Laboratory Evaluation of Fracture and Deformation in ProTaper Universal and Neoniti Rotary Files

Document Type : original article

Authors

1 Assistant Professor of Endodontics, Dental Research Center, School of Dentistry, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad, Iran.

2 Assistant Professor of Dental Materials, Dental Materials Research Center, School of Dentistry, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad, Iran.

3 Dentist

4 Assistant Professor of Endodontics, Dental Materials Research Center, School of Dentistry, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad, Iran.

Abstract

Introduction: The aim of this study was to investigate the fraction rate of ProTaper Universal and Neoniti rotary files during the preparation of simulated severely-curved root canals.
Materials & Methods: A total of 70 resin blocks with simulated severely-curved canals were randomly divided into two groups and prepared with ProTaper Universal and Neoniti files. Each set of files was used for cleaning and shaping five canals; the files were sterilized after each application. Afterwards, the number of deformed and fractured files was recorded.
Results: Deformation was reported in 11.4% and 19% of ProTaper and Neoniti files, respectively (P>0.05). Also, fraction was found in 11.4% of ProTaper files, while no fracture was reported in the Neoniti group; overall, no statistically significant difference was found between the groups (P>0.05).
Conclusion: Based on the present findings, there was no significant difference between ProTaper Universal and Neoniti files with respect to the incidence of deformation or fracture during the preparation of severely-curved canals.

Keywords

Main Subjects

Full Text

مقدمه

یکی از مهمترین مراحل درمان ریشه دندان، آماده سازی کانال ریشه است تا از آن طریق دبریدمان کافی کانال انجام شده و فضای مناسبی جهت تراکم ماده پرکردگی کانال فراهم شود.(1)

آماده سازی کانال را می توان با روش دستی و یا با استفاده از وسایل چرخشی انجام داد. روش های دستی وقت گیر هستند و به ویژه در کانال های باریک و خمیده، استفاده از فایل های دستی ممکن است به دلیل انعطاف پذیری کم آنها باعث به وجود آمدن اشکالاتی مثل ایجاد لج در کانال و یا جابجایی مسیر کانال گردد. در کانال های باریک و خمیده، فایل های ساخته شده از آلیاژ نیکل تیتانیوم با انعطاف پذیری بالاتر در کاهش خطاهای حین آماده سازی موثر می باشند.(2)

خاصیت سوپرالاستیسیتی آلیاژ نیکل تیتانیوم به این فایل ها اجازه می دهد که برخلاف فایل های ساخته شده از فلزات استنلس استیل به دنبال تغییر شکل اولیه به شکل اولیه خود برگردند. در این فایل ها، تغییر شکل هایی که به میزان 10 درصد روی می دهند، کاملاً بر طرف می شوند، در حالی که این میزان در آلیاژهای معمولی حداکثر 1 درصد می باشد. به علاوه سایش و تغییر شکل این فایل ها کمتر از فایل های استنلس استیل می باشد و به نظر می رسد خواص ضدخوردگی عالی نیز داشته باشند. برخورداری از این ویژگی ها باعث شده فایل های اندودنتیک نیکل تیتانیوم ارتجاعی تر بوده و تبعیت آنها از انحنای کانال و مقاومت در برابر شکستگی آنها بیشتر باشد.(3)

با این حال، در هنگام کاربرد این فایل ها احتمال شکستگی حاصل از خستگی (Fatigue) یا شکستگی های ناشی از تنش های برشی (Shear) وجود دارد.(6-4) انحنای کانال نیز به عنوان یک ریسک فاکتور اساسی در شکستگی فایل های اندو که منجر به استرس های خمشی می گردد از اهمیت زیادی برخوردار است.(8و7)

سازندگان فایل های روتاری تلاش خود را در این جهت معطوف کرده اند که خواص مکانیکی این وسایل را بهبود دهند تا وقوع حوادث حین کار و به خصوص میزان شکست این وسایل را کاهش دهند. با این حال شکستگی فایل های روتاری در داخل کانال ریشه، به ویژه در کانال های با انحنای شدید همچنان مشکل ساز باقی مانده است.(9)

سیستم فایل روتاری Neoniti به تازگی معرفی شده است. در مرحله تراش فایل های این سیستم از پروسه
(EDM) Electric Discharge Machining استفاده شده که به عنوان روشی برای غلبه بر شکستگی ناشی از خستگی معرفی شده است.(10) بنا بر ادعای سازندگان، این تکنیک تراش همراه با انجام عملیات حرارتی مناسب باعث بهبود ویژگی های فایل گردیده است.

