Inaugural-Dissertation zur Erlangung der Doktorwürde der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

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1 Aus der Zahnklinik - Zahnerhaltung und Parodontologie der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Direktor: Prof. Dr. med. dent. A. Petschelt Lichtmikroskopische Analyse der Effizienz von Schallaktivierung und Temperaturerhöhung von Spülflüssigkeiten auf die Entfernung von Debris aus simulierten lateralen Extensionen. Inaugural-Dissertation zur Erlangung der Doktorwürde der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg vorgelegt von Christian Dübbert aus Warburg

2 Gedruckt mit Erlaubnis der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Dekan: Prof. Dr. med. Dr. h.c. J. Schüttler Referent: Prof. Dr. med. dent. R. Frankenberger Koreferent: Prof. Dr. med. dent. A. Petschelt Tag der mündlichen Prüfung:

3 Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung...4 Summary Einleitung Literaturübersicht Wurzelkanalaufbereitung Spülung des Wurzelkanals Schmierschicht Spülflüssigkeiten Spülmethoden Kommerzielle Spülsysteme Material und Methode Aufbereitung der Wurzelkanäle Gefrierbruch und Einteilung Rillen und Mulden Reponierung der Wurzelhälften und Spülung Mikroskopische Auswertung Ergebnisse Diskussion Literaturverzeichnis Anhang...66

4 4 Zusammenfassung Zielsetzung Mittelpunkt dieser Studie war es, artifiziell applizierte Dentinspäne aus simulierten Kanalunebenheiten von geraden Wurzelkanälen zu entfernen. Die Effizienz von Kanülenspülung und schallaktivierter Spülung, die Kanalunebenheiten zu reinigen, sollte ermittelt werden. Neben der unterschiedlichen Spülmethodik wurde zusätzlich die Auswirkung von differierenden Temperaturen der benutzten Spülflüssigkeiten, NaOCl und Zitronensäure, auf deren Reinigungspotential untersucht. Material und Methode 4 menschliche Zähne mit geradem Wurzelkanalverlauf wurden nach einheitlicher Aufbereitung in zwei Hälften längs geteilt. In die eine Wurzelhälfte wurde eine Rille, in die andere drei Mulden präpariert. Danach erfolgte das Befüllen dieser artifiziell hergestellten Kanalunebenheiten mit einem Gemisch aus Dentinspänen und destilliertem Wasser. Anschließend konnten die jeweils zusammengehörenden Wurzelhälften wieder zusammengefügt werden. Es fand daraufhin eine Aufteilung der präparierten Zähne in vier Gruppen mit jeweils zehn Zähnen statt. Zwei Gruppen wurden mit Natriumhypochlorit und Zitronensäure im Wechsel gespült, wobei die Spülflüssigkeiten der ersten Gruppe eine Temperatur von 2 C und die der zweiten Gruppe eine Temperatur von 5 C aufwiesen. In der dritten und vierten Gruppe wurde derselbe Temperaturunterschied der Spülflüssigkeiten untersucht und die Spülflüssigkeiten mittels Schall aktiviert. Mit Hilfe eines Mikroskops konnte die Menge an verbliebenen Dentinspänen in den Mulden und Rillen unter Zuhilfenahme eines Schemas von (sauber) bis 3 (verschmutzt) bewertet werden. Im Anschluss erfolgte die Auswertung der Daten durch statistische Tests.

5 5 Ergebnisse Alle vier unterschiedlichen Spülprotokolle lieferten sehr gute Ergebnisse bezüglich der Reinigungsleistung. Sowohl die Kanülenspülung als auch die schallaktivierte Spülung mit Natriumhypochlorit und Zitronensäure im Wechsel zeigten gute Reinigungsergebnisse. Die Spülung mit 5 C warmer Spülflüssigkeit reinigte etwas besser die Kanalunebenheiten, ebenso konnte eine tendenziell bessere Reinigung der Rillen beobachtet werden. Schlussfolgerungen Eine bessere Reinigungsleistung der unterschiedlichen Spülmethodiken konnte in allen vier Gruppen nicht dokumentiert werden. In der Literatur werden oft bessere Reinigungsergebnisse durch Erhöhung der Temperatur oder der Aktivierung mittels Schall beschrieben. Möglicherweise ist die gute Reinigungsleistung aller Spülungen in dieser Studie dadurch zu erklären, dass die Aufbereitungsgröße und die Größe der artifiziell hergestellten Mulden und Rillen eine effiziente Entfernung aller Dentinspäne bereits bei niedrigen Temperaturen und einer herkömmlichen Spülmethodik zulässt.

