Method Article

Skaningowa ocena mikroskopowa wad powierzchniowych pliku do ponownego traktowania usuwacza po jednym i wielokrotnym użyciu

DOI:

10.3791/67329

⸱

October 11th, 2024

 ,  , 
1Faculty of Dentistry Department of Endodontics, Marmara University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tutaj prezentujemy protokół oceny charakterystyki powierzchni plików do ponownego leczenia endodontycznego po wielokrotnym użyciu w procedurach ponownego leczenia, wykorzystując skaningową mikroskopię elektronową do identyfikacji i analizy potencjalnych wad powierzchni.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie miało na celu ocenę wad powierzchniowych obrotowych pilników niklowo-tytanowych (NiTi) Remover po pojedynczym i wielokrotnym użyciu w konwencjonalnych procedurach releczenia endodontycznego przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Wykorzystano osiemdziesiąt bloczków akrylowych symulujących kanały korzeniowe o średnicy wewnętrznej 1,5 mm, promieniu krzywizny 5 mm i krzywiźnie 55°. Po chemomechanicznym przygotowaniu i obturacji, 24 nowe pilniki Remover (N30, 7%, L23) zostały losowo przydzielone do trzech grup: jednorazowego, potrójnego i sześciokrotnego użytku. Pilniki były eksploatowane z prędkością 600 obr./min z momentem obrotowym 2,5 Ncm, czyszczone i sterylizowane po każdym użyciu.

Analiza SEM przy powiększeniach 100x, 250x i 500x ujawniła wady powierzchni, w tym deformację końcówki, mikropęknięcia, pęknięcia, odwijanie, wżery powierzchniowe i uszkodzenia ostrza. Deformację zaobserwowano w 75% plików po jednorazowym użyciu i w 100% plików po trzech i sześciu użyciach. Mikropęknięcia nie występowały po jednorazowym użyciu, ale pojawiły się odpowiednio w 25% i 87,5% plików po trzech i sześciu użyciach, wykazując statystycznie istotny wzrost (p < 0,001). Wżery powierzchniowe również znacznie wzrosły między grupami (p = 0,004).

W żadnej grupie nie zaobserwowano żadnych złamań. Najczęstszymi wadami były deformacje końcówki (91,7%) i wżery powierzchniowe (70,8%). Wyniki sugerują, że wielokrotne stosowanie pilników NiTi znacznie zwiększa defekty powierzchniowe, zwiększając ryzyko pęknięć zmęczeniowych. W związku z tym wyniki zalecają ograniczenie ponownego użycia plików Remover do maksymalnie 3x. Potrzebne są dalsze badania, aby skorelować typy defektów z czynnikami anatomicznymi i ocenić skuteczność pliku w scenariuszach ponownego leczenia.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ponowne leczenie endodontyczne to procedura wykonywana, gdy poprzednio leczony ząb nie goi się lub rozwijają się nowe patologie, takie jak uporczywe zakażenie, reinfekcja lub brak anatomii. Procedura polega na usunięciu istniejącego materiału wypełniającego kanał korzeniowy, dokładnym oczyszczeniu i dezynfekcji systemu kanałowego, a następnie ponownym wypełnieniu1,2.

Instrumenty niklowo-tytanowe (NiTi) mają ogromne znaczenie w ulepszaniu i ułatwianiu procedur endodontycznych ze względu na ich elastyczność i wysoką wydajność cięcia3,4. Superelastyczność instrumentów NiTi pozwala im lepiej dostosować się do krzywizny kanału, wykazują mniejsze zużycie i mają wyższą odporność na pękanie5,6. Jednak jednym z głównych problemów związanych z plikami NiTi jest to, że mogą one pękać bez widocznej deformacji3.

Najczęstszą przyczyną pęknięć w instrumentach obrotowych NiTi jest cykliczne zmęczenie7. Zmęczenie cykliczne występuje z powodu naprzemiennych naprężeń rozciągających i ściskających na przeciwległych powierzchniach instrumentu, gdy obraca się on w sposób ciągły w zakrzywionym kanale korzeniowym bez wiązania8,9. Pęknięcie spowodowane cyklicznym zmęczeniem wynika z wyczerpania metalu10. Na występowanie pęknięć spowodowanych cyklicznym zmęczeniem wpływa kilka czynników, w tym właściwości fizyczne instrumentu11,12, morfologia kanału korzeniowego13, wielokrotne zastosowanie kliniczne i proces sterylizacji14,15. W związku z tym, aby poprawić odporność zmęczeniową pilników obrotowych NiTi, podjęto różne modyfikacje metody produkcji i średnicy rdzenia, a także zmiany w konstrukcjach krawędzi tnących i przekrojów16. Pilnik Remover to pilnik nowej generacji wytwarzany przez obróbkę termiczną i specjalny proces elektropolerowania zwany drutem C. Jego cechy konstrukcyjne mają zwiększać odporność na zmęczenie. Pilnik posiada nietnącą (nieaktywną) końcówkę 30/100 mm i minimalnie inwazyjną średnicę rdzenia. Jest produkowany ze zmiennym przekrojem potrójnej helisy, który jest symetryczny przez pierwsze 3 mm, a następnie staje się asymetryczny w kierunku wału. Ponadto został zaprojektowany w celu zachowania zębiny okołokorzeniowej poprzez zwężenie o 7% w pierwszych 10 mm, a następnie zwężenie 0% w kierunku wału17.

Cykliczne pęknięcia zmęczeniowe w plikach obrotowych NiTi zazwyczaj występują bez widocznych odkształceń plastycznych18,19,20. W rezultacie, złamania te nie mogą być oceniane klinicznie, a zmiany strukturalne muszą być badane w dużym powiększeniu przy użyciu narzędzi takich jak stereomikroskop lub skaningowy mikroskop elektronowy (SEM)21. Ze względu na niepraktyczność wykonywania takich badań rutynowo, producenci zalecają, aby pliki były używane tylko raz22,23. Jednak ze względu na wysoki koszt plików NiTi, wielu klinicystów decyduje się na ich ponowne użycie24. Dlatego ważne jest, aby zbadać wpływ ponownego użycia klinicznego na te pliki. Jedno z badań klinicznych wykazało, że instrumenty obrotowe mogą być bezpiecznie ponownie używane do 4x25. Jednak inne badania oceniły znacznie wyższe wskaźniki ponownego użycia i nie ma zgody co do tego, ile razy plik może być bezpiecznie ponownie użyty24,26.

