Gianluca Gambarini, Andrea Cicconetti, Dario Di Nardo, Gabriele Miccoli*, Alessio Zanza, Luca Testarelli und Marco Seracchiani
Abstrakt:
ProTaper Universal (PTU), ProTaper Gold (PTG) (Maillefer, Ballaigues, Schweiz), EdgeTaper (ET) und EdgeTaper Platinum (ETP) (Albuquerque, NM, [USA]) wurden hinsichtlich ihrer Torsions- und Biegefestigkeit getestet. Ziel dieser Stuide war die Bewertung des Einflusses einer firmeneigenen Wärmebehandlung auf die metallurgischen Eigenschaften der o. a. Instrumente. Vier Gruppen mit insgesamt 30 unterschiedlichen Instrumenten (Größe 20,07) wurden getestet und in zwei Untergruppen von jeweils 15 Instrumenten aufgeteilt: eine für den zyklischen Ermüdungstest in einem gekrümmten Kanal (90° – 2 mm Radius) bei 300 U/min und 2,5 Ncm. Die Zeit bis zum Bruch (TtF) und die Fragmentlänge (FL) wurden aufgezeichnet. Die andere Untergruppe wurde dem Torsionstest unterzogen (300 U/min; 5,5 Ncm). Das Drehmoment zum Zeitpunkt des Bruchs und die Zeit bis zum Bruch wurden aufgezeichnet. Alle Instrumente durchliefen eine SEM-Analyse. Die wärmebehandelten Instrumente wiesen eine wesentlich höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber Ermüdung auf als die nicht wärmebehandelten Instrumente (p < 0,05). Keine wesentlichen Unterschiede wurden bei ET und PTU sowie ETP und PTG hinsichtlich der Torsionsfestigkeit gefunden. Beim Vergleich aller Gruppen wiesen die wärmebehandelten Instrumente eine geringere Torsionsfestigkeit auf. Die Verbesserung aufgrund der Wärmebehandlung war im Wesentlichen in der Widerstandsfähigkeit gegenüber zyklischer Ermüdung zu sehen.
Einführung:
Der intrakanale Bruch der rotierenden NiTi-Feilen zählt weiterhin zu den wichtigsten Problempunkten bei der Wurzelkanalbehandlung. Zahlreiche Autoren haben aufgezeigt, dass rotierenden NiTi-Feilen im Wesentlichen aus zwei Gründen versagen: mangelnde Wechselbiege- und Torsionsfestigkeit [1,2]. Das zyklische Ermüdungsversagen der Feile ist die Folge wiederholter Druck- und Zugspannungen an der maximal belasteten Stelle der Feile auftreten. Diese Stelle befindet sich am Punkt der maximalen Krümmung in der Anatomie des Wurzelkanals [3]. Das torsionale Versagen tritt dann ein, wenn die Spitze (oder ein anderer Teil der Feile) im Wurzelkanal blockiert wird (d. h. bindet), während sich der Motor weiterhin dreht, bis die Torsionsgrenzen überwunden werden und der Bruch eintritt [4]. Die mechanische Widerstandsfähigkeit von rotierenden NiTi-Feilen wurde anhand von zwei Methoden getestet: zyklische Ermüdungstests und Torsionstest. Bei der Untersuchung zyklischer Ermüdungserscheinungen werden die Instrumente in der Regel mit der empfohlenen Drehgeschwindigkeit in einem künstlichen gekrümmten Kanal gedreht, bis der Bruch eintritt. Bei Untersuchung der Torsionsfestigkeit wird die Spitze auf Grundlage der ADA-Testempfehlungen für manuelle Edelstahlfeilen in der Regel bei 2 mm gesperrt, während die Drehgeschwindigkeit bei 2 U/min bleibt. Leider gibt es keinen ADA-Standard für Tests mit rotierenden NiTi-Feilen. Aus diesem Grund unterscheiden sich die Studien und Studienergebnisse aufgrund der unterschiedlichen Testvorrichtungen und Methodologien ggf. wesentlich [5–7]. In den vergagnenen Jahren wurden Verbesserungen des Designs, der Legierungen und der Fertigungsprozesse vorgeschlagen, um die mechanische Widerstandsfähigkeit von rotierenden NiTi-Feilen zu steigern. Verschiedene firmeneigene Wärmebehandlungsanwendungen wurden dahingehend entwickelt. Studien zufolge verbessern thermische Behandlungen (für Feilen mit derselben Geometrie und mit demselben Design) die Widerstandsfähigkeit gegenüber zyklischer Ermüdung, senken aber gleichzeitig die Torsionsfestigkeit einer Feile[8–10]. In einigen Studien wurden auch wärmebehandelte Feilen mit nicht-wärmebehandelten Feilen und unterschiedlichen Querschnitten in zyklischen Ermüdungstests verglichen, in denen aufgezeigt wurde, dass die Wärmebehandlung nicht unbedingt der einflussreichste Parameter für eine Biegefestigkeit ist[11]. Daher kann es sein, dass zahlreiche andere Faktoren auf die mechanische Widerstandsfähigkeit einwirken. Daten zufolge können unterschiedliche Querschnitte, Spitzen- und Konusabmessungen, Steigung und operative Bewegungen die Widerstandsfähigkeit gegenüber Biegebeanspruchung und Torsionsbelastung beeinflussen[12–14]. Zusätzliche Masse steigert die Torsionsfestigkeit und senkt die Widerstandsfähigkeit gegenüber Ermüdung[15]. Aber in nur wenigen Studien sind bisher Instrumente desselben Designs (und unterschiedlicher Wärmebehandlung) auf Torsions- und Ermüdungsfestigkeit verglichen worden[16,17]. Aus diesem Grund wurden in dieser Studie vier kommerzielle Instrumente mit ähnlichen Design- sowie Spitzen- und Konusabmessungen getestet und verglichen, um bewerten zu können, ob und inwiefern sich unterschiedliche Wärmebehandlungen auf die Torsions- und Biegefestigkeit auswirken.
Schlussfolgerung:
Zusammenfassend zeigte die Wärmebehandlung beider Hersteller, dass sie einen wesentlichen Einfluss auf die Steigerung der Ermüdungsfestigkeit hat. Die Torsionsfestigkeit wurde jedoch durch die Wärmebehandlungen nicht verbessert. Desweiteren ist es möglich, dass torsionales Versagen schnell eintritt, wenn ein Taper-Lock-Effekt auftritt, da die aufgezeichneten Drehmomentwerte an der Bruchstelle wesentlich niedriger waren als die vom Hersteller empfohlenen operativen Drehmomentwerte.
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