با توجه به اینکه این سیستم جدیداً ارائه شده و با توجه به اینکه میزان شکست آن در زمان آماده سازی کانال های با انحنای شدید تا به حال مورد بررسی قرار نگرفته است، تحقیق حاضر با هدف مقایسه میزان شکست فایل در دوسیستم روتاری Neoniti و  ProTaper انجام شد. از آنجا که محل شکستن فایل در پیش آگهی درمان و همچنین در امکان گذشتن از کنار فایل و یا در آوردن آن اهمیت دارد، فاصله قطعه شکسته از فورامن آپیکال و اریفیس کانال نیز تعیین گردید.

مواد و روش ها

در این مطالعه تجربی آزمایشگاهی (in vitro experimental) به منظور استاندارد سازی کانال های مورد استفاده، تصمیم بر بکارگیری بلوک های رزینی ازپیش ساخته شده گرفته شد. مساله بسیار مهم در انتخاب بلوک، سختی رزین استفاده شده در ساخت آن بود که باید بسیار نزدیک به سختی عاج انتخاب می شد.

برای تعیین سختی عاج ریشه از سه دندان تازه کشیده شده در بخش جراحی دانشکده دندان پزشکی مشهد استفاده گردید. دندان ها با کمک دستگاه میکرو برشCNC تمام اتوماتیک (شرکت نمو- ایران) از ناحیه CEJ برش داده شدند. سپس ریشه دندان ها به سه قسمت تقسیم شده، دو سوم میانی ریشه ها در اکریل مانت شدند.
با کمک دستگاه میکروسختی ویکرز(
Micro Hardness Taster MH3, koopa, Iran) سختی آنها مورد بررسی قرار گرفت. میانگین سختی عاج سه دندان در فاصله کمی از کانال برابر با HVN 2/31 بود، که مشابه با مطالعه  Cirano و همکاران(11) بود. سپس بلوک های از پیش آماده شده ((Acadental-USA) و سروش طب تهران – ایران) و بلوک های از پیش آماده شده در دانشکده دندانپزشکی مشهد انتخاب شدند و سختی آنها نیز بررسی گردید. از هر  نمونه سه بلوک و از هر بلوک سه بار سختی سنجی انجام شد. سپس میانگین سختی هر بلوک ثبت شد. میانگین سختی بلوک های آماده شده در دانشکده دندانپزشکی برابر با HVN 7/18، میانگین سختی بلوک های شرکت Acadentalبرابر با HVN 55/29 و میانگین سختی بلوک های شرکت سروش طب برابر با HVN 6/13 محاسبه گردید. بلوک های ساخت شرکت Acadental به علت نزدیکی با سختی عاج دندان برای انجام مطالعه حاضر انتخاب شدند.

در این مطالعه 70 بلوک رزینی با انحنای کانال شدید با زاویه انحنای 45 درجه، تقارب 2 درصد، سایز اپیکال معادل فایل شماره 15 و طول کارکرد برابر مورد استفاده قرار گرفت. بلوک های رزینی به طور تصادفی به 2 گروه 35 تایی تقسیم و شماره گذاری شدند. تمامی مراحل آماده سازی کانال ها توسط یک اندودانتیست مجرب انجام شد.