W poprzednich badaniach, które oceniały ponowne użycie pilników NiTi, główny nacisk położono na wpływ poszerzenia i kształtowania kanałów korzeniowych na odporność pilników na pękanie. Przegląd literatury ujawnia zatem, że istnieje tylko jedno badanie, które konkretnie ocenia wielokrotne stosowanie systemów plików do ponownego traktowania27. Celem pracy jest ocena wpływu wielokrotnego użycia na charakterystykę powierzchni pliku Remover przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Przypuszcza się, że zwiększone zastosowanie kliniczne spowoduje wzrost wad powierzchniowych, zwiększając w ten sposób ryzyko pęknięć zmęczeniowych. Celem szczegółowym jest analiza zmian w wadach powierzchniowych pilnika Remover po jednokrotnym i wielokrotnym użyciu oraz omówienie implikacji tych zmian dla praktyki klinicznej.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Przykładowe zamówienie

  1. Zakup 80 bloków akrylowych o średnicy wewnętrznej 1,5 mm, promieniu krzywizny 5 mm, krzywiźnie 55° i długości roboczej 16 mm.

2. Procedura czyszczenia i kształtowania

  1. Ustaw endomotor na moment obrotowy 2,0 Ncm i prędkość obrotową 300 obr./min.
    1. Przymocuj pilnik ze stożkiem 10/.04 do silnika i używaj go ruchem w przód iw tył, aż do osiągnięcia długości roboczej (16 mm), upewniając się, że się nie zakleszczy.
    2. Nawadniaj kanały 5,25% NaOCl.
    3. Przymocuj pilnik stożkowy 15/.04 do silnika i używaj go ruchem w przód iw tył, aż do osiągnięcia długości roboczej (16 mm), upewniając się, że się nie zakleszczy.
    4. Powtórz kroki 2.1.2 i 2.1.3 z pilnikami stożkowymi 20/.04, 25/.04, 30/.04 i 35/.04, używanymi kolejno na długości roboczej (16 mm).
    5. Osusz kanały papierowymi punktami.

3. Zasłona

  1. Sprawdź dopasowanie stożka gutaperki do kanału.
  2. Wstrzyknąć bioceramiczny uszczelniacz kanałów do kanału i wypełnić go bioceramicznym uszczelniaczem.
  3. Wprowadzić odpowiedni stożek gutaperki do kanału wypełnionego uszczelniaczem. Potnij gutaperkę 2 mm poniżej otworu kanału za pomocą narzędzia grzewczego.
  4. Wykonaj zdjęcie rentgenowskie okołowierzchołkowe, aby zweryfikować wypełnienia kanałów (patrz Ryc. 1).
  5. Próbki należy przechowywać w inkubatorze w temperaturze 37 °C i wilgotności 100% przez 2 tygodnie.

4. Procedura ponownego leczenia

UWAGA: W niniejszym badaniu użyto łącznie 24 nowych plików Remover (23 mm). Pliki zostały losowo podzielone na trzy grupy po osiem próbek każda. Przy określaniu liczby próbek i plików wykorzystanych w tym badaniu zastosowano metodę próbkowania kwotowego, biorąc pod uwagę budżet i wielkość próby innych raportów w literaturze27.

  1. Pilniki należy obsługiwać przy 600 obr./min i momencie obrotowym 2.5 Ncm zgodnie z instrukcjami producenta. Używaj pilników ruchem w przód iw tył bez wywierania nacisku wierzchołkowego, aż będą o 3 mm krótsze od długości roboczej.
  2. Wyjmij pilnik z kanału, gdy wyczujesz opór i przepłucz 5,25% roztworem NaOCl.
  3. Powtarzaj kroki 4.1 i 4.2, aż do osiągnięcia żądanej długości.
  4. Wyczyść i wysterylizuj narzędzia w autoklawie przez 18 minut w temperaturze 134 °C przed uformowaniem próbki.
    UWAGA: Pilniki z pierwszej grupy zostały użyte do ponownego leczenia w ośmiu zakrzywionych kanałach. Pilniki z drugiej grupy zostały użyte do ponownego leczenia po 3 razy, a pliki z trzeciej grupy zostały użyte do ponownego leczenia po 6 razy. Zabiegi powtórzono w grupie 2 i grupie 3 w zależności od liczby zastosowań.