6 6 Summary Aim The aim of the present study was to remove artificial placed dentine debris from simulated canal irregularities of straight root canals. The efficacy of syringe irrigation and sonic activated irrigation to clean these canal irregularities should be evaluated Besides the different methods of irrigation, the effect of different temperatures of the irrigant solutions, sodium hypochlorite and citric acid, on the cleaning potential was analysed. Materials and Methods After standardised canal enlargement, 4 human teeth with straight root canals were split longitudinally into two halves. The wall of one half of each root canal was prepared with a groove, the other halves were prepared with three depressions. Afterwards these artificially created root canal irregularities were filled with dentine debris mixed with distilled water. Now the two matching halves of each tooth could be re-assembled. An aportionment of the prepared teeth into four groups of ten teeth was made. Two groups were irrigated in alternation with sodium hypochlorite and citric acid, in which the temperature of the irrigant solution in the first group was 2 C and 5 C in the second group. In the third and fourth group the same difference in temperature of the irrigant solution was used but after appliance the irrigant was sonic-activated. With the use of a microscope the amount of remaining dentine debris in the grooves and depressions was evaluated by using a scoring system between (clean) 3 (contaminated). The data was analysed by using statistical tests

7 7 Results All four different irrigation methods provided very good results in terms of the cleaning efficacy. The syringe irrigation as well as the sonic-activated irrigation by using sodium hypochlorite and citirc acid in alternation showed good results in cleaning the root canals. The irrigation with a detergens of 5 C was slightly more efficient in cleaning all canal irregularities, by trend the removal of the dentine debris out of the grooves was better than out of the depressions Conclusion A better cleaning efficacy of the different irrigation methods in all four groups was not been documented. In literature the raise of temperature and usage of sonic- irrigation showed often better results in cleaning root canal systems. The good cleaning results of all irrigation methods in this study can be explained because of the large diameter of the prepared root canal and the dimension of the artificially prepared grooves and depressions. A efficient removal of all debris was examined even by using a conventional irrigation system with a low tempered syringe solution.

8 8 2 Einleitung Die Ziele in der Zahnmedizin haben sich im Laufe der letzten Jahre erheblich geändert und weiterentwickelt. Wurde früher versucht, einen optimalen Ersatz für verloren gegangene Zähne zu gewährleisten, so steht heute die Prophylaxe und der langfristige Erhalt auch stark zerstörter Zähne im Vordergrund. Die Endodontologie ist ein Teilgebiet der konservierenden Zahnheilkunde, welches sich mit Form und Funktion, Ätiologie, Pathologie, Prävention, Diagnose und Behandlung von Erkrankungen des Endodonts beschäftigt. Endodont bedeutet sinngemäß das sich im Zahn Befindende und ist der Sammelbegriff für die Zahnpulpa und das umgebende Dentin. Chemische, thermische oder mechanische Reize sind ursächlich für eine starke Irritation der Pulpa, die, wie jedes andere Gewebe des menschlichen Körpers, auf einen starken Reiz mit einer Entzündung reagiert. Eine Entzündungsreaktion der Zahnpulpa kann bis zur Nekrose führen und ist irreversibel. War früher nach Entzündung der Pulpa die Entfernung des erkrankten Zahnes die Methode der Wahl, besteht heutzutage die Möglichkeit, den Zahn mittels einer endodontischen Behandlung dauerhaft zu erhalten. Neben der Füllungstherapie und der Behandlung des Zahnhalteapparates (Parodontium) wird die endodontische Behandlung als wichtigste zahnerhaltende Maßnahme angesehen. Die endodontische Behandlung (Wurzelkanalbehandlung) umfasst die Aufbereitung und anschließende Füllung des Wurzelkanalsystems. Erst eine gründliche mechanische Aufbereitung und eine sorgfältige chemische Desinfektion des gesamten Wurzelkanalsystems ermöglichen eine dichte Obturation des Wurzelkanals. Besonders die chemische Desinfektion ist in den letzten Jahren mehr und mehr in den Vordergrund gerückt, denn nur ein komplexes Spülprotokoll mit geeigneten Spülflüssigkeiten sichert eine maximale Reduktion bzw. Eliminierung von Bakterien, infiziertem Gewebe und durch die Aufbereitung

9 9 entstandene Dentinspäne. Die Einführung neuer Spülflüssigkeiten, deren Kombination, aber auch die Entwicklung maschineller Spülsysteme sind nur einige Beispiele, die deutlich machen, wie wichtig dieser Teilaspekt einer Wurzelkanalbehandlung ist. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Reinigungseffizienz von Kanülenspülung und schallaktivierter Spülung zu ermitteln. Neben der unterschiedlichen Spülmethodik wurde zusätzlich die Auswirkung von unterschiedlichen Temperaturen auf die Reinigungseffizienz der benutzten Spülflüssigkeiten, NaOCl und Zitronensäure, untersucht.

