Bewertung der mechanischen Wirkung von einzelnen Instrumenten mit reziprokem Bewegungsmodus (WaveOne-System) in kontaminierten Wurzelkanälen

Die endodontische Behandlung hat in den letzten Jahrzehnten viele Veränderungen durchgemacht, insbesondere in Bezug auf die technischen Aspekte der Therapie; tatsächlich war die Instrumentierungstechnik das am meisten diskutierte Thema aufgrund der großen technologischen Innovationen in diesem Bereich.

Die rotierenden Systeme wurden entwickelt, indem eine kontinuierliche mechanische Rotationsbewegung genutzt wurde, die verschiedene Vorteile bietet, wie eine verkürzte Instrumentierungszeit im Vergleich zu manuellen Instrumenten, einen hohen Prozentsatz an Reduktion der im Inneren der Kanäle vorhandenen Bakterienflora und eine zentralere Vorbereitung im Kanallicht. In jedem Fall war die manuelle Instrumentierungstechnik über Jahre hinweg die am häufigsten verwendete und bleibt bis heute die am meisten gelehrte Methode in den universitären Studiengängen. Kürzlich wurde ein neues System für die endodontische Instrumentierung entwickelt und weltweit angeboten, es handelt sich um das automatische WaveOne-System von Dentsply-Maillefer, ein einzelnes Instrument mit reziproker Bewegung, das in der Lage ist, den Wurzelkanal zu reinigen und zu formen. Die Kinematik des Instruments ist sehr einfach: Es handelt sich um einen großen Rotationsradius in Schneidrichtung und einen kleinen Radius in entgegengesetzter Richtung, die es dem Instrument ermöglichen, entlang des Kanalwegs voranzuschreiten (Abbildung 1).

Diese reziproke Bewegung verringert die zyklische Ermüdung, der das Instrument ausgesetzt ist, und außerdem sind die Dateien aus einer speziellen Ni-Ti-Legierung hergestellt, die durch ein thermisches Verfahren modifiziert wurde, das als M-Wire bezeichnet wird und mechanische Eigenschaften aufweist, die den konventionellen Ni-Ti-Legierungen überlegen sind.

Das System ist auch praktischer und schneller als die traditionellen, wodurch die Ermüdung bei der Ausführung der Arbeit und der Stress für den Patienten verringert werden. Es wurden jedoch nur wenige Studien zu Systemen mit einem einzigen reziproken Instrument durchgeführt, und es fehlen Artikel, die deren mechanische Wirkung auf kontaminierte Kanäle analysieren. Das Ziel dieser Studie war es daher, die Reduktion der Bakterien in den mechanisch instrumentierten Kanälen mit dem WaveOne-System zu bewerten und sie mit der manuellen Instrumentierung zu vergleichen.

Materialien und Methoden

In dieser Studie wurden 32 disto-vestibuläre Kanäle von geraden oberen Molaren analysiert, die einzeln mit einer Standardlänge von 12 mm waren. Die Kanäle wurden auf eine Arbeitslänge von 11 mm instrumentiert, beginnend mit einer K-Datei #8 bis hin zu einer K-Datei #15 (Dentsply Maillefer, Ballaigues, VD, Schweiz). Die Spitze wurde mit Harz abgedeckt, und auch die Außenseite der Wurzel, einschließlich der Spitze, wurde mit Epoxidharz (Araldite, Brascola, Joinvile, SC, Brasilien) versiegelt.

Die Proben wurden dann auf Polystyrolträgern von 24 Reagenzgläsern fixiert und mit Acrylharz blockiert. Beide Träger mit den installierten Proben wurden mit Ethylenoxid sterilisiert (Acecil, Campinas, SP, Brasilien).