5. Analiza SEM

  1. Przygotowanie i załadunek próbki
    UWAGA: Podejmij niezbędne środki ostrożności, aby uniknąć zanieczyszczenia podczas obchodzenia się z próbką (np. nosić rękawice). Nie umieszczaj próbki w systemie napylania złota, ponieważ powierzchnia jest niklowo-tytanowa.
    1. Zamontuj próbkę na króćcu SEM za pomocą przewodzącej dwustronnej taśmy węglowej.
    2. Przymocuj króciec do stolika i dokręć boczną (patrz Rysunek 2).
  2. Operacja SEM
    1. Otwórz komorę na próbkę SEM i wyjmij stolik.
    2. Umieść kikut próbki na stoliku i zabezpiecz go na miejscu.
    3. Włóż stolik na próbkę do komory na próbkę i zamknij komorę.
    4. Włącz pompy i poczekaj na powiadomienie systemu o podciśnieniu.
    5. Otwórz oprogramowanie SEM i wybierz wymagane napięcie robocze w zakresie od 1 kV do 30 kV.
  3. Analiza obrazu
    1. Poproś przeszkolonego badacza o wykonanie zdjęć dystalnego końca o średnicy 4 mm, który jest aktywną częścią (obszarem zainteresowania), przy standardowych powiększeniach 100x, 250x i 500x. Użyj nieużywanego pliku Remover jako odniesienia do oceny charakterystyki powierzchni próbek (patrz Rysunek 3).
    2. Aby uruchomić funkcję automatycznego ustawiania ostrości, wybierz ikonę w oprogramowaniu SEM. Wynikowy zogniskowany obraz próbki jest pożądanym punktem końcowym.
    3. Ustaw powiększenie na minimalny poziom powiększenia 50x.
    4. Włącz tryb szybkiego skanowania, aby wydajnie uzyskiwać obrazy.
    5. Dostosuj ostrość w trybie zgrubnego ustawiania ostrości, aż do uzyskania wstępnej ostrości.
    6. Stopniowo zwiększaj powiększenie, aby zaobserwować pożądaną cechę. Użyj pokrętła zgrubnej ostrości, aby uzyskać zgrubną ostrość, a następnie pokrętła precyzyjnego ustawiania ostrości, aby precyzyjnie ustawić ostrość. Powtórz ten krok dla każdego zwiększenia powiększenia.
    7. Zwiększaj powiększenie, aż do momentu zaobserwowania żądanej cechy. Wyreguluj pokrętło zgrubnej ostrości, aby z grubsza ustawić ostrość obrazu przy tym powiększeniu. Następnie użyj precyzyjnego pokrętła ostrości, aby poprawić ostrość, aby uzyskać ostry obraz przy żądanym powiększeniu. Powtórz ten krok za każdym razem, gdy zwiększa się poziom powiększenia.
    8. Po osiągnięciu żądanego powiększenia ustaw ostrość za pomocą pokrętła precyzyjnej ostrości, aby uzyskać optymalną klarowność.
    9. Aby zwiększyć klarowność obrazu, jeszcze bardziej zwiększ powiększenie do poziomu bliskiego maksimum i wyreguluj ostrość za pomocą pokrętła precyzyjnej ostrości. Jeśli przejrzystość nadal nie jest wystarczająca, dostosuj stygmatyzację zarówno na osi x, jak i y. Kontynuuj dostrajanie ostrości i stygmatyzacji, aż uzyskasz najwyraźniejszy obraz przy wyższym powiększeniu.
    10. Po uzyskaniu wysokiej jakości obrazu próbki powróć do pożądanego poziomu powiększenia. Zrób zdjęcie, naciskając przycisk zdjęcia. Wybierz tryb powolnych zdjęć, aby uzyskać wyższą jakość i rozdzielczość, lub tryb szybkich zdjęć, aby przyspieszyć robienie zdjęć.
    11. Powtórz te kroki dla każdej próbki.
    12. Pobierz obrazy na komputer.
    13. Niech dwóch skalibrowanych egzaminatorów przeanalizuje wszystkie obrazy SEM, przeglądając obrazy na ekranie komputera i rejestrując obecność i rodzaj deformacji, które występują w plikach. Deformacje obejmują deformację końcówki, mikropęknięcia, pęknięcia, odwijanie, wżery powierzchniowe i rozerwanie ostrza (Rysunek 4, Rysunek 5, Rysunek 6, Rysunek 7, oraz Rysunek 8).
    14. Niech ci sami egzaminatorzy przeanalizują zebrane dane dwa razy w odstępach 1-tygodniowych.
      UWAGA: Różnice zdań w interpretacji obrazów SEM próbek między obserwatorami mają być omawiane do momentu osiągnięcia konsensusu.

6. Analiza statystyczna

  1. Przedstaw statystyki opisowe w postaci liczb i procentów.
  2. Wykonuj analizy za pomocą oprogramowania do analizy statystycznej. Oceń różnice między grupami za pomocą testu dokładnego Fishera-Freemana-Haltona. Ustaw współczynnik błędu typu 1 na 0,05 (dwustronny) i uznaj, że p < 0,005 jest statystycznie istotne.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deformacja została zaobserwowana w 75% plików po jednorazowym użyciu i w 100% plików po trzech i sześciu użyciach, ale różnice między grupami nie były statystycznie istotne (Tabela 1). Ocenę typów deformacji między grupami przedstawiono w tabeli 2. Gdy rodzaje deformacji oceniano oddzielnie, nie zaobserwowano żadnych mikropęknięć po jednorazowym użyciu, natomiast mikropęknięcia zaobserwowano w 25% pilników po trzech użyciach i w 87,5% pilników po sześciu użyciach; Różnica ta była istotna statystycznie (p < 0,001). Wżery powierzchniowe zaobserwowano w 25% plików po jednorazowym użyciu, w 87,5% po trzech użyciach i w 100% plików po sześciu użyciach; Różnica między grupami była istotna statystycznie (p = 0,004). Chociaż odwijanie, deformacja końcówki i przerwanie ostrza były rzadsze lub nie obserwowano ich po jednorazowym użyciu, różnice między grupami nie były znaczące. W żadnej grupie nie stwierdzono złamań.