10 3 Literaturübersicht 3. Wurzelkanalaufbereitung Die Aufbereitung und Reinigung eines Wurzelkanals ist eine komplexe Angelegenheit, die sich nicht nur alleine durch eine mechanische oder nur eine chemische Methode bewerkstelligen lässt. Mechanische Aufbereitung, sei sie nun manuell oder maschinell, hinterlässt keinen vollständig gereinigten Wurzelkanal. Vor allem die Seitenkanäle und Dentintubuli sind mit dieser Methodik nicht zu erfassen [22, 35]. Aufgrund der komplexen Wurzelmorphologie, wie unter anderem der oben genannten Dentintubuli, Seitenkanäle, Mulden und Ausbuchtungen, können Pulparestgewebe, Bakterien und kontaminierte Dentinspäne im Kanal verbleiben [73-74]. Auch die chemische Reinigung des Wurzelkanals ausschließlich mit Spülflüssigkeiten liefert kein zufriedenstellendes Ergebnis. Bei deren alleinigem Gebrauch konnte bisher keine ausreichende Reinigungswirkung beobachtet werden. Allerdings nimmt der Reinigungsgrad zu, wenn der Wurzelkanal initial aufbereitet ist und anschließend gespült wird [37]. Die Aufbereitungsgröße ist dabei ein wichtiges Kriterium [83]. In einer Studie von Usman et al. wurde festgestellt, dass eine Reinigung mit Spülflüssigkeiten erst ab ISO 4 effektiv durchzuführen ist [8]. Wenn der Wurzelkanal nicht sorgfältig gereinigt wird und kontaminiertes Gewebe oder Bakterien in Ausbuchtungen, Seitenkanälen und Unebenheiten zurückbleiben, hat es vor allem zwei negative Auswirkungen. Zum einen können Medikamente, die als medizinische Einlage zum Abheilen der Entzündung und Desinfektion in den Wurzelkanal appliziert werden, nicht ihre Wirkung entfalten, da sie nur in direktem Kontakt zum pathogenen Gewebe wirksam sind [92]. Zum anderen resultieren Undichtigkeit und eine schlechte Adaption der Wurzelfüllung, da Sealer und Guttapercha sich nicht mit dem Restgewebe verbinden. Die Folge ist eine Spaltbildung und somit eine insuffiziente Wurzelkanalfüllung [2].

11 Somit hat sich eine Kombination sowohl aus mechanischer als auch chemischer Reinigung durchgesetzt und ist von entscheidender Bedeutung für den Erfolg einer endodontischen Behandlung. Die chemo-mechanische Behandlung gewährleistet, dass sowohl organische und anorganische Bestandteile als auch die innere durch Bakterien kontaminierte Kanalwand entfernt werden [84]. Nicht nur die Entfernung des nekrotischen Pulpagewebes und die weitestgehende Entfernung der im Wurzelkanal befindlichen Mikroorganismen sind Ziele der Wurzelkanalaufbereitung [74], auch die Beibehaltung des originären Wurzelkanalverlaufs sowie der Erhalt der apikalen Konstriktion sind wichtige Kriterien für eine erfolgreiche endodontische Behandlung [82]. 3.2 Spülung des Wurzelkanals Um pulpales Restgewebe und Bakterien zu entfernen, ist eine adäquate Spülung unerlässlich [8]. Des Weiteren ist die Spülung wichtig, um die Schmierschicht zu entfernen. Dabei handelt es sich um eine Zusammensetzung aus durch die Aufbereitung entstandenen Dentinresten, Überresten der Pulpa und Bakterien [89]. Einige Spüllösungen haben außerdem eine desinfizierende Wirkung [2, 88]. Ohne Spülung des Wurzelkanals würden auch die Aufbereitungsinstrumente nicht effizient arbeiten können aufgrund der massiven Ansammlung an Debris, die bei der Aufbereitung des Wurzelkanals entstehen. Die Auswahl an Spülflüssigkeiten ist groß. Wichtigstes Kriterium ist allerdings die Desinfektion des Wurzelkanalsystems. Natriumhypochlorit als Beispiel ist in der Lage organisches Gewebe aufzulösen [45, 75] und Bakterien im Wurzelkanal zu eliminieren [2]. Zur Zeit wird aber diskutiert, ob die Art und Weise der Spülung nicht entscheidender ist als die chemischen Eigenschaften der Spüllösung. Die Reinigung des Wurzelkanals wird laut einiger Studien eher durch das Spülvolumen, die Kanalgröße und den Durchmesser der Spülkanüle verbessert, als durch die chemischen Eigenschaften der benutzten Spüllösung [2, 8, 83].

12 2 In einer Studie stellten Chow et al. zudem fest, dass nicht nur der Kanülen durchmesser, sondern auch der Abstand der Nadel zum Apex eine Rolle spielt [28]. In neueren Studien wird versucht, die Wurzelkanalspülung zu verbessern, indem die Flüssigkeiten mit Schall- oder Ultraschallinstrumenten aktiviert werden, um ein besseres Ergebnis der Reinigung zu erzielen [63, 9, ]. 3.3 Schmierschicht Die Schnittflächen jedes Aufbereitungsinstruments erzeugen an den Wänden des aufzubereitenden Wurzelkanals eine Schicht aus organischen und anorganischen Bestandteilen, die sich an der Kanalwand ablagern [39, 7]. Die durch die Aufbereitung entstandene sogenannte Schmierschicht besteht aus Dentinspänen, Bakterien, Endotoxinen, Pulparestgewebe und bei Wurzelkanalrevisionen auch aus Resten des Wurzelkanalfüllungsmaterial [89]. Auch eine dauerhafte und voluminöse Spülung mit geeigneten Spülflüssigkeiten im Wechsel mit der Aufbereitung des Wurzelkanals kann die Schmierschicht nicht immer vollständig entfernen, allerdings wird sie reduziert [38, 43, 7]. Ob die Schmierschicht entfernt werden sollte oder nicht, wurde lange Zeit kontrovers diskutiert. Einige Autoren sind der Meinung, dass die Schmierschicht nicht entfernt werden sollte, da sie die Dentintubuli und Seitenkanäle verbolzt und somit verhindert, dass Bakterien oder deren Toxine über einen infizierten Parodontalspalt in den Wurzelkanal eindringen [72, 79]. Im Gegensatz dazu behaupten andere Experten, dass es wichtig ist, die Schmierschicht zu entfernen, da sie selbst Bakterien beherbergt. So kann deren weiteres Wachstum ermöglicht werden und desinfizierende und antibakterielle Substanzen, die in den Wurzelkanal appliziert werden, daran hindern, in Kontakt mit dem infizierten Gewebe zu kommen [36, 8]. Studien zeigen jedoch, dass wenn die Seitenkanälchen und Dentintubuli frei von Gewebsresten sind, erst ein Verbund mit verschiedenen Wurzelkanalfüllungsmaterialien möglich ist. Das Resultat ist, dass der Sealer die Dentintubuli penetriert und abdichtet und somit eine mögliche Neubesiedlung mit

