Einfluss des Tapers bei der Entfernung von Kalziumhydroxid aus dem Wurzelkanal. Der Medizinischen Fakultät. der Friedrich-Alexander-Universität

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1 Einfluss des Tapers bei der Entfernung von Kalziumhydroxid aus dem Wurzelkanal. Der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg zur Erlangung des Doktorgrades Dr.med.dent. vorgelegt von Kathrin Michaela Peter aus Gelnhausen.

2 Als Dissertation genehmigt von der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Vorsitzender des Promotionsorgans: Prof. Dr. Dr. h.c. J. Schüttler Gutachter: Prof. Dr. U. Lohbauer Gutachter: Prof. Dr. A. Petschelt Tag der mündlichen Prüfung: 4. Dezember 2015

3 Inhaltsverzeichnis 1. Zusammenfassung Hintergrund und Ziele Material und Methode Ergebnisse Schlussfolgerung Summary Objective Materials and Methods Results Conclusion Einleitung Literaturübersicht Aufbereitung Ziele ISO-normierte Stahlinstrumente FlexMaster Reciproc Spüllösungen Überblick und Alternativen Natriumhypochlorit Zitronensäure Kombinationen Kalziumhydroxid Wirkung Anwendung in der Zahnmedizin Entfernung und Einfluss auf Wurzelkanalfüllmaterialien Radioaktivitätsbestimmung Überblick C-Atom und radioaktive Markierung Flüssigkeitsszintillationszähler Problemstellung Material und Methode... 23

4 5.1 Gruppeneinteilung Medikamentöse Einlage Gewichtsbestimmung Radioaktive Markierung Fluoreszenzpulver Medikamentenapplikation Inkubation Entfernung der medikamentösen Einlage Spülung Gefrierbruchverfahren Messung Statistik Ergebnisse Werte Statistik Auswertung Diskussion Ergebnisse Studiendesign Vorbereitung der Zähne Versuchsaufbau Radioaktive Markierung und Messmethode Methodenkritik Ausblick Literaturverzeichnis Anhang Materialien und Geräte Wertetabellen Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Danksagung Lebenslauf... 75

5 1 1. Zusammenfassung 1.1 Hintergrund und Ziele Reste einer medikamentösen Einlage in einem Wurzelkanal können die Qualität und den Erfolg einer endodontischen Behandlung negativ beeinflussen. Die suffiziente Dichtigkeit der Wurzelfüllung kann bei verbliebenem medikamentösem Material nicht gewährleistet werden. Eine ungenügende Randständigkeit begünstigt die bakterielle Reinfektion und kann somit zum Misserfolg führen. Aufgrund dessen hat eine möglichst vollständige Entfernung der medikamentösen Einlage hohe Priorität. Ziel dieser Studie ist es, verschiedene Aufbereitungsmethoden mit unterschiedlichem Taper in ihrer Reinigbarkeit gegeneinander zu testen. 1.2 Material und Methode Drei Gruppen mit je zehn einwurzeligen, geraden, humanen Frontzähnen wurden unterschiedlich aufbereitet. Gruppe 1 wurde maschinell mit FlexMaster -Instrumenten bis zur Feilengröße aufbereitet. Gruppe 2 wurde manuell mit Kerr -Räumern und Hedströmfeilen bis ISO-Größe 40 aufbereitet. Bei Gruppe 3 kam die Reciproc -Feile 40 zur Anwendung. Bei allen Aufbereitungen wurde stetig mit 40%iger Zitronensäure und 3%igem Natriumhypochlorit gespült. Alle Versuchszähne wurden auf eine einheitliche Länge dekapitiert und zusätzlich wurden longitudinale Kerben eingefräst. Die Zähne wurden anschließend mit 14 C-Glucose radioaktiv markiertem Calxyl und einem Guttaperchastift gefüllt. Abschließend erfolgte der adhäsive, koronale Verschluss für alle Probenzähne mit einem fließfähigem Komopsit (Grandio Flow WO) und die Lagerung für 7 Tage in Jonosteril bei 35 C. Nach Ablauf der Inkubationszeit wurden alle Zähne mit je 4 ml 40%iger Zitronensäure und 3%igem Natriumhypochlorit gespült. Als Spülintervall wurden 0,5 ml, als Dauer pro Intervall 20 s gewählt. Im Anschluss an die Entfernung des Calxyls und Trocknung des Wurzelkanals wurde jeder Zahn

6 2 in flüssigem Stickstoff gefroren und entlang der eingefrästen Kerbe longitudinal aufgebrochen. Die Impulsrate der Reste des radioaktiv markierten Calxyls konnte anschließend im Szintillationszähler ermittelt werden, insofern alle Kanalflächen von der Szintillationsflüssigkeit erreichbar waren. 1.3 Ergebnisse Bei keiner der untersuchten Aufbereitungsmethode war es möglich, die medikamentöse Einlage vollständig zu entfernen. Mit der applizierten Gesamtspülmenge von 8 ml konnten bei allen Gruppen gute Reinigungsergebnisse erzielt werden. Die statistische Auswertung zeigt einen signifikanten Unterschied zwischen der Reinigung eines mit ISO- Handinstrumenten bis Feilengröße aufbereiteten Wurzelkanals und eines mit FlexMaster -Instrumenten bis Feilengröße aufbereiteten Wurzelkanals. Die ISO-Aufbereitung wies einen durchschnittlichen Calxyl - Rest im Wurzelkanal von 11,8 % auf, die FlexMaster -Aufbereitung von 5,03%. Mit einem Rest an Calxyl im Wurzelkanal von 9,7% bei einer Aufbereitung mit einer Reciproc -Feile 40 besteht ebenfalls ein signifikanter Unterschied zwischen dieser Gruppe und der FlexMaster -Gruppe. Der Taper der Masterfeile scheint bei einer Wurzelkanalaufbereitung einen Einfluss auf die effektive Reinigung des Wurzelkanals nach Kalziumhydroxidapplikation zu haben. 1.4 Schlussfolgerung Die Entfernbarkeit einer medikamentösen Einlage aus einem Wurzelkanal korreliert mit der Größe des Tapers des finalen Instruments bei der Wurzelkanalaufbereitung. Je größer der Taper gewählt wird, desto höher ist die Reinigungsleistung der eingesetzten Spülmenge. Bei 8 ml Gesamtspülmenge werden in vitro bei allen Aufbereitungsmethoden gute Ergebnisse erzielt, sodass bei keiner der getesteten Techniken eine klinische Anwendungsempfehlung in Frage gestellt werden müsste.

7 3 1. Summary 1.1 Objective Leftovers of an intracanal medication can have a negative impact on the quality and the success of an endodontic treatment. The sufficient solidity of the root filling cannot be guaranteed in case of remaining medicamentous material. An insufficient imperviousness favors the bacterial reinfection and hence can lead to failure of the treatment. Therefore an almost complete removal of the intracanal medication is of high priority. The study s aim is, to check the different methods of conditioning, in terms of their cleanliness, against each other. 1.2 Materials and Methods Three groups, each of them consisting of ten single-rooty, erect, human front teeth have been prepared differently. Group 1 has been prepared mechanically by means of FlexMaster -instruments up to a file size of Group 2 has been prepared manually by means of Kerr -reamers and Hedströmfiles up to ISO-size 40. In group 3 the Reciproc -file 40 has been used. All preparations have been purged continuously with 40% citric acid and 3% sodium hypochlorite. All experimental teeth have been decapitated to an uniform size and additionaly longitudinal dents have been milled in. Afterwards the teeth were filled with 14 C-glucose radioactively marked Calxyl and a gutta-percha point. Terminatory, all experimental teeth have been sealed adhesively and coronally by a flowable composite (Grandio Flow WO) and were stored 7 days in Jonosteril at a temperature of 35 C. After the incubation period all teeth have been purged with 4 ml of 40% citric acid and 3% sodium hypochlorite, each. The irrigation intervals were set at 0,5ml, the duration was 20 s per interval. After the Calxyl had been removed and the root canal had been dried, each tooth was frozen in liquid nitrogen and cut open longitudinally alongside the milled dents. The rate of impulse of the

8 4 radioactively triggered leavings of Calxyl could subsequently be determined in the scintillation counter, if all canal surfaces were accessible for the scintillation liquid. 1.3 Results It was impossible to completely remove the intracanal medication by means of all probed preparation methods. Good cleaning results could be accomplished with the applied amount of purging of 8 ml. The statistical assessment reveals a significant difference between the cleaning of a root canal which has been prepared with ISO manual instruments up to file size 40.02, and a root canal which has been prepared with FlexMaster instruments up to file size The ISO-preparation showed Calxyl leftovers of averagely 11,8% in the root canal, the FlexMaster -preparation showed 5,03%. A root canal prepared with a Reciproc -file 40 showed leftovers of 9,7% and hence shows also a significant difference to the group of FlexMaster -preparation. A masterfile s taper during the preparation of a root canal seems to have an impact on the effective cleaning of a root canal after the application of calciumhydroxide. 1.4 Conclusion The possibility of an intracanal medication to be removed from a root canal correlates with the taper size of the final instrument during the preparation of the root canal. The larger the taper, the higher is the cleaning quality of the deployed amount of purging liquid. For all preparation methods, good results can be accomplished with a purging amount of 8 ml in vitro, hence none of the tested techniques can be called into question concerning their respective recommendation for clinical applications.

9 5 2. Einleitung Bakterien sind als primärer, ursächlicher Faktor für die Entstehung einer pulpalen und periapikalen Läsion bekannt (Basrani und Haapasalo, 2012, Guerreiro-Tanomaru et al., 2012, Mohammadi und Dummer, 2011). Daher ist das oberste Ziel einer Wurzelkanalbehandlung, das gesamte Wurzelkanalsystem zu desinfizieren (Mohammadi, 2008). Derzeit ist es noch nicht möglich, die Infektion im Wurzelkanal alleine mit mechanischer Aufbereitung zu eliminieren (Basrani und Haapasalo, 2012). Hierfür werden zusätzlich noch chemische Spüllösungen sowie medikamentöse Einlagen im Wurzelkanal zwischen den Behandlungssitzungen angewendet (Guerreiro- Tanomaru et al., 2012, Mohammadi, 2008). Medikamentöse Einlagen werden empfohlen, um die Anzahl der Mikroorganismen im Wurzelkanal zu reduzieren (Kim und Kim, 2002). Es konnte nachgewiesen werden, dass Zähne mit infiziertem Wurzelkanal zur Zeit des Abfüllens wesentlich schlechtere Ergebnisse aufweisen als Wurzelkanäle, bei denen keine kultivierbaren Mikroorganismen mehr nachgewiesen werden konnten (Mohammadi und Dummer, 2011). Kalziumhydroxid ist als medikamentöse Einlage in der Lage, innerhalb einer Woche Bakterien im Wurzelkanal effektiv zu eliminieren. Seit seiner Einführung 1920 durch Hermann wird Kalziumhydroxid in der Endodontie angewandt (Siqueira und Lopes, 1999). Allerdings muss das Medikament vor dem Abfüllen möglichst vollständig entfernt werden, da verbliebene Reste den Erfolg einer Wurzelkanalbehandlung negativ beeinflussen (Kim und Kim, 2002). Vor allem im apikalen Bereich des Wurzelkanals ist die Reinigungsleistung durch Instrumente eingeschränkt. Es ist immer noch fraglich, welche apikale Aufbereitungsgröße eine maximale Reinigungsleistung in diesem Bereich ermöglicht (Bürklein et al., 2012). Die Meinungen zu diesem Thema gehen auseinander. Mehrere Studien zeigten, dass der Taper bei der Aufbereitung die Sauberkeit im Kanal nicht beeinflusst (Albrecht et al, 2004, Arvaniti und

10 6 Khabbaz, 2011). Es stellt sich eher so dar, als dass größere Taper die Schmierschicht im apikalen Kanalabschnitt nicht ausreichend entfernen (Arvaniti und Khabbaz, 2011). Jedoch zeigte Boutsioukis et al. (2010), dass ein größerer Taper eine effizientere Reinigung des Wurzelkanals ermöglicht (Boutsioukis et al., 2010).

11 7 3. Literaturübersicht 3.1 Aufbereitung Ziele Das letztliche Ziel einer Wurzelkanalaufbereitung ist die Eliminierung von Bakterien aus dem Wurzelkanalsystem. Die Fähigkeit, das anatomisch komplexe System gründlich zu reinigen und zu formen ist der bestimmende Faktor für den Erfolg einer endodontischen Behandlung (Baugh und Wallace, 2005). Um das zu gewährleisten soll bei der Aufbereitung das vitale und nekrotische Gewebe aus dem Wurzelkanal entfernt werden. Außerdem muss ausreichend Platz für die Spülung sowie Medikamente und das Füllmaterial geschaffen werden. Wichtig ist auch der Erhalt der Intaktheit des apikalen Bereiches. Iatrogene Schäden am Kanalsystem oder der Wurzelstruktur müssen vermieden werden, sowie Irritationen und Infektionen des periradikulären Gewebes (Hülsmann et al., 2005). Komplikationen wie Kanaltransportation oder perforation können während der Aufbereitung auftreten. Einer der häufigsten Fehler während der Aufbereitung ist die Begradigung des Wurzelkanals (Schäfer et al., 2004). Es gibt keinen Beweis in der aktuellen Literatur, dass eine mechanische Aufbereitung alleine ein bakterienfreies Wurzelkanalsystem gewährleisten kann. Hierfür sind zusätzlich Spüllösungen erforderlich (Mohammadi, 2008). Immer noch fraglich ist, welche Größe bei der apikalen Aufbereitung eine maximale Reinigungsleistung ermöglicht (Bürklein et al., 2012). Die Meinungen hierzu gegen auseinander. So wurde in mehreren Studien gezeigt, dass der Taper bei der Wurzelkanalaufbereitung die Sauberkeit wenig beeinflusst (Albrecht et al., 2004, Arvaniti und Khabbaz, 2011). Es scheint eher so, dass ein größerer Taper die Entfernung der Schmierschicht im apikalen Abschnitt nicht ausreichend ermöglicht (Arvaniti und Khabbaz, 2011). Eine andere Studie zeigte jedoch, dass ein größerer Taper einen direkten Einfluss auf den Strom der Spüllösung im Wurzelkanal hat. Dieser