آماده سازی نمونه های آکریلی گروه اول به وسیله فایل های روتاری ProTaper انجام شد. به این ترتیب که ابتدا طول کارکرد کانال تا نقطه فورامن آپیکال اندازه گیری شد. بعد از آماده سازی اولیه کانال با فایل دستی شماره 15(Dentsply, Maillefer, Ballaigues, Switzerland) فایل های S1 و Sx با حرکت Brushing در دو سوم کرونالی کانال ها به کار رفته، در مرحله آخر از فایل S2، فایل)  F1سایز 20، تیپر 7 درصد) و فایل F2) سایز 25 تیپر 8 درصد) جهت اتمام آماده سازی کانال به طول کارکرد استفاده گردید. سرعت دستگاه روتاری
(VDW, Silver Resiproc, Germany) برای تمامی فایل های این سیستم 250 دور بر دقیقه بود. میزان Torque برای فایل های S1 و SX، Ncm 3 بود و به ترتیب برای فایل S2 Ncm 1، برای فایل F1، Ncm 5/1 و برای F2 ، Ncm 2 بود.

در نمونه های گروه دوم آماده سازی به وسیله فایل های روتاری Neoniti انجام شد. بررسی مسیر کانال و تعیین طول آن مشابه با گروه قبلی انجام شد. در این گروه بعد از آماده سازی اولیه کانال با فایل دستی 15، فایل C1 سایز 25 (تیپر 12 درصد) برای شکل دهی اریفیس و یک سوم کرونالی کانال مورد استفاده قرار گرفت. سپس فایل قرمز A1 سایز 25 (تیپر 8 درصد) با حرکت Circumferential تا یک سوم میانی و فایل زرد  A1 سایز 20 (تیپر 8 درصد) با استفاده از حرکت Pecking تا یک سوم اپیکالی به طول کارکرد استفاده شد. بعد از رسیدن فایل زرد به طول کار کرد فایل قرمز نیز به طول کارکرد استفاده می شد.

سرعت دستگاه روتاری برای تمامی فایل های این سیستم 350 دور بر دقیقه بود. همچنین میزان Torque برای فایل های این مجموعه به ترتیب برای فایل  Ncm C1 3 و برای فایل Ncm A1 5/1 بود.

در هر دو گروه از Rc lube (Master-Dent USA) به عنوان لوبریکنت استفاده گردید. در پایان هر مرحله از آماده سازی، شستشوی کانال با کمک cc 10 NaOCl 6 درصد (ثامن دارو- ایران) انجام می گردید. فایل ها پس از استفاده در کانال از جهت وجود تغییر شکل تحت بزرگنمایی 25 X بررسی می شدند.سپس فایل ها به وسیله گاز آغشته به هیپوکلریت پاکسازی شده، در اتوکلاو استریل می شدند. از هر سری فایل برای آماده سازی 5 کانال استفاده شد.(12)

پس از پایان آماده سازی کانال ها، با استفاده از استریومیکروسکوپ (Digital Microscopic Pro- Taiwan) از بلوک هایی که در آنها شکست فایل رخ داده بود یک تصویر در بعد مزیودیستال بلوک تهیه شد (تصویر 1).

طول قطعه شکسته به وسیله نرم افزار کامپیوتری MIP4 توسط عمل کننده مجرب تعیین گردید. در این تصاویر طول هر پیکسل 9/6 میکرومتر محاسبه شد و بدین معنی بود که کوچکترین انتخاب طول می تواند عدد 9/6 میکرون باشد و طول خط های محاسبه شده مضربی از 9/6 میکرون بود و خطای محاسباتی نرم افزار برابر 9/6 میکرون بود.

 

 

تصویر 1 : تصویربرداری از قطعه فایل شکسته و اندازه گیری طول قطعه و تعیین فاصله آن تا فورامن آپیکال

 

 

 

یافته ها

هر ست فایل Protaper شامل 5 فایل بود بنابراین تعداد کل فایل های این گروه 35 عدد بود و هر ست فایل Neoniti شامل سه عدد فایل بود و تعداد کل فایل ها در این گروه 21 عدد بود.

بر اساس نتایج تحقیق، هیچ یک از فایل های گروه Neoniti دچار شکست نشدند (0 درصد). در حالی که در گروه ProTaper یک فایل F2 پس از 4 بار استفاده و سه فایل F2 پس از 5 بار استفاده دچار شکست شدند (4/11 درصد) (تصویر 2). براساس آزمون دقیق فیشر، تفاوت معنی داری بین میزان شکست در دو گروه وجود نداشت (286/0P=) (جدول 1). میانگین طول قطعات شکسته شده برابر با 102/0±739/2 میلی متر و میانگین فاصله قطعه  شکسته شده تا اپکس برابر با 173/0±659/0 میلی متر بود.