13 3 Bakterien erschwert wird [44, 59]. Zur Zeit besteht weitestgehende Übereinstimmung, dass die Schmierschicht entfernt werden sollte, bevor eine Füllung des Wurzelkanals durchgeführt wird [48]. 3.4 Spülflüssigkeiten Die Konzentration, ideale Temperatur, Häufigkeit, Menge und Art der Applikation von Spülflüssigkeiten, die notwendig sind, einen aufbereiteten Wurzelkanal zu reinigen, werden schon seit langem untersucht. Die Dauer der Einwirkzeit und die Art der Spülflüssigkeit sind in diesem Fall auch zu beachten [8,, 45]. Der Gebrauch von zwei Spülflüssigkeiten im Wechsel oder sogar simultan hat zu einer Verbesserung der Reinigung geführt [38, ], ebenso ist die Reinigungspotenz einer Spüllösung verbessert, wenn sie erhitzt wird, bis zum Rand der Trepanationsöffnung steht (Reservoir-Technik) und dort einige Zeit einwirkt [5, 8]. Relevante Faktoren für die Effizienz der Spülflüssigkeit:. Art der Spülflüssigkeit (unterschiedliche Wirkweise) [, 3-4, 9] 2. Konzentration [, 45, 2] 3. Volumen [8] 4. Einwirkzeit [2, 26, 2] 5. Spülmethode [9, 26, 2] 6. Temperaturerhöhung [, 5, 3-3, 2] 7. Aufbereitungsgröße [83]

14 Natriumhypochlorit Der Gebrauch von Natriumhypochlorit in der Medizin reicht zurück bis zum. Weltkrieg. Damals wurde es von einem Chemiker namens Dakin benutzt, um Fleischwunden auszuwaschen. Aufgrund der Entdeckung, dass Natriumhypochlorit benutzt werden kann, um Wunden zu reinigen und Infektionen zu verhindern, wird es auch in der Literatur als Dakin s Solution beschrieben [85]. Bereits vor 7 Jahren wurde Natriumhypochlorit das erste Mal in der wissenschaftlichen Literatur in der Zahnmedizin erwähnt. Damals entdeckte Grossman, dass eine frisch exstirpierte Pulpa sich in NaOCl innerhalb von 3 min auflöst [2]. Nicht nur, dass NaOCl organisches Gewebe löst, auch die Tatsache, dass es antibakteriell und desinfizierend wirkt, macht man sich auch heute noch in der Endodontie zu Nutze [9, 2, 45]. Dabei werden Konzentrationen von,5 %-5,25 % benutzt, wobei ein antibakterieller Effekt schon bei niedrigen Konzentrationen nachgewiesen werden kann [2]. Studien haben gezeigt, dass bei vorangegangener instrumenteller Aufbereitung des Wurzelkanals die anschließende Spülung mit NaOCl einen Rückgang der Bakterienpopulation von 5-7 % brachte [2, 93]. Wird Natriumhypochlorit noch erwärmt, vergrößert sich auch das reinigende Potential der Spülflüssigkeit []. Sowohl die antibakterielle Effektivität als auch die gewebelösende Fähigkeit von Natriumhypochlorit können schon durch Temperaturerhöhung von 2 C auf 37 C verbessert werden [3-3]. Eine andere Studie zeigte, dass bei einer Temperaturerhöhung um 25 C von 2 C auf 45 C die bakterizide Wirkung von Natriumhypochlorit sich um den Faktor vergrößert [94]. Neben der antibakteriellen Eigeschaft und aufgrund seiner Fähigkeit, nekrotisches Gewebe [76] und sämtliche organischen Anteile der Schmierschicht zu lösen [, 58], wird Natriumhypochlorit als wichtigste Spüllösung in der Literatur beschrieben [2].