12 8 soll eine effizientere Reinigung im apikalen Abschnitt des Wurzelkanals ermöglichen (Boutsioukis et al., 2010) ISO-normierte Stahlinstrumente Die traditionelle Formgebung des Wurzelkanals erfolgt manuell mit ISOnormierten Stahlinstrumenten vom Taper 02. Die Instrumente sind erhältlich als Räumer und Feilen. K-Feilen und Räumer (z.b. vom Hersteller Kerr Manufacturing Company, Orange, USA) sind annehmbar effektiv in der linearen Feilbewegung sowie in der Rotationsbewegung (Saunders, 2005). Die Hedströmfeile ist jedoch effizienter als die K-Feile bei der mechanischen Bearbeitung des Wurzelkanals. Allerdings kann die Hedströmfeile aufgrund ihrer Schneidekantenanordnung nur mit einer feilenden Bewegung angewandt werden (Stenman und Spangberg, 1990). Der Nachteil bei der manuellen Aufbereitung mit Stahlinstrumenten ist, dass bei der Nutzung in gekrümmten Kanälen oft iatrogene Schäden an der natürlichen Form des Kanals verursacht werden. Der Grund dafür ist die Unfähigkeit von allen, außer den kleinsten Stahlinstrumenten, der Kurvatur des Kanals zu folgen. Stahlinstrumente größer als 15 oder 20 werden immer unflexibler. Ein weiterer Nachteil ist ihr Taper. Ein Taper von 02 besitzt die Tendenz, enge Kanalverläufe zu schaffen. Dies erschwert den Zugang für Spüllösungen und kann dazu führen, dass Debris nach apikal gedrückt wird (Saunders, 2005) FlexMaster FlexMaster Nickel-Titanium (NiTi) Feilen werden seit Jahren erfolgreich angewandt (Sonntag, 2005). FlexMaster -Instrumente weisen einen konvexen, dreieckigen Querschnitt auf, der den Torsionswiderstand maximal erhöht (Vahid et al., 2009). Denn somit hat das Instrument einen kräftigen Kern, der das Risiko einer Fraktur oder Deformation reduziert. Die

13 9 Schneidekanten haben keine Radial-Lands, sodass eine gründliche Entfernung des Dentins ermöglicht wird. Durch die nicht-schneidende Spitze wird das Risiko einer Zip- oder Elbow-Präparation reduziert. Wie bei fast allen rotierenden Wurzelkanalaufbereitungssystemen wird der Kanal in der Crowndown-Technik präpariert (Sonntag, 2005). Die FlexMaster -Feilen sind erhältlich in ISO-Größe 14 bis 70 mit den Tapern 02, 04 oder 06. Die verfügbaren Längen sind 21, 25 und 31 mm (Sonntag, 2005). Abb. 1: Flexmaster -Feilen in ihrer Aufbewahrungsbox. Die ursprüngliche Krümmung eines Wurzelkanals kann signifikant besser erhalten werden, wenn mit automatisierten FlexMaster -Feilen aufbereitet wird, anstatt mit Handinstrumenten (Schäfer et al., 2004).

14 Reciproc Die Reciproc -Feilen besitzen den Anspruch, einen Wurzelkanal nur mit einer Feile aufzubereiten und zu reinigen (Bürklein et al., 2012). Dies ist kostengünstiger und weniger zeitintensiv als mit mehreren Feilen aufzubereiten (Plotino et al., 2012). Die Feilen bestehen aus einer speziellen NiTi-Legierung, dem sogenannten M-Wire. Dies wird durch einen speziellen Wärmebehandlungsprozess hergestellt. Die Vorteile von M-Wire bestehen darin, dass die Flexibilität erhöht und die Resistenz gegen zyklische Ermüdung verbessert ist (Bürklein et al., 2012, Plotino et al., 2012). Die Instrumente haben ein spezielles Design, das für die reziproke Bewegung ausgelegt ist. So schneidet die Feile gegen den Uhrzeigersinn. Die Aufgaben der Rotation im und gegen den Uhrzeigersinn sind unterschiedlich. Der größere Rotationswinkel gegen den Uhrzeigersinn bestimmt den Fortschritt des Instruments im Wurzelkanal und erfasst das Dentin, um es abzutragen. Der kleinere Rotationswinkel im Uhrzeigersinn ermöglicht der Feile, sich sofort von der Kanalwand zu lösen und sicher im Kanal fortzuschreiten (Plotino et al., 2012). Somit entlastet die sogenannte reziproke Bewegung das Instrument und reduziert das Risiko einer zyklischen Ermüdung. Dadurch, dass der Winkel gegen den Uhrzeigersinn größer ist als der Winkel im Uhrzeigersinn, gleitet die Feile immer weiter im Wurzelkanal voran (Bürklein et al., 2012). Die Winkel der Rotationsbewegungen sind außerdem kleiner als die elastischen Grenzen der Feilen (Bürklein et al., 2012, Plotino et al., 2012). Die reziproke Wurzelkanalaufbereitung ist eine Weiterentwicklung der Balanced-Force- Technik (Plotino et al., 2012). Es sind drei verschiedene Reciproc -Feilen erhältlich: R25 (Größe an der Spitze 25, mit einem Taper von 08 über die ersten apikalen Millimeter), R40 (Größe an der Spitze 40, mit einem Taper von 06 über die ersten apikalen

15 11 Millimeter) und R50 (Größe an der Spitze 50, mit einem Taper von 05 über die ersten apikalen Millimeter) (Plotino et al., 2012). Abb. 2: Reciproc -Motor mit Winkelstück, R40-Feile, -Papierspitzen und -Guttapercha. 3.2 Spüllösungen Überblick und Alternativen Das Ziel einer Wurzelkanalbehandlung ist es, Bakterien aus dem infizierten Wurzelkanal zu eliminieren und eine Reinfektion zu verhindern (Basrani,

16 ). Derzeit ist es unmöglich, eine Infektion des Wurzelkanals allein mit mechanischer Aufbereitung zu beseitigen. Um dies zu ermöglichen, sind Spüllösungen erforderlich (Basrani und Haapasalo, 2012). Die am gebräuchlichste Spülung ist hierfür Natriumhypochlorit (Basrani, 2005, Basrani und Haapasalo, 2012, Haapasalo et al., 2005, Mohammadi und Abbott, 2009, Zehnder, 2006). Diese ist jedoch nicht in der Lage, eine Schmierschicht aufzulösen (Haapasalo et al., 2005, Mohammadi und Abbott, 2009). Deshalb wurde in dieser Studie zusätzlich zu Natriumhypochlorit noch Zitronensäure verwendet. Eine antibakterielle Wirkung, vergleichbar mit der von Natriumhypochlorit, hat Chlorhexidin (CHX) (Basrani, 2005). Es hat ein breites Wirkungsspektrum gegen gram-positive und gram-negative Bakterien sowie gegen Pilzstämme, insbesondere Candida albicans (Basrani und Haapasalo, 2012). Normalerweise wird CHX in Konzentrationen zwischen 0,12 und 2,0% verwendet. Die antibakterielle Wirkung ist jedoch abhängig von der Konzentration. So ist eine Spülung von 2% effektiver als eine Spülung von 0,12% (Basrani, 2005). Ein Nachteil ist, dass Dentin, Dentinkomponenten sowie Entzündungsexsudat im Wurzelkanal die antibakterielle Wirkung von CHX reduzieren oder inhibieren können (Basrani und Haapasalo, 2012). Der Nachteil gegenüber NaOCl besteht darin, dass CHX die gewebsauflösende Wirkung fehlt (Basrani, 2005). Eine oft empfohlene Spüllösung ist Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), ein Chelator (Basrani und Haapasalo, 2012, Haapasalo et al., 2005). Diese Spülung ist in der Lage, durch Komplexbildung mit Kalzium, die mineralisierten Anteile der Schmierschicht aufzulösen (Singla et al., 2011). Eine zusätzliche proteolytische Spülung ist allerdings erforderlich, um die organischen Bestandteile der Schmierschicht aufzulösen. EDTA wird normalerweise in einer Konzentration von 17% genutzt (Basrani und Haapasalo, 2012) und stellt eine Alternative zur Zitronensäure als Chelator dar (Haapasalo et al., 2005). Jedoch besitzt EDTA wenig bis keine antibakterielle Wirkung (Haapasalo et al., 2005).

17 13 Eine lange Zeit verwendete Wurzelkanalspülung ist Wasserstoffperoxid (H 2 O 2 ). Hauptsächlich wurde es in einer Konzentration zwischen 3-5% angewendet. H 2 O 2 wirkt aktiv gegen Bakterien, Viren und Hefen (Basrani und Haapasalo, 2012). Allerdings produziert Wasserstoffperoxid freie Hydroxylradikale, die verschiedene Zellbestandteile, Proteine und DNA angreifen (Haapasalo et al., 2005). Hierzu kommt, dass die Fähigkeit zur Gewebsauflösung geringer ist als die von NaOCl. Der antibakterielle Effekt scheint außerdem schwach. Obwohl H 2 O 2 nicht mehr als Wurzelkanalspülung empfohlen ist, kommt es in einigen Ländern noch zur Anwendung (Basrani und Haapasalo, 2012). Die Jod-Kaliumjodid-Lösung ist ein weiteres endodontisches Desinfektionsmittel. Es weist gute antibakterielle Eigenschaften bei geringer Zytotoxizität auf. Die Spüllösung besteht aus 2% Jod in 4% Kaliumjodid. Potentielle Risiken sind dadurch gegeben, dass das Dentin angefärbt werden kann und allergische Reaktionen gegen Jod auftreten können (Basrani und Haapasalo, 2012). Aufgrund der Nachteile, die jede Spüllösung aufweist, wurde ein neuer Ansatz entwickelt (Singla et al., 2011). MTAD ist eine Mischung aus 3% Doxycyclin, 4,25% Zitronensäure und einem 0,8% igem Detergens (Tween 80). Es ist die erste Spüllösung, die die Schmierschicht auflösen und gleichzeitig den Wurzelkanal desinfizieren kann (Basrani und Haapasalo, 2012). MTAD scheint eine vielversprechende Spüllösungzu sein. allerdings sind noch weitere klinische Studien notwendig, um MTAD als ideale Spüllösung zu begründen (Singla et al., 2011). Als Abschlussspülung wird eine Spülung mit 70%igem Ethanol befürwortet. Es trocknet das Wurzelkanalsystem und ermöglicht durch seine niedrige Oberflächenspannung eine Diffusion auch in Seitenkanäle (Wilcox und Wiemann, 1995).

18 Natriumhypochlorit Als Wundspülung schon 1915 genutzt, wird Natriumhypochlorit seit 1920 als Wurzelkanalspülung angewendet (Clarkson und Moule, 1998). Dafür ist es heutzutage das Mittel der ersten Wahl (Basrani und Haapasalo, 2012, Zehnder, 2006). Gründe für die Verwendung von NaOCl sind das breite Wirkungsspektrum gegen gram-positive und negative Bakterien sowie der starke antifungale Effekt. NaOCl ist eine starke Base mit einem ph-wert von > 11. Der antimikrobielle Effekt von NaOCl basiert auf seinem hohen ph- Wert (Mohammadi, 2008). Hydroxylionen beeinflussen für Bakterien essentielle Enzyme, was zu einer irreversiblen Inaktivierung dieser Bakterien führt (Basrani und Haapasalo, 2012). Natriumhypochlorit ist außerdem in der Lage, den mikrobiellen Biofilm effektiv zu zerstören. Hinzu kommt die Fähigkeit nekrotisches sowie vitales Gewebe zu denaturieren. Durch Wärme kann diese Eigenschaft verstärkt werden, genau wie die antimikrobielle Eigenschaft (Mohammadi, 2008). Trotz allem ist NaOCl als alleinige Spülung jedoch nicht in der Lage, anorganische Dentinspäne aufzulösen und eine Schmierschicht zu verhindern (Zehnder, 2006). Für eine optimale Reinigung sollte eine Kombination mit einer anderen Spülung genutzt werden (Basrani und Haapasalo, 2012). Zu den Nachteilen zählt außerdem, dass NaOCl die mechanischen Eigenschaften und den Aufbau des Dentins verschlechtert (Mohammadi, 2008). Je höher die Konzentration, desto größer der negative Einfluss (Hu et al., 2010). In seltenen Fällen kann Natriumhypochlorit auch eine allergische Reaktion hervorrufen. Die häufigsten Komplikationen beim Gebrauch von Natriumhypochlorit als Spüllösung treten auf, wenn die Lösung versehentlich über den Apex hinaus gespritzt wird (Mohammadi, 2008). Als Wurzelkanalspülung kommen beim Natriumhypochlorit Konzentrationen zwischen 0,5 und 5,25% zur Anwendung (Haapasalo et al., 2005). Eine allgemeine Einigung über die optimale Konzentration von NaOCl gibt es bisher nicht (Hu et al., 2010). In höheren Konzentrationen ist die

19 15 Gewebsauflösung effektiver. Niedrigere Konzentrationen können allerdings genauso effektiv sein, wenn sie in größeren Volumina genutzt werden (Basrani und Haapasalo, 2012) Zitronensäure Da NaOCl nicht in der Lage ist, anorganische Anteile der Schmierschicht zu entfernen, wird zusätzlich eine Chelatorsubstanz benötigt. Hierfür eignet sich Zitronensäure (C 6 H 8 O 7 ) als Komplexbildner (Zehnder, 2006). Als potenter Chelator reagiert die Zitronensäure mit Metallionen zu einem nichtionischen, löslichen Chelat (Yamaguchi et al., 1996). Wobei die Dauer der Anwendung von Zitronensäure keinen Einfluss auf ihre Wirkstärke hat (Teixeira et al., 2005). Hinzu kommt ein antibakterieller Effekt der Zitronensäure mit Wirkungen gegen fakultative und obligative Anaerobier (Haapasalo et al., 2005, Yamaguchi et al., 1996). Verwendet werden Konzentrationen zwischen 1 und 50% mit einem ph-wert zwischen 1 und 2 (Haapasalo et al., 2005, Rossi-Fedele et al., 2012). Im Vergleich mit EDTA wurde hinsichtlich der Effizienz einer nachfolgenden Sealerpenetration in die Dentinkanälchen, bei jeweils einer Wechselspülung mit NaOCl, kein Unterschied nachgewiesen (Tuncer und Tuncer, 2012). Eine bessere Adhäsion wurde allerdings bei Zinkoxid-Eugenol basierenden Sealern nachgewiesen, wenn Zitronensäure anstatt EDTA als Chelatorspülung genutzt wurde (Saleh et al., 2002). Außerdem scheint Zitronensäure eine niedrigere zytotoxische Wirkung auf Gewebe zu haben als EDTA (Yamaguchi et al., 1996). Ein Nachteil der Zitronensäure im Vergleich mit EDTA ist jedoch die negative Wirkung auf die Mikrohärte des Dentins. Denn aufgrund seiner dekalzifizierender Eigenschaft, löst Zitronensäure die anorganische Komponente des Dentins, das Hydroxylapatit, auf (Ari et al., 2004). Aufgrund der Chelatbildung der Spülungen werden mit Zitronensäure respektive EDTA die besten Ergebnisse bei der Entfernung von

