Морфометрический анализ рабочей поверхности инструментов группы XP-endo после препарирования каналов корня

Компания FKG Dentire LA (La Chaux-de-Fonds, Швей- цария) является разработчиком запатентованного сплава MaxWire®, обладающего двумя фундаментальными свойствами – суперэластичностью и памятью формы. Это позволило компании представить новое поколение инструментов – XP-endo Shaper и XP-endo Finisher/ XP-endo Finisher R. В отличие от других эндодонтических инструментов, они реагируют на изменения температуры, принимая заданную форму в канале при температуре тела [7].

XP-endo Shaper – новейший инструмент в линейке XP-endo, который позволяет радикально упро- стить процедуру расширения корневых каналов с помощью одного инструмента. Обладая изначально конусностью 0.1 и нестандартным дизайном (рис. 1), XP-endo Shaper в корневом канале меняет форму и приобретает конусность минимум 0.4, в результате чего площадь соприкосновения инструмента со стенками корневого канала увеличивается на 38% по сравнению со стандартными вращающимися файлами [8]. Данный инструмент позволяет приступить к инструментации корневого канала после создания «ковровой дорожки» до размера 15 по ISO и постепенно расширить канал до размера 30.04. Особенности XP-endo Shaper позволяют ограничить нагрузку как на сам инструмент, так и на стенки корневого канала за счет не- прерывного вращения на высокой скорости (рекомендуемая скорость работы 800 об./мин.) и минимального торка. Это позволяет снизить вероятность отлома инструмента и количество микротрещин дентина корня, а также значительно уменьшить нагрузку на зуб в процессе лечения.

XP-endo Finisher – исключительно гибкий инструмент, при вращении заполняющий все свободное пространство корневого канала за счет своей необычной геометрии (рис. 2). XP-endo Finisher благодаря небольшому размеру (ISO 25) и нулевой конусности удаляет инфицированный дентин, не изменяя начальную анатомическую форму корневого канала. Инструмент является универсальным и может быть использован после инструментальной подготовки корневых каналов до размера 25 по ISO с помощью любой эндодонтической системы. Кроме того, данный инструмент представляет особый интерес для механической минимально-инвазивной очистки стенок корневого канала от смазанного слоя [9].

Инструмент XP-endo Finisher R применяется при перелечивании корневых каналов. Он имеет немного больший диаметр рабочей части, чем XP-endo Finisher, что придает ему большую жесткость и позволяет эффективно удалять остатки пломбировочного материала со стенок корневого канала (рис. 3).

Специфическая заданная форма и высокая гибкость позволяют этим инструментам сжиматься и расширяться внутри канала, обрабатывая участки, которых другие инструменты не могут достичь. Небольшой диаметр и малая конусность делает инструменты из сплава MaxWire® чрезвычайно устойчивыми к циклической усталости. Однако, по рекомендациям производителя, инструменты группы XP-endo предназначены только для одноразового использования. Все перечисленные свойства позволяют обеспечивать обработку корневых каналов со сложной анатомией быстро и безопасно, в значительной степени сохраняя структуру зуба.

На сегодняшний день успех эндодонтического лечения напрямую зависит от понимания и учета физико- механических свойств эндодонтических инструментов, а также от контроля срока их эксплуатации [10, 11].

Изучить поверхность никель-титановых файлов группы XP-endo до и после препарирования корневых каналов в условиях эксперимента, а также оценить влияние ЭДТА, 3% раствора гипохлорита натрия и процедуры стерилизации на изменение морфологии поверхности инструментов.

В ходе исследования были инструментально обработаны 90 мезиальных и 45 дистальных корневых канала 45 удаленных нижних моляров, из которых 15 зубов имели обтурированную гуттаперчей систему корневых каналов. Отбор корневых каналов проводили по методике Pruett et al. (1997); в исследование были включены корневые каналы, имеющие только один небольшой изгиб (от 15о до 30о). Предварительно зубы хранились в изотоническом растворе.