15 Zitronensäure McComb und Smith beschrieben vor 35 Jahren als erste die durch Wurzelkanalaufbereitung an der Kanalwand entstehende amorphe Schicht als Schmierschicht [7]. Obwohl diese mit dem bloßen Auge nicht sichtbar ist [78], ist deren Entfernung für die weiteren Schritte bei der endodontischen Behandlung unerlässlich [36, 48]. Die Entfernung der Schmierschicht wirkt sich positiv auf die Adaptation der Wurzelkanalfüllung aus und verbessert die Penetration der Spüllösung in die Dentintubuli [9, 53, 6, 89]. Tidmarsh untersuchte 975 die Potenz von 5%iger Zitronensäure, die Schmierschicht zu entfernen. Die Zitronensäure entfernte die Schmierschicht größtenteils und öffnete die Tubuli, so dass eine dichte Wurzelkanalfüllung möglich war [3]. Eine ähnliche Studie von Loel et al. im selben Jahr bestätigte das Ergebnis von Tidmarsh et al. [67]. Die Potenz der Zitronensäure, anorganische Bestandteile im Wurzelkanal zu lösen, ist schon bei geringen Konzentrationen zu beobachten, ebenso die Eigenschaft, Bakterien zu eliminieren [7]. Da die Schmierschicht sich sowohl aus organischen als auch anorganischen Bestandteilen zusammensetzt, werden Spüllösungen oft kombiniert, um sich deren unterschiedlichen Effizienz Debris zu lösen, zunutze zu machen. Eine Verbesserung der Reinigung lässt sich mit der Kombination von Zitronensäure und NaOCl erzielen. Die Auflösung der Schmierschicht wird verbessert durch den Effekt, dass Zitronensäure anorganische und NaOCl organische Anteile löst [9].

16 EDTA Ethylendiamintetraacetat gehört zu der Gruppe der Chelat- bzw. Komplexbildner und wird in der Zahnmedizin als endodontische Spülflüssigkeit benutzt. Bereits 957 wurden sogenannte Chelatbildner als Spülflüssigkeiten in der Behandlung von engen und kalzifizierten Wurzelkanälen eingeführt, da sie in der Lage sind, Calcium zu binden und so das Wurzeldentin zu demineralisieren und anzulösen [48]. Aufgrund der geringen Oberflächenspannung lässt sich EDTA besser im Wurzelkanal verteilen als zum Beispiel Natriumhypochlorit und ermöglicht somit eine bessere Penetration der Dentintubuli [48, 2]. Einige Studien beschreiben, dass EDTA die anorganischen Bestandteile der Schmierschicht besser löst als andere Spülflüssigkeiten [4, 7]. Die nachfolgend freiliegenden Dentintubuli ermöglichen nach Kennedy et al. eine dichtere Wurzelkanalfüllung [56] MTAD Bei MTAD handelt es sich um eine neueres Spülmittel, das sich aus 3 Komponenten zusammensetzt, einem Tetrazyklin-Isomer (Antibiotikum), Zitronensäure und einem Detergens zur Herabsetzung der Oberflächenspannung. Ziel war es, eine Spüllösung zu entwickeln, die antibakteriell wirkt und sowohl organische als auch anorganische Komponenten im Wurzelkanal lösen kann [5]. Die Fähigkeit von MTAD, Dentin und Pulpengewebe zu lösen, entspricht in etwa der von EDTA [3]. Die Entfernung der Schmierschicht ist mit Hilfe von MTAD möglich [4], doch die Effektivität des beigemengten Antibiotikums wird kontrovers diskutiert, sodass ein wirklicher Durchbruch in der Entwicklung von Spülflüssigkeiten noch abzuwarten bleibt [52, 6].

17 7 3.5 Spülmethoden 3.5. Kanülenspülung Die einfache Spülung des Wurzelkanals mit einer Injektionsspritze war bis zur Einführung der passiven Ultraschallaktivierung das Mittel der Wahl [9]. Noch heute wird diese Technik von vielen Zahnärzten angewendet. Die Spüllösung wird mittels einer Spritze über eine Kanüle direkt in den Wurzelkanal appliziert. Dies erfolgt entweder passiv oder aktiv. Beim Letzteren wird die Kanüle vertikal im Wurzelkanal bewegt. Während des gesamten Spülvorgangs sollte die Kanüle permanent in Bewegung bleiben. Nur so kann gewährleistet werden, dass die Spüllösung auf fast der gesamten Kanallänge in direkten Kontakt mit Restgewebe oder Dentinspänen kommen kann [2] und dass die Kanüle sich nicht verkeilt oder verklemmt [54]. Um die Kanülenspülung zu verbessern, wurden auch Kanülen entwickelt, die eine seitliche Öffnung haben, um die Spüllösung in den Kanal abzugeben. Der Vorteil dieser Kanülen ist, dass die hydrodynamische Aktivierung verbessert wird und eine Penetration der Spüllösung über den Apex hinaus vermin dert wird [46]. Ein großer Vorteil der Spülung mit einer Injektionsspritze ist außerdem, dass sowohl die Eindringtiefe der Kanüle in den Wurzelkanal, als auch das Volumen an Spülflüssigkeit, kontrolliert werden kann [9]. Trotz dieser Vorteile zeigt die Studie von Ram, dass eine Spülung mit einer Injektionsspritze nur 2mm über die Spitze der Kanüle hinaus wirksam ist und somit keine Reinigung des gesamten Wurzelkanals erreicht werden kann [83].