figure-results-1
Rysunek 1: Ocena radiologiczna po zabiegu: Obraz radiologiczny okołowierzchołkowy został wykorzystany do oceny jakości i jednorodności procedury obturacji kanału korzeniowego przeprowadzonej na blokach akrylowych. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-2
Rysunek 2: Uchwyt na próbki ze skaningowego mikroskopu elektronowego: Uchwyt na próbki ze skaningowego mikroskopu elektronowego to specjalistyczna platforma zaprojektowana do bezpiecznego przechowywania i pozycjonowania próbek w mikroskopie do obrazowania. Jego funkcją jest zapewnienie, że próbka pozostaje stabilna pod wiązką elektronów, ułatwiając w ten sposób precyzyjną analizę powierzchni o wysokiej rozdzielczości. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-3
Rysunek 3: Skaningowy obraz mikroskopu elektronowego nieużywanego pliku Remover: Obraz nieużywanego pliku Remover ze skaningowego mikroskopu elektronowego został użyty jako odniesienie do oceny charakterystyki powierzchni plików po pojedynczym, potrójnym i sześciu użyciach. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-4
Rysunek 4: Skaningowy obraz mikroskopowy deformacji końcówki: Deformacja końcówki pilnika jest definiowana jako zmiana lub zgięcie końcówki pilnika endodontycznego, które może wystąpić w wyniku naprężeń mechanicznych podczas zabiegów kanałowych. Takie odkształcenie może pogorszyć wydajność cięcia pilnika i zwiększyć ryzyko błędów proceduralnych. Deformacja końcówki często wskazuje na zmęczenie metalu i może sugerować, że pilnik zbliża się do końca swojej żywotności. Panie przewodniczący, panie i panowie! Zniekształcenia w końcówce plików, które zostały użyte odpowiednio trzy i sześć razy, są oznaczone czerwonymi strzałkami. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-5
Rysunek 5: Skaningowy obraz mikroskopu elektronowego mikropęknięcia: Mikropęknięcie w pilniku endodontycznym definiuje się jako drobne pęknięcie lub szczelinę, która rozwija się na powierzchni tych instrumentów, zazwyczaj wykonanych ze stopu niklu i tytanu (NiTi), w wyniku naprężeń mechanicznych podczas użytkowania. Takie mikropęknięcia mogą potencjalnie zagrozić integralności strukturalnej pilnika, zwiększając w ten sposób ryzyko oddzielenia się pilnika lub złamania podczas zabiegów endodontycznych. Obecność mikropęknięć jest często identyfikowana dzięki zastosowaniu zaawansowanych technik obrazowania, takich jak skaningowa mikroskopia elektronowa, która odgrywa kluczową rolę w ocenie przydatności do ponownego użycia pilników endodontycznych. Panie przewodniczący, panie i panowie! Obrazy te przedstawiają powstawanie mikropęknięć odpowiednio przy powiększeniu 500x i 250x. Obecność pęknięć jest sygnalizowana czerwonymi strzałkami. (C) Mikropęknięcie w powiększeniu 20 000x. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-6
Rysunek 6: Skaningowy obraz odwijania pod mikroskopem elektronowym: Odwijanie pilnika można zdefiniować jako zniekształcenie lub deformację spiralnej struktury obrotowego pilnika endodontycznego, w wyniku czego skręcony metal zaczyna się odkręcać lub tracić swój pierwotny kształt. Zjawisko to występuje zazwyczaj w wyniku nadmiernego naprężenia skrętnego lub zmęczenia podczas leczenia kanałowego. Odwijanie pilnika może mieć szkodliwy wpływ na jego wydajność cięcia, zwiększając w ten sposób ryzyko awarii narzędzia, np. złamania. W związku z tym niezwykle ważne jest monitorowanie tego zjawiska podczas leczenia endodontycznego. Panie przewodniczący, panie i panowie! Odwijanie końcówki używanych plików 3x i 6x oznaczone są czerwonymi strzałkami. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-7
Rysunek 7: Skaningowy obraz mikroskopowy elektronowy uszkodzenia ostrza: Uszkodzenie ostrza pilnika definiuje się jako uszkodzenia lub nieregularności, które występują na krawędziach tnących lub ostrzach pilnika endodontycznego. To zakłócenie może objawiać się na wiele sposobów, w tym odpryskami, wygięciem lub fragmentacją ostrzy. Takie uszkodzenia są zwykle wynikiem naprężeń mechanicznych, wielokrotnego użytkowania lub niewłaściwej obsługi podczas zabiegów kanałowych. Panie przewodniczący, panie i panowie! Przerwanie ciągłości plików jest oznaczone czerwonymi strzałkami. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-8
Rysunek 8: Skaningowy obraz mikroskopu elektronowego wżerów powierzchniowych: Wżery powierzchniowe definiuje się jako tworzenie małych, zlokalizowanych wgłębień lub wgłębień na powierzchni materiału, często obserwowanych pod dużym powiększeniem, np. za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej. W kontekście pilników endodontycznych wżery powierzchniowe mogą wynikać z wielokrotnego użytkowania, naprężeń mechanicznych lub reakcji chemicznych, które zachodzą podczas zabiegów klinicznych. Panie przewodniczący, panie i panowie! Wżery po powierzchni plików są oznaczone czerwonymi strzałkami. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

deformacjan (%)
deformacja22 (91,7)
Rodzaj deformacji
Odwijania5 (20,8)
Mikropęknięcia9 (37,5)
Deformacja końcówki22 (91,7)
Zakłócenia pracy ostrza3 (12,5)
Wżery powierzchniowe17 (70,8)
złamanie-

Tabela 1: Obecność deformacji: Całkowita ilość deformacji zaobserwowana w próbkach, zarówno w formie liczbowej, jak i w procentach, a także częstotliwość występowania różnych typów deformacji.

pkt. pkt. pkt. pkt.
Jednorazowego użytkuPotrójne zastosowaniaSześć razy użyciap
n (%)an (%)an (%)aWartość b
deformacja6 (75,0)8 (100,0)8 (100,0)0,304
Rodzaj deformacji
Odwijania-1 (12,5)4 (50,0)0,083
Mikropęknięcia-2 (25,0)7 (87,5)<0,001
Deformacja końcówki6 (75,0)8 (100,0)8 (100,0)0,304
Zakłócenia pracy ostrza-1 (12,5)2 (25,0)0,747
Wżery powierzchniowe2 (25,0)7 (87,5)8 (100,0)0,004
złamanie----

Tabela 2: Typy deformacji według grup: Ta tabela porównuje występowanie typów deformacji na podstawie częstotliwości użytkowania.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