20 16 Kalziumhydroxid aus dem Wurzelkanal erreicht. Jedoch ist keine Spülung alleine in der Lage, dieses komplett zu entfernen (Rödig et al., 2010 (2)) Kombinationen Keine Spülung alleine kann alle gewünschten Wirkungen für eine erfolgreiche Wurzelkanalbehandlung ableisten. Deshalb ist ein Zusammenspiel zwischen verschiedenen Spülungen notwendig (Rossi- Fedele et al., 2012). So erhöht eine Wechselspülung aus Natriumhypochlorit und einer demineralisierenden, chemischen Lösung den Desinfektionsgrad im Wurzelkanal (Nakamura et al., 2012). Hierfür eignen sich EDTA oder Zitronensäure. Allerdings reduzieren beide die Freisetzung von Chlor aus Natriumhypochlorit und damit dessen antibakterielle sowie gewebsauflösende Wirkung (Grawehr et al., 2003, Zehnder, 2006). NaOCl kann jedoch in tiefere Schichten des Dentins diffundieren, da die Dentintubuli nicht mehr von der Schmierschicht bedeckt sind (Haapasalo et al., 2005). So ist eine Kombination aus 1%igem NaOCl und 15%iger Zitronensäure besser als 1%iges NaOCl alleine, bei der Bekämpfung von Enterococcus faecalis und Candida albicans. Allerdings ist der Desinfektionsgrad ähnlich dem bei einer Anwendung von 5,25%igem NaOCl (Nakamura et al., 2012). Wenn NaOCl mit EDTA oder Zitronensäure in Kontakt kommt, findet eine exotherme Reaktion statt, bei der es zu einer Sprudelbildung kommt. Diese Blasen sind hauptsächlich Chlorgas (Prado et al., 2013). Diese Sprudelbildung soll einen positiven Effekt auf die Reinigungsleistung haben (Balvedi et al., 2010). So wird eine Kombination aus NaOCl mit EDTA oder Zitronensäure für die Entfernung von Kalziumhydroxid aus dem Wurzelkanal von manchen Autoren sogar unbedingt empfohlen (Bodrumlu et al., 2013, Rödig et al., 2010 (2)). Denn diese Spülungen verbessern auch die Randdichtigkeit der Sealer (Bodrumlu et al., 2013).

21 Kalziumhydroxid Wirkung Kalziumhydroxid hat einen hohen ph-wert (ca. 12,5 12,8) und ist chemisch klassifiziert als eine starke Base (Mohammadi und Dummer, 2011, Mohammadi et al., 2012). Seine Wirkung wird erreicht, wenn es in einer wässrigen Lösung zu einer Dissoziation von Kalzium- und Hydroxylionen kommt. Diese haben einen Effekt auf vitales Gewebe, induzieren die Ausfällung von Hartgewebe und besitzen antibakterielle Eigenschaften (Mohammadi und Dummer, 2011, Siqueira und Lopes, 1999). Wenn Kalziumionen allerdings mit Kohlendioxid oder Karbonationen in Kontakt kommen, entsteht Kalziumkarbonat. Dieses verändert den Mineralisationsprozess durch den Gesamtverbrauch an Kalziumionen. Außerdem hat Kalziumkarbonat weder biologische noch antimikrobielle Eigenschaften (Fava und Saunders, 1999). Die antimikrobielle Eigenschaft von Kalziumhydroxid ist zurückzuführen auf die freigesetzten Hydroxylionen. Diese beschädigen die bakterielle Zytoplasmamembran, führen zur Proteindenaturierung und DNA-Schädigung (Mohammadi und Dummer, 2011, Mohammadi et al., 2012, Siqueira und Lopes, 1999). Außerdem kann Kalziumhydroxid bakterielle Endotoxine inaktivieren (Guerreiro-Tanomaru et al., 2012). Eine antifungale Wirkung weist Kalziumhydroxid ebenfalls auf. Allerdings gibt es auch Mikroorganismen, die hoch resistent gegen Kalziumhydroxid sind, wie zum Beispiel Enterococcus faecalis oder Candida albicans (Mohammadi und Dummer, 2011, Mohammadi et al., 2012, Siqueira et al., 2003). Die Mineralisationsaktivität ist gewährleitstet durch den hohen ph-wert. Dieser führt dazu, dass die Milchsäure der Osteoklasten neutralisiert und die basische Phosphatase aktiviert wird (Mohammadi und Dummer, 2011, Mohammadi et al., 2012).

22 18 Eine medikamentöse Einlage mit Kalziumhydroxid für die Dauer von einer Woche scheint Bakterien effektiv zu eliminieren (Siqueira und Lopes, 1999). Zudem beeinflusst eine Kalziumhydroxideinlage für 6 12 Monate die Biegefestigkeit des Dentins negativ und reduziert die Bruchbeständigkeit (Mohammadi und Dummer, 2011) Anwendung in der Zahnmedizin Seit der Einführung von Kalziumhydroxid in der Zahnheilkunde durch Hermann 1920 wurde dieses Medikament bekannt durch seine heilungsfördernde Eigenschaft in vielen klinischen Situationen (Fava und Saunders, 1999). Deshalb werden kalziumhydroxidhaltige Substanzen als medikamentöse Einlage bei Wurzelkanalbehandlungen verwendet, als Mittel zur Pulpaüberkappung sowie als Inhaltsstoff für Wurzelkanalsealer (Beltes et al., 1997, Mohammadi und Dummer, 2011). Außerdem findet es Anwendung in der Endodontie bei der Stimulation von Apexifikationen, Behandlung von Perforationen und Förderung von Hartgewebsformationen bei horizontalen und vertikalen Wurzelfrakturen (Beltes et al., 1997). Kalziumhydroxid sollte mit einer Trägerflüssigkeit kombiniert werden, da Flüssigkeit für die Freisetzung von Hydroxylionen verantwortlich ist (Fava und Saunders, 1999, Mohammadi und Dummer, 2011). Mehrere Studien haben gezeigt, dass die Art der Trägerflüssigkeit direkten Einfluss auf die Konzentration und die Geschwindigkeit der ionischen Freisetzung, sowie auf die antibakterielle Wirkung hat (Fava und Saunders, 1999). Es gibt 3 Hauptarten von Trägersubstanzen: wasserlösliche Mittel wie Wasser, Kochsalz- oder Ringerlösung, visköse Trägerflüssigkeiten wie Glycerin, Polyethylenglycol oder Propylenglycol und ölbasierende Trägersubstanzen wie Olivenöl. Steriles Wasser oder Kochsalzlösung sind die meist verwendeten Träger. Wässrige Lösungen führen generell schnell zur Ionenfreisetzung und sollten deshalb klinisch angewendet werden (Mohammadi und Dummer, 2011).

23 19 Calxyl stellt die älteste hergestellte Kalziumhydroxidpaste dar. Sie ist eine Lösung aus Kalziumhydroxid in Wasser mit einer Beimengung von verschiedenen Blutsalzen wie Natriumcarbonat, Natriumchlorit, Calciumchlorit, Kaliumchlorit und Spuren von Magnesium. Erhältlich ist sie mit und ohne Radioopaker (Fava und Saunders, 1999) Entfernung und Einfluss auf Wurzelkanalfüllmaterialien Verschiedene Studien haben gezeigt, dass Reste von Kalziumhydroxid im Wurzelkanal Einfluss auf den Erfolg einer Wurzelkanalbehandlung haben. So behindern sie die Penetration von Sealern in die Dentintubuli und das Bonding von auf Harz basierenden Sealern an Dentin. Außerdem verschlechtern sie die apikale Dichtigkeit von Wurzelkanalfüllung und können mit Zinkoxid-Eugenol-Sealern interagieren, sodass diese brüchig und grob werden (Kim und Kim, 2002, Mohammadi und Dummer, 2011, Rödig et al., 2010). Allerdings konnte gezeigt werden, dass die Dichtigkeit von AH Plus scheinbar weniger beeinflusst wird als bei anderen Sealern (Abdul Wanees Amin et al., 2012). Eine komplette Entfernung von Kalziumhydroxid aus dem Wurzelkanal wird deshalb vor dem definitiven Abfüllen empfohlen (Kim und Kim, 2002, Mohammadi und Dummer, 2011, Rödig et al., 2010 (2)). Es scheint, dass die Trägerflüssigkeit in der Kalziumhydroxidpaste einen Einfluss auf deren Entfernbarkeit hat. So wurde gezeigt, dass eine auf ölbasierende Paste schwieriger zu entfernen ist als eine auf destilliertem Wasser basierende (Mohammadi und Dummer, 2011). Als Spüllösung zeigen Zitronensäure und EDTA die besten Ergebnisse in der Entfernung von Kalziumhydroxid. In Kombination mit NaOCl ergeben sich keine signifikanten Verbesserungen (Rödig et al., 2010 (2)). Allerdings scheint es, dass eine komplette Entfernung von Kalziumhydroxidpaste aus dem Wurzelkanal nicht möglich ist (Balvedi et al., 2010, Kenee et al., 2006, Mohammadi und Dummer, 2011).

24 Radioaktivitätsbestimmung Überblick Radioaktivität beschreibt die Eigenschaft instabiler Nuklide, spontan unter Umwandlung des Atomkerns, dem sogenannten radioaktiven Zerfall, Strahlung zu emittieren. Dies können Korpuskular- und Gammastrahlen oder nach Einfang eines Hüllenelektrons charakteristische Röntgenstrahlung sein. Art und Energie der emittierten Strahlung, die Halbwertszeit sowie die Zerfallsart (Alpha-, Beta-, und Gammazerfall) sind charakteristisch für jede radioaktive Substanz. Definiert wird die Aktivität A eines radioaktiven Präparats durch die Anzahl der Zerfälle pro Zeiteinheit. SI-Einheit dafür ist das Becquerel (Bq): 1 Bq = 1 Zerfall pro s (Pschyrembel et al., 2004) C-Atom und radioaktive Markierung Als Isotope bezeichnet man unterschiedliche Atomarten des gleichen chemischen Elements mit gleicher Ordnungszahl, aber unterschiedlichen Nukleonen und Neutronenzahl (Pschyrembel und Zink, 1987). In der Natur gibt es drei natürlich vorkommende Isotope des Kohlenstoffs (C). Die am häufigsten vorkommenden und auch stabilen Isotope sind 12 C (6 Protonen, 6 Neutronen) und 13 C (6 Protonen, 7 Neutronen). Das seltenere 14 C-Atom ist ein Isotop des 12 C-Atoms und enthält in seinem Kern 6 Protonen und 8 Neutronen, also 2 Neutronen mehr als das 12 C-Atom. 14 C ist nicht stabil und zerfällt mit einer Halbwertszeit von 5730 Jahren durch β-zerfall zu 14 N. 14 C trägt somit zur natürlich Radioaktivität der Erde bei (Noller et al., 2000). Die radioaktive Markierung ist eine Methode zur Etikettierung chemischer Verbindungen und biologischer Substanzen mit Radionukliden. Hierbei wird die von den markierten Substanzen emittierten ionisierenden Strahlung gemessen. Der Einsatz radioaktiv markierter Substanzen erlaubt die quantitative Bestimmung kleinster Konzentrationen bis g/l (Pschyrembel

25 21 und Zink, 1987). 14 C-Isotope wurden schon 1986 zur radioaktiven Markierung in einer Habilitationsschrift verwendet (Petschelt, 1987) Flüssigkeitsszintillationszähler In manchen Stoffen wird die durch energiereiche Strahlung der Materie zugeführte Anregungsenergie teilweise als Fluoreszenzlicht im sichtbaren oder UV-Bereich wieder abgestrahlt. Es kommt dann zur Emission eines Lichtblitzes (Szintillation) durch die Absorption eines Teilchens. Der Lichtblitz wird im Szintillationszähler durch einen Sekundärelektronenvervielfacher (Photomultiplier) in einen elektrischen Impuls umgewandelt. Dieser wird nach Verstärkung in einem Zähler gespeichert. Diese Methode ist heutzutage die gängigste zur Messung der Aktivität radioaktiver Substanzen. Da α- und β-strahlen aufgrund ihrer starken Wechselwirkung meist nicht in der Lage sind, die Gefäßwände zu durchdringen, mischt man sie direkt mit einer fluoreszierenden Flüssigkeit. Die Lichtemission dieser Flüssigkeit wird dann vom Photomultiplier gemessen (Adam et al., 2009).

26 22 4. Problemstellung Aufgrund negativer Beeinflussung der Sealereigenschaften einer definitiven Wurzelkanalfüllung sollte das Kalziumhydroxid einer medikamentösen Einlage möglichst vollständig entfernt werden. Die verbleibenden Reste des Calxyls an der Kanalwand setzen die Dichtigkeit gegen das Eindringen von Bakterien herab, da der Sealer die Kanalwand nicht vollständig penetrieren kann. Außerdem wird die Verarbeitung erschwert und möglicherweise ein Abfüllen auf Arbeitslänge verhindert, denn das Calxyl verkürzt die Abbindezeit des Sealers. Da eventuell der Erfolg einer endodontischen Behandlung somit riskiert werden könnte, ist die möglichst vollständige Entfernung der medikamentösen Einlage von großer Bedeutung. Heutzutage stehen viele verschiedene Aufbereitungstechniken zur Verfügung, deren Instrumente unterschiedliche Taper aufweisen. Die Meinungen zur optimalen Größe des Tapers hinsichtlich der Reinigungsleistung des Wurzelkanals gehen auseinander. Ob es einen Einfluss des Tapers auf die Sauberkeit des Wurzelkanals gibt, soll mit dieser Studie überprüft werden. Ziel dieser Studie war es, drei verschiedene Aufbereitungsmethoden bezüglich ihrer quantitativen Reinigungsmöglichkeit unter standardisierten Bedingungen gegeneinander zu testen. Die ausgewählten Aufbereitungsarten sowie die Spültechnik sollten für den klinischen Alltag möglichst realitätsnah gestaltet werden. Deshalb wurden als Aufbereitungsmethode die manuelle Aufbereitung mit ISO normierten Stahlinstrumenten bis ISO-Größe 40 sowie die maschinelle Aufbereitung mit FlexMaster -Feilen bis Größe und die Reciproc -Feile 40 gegeneinander getestet. Als Spülung wurde eine Wechselspülung bestehend aus 40 %iger Zitronensäure und 3 %igem Natriumhypochlorit mit je 4 ml gewählt. Abschließend sollte mit 0,5 ml 70 %igem Ethanol gespült werden. Als Nullhypothese wird angenommen, dass alle Aufbereitungsarten eine gleiche Reinigungsmöglichkeit bei gleicher Spülmenge aufweisen.