18 Kombination von Spülflüssigkeiten Um die Schmierschicht effektiv zu entfernen, ist es unerlässlich geworden, Spülflüssigkeiten miteinander zu kombinieren. Denn während Natriumhypochlorit die organischen Bestandteile im Wurzelkanal anlöst [, 2, 45], lösen EDTA, Zitronensäure und MTAD die anorganischen Bestandteile [9, 3-4, 7]. Um einen synergistischen Effekt zu erzielen und das Wirkspektrum für Spülflüssigkeiten zu erweitern, werden diese kombiniert [6]. Bei der Kombination von Natriumhypochlorit und Zitronensäure kommt es zu einer stark schäumenden Reaktion []. 4 C6H8O7 + 4 NaOCl 4 C6O7H7Na + 2 Cl2 + O2 + 2 H2O Ob das Schäumen der beiden Substanzen aufgrund der freiwerdenden Gase (Chlorgas und Sauerstoff) einen zusätzlichen Effekt auf die Reinigung hat, ist unklar. Sicher ist jedoch, dass das entstehende Chlorgas gesundheitsschädlich ist. Deshalb wird empfohlen, die Zitronensäure gegen EDTA auszutauschen []. Nicht nur, weil bei dieser Kombination weniger Chlorgas entsteht; sie erzielt auch bessere Reinigungsergebnisse [, 66, 6] Schallaktivierung Sowohl bei der Schallaktivierung von Spülflüssigkeiten, als auch bei der Ultraschallaktivierung wird an einem speziell entwickelten Handstück eine K-Feile oder Spreader angebracht (ISO 5), welche bei Benutzung in die jeweils charakteristischen Schwingungen versetzt wird. Bei der Aktivierung mit Schall schwingt das Instrument mit einer Frequenz von -6kHz. Die Schallenergie erzeugt eine hohe Amplitude mit einer Vorund Rückbewegung an der Spitze des schwingenden Instruments. Die Spitze des Instrumentes schwingt in einer elliptischen Bewegung, welche sich bei Kontakt mit der Kanalwand in eine longitudinal-gerichtete Oszillation ändert.

19 9 Diese Art der Vibration ist effektiv in der Entfernung von Debris im Wurzelkanal, da sie Mikroströme erzeugt, was als das wichtigste Phänomen in der schall- und ultraschallaktivierten Strömung gilt [68, ] Ultraschallaktivierung Bereits 957 wurde Ultraschall in der Endodontie von Richman benutzt, dennoch dauerte es einige Jahre, bis eine Ultraschalleinheit speziell für die Endodontie auf den Markt kam. Im Vergleich mit Schall produziert Ultraschall höhere Frequenzen jedoch geringere Amplituden [3]. Die Feile schwingt bei einer Frequenz von 25-3kHz demnach jenseits der für menschliche Ohren hörbaren Schwelle (>2kHz). Die Bewegung der Feile ist auf ihrer gesamten Länge charakteristisch und besteht aus einer wiederkehrenden Abfolge von Knoten und Bäuchen. Das ist ein Unterschied zur Schallvibration, bei der sich nur die Spitze des Intrumentes bewegt [-, 3]. In der Literatur lassen sich zwei verschiedene Methoden der Ultraschallaktivierung finden. Bei der ersten Methode wird der Kanal mithilfe einer ultraschallaktivierten Feile aufbereitet und gespült, in der Literatur als UI beschrieben. Bei der zweiten Methode wird die Spülung im Wurzelkanal erst nach der Aufbereitung mithilfe eines Ultraschallhandstücks aktiviert. Diese Technik nennt sich Passive Ultrasonic Irrigation, kurz PUI []. Aufgrund von Bewegungseinschränkungen der ultraschallaktivierten Feile in engen oder gekrümmten Kanälen [5] und der schwierig zu kontrollierenden Schnitteigenschaften der Feile in den Wurzelkanälen, die zu Kanalunregelmäßigkeiten und sogar apikalen Perforationen führten [69, 99, 2], wird die passive Ultraschallspülung (PUI) der simultanen Ultraschallaufbereitung und Spülung (UI) vorgezogen [5]. Bei der passiven Ultraschallspülung ist an dem Handstück meist ein glatter Draht oder Spreader appliziert, der in den charakteristischen Ultraschallwellen oszilliert. Diese Bewegung induziert akustische Ströme bzw. Mikroströme der Spülflüssigkeit entlang des Instrumentes und lässt bei den hochfrequenten Vibrationen Unterdruck (Kavitation) entstehen [4, 6]. Es wird vermutet,

20 2 dass sowohl die Mikroströme als auch die Kavitation für die positiven Resultate der passiven Ultraschallaktivierung verantwortlich sind; dennoch ist noch nicht viel über die genauen Mechanismen dieser beiden physikalischen Phänomene bekannt []. Bekannt ist jedoch, dass sich die Spülflüssigkeiten bei der Schallaktivierung erwärmen [3, 23], was zur Folge hat, dass zum Beispiel die Reinigungwirkung von Natriumhypochlorit als Spülflüssigkeit effizienter wird [, 3-3, 94]. Des weiteren gelten die gleichen Parameter wie bei der normalen Wurzelkanalspülung. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die passive Ultraschallspülung effektiv das Restgewebe auflöst [24-25, 4, 63, 87], die Schmierschicht entfernt [24, 26] und auch die Anzahl der Bakterien im Wurzelkanal reduziert [32, 49, 95-96, 4] und bei richtiger Anwendung und optimalen Gegebenheiten effizienter ist und bessere Ergebnisse liefert als die schallaktivierte Spülung [87, 98].

