Μελέτη του μηχανισμού θραύσης μηχανοκίνητων μικροεργαλείων ενδοδοντίας νικελίου-τιτανίου σε ευθείς και κεκαμμένους ριζικούς σωλήνες

Abstract

The aim of this Doctoral Thesis was to investigate the effect of root canal curvature on the failure mechanism of rotary Ni-Ti endodontic instruments of the ProFile system (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Switzerland) under standardized simulated clinical conditions for a known number of consecutive uses. Three hundred mesial root canals from freshly extracted human mandibular molars were used. Root canals were divided into 3 groups according to the angle and radius of curvature according to Pruett et al. (1997): straight (group A: angle 0+10o, radius 0mm), moderately curved (group B: angle 30±10o, radius 2±1mm) and severely curved (group C: angle 60±10o, radius 2±1mm). All instrumentations were performed in the department of Endodontology (Dental School, Aristotle University of Thessaloniki), by a single operator and root canals were enlarged according to the manufacturer’s protocol up to instrument taper .06 size # 25 at working length. Prior to the first use and after the completion of each instrumentation instruments were cleaned in an ultrasonic bath and autoclaved. Instruments that concluded instru¬mentation of 20 root canals, fractured or were plastically deformed without fracture, were retrieved and substituted. Kaplan-Meier method was used for survival analysis and post hoc test (Cox- Mantel) for determination of significant differences (a=0.05). Selected instruments were investigated by means of computerized X-ray microtomography, in order to detect any internal defects. Fractured instruments were subjected to fractographic analysis under SEM. Finally all instruments used were viewed under the metallographic microscope in order to identify any sign of crack propagation. Investigation of the instruments with computerized X-ray microtomography and investigation under SEM and the metallographic microscope were performed in the Department of Dental Biomaterials, Dental School, National and Kapodistrian University of Athens. Instruments presented fracture arbitrarily from 1 to 20 uses in moderately and severely curved canals. Regardless of the type of the instrument, fracture and failure were statisti¬cally more frequent in group C. After 10 uses survival probability was 90% for group A, 80% for group Β and 60% for group C. After 20 uses there was a further reduction by 5%, 20% and 35% for groups A, B and C respectively. During the inspection with computerized X-ray microtomography and under the metallographic microscope no cracks were detected in unused instruments, fractured instruments, deformed instruments and those that concluded the instru¬mentation of 20 root canals. SEM fractographic examination revealed the presence of tensile fracture with the predominance of dimples, whereas no cracks were detected. The abruptness of root canal curvature negatively affects the failure rate of rotary Ni-Ti instruments and predisposes to fracture. The results of fracture incidence were corroborated by the results of the microscopic inspection with the absence of cracks and the detection of dimples, characteristic pattern of tensile fracture. Therefore it is safe to conclude that fracture was caused by a single overload of the rotating instrument and was not related to a gradual degra¬dation caused by fatigue.