Методика инструментальной обработки корневых каналов

При проведении исследования были использованы 18 инструментов группы XP-endo, которые были разделены на три основные группы:

1. Группа XP-endo Shaper, n = 6 (21 мм, FKG Dentire LA, La Chaux-de-Fonds, Швейцария).

2. Группа XP-endo Finisher, n = 6 (21 мм, FKG Dentire LA, La Chaux-de-Fonds, Швейцария).

3. Группа XP-endo Finisher R, n = 6 (21 мм, FKG Dentire LA, La Chaux-de-Fonds, Швейцария).

Методика подготовки зубов 1-й группы включала создание полости доступа, первичную навигацию системы корневых каналов K-файлом 10.02 (FKG Dentire LA, La Chaux-de-Fonds, Швейцария), расширение устьев корневых каналов с помощью инструмента PreRace (FKG Dentire LA, La Chaux-de-Fonds, Швейцария). Рабочую длину фиксировали на 1 мм короче длины, зафиксированной в момент появления кончика инструмента в области апикального отверстия зуба. Затем с помощью ручного инструмента К-файла 15.02 (FKG Dentire LA, La Chaux-de-Fonds, Швейцария) была создана ковровая дорожка. Далее осуществлялось препарирование корневых каналов инструментом XP-endo Shaper на всю рабочую длину в сочетании с традиционным протоколом ирригации (17% EDTA и 3% раствор гипохлорита натрия). Для работы с файлами использовали эндодонтический мотор Rooter (FKG Dentire LA) со скоростью вращения 800 об./мин. Инструментальная обработка всех корневых каналов данной группы была проведена исследователем №1. После однократного использования инструментов была проведена процедура дезинфекции и стерилизации. Затем повторно каждым инструментом были обработаны в общей сложности 12 корневых каналов. Между инструментальной обработкой разных зубов файлы погружались в ультразвуковую мойку на 5 минут для дезинфекции и очищения от дебриса.

Методика подготовки зубов 2-й группы включала аналогичный первой группе алгоритм подготовки зубов до инструментальной обработки корневых каналов. После создания ковровой дорожки осуществлялось препарирование корневых каналов системой инструментов BioRace (FKG Dentire LA) в рекомендуемой последовательности до размера 25.04 (BR1 + BR2) в сочетании с традиционным протоколом ирригации (17% EDTA и 3% раствор гипохлорита натрия). Для работы с формирующими файлами использовали эндодонтический мотор Rooter (FKG Dentire LA) со скоростью вращения 600 об./мин. В систему корневых каналов с помощью эндодонтического шприца был введен подогретый до 37о 3% раствор гипохлорита натрия. Далее был использован инструмент XP-endo Finisher (FKG Dentire LA, La Chaux-de-Fonds, Швейцария) со скоростью вращения 800 об./мин. в течение 1 минуты. Инструментальная обработка всех зубов данной группы была проведена исследователем №2. Порядок процедур дезинфекции и стерилизации выполнялся аналогично схеме в первой группе исследования.

Методика подготовки зубов 3-й группы включала удаление старой реставрации, создание полости доступа, поиск устьев обтурированных корневых каналов. Распломбирование корневых каналов проводили с помощью системы инструментов D-Race (FKG Dentire LA) в сочетании с традиционным протоколом ирригации (17% EDTA и 3% раствор гипохлорита натрия) и материалом для размягчения гуттаперчи «Гуттапласт» («ОмегаДент», Россия). После удаления основного объема гуттаперчи в систему корневых каналов с помощью эндодонтического шприца вводили 3% раствор гипохлорита натрия, подогретый до 37о; для финишной обработки корневых каналов был использован инструмент XP-endo Finisher R (FKG Dentire LA, La Chaux-de-Fonds, Швейцария) со скоростью вращения 800 об./мин. в течение 1 минуты. Инструментальная обработка всех зубов данной группы была проведена исследователем №3. Порядок процедур дезинфекции и стерилизации выполнялся по аналогичной схеме в первой и второй группах исследования.