W badaniu tym oceniono obecność i rodzaje mikroskopijnych defektów na zewnętrznych powierzchniach pilników Remover po jednokrotnym, trzykrotnym i sześciokrotnym użyciu w blokach akrylowych symulujących zakrzywione kanały. Idealnie byłoby, gdyby ludzkie zęby były zalecane do stosowania w badaniach oceniających odporność pilników na pękanie, aby lepiej symulować zastosowanie kliniczne28. W swoim badaniu Peters i Barbakow29 stwierdzili wzrost szybkości inicjacji i propagacji pęknięć w instrumentach stosowanych w blokach w porównaniu z usuniętymi kanałami, podkreślając potrzebę dokładnej oceny. Jednakże, aby zapewnić standaryzację i odtwarzalność, w badaniach in vitro często wykorzystuje się bloki ze stali nierdzewnej, ceramiki lub akrylu 30,31,32. Ponadto badania badające odporność na pękanie pilników obrotowych NiTi wykazały zwiększone ryzyko pogorszenia powierzchni i pęknięć w kanałach zakrzywionych w porównaniu z kanałami prostymi33,34. Dlatego w pracy zastosowano bloki akrylowe o średnicy wewnętrznej 1,5 mm, promieniu krzywizny 5 mm i krzywiźnie 55°. Po ukształtowaniu kanałów korzeniowych wykonano wypełnienie za pomocą uszczelniacza kanałów korzeniowych na bazie bioceramiki oraz techniki pojedynczego stożka. Preferencja dla uszczelniacza bioceramicznego opiera się na wcześniejszych badaniach, które wykazały, że kanały uszczelnione uszczelniaczami bioceramicznymi są trudniejsze do wycofania w porównaniu z innymi rodzajami uszczelniaczy35. Pozwala to na ocenę najbardziej ryzykownych klinicznie stanów złamania pilnika. W literaturze przedmiotu wskazano, że wady powierzchniowe pilników obrotowych NiTi mogą nie być widoczne gołym okiem, co wymaga oceny przy większych powiększeniach36,37. W niniejszym badaniu do zbadania powierzchni plików użyto rutynowych powiększeń SEM 100x, 250x i 500x.

Wcześniejsze badania wykazały, że wielokrotne stosowanie zmniejsza odporność pilników na pękanie. Nie ma jednak zgody co do tego, ile razy pliki mogą być ponownie użyte bez złamania. Wolcott i wsp.25 doszli do wniosku, że pilniki ProTaper mogą być bezpiecznie używane do czterech razy. Troian i wsp.38 stwierdzili, że pliki K3 pozostały stosunkowo niezmienione po piątym użyciu. Ponadto Shen i wsp.22 stwierdzili, że nowe pilniki mogą odkształcać się przy pierwszym użyciu, szczególnie w wąskich i zakrzywionych kanałach, a wielokrotne użycie zwiększa deformację. Wykazali, że zestaw pilników ProTaper może leczyć średnio 16,88 kanałów, ale liczba ta spadła do 2,83, gdy brano pod uwagę tylko zęby trzonowe. Wyniki te podkreślają istotną różnicę między zastosowaniem pilników w kanałach zakrzywionych a prostymi oraz krótszą żywotność pilników w kanałach zakrzywionych. Podobnie, Ankrum i wsp.34 zastosowali pilniki obrotowe ProTaper w leczeniu 15 poważnie zakrzywionych zębów trzonowych i stwierdzili, że wskaźnik niepowodzeń wzrósł do 6,0%. Niektórzy badacze oceniają częstość złamań na podstawie liczby zębów, podczas gdy inni oceniają częstość złamań na podstawie liczby kanałów, a nie liczby zębów 25,34,39. Zazwyczaj zęby trzonowe mają trzy lub cztery kanały. W czterokanałowym zębie trzonowym, jeśli pękną dwa narzędzia, częstość separacji w zależności od liczby zębów wyniesie 200% (2/1), natomiast w zależności od liczby kanałów będzie to 50% (2/4). Pierwszy przypadek z pewnością nie jest przekonujący. W związku z tym częstość separacji wynikająca z liczby kanałów jest uważana za dokładniejszą niż ta uzyskana na podstawie liczby zębów ze względu na zmienną liczbę kanałów w różnych zębach33. W związku z tym w badaniu oceniono wpływ użycia pilnika do ponownego leczenia w 1, 3 i 6 kanałach na morfologię ubytku powierzchniowego.

W badaniach in vitro oceniających preparację kanałów analizowano pękanie pilnika i powstawanie ubytków powierzchniowych; Jednak w żadnym innym badaniu nie oceniano wpływu procedury ponownego leczenia na powierzchnie pilników40,41. Podobnie, w badaniach oceniających efekty ponownego użycia klinicznego stosowano procedury przygotowania kanałów, ale nie analizowano skutków ponownego użycia plików w ponownym leczeniu 33,42,43. Jedyne badanie oceniające wpływ wielokrotnego użycia na charakterystykę powierzchni systemów plików do ponownego traktowania zostało przeprowadzone przez Saglam i wsp.27 w 2015 roku. Naukowcy ocenili właściwości trzech różnych systemów po 1, 3 i 5 użyciach i doszli do wniosku, że wielokrotne użycie prowadziło do zwiększonej deformacji we wszystkich trzech systemach. Odkrycie to jest zgodne z wynikami niniejszego badania. Wyniki te są również zgodne z wcześniejszymi badaniami, w których oceniano charakterystykę powierzchni pilników Reciproc po jednorazowym użyciu41. Podobnie, Yared i wsp. nie znaleźli znaczącej różnicy między nowymi a używanymi pilnikami ProFile podczas oceny wpływu wielokrotnego użycia na odporność pilnika na pękanie44. Z drugiej strony, wyniki naszego badania nie korelują z wynikami You i wsp., którzy oceniali żywotność pilników obrotowych NiTi w kanałach zakrzywionych24. Doszli do wniosku, że pliki posuwisto-zwrotne mogą być bezpiecznie używane do 6 razy. Jednak w naszym badaniu odsetek deformacji, który zwiększał ryzyko złamania, był znacznie wyższy w przypadku pilników używanych 6x. Ta niespójność w wynikach jest prawdopodobnie spowodowana różnicami w metodologii badań.