27 23 5. Material und Methode 5.1 Gruppeneinteilung Es wurden für den Versuch 30 einkanalige, gerade Frontzähne verwendet. Aussortiert wurden kariöse, frakturierte und endodontisch behandelte Zähne. Die Versuchszähne mussten außerdem ein abgeschlossenes Wurzelwachstum mit vollständig erhaltener Wurzelspitze aufweisen. Die brauchbaren Zähne wurden nach Reinigung der Außenfläche in ChloraminT für 2-4 Wochen konserviert. Nachfolgend wurden die Versuchszähne bis zum Versuchsbeginn eingefroren. Zur Kürzung der Zähne für eine einheitliche Länge von 15 mm wurde die klinische Krone mit einer diamantierten Trennscheibe (0,2 mm) entfernt. Anschließend erfolgte die Trepanation mit einem roten Winkelstück und einem zylinderförmigen Diamantschleifer. Gängig gemacht wurde der Kanal mit einem Kerr-Räumer ISO-Größe 10 bzw. 15. Die Aufbereitung erfolgte bei 10 Zähnen (Gruppe 1) maschinell mit FlexMaster -Instumenten bis zu einer Masterfeilengröße von ISO-Größe 40, Taper 06. Bei 10 weiteren Zähnen (Gruppe 2) kam die manuelle Aufbereitung mit ISO normierten Stahlinstrumenten zum Tragen. Es wurden Kerr -Räumer und Hedströmfeilen der ISO-Größen 15, 20, 25, 30 und 35 bis zur finalen ISO-Größe 40 verwendet. Die restlichen 10 Zähne (Gruppe 3) wurden maschinell mit einer Reciproc -Feile Größe 40 aufbereitet. Hier beträgt der Taper in den ersten apikalen Millimetern 06, cervical 04. Die Arbeitslänge wurde auf 1 mm vor Apex festgelegt. Um das Debridement zu entfernen wurde, unabhängig von der Aufbereitungstechnik, bei jedem Instrumentenwechsel intermittierend mit Zitronensäure und Natriumhypochlorid gespült. Eine Abschlussspülung erfolgte nach der letzten Feile (2 ml 40%ige Zitronensäure, 2 ml 3%iges NaOCl, 0,5 ml 70%iges Ethanol). Anschließend kamen Papierspitzen ISO-

28 24 Größe 40 zum Trocknen der Wurzelkanäle zum Einsatz, gefolgt von einer K- Feile ISO-Größe 10 zur Gängigkeitskontrolle. Für das Gefrierbruchverfahren wurden Längsrillen in oro-verstibulärer Ausrichtung mit einer Trennscheibe (0,2 mm) eingefräst, welche die Sollbruchstellen darstellten. Um eine Extrusion der Einlage beim Abfüllen oder Entfernen zu verhindern bekam jeder Versuchszahn einen apikalen Verschluss mit einem fließfähigen Komposit (Grandio Flow WO).

29 25 Zahn 15mm (dekapitiert) Längskerbe eingeschnitten Gruppe 1 FlexMaster Gruppe 2 ISO Gruppe 3 Reciproc 40 Calxyl 163,4 mg Glucose 5 µl Fluoreszenzpulver 1,6 mg 3 Standards: Berechnung des Mittelwerts der Radioaktivitä t + Guttaperch a + Abwiegen + adhäsiver Verschluss ABFÜLLEN Inkubation für 7-10 Tage Wechsel - spülung 8 ml Berechnung der theoretischen cpm Gefrierbruchverfahren + Entnahme der Probe aus Inkubationsflüssigkeit Szintillationszähler: Vorhandene cpm --> Bestimmung Calxyl Abb. 3: Flowchart zum Ablauf der Versuche bei unterschiedlicher Aufbereitungsmethode.

30 Medikamentöse Einlage Gewichtsbestimmung Zuerst wurde ein individueller Silikonständern angefertigt, in dem der Versuchszahn senkrecht platziert werden konnte. Zur genauen Bestimmung der eingebrachten Menge an Calxyl erfolgte die Gewichtsbestimmung des präparierten Zahns sowie des gekürzten Guttaperchastifts auf einer Präzisionswaage (Typ R 160P, Sartorius GmbH Göttingen). Nach dem Einbringen der medikamentösen Einlage wurde der Zahn gewogen und die vorher ermittelten Teilgewichte vom Endgewicht subtrahiert. Die Resteinlage nach der anschließenden Entfernung konnte über radioaktive Markierung berechnet werden. Abb. 4: Arbeitsplatz zur Medikamentenapplikation und Gewichtsbestimmung.

31 Radioaktive Markierung Zur Bestimmung der verbliebenen Menge an Calxyl im Wurzelkanal bei verschiedenen Aufbereitungstechniken wurde das Kalziumhydroxid radioaktiv markiert. Die medikamentöse Einlage bestand immer aus der gleichen Menge an Calxyl (156 mg ± 3 mg) und Glucose D-[ 14 C (U)] (5 μl). Gemischt wurden die beiden Komponenten, für jeden Zahn neu, manuell auf einer mit Alufolie umwickelten Glasplatte mit einem Anrührspatel. Anschließend erfolgte zur Bestimmung der genauen Konzentration an radioaktiver Glucose eine Entnahme und Messung von 3 Standards, welche mit 10 ml Szintillationsflüssigkeit versetzt und im Szintillationszähler ausgewertet wurden. Es wurde die Impulsrate des markierten Medikaments pro Milligramm durch Mittelwertberechnung bestimmt Fluoreszenzpulver Für die Kontrolle des radioaktiv markierten Calxyls am Arbeitsplatz wurde grünes Fluoreszenzpulver (Art.-Nummer 94756, 5g, Lichteinheit 78, Kremer Pigmente, Aichstetten, Deutschland) dazu gemischt. Um die Konsistenz nicht zu beeinflussen, wurde eine Menge von 1% des Gesamtgewichts des Kalziumhydroxids gewählt. Dies entsprach 1,6 mg Fluoreszenzpulver Medikamentenapplikation Das radioaktiv markierte Kalziumhydroxid wurde anschließend mit Papierspitzen und nachfolgend mit einem Lentulo ISO-Größe 25, Taper 02 appliziert. Danach konnte der Guttaperchastift mittig im Wurzelkanal eingebracht werden. Der fertig abgefüllte Zahn wurde im trepanierten Bereich mit einem Schaumstoffpellet gereinigt und konnte gewogen werden. Es folgte

32 28 für die Lagerung ein adhäsiver Verschluss des koronalen Bereiches mit einem fließfähigen Komposit (Grandio Flow WO) Inkubation Die Lagerung der Zähne erfolgte einzeln in Cups. Diese waren mit je 6 ml Jonosteril gefüllt, sodass die Zähne vollständig mit dieser isotonischen Lösung bedeckt waren. In einem Liter Jonosteril sind 6,430 g Natriumchlorid, 3,674 g Natriumacetat, 0,393 g Kaliumacetat, 0,268 g Magnesiumacetat und 0,261 g Calciumacetat enthalten. Die Dauer der Lagerung betrug 7 Tage bei 35 C. Diese Maßnahmen erfolgten zur Simulation des Mundmilieus während der Inkubation der Versuchszähne. 5.3 Entfernung der medikamentösen Einlage Spülung Die Spülung aller Zähne erfolgte unter standardisierten Bedingungen. Zur Anwendung kam eine Spülkanüle (Durchmesser 0,3 mm). Diese wurde bei 13 mm abgeknickt, um die Eindringtiefe auf 2 mm vor Arbeitslänge zu beschränken.

33 29 Abb. 5: Versuchszahn während der Spülung mit Natriumhypochlorit. Gespült wurde mit je 4 ml 40%iger Zitronensäure und 3%igem NaOCl, die in Intervallen von 0,5 ml zur Anwendung kamen. Als erste Spülung verwendet wurde die Zitronensäure, als finale Spülung 0,5 ml 70%iges Ethanol. Die Dauer der Spülung betrug bei jedem Intervall 20 s. Abschließend wurden die Wurzelkanäle mit Papierspitzen getrocknet. Bei Gruppe 1 kamen Papierspitzen der Größe 40.06, bei Gruppe 2 Papierspitzen der ISO-Größe 40 und bei Gruppe 3 Papierspitzen des Reciproc -Systems Größe 40 zur Anwendung Gefrierbruchverfahren Um den Zahn an seinen Sollbruchstellen, den Längsrillen, zu spalten, wurde flüssiger Stickstoff genutzt. Dieser sorgte mit seiner Temperatur von -196 C dafür, dass der Zahn in kurzer Zeit vollständig gefriert. Um das zu erreichen wurden die Versuchszähne für 2 Minuten in den flüssigen Stickstoff getaucht. Anschließend konnte der Zahn mit einer Furrerzange an den Längsrillen longitudinal gespalten werden. Alle Flächen der Kanalwände mussten

34 30 freigelegt werden, damit sie von der Szintillationsflüssigkeit erreicht werden konnten. Wie viele Bruchstücke hierbei entstanden spielte keine Rolle. Die Fragmente wurden nachfolgend mit 10 ml Szintillatorflüssigkeit in einen Plastikadapter gefüllt. Abb. 6: halbierter Versuchszahn nach Gefrierbruchverfahren. 5.4 Messung Für die Messung wurde der LKB Wallac 1409 Liquid Scintillation Counter (EG&G Berthold, Bad Wildbach, Deutschland) verwendet. Dieser Szintillationszähler misst die radioaktive Strahlung der 14 C-Isotope in Zerfällen pro Minute (cpm = counts per minute). Pro Standard respektive Probe betrug die Dauer der Auswertung 10 Minuten. Von jedem inkubierten Zahn wurden zusätzlich 0,5 ml des Jonosterils entnommen und mit 10 ml Szinzillationsflüssigkeit im Szintillationszähler gemessen. Somit sollte sichergestellt werden, dass eventuelle Rückstände der medikamentösen Einlage auf der Zahnoberfläche berücksichtigt werden. Nach der Auswertung durch den Szintillationszähler konnte die Menge des entfernten Kalziumhydroxids ermittelt werden. Hierfür wurde die verbliebene Menge Calxyl im Wurzelkanal und die berechnete Menge an

35 31 eingebrachtem Calxyl sowie das Calxyl in der Inkubationsflüssigkeit voneinander subtrahiert. 5.5 Statistik Die statistische Auswertung der Werte erfolgte durch das Statistikprogramm SPSS win 17.0 (SPSS Inc., Chicago, USA). Die folgenden Testprogramme wurden zur Analyse der Reste der medikamentösen Einlage im Wurzelkanal verwendet: Kolmogorov-Smirnov-Anpassungstest Varianzanalyse (Oneway-ANOVA) Student-Newman-Keuls-Prozedur Der allgemeine Signifikanz-Wert wurde bei p 0,05 festgelegt.

36 Calxyl im Kanal [%] Ergebnisse 6.1 Werte Die Auswertung erfolgte nach der Auszählung der Impulsrate der 14 C- Glucose im verbliebenen Calxyl. Die Einzelwerte wurden innerhalb ihrer Gruppe und die Gruppen untereinander verglichen, um sie auf ihre Aussagekraft hin zu überprüfen. Die genauen Einzelwerte zu den folgenden Gruppen sind im Anhang ab Seite 61 angegeben ISO Reciproc FlexMaster Abb. 7: Restmenge an Calxyl im Kanal bei unterschiedlichen Aufbereitungsmethoden. Aufbereitungsmethode Die in Gruppe 1 mit FlexMaster -Instrumenten bis zur Feilengröße aufbereiteten Zähne zeigten die beste Reinigungsleistung bei 8 ml Spülmenge. Die Rückstände lagen zwischen 3,7 und 7,4%. Im Mittel betrug der Rest der medikamentösen Einlage 5,03%. Die bis zur ISO-Größe aufbereiteten Zähne in Gruppe 2 wiesen die schlechteste Reinigungsleistung und die höchste Streuung der Einzelwerte auf. Bei Calxyl -Resten zwischen 4,1 und 17,7% wurde ein durchschnittlicher Rückstand von 11,8% ermittelt.

37 33 Bei den mit einer Reciproc -Feile 40 aufbereiteten Zähnen in Gruppe 3 blieb im Mittel 9,7% der medikamentösen Einlage im Wurzelkanal zurück. Auch hier war eine hohe Streuung der Einzelwerte zu beobachten (2,5-15,9%). 6.2 Statistik Die statistische Analyse erfolgte durch den Kolmogorov-Smirnov- Anpassungstest, Oneway-ANOVA und die Student-Newman-Keuls-Prozedur. Eine Normalverteilung der Einzelwerte für die Entfernung innerhalb der Gruppe bewies der Kolmogorov-Smirnov-Anpassungstest. Oneway-ANOVA sowie die Student-Newman-Keuls-Prozedur zeigte keine statistische Signifikanzen hinsichtlich der Reinigungsleistung der Einzelwerte innerhalb der jeweiligen Gruppen. Zwischen Gruppe 2 und 1 sowie zwischen Gruppe 2 und 3 konnte jedoch eine Signifikanz erkannt werden (siehe Tab. 1). Somit bestehen bei den unterschiedlichen Aufbereitungsmethoden signifikante Unterschiede in ihrer Reinigbarkeit. Gruppe N Prozentualer Rückstand der Einlage im Kanal (Mittelwert in %) , , ,6700 Signifikanz,541,136 Tab. 1: Student-Newman-Keuls-Prozedur für die Gruppen 1, 2 und 3 in homogenen Untergruppen (Alpha = 0,05).

38 Auswertung Bei keiner Aufbereitungsmethode konnte die medikamentöse Einlage vollständig entfernt werden, jedoch wiesen alle Techniken bei einer Spülmenge von 8 ml gute Reinigungsergebnisse auf. Die gemittelten Reste lagen zwischen 5,03 (Gruppe 1) und 11,8% (Gruppe 2). Ein signifikanter Unterschied wurde zwischen Gruppe 1 (FlexMaster, Größe 40.06) und Gruppe 2 (ISO-Größe 40.02) festgestellt. Im Mittel wies Gruppe 1 eine um 6,77% höhere Reinigungsleistung auf. Gruppe 3 (Reciproc -Feile 40) wies ebenfalls mit einem durchschnittlichen Calxyl -Rest von 9,7% einen signifikanten Unterschied zu Gruppe 1 auf. Hier war die Reinigungsleistung im Mittel um 4,67% höher als bei der Reciproc -Aufbereitungsgruppe. Die Reinigungsleistung scheint mit dem Taper der Masterfeile zu korrelieren. Je größer der Taper gewählt wird, desto mehr Calxyl kann aus dem Wurzelkanal entfernt werden. Das Reinigungsergebnis verbesserte sich mit steigendem Taper, prozentual blieb es aber nicht konstant. Es ist anzunehmen, dass sich sie Reinigungsleistung mit steigendem Taper verbessert und sich ab einem gewissen Taper an einen Wert größer 0 annähert.