Модель исследования воздействия ирригационных растворов на структуру поверхности инструментов

По одному инструменту из каждой группы были опущены в стеклянные емкости с двумя различными рас- творами – 3% раствором гипохлорита натрия («Технодент», Россия) и жидким 17% EDTA (MD Cleanser, Meta- Biomed, Корея) на 60 минут. После инструменты промывали дистиллированной водой в течение 1 минуты.

Сканирующая электронная микроскопия инструментов

Для оценки поверхностных дефектов инструментов была проведена сканирующая электронная микроскопия и энергодисперсионный анализ (СЭМ: Mira 3 FEF SEM, Tescan, Чешская Республика) исследуемых файлов до препарирования, после однократного использования, после однократного использования и процедуры стерилизации, после трехкратного (9 корневых каналов) и пятикратного (12-15 корневых каналов) применения инструментов, а также после 60-минутной выдержки инструментов в ирригационных растворах. Были получены фотографии исследуемых инструментов под различным увеличением: х42 – для оценки об- щих морфологических изменений; х160 – для оценки геометрии режущих граней; х632 – для оценки дефектов кончика инструментов и микроструктуры поверхности.

Для оценки поверхностных дефектов инструментов был создан определенный ряд критериев, который основывается на типе поверхностных дефектов. Они подразумевают наличие или отсутствие таких видимых повреждений как микроскопические поверхностные дефекты, которые определяются как микротрещины режущих граней; большие вмятины, которым соответствует наличие крупных вдавлений на поверхности инструмента; тупые режущие грани, что характеризуется снижением режущей способности кромки; разрушение целостности режущих граней, при котором наблюдается потеря правильной непрерывной формы режущих кромок; пластическая деформация, которая определялась как «утраченная» геометрия инструмента; полный перелом, при котором происходил отлом инструмента во время испытаний; наличие остатков дентина на поверхности инструмента.

Для проведения количественного анализа дефектов поверхности всех инструментов на каждом эта- пе использования была создана пятибалльная шкала оценки повреждения инструмента по вышеуказанным критериям (таблица 1).

Статистический анализ

Для каждого типа дефекта был рассчитан процент встречаемости в зависимости от кратности использования. С целью оценки статистической значимости различий внутри каждой группы использовали критерий χ2 Пирсона (критерий хи-квадрат). Результат считался достоверным при P < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Поверхности вращающихся инструментов группы XP-endo имели малое количество производственных дефектов до использования. Однако были выявлены морфометрические изменения новых стерильных инструментов в виде неглубоких борозд и насечек в результате заводского фрезерования, преимущественно у инструментов группы XP-endo Finisher R. На поверхности инструментов также была выявлена точечная коррозия и металлический мусор (рис. 4). Стоит отметить, что металлическим мусором являются остатки упаковки блистера, в котором поставляются инструменты. Инородные частицы попадают на поверхность файла при «выдавливании» инструмента из блистера, что невозможно оценить невооруженным глазом. Следовательно, для снижения вероятности загрязнения стерильного инструмента необходимо сделать акцент на аккуратном извлечении файлов из упаковки.

Рис. 4. Сканирующая электронная микроскопия (х632) апикальной части инструментов до использования. a) XP-endo Shaper; b) XP-endo Finisher; c) XP-endo Finisher R

Частота встречаемости поверхностных дефектов, которые были выявлены у инструментов до и после их использования, подробно описаны в таблице 2. Следующие дефекты были обнаружены для группы файлов XP-endo Shaper: пластические деформации в виде раскручивания инструмента, микротрещины вдоль режущих граней и притупление режущей кромки без нарушения ее целостности (рис. 5). Эти дефекты в ходе контрольно-измерительного анализа наблюдались только после пятикратного использования инструмента (12-15 корневых каналов) с увеличением количества и глубины микротрещин в динамике инструментальной обработки.