Es wurde eine Suspension von Enterococcus faecalis (ATCC 29212) in einem tryptischen Sojabouillon (TSB, Difco, Le Pont de Claix, RA, Frankreich) vorbereitet und auf den Wert 4 der McFarland-Skala standardisiert. Unter einer Filterlufthaube wurden die Kanäle mit der E. faecalis-Suspension unter Verwendung einer Insulinspritze kontaminiert. Die Träger wurden verschlossen und bei 37° für 21 Tage inkubiert, und der Inhalt der Kanäle wurde alle 48 Stunden mit frischem TSB gespült.

Nach der Inkubationszeit wurden die Kanäle mit steriler Wasser gefüllt und die Proben des kontaminierten Wassers wurden mit einem sterilen Papierkonus #15 (Dentsply Maillefer, Ballaigues, VD, Schweiz) gesammelt, der für eine Minute in den Kanal eingeführt wurde. Anschließend wurden die sterilen Spitzen in Reagenzgläsern mit 500 µL TSB aufbewahrt und es wurden vordefinierte Verdünnungen für die Analysen der bakteriellen Anwesenheit vorbereitet.

Die Bakterien wurden basierend auf der Anzahl der gebildeten Kolonien pro mL (CFU/mL) quantifiziert, nachdem die verschiedenen Verdünnungen der entnommenen Proben in Agar-Kulturmedien mit m-Enterococcus (Difco, Le Pont de Claix, RA, Frankreich) eingefügt und 37° für 48 Stunden inkubiert wurden.

Die Proben wurden dann in zwei Gruppen (n=15) entsprechend den verschiedenen Instrumentierungstechniken unterteilt:

Gruppe 1 wurde mit dem WaveOne-System (Dentsply Maillefer, Ballaigues, VD, Schweiz) gemäß den Richtlinien des Herstellers vorbereitet.

Die „primary file“ (25.08) wurde mit dem Motor in sequenzieller Rückwärtsbewegung verwendet, indem sie zuerst in den koronalen Drittel eindrang und dann auf die gleiche Weise im mittleren Drittel und anschließend im zervikalen Drittel extrahiert wurde, bis die bestimmte Arbeitslänge erreicht war. Es wurde mit destilliertem Wasser gespült und nach jedem Einführ- und Extraktionsschritt der reziproke Datei eine manuelle Untersuchung mit K-Datei #15 durchgeführt. Die letzte Spülung wurde mit 5 ml destilliertem Wasser unter Verwendung einer Spritze mit 29-Gauge NaviTip-Spitze (Ultradent Products, South Jordan, UT, USA) durchgeführt.

Gruppe 2 wurde mit einer manuellen Instrumentierungstechnik (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Schweiz) vorbereitet, wie von Machado et al.14 beschrieben. Die zervikalen und mittleren Drittel wurden mit Gates-Glidden-Fräsern der Größen 1# bis 3# (Dentsply Maillefer, Ballaigues, VD, Schweiz) erweitert, und anschließend wurden die Kanäle mit einer Sequenz von aufsteigenden Durchmessern von Feilen bis zur Erreichung der Arbeitslänge mit K-Feilen #35 vorbereitet. Die Wurzelkanäle wurden dann mit destilliertem Wasser gespült, das nach jedem einzelnen Schritt mit manuellen Instrumenten erneut aufgetragen wurde, und schließlich wurden sie mit weiteren 5 mL Lösung gespült, nachdem die Vorbereitung abgeschlossen war, wie in Gruppe 1.

Die Kontrollgruppe bestand aus zwei nicht kontaminierten Proben, von denen eine wie in Gruppe 1 instrumentiert wurde, während die andere wie in Gruppe 2. Nach der finalen Spülung wurden die Kanäle erneut mit destilliertem Wasser gefüllt und die Proben mit sterilen Papier-Spitzen entnommen, um die verbleibende bakterielle Besiedlung zu quantifizieren, wie zuvor beschrieben. Die bakterielle Zählung wurde sowohl vor als auch nach der Instrumentierung überprüft, und der Prozentsatz der Reduktion wurde aufgezeichnet. Die gesammelten Daten wurden statistisch mit dem U-Test von Mann-Whitney verarbeitet, um das Niveau der statistischen Signifikanz zu bewerten (Signifikanzniveau von 5%, p<0,05).