39 35 7. Diskussion 7.1 Ergebnisse Das Calxyl konnte bei keiner Aufbereitungsmethode vollständig entfernt werden. Ein signifikanter Unterschied konnte allerdings zwischen der Aufbereitung mit FlexMaster -Feilen und der Aufbereitung mit ISO Kerr - Räumern und Hedströmfeilen festgestellt werden. Bei der FlexMaster - Aufbereitung betrug der Rest an medikamentöser Einlage im Schnitt 5,03%, dagegen bei der Aufbereitung mit den Handinstrumenten 11,8%. Die Aufbereitung mit der Reciproc -Feile 40 wies ebenfalls mit einem Rest von im Schnitt 9,7% einen signifikanten Unterschied zur FlexMaster - Aufbereitungsgruppe auf. Es scheint als dass ein größerer Taper eine bessere Reinigung ermöglicht. Dies bestätigen andere Studien, die ebenfalls eine verbesserte Reinigungsleistung bei größeren Tapern festgestellt haben (Albrecht et al., 2004, Boutsioukis et al., 2010). Jedoch wurde bei diesen Studien die Reinigungsleistung hinsichtlich des Debridement sowie der Schmierschicht überprüft. Bei anderen Studien über Entfernung von Kalziumhydroxid aus dem Wurzelkanal wurden die Kanäle zur Standardisierung entsprechend präpariert, sodass der Einfluss des Taper hier nicht bewertet werden kann (Lambrianidis et al., 2006, Lambrianidis et al., 1999, Rödig et al., 2010 (2), van der Sluis et al., 2006). Als Spülmenge wurde 8 ml gewählt. Diese erzielte in vorherigen Studien gute Reinigungsergebnisse (Mauser, 2011, Wiesner, 2011). Für die Praxis ist diese Menge zwar zeitaufwendig, aber trotzdem möglich durchzuführen und vor allem effektiv. Wie groß sich der Einfluss von Resten an Kalziumhydroxid im Kanal auf die Sealereigenschaften der definitiven Wurzelkanalfüllung beläuft, ist nicht eindeutig geklärt (Çalt und Serper, 1999, Kim und Kim, 2002, Margelos et al.,

40 , Porkaew et al., 1990). Laut Margelos et al. scheinen Kalziumhydroxidreste von 5% die Sealereigenschaften kaum zu beeinflussen (Margelos et al., 1997). Andere Studien zeigen jedoch, dass sich die Sealereigenschaften nach einer medikamentösen Einlage mit Kalziumhydroxid, unabhängig von der Entfernungsmethode, verschlechtern (Kim und Kim, 2002, Porkaew et al., 1990). Die Reste des Kalziumhydroxids so klein wie möglich zu halten ist demnach anzunehmen. Die Größe des Tapers scheint dabei eine Rolle zu spielen. Ob selbst bei einer Aufbereitung mit FlexMaster -Feilen (Taper 06) die Entfernung des Kalziumhydroxids ausreichend ist, kann nicht garantiert werden. Eine vollständige Eliminierung der medikamentösen Einlage konnte bei keiner Aufbereitungsmethode erreicht werden. Die verwendete Spülmenge konnte jedoch in allen Gruppen den größten Teil des Kalziumhydroxids entfernen. In den vergangenen Jahren wurden viele Studien veröffentlicht, die sich mit einer ähnlichen Problemstellung wie diese auseinander gesetzt haben. Dabei sind die gewählten Methoden sowie die Ergebnisse unterschiedlich. Alle Studien weisen jedoch eine Übereinstimmung auf, nämlich dass es bisher kein Verfahren ermöglicht, Kalziumhydroxid als medikamentöse Einlage vollständig aus dem Wurzelkanal zu eliminieren. Zum gleichen Ergebnis kam auch die vorliegende Studie. Nun muss noch geklärt werden, welche weiteren Gemeinsamkeiten sowie Differenzen zu anderen Studien vorhanden sind. Die Anzahl von 10 Zähnen pro Versuchsgruppe wurde auch in anderen Studien gewählt (Balvedi et al., 2010, Lambrianidis et al., 2006). Sie ist ausreichend um eine mögliche, statistische Signifikanz zu erreichen. Um eine möglichst hohe Vergleichbarkeit zu gewährleisten, kamen gerade, einwurzlige, einkanälige Frontzähne zur Anwendung. Andere Studien nutzen jedoch das Studiendesign von Lee et al. (2004), um eine Standardisierung zu ermöglichen. Hierbei werden Kerben in den Wurzelkanal gefräst (Kenee et al., 2006, Rödig et al., 2010 (2), Vahid et al., 2009). Dadurch weist das

41 37 Wurzelkanalsystem jedoch nicht mehr seine natürliche Physiognomie auf, was in dieser Studie gewährleistet sein sollte. Ein ähnliches Problem weist das Aufbrechen der Zähne vor dem Entfernen der medikamentösen Einlage auf. Dies geschieht in fast allen Studien (Balvedi et al., 2010, Kenee et al., 2006, Lambrianidis et al., 2006, Rödig et al., 2010 (2), Vahid et al., 2009). Die Zahnhälften werden zwar vor oder nach dem Abfüllen reponiert, ob dadurch die physiologischen Bedingungen jedoch wieder gegeben sind, kann nicht mit Sicherheit gesagt werden. Da diese Studie so praxisorientiert wie möglich durchgeführt werden sollte, wurde viel Wert auf die Gewährleistung der physiologischen Bedingungen gelegt. Deshalb wurden in dieser Studie die Zähne erst nach dem Entfernen der medikamentösen Einlage aufgebrochen. Die Aufbereitung erfolgte in den Studien immer unterschiedlich. Teilweise manuell mit Stahlinstrumenten, meistens jedoch maschinell mit rotierenden Nickel-Titan-Instrumenten. Die apikale Gängigkeit wurde immer mit einer K- Feile kontrolliert. Zur Anwendung kamen jeweils unterschiedliche Taper mit einer Masterfeilengröße zwischen 30 und 50 (Balvedi et al., 2010, Kenee et al., 2006, Lambrianidis et al., 2006, Rödig et al., 2010 (2), Vahid et al., 2009, Wiseman et al., 2011). Da jedoch meistens zur besseren Standardisierung Rillen eingefräst wurden, ist der Einfluss des Tapers kaum zu beurteilen. Um dies festzustellen, unterschieden sich die Versuchsgruppen genau in diesem Punkt. Es wurde als Masterfeile immer die Größe 40 der verschiedenen Aufbereitungssysteme gewählt. Die Studien den Taper und die damit verbundene Reinigbarkeit betreffend, wurden immer hinsichtlich des Debridement sowie der Schmierschicht durchgeführt (Albrecht et al., 2004, Arvaniti und Khabbaz, 2011, Boutsioukis et al., 2010). Da die Entfernung von Kalziumhydroxid beim Erfolg einer Wurzelkanalbehandlung jedoch eine wichtige Rolle spielt, sollte dies in der vorliegenden Studie untersucht werden.

42 38 Die Lagerung erfolgte in nahezu allen Studien bei ca. 35 C für 7 Tage (Balvedi et al., 2010, Rödig et al. (2), 2010, van der Sluis, 2006, Wiseman et al., 2011). Eine Studie wies eine Inkubationszeit von 10 Tagen auf, was ebenfalls eine praxisrelevante Dauer darstellt (Lambrianidis et al., 2006). Um jedoch eine Vergleichbarkeit gegenüber dem Großteil der Studien zu gewährleisten, wurden 7 Tage als Lagerungszeit gewählt. Einer der größten Unterschiede zu den erwähnten Studien stellt die Auswertung dar. In allen Studien kam die optische Analyse zur Anwendung. Meistens wurden digitale Hilfsmittel wie ein Computerprogramm oder die Computertomographie zur Auswertung genutzt (Balvedi et al., 2010, Lambrianidis et al., 2006, Lambrianidis et al., 1999, Wiseman et al., 2011). Es gibt jedoch auch Studien, in denen die Resultate von Menschen am Mikroskop ausgewertet wurden (Rödig et al., 2010 (2), Vahid et al., 2009). Das Risiko für subjektive Fehler ist vor allem bei dieser Methode gegeben. In der vorliegenden Studie ist die Objektivität durch die maschinelle Auswertung mittels des Flüssigkeitsszintillationszählers gegeben. Diese Ergebnisse sind dadurch reproduzierbarer als die durch einen Menschen gemachten Beobachtungen. Ein weiterer Nachteil der optischen Analyse besteht darin, dass nur die oberflächliche Schicht der Reste an medikamentöser Einlage bewertet werden kann. Um die genaue Menge an verbliebenem Kalziumhydroxid feststellen zu können, wurde dieses vor dem Einbringen in den Kanal radioaktiv markiert. Die Reste konnten nach der Entfernung im Flüssigkeitsszintillationszähler gemessen werden. Indirekt konnte so auf die prozentuale Entfernung geschlossen werden. Eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse mit anderen Studien ist kaum möglich. Da die Beurteilung in den erwähnten Studien nur die oberflächliche Schicht des Kalziumhydroxids betrifft, ist die Angabe der Ergebnisse nicht prozentual. Sie erfolgt meist mittels eines Scores.

43 Studiendesign Vorbereitung der Zähne Um eine Vergleichbarkeit der verschiedenen Ergebnisse dieser Studie zu gewährleisten, ist eine Standardisierung bei der Gestaltung der Zähne notwendig. Deshalb wurde versucht, möglichst ähnliche Zähne in Form und Anatomie zu verwenden. Hierfür eigneten sich einwurzlige, gerade Frontzähne. Um den Versuch möglichst praxisorientiert zu gestalten, wurden menschliche Zähne ausgewählt. Somit konnten bestimmte Gegebenheiten wie eine auftretende Schmierschicht oder Interkationen zwischen Medikament und Dentin mit bewertet werden. Die extrahierten Zähne wurden konserviert, damit sie sich nicht im Laufe der Zeit degenerativ verändern. Als Standardlösung hierfür dient ChloraminT. Da es in dieser Lösung nach 4 Wochen zu einem Dentinumbau kommt, wurden die Zähne nach der Lagerung in ChloraminT eingefroren (Rolland et al., 2007). Bei der Gestaltung der Zähne wurde als erstes eine Dekapitierung vorgenommen. Die einheitliche Länge wurde auf 15 mm festgelegt. Danach wurden Längskerben eingefräst, die als Sollbruchstellen für das spätere Gefrierbruchverfahren dienten. Um eine Extrusion der Einlage beim Abfüllen zu verhindern, wurde anschließend ein apikaler Verschluss mit dünnfließendem Komposit vorgenommen. Somit konnte auch sicher gestellt werden, dass während der Inkubation keine Flüssigkeit über den Apex in den Zahn dringen kann. Um verschiedene Aufbereitungsmethoden in ihrer möglichen Reinigbarkeit zu testen, wurden die Zähne in drei Gruppen eingeteilt. Gruppe 1 wurde mit FlexMaster Nickel-Titan-Instrumenten aufbereitet. Die Größe der Masterfeile betrug ISO-Größe 40, Taper 06. So wie bei fast alle rotierenden Aufbereitungssystemen wird auch beim FlexMaster -System nach der Crown-Down-Technik aufbereitet (Sonntag, 2005). Die Schneidekanten besitzen keine Radial-Lands sodass eine effektive und gründliche Entfernung

44 40 des Dentins gewährleistet ist. Durch ihren konvexen Dreikantquerschnitt haben die Feilen mehr Kernsubstanz, was das Risiko auf eine Deformation oder Fraktur des Instruments reduziert. Außerdem besitzen die Feilen eine nicht schneidende Spitze, was auch das Risiko auf Kanalabweichungen herabsetzt (Sonntag, 2005). Gruppe 2 wurde mit Kerr -Räumern und Hedströmfeilen bis zur ISO-Größe 40, Taper 02 aufbereitet. Kerr -Räumer werden mit einer Rotationsbewegung, Hedströmfeilen hingegen mit einer Feilbewegung verwendet (Saunders, 2005). In gekrümmten Kanälen kann es bei diesen Instrumenten jedoch leicht zu iatrogenen Schäden an der Kanalwand kommen, denn Stahlinstrumente ab ISO-Größe 15 bis 20 sind nicht mehr flexibel genug, um dem Kanalverlauf zu folgen (Saunders, 2005). In dieser Studie wurde apiko-koronal nach der standardisierten Technik aufbereitet. Gruppe 3 wurde mit der Reciproc -Feile 40 aufbereitet. Der Wurzelkanal kann so mit nur einem Instrument aufbereitet werden. Laut Hersteller ist ein Gleitpfad nicht grundsätzlich nötig. Die Reciproc -Feile 40 hat in den apikalen drei Millimetern einen Taper von 06, danach einen Taper von 04. Die Feilen werden aus speziellem NiTi-Alloy, dem sogenannten M- Wire hergestellt. Dieses ist durch eine bestimmte Wärme-Behandlung flexibler sowie beständiger gegen zyklische Ermüdung. Die reziproke Bewegung der Feile soll das Risiko einer Instrumentenfraktur aufgrund von zu hohen Torsionsbeanspruchungen minimieren (Bürklein et al., 2012, Plotino et al., 2012). Die Anzahl der Zähne pro Gruppe wurde auf 10 Stück festgelegt. Um eine Signifikanz zu bestimmen, ist diese Anzahl ausreichend (Renovato et al., 2013). Die Einteilung erfolgte randomisiert Versuchsaufbau Als medikamentöse Einlage wurde Calxyl gewählt. Das gleichbleibende Mischungsverhältnis der Komponenten in der Paste bot die optimale Voraussetzung für die Standardisierung. Jedoch reagiert das Kalziumhydroxid mit dem CO 2 in der Luft (Fava und Saunders, 1999,