Рис. 5. Сканирующая электронная микроскопия инструментов группы XP-endo Shaper: a-b – после однократного использования инструментов; c-d – притупление режущих граней и появление деформаций металла после трехкратного применения; e-f – микротрещины вдоль режущих граней инструмента после пятикратного использования

Следующие дефекты были обнаружены для группы файлов XP-endo Finisher: пластические деформации, микротрещины, вмятины металла вдоль режущей кромки и нарушение целостности режущего края, перелом инструмента (рис. 6). Эти дефекты наблюдались после инструментальной обработки девяти корневых каналов (трехкратное применение файла).

Рис. 6. Сканирующая электронная микроскопия инструментов группы XP-endo Finisher: a-b – после однократного использования инструментов; c – микротрещины на спиралевидной поверхности инструмента после однократного применения; d-f – вмятины и нарушение целостности режущих граней инструмента после трехкратного применения

Следующие дефекты были обнаружены для группы файлов XP-endo Finisher R: микротрещины, вмятины металла вдоль режущей кромки и нарушение целостности режущего края (рис. 7). Эти дефекты наблюдались после инструментальной обработки девяти корневых каналов (трехкратное применение файла), что аналогично результатам во 2-й группе исследования. Количество выявленных дефектов на поверхности инструментов значительно увеличилось (P < 0,05) при их последовательном использовании во всех группах экспериментального исследования.

Высокая распространенность поверхностных дефектов наблюдалась в активной средней трети рабочей части инструментов трех групп эксперимента. Снижение встречаемости поверхностных дефектов отмечалось в верхней и апикальной частях рабочей части файлов.

По данным энергодисперсионного анализа, в составе инструментов были обнаружены пики элементов Ni, Ti, Si, O (рис. 8). Наличие дополнительных химических элементов в составе никель-титанового сплава может быть связано с наличием оксидного покрытия на поверхности инструментов.

В ходе эксперимента было выявлено, что в процессе хемомеханической обработки корневых каналов и при погружении инструментов в ирригационные растворы отмечается недостоверное (P > 0,05) снижение долевой составляющей Si и O в составе сплава, что может быть связано с разрушением оксидного слоя на поверхности файлов.

Следует отметить, что наличие поверхностных дефектов на поверхности инструментов (микротрещин, пластической деформации, глубоких вмятин, затупления и разрушения режущих граней) предполагает, что дальнейшее использование инструмента может привести к его отлому в любое время [12-13]. К тому же такие дефекты невозможно оценить невооруженным глазом. В данном исследовании микротрещины наблюдались только при x632 увеличении. Глубокие вмятины, притупление режущих граней и нарушение целостности режущей кромки наблюдались при увеличении х160. Пластическую деформацию инструмента можно определить при отсутствии увеличения; инструменты, которые имеют нарушенную геометрию, должны быть немедленно исключены из работы [14-16].

Рис. 7. Сканирующая электронная микроскопия инструментов группы XP-endo Finisher R: a –после однократного использования, отмечается наличие остатков гуттаперчи; b – после однократного использования и стерилизации; c – микротрещины вдоль режущего края инструмента после трехкратного использования; d-f – глубокие деформации и нарушение целостности режущего края инструментов после трехкратного использования

Рис. 8. Диаграмма распределения элементного состава инструментов группы XP-endo

ВЫВОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

По данным морфометрического анализа инструментов, была выявлена различная степень повреждения поверхности инструментов в зависимости от количества обработанных корневых каналов. Энергодисперсионный анализ показал, что помимо никеля и титана в элементном составе инструментов присутствуют другие соединения, что может оказывать влияние на повышенную прочность и выносливость инструментов. Файлы группы XP-endo Finisher/ XP-endo Finisher R имеют высокий запас прочности при сохранении эффективности режущих граней дотрехкратного использования; файлы группы XP-endo Shaper – до пятикратного использования.