Ergebnisse

Die Bewertung des Unterschieds zwischen den Werten vor und nach der Instrumentierung zeigte eine durchschnittliche Reduktion der bakteriellen Belastung um 95,76% in der WaveOne-Gruppe und um 92,97% in der Gruppe mit manueller Technik. Es wurden keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Gruppen festgestellt (p>0,05). Die statistischen Daten sind in Tabelle 1 dargestellt.

Es wurde keine Anwesenheit von Bakterienpopulation im Kontrollgruppe festgestellt, was die Sterilitätsbedingungen bestätigt, unter denen das Experiment durchgeführt wurde.

Diskussion

Eine Reduzierung der Arbeitszeiten ist sicherlich ein großer Vorteil der Techniken der modernen Zahnheilkunde, aber es ist von grundlegender Bedeutung zu bewerten, ob diese neuen Techniken zu besseren oder ähnlichen Ergebnissen führen wie die konventionellen Techniken.

Die Wirkung der mechanischen Aktion der endodontischen Instrumente auf die Entfernung der vorhandenen Bakterien muss sorgfältig bewertet werden. Einige Bakterienstämme wie Enterococcus faecalis können tatsächlich über längere Zeiträume im Kanalsystem persistieren, selbst in nährstoffarmen Bereichen für die Bakterien, was zum Scheitern der endodontischen Therapien führen kann. Die in dieser Studie verwendete Kontaminationsmethode, mit 21 Tagen Persistenz von Enterococcus faecalis, ermöglicht die Erhöhung der Bakterienanzahl im Kanal und deren Organisation in Biofilmen.

Die endodontische Behandlung ist ein chemisch-mechanisches Verfahren, das aus einer Kombination von Instrumentierung der Kanäle und der Verwendung von chemischen Produkten wie Spüllösungen, antibakteriellen Medikamenten und Zementen besteht.

Der im vorliegenden Studium vorgestellten Instrumentierungstechnik wurde keine Verwendung von Spüllösungen zugeordnet, da das Ziel darin bestand, die mechanische Wirkung der Beseitigung von Bakterien zweier unterschiedlicher Instrumentierungstechniken zu vergleichen, ohne die Interferenz durch den Effekt chemischer Lösungen.

Die Ergebnisse der Studie haben hervorgehoben, dass die Reduktion der bakteriellen Population, die mit dem WaveOne-System erzielt wurde, ähnlich war wie die der manuell instrumentierten Gruppe, was mit früheren Arbeiten übereinstimmt, die Ähnlichkeiten zwischen manuellen und automatisierten mechanischen Instrumentierungstechniken gezeigt haben.

Beide Techniken, WaveOne und manuelle Instrumentierung, verwenden die von Roane et al. vorgeschlagene Kinematik, nämlich den Einsatz eines großen Rotationsradius des Instruments im Gegenuhrzeigersinn, um das Dentin zu schneiden, und einen kleinen Bogen im Uhrzeigersinn, um mit der Datei innerhalb des Kanalsystems fortzufahren. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Systemen besteht darin, dass die WaveOne-Technik ein mechanisches System verwendet, das auf einem spezifischen Motor basiert, der während der Formgebung des Kanals eine automatisierte hin- und hergehende Bewegung erzeugt.

Dieses System ist in drei verschiedenen Dateigrößen erhältlich: „small“ (21.06), „primary“ (25.08) und „large“ (40.08); die Wahl hängt vom Durchmesser des Kanals ab. In dieser Studie wurde die Datei „primary“ verwendet, da die anfänglich verwendete Explorationssonde eine K-Datei #15 war.