45 41 Mohammadi und Dummer, 2011, Mohammadi et al., 2012). Eine schnelle Verarbeitung hatte deshalb oberste Priorität. Zu der Paste wurde flüssige, radioaktive 14 C-Glucose gemischt. Dieses veränderte die Konsistenz des Calxyls unmerklich. Außerdem folgte eine Zugabe von grünem Fluoreszenzpulver. Um auch durch diese Beimengung die Konsistenz so wenig wie möglich zu verändern, wurde eine Zugabe von 1% der Gesamtgewichts des Calxyls gewählt. Das Calxyl wurde nach seiner Präparation mit Papierspitzen und anschließend mit einem Lentulo eingebracht. Dieser wurde nach jedem Versuchszahn entsorgt und ein neuer verwendet. So konnte sicher gestellt werden, dass keine radioaktive 14 C-Glucose des vorangegangenen Probezahns in den folgenden mit eingebracht wird. Das Applizieren des Medikaments im Wurzelkanal mit Papierspitzen und dem Lentulo ist eine effektive und häufig angewandte Methode (Kim und Kim, 2002, Renovato et al., 2013). Um möglichst praxisorientiert zu bleiben, wurde zusätzlich zum Calxyl auch ein Guttaperchastift eingebracht. Außerdem konnte so die Menge der medikamentösen Einlage auf den relevanten Anteil beschränkt werden. Dieser Anteil ist der, der die Kanalwand penetriert und somit schwieriger zu entfernen ist. Um den Probenzahn für die Inkubation fertig zu stellen, folgte die Säuberung des Kanaleingangs. Anschließend wurde dieser adhäsiv mit einem Komposit verschlossen. Auf Ätzen mit Phosphorsäure und Dentinbonding wurde verzichtet, um ein leichteres entfernen des Verschlusses zu erreichen. Nach Fertigstellung der Probenzähne erfolgte die Inkubation. Hierfür lagerten die Versuchszähne in je 6 ml Jonosteril bei 35 C für 7 Tage. Zur Simulation des Mundmilieus wurden diese Temperatur sowie die physiologische Flüssigkeit gewählt. Die Dauer der Inkubation orientierte sich an Studien, die diesen Zeitrahmen empfehlen (Lambrianidis et al., 2006,

46 42 Sjögren et al., 1991). Auch in der Praxis findet diese Verweildauer der medikamentösen Einlage häufig Anwendung. Nach der Inkubation erfolgte die Entfernung des Calxyls. Hierfür wurde eine Wechselspülung aus 40%iger Zitronensäure und 3%igem NaOCl angewendet. Zitronensäure weist gute Ergebnisse bei der Entfernung von Kalziumhydroxid auf (Rödig et al., 2010 (2)). Eine Kombination mit NaOCl zeigt jedoch keine Verbesserung in der Sauberkeit des Wurzelkanals (Rödig et al., 2010 (2)). Die Wechselspülung soll die Kalziumhydroxidentfernung begünstigen, indem die Chlorgasbildung bei Kontakt zwischen Zitronensäure und Natriumhypochlorit einen mechanischen Effekt auf die Reinigung hat. Gespült wurde in 8 Intervallen zu je 0,5 ml 40%iger Zitronensäure und 0,5 ml 3%igem NaOCl. Als Abschlussspülung wurde 0,5 ml 70%iges Ethanol verwendet. Dies sollte die Trocknung des Wurzelkanals erleichtern. Zur Standardisierung erfolgte die Applikation der Spülmenge von 0,5 ml in einer Dauer von 20 s mit Luer-Lock-Spritzen. Diese Spritzen wiesen ein Fassungsvermögen von 3 ml auf, wodurch eine gute Kontrolle über die Menge der Spülung gewährleistet war. Die Kanülen wiesen einen Durchmesser von 0,3 mm auf, sodass ein Vordringen in die Apikalregion möglich war. Jedoch wurde die Kanüle bis auf 2 mm vor Aufbereitungslänge zurück gezogen. Dies ist besonders wichtig, damit ein Abfluss der Spülflüssigkeit nach koronal gewährleistet ist und die Gefahr einer Injektion ins periapikale Gewebe reduziert wird. Nach der Entfernung des radioaktiv markierten Kalziumhydroxids erfolgte die Auswertung. Dies ermöglichte die Szintillations-Spektrometrie. Hierfür mussten die Versuchszähne mithilfe des Gefrierbruchverfahrens geöffnet werden. Dies war nötig, da der Flüssigkeitsszintillationszähler nur die Radioaktivität messen kann, die direkten Kontakt zur Szintillationsflüssigkeit hat. Eine Trennscheibe wurde nicht verwendet, da sonst eine Kontaminationsgefahr besteht und Kalziumhydroxid verloren gehen kann. Nach dem Aufbrechen der Zähne wurden sie in 10 ml Szintillationsflüssigkeit eingelegt. Anschließend erfolgte die Messung im Szintillationszähler.

47 43 Zusätzlich wurde auch die Inkubationsflüssigkeit gemessen, da mögliche Reste am Zahn darin hätten gelöst werden können Radioaktive Markierung und Messmethode In der vorliegenden Studie wurde Calxyl mit 14 C-Glucose radioaktiv markiert. Somit konnten die im Wurzelkanal befindlichen Reste des Medikaments nach der Entfernung mittels Szintillation bestimmt werden. Die eingebrachte Menge des Calxyls in den Wurzelkanal konnte per Gewichtsbestimmung ermittelt werden. Zusätzlich wurden 3 Standards des radioaktiv markierten Calxyls entnommen, um über die Mittelwertbestimmung die genau radioaktive Markierung zu erhalten. Mit diesen Werten war es möglich, die Impulsrate des eingebrachten Medikaments zu bestimmen. Nachdem das Calxyl entfernt wurde, kam das Gefrierbruchverfahren zur Anwendung. Die Versuchszähne wurden longitudinal aufgebrochen. Somit wurde sichergestellt, dass alle Innenflächen des Wurzelkanals für die Szintillationsflüssigkeit zugänglich waren. Die noch im Wurzelkanal befindlichen Reste der Radioaktivität wurden anschließend im Szintillationszähler gemessen. Mit Hilfe der errechneten Impulsrate des eingebrachten Calxyls konnte daraufhin festgestellt werden, wie viel der medikamentösen Einlage entfernt werden konnte. In dieser Berechnung wurde außerdem die Radioaktivität berücksichtigt, die sich in der Inkubationsflüssigkeit befand. Dies kommt durch mögliche Reste an Calxyl am Zahn zustande. Da diese auch mit gewogen wurden, flossen sie in die Bestimmung der entfernten Menge Calxyl mit ein. Die Versuche erbrachten reproduzierbare, eindeutige Ergebnisse. Deshalb war ein mögliches Fehlerpotential durch die nur errechnete, also indirekte, Bestimmung der eingebrachten Menge an medikamentöser Einlage nicht gegeben. Da ein Szintillationszähler nicht in der Lage ist, alle ausgesendeten Lichtquanten zu absorbieren, besteht immer eine gewisse Unsicherheit des Zählers. Diese sogenannte Zählausbeute musste durch Kalibrierungen in

48 44 Vorversuchen genau bestimmt werden. Dadurch konnte jeder Wert bei der Auszählung des verbliebenen Calxyls entsprechend korrigiert werden. Jede einzelne medikamentöse Einlage wurde neu angemischt. Calxyl trocknet schnell aus, die Konsistenz ist somit nicht stabil genug um eine fertig radioaktiv angemischte, größere Menge über einen längeren Zeitraum zu verwenden. Um mit der genauen Konzentration an 14 C-Glucose im Calxyl zu arbeiten, wurden immer 3 Standards der radioaktiv markierten Einlage entnommen und ausgezählt. Durch die Bestimmung des Mittelwerts konnte die genaue Anmarkierung ermittelt werden. Denn in Vorversuchen wurde festgestellt, dass es trotz immer gleicher Mengen beim Anmischen nicht möglich ist, in jeder Einlage die gleiche Konzentration an radioaktiver Substanz zu erhalten. Da das Arbeiten mit radioaktiven Substanzen eine Kontaminationsgefahr birgt, wurde Fluoreszenzpulver mit in das Calxyl gemischt. So war eine gewisse Kontrolle am Arbeitsplatz gegeben. Ein aufmerksames und sauberes Arbeiten mit diesen Substanzen ist selbstverständlich. In Vorversuchen konnte ausgeschlossen werden, dass die radioaktive 14 C- Glucose aus dem Calxyl heraus in das Dentin diffundiert. Die verwendete Menge der 14 C-Glucose wurde dabei so gewählt, dass sie das Diffusionsgleichgewicht nicht verändert. Abhängig ist dies von der physiologischen Plasmakonzentration von körpereigener Glucose und der Glucosekonzentration der Inkubationsflüssigkeit. Vorangegangene Studien nutzten die digitale Bildgebung zur Analyse von verschiedenen Entfernungsmethoden und Reinigungsleistungen (Rödig et al., 2010 (2), van der Sluis et al., 2006). Hierbei wurden nach der Entfernung des Medikaments die Flächen gemessen, die noch mit diesem bedeckt waren (Rödig et al., 2010 (2), van der Sluis et al., 2006). Es konnte also nicht die genaue Menge an verbliebenem Kalziumhydroxid festgestellt werden, da nur die oberflächlich bedeckte Fläche betrachtet wurde. Bei Verwendung der Szintillationsspektrometrie kann dagegen die gesamte

49 45 verbliebene Menge des Medikaments festgestellt werden. Ein weiterer Nachteil der optischen Auswertung ist, dass die Versuchszähne vor der Entfernung aufgebrochen wurden, damit der Zahn zur digitalen Bildanalyse in Sektoren aufgeteilt und Fotos gemacht werden konnte (Rödig et al., 2010 (2), van der Sluis et al., 2006). Somit waren keine physiologischen Bedingungen während des gesamten Versuchsablaufs gegeben. Anders als in dieser Studie, bei der jeder Zahn erst nach der Entfernung des Medikaments geteilt wurde. Außerdem kommt bei der Analyse der digitalen Bildgebung hinzu, dass ein Risiko für subjektive Fehler besteht, da eine Beurteilung durch Menschen bei der Auswertung nötig ist Rödig et al., 2010 (2), van der Sluis et al., 2006). Diese Beurteilung kann nicht so genau sein wie durch eine Maschine. Beim Szintillationszähler besteht ein gleichbleibend großer Fehler, der ermittelt und dann verrechnet werden kann. Somit ist eine objektivierbare, maschinelle Quantifizierung gegeben Methodenkritik Diese Arbeit stellt eine in vitro Studie dar, bei der versucht wurde, eine endodontische Behandlung möglichst realitätsnah und praxisorientiert zu simulieren. Deshalb hatte beim Versuchsaufbau oberste Priorität, eine klinische Behandlung in ihrem Ablauf sowie in ihren verwendeten Instrumenten und Substraten nachzustellen. So wurde als Wechselspülung die Kombination aus 40%iger Zitronensäure und 3%igem NaOCl gewählt. Diese finden in der Praxis häufig Anwendung. Allerdings stellt die verwendete Wechselspülung nur einen Teil der möglichen Spüllösungen bei einer Wurzelkanalbehandlung dar. Aufgrund der guten Ergebnisse von Zitronensäure bei der Entfernung von Kalziumhydroxid und der weiten Verbreitung dieser Wechselspülung in der klinischen Anwendung wurde diese Kombination gewählt (Rödig et al., 2010 (2)). Um die effektivste Spüllösung respektive Kombination bei der Entfernung von Kalziumhydroxid festzustellen, müssten weitere Versuche durchgeführt werden.

50 46 Für die Simulation einer klinischen Behandlung wurden außerdem menschliche Zähne mit aufbereitetem Wurzelkanal verwendet. Dies hat den Nachteil, dass in diesem Punkt keine rein standardisierten Bedingungen gewährleistet waren. Jedoch wurde mehr Wert auf einen möglichst realitätsnahen und praxisorientierten Versuchsaufbau gelegt. Es gibt Studien zur Entfernung von Kalziumhydroxid, bei denen menschliche Zähne unter besser zu standardisierenden Bedingungen verwendet wurden (Rödig et al. (2), 2010, van der Sluis et al., 2006). Hier wurden anstatt eines aufbereiteten Wurzelkanalsystems präparierte Mulden mit der medikamentösen Einlage gefüllt. Die Entfernung von Calxyl aus einem aufbereiteten Wurzelkanal ist für einen klinisch orientierten Versuchsaufbau jedoch nützlicher. Beim Abfüllen des Wurzelkanals mit Calxyl war es nicht möglich, in jedem Zahn die gleiche Menge zu applizieren. Trotz der gleichen Aufbereitung und Länge der Zähne in den einzelnen Gruppen, kam es in diesem Punkt zu Unterschieden. Mögliche Gründe hierfür können die unterschiedliche Anatomie eines jeden Wurzelkanalsystems sein, sowie ein blasiges Einbringen der Paste oder individuelle Abweichungen bei der Aufbereitung. Das Ergebnis der Studie wurde hierdurch allerdings nicht beeinflusst, denn die entfernte Masse wurde relativ zur eingebrachten Menge bewertet. Die radioaktive Anmarkierung von Calxyl mit 14 C-Glucose und Messung über Szintillationsspektrometrie stellt ein anspruchsvolles Verfahren dar. In anderen Studien kam diese Methode jedoch erfolgreich zum Einsatz (Mauser, 2011, Wiesner, 2011). In Vorversuchen konnte der Umgang mit den Substanzen sowie der Versuchsablauf erarbeitet werden. Gleichzeitig erfolgte das Überprüfen des Verfahrens auf potentielle Fehlerquellen. Eine mögliche Diffusion der radioaktiv markierten Glucose durch den Zahn in die Inkubationsflüssigkeit hätte zu einer Verfälschung der Ergebnisse geführt. Deshalb musste das Mischungsverhältnis von Calxyl und 14 C-Glucose so gewählt werden, dass ein Konzentrationsgradient zwischen der Einlage im Wurzelkanal und der isotonen Inkubationsflüssigkeit

51 47 nicht zustande kommen konnte. Zusätzlich wurde die Inkubationsflüssigkeit jedes Zahns selbst im Szintillationszähler gemessen. Das Ergebnis konnte somit um diesen Wert korrigiert werden. In verschiedenen Testreihen lieferte die Methode eindeutige sowie reproduzierbare Ergebnisse, sodass das Verfahren für diese Studie genutzt werden konnte. 7.3 Ausblick Die medikamentöse Einlage in Form von Kalziumhydroxid konnte bei allen Aufbereitungsmethoden mit einer Wechselspülung aus Natriumhypochlorit und Zitronensäure sowie einem Spülvolumen von 8 ml größtenteils entfernt werden. Fast komplett wurde das Calxyl bei der Aufbereitung mit FlexMaster -Feilen eliminiert. Daher kann die erwähnte Wechselspülung mit dem Spülvolumen von 8 ml hierfür empfohlen werden. Auch bei der Aufbereitung mit der Reciproc -Feile konnten gute Ergebnisse erzielt werden, sodass auch hier für die genannte Wechselspülung und entsprechendem Spülvolumen eine Empfehlung ausgesprochen werden kann. Bei der manuellen Aufbereitung mit Kerr -Räumern und Hedströmfeilen blieb ein etwas größerer Rest im Wurzelkanal zurück. Hier ist zu überlegen, ob Hilfsmittel wie eine passive Ultraschallaktivierung oder ein Kanalbürstchen zusätzlich eingesetzt werden. Verschiedene Studien zeigten eine bessere Reinigungsleistung bei zusätzlicher Verwendung dieser Instrumente (Mohammadi und Dummer, 2011, Rödig et al., 2010 (2)). Die verwendete Spülmenge von 8 ml zeigte gute Reinigungsergebnisse. Jedoch ist die Durchführung durch die vielen Intervalle und die große Spülmenge zeitaufwendig. Interessant wäre es, geringere Spülmengen zu testen, um möglichst ähnlich gute Ergebnisse bei einer weniger aufwendigen Spülung zu ermitteln. Außerdem zu überprüfen wäre, ob mit weniger Intervallen ein genauso gutes Ergebnis erzielt werden könnte. Dies würde ebenfalls eine Arbeitserleichterung bei einer Spülmenge von 8 ml darstellen. Diese Fragestellungen könnten in weiteren Studien getestet werden.