در سیستم Neoniti، چهار فایل A1 پس از آماده سازی کانال پنجم تغییر شکل یافتند (19 درصد). در سیستم ProTaper، سه فایل S2 و یک فایل  S1دچار تغییر شکل شدند (4/11 درصد)، (یک فایل S2 پس از آماده سازی کانال چهارم و دو فایل S2 دیگر و یک فایل  S1پس از آماده سازی کانال پنجم تغییر شکل پیدا کردند). براساس آزمون دقیق فیشر تفاوت معنی داری بین میزان تغییر شکل در دو گروه وجود نداشت (456/0P=) (جدول 1).

فایل های روتاری Neoniti در چرخه های استریلیزاسیون دچار تغییر رنگ شدند (رنگ فایل ها از آبی فیروزه ای به سیاه تغییر یافت). تغییر شکل فایل های دو سیستم به صورت بازشدگی پیچ فایل بود (تصویر 3).

 

 

 

تصویر 2 : تصویر فایل های شکسته سیستم Protaper در مقایسه با فایل سالم

 

 

 

 

تصویر 3 : تصویری از باز شدگی پیچ در فایل روتاری

تغییر شکل یافته


 

 

 

 

 

جدول 1 : مقایسه میزان شکست و تغییر شکل فایل در دو گروه

گروه

(تعداد کل فایل)

(درصد) تعداد

شکست

(درصد) تعداد

بدون شکست

نتیجه آزمون

(درصد) تعداد

تغییر شکل

(درصد) تعداد

بدون تغییر شکل

نتیجه آزمون

Protaper

)35=N)

(4/11) 4

(6/88)31

 

286/0P=

 

(4/11) 4

(6/88)31

 

456/0P=

 

Neoniti

)21=N)

(0/0) 0

(0/100)21

(0/19) 4

(0/81)17

 

 

 

 


بحث

در این تحقیق، برای ارزیابی میزان شکست فایل های مورد بررسی از بلوک های رزینی استفاده شد تا امکان یکسان سازی کانال ها از نظر شکل، سایز، تیپر و درجه انحنا امکان پذیر باشد. یکی اشکالات موجود در استفاده از دندان طبیعی برای مطالعه، این است که قطر و زاویه انحنای کانال در همه نمونه ها کاملاً یکسان نخواهد بود و معمولاً در دندان های طبیعی یک دامنه برای انحنای کانال در نظر گرفته می شود. اما در کانال های شبیه سازی شده در بلوک های رزینی قابلیت استاندارد کردن انحنای کانال وجود دارد. با این حال باید توجه داشت که سختی بلوک های رزینی ممکن است با عاج دندان تفاوت داشته باشد. برای حذف این ایراد در مطالعه حاضر سختی بلوک های رزینی مختلف بررسی شده و بلوک هایی انتخاب شدند که سختی آنها تقریباً مشابه با عاج دندان بود.

علت در نظر گرفتن کانال های با انحنای شدید در این مطالعه این بود که درمان ریشه کانال های با انحنای زیاد یکی از شایع ترین مشکلات در درمان ریشه دندان بوده و همواره آماده سازی صحیح این کانال ها برای دندانپزشکان یک چالش بوده است. این مطالعه، اولین مطالعه ای است که به بررسی میزان شکست فایل Neoniti در زمان آماده سازی کانال های با انحنای شدید پرداخته است و نتایج را با سیستم ProTaper که تا حدودی استانداردهای لازم برای آماده سازی کانال را کسب نموده است، مقایسه نموده است.

در مطالعه Ertas و همکارانش(12)، میزان شکست فایل های سیستم چرخشی ProTaper Universa در دندان های مولار کشیده شده مورد بررسی قرار گرفت. در گزارش نتایج این مطالعه آمده است که به طور میانگین هر یک از فایل های این سیستم می توانندپیش از شکست 3/7 کانال را آماده سازی کنند. دندان های مورد استفاده در مطالعه ذکر شده از انحنای متوسط (40-10 درجه) برخوردار بودند در حالی که مطالعه حاضر در کانال هایی با انحنای شدید (45 درجه) انجام شد، لذا از هر فایل تنها برای آماده سازی 5 کانال استفاده شد.