Благодарность

Авторы подтверждают отсутствие конфликта интересов. Авторы выражают благодарность компании FKG Dentire LA (Switzerland) и официальному дистрибьютору продукции FKG на территории Российской Федерации компании «Валлекс-М», в частности менеджеру Наталье Спектор, за оказанную поддержку при проведении данного исследования.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

• 1. Леонтьев В. К., Пахомов Г. Н. Профилактика стоматологических заболеваний. – М., 2006. – 78 с. Leont'ev V. K., Pahomov G. N. Profilaktika stomatologicheskih zabolevanij. – M., 2006. – 78 s.
• 2. Янушевич О. О., Кузьмина Э. М., Кузьмина И. Н. Стоматологическая заболеваемость населения России. – М., 2009. – 78 c. Yanushevich O. O., Kuz'mina E. M., Kuz'mina I. N. Stomatologicheskaya zabolevaemost' naseleniya Rossii. – M., 2009. – 78 c.
• 3. Максимовский Ю. М., Митронин А. В. Терапевтическая стоматология. Кариесология и заболевания твердых тканей зубов. Эндодонтия: руководство к практическим занятиям: учебное пособие для студентов учреждений высшего профессионального образования, обучающихся по специальности 31.05.03 «Стоматология» / под. общ. ред. Ю. М. Максимовского. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016. Maksimovskij Yu. M., Mitronin A. V. Terapevticheskaya stomatologiya. Kariesologiya i zabolevaniya tverdyh tkanej zubov. Endodontiya: rukovodstvo k prakticheskim zanyatiyam: uchebnoe posobie dlya studentov uchrezhdenij vysshego professional'nogo obrazovaniya, obuchayushchihsya po special'nosti 31.05.03 "Stomatologiya" / pod. obshch. red. Yu. M. Maksimovskogo. – M.: GEOTAR-Media, 2016.
• 4. Qaed N., Mourshed B., Al-Shamiri H., Alaizari N., Alhamdah S. The Effect of surface topographical changes of two different surface treatments rotary instrument // Journal of Clinical and Experimental Dentistry. 2017. 0–0. – doi: 10.4317/jced.54472. НЕРАБОТАЮЩАЯ ССЫЛКА
• 5. Arantes W. B., Silva da C. M., Lage-Marques J. L., Habitante S, Rosa da L. C., Medeiros de J. M. SEM analysis of defects and wear on NiTi rotary instruments // Scanning. 2014. №36. Р. 411-418.
• 6. Pedulla E., Plotino G., Grande N. M. et al. Shaping ability of two nickel-titanium instruments activated by continuous rotation or adaptive motion: a micro-computed tomography study // Clin Oral Investig. 2016. №20. Р. 2227-2233.
• 7. FKG Dentaire SA The XP-endo Finisher file Brochure. http://www. fkg.ch/sites/default/files/fkg_xp_endo_brochure_en_vb.pdf.
• 8. Debelian G., Trope M. Cleaning the third dimention // Endodontic Practice. 2015. August. P. 18-21.
• 9. Митронин А. В., Корчагина М. А., Дзаурова М. А., Галиева Д. Т., Митронин В. А. Оценка эффективности использования ротацион- ного инструмента с нулевой конусностью при удалении смазанного слоя // Эндодонтия today. 2017. №4. С. 8-12. Mitronin A. V., Korchagina M. A., Dzaurova M. A., Galieva D. T., Mitronin V. A. Ocenka effektivnosti ispol'zovaniya rotacionnogo instrumenta s nulevoj konusnost'yu pri udalenii smazannogo sloya // Endodontiya today. 2017. №4. S. 8-12.