W tym badaniu, gdy typy deformacji były badane oddzielnie, najczęstszymi wadami powierzchni były deformacje końcówki i wżery powierzchniowe (odpowiednio 91,7% i 70,8%). Wyniki te są zgodne z wynikami poprzednich badań 24,33,45. Porównując częstość występowania typów deformacji między grupami, odwijanie, deformacja końcówki i rozerwanie ostrza były rzadsze lub nie obserwowano ich po jednorazowym użyciu, a różnice między grupami nie były istotne statystycznie. Podczas gdy nie zaobserwowano żadnych mikropęknięć w plikach użytych raz, mikropęknięcia zaobserwowano w 25% plików użytych 3x i 87,5% plików użytych 6x. Różnica ta była istotna statystycznie (p < 0,001). Stwierdzono również istotną różnicę w odsetku wżerów powierzchniowych między grupami (p = 0,004; odpowiednio 25%, 87,5% i 100%). Badania wykazały, że te wady powierzchni znacznie zwiększają ryzyko złamania pilnika46,47. W związku z tym należy częściowo przyjąć hipotezę zerową, zgodnie z którą wady powierzchniowe zwiększają się wraz z wielokrotnym stosowaniem klinicznym, a ryzyko złamań wzrasta. Chociaż deformację zaobserwowano we wszystkich grupach pilników, deformacja, która znacznie zwiększała ryzyko złamania, występowała częściej przy wielokrotnym użyciu.

Literatura wskazuje, że na niepowodzenie plików NiTi ma większy wpływ sposób ich użycia niż liczba ich użycia22. Dlatego wszystkie zabiegi w naszym badaniu zostały wykonane przez jednego doświadczonego endodontę. Ponadto stronniczość selekcji została zminimalizowana poprzez zapewnienie, że wszystkie materiały w każdej grupie były tej samej marki i jakości. W podobnych badaniach obliczenia wielkości próby zazwyczaj obejmowały pracę z około 10 do 12 zębami/instrumentami na grupę 47,48,49. Dodatkowo, w poprzednim badaniu oceniającym charakterystykę powierzchni plików do ponownego traktowania, oceny przeprowadzono na trzech próbkach z każdych25 próbek. Opierając się na tych parametrach i obliczeniach wielkości próby, w naszym badaniu wykorzystaliśmy osiem instrumentów na grupę. Mała liczebność próby może być uważana za ograniczenie naszego badania. Będzie on jednak służył jako punkt odniesienia dla przyszłych badań. Jednym z istotnych ograniczeń tego badania jest stosowanie bloczków akrylowych jako substytutu ludzkich zębów. Chociaż bloki akrylowe stanowią ustandaryzowany i powtarzalny model do oceny charakterystyki powierzchni pilników endodontycznych, nie odwzorowują one w pełni złożonej anatomii i właściwości materiałowych naturalnych zębów. Zastosowanie bloczków akrylowych, o jednolitej twardości i braku kanalików zębinowych, może wpływać na zachowanie pilników NiTi w sposób odmienny od obserwowanego w naturalnych zębach, szczególnie pod względem deformacji pilnika i rozkładu naprężeń. W związku z tym wyniki tego badania mogą nie mieć bezpośredniego zastosowania w praktyce klinicznej, w której zmienność morfologii kanałów i twardość zębiny może wpływać na wydajność pilnika. Korzystne byłoby, aby w przyszłych badaniach rozważono zastosowanie usuniętych zębów ludzkich w celu dokładniejszej symulacji warunków klinicznych i zwiększenia możliwości uogólnienia wyników. Kolejnym ograniczeniem tego badania jest wykorzystanie nieużywanych plików do usuwania jako odniesienia do badania SEM. Ponieważ podstawowe obrazy wad powierzchniowych nie zostały zarejestrowane dla każdego pliku przed użyciem, istnieje możliwość, że wady produkcyjne mogły zostać przeoczone. Pominięcie to komplikuje interpretację zmian powierzchni zaobserwowanych po wielokrotnym użyciu, ponieważ nie jest jasne, czy jakieś defekty występowały przed pierwszym zastosowaniem pliku. Ponadto w niniejszym badaniu skoncentrowano się wyłącznie na charakterystyce powierzchni pilników Remover po wielokrotnym użyciu, bez oceny ich skuteczności klinicznej w procedurach ponownego leczenia.

W rezultacie, chociaż badanie dostarcza cennych informacji na temat mechanicznej degradacji tych plików, nie oferuje bezpośrednich dowodów na ich funkcjonalną wydajność w kontekście ponownego leczenia endodontycznego. Korzystne dla przyszłych badań byłoby uwzględnienie wstępnej oceny wyjściowej i ocena zarówno integralności strukturalnej, jak i skuteczności klinicznej plików w różnych scenariuszach klinicznych. Potrzebne są kompleksowe i porównawcze badania w celu dalszego zbadania tego tematu. Podsumowując, wyniki tego badania wskazują, że pilniki Remover wykazują niedoskonałości powierzchni, w tym deformację końcówki i wżery na powierzchni, po wielokrotnym zastosowaniu w procedurach ponownego leczenia endodontycznego. W szczególności częstotliwość i nasilenie tych wad znacznie wzrosły po trzech i sześciu użyciach, przy czym zauważalny był wzrost liczby mikropęknięć i wżerów powierzchniowych, które wiążą się ze zwiększonym ryzykiem pęknięć zmęczeniowych. Wyniki wskazują, że podczas gdy pilniki Remover wykazują minimalne odkształcenia po jednorazowym użyciu, ich ponowne użycie po trzech przypadkach znacznie zwiększa ryzyko uszkodzenia konstrukcji. Z klinicznego punktu widzenia odkrycia te podkreślają konieczność ograniczenia ponownego użycia tych pilników do maksymalnie 3-krotnego ograniczenia w celu utrzymania ich skuteczności i zmniejszenia prawdopodobieństwa złamań podczas procedur ponownego leczenia. Konieczne są dalsze badania, aby wyjaśnić związek między wadami powierzchni a różnymi czynnikami anatomicznymi w warunkach klinicznych.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Chcielibyśmy wyrazić naszą szczerą wdzięczność Uniwersytetowi Bogazici za udostępnienie zaplecza laboratoryjnego i wsparcia technicznego niezbędnego dla tych badań. Dziękujemy również dr Demet Sezgin Mansuroglu, dr Eda Kardogan i dr Mustafa Enes Ozden za ich cenną pomoc w gromadzeniu i analizie danych. Badania zostały sfinansowane przez autorów. Nie uzyskano zewnętrznego wsparcia finansowego.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Blok akrylowyArdaDent Medical, Ankara, Turcjado wypełniania
DiaRoot BiosealerDiaDent, Korea PołudniowaBS23101161do obturacji
DualMove EndomotorMicroMega, Coltene, Francja52002023do przygotowania
  EndoArt  Inteligentne złoto EndoArt, Inci Dental, TurcjaSGK10114  do wstępnego przygotowania
  Gutta PerchaEndoArt, Inci Dental, TurcjaGD23080701do obturacji
Quattro ESEM Thermo Fisher Scientific, USAAnaliza SEM
Paper PointsDentsply Maillefer, Ballaigues, Szwajcaria 1I0305do pilnika do usuwania na sucho do kanałów korzeniowych
MicroMega, Besanç w dniu, Francja891144/873757/dla procedury ponownego leczenia
Podchloryn sodu Saba Chemical& Medycyna, Turcja3010225do nawadniania
SPSS v29 IBM SPSS Corp, Armonk, Nowy Jork, Stany ZjednoczoneAnaliza statystyczna

