WSTĘP

Szczelne, trójwymiarowe wypełnienie przestrzeni systemu kanałów korzeniowych jest jednym z wielu czynników wpływających na rezultat leczenia endodontycznego. Uszczelniacze endodontyczne są uzupełnieniem głównego materiału wypełniającego kanał. Jednak ich rola jest znamienna dla uzyskania szczelności całego wypełnienia, gdyż uszczelniacze wypełniają nieregularności systemu endodontycznego (zachyłki, kanały boczne, cieśni, ramifikacje i delty korzeniowe) oraz zmniejszając tarcie ułatwiają wprowadzanie gutaperki do kanału. Uszczelniacze powinny dokładnie wypełniać przestrzeń między materiałem głównym a ścianą kanału (1). Pomiędzy zębiną kanałów korzeniowych a uszczelniaczami dochodzi do interakcji, która polega między innymi na penetracji uszczelniacza do otwartych kanalików zębinowych oraz hybrydyzacji kolagenu resztkowego (obnażonego w trakcie płukania), (2, 3, 4). Obecnie tzw. złoty standard stanowią uszczelniacze epoksydowe typu AH Plus (Denstsply, Konstanz, Niemcy), które są już dość długo w sprzedaży i zostały dokładnie przebadane. W przeciwieństwie do wcześniejszej generacji uszczelniaczy epoksydowych AH Plus i jego pochodnych, np. 2Seal (VDW, Monachium, Niemcy), nie powodują przebarwień zębów oraz nie wydzielają formaldehydu. Uszczelniacze tego typu składają się z dwóch past zawierających: żywice epoksydowe, wolframian wapnia, tlenek cyrkonowy, tlenek krzemowy, tlenek żelazowy, aminy (N,N’-dibenzyl-5-oxa-nonandiamina-1,9 i TCD-diamina) oraz olej silikonowy. Charakteryzują je takie cechy jak: hydrofobowość, nierozpuszczalność, dobry kontrast na zdjęciach rentgenowskich, brak sorpcji wody oraz duża stabilność przestrzenna (5, 6, 7). Są cytotoksyczne, ale tylko w trakcie wiązania. Po trzech dobach już nie wykazują znaczącej cytotoksyczności (6, 8, 9). Hydrofobowość i gęstość tych uszczelniaczy może być również ich wadą, gdyż źle wiążą w wilgotnym środowisku oraz nie umożliwiają pełnej hybrydyzacji odsłoniętego kolagenu, co prowadzi do powstania nanonieszczelności (4, 10).

W 1995 roku Torabinejad wprowadził do użytku materiał o nazwie MTA (ang. Mineral Trioxide Aggregate). Jest to zmodyfikowany cement portlandzki. Główną zaletą MTA jest jego biozgodność i szczelność w środowisku wilgotnym. MTA potrafi związać w obecności wilgoci, krwi i płynów ustrojowych bez wpływu na szczelność (11, 12). Zakres zastosowań MTA został dodatkowo rozszerzony, gdyż niektórzy badacze zaczęli stosować MTA jako uszczelniacz (13, 14). Ciągły rozwój doprowadził do wprowadzenia na rynek uszczelniaczy mineralnych na bazie MTA. Uszczelniacze tego typu powinny teoretycznie charakteryzować się zbliżonymi właściwościami do MTA.

Jednym z nowych uszczelniaczy mineralnych jest Tech Biosealer Endo (Isasan, Włochy), który jest rozwinięciem koncepcji MTA i ma skład zbliżony do cementu portlandzkiego. Proszek zawiera: gips, chlorek wapnia, trójtlenek bizmutu, montmorylonit (uwodniony hydroksykrzemian glinu) i fluorek sodu; a płyn to DPBS (Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline – izotoniczny bufor fosforanowy Renato Dulbecco).