بر اساس نتایج تحقیق حاضر، تعداد فایل های شکسته در گروه  ProTaper چهار مورد بود و در گروه Neoniti هیچ شکست فایلی مشاهده نگردید. هر چند از نظر آماری تفاوت بین تعداد فایل های شکسته در دو سیستم معنی دار نبود ولی از نظر کلینیکی می تواند برای ما بسیار با اهمیت تلقی شود. چرا که تلاش برای خارج کردن فایل شکسته می تواند منجر به حذف بیش از حد عاج و حتی بدتر از آن پرفوریشن ریشه گردد.(13)در سیستم  ProTaper استفاده از سه فایل Shaping پیش از کاربرد فایل های Finishing استفاده از آنها را تسهیل می نماید. لذا اولین فایل Finishing این سیستم که فایل F1 می باشد) با تیپر 7 درصد در mm 3 اولیه) معمولا به راحتی تا اپکس نفوذ می کند. اما فایل Finishing بعدی یعنی F2 با تیپر بیشتر از) F1 تیپر 8 درصد در mm3 اولیه) ممکن است به راحتی نفوذ نکرده و دچار شکست شود. درتحقیقی که توسط Ertas و همکاران(12) انجام گردید نیز بیشترین فایل در سیستم ProTaper که دچار شکست شده بود فایل F2 ذکر شده است. در مطالعه Ankrum و همکاران(14)، درصد شکست و تغیر شکل فایل های پروتیپر در کانال های با انحنای زیاد به ترتیب 6 و درصد 4/2 درصد ذکر شده است. میزان بالاتر شکست و تغیر شکل در مطالعه حاضر می تواند به دلیل تفاوت در روش اجرا باشد. در مطالعه  Ankrumو همکاران از هر فایل برای پاکسازی یک کانال استفاده شد و میزان شکست و تغیر شکل برای هر بار استفاده از فایل محاسبه گردیده است. ولی در مطالعه حاضر هر فایل برای پاکسازی 5 کانال استفاده شد تا تاثیر Fatigue Stress بر شکست فایل حذف نگردد.

عدم شکست فایل های سیستم Neoniti در مطالعه حاضر می تواند مربوط به انعطاف پذیری بالای این فایل ها باشد. این فایل ها Metallic memory معمول فلزات و تمایل بازگشت سریع به حالت مستقیم را ندارند. این ویژگی احتمالاً مربوط به کاربرد فرایند EDM و چرخه حرارتی مناسب به کار رفته در ساخت این فایل ها می باشد که منجر به انعطاف پذیری بالای فایل های این سیستم گردیده است.(15) در مطالعه معظمی و همکاران(15) نیز که از فایل Neolix به صورت تک فایل (فایل A1  سایز 25، تیپر 8 درصد) برای آماده سازی کانال های با انحنای
30-15 درجه استفاده گردیده بود، تنها یکی از فایل های Neolix  حین آماده سازی کانال دچار شکست شده بود.

محل قطعه شکسته فایل می تواند اطلاعات مهمی در مورد نواحی پاک سازی شده و یا نواحی که قابل پر کردن نیستند و همچنین امکان خارج کردن فایل شکسته به کلینیسین بدهد. در این مطالعه قطعه شکسته در ناحیه اپیکال مشاهده گردید که در بیشتر موارد خارج کردن آن بسیار سخت می باشد. ولی با توجه به شکست فایل F2 که در مراحل پایانی آماده سازی استفاده می شود، می توان امیدوار بود که پاک سازی کانال تا حدود زیادی انجام شده باشد. در مطالعهAnkrum (14) نیز محل شکست فایل، 3/1 آپیکال ذکر گردیده است.

مشخص کردن طول قطعه شکسته فایل هم از نظر تعیین ضعیف ترین قسمت فایل برای شکست اهمیت فراوان دارد. در این مطالعه شکست در سه میلی متری انتهایی هر چهار فایل رخ داد، که می تواند نشانه ضعف این قسمت از فایل باشد.