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Ruddle, C. J. Nonsurgical Retreatment. J Endod. 30 (12), 827-845 (2004).
  2. Moreira, M. S., Anuar, A. S. N., Tedesco, T. K., Dos Santos, M., Morimoto, S. Endodontic treatment in single and multiple visits: an overview of systematic reviews. J Endod. 43 (6), 864-870 (2017).
  3. Pruett, J. P., Clement, D. J., Carnes, D. L. Cyclic fatigue testing of nickel-titanium endodontic instruments. J Endod. 23 (2), 77-85 (1997).
  4. Walia, H., Brantley, W. A., Gerstein, H. An initial investigation of the bending and torsional properties of Nitinol root canal files. J Endod. 14 (7), 346-351 (1988).
  5. Bonaccorso, A., Cantatore, G., Condorelli, G. G., Schäfer, E., Tripi, T. R. Shaping ability of four nickel-titanium rotary instruments in simulated S-shaped canals. J Endod. 35 (6), 883-886 (2009).
  6. Lopes, H. P., et al. Influence of rotational speed on the cyclic fatigue of rotary nickel-titanium endodontic instruments. J Endod. 35 (7), 1013-1016 (2009).
  7. Kim, H. C., et al. Cyclic fatigue and torsional resistance of two new nickel-titanium instruments used in reciprocation motion: Reciproc versus WaveOne. J Endod. 38 (4), 541-544 (2012).
  8. Sattapan, B., Nervo, G. J., Palamara, J. E., Messer, H. H. Defects in rotary nickel-titanium files after clinical use. J Endod. 26 (3), 161-165 (2020).
  9. Luebke, N. H., Brantley, W. A. Torsional and metallurgical properties of rotary endodontic instruments. II. Stainless steel Gates Glidden drills. J Endod. 17 (7), 319-323 (1991).
  10. Haikel, Y., Serfaty, R., Bateman, G., Senger, B., Allemann, C. Dynamic and cyclic fatigue of engine-driven rotary nickel-titanium endodontic instruments. J Endod. 25 (6), 434-440 (1999).
  11. Yao, J. H., Schwartz, S. A., Beeson, T. J. Cyclic fatigue of three types of rotary nickel-titanium files in a dynamic model. J Endod. 32 (1), 55-57 (2006).
  12. Turpin, Y., Chagneau, F., Vulcain, J. Impact of two theoretical cross-sections on torsional and bending stresses of nickel-titanium root canal instrument models. J Endod. 26 (7), 414-417 (2000).
  13. Inan, U., Aydin, C., Tunca, Y. M. Cyclic fatigue of ProTaper rotary nickel-titanium instruments in artificial canals with 2 different radii of curvature. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 104 (6), 837-840 (2007).
  14. Gambarini, G. Cyclic fatigue of ProFile rotary instruments after prolonged clinical use. Int Endod J. 34 (5), 386-389 (2001).
  15. Remover Starter Pack NiTi Root Canal Instruments. , Micro-Mega. https://micro-mega.com/remover/?lang=en (2020).
  16. Bahia, M. G. A., Buono, V. T. L. Decrease in the fatigue resistance of nickel-titanium rotary instruments after clinical use in curved root canals. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 100 (2), 249-255 (2005).
  17. Peters, O. A. Current challenges and concepts in the preparation of root canal systems: a review. J Endod. 30 (8), 559-567 (2004).
  18. Shen, Y., Cheung, G. S., Bian, Z., Peng, B. Comparison of defects in ProFile and ProTaper systems after clinical use. J Endod. 32 (1), 61-65 (2006).
  19. Cheung, G., Peng, B., Bian, Z., Shen, Y., Darvell, B. Defects in ProTaper S1 instruments after clinical use: fractographic examination. Int Endod J. 38 (11), 802-809 (2005).
  20. Li, U. M., Shin, C. S., Lan, W. H., Lin, C. P. Application of nondestructive testing in cyclic fatigue evaluation of endodontic Ni-Ti rotary instruments. Dent Mater J. 25 (2), 247-252 (2006).
  21. Fernández-Pazos, G., Martín-Biedma, B., Varela-Patiño, P., Ruíz-Piñón, M., Castelo-Baz, P. Fracture and deformation of ProTaper Next instruments after clinical use. J Clin Exp Dent. 10 (11), e1091-e1095 (2018).
  22. Shen, Y., Coil, J. M., McLean, A. G., Hemerling, D. L., Haapasalo, M. Defects in nickel-titanium instruments after clinical use. Part 5: Single use from endodontic specialty practices. J Endod. 35 (10), 1363-1367 (2009).
  23. You, S. Y., et al. Lifespan of one nickel-titanium rotary file with reciprocating motion in curved root canals. J Endod. 36 (12), 1991-1994 (2010).
  24. Wolcott, S., et al. Separation incidence of ProTaper rotary instruments: a large cohort clinical evaluation. J Endod. 32 (12), 1139-1141 (2006).
  25. Shen, Y., Haapasalo, M., Cheung, G. S., Peng, B. Defects in nickel-titanium instruments after clinical use. Part 1: Relationship between observed imperfections and factors leading to such defects in a cohort study. J Endod. 35 (1), 129-132 (2009).
  26. Saglam, B. C., Gorgul, G. Evaluation of surface alterations in different retreatment nickel-titanium files: AFM and SEM study. Microsc Res Tech. 78 (5), 356-362 (2015).