Innym podejściem do stworzenia uszczelniacza na bazie MTA jest nowo wprowadzony na rynek MTA Fillapex (Angelus, Brazylia). W odróżnieniu od Tech BioSealer Endo, MTA Fillapex nie jest cementem czysto mineralnym, lecz mieszaniną żywic i minerałów. Składa się z dwóch past, które zawierają: żywicę salicylanową, żywicę rozpuszczającą, żywicę naturalną, trójtlenek bizmutu, krzemionkę nanocząsteczkową, MTA oraz barwniki. Szczelność nowo wprowadzonych na rynek uszczelniaczy nie jest jeszcze dostatecznie zbadana.

CEL PRACY

Celem pracy było porównanie in vitro szczelności wierzchołkowej wypełnień z gutaperki z uszczelniaczami:

• Tech Biosealer Endo (Isasan, Włochy),

• MTA Fillapex (Angelus, Brazylia),

• 2Seal (VDW, Niemcy).

METODOLOGIA

Do badania wykorzystano 66 korzeni usuniętych ludzkich zębów. Zęby przechowywano po ekstrakcji w 1% roztworze chloraminy. Po ich oczyszczeniu, odcięto korony na wysokości połączenia szkliwno-cementowego za pomocą wierteł z nasypem diamentowym z ciągłym chłodzeniem wodno-powietrznym (Ryc. 1). Długość roboczą wyznaczono pilnikami typu C o rozmiarze 06 wg ISO (VDW), którymi osiągnięto otwór anatomiczny, a następnie wycofano narzędzie o 0,5 mm. Wstępnego poszerzenia dokonano za pomocą pilników C o rozmiarach 10-15 wg ISO. Koronową część kanałów poszerzono wiertłami typu Gates-Glidden o rozmiarach: 4, 3 i 2.

Następnie kanały korzeniowe opracowano za pomocą systemu rotacyjnego MTwo do rozmiaru ISO 40/04 metodą crown-down według schematu:

• 25/06 na ½ długości roboczej,

• 20/06 na ⅔ długości roboczej,

• 15/.05, 20/06, 25/06, 30/.05, 35/.04, 40/.04 na pełną długość roboczą.

Na każde narzędzie naniesiono niewielką ilość lubrykantu (File Care – VDW), a pomiędzy każdym narzędziem kanały korzeniowe płukano 5,25% podchlorynem sodu (Ryc. 2).

Po opracowaniu mechanicznym kanały przepłukano według protokołu:

• 5,25% podchloryn sodu (2 ml, 2 min),

• 40% kwas cytrynowy (1 ml, 1 min),

• 5,25% podchloryn sodu (1 ml, 1 min),

• 40% kwas cytrynowy (1 ml, 1 min),

• 5,25% podchloryn sodu (5 ml, 5 min),

• 40% kwas cytrynowy (0,5 ml, 10 s),

• woda destylowana (2 ml, 1 min),

• 2% chlorheksydyna (4 ml, 2 min).

Korzenie podzielono na trzy równe grupy eksperymentalne (n=20) oraz dwie grupy kontrolne: pozytywną i negatywną (po trzy zęby). Kanały korzeniowe grupy kontrolnej pozytywnej pozostawiono niewypełnione, natomiast kanały korzeniowe grupy negatywnej zamknięto systemem łączącym G Bond oraz kompozytem Gradia Direct (GC, Japonia). W grupie 1 zastosowano uszczelniacz Tech Biosealer Endo, w grupie 2 – MTA Fillapex, a w grupie 3 – 2Seal. Następnie po wysuszeniu kanałów korzeniowych (sztyftami papierowymi), niezwłocznie wypełniono wszystkie kanały korzeniowe gutaperką metodą pionowej kondensacji termicznej za pomocą urządzenia E&Q Wireless (Meta, Korea Płd.). Wierzchołki zweryfikowanych ćwieków gutaperkowych pokryto cienką warstwą uszczelniaczy. Całość wprowadzono do kanałów wykonując kilkakrotnie ruchy posuwisto-zwrotne. Rozgrzanym do 200°C pluggerem o rozmiarze MF (Pen z zestawu E&Q Wireless) uplastyczniono gutaperkę na głębokości o około 4 mm krótszej od długości roboczej, a następnie materiał w kanale skondensowano pionowo pluggerem ręcznym typu Machtou rozmiar 1 (VDW). Pozostałą pustą przestrzeń w kanałach wypełniono za pomocą pistoletu (Gun z zestawu E&Q Wireless) aplikując do kanału w małych porcjach rozgrzaną do 150°C gutaperkę, którą kondensowano pluggerami typu Machtou (rozmiar 1-4).