Σκοπός της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής ήταν η μελέτη του ρόλου της κάμψης του ριζικού σωλήνα στον μηχανισμό θραύσης των μηχανοκίνητων μικρο¬εργαλείων Ενδοδοντίας Ni-Ti του συστήματος ProFile (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Switzerland) σε συνθήκες κλινικής προσομοίωσης και επαναλαμβανό¬μενης χρήσης. Χρησιμοποιήθηκαν 300 εγγύς ριζικοί σωλήνες πρόσφατα εξαγμέ¬νων ανθρώπινων γομφίων της κάτω γνάθου. Οι ριζικοί σωλήνες χωρίστηκαν ανά¬λογα με την γωνία και την ακτίνα της κάμψης κατά Pruett και συν. (1997) σε τρεις ομάδες: ευθείς (ομάδα Α : 0+10° γωνία και 0mm ακτίνα), μέτριας κάμψης (ομάδα B: 30±10° γωνία και 2±1mm ακτίνα) και έντονης κάμψης (ομάδα Γ: γωνία 60±10° και ακτίνα 2±1mm). Όλες οι προπαρασκευές πραγματοποιήθηκαν στο εργαστήριο Ενδοδοντολογίας της Οδοντιατρικής Σχολής του ΑΠΘ, από την ίδια οδοντίατρο και οι ριζικοί σωλήνες προπαρασκευάστηκαν σύμφωνα με το πρωτόκολλο του κα¬τασκευαστή μέχρι μικροεργαλείο κωνικότητας .06 μέγεθος # 25 στο μήκος εργα¬σίας. Πριν από την πρώτη χρήση και μετά την ολοκλήρωση κάθε προπαρασκευής τα μικροεργαλεία καθαρίζονταν σε λουτρό υπερήχων και αποστειρώνονταν. Τα μικροεργαλεία που ολοκλήρωσαν την προπαρασκευή 20 ριζικών σωλήνων, εμφά¬νισαν σημάδια πλαστικής παραμόρφωσης χωρίς θραύση ή/και έσπασαν αποσύ¬ρονταν και αντικαθιστούνταν από καινούργια. Η μέθοδος Kaplan-Meier χρησιμο¬ποιήθηκε για την μελέτη της επιβίωσης (log rank test) και η post hoc δοκιμή Cox-Mantel για τον προσδιορισμό των στατιστικά σημαντικών διαφορών (α=0,05). Επι¬λεγμένα μικροεργαλεία ερευνήθηκαν με την βοήθεια υπολογιστικής μικροτομογρα¬φίας ακτίνων-Χ προκειμένου να ανιχνευθούν τυχών εσωτερικές βλάβες. Οι επιφά¬νειες θραύσης μελετήθηκαν με το SEM για την ανίχνευση πιθανών ρωγμών και ενδείξεων φθοράς και διάβρωσης. Τέλος όλα τα μικροεργαλεία που χρησιμοποιή¬θηκαν παρατηρήθηκαν στο μεταλλογραφικό μικροσκόπιο για τον εντοπισμό ρωγμών. Οι παρατηρήσεις στον μικροτομογράφο, στο SEM και στο μεταλλογραφικό μικροσκό¬πιο πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Βιοϋλικών της Οδοντιατρι¬κής Σχολής του ΕΚΠΑ. Τα μικροεργαλεία παρουσίασαν θραύση τυχαία μετά από 1 έως και 20 χρήσεις σε ριζικούς σωλήνες μέτριας και έντονης κάμψης. Ανεξάρτητα από τον τύπο του μικροεργαλείου, η θραύση και αστοχία ήταν στατιστικά πιο συχνές για την ομάδα Γ. Ανεξαρτήτως του μεγέθους του μικροεργαλείου μετά από 10 χρήσεις η πιθανότητα επιβίωσης για την ομάδα Α ήταν 90%, για την ομάδα Β 80% και για την ομάδα Γ 60%. Μετά από 20 χρήσεις καταγράφηκε περαιτέρω μείωση σε ποσοστά 5%, 20% και 35% για τις ομάδες Α, Β και Γ αντίστοιχα. Στην παρατήρηση στον μικροτομογράφο και στο μεταλλογραφικό μικροσκόπιο δεν δια¬πιστώθηκαν ρωγμές και ατέλειες στα καινούργια μικροεργαλεία, αλλά ούτε και στα σπασμένα, στα παραμορφωμένα και σε αυτά που ολοκλήρωσαν τους 20 κύκλους. Στην παρατήρηση στο SEM διαπιστώθηκε να κυριαρχεί η εικόνα της όλκιμης θραύσης με την παρουσία κοιλωμάτων, ενώ δεν βρέθηκαν ρωγμές. Η αύξηση της γωνίας της κάμψης οδήγησε σε αύξηση της συχνότητας θραύσης. Τα αποτελέσμα¬τα της συχνότητας θραύσης επιβεβαιώθηκαν από τα ευρήματα της μικροσκοπικής παρατήρησης με την ανίχνευση κοιλωμάτων και την απουσία ρωγμών, χαρακτη¬ριστικό της όλκιμης θραύσης. Συμπερασματικά, η θραύση προκλήθηκε από μεμο¬νωμένη υπερφόρτιση του περιστρεφόμενου μικροεργαλείου και δεν ήταν προοδευτικό φαινόμενο κόπωσης. Ο μηχανισμός θραύσης ήταν παρόμοιος για όλα τα μικροεργαλεία που μελετήθηκαν ανεξάρτητα με τον τύπο του ριζικού σω¬λήνα στον οποίο έσπασαν.