  27. Plotino, G., Grande, N. M., Cordaro, M., Testarelli, L., Gambarini, G. A review of cyclic fatigue testing of nickel-titanium rotary instruments. J Endod. 35 (11), 1469-1476 (2009).
  28. Peters, O. A., Barbakow, F. Dynamic torque and apical forces of ProFile.04 rotary instruments during preparation of curved canals. Int Endod J. 35 (4), 379-389 (2002).
  29. Anderson, M. E., Price, J. W., Parashos, P. Fracture resistance of electropolished rotary nickel-titanium endodontic instruments. J Endod. 33 (10), 1212-1216 (2007).
  30. Keskin, C., Sivas, Y., Keleş, A., Inan, U. Comparison of cyclic fatigue resistance of Rotate instrument with reciprocating and continuous rotary nickel-titanium instruments at body temperature in relation to their transformation temperatures. Clin Oral Investig. 25 (1), 151-157 (2021).
  31. Zinelis, S., Darabara, M., Takase, T., Ogane, K., Papadimitriou, G. D. The effect of thermal treatment on the resistance of nickel-titanium rotary files in cyclic fatigue. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 103 (6), 843-847 (2007).
  32. Wu, J., et al. Instrument separation analysis of multi-used ProTaper Universal rotary system during root canal therapy. J Endod. 37 (6), 758-763 (2011).
  33. Ankrum, M. T., Hartwell, G. R., Truitt, J. E. K3 Endo, ProTaper, and ProFile systems: breakage and distortion in severely curved roots of molars. J Endod. 30 (4), 234-237 (2004).
  34. de Siqueira Zuolo, A., Zuolo, M. L., da Silveira Bueno, C. E., Chu, R., Cunha, R. S. Evaluation of the efficacy of TRUShape and Reciproc file systems in the removal of root filling material: An ex vivo micro-computed tomographic study. J Endod. 42 (2), 315-319 (2016).
  35. Alapati, S. B., Brantley, W. A., Svec, T. A., Powers, J. M., Mitchell, J. C. Scanning electron microscope observations of new and used nickel-titanium rotary files. J Endod. 29 (10), 667-669 (2003).
  36. Peng, B., Shen, Y., Cheung, G. S., Xia, T. J. Defects in ProTaper S1 instruments after clinical use: longitudinal examination. Int Endod J. 38 (8), 550-557 (2005).
  37. Troian, C. H., Só, M. V., Figueiredo, J. A., Oliveira, E. P. Deformation and fracture of RaCe and K3 endodontic instruments according to the number of uses. Int Endod J. 39 (8), 616-625 (2006).
  38. Di Fiore, P. M., Genov, K. A., Komaroff, E., Li, Y., Lin, L. Nickel-titanium rotary instrument fracture: a clinical practice assessment. Int Endod J. 39 (9), 700-708 (2006).
  39. Javed, F., Motiwala, M. A., Khan, F. R., Ghafoor, R. Comparison of surface defects in Protaper Next and Hyflex EDM files after single clinical use: A stereoscopic evaluation. J Pak Med Assoc. 72 (1), 37-41 (2022).
  40. Howait, M. Reciproc endodontic file surface defects after single use: An SEM analysis. J Int Soc Prev Community Dent. 11 (1), 98-103 (2021).
  41. Aydin, C., Inan, U., Tunca, Y. M. Comparison of cyclic fatigue resistance of used and new RaCe instruments. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 109 (3), e131-e134 (2010).
  42. Yared, G., Kulkarni, G. K. An in vitro study of the torsional properties of new and used rotary nickel-titanium files in plastic blocks. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 96 (4), 466-471 (2003).
  43. Yared, G. M., Bou Dagher, F. E., Machtou, P. Cyclic fatigue of ProFile rotary instruments after clinical use. Int Endod J. 33 (3), 204-207 (2000).
  44. Shen, Y., Coil, J. M., Haapasalo, M. Defects in nickel-titanium instruments after clinical use. Part 3: a 4-year retrospective study from an undergraduate clinic. J Endod. 35 (2), 193-196 (2009).
  45. Wei, X., Ling, J., Jiang, J., Huang, X., Liu, L. Modes of failure of ProTaper nickel-titanium rotary instruments after clinical use. J Endod. 33 (3), 276-279 (2007).
  46. Serefoglu, B., et al. Cyclic fatigue resistance of multiused Reciproc Blue instruments during retreatment procedure. J Endod. 46 (2), 277-282 (2020).
  47. Vieira, E. P., França, E. C., Martins, R. C., Buono, V. T., Bahia, M. G. Influence of multiple clinical use on fatigue resistance of ProTaper rotary nickel-titanium instruments. Int Endod J. 41 (2), 163-172 (2008).
  48. Alapati, S. B., Brantley, W. A., Svec, T. A., Powers, J. M., Mitchell, J. C. Scanning electron microscope observations of new and used nickel-titanium rotary files. J Endod. 29 (10), 667-669 (2003).
  49. Shen, Y., Coil, J. M., Haapasalo, M. WaveOne rotary instruments after clinical use. J Endod. 42 (2), 186-189 (2016).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Scanning Electron MicroscopySurface DefectsNickel Titanium FilesEndodontic RetreatmentFile ReuseTip DeformationMicrocracksSurface PittingBlade DisruptionRoot Canal Simulation

Related Articles