Po wypełnieniu kanałów korzeniowych, próbki pozostawiono na trzy doby w wilgotnym środowisku w temperaturze 37°C. Następnie odcięto jednomilimetrowe odcinki od wierzchołków anatomicznych korzeni za pomocą separatora z obustronnym nasypem z chłodzeniem wodno-powietrznym. Korzenie pokryto dwoma warstwami szybko schnącego lakieru z wyjątkiem półmilimetrowego marginesu wokół wypełnień kanałów w części wierzchołkowej (Ryc. 3). Korzenie grupy kontrolnej negatywnej pokryto w całości lakierem. Tak przygotowane próbki poddano tygodniowej kąpieli w 2% wodnym roztworze błękitu metylenowego. Po opłukaniu pod bieżącą wodą, korzenie nacięto wzdłuż osi długiej za pomocą separatora z obustronnym nasypem diamentowym. Po nacięciu korzenie rozłupano dłutkiem, a materiał wypełniający kanały usunięto za pomocą zgłębnika (Ryc. 4). Uzyskane dwie połowy korzeni poddano pomiarowi głębokości przecieku wierzchołkowego za pomocą mikroskopu Zeiss OPMI Pico oraz linijki mikrometrycznej typu IP67. Wyniki pomiaru zapisano w bazie danych i poddano analizie statystycznej testami U Manna-Whitney’a oraz t-Studenta (przy założeniu normalności próby, potwierdzonej testem Shapiro-Wilka).

WYNIKI

W grupie kontrolnej pozytywnej stwierdzono przeciek barwnika na pełną długość kanałów korzeniowych, natomiast w kanałach grupy kontrolnej negatywnej nie odnotowano żadnego przecieku barwnika.

Największą szczelność uzyskano stosując gutaperkę z uszczelniaczem 2Seal. W tej grupie odnotowano średnią wartość przecieku równą 0,955 mm, medianę 0,795 mm i odchylenie standardowe 0,47.

Porównywalne wyniki uzyskano wypełniając gutaperką z uszczelniaczem MTA Fillapex. Średnia wartość przecieku wyniosła 1,206 mm, mediana 1,19 mm, a odchylenie standardowe 0,43.

Największy przeciek stwierdzono w zębach wypełnionych gutaperką z uszczelniaczem Tech BioSeal Endo, gdzie uzyskano średnią wartość 2,32 mm, medianę 2,49 mm i odchylenie standardowe 0,74.

Różnice, między grupą zębów wypełnionych uszczelniaczem Tech Biosealer Endo a grupami wypełnionymi uszczelniaczami 2Seal i MTA Fillapex, były istotne statystycznie (p=0,0).

Nie stwierdzono znamiennych statystycznie różnic pomiędzy grupami wypełnionymi uszczelniaczami 2Seal oraz MTA Fillapex, ale zaobserwowano tendencję (p=0,09).

Wartości penetracji barwnika dla wszystkich grup zestawiono w tabeli oraz na wykresie (Ryc. 5,
Tab. I).