52 48 8. Literaturverzeichnis Abdul Wanees Amin S, Saeed Seyam R, Abbas El-Samman M: The effect of prior calcium hydroxide intracanal placement on the bond strength of two calcium silicate-based and an epoxy resin-based endodontic sealer. J Endod 38, (2012). Adam G, Läuger P, Stark G: Physikalische Chemie und Biophysik. 5. Auflage Springer, München (2009). Albrecht LJ, Baumgartner JC, Marshall JG: Evaluation of apical debris removal using various sizes and tapers of ProFile GT files. J Endod 30, (2004). Ari H, Erdemir A, Belli S: Evaluation of the effect of endodontic irrigation solutions on the microhardness and the roughness of root canal dentin. J Endod 30, (2004). Arvaniti IS, Khabbaz MG: Influence of root canal taper on its cleanliness: a scanning electron microscopic study. J Endod 37, (2011). Balvedi RPA, Versiani MA, Manna FF, Biffi JCG: A comparison of two techniques for the removal of calcium hydroxide from root canals. Int Endod J 43, (2010). Basrani B: Chlorhexidine Gluconate. Aust Endod J 31, (2005). Basrani B, Haapasalo M: Update on endodontic irrigating solutions. Endod Topics 27, (2012). Baugh D, Wallace J: The role of apical instrumentation in root canal treatment: a review of the literature. J Endod 31, (2005). Beltes PG, Pissiotis E, Koulaouzidou E, Kortsaris AH: In vitro release of hydroxyl ions from six types of calcium hydroxide nonsetting pastes. J Endod 23, (1997). Bodrumlu E, Avsar A, Bodrumlu EH, Cicek E: The effects of calcium hydroxide removal methods on bond strength of Epiphany SE with two irrigation protocols. Acta Odont Scand 71, (2013). Boutsioukis C, Gogos C, Verhaagen B, Versluis M, Kastrinakis E, van der Sluis LMW: The effect of root canal taper on the irrigant flow:

53 49 evaluation using an unsteady computational fluid dynamics model. Int Endod J 43, (2010). Bürklein S, Hinschitza K, Dammaschke T, Schäfer E: Shaping ability and cleaning effectiveness of two single file systems in severely curved root canals of extracted teeth: Reciproc and WaveOne versus Mtwo and ProTaper. Int Endod J 45, (2012). Çalt S, Serper A: Dentinal tubule penetration of root canal sealers after root canal dressing with calcium hydroxide. J Endod 25, (1999). Clarkson RM, Moule AJ: Sodium hypochlorite and its use as an endodontic irrigant. Aust Dent J 43, (1998). Fava LRG, Saunders WP: Calcium hydroxide pastes: classification and clinical indications. Int Endod J 32, (1999). Grawehr M, Sener B, Waltimo T, Zehnder M: Interactions of ethylenediamine tetraacetic acid with sodium hypochlorite in aqueous solutions. Int Endod J 36, (2003). Guerreiro-Tanomaru JM, Chula DG, de Pontes Lima RK, Berbert FLVC, Tanomaru-Filho M: Release and diffusion of hydroxyl ion from calcium hydroxide-based medicaments. Dent Traumatol 28, (2012). Haapasalo M, Endal U, Zandi H, Coil JM: Eradication of endodontic infection by instrumentation and irrigation solutions. Endod Topics 10, (2005). Hu X, Peng Y, Sum C, Ling J: Effects of concentrations and exposure times of sodium hypochlorite on dentin deproteination: attenuated total reflection fourier transform infrared spectroscopy study. J Endod 36, (2010). Hülsmann M, Peters OA, Dummer PMH: Mechanical preparation of root canals: shaping goals, techniques and means. Endod Topics 10, (2005). Kenee DM, Allemang JD, Johnson JD, Hellstein J, Nichol BK: A quantitative assessment of efficacy of various calcium hydroxide removal techniques. J Endod 32, (2006). Kim SK, Kim YO: Influence of calcium hydroxide intracanal medication on apical seal. Int Endod J 35, (2002).

54 50 Lambrianidis T, Kosti E, Boutsioukis C, Mazinis M: Removal efficacy of various calcium hydroxide/chlorhexidine medicaments from the root canal. Int Endod J 39, (2006). Lambrianidis T, Margelos J, Beltes P: Removal efficiency of calcium hydroxide dressing from the root canal. J Endod 25, (1999). Margelos J, Eliades G, Verdelis C, Palaghias G: Interaction of calcium hydroxide with zinc oxide-eugenol type sealers: a potential clinical problem. J Endod 23, (1997). Mauser J: Über die Entfernung von Kalziumhydroxid aus dem Wurzelkanal (Einfluss des Spülvolumens). Med Diss, Erlangen (2011). Mohammadi Z: Sodium hypochlorite in endodontics: an update review. Int Dent J 58, (2008). Mohammadi Z, Abbott PV: Antimicrobial substantivity of root canal irrigants and medicaments: a review. Aust Endod J 35, (2009). Mohammadi Z, Dummer PMH: Properties and applications of calcium hydroxide in endodontics and dental traumatology. Int Endod J 44, (2011). Mohammadi Z, Shalavi S, Yazdizadeh M: Antimicrobial activity of calcium hydroxide in endodontics: a review. Chonnam Med J 48, (2012). Nakamura VC, Cai S, Candeiro GTM, Ferrari PH, Caldeira CL, Gavini G: Ex vivo evaluation of the effects of several root canal preparation techniques and irrigation regimens on a mixed microbial infection. Int Endod J 46, (2013). Noller JS, Sowers JM, Lettis WR: Quaternary Geochronology: Methods and Applications.1. Auflage, Wiley, West Sussex (2000). Petschelt A: Aufbereitung und Füllung von Wurzelkanälen mit besonderer Berücksichtigung von Feuchtigkeit und Schmierschicht ( Smear-Layer ). Habilitationsschrift, Erlangen (1987). Plotino G, Grande NM, Testarelli L, Gambarini G: Cyclic fatigue of Reciproc and WaveOne reciprocating instruments. Int Endod J 45, (2012).

55 51 Porkaew P, Retief DH, Barfield RD, Lacefield WR, Soong S: Effects of calcium hydroxide paste as an intracanal medicament on apical seal. J Endod 16, (1990). Prado M, Santos Junior HM, Rezende CM, Pinto AC, Faria RB, Simão RA, Gomes BPFA: Interactions between irrigants commonly used in endodontic practice: a chemical analysis. J Endod 39, (2013). Pschyrembel W: Pschyrembel Klinisches Wörterbuch Auflage, De Gruyter, Berlin (2004). Pschyrembel W, Zink C: Pschyrembel Wörterbuch Radioaktivität, Strahlenwirkung, Strahlenschutz. 2. Auflage De Gruyter, Berlin (1987). Renovato SR, Santana FR, Ferreira JM, Souza JB, Soares CJ, Estrela C: Effect of calcium hydroxide and endodontic irrigants on fibre post bond strength to root canal dentine. Int Endod J 46, (2013). Rödig T, Döllmann S, Konietschke F, Drebenstedt S, Hülsmann M: Effectiveness of different irrigant agitation techniques on debris and smear layer removal in curved root canals: a scanning electron microscopy study. J Endod 36, (2010). Rödig T, Vogel S, Zapf A, Hülsmann M: Efficacy of different irrigants in the removal of calcium hydroxide from root canals. Int Endod J 43, (2010). Rolland SL, Carrick TE, Walls AW, McCabe JF: Dentin decontamination using chloramine T prior to experiments involving bacteria. Dent Mat 23, (2007). Rossi-Fedele G, Dogramaci EJ, Guastalli AR, de Figueiredo JAP: Antagonistic interactions between sodium hypochlorite, chlorhexidine, EDTA, and citric acid. J Endod 38, (2012). Saleh IM, Ruyter IE, Haapasalo M, Ørstavik D: The effects of dentine pretreatment on the adhesion of root-canal sealers. Int Endod J 35, (2002). Saunders EM: Hand instrumentation in root canal preparation. Endod Topics 10, (2005). Schäfer E, Schulz-Bongert U, Tulus G: Comparison of hand stainless steel and nickel titanium rotary instrumentation: a clinical study. J Endod 30, (2004).

56 52 Singla MG, Garg A, Gupta S: MTAD in endodontics: an update review. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 112, (2011). Siqueira JF Jr, Lopes HP: Mechanisms of antibacterial activity of calcium hydroxide: a critical review. Int Endod J 32, (1999). Siqueira JF Jr, Rôças IN, Lopes HP, Magalhães FAC, de Uzeda M: Elimination of Candida albicans infection of the radicular dentin by intracanal medications. J Endod 29, (2003). Sjögren U, Figdor D, Spångberg L, Sundqvist G: The antimicrobial effect of calcium hydroxide as a short-term intracanal dressing. Int Endod J 24, (1991). Sonntag D: FlexMaster: a universal system. Endod Topics 10, (2005). Stenman E, Spangberg LSW: Machining efficiency of endodontic K files and Hedstrom files. J Endod 16, (1990). Teixeira CS, Felippe MC, Felippe WT: The effect of application time of EDTA and NaOCl on intracanal smear layer removal: an SEM analysis. Int Endod J 38, (2005). Tuncer KA, Tuncer S: Effect of different final irrigation solutions on dentinal tubule penetration depth and percentage of root canal sealer. J Endod 38, (2012). Vahid A, Roohi N, Zayeri F: A comparative study of four rotary NiTi instruments in preserving canal curvature, preparation time and change of working length. Aust Endod J 35, (2009). van der Sluis LWM, Gambarini G, Wu MK, Wesselink PR: The influence of volume, type of irrigant and flushing method on removing artificially placed dentine debris from the apical root canal during passive ultrasonic irrigation. Int Endod J 39, (2006). Wiesner T: Effektivität verschiedener Spültechniken bei der Entfernung von Kalziumhydroxid aus dem Wurzelkanal. Med Diss, Erlangen (2011). Wilcox LR, Wiemann AH: Effect of a final alcohol rinse on sealer coverage of obturated root canals. J Endod 21, (1995). Wiseman A, Cox TC, Paranjpe A, Flake NM, Cohenca N, Johnson JD: Efficacy of sonic and ultrasonic activation for removal of calcium

57 53 hydroxide from mesial canals of mandibular molars: a microtomographic study. J Endod 37, (2011). Yamaguchi M, Yoshida K, Suzuki R, Nakamura H: Root canal irrigation with citric acid solution. J Endod 22, (1996). Zehnder M: Root canal irrigants. J Endod 32, (2006).

58 54 9. Anhang 9.1 Materialien und Geräte Anrührspatel Henry Schein, Langen, Deutschland Aluminiumfolie Behälter für Chloramin T Rotilabo Schraubdeckeldosen, unsteril, 20 und 40ml Artikelnummer EA72.1, Carl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Deutschland Behälter zum Inkubieren Rotilabo Schraubdeckeldosen, unsteril, 20 und 40 ml Artikelnummer EA72.1, Carl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Deutschland Beißzange 220 mm, Artikelnummer , LUX, Wermelskirchen, Deutschland Calxyl CALXYL Röntgensichtbar, 20 g, blau mit Kontrastzusatz, OCO- Präparate GmbH, Dirmstein, Deutschland C-Feilen ISO 06, 08, 10, Länge 21 u. 25 mm, VDW GmbH, München, Deutschland Chloramin T Chloramin T-Trihydrat 98%, Artikelnummer 0271, Carl Roth

59 55 GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Deutschland Citronensäure 40% 500 ml, Apotheke des Universitätsklinikum Erlangen, Palmsanlage 3, Erlangen D-[₁₄C (U)] Glucose D-[₁₄C (U)] - Glucose NEC042X050UC, Lot ab und Lot ab , 50uCi (1.85 MBq), mci/mmol ( GBq/mmol), 0,5ml Ethanol:Wasser (9:1), Perkin Elmer, Boston, USA Diamantierte Trennscheibe 0,19 mm Dicke, Artikelnummer , ORBIS Dental, Münster, Deutschland Einmal-Spülkanülen Luer Lock, steril, 0,3 x 23 mm, Artikelnummer 6031, Transcodent GmbH & Co. KG, Kiel, Deutschland Endostepper S.E.T. EndoStepper, S.E.T. Systemvertrieb für endodontische Geräte GmbH, Olching, Deutschland Ethanol 70% Apotheke des Universitätsklinikums Erlangen, Palmsanlage 3, Erlangen FlexMaster-Instrumente VDW GmbH, München, Deutschland

60 56 Fluoreszenspigment grün, Artikelnummer 94756, 5 g, Lichteinheit 78, Kremer Pigmente, Aichstetten, Deutschland Flüssiger Stickstoff Nikolaus Fieber Zentrum für Molekulare Medizin, Glücksstraße 6, Erlangen Furrerzange Aesculap, B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Deutschland Glasplatte 95 x 70 mm, 5-6 mm dick, einseitig mattiert, George Dental, Ostbevern, Deutschland Grandio Flow WO (weiß-opak), 2 g, NDT -Spritze, VOCO, Cuxhaven, Deutschland Guttapercha Iso 25 Taper.02, Länge 28 mm, Artikelnummer , VDW GmbH, München, Deutschland Hedströmfeilen Größe 10 40, Länge 21 mm Dentsply, Konstanz, Deutschland Inkubator Memmert GmbH & Co. KG, Schwabach, Deutschland Jonosteril Freeflex 500 ml 1/1 E, Fresenius Kabi Deutschland GmbH, Bad Homburg, Deutschland Kerr-Räumer Größe 10 40, Länge 21 mm Kerr Corporation, Orange, USA

