Der Effekt rotierender Nickel-Titan Systeme auf die Wurzelkanalgeometrie im Vergleich zur manuellen Aufbereitung mit Edelstahlfeilen: eine In-vitro-Untersuchung

Abstract

Problemstellung: Rotierende NiTi-Systeme mit unterschiedlichen Konstruktionsmerkmalen wurden mit dem Ziel entwickelt, die Aufbereitung des Wurzelkanals unter Erhaltung der Kanalgeometrie zu verbessern. Aufbereitungsbedingte Fehler konnten jedoch bisher nicht vollständig eliminiert werden und signifikante Unterschiede zwischen den Systemen traten auf. Mit der Maßgabe, diese Problematik in der Aufbereitung weiter zu reduzieren, werden stetig neue NiTi-Systeme auf dem Dentalmarkt vorgestellt und unterliegen einer kontinuierlichen Weiterentwicklung. Zielsetzung: Das Ziel der vorliegenden In-vitro-Studie war es, die apikale Begradigung gekrümmter Wurzelkanäle in verschiedenen Ebenen, die mechanische Reinigungswirkung sowie die Instrumentierungszeit und Frakturrate nach Aufbereitung mit zwei rotierenden NiTi-Systemen zur manuellen Technik mit Stahlfeilen zu vergleichen. Material und Methoden: 45 extrahierte humane Unterkiefermolaren mit mesial gekrümmter Wurzel wurden trepaniert, exstirpiert und sondiert. Nach Einbettung in ein Muffelsystem erfolgte pro Zahn mit einem inserierten Reamer (ISO-Größe 010) die Anfertigung einer standardisierten Röntgenaufnahme in vestibulo-oraler (A) sowie in mesio-distaler (B) Ebene. Auf diese Weise konnten computergestützt die initialen Krümmungswinkel der Wurzelkanäle per Winkelmessung (Axio Vision) bestimmt und die Proben je nach Krümmungsgrad gleichmäßig auf drei Gruppen (n = 15) verteilt werden. Mit einer Innenlochsäge wurden anschließend die Proben in 3, 6 und 9 mm Abstand zum Apex horizontal zerschnitten und die Kanalquerschnitte mit einem Stereoauflichtmikroskop fotografiert. Die Aufbereitung der Kanäle bis zu einer apikalen Masterfeile der ISO-Größe 030 wurde mit den NiTi-Systemen ProTaper Universal (Dentsply) und Alpha-System (Komet) nach Herstellerangaben sowie manuell mit Stahlfeilen (VDW) durchgeführt. Nach der apikalen Erweiterung mit den Feilen der ISO-Größen 025 sowie 030 erfolgte jeweils die Anfertigung von digitalen Röntgenbildern in den Ebenen A und B mit einem inserierten Instrument der entsprechenden Größe und erneut die Bestimmung der Krümmungswinkel. Über die resultierenden Winkeldifferenzen konnten anschließend etwaige Begradigungen ermittelt werden. Nach Beendigung der Aufbereitung wurden die bearbeiteten Wurzelkanalquerschnitte erneut fotografiert, computergestützt halbtransparent übereinandergelagert (Corel Draw) und der prozentuale Anteil an nicht instrumentell bearbeitetet Kanalwandzirkumferenz in den einzelnen Abschnitten (koronal, zentral, apikal) ermittelt (Axio Vision). Darüber hinaus wurden die Instrumentierungszeit und die Frakturrate bestimmt. Ergebnisse: Die Begradigung nach ISO-Größe 025 und 030 wurde in beiden Ebenen signifikant vom verwendeten System beeinflusst (p < 0,05; Kuskall-Wallis-H-Test). Das Alpha-System wies signifikant geringere Begradigungen im Vergleich zu ProTaper Universal sowie der Handaufbereitung auf (p < 0,05; Mann-Whitney-U-Test), wohingegen letztere sich nicht signifikant unterschieden (p > 0,05; Mann-Whitney-U-Test). Der Anteil an nicht bearbeiteter Wurzelkanalwand wurde nur im apikalen Wurzelkanalabschnitt signifikant vom verwendeten System beeinflusst (p < 0,05; Kuskall- Wallis-H-Test). Die manuelle Aufbereitung führte verglichen mit dem Alpha- System zu signifikant mehr unbearbeiteten Bereichen (p < 0,05; Chi-Quadrat- Test), unterschied sich jedoch nicht signifikant zu ProTaper Universal (p > 0,05; Chi-Quadrat-Test). Die Instrumentierungszeit [x¯ (SD)] mit dem Alpha- System [103,2 (13,5) s] war signifikant kürzer als mit ProTaper Universal [150,7 (18,9) s], welches wiederum signifikant weniger Zeit benötigte verglichen mit der Handaufbereitung [238,3 (35,1) s] (p < 0,05; Tukey-B). Bei keinem System traten Frakturen auf. Schlussfolgerungen: Die Begradigung der Wurzelkanäle sowie das Verbleiben unbearbeiteter Bereiche in allen Wurzelkanalabschnitten konnte bei der Verwendung der untersuchten NiTi-Systeme nicht vermieden werden; jedoch zeigten sich Unterschiede zwischen den Systemen. Im Vergleich zu ProTaper Universal und der manuellen Aufbereitung mit Stahlfeilen scheint das Alpha-System hinsichtlich Formgebung, mechanischer Reinigungswirkung und Arbeitszeit diesen beiden überlegen zu sein. Die Instrumentierungszeit war im Vergleich zur Handaufbereitung reduziert.

Statement of problem: Several rotary nickel-titanium (NiTi) instruments with different configurations and designs have been developed with the aim to reduce preparation time and to simplify preparation procedure. Studies about cleaning and shaping ability, working time and safety have shown that NiTi instruments could not entirely eliminate canal transportation. NiTi instruments revealed equal or even lesser results concerning cleaning effectiveness when compared with stainless steel hand instruments. The aim of the present study was to investigate the instrumentation time, the working safety and the shaping ability of two rotary NiTi systems (Alpha System and ProTaper Universal) in comparison to stainless steel hand instruments. Materials and methods: A total of 45 mesial root canals of extracted human mandibular molars were selected. Based on the determined degree of curvature the matched teeth were allocated randomly into three groups of 15 teeth each. In group 1 root canals were prepared to size 30 using a standardized manual preparation technique; in group 2 and 3 rotary NiTi instruments were used following the manufacturers’ instructions. Instrumentation time and procedural errors were recorded. With the aid of pre- and post-operative radiographs, apical straightening of the canal curvature was determined. Photographs of the coronal, middle, and apical cross-sections of the pre- and post-operative canals were taken and superimposed using a standard software. By analysing these composite images the portion of uninstrumented canal walls was evaluated. Results: Active instrumentation time of the Alpha-System was significantly reduced compared to ProTaper Universal and hand instrumentation (p < 0,05; Tukey-B). No instrument fractures occurred in any of the groups. The Alpha-System revealed significantly less apical straightening compared to the other instruments (p < 0,05; Mann-Whitney U test). In the apical cross- sections Alpha-System resulted in significantly less non-instrumented canal walls compared to stainless steel files (p < 0,05; chi-squared test). Conclusion: Despite the demonstrated differences between the systems, the experimental results suggest that none of the rotary NiTi systems was able to impede an apical straightening effect during the root canal preparation; areas of uninstrumented root canal wall were left in all regions using the various systems.