DYSKUSJA

Szczelność wypełnień kanałów korzeniowych jest istotnym czynnikiem modyfikującym końcowy efekt leczenia endodontycznego. Zależy od jakości i sposobu opracowania mechanicznego i chemicznego (protokołu płukania), wysuszenia kanału, metody wypełnienia oraz od materiału wypełniającego i uszczelniacza.

Porównywane w badaniu uszczelniacze charakteryzuje odmienność składu chemicznego i sposobu wiązania. Wprowadzone niedawno uszczelniacze na bazie MTA teoretycznie powinny wyeliminować wady powszechnie używanych uszczelniaczy epoksydowych. Hydrofilność i zdolność do wiązania w środowisku wilgotnym to cechy, które  są pożądane wśród materiałów do wypełnień kanałów, gdyż w warunkach klinicznych występują trudności w uzyskaniu idealnej suchości w wierzchołkowej części kanału. Pewną wadą uszczelniaczy epoksydowych jest ich cytotoksyczność w trakcie wiązania. Nie ma ona jednak większego znaczenia dla tkanek okołowierzchołkowych, bo uszczelniacze związane są obojętne dla tkanek (15). Jednak cytotoksyczność uszczelniaczy w trakcie wiązania może mieć potencjalne znaczenie dla dodatkowej eradykacji patogenów resztkowych pozostałych w systemie endodontycznym. Z badań Yasudy i wsp. wynika, iż AH Plus ma w trakcie wiązania właściwości antyseptyczne, które mogą mieć korzystne aspekty kliniczne. Natomiast uszczelniacze na bazie MTA takich cech nie mają (16). Z kolei Zhang i wsp. stwierdzili w badaniach dłuższą aktywność bakteriostatyczną uszczelniacza mineralnego iRoot SP (15, 17). Podobnie Tanomaru i wsp. uzyskali zbliżone właściwości między różnymi rodzajami MTA a uszczelniaczem epoksydowym (18). Kolejną, istotną cechą każdego uszczelniacza jest szczelność. Wypełnienie kanału powinno stanowić trwałą barierę dla patogenów, a żaden z obecnie stosowanych uszczelniaczy nie umożliwia uzyskania całkowitej szczelności.

Celem niniejszej pracy było porównanie szczelności nowo wprowadzonych uszczelniaczy na bazie MTA ze sprawdzonym i dobrze znanym uszczelniaczem epoksydowym. W badaniu wykorzystano  technikę biernego przecieku błękitu metylenowego. Metoda ta umożliwia uzyskanie precyzyjnych wyników, bo cząsteczka błękitu metylenowego charakteryzuje się doskonałą penetracją w mikro- i nanoprzestrzenie pomiędzy ścianą kanału a materiałem wypełniającym kanał korzeniowy (1). W metodologii badania dobrano odpowiedni protokół płukania, który umożliwia uzyskanie optymalnej szczelności zarówno uszczelniaczami hydrofilnymi, jak i hydrofobowymi (10, 19). Zastosowany protokół płukania umożliwia rozpuszczenie kolagenu, obnażonego w wyniku demineralizacji zębiny chelatorem. Rozpuszczenie macierzy kolagenowej jest konieczne, bo uszczelniacze nie mogą jej w pełni przesycić (2, 3, 4). W ten sposób mogłaby powstać wypełniona białkiem przestrzeń między materiałem a zębiną, która może ulegać degradacji mechanicznej oraz enzymatycznej (10). Grubość warstwy obnażonego kolagenu zależy od kwasowości chelatora i waha się między 1-6 µm (2, 3, 4). Ponieważ średnica patogenów endodontycznych wynosi 1-2 µm, konieczne jest rozpuszczenie obnażonej macierzy białkowej. Zaproponowany protokół płukania również umożliwia interakcję uszczelniaczy hydrofobowych oraz hydrofilnych z zębiną. Z badań wynika, iż chlorheksydyna ma nie tylko właściwości antyseptyczne, ale jest również czynnikiem potencjalnie poprawiającym adhezję i szczelność. Chlorheksydyna stabilizuje kolagen resztkowy i warstwę hybrydową, poprawia infiltrację kolagenu oraz jest niespecyficznym inhibitorem metaloproteinaz (10, 19).