21 Laseraktivierung Ende der achtziger Jahre wurden erstmals Impulslaser, wie der Er:YAG und der Er,Cr:YSSG, in der Zahnmedizin verwendet. Ursprünglich wurden sie in der zahnärztlichen Chirurgie benutzt, doch fanden sie im Laufe der Zeit auch immer mehr Verwendung in der konservierenden Zahnheilkunde. Anfangs wurden Laser zur Präparation von Schmelz und Dentin benutzt, doch im Laufe der Zeit hielten sie auch Einzug in die Endodontie [6-7]. Reinigen, Desinfizieren und sogar Aufbereiten des Wurzelkanals sind mittels Laser möglich, wodurch dessen Benutzung zu einer echten Alternative zu konventionellen Aufbereitungsmethoden geworden ist [62, 57, 97]. In neueren Studien wird untersucht, ob laseraktivierte Spüllungen zu einem besseren Resultat in der Reinigung des Wurzelkanals führt. Bei der Benutzung eines Impulslasers entstehen in der Spülflüssigkeit in Sekundenbruchteilen Gasbläschen, die kurz danach wieder platzen. Die kurzzeitige Volumenzunahme und -abnahme führen zu Kavitation (Unterdruck) [5-6] Genauer gesagt, kommt es zu einem Überdruck bei der Entstehung der Bläschen und nach deren Verschwinden zu einem Unterdruck. Dieses druckwellenartige Phänomen ist mit denen von schall- und ultraschallaktivierten Spülungen vergleichbar, dennoch weist es eigene Charakteristika auf, die sich von denen der schall- und ultraschallaktivierten Spülung unterscheiden [65]. De Moor et al. untersuchten die Effektivität von laseraktivierter Spülung im Vergleich zur konventionellen Spülung und passiven ultraschallaktivierten Spülung. Die laseraktivierte Spülung führte zu signifikant besseren Ergebnissen in der Reinigungsleistung als die anderen beiden Spülmethoden [33].

22 Kommerzielle Spülsysteme Ein häufiges Problem bei der Spülung des Wurzelkanals ist, dass es im apikalen Bereich des Wurzelkanals zu Lufteinschlüssen kommt, die verhindern, dass die Spüllösung dort wirken kann [9]. Um dieses Problem zu lösen, sind zwei Systeme entwickelt worden, das EndoVac- und das RinsEndo-System EndoVac-System Dieses System arbeitet mit einem Vakuumeffekt, daher auch der Name EndoVac. Eine kleine Kanüle ist über einen Schlauch mit einer Injektionsspritze verbunden, die mit einer Spülflüssigkeit gefüllt ist. Die kleine Kanüle umgibt ein Röhrchen, welches über einen Schlauch an die Absaugung des Behandlungsstuhls angeschlossen ist. Durch die Absaugung entsteht ein Unterdruck im Wurzelkanal, wodurch die durch die Kanüle abgesonderte Spülflüssigkeit in den Kanal gesaugt wird. Lufteinschlüsse können somit nicht entstehen, und eine kontinuierliche Spülung mithilfe des EndoVac- Systems führt zu guten Reinigungsergebnissen. Die Ergebnisse der Reinigung durch Unterdruck zeigen, dass sie der einfachen Injektionsspritzen-Spülung überlegen ist [42, 77].

23 RinsEndo-System Bei diesem System kommt es zu einer hydro-dynamischen Wurzelkanalspülung, die mit einer speziellen Druck-Saug-Technologie erzielt wird. Während der Spülphase werden 65 μl einer Spülflüssigkeit mittels eines Frequenzgenerators oszillierend bei einer Frequenz von,6 khz angesaugt und über eine Kanüle in den Wuzelkanal befördert. Dann beginnt die Saugphase, bei der Luft und Spüllösung wieder eingesaugt werden. Diese Phasen wiederholen sich ca. mal in der Minute. Die Wurzelkanalreinigung und Penetration der Dentintubuli werden durch die Benutzung von RinsEndo verbessert im Vergleich zu herkömmlichen Spülmethoden. Allerdings ist das Risiko, mit diesem System die Spülflüssigkeit über das apikale Foramen hinaus zu befördern, erhöht [42, 46].

