコアが有意に高いことが明らかになりました（P = 0.007）。一方、冠状または中間部分では、2つの技術間でスコアに統計的に有意な差は観察されませんでした（P > 0.05）。

グループ内分析
各グループ内の異なる根レベルでの残留物の分布を評価すると、統計的に有意な差は検出されませんでした（P > 0.05）。これは、単一コーンの技術とコールドラテラルコンパクション技術の両方で、冠状から根尖の根管の側面まで、特定のスコアの頻度が比較的一貫していることを示しています（補足表2）。これらの定性的な違いは、ステレオ顕微鏡画像で視覚的に表現されており、単一コーンのグループの典型的なよりきれいな根管壁（図2A）とコールドラテラルコンパクショングループで観察されるより密な残留パッチ（図2B）を示しています。

*; 有意 (p < 0.05) ns; 非有意 (p > 0.05)

リトリートメント時間（ストップウォッチ測定から導出）：
デジタルストップウォッチで初回ファイルの挿入から作業長に到達するまでのアクティブな器具操作時間を測定し、両技術の全体的な効率が評価されました。
単一コーンの充填技術で作業長に到達するまでの時間は（04:52±01:10）で、コールドラテラルコンパクション技術（04:22±00:43）よりも長かったが、統計的に有意な差はありませんでした（p = 0.301）。（補足 表3）

*; 有意 (p < 0.05) ns; 非有意 (p > 0.05)

データの可用性: 本研究の知見を支持する生のデータは補足ファイル3で利用可能です。

図1: リトリートメント後の根の半分を8倍の拡大でステレオ顕微鏡で評価。 (A) 検査した根の断面を冠状、中間、根尖の三分の一に分割。 (B) ImageJソフトウェアを使用した分析。 こちらをクリックして、この図の大きなバージョンをご覧ください。

図2: リトリートメント後の根の半分を8倍の拡大でステレオ顕微鏡で撮影した代表的な画像。 (A) シングルコーン（SC）グループ: 画像は根尖および中間三分の一でよりきれいな根管壁を示し、象牙質の不規則性内に残っている残留充填材料の島は最小限で分離している。 (B) コールドラテラルコンパクション（CLC）グループ: 画像は、特に根尖三分の一で残留充填材料のより高い蓄積を示し、シーラーとグッタパーチャの残留物のより大きな、連続したパッチとして現れています。これらの視覚的な違いは、チャレンジングな根管の根尖部におけるSC技術のCLC技術と比較して優れた取り除きやすさを強調しています。 こちらをクリックして、この図の大きなバージョンをご覧ください。

補足表1: 両充填技術における残留充填材料残留物の割合の比較、平均、および標準偏差値。こちらをクリックして、このファイルをダウンロードしてください。

補足表2: 異なる技術における残留充填材料スコアの比較、頻度、および割合値。

Discussion

バイオセラミックシーラーは複雑な根管解剖学を貫通する能力があるため好まれますが、この研究は完全な除去を保証する技術は存在しないことを示しています^10,3。

根管システムから充填材料を完全に除去することは、象牙質小管内に隔離された微生物バイオフィルムを露出させるために不可欠です。このデブライメントにより、洗浄液や根管内薬剤との直接接触が可能になり、これらは持続的な病原体を根治するために重要です。さらに、残留充填材料の存在は、後続のエンドドンティックまたは修復処置（例：ポストセメント化）に使用されるシーラーまたはセメントの界面適合性と接着強度を損なう可能性があります^11,12。

文献では、エンドドンティックシーラーの再治療可能性は通常、いくつかの標準化されたパラメータを用いて評価されます。これらには、作業長さと通路を確立し直すために歯頂端に到達する能力、処置を完了するために必要な時間、および残留根充填材料または残渣の定量的評価が含まれます ¹²。

根管内の残留材料量を評価するさまざまな方法があります。マイクロCTは残留充填材料の評価に有用なツールであり、非侵襲的な技術で高解像度の三次元データを分析するのに役立ちます¹²。走査型電子顕微鏡も使用でき、残留充填材料の直接的な形態に関するデータを提供します¹³。実験研究では、ステレオ顕微鏡は根管内の残留材料量を評価する上で価値あるツールです。この研究ではステレオ顕微鏡が使用されました。これは、さまざまな倍率設定と照明を通じて高い倍率を提供し、根管と残留充填材料の視覚化を容易にします¹⁴。

重要な手順とトラブルシューティング

このプロトコルの再現性と成功を確保するために、いくつかの重要なステップを慎重に管理する必要があります。再処置段階では、豊富な洗浄を伴う一定のクラウンダウンアプローチを維持することが重要です。ロータリーファイルが絡まり始めた場合、または硬いバイオセラミック塊を扱う際に遭遇する高抵抗の場合、トラブルシューティングではファイルを引き抜き、フルートを清掃し、NaOClで根管を補充した後に進行することを指示します。ファイルを強制的に押し込むと分離や根管の変形につながる可能性があります。さらに、ステレオ顕微鏡評価のための根の縦割りは、技術に敏感なステップです。ダイヤモンドディスクで作成された縦溝が正確に0.5mm深く、口腔面と舌面で完全に反対側に位置することが重要です。溝が浅すぎると、タッピング時に根が非対称に亀裂したり破片になったりして、面積解析に使用できなくなる可能性があります。トラブルシューティング中に不均一な分裂が始まる場合、溝をゆっくりと深くしてからハンマーの圧力を再度加える方法が推奨されます。