61 57 Lentulo VDW Wurzelfüller Typ L, steril ISO 25, 21 mm VDW GmbH, München, Deutschland Luer-Lock-Spritzen 3 ml, Omnifix, B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Deutschland Metalllineal Wedo, Dieburg, Deutschland Natriumhypochlorid 3% chlor-aktiv Chem.-Pharm. Laboratorium Dr. Seeger GmbH Stuttgart, Hedinger Aug. GmbH & Co. KG Stuttgart, Deutschland Papierspitzen 02/40 Roeko Papierspitzen color Länge: 28 mm Coltène/Whaledent, Langenau, Deutschland Papierspitzen 06/40 VDW Papierspitzen Länge: 20 mm VDW GmbH, München, Deutschland Papierspitzen Reciproc VDW Papierspitzen R40 Länge: 20 mm VDW GmbH, München, Deutschland Pipetten 2-20 µl, µl Gilson, Inc., Middleton, USA

62 58 Polylampe ESPE Epilar TriLight, Neuss, Deutschland Präzisionswaage Typ R160P, Sartorius GmbH Göttingen, Deutschland Raketts LKB Wallac 1409 Liquid Scintillation Counter, EG & G Berthold, Bad Wildbach, Deutschland Reciproc-Instrumente VDW GmbH, München, Deutschland Rotes Winkelstück KaVo GmbH, Biberrach, Deutschland Rotilabo -Dispenser Carl Roth Carl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Deutschland Scaler Henry Schein, Langen, Deutschland Schaumstoffpellets 4 mm ORBIS Dental, Multident Dental GmbH, Hannover, Deutschland Silikonständer selbst angefertigt aus HenrySchein Silikon: C-Silikon, Eurosil Max Putty (Produktnummer ) und C- Silikon Härter, Eurosil Max Catalyst (Produktnummer ) SPSS win 17.0 SPSS Inc., Chicago, USA

63 59 Szintfläschchen Typ Vial, aus LDPE, Fassungsvermögen 20 ml Nulleffekt 5 bis 10 cpm Carl Roth Carl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Deutschland Szintillationsflüssigkeit LKB Wallac 1409 Liquid Scintillation Counter, EG & G Berthold, Bad Wildbach, Deutschland Zahnärztliche Pinzette Jakobi Dental Instruments, Sandhausen, Deutschland

64 Wertetabellen Gruppe 1: Aufbereitung mit Flexmaster -Feile Bestimmung der Calxyl -Menge, die in den Zahn eingebracht wurde und dazugehörige Standards. Zahn Standard Gewicht Cpm Calxyl im Cpm im der Standards Zahn Zahn Standards [mg] [mg] , ,1 7, , ,9 3 10, , , ,7 18, , ,6 3 8, , , , ,3 2 16, ,2 3 17, , , ,6 10, , , , , ,5 17, ,9 2 9, ,1 3 6, ,4

65 , ,5 16, ,8 2 10, ,1 3 8, , , ,8 8, ,7 2 16, ,6 3 9, , , ,4 7, ,4 2 9, ,6 3 8, , , ,4 13, ,7 2 10, ,5 3 15, , , ,1 7, ,7 2 14, ,2 3 13, ,3 Zahn: Standards: Nummerierung der Probenzähne jeweils 3 Proben des radioaktiv markierten Calxyls Gewicht Standards [mg]: Masse der entnommenen Standards Cpm Standards: Calxyl im Zahn [mg]: Cpm im Zahn: Impulsrate der Proben Masse des eingebrachten Calxyls Impulsrate vor der Entfernung (errechnet)

66 62 Entfernung des Calxyls mit 8ml Wechselspülung (4ml Citronensäure & 4ml NaOCl) und abschließender Spülung mit Alkohol (0,5ml) Citro NaOCl Citro NaOCl Citro NaOCl Citro NaOCl 0,5 ml 0,5 ml 0,5ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml Citro NaOCl Citro NaOCl Citro NaOCl Citro NaOCl 0,5 ml 0,5 ml 0,5ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml Alkohol 0,5ml Zah Calxyl Cpm im Cpm in der Cpm im % Abweichun n im Zahn vor Inkubationsflüssigk Zahn im g Zahn [mg] Reinigun g eit nach Reinigun Zah n g 1 7, ,7 720,4 4,9 0, , ,3 1605,4 4,2 0, ,3 2510,7 1378,1 4,8 0, , ,2 1052,7 5,1 0, , ,9 3443,2 1316,5 3,7 0,12

67 , ,8 2053, ,4 0,19 7 8, ,7 1497,2 1044,2 5,9 0,09 8 7, ,4 2192,7 767,5 5,1 0, , ,7 1692,8 1877,6 7,4 0,7 10 7, ,7 1550,6 530,2 3,8 0,24 Zahn: Calxyl im Zahn [mg]: Cpm im Zahn vor Reinigung: Cpm in Inkubationsflüssigkeit: Nummerierung der Probenzähne Masse des eingebrachten Calxyls Impulsrate vor der Entfernung (errechnet) Impulsrate der Inkubationsflüssigkeit (gemessen) Cpm im Zahn nach Reinigung: Impulsrate nach Entfernung (gemessen) % im Zahn: Prozentualer Rückstand nach Spülung Gruppe 2: Aufbereitung mit ISO Kerr-Räumer und Feile Bestimmung der Calxyl -Menge, die in den Zahn eingebracht wurde und dazugehörige Standards. Zahn Standard Gewicht der Cpm Calxyl im Cpm im Standards Standards Zahn Zahn [mg] [mg] ,8 14, , ,6 3 5,

68 , ,3 4,8 9999,8 2 9, ,6 3 14, , , ,5 3, ,2 2 13, , , , ,7 12, , , , ,9 16, ,3 2 10, ,2 3 10, , ,3 4, ,9 2 15, ,7 3 17, , , ,8 2,2 8059,9 2 20, ,1 3 15, , , ,9 13, , ,2 3 8, , , ,5 8, ,9

69 , ,2 3 6, , , ,5 3, , , ,5 Zahn: Standards: Nummerierung der Probenzähne jeweils 3 Proben des radioaktiv markierten Calxyls Gewicht Standards [mg]: Masse der entnommenen Standards Cpm Standards: Calxyl im Zahn [mg]: Cpm im Zahn: Impulsrate der Proben Masse des eingebrachten Calxyls Impulsrate vor der Entfernung (errechnet) Entfernung des Calxyls mit 8ml Wechselspülung (4ml Citronensäure & 4ml NaOCl) und abschließender Spülung mit Alkohol (0,5ml) Citro NaOCl Citro NaOCl Citro NaOCl Citro NaOCl 0,5 ml 0,5 ml 0,5ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml Citro NaOCl Citro NaOCl Citro NaOCl Citro NaOCl 0,5 ml 0,5 ml 0,5ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml

70 66 Alkohol 0,5ml Zah Calxyl Cpm im Cpm in der Cpm im % Abweichun n im Zahn vor Inkubationsflüssigk Zahn im g Zahn Reinigun eit nach Zah [mg] g Reinigun n g 11 14, ,8 2353,3 17,7 0,9 12 4,8 9999, ,9 16,9 3,9 13 3, , ,4 1096,9 10,1 1, , , , , , ,8 1860,4 9,3 0, , , ,2 1339,6 16,4 0,2 17 2,2 8059,9 5530,8 386,2 15,3 0, , ,4 832,1 13,8 0,3 19 8, ,9 136,2 428,9 4,1 0,3 20 3, ,6 328,3 7 0,4 Zahn: Calxyl im Zahn [mg]: Cpm im Zahn vor Reinigung: Cpm in Inkubationsflüssigkeit: Nummerierung der Probenzähne Masse des eingebrachten Calxyls Impulsrate vor der Entfernung (errechnet) Impulsrate der Inkubationsflüssigkeit (gemessen)

71 67 Cpm im Zahn nach Reinigung: Impulsrate nach Entfernung (gemessen) % im Zahn: Prozentualer Rückstand nach Spülung Gruppe 3: Aufbereitung mit Reciproc -Feile 50 Bestimmung der Calxyl -Menge, die in den Zahn eingebracht wurde und dazugehörige Standards. Zahn Standard Gewicht der Cpm Calxyl im Cpm im Standards Standards Zahn Zahn [mg] [mg] , ,9 2 15, ,3 3 11, , , ,8 7, ,2 2 25, ,3 3 11, , , ,3 5, ,6 2 5,2 9231, , , ,7 7, , ,1 3 10, , ,3 7, ,1 2 14, ,2

72 68 3 5, , ,4 6, ,3 2 14, , , , ,3 4, ,3 2 19, ,8 3 14, , , ,3 7, , ,5 3 10, , , ,2 9, ,5 2 18, ,6 3 14, , , ,1 7, , ,3 3 11, ,6 Zahn: Standards: Nummerierung der Probenzähne jeweils 3 Proben des radioaktiv markierten Calxyls Gewicht Standards [mg]: Masse der entnommenen Standards Cpm Standards: Calxyl im Zahn [mg]: Impulsrate der Proben Masse des eingebrachten Calxyls

73 69 Cpm im Zahn: Impulsrate vor der Entfernung (errechnet) Entfernung des Calxyls mit 8ml Wechselspülung (4ml Citronensäure & 4ml NaOCl) und abschließender Spülung mit Alkohol (0,5ml) Citro NaOCl Citro NaOCl Citro NaOCl Citro NaOCl 0,5 ml 0,5 ml 0,5ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml Citro NaOCl Citro NaOCl Citro NaOCl Citro NaOCl 0,5 ml 0,5 ml 0,5ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml Alkohol 0,5ml Zah Calxyl Cpm im Cpm in der Cpm im % Abweichun n im Zahn vor Inkubationsflüssigk Zahn im g Zahn Reinigun eit nach Zah [mg] g Reinigun n g 21 6, ,9 3933,6 745,6 6,3 0,1 22 7, ,2 8221,2 1036,1 15,9 0,5 23 5, , ,3 11 0,6 24 7, ,8 1544,6 14,5 0,1 25 7, ,1 4461,6 1305,7 11,3 0,4

74 , ,3 2473, ,2 0,7 27 4, ,3 1576, ,4 0,4 28 7, ,3 6050,4 272,6 2,5 0,1 29 9, ,5 2350,8 922,4 5,1 0,4 30 7, ,3 5802,6 555,1 5,5 0,6 Zahn: Calxyl im Zahn [mg]: Cpm im Zahn vor Reinigung: Cpm in Inkubationsflüssigkeit: Nummerierung der Probenzähne Masse des eingebrachten Calxyls Impulsrate vor der Entfernung (errechnet) Impulsrate der Inkubationsflüssigkeit (gemessen) Cpm im Zahn nach Reinigung: Impulsrate nach Entfernung (gemessen) % im Zahn: Prozentualer Rückstand nach Spülung

75 Abbildungsverzeichnis Abb. 1: Flexmaster -Feilen in ihrer Aufbewahrungsbox. Abb. 2: Reciproc -Motor mit Winkelstück, R40-Feile, -Papierspitzen und -Guttapercha. Abb. 3: Flowchart zum Ablauf der Versuche bei unterschiedlicher Aufbereitungsmethode. Abb. 4: Arbeitsplatz zur Medikamentenapplikation und Gewichtsbestimmung. Abb. 5: Versuchszahn während der Spülung mit Natriumhypochlorit. Abb. 6: halbierter Versuchszahn nach Gefrierbruchverfahren. Abb. 7: Restmenge an Calxyl im Kanal bei unterschiedlichen Aufbereitungsmethoden.

76 Tabellenverzeichnis Tab. 1: Student-Newman-Keuls-Prozedur für die Gruppen 1, 2 und 3 In homogenen Untergruppen (Alpha = 0,05).

77 Abkürzungsverzeichnis A Aktivität ANOVA analysis of variance C Kohlenstoff C 6 H 8 O 7 Zitronensäure CHX Chlorhexidin CO 2 Kohlenstoffdioxid cpm counts per minute C Grad Celsius DNA Desoxyribonukleinsäure EDTA Ethylendiamintetraessigsäure g Gramm H 2 O 2 Wasserstoffperoxid ISO Internationale Organisation für Normung l Liter μl Mikroliter mg Milligramm ml Milliliter mm Millimeter N Stickstoff NaOCl Natriumhypochlorit NiTi Nickel-Titanium p Signifikanz-Wert s Sekunde SI Système international d unités SPSS Statistical Package for the Social Sciences U Atomare Masseneinheit UV ultraviolette Strahlung

78 Danksagung Herzlich bedanken möchte ich mich zu allererst bei Prof. Dr. Petschelt für die freundliche Bereitstellung des Themas dieser Promotionsarbeit und die außerordentliche Betreuung. Mit seinem Fachwissen stand er bei Fragen mit Rat und Tat zur Seite. Des Weiteren möchte ich ihm für den zur Verfügung gestellten laboratorischen Arbeitsplatz danken, ohne den die reibungslose Durchführung des praktischen Teils der Arbeit nicht möglich gewesen wäre. Ein besonderer Dank gilt außerdem Prof. Dr. Lohbauer für die Unterstützung und Hilfe bei jeglichen Fragen, von der Auswertung der Ergebnisse bis hin zur Durchführung des Promotionsverfahrens. Ebenso möchte ich Dr. Ebert für die vielen fachlichen Ratschläge danken, die beim Aufbau und der Durchführung der Versuche sehr hilfreich waren. Meiner ehemaligen Kommilitonin Anna Maria Bohn danke ich für die problemlose und sehr hilfreiche Zusammenarbeit während der Durchführung unserer Promotionsarbeiten. Zu guter Letzt möchte ich mich außerordentlich bei meinen lieben Eltern für ihre Unterstützung bedanken, die mir das Studium und damit diese Doktorarbeit erst ermöglicht hat.

79 Lebenslauf Name: Peter Vorname: Kathrin Michaela Geburtsdatum: Geburtsort: Gelnhausen Staatsangehörigkeit: deutsch Familienstand: ledig Eltern: Edda Peter (Bankkauffrau) Hubertus Peter (Bankkauffmann) Ausbildung: Hasselbach Grundschule Neuenhaßlau Kreuzburg Gymnasium Großkrotzenburg SS 2008 SS 2013 Zahnmedizinstudium an der Friedrich- Alexander-Universität Erlangen mit Approbation zur Zahnärztin Seit 11/2013 Assistenzzahnärztin bei Dr. D. Jonas in Wächtersbach