W niniejszym badaniu najgorsze wyniki osiągnięto stosując uszczelniacz na bazie MTA (Tech Biosealer Endo), co jest zbieżne z wynikami Oliveira i wsp (14). Najlepszy rezultat uzyskano wykorzystując uszczelniacz epoksydowy 2Seal. W poprzednich badaniach autorzy uzyskali gorsze od przedstawionych wyniki szczelności AH Plus z gutaperką (1). Jednak zastosowano wówczas inne protokoły płukania, które nie uwzględniały rozpuszczenia macierzy kolagenowej. Zatem kombinacja zaproponowanego protokołu płukania oraz gutaperki z uszczelniaczem epoksydowym, skutkuje uzyskaniem dobrych i powtarzalnych wyników szczelności (10, 19). Porównywalne wyniki z 2Seal osiągnięto stosując uszczelniacz MTA Fillapex. Wypełnienia tej grupy badawczej charakteryzuje największa powtarzalność wyników (najmniejsze odchylenie standardowe). MTA Fillapex jest nowym i obiecującym uszczelniaczem do wypełniania kanałów korzeniowych. Spełnia wszystkie normy ISO i jest umiarkowanie hydrofilny (20). Jego hydrofilność oraz zbliżona do uszczelniacza 2Seal szczelność sugerują, że MTA Fillapex może być uszczelniaczem odpowiedniejszym w przypadkach zawilgocenia strefy wierzchołkowej kanałów korzeniowych. Jednak, aby móc w pełni ocenić przydatność uszczelniacza MTA Fillapex jest wskazane wykonanie dalszych badań dotyczących np. szczelności w warunkach zwiększonego zawilgocenia kanału korzeniowego, cytotoksyczności, stabilności przestrzennej, odporności na biodegradację itp.

WNIOSKI

1. Największą szczelność wierzchołkową osiągnięto stosując gutaperkę z uszczelniaczem epoksydowym 2Seal (p=0,09).

2. MTA Fillapex umożliwił uzyskanie porównywalnych wyników z 2Seal i jest uszczelniaczem o największej powtarzalności wyników wśród grup badanych (p=0,09).

3. Najgorsze wyniki stwierdzono w zębach wypełnionych gutaperką z uszczelniaczem Tech Biosealer Endo (p=0,0).

4. Z klinicznego punktu widzenia najkorzystniejsze jest zastosowanie uszczelniaczy 2Seal i MTA Fillapex z uwzględnieniem zastosowanego protokołu płukania.

..............................................................................................................................................................

PIŚMIENNICTWO

1.     Wilkoński W., Krupiński J., Jamróz-Wilkońska L.: Analiza porównawcza przecieku wierzchołkowego wypełnień kanałów korzeniowych w zależności od protokołu płukania –  badanie in vitro. Mag. Stom., 2011; 6:84-90.

2.     Tay F. R., Gutmann J. L., Pashley D. H.: Microporous, demineralized collagen matrices in intact radicular dentin created by commonly used calcium-depleting endodontic irrigants. J. Endod., 2007; 33, 9: 1086-1090.

3.     Tay F. R. i wsp.: Ultrastructure of smear layer-covered intraradicular dentin after irrigation with BioPure MTAD. J. Endod. 2006; 32, 3: 218-221.

4.     Tay F. R. i wsp.: Ultrastructure of intraradicular dentin after irrigation with BioPure MTAD. II. The consequence of obturation with an epoxy resin-based sealer. J. Endod. 2006; 32, 5: 473-477.

5.     Donnelly A., Sword J., Nishitani Y., Yoshiyama M., Agee K., Tay F. R., Pashley D. H.: Water sorption and solubility of methacrylate resin-based root canal sealers. J. Endod. 2007; 33, 8: 990-4.