Es wurden viele Studien zu den Prämolaren durchgeführt, um die Reduktion der vorhandenen Bakterien zu bewerten, aber die Molaren gehören zu der Gruppe von Zähnen, die am häufigsten endodontischen Therapien unterzogen werden; aus diesem Grund wurden sie in der Studie verwendet, um der klinischen Realität so nahe wie möglich zu kommen.

Außerdem haben Prämolaren oft einen größeren Durchmesser als Molaren, weshalb in bestimmten Fällen die Datei WaveOne „large“ besser geeignet gewesen wäre. Es wurde entschieden, die Datei „primary“ von WaveOne zu verwenden, da sie laut Hersteller für die meisten Wurzelkanäle verwendet wird.

Die mesio-vestibulären und palatinalen Kanäle der Molaren wurden hingegen ausgeschlossen, da es schwierig gewesen wäre, sie korrekt zu isolieren und zu dekontaminieren, wodurch das Risiko besteht, die Bakterienzahl zu beeinflussen. Darüber hinaus wäre die Standardisierung des mesio-vestibulären Kanals aufgrund des Vorhandenseins des vierten Kanals besonders komplex gewesen.

Die Formgebung der Wurzelspitze in der Gruppe mit manueller Technik wurde mit einer K-Datei #35 durchgeführt, während in der WaveOne-Gruppe die Spitze des Instruments eine andere Größe hatte (#25). Die Verwendung unterschiedlicher Spitzen-Durchmesser ist damit gerechtfertigt, dass bei den Formgebungstechniken mit automatischen Instrumenten, wie ProTaper, auch mit Master-Conen aus Guttapercha, die einen apikaleren Durchmesser haben als das zuletzt verwendete Instrument, fortgefahren werden kann, da die Formgebung der rotierenden Instrumente breiter ist als die des zuletzt verwendeten automatischen Instruments.

WaveOne weist dasselbe Merkmal auf; diese Beobachtung scheint tatsächlich mit den in dieser Studie erzielten Ergebnissen übereinzustimmen.

Die unterschiedliche Formgebung kann auch durch die unterschiedliche Konizität motiviert sein, die für die manuellen Instrumente 2% beträgt, während sie im Fall des „primary“ WaveOne-Instruments 8% beträgt.

Was die Formgebung des mittleren Drittels und des koronalen Drittels des Kanals betrifft, so wurden im Fall der manuellen Technik Gates-Glidden-Fräser verwendet, wodurch eine größere Ausweitung erzeugt wurde, die jedoch keinen Einfluss auf die Unterschiede zwischen den beiden Gruppen in Bezug auf die Reduktion der bakteriellen Präsenz hatte.

Kein Proben war vollständig frei von Bakterien, im Widerspruch zu den Aussagen von Coldero et al., die beobachteten, dass 81% der mit der manuellen Technik instrumentierten Proben eine bakterielle Präsenz von null aufwiesen. Dieser scheinbare Widerspruch muss sorgfältig bewertet werden: Es kann tatsächlich sein, dass die beobachteten Unterschiede auf methodologische Einschränkungen zurückzuführen sind; ein geringes Bakterienwachstum kann mit den standardmäßigen Zellkulturmethoden nicht beobachtet werden.

Es ist interessant zu beobachten, dass das automatische System WaveOne in der Lage war, 95,76% der vorhandenen Bakterien zu entfernen, ohne zusätzliche chemische Produkte zu verwenden, und ein Ergebnis zu erzielen, das mit den konventionellen Techniken vergleichbar ist, jedoch in kürzerer Zeit und ohne Qualitätsverlust.

Fazit

Die mechanische Wirkung des WaveOne-Systems auf infizierte Wurzelkanäle führt zu einer Reduktion der bakteriellen Last, die mit der klassischen manuellen Instrumentierungstechnik vergleichbar ist.

Manoel Eduardo de Lima Machado, Cleber Keiti Nabeshima, Mário Francisco de Pasquali Leonardo, Felipe Britto de Lima Machado, Maria Leticia Borges Britto, Silvana Cai

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