• 10. Ржанов Е. А., Копьев Д. А. Метод оценки вероятности по- ломки никель-титанового инструмента в зависимости от продол- жительности его работы в условиях искривленного канала // Экс- периментальное исследование. 2011. №2. C. 66-72. Rzhanov E. A., Kop'ev D. A. Metod ocenki veroyatnosti polomki nikel'- titanovogo instrumenta v zavisimosti ot prodolzhitel'nosti ego raboty v usloviyah iskrivlennogo kanala // Eksperimental'noe issledovanie. 2011. №2. C. 66-72.
• 11. Манак Т. Н., Девятникова В.Г. Оценка физико-механических свойств ni-ti эндодонтических инструментов // Стоматолог. Минск. 2012. №3 (6). С. 45-48. Manak T. N., Devyatnikova V. G. Ocenka fiziko-mekhanicheskih svojstv ni-ti ehndodonticheskih instrumentov // Stomatolog. Minsk. 2012. №3 (6). S. 45-48.
• 12. Sattapan B., Nervo G. J., Palamara J. E., Messer H. H. Defects in rotary nickel-titanium files after clinical use // Journal of Endodontics 2000. №26. Р. 161-165.
• 13. Tripi T. R., Bonaccorso A., Tripi V., Condorelli G. G., Rapisarda E. Defects in GT rotary instruments after use: an SEM study // Journal of Endodontics. 2001. №27. Р. 782-785.
• 14. Дмитриева Л. А., Митронин А. В., Собкина Н. А., Помещикова Н. И. Эффективность использования самоадаптирующихся фай- лов SAF по результатам лабораторных исследований // Эндодонтия today. 2013. №3. С. 39-42. Dmitrieva L. A., Mitronin A. V., Sobkina N. A., Pomeshchikova N. I. Effektivnost' ispol'zovaniya samoadaptiruyushchihsya fajlov SAF po rezul'tatam laboratornyh issledovanij // Endodontiya today. 2013. №3. S. 39-42.
• 15. Митронин А. В., Герасимова М.М. Эндодонтическое лечение болезней пульпы и периодонта (ч. 1). Аспекты применения антибактериальных препаратов // Эндодонтия today 2012. №1. C. 9-14. Mitronin A. V., Gerasimova M. M. Endodonticheskoe lechenie boleznej pul'py i periodonta (ch1). Aspekty primeneniya antibakterial'nyh preparatov // Endodontiya today. 2012. №1. C. 9-14.
• 16. Luzi A., Forner L., Almenar A., Llena C. Microstructure alterations of rotary files after multiple simulated operative procedures // Medicina Oral, Patología Oral y Cirugía Bucal. 2010. №4. Р. 658-662.
• 17. Ned Tijdschr Tandheelkd. Treatment of a fractured endodontical instrument in the root canal // ИЗДАНИЕ????? 2015. Dec. №122 (12). 663-5.
• 18. Ramos Brito A. C., Verner F. S., Junqueira R. B., Yamasaki M. C., Eritas D. Q. Detection of Fractured Endodontic Instruments in Root Canals: Comparison between Different Digital Radiography Systems and Cone-beam Computed Tomography // J Endod. 2017. Apr. №43 (4). Р. 544-549.
• 19. Hülsmann M., Rümmelin C., Schäfers F. Root canal cleanliness after preparation with different endodontic handpieces and hand instruments: a comparative SEM investigation // J Endod. 1997. №23 (5). Р. 301-306.
• 20. Kim H. C., Yum J., Hur B., Shun Pan G. C. Cyclic fatigue and fracture caracteristics of ground and Twisted Nickel Titanium rotary files // Journal of Endodontics. 2010. №36. Р. 147-152.
• 21. Larsen C. M., Watanabe I., Glickman G. N., He J. Cyclic fatigue analysis of a new generation of nickel titanium rotary instruments // Journal of Endodontics. 2009. №35. Р. 401-403.
• 22. Lopes H. P., Elias C. N., Vieira M. V. et al. Fatigue Life of Reciproc and Mtwo instruments subjected to static and dynamic tests // Journal of Endodontics. 2013. №39. Р. 693-696.

Статья размещена в журнале "Эндодонтия today" Том 17, 02/19