6.     Loushine B. A., Bryan T. E., Looney S. W., Gillen B. M., Loushine R. J., Weller R. N., Pashley D. H., Tay F. R.: Setting properties and cytotoxicity evaluation of a premixed bioceramic root canal sealer. J. Endod. 2011; 37, 5: 673-7.

7.     Flores D. S., Rached F. J. Jr, Versiani M. A., Guedes D. F., Sousa-Neto M. D., Pécora J. D.: Evaluation of physicochemical properties of four root canal sealers. Int Endod. J. 2011; 44, 2: 126-35.

8.     Karapınar-Kazandağ M., Bayrak O. F., Yalvaç M. E., Ersev H., Tanalp J., Sahin F., Bayırlı G.: Cytotoxicity of 5 endodontic sealers on L929 cell line and human dental pulp cells. Int. Endod. J. 2011; 2, 10.

9.     Al-Hiyasat A. S., Tayyar M. Darmani H.: Cytotoxicity evaluation of various resin based root canal sealers. Int. Endod. J. 2010; 43, 2: 148-53.

10.     Wilkoński W., Krupiński J., Jamróz-Wilkońska L.: Współczesne poglądy na temat opracowania chemicznego kanałów korzeniowych. Por. Stomatol. 2011; XI, 2, 109: 74-81.

11.     Parirokh M., Torabinejad M.: Mineral trioxide aggregate: a comprehensive literature review – Part I: chemical, physical, and antibacterial properties. J Endod. 2010; 36, 1: 16-27.

12.     Torabinejad M., Parirokh M.: Mineral trioxide aggregate: a comprehensive literature review – part II: leakage and biocompatibility investigations. J. Endod. 2010; 36, 2: 190-202.

13.     Gandolfi M. G., Prati C.: MTA and F-doped MTA cements used as sealers with warm gutta-percha. Long-term study of sealing ability. Int. Endod. J. 2010; 43, 10: 889-901.

14.     Oliveira A. C, Tanomaru JM, Faria-Junior N, Tanomaru-Filho M.: Bacterial leakage in root canals filled with conventional and MTA-based sealers. Int. Endod. J. 2011; 44, 4: 370-5.

15.     Zhang W., Li Z., Peng B.: Ex vivo cytotoxicity of a new calcium silicate-based canal filling material. Int. Endod. J. 2010; 43, 9: 769-74.

16.     Yasuda Y., Kamaguchi A., Saito T.: In vitro evaluation of the antimicrobial activity of a new resin-based endodontic sealer against endodontic pathogens. J. Oral Sci. 2008; 50, 3: 309-13.

17.     Zhang H., Shen Y., Ruse N. D., Haapasalo M.: Antibacterial activity of endodontic sealers by modified direct contact test against Enterococcus faecalis. J. Endod. 2009; 35, 7: 1051-5.

18.     Tanomaru-Filho M., Tanomaru J. M., Barros D. B., Watanabe E, Ito IY.: In vitro antimicrobial activity of endodontic sealers, MTA-based cements and Portland cement. J. Oral Sci. 2007; 49, 1: 41-5.

19.     Wilkoński W., Krupiński J., Jamróz-Wilkońska L.: Wpływ sposobu płukania kanałów korzeniowych na szczelność koronową wypełnień kanałów – badanie in vitro. Mag Stom. (w druku).

20.     Raport Center for the Development and Control of Biomaterials, Pelotas Federal University.

..............................................................................................................................................................

Adres do korespondencji:

Wojciech Wilkoński
Prywatny Gabinet Stomatologiczny
34-100 Wadowice
ul. Topolowa 14
tel.: (33) 823 52 32
e-mail: wilkonski@onet.pl

Pracę nadesłano: 06.02.2011 r.
Przyjęto do druku: 28.06.2011 r.