نتیجه گیری

هرچند تعداد فایل هایی که دچار تغییر شکل شده بودند در دو گروه برابر بود، ولی با توجه به تعداد فایل کمتر در سیستم Neoniti درصد تغییر شکل در فایل های این سیستم بیشتر بود. اما ارزش کلینیکی این مسئله در این می باشد که ممکن است در فایل های Neoniti با بررسی دقیق فایل تحت بزرگنمایی بتوان از شکست فایل جلوگیری کرد. همچنین با توجه به بالاتر بودن میزان تغیر شکل در فایل های سیستم Neonity  و میزان شکست بالاتر در فایل های ProTaper شاید بتوان گفت در فایل های ProTaper احتمال شکست بدون تغیر شکل فایل بیشتر است.

تشکر و قدردانی

نتایج این مقاله برگرفته از پایان نامه دانشجویی با شماره 2816 می باشد. نویسندگان مقاله از پشتیبانی مالی معاونت پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی مشهد تشکر می نمایند.

References

  1. Peters OA. Current challenges and concepts in the preparation of root canal systems: A review. J Endod 2004; 30(8): 559-67.
  2. Calberson FL, Deroose CA, Hommez GM, De Moor RJ. Shaping ability of ProTaper nickel-titanium files in simulated resin root canals. Int Endod J 2004; 37(9): 613-23.
  3. Ingle john, Backland Leif K. Endodontics. 6th ed. London: BC Decker Inc; 2008. P. 486, 487, 509.
  4. Sattapan B, Nervo GJ, alamara JE, Messer HH. Defects in rotary nickel-titanium files after clinical use. J Endod 2000; 26(3):161-5.
  5. Shen Y, Cheung GS, Bian Z, Peng B. Comparison of defects in ProFile and ProTaper systems after clinical use. J Endod 2006; 32(1): 61-5.
  6. Cheung GS, Peng B, Bian Z, Shen Y, Darvell BW. Defects in ProTaper S1 instruments after clinical use: fractographic examination. Int Endod J 2005; 38(11): 802-9.
  7. Martin B, Zelada G, Varela P, Bahillo JG, Magan F, Ahn S, et al. Factors influencing the fracture of nickel-titanium rotary instruments. Int Endod J 2003; 36(4): 262-6.
  8. Zelada G, Varela P, Martin B, Bahillo JG, Magan F, Ahn S. The effect of rotational speed and the curvature of root canals on the breakage of rotary endodontic instruments. J Endod 2002; 28(7): 540-2.
  9. Shen Y, Zhou HM, Zheng YF, Peng B, Haapasalo M. Current challenges and concepts of the thermomechanical treatment of nickel-titanium instruments. J Endod 2013; 39(2):163-72.
  10. Gupta R, Dhingra A, Aggarwal N, Yadav V. A new approach to single file endodontics: Neoniti rotary file system. Int J Advanc Case Reports 2015; 2(16): 1030-2.
  11. Cirano FR, Romito GA, Todescan JH. Determination of root dentin and cementum micro hardness. Braz J Oral Sci 2004; 3(8): 420-4.
  12. Ertas H, Capar ID. An in vitro analysis ofseparation of multi-use ProTaper Universal and ProTaper next instruments in extracted mandibular molar teeth. Scanning 2015; 37(4): 270-6.    
  13. Shemesh H, Roeleveld AC, Wesselink PR, Wu MK. Damage to root dentin during retreatment procedures. J Endod 2011; 37(1): 63-6.
  14. Ankrum MT, Hartwell GR, Truitt JE. K3 Endo, ProTaper, and ProFile systems: Breakage and distortion in severely curved roots of molars. J Endod 2004; 30(4): 234-7.
  15. Moazzami F, Khojastepour L, Nabavizadeh M, Habashi MS. Cone-beam computed tomographyassessment of root canal transportation by Neoniti and reciproc single-file systems. Iran Endod J 2016; 11(2):96-100.

Files

History

  • Receive Date: 17 July 2016
  • Accept Date: 17 July 2016

Share

How to cite

Statistics