結果で報告されているように、すべてのサンプルで歯頂通路と全作業長に達し、破損したファイルや変形などの処置エラーは報告されませんでした。両グループで充填材料の残留が検出され、残留物のない根管の達成は不可能でした。

SC技術の優れた取り出し可能性は、単一の固体グッタパーチャ塊の存在に起因する可能性があります。このコアは複数の圧縮コーンよりもロータリー器具で容易に嵌合し、抜去されます。さらに、単一コーンとシーラーの間の小さな空隙の可能性は、機械的除去を促進する可能性があります。これらの結果は、Arefら¹⁵が評価したWell-Root STバイオセラミックシーラーの結果と矛盾しており、単一コーンが充填材料の残留物と関連していることを示しています。これは、使用された再処置ファイルと初期準備サイズの異なるサイズとテーパーによるものである可能性があります。

SCグループがより多くの冠側残留物を示していることは論理的です。単一コーンは歯頂準備とよく一致しますが、冠側第三に大きな体積空間を残します。この隙間はより多くのバイオセラミックシーラーで充填され、これはデンチンと化学的に結合するため、その除去はより困難になります。CLCグループでは、スプレッダーが根管全体でより薄く一貫したシーラー層を作り、その残留物がすべてのレベルで均一である理由を説明しています^16,17。

単一コーノブチュレーション技術内の異なる根レベルを比較すると、冠側根レベルは他の二分の一よりも統計的に有意に多くの充填残留物を示しています。これは論理的な発見です。なぜなら、単一コーノブチュレーション技術を使用することで、グッタパーチャコーンの周囲の象牙質壁との間により多くの空間が生じ、この隙間をより多くのシーラーで埋めることに比べて、中間および歯頂第三では、グッタパーチャコーンがより適合し、周囲のスペースが少ないからです。バイオセラミックシーラーの量が多いほど、残留物は多くなり、バイオセラミックシーラーが象牙質構造と相互作用し、化学的に結合したデンチン基質にハイドロキシアパタイト様の構造の界面層を形成するため、その取り出しがより困難になります^2,16,17。したがって、根管からのバイオセラミックシーラーの取り出しには、さまざまな補助技術¹²や溶剤¹⁸が推奨されています。対照的に、グッタパーチャは、さまざまなエンジン駆動ロータリーニッケルチタンファイルを使用して取り出しが容易です ^19,20,21,22。

側方圧縮充填技術内の異なる根レベルを比較すると、有意差は認められませんでした。これは、使用された技術によるもので、スプレッダーがグッタパーチャを側方圧縮するために使用され、グッタパーチャのより適合と、根長全体にわたって最小量のシーラーが生じるためです。この結果は、Baranwalら⁸の報告と矛盾しています。彼らは歯頂側一レベルで、冠側および中間レベルと比較してより多くの充填残留物があることを報告しています。これは、使用されたProTaper Universal再処置ファイルと、研究で使用されたサンプル歯のより大きなテーパー、および歯頂側一分の一でより多くの解剖学的変異と複雑さの可能性に起因する可能性があります。

根管の清浄度の定性評価において、残留材料スコアが下限側、具体的にはスコ

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
バイオセラミックシーラー	Avalon Biomed, Houston, TX, USA	NeoSealer Flo
グライドパスファイル	Coltene/Whaledent AG, Altstätten, Switzerland	HyFlex EDM グライドパス (10/.05)
シェイピングファイル	Coltene/Whaledent AG, Altstätten, Switzerland	HyFlex EDM OneFile (25/0.08)
マスターコーン	Coltene/Whaledent AG, Altstätten, Switzerland	HyFlex EDM ガッタペルカコーン
超音波ユニット	Guilin Woodpecker Medical Instrument Co., China	Woodpecker Ultra X
一時的な修復材料	3M ESPE, Seefeld, Germany	Cavit
デジタル口腔内センサー	DEXIS, Hatfield, PA, USA	Dexis Platinum
X線ユニット	Planmeca, Helsinki, Finland	Planmeca ProX
リトリートメントファイル	Dentsply Sirona, Ballaigues, Switzerland	ProTaper Universal リトリートメント (D1-D3)
リトリートメント仕上げファイル	Dentsply Sirona, Ballaigues, Switzerland	ProTaper Next (X2, X3)
ランダム化ソフトウェア	Microsoft Corp., Redmond, WA, USA	Microsoft Excel
イメージングソフトウェア	DEXIS, Hatfield, PA, USA	DEXIS Software
画像解析ソフトウェア	National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA	ImageJ
統計解析ソフトウェア	R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria	R version 4.3.1
パワー分析ソフトウェア	Heinrich-Heine-Universität, Düsseldorf, Germany	G*Power (v3.1.9.7)