24 24 4 Material und Methode 4. Aufbereitung der Wurzelkanäle In der Studie wurden 4 extrahierte menschliche Zähne untersucht, die alle einen geraden Wurzelkanal aufwiesen. Es handelte sich dabei sowohl um Front- als auch Seitenzahnwurzeln. Mithilfe eines Diamantschleifers wurden die Zähne dekapitiert, so dass eine einheitliche Länge von 6 mm entstand. Die Arbeitslänge wurde auf Wurzellänge minus mm festgelegt, und die Wurzelkanäle wurden mittels Nickel-Titan-Instrumenten maschinell bis ISO 8 aufbereitet. Bei diesem Vorgehen kamen Nickel-Titan-Feilen des FlexMaster-Systems und Mity Roto-Feilen zum Einsatz. Die Wurzelkanäle wurden nach der Crown-Down-Technik aufbereitet und bei einer konstanten Umdrehungszahl von 5-3 U/min bearbeitet. Die Anwendung der FlexMaster Nickel-Titan-Feilen wurde wie folgt vorgenommen:.6/3.6/25.6/2.4/3.4/25.4/2.2/2.2/3.2/35.2/4.2/45.2/5.2/6.2/7.2/25 Tab. : Anwendung der Flex-Master Nickel-Titan-Feilen. Da die FlexMaster-Instrumente allerdings nur bis ISO 7 verfügbar sind, wurden die Wurzelkanäle nach deren vorschriftsmäßiger Benutzung, noch mit Mity Roto.2/8 Feilen bis ISO 8 aufbereitet. Nach jedem vorgenommenen Instrumentenwechsel wurde eine Wechselspülung mit 3%iger Natriumhypochloritlösung und 4%iger Zitronensäure mittels einer Endokanüle (Transcojet, Neumünster) durchgeführt.

25 Gefrierbruch und Einteilung Die Halbierung der Zähne erfolgte nach einer Technik, die bereits von Petschelt et al beschrieben und in dieser Studie nur leicht modifiziert wurde [8-8]. An der Außenseite der Wurzelkanäle wurden mit einer diamantierten Trennscheibe (Breite,2 mm, Durchmesser 6 mm) zwei kontralaterale Längsrillen präpariert. Dies erfolgte so, dass die Längsrillen nicht bis in den Wurzelkanal eindrangen und somit die Kanalwand nicht beschädigt wurde. Im Anschluss wurden die Zähne für ca. min in flüssigen Stickstoff (-96 C) getaucht und schockgefroren. Die Längsrillen an den Seiten der gefrorenen Zähne konnten nun mithilfe eines LeCron-Spatels als Sollbruchstelle genutzt werden, um die Wurzeln längs zu halbieren (Gefrierbruchtechnik).

26 Rillen und Mulden Um Kanalunebenheiten und Seitenkanäle zu simulieren, wurden im apikalen Anteil der einen Wurzelhälfte eine standardisierte Rille sowie in der kontralateralen Hälfte drei Mulden präpariert. Für die genaue Dimensionierung und Lage der Rille und Mulden diente eine vorliegende Studie von Lee et al. als Basis. Mit dieser Studie wurde auch die Reinigungsleistung der verschiedenen Methoden der Wurzelkanalspülung verglichen und bewertet. Das Ausmessen, Markieren und Anlegen der Rille und der Mulden musste im Vorfeld an Probezähnen getestet werden, um ein standardisiertes Verfahren zu entwickeln und mögliche Fehlerquellen im Vorfeld zu erfassen und zu eliminieren. Die Rille sollte 4 mm lang,,2 mm breit und,5 mm tief sein (Abb. 2 und 3). Unter dem Mikroskop wurden bei 2 und 6 mm Entfernung vom Apex Markierungen gesetzt. Die verwendete Trennscheibe hatte eine Breite von,2 mm und einen Durchmesser von 6 mm. Um die zentrale Tiefe von,5 mm beizubehalten, wurde sie unter dem Mikroskop farblich markiert. Nach Anlegen der Rille im Bereich der Markierungen wurde ein Kontrollröntgenbild angefertigt, wobei die Trennscheibe in der Rille verblieb (Abb. ). Somit konnte überprüft werden, ob eine konstante Eindringtiefe von,5 mm erzielt werden konnte.

27 27 Abb. : Röntgenbild mit fixierter Trennscheibe zur visuellen Überprüfung der Eindringtiefe.

28 28 Abb. 2: Schematische Darstellung des Zahns mit angelegter Rille.

29 29 Abb. 3: Angelegte Rille (siehe Pfeil). Eine zentrale Tiefe von circa.,5 mm und eine Länge von 4 mm konnten auch in mehreren Versuchen wiederholt erreicht werden.

30 3 Die drei Mulden sollten jeweils,3 mm Durchmesser und eine Tiefe von,5 mm haben (Abb. 4). Mit einem Fissurenbohrer (Durchmesser an der Spitze,3 mm) wurden im Abstand von 2, 4 und 6 mm vom Apex entfernt Mulden in der Mitte der Kanalwand angelegt (Abb. 5). Abb. 4: Schematische Darstellung des Zahns mit angelegten Mulden.

31 3 Abb. 5: Zahn mit angelegten Mulden Um auch hier eine Tiefe von,5 mm beizubehalten, wurde die Spitze des Fissurenbohrers in einem halbierten Silikonstopper (Höhe,5 mm) fixiert und der noch sichtbare Bereich des Bohrers mit lichthärtendem Kunststoff (Grandio Flow) zirkulär dünn bedeckt.

32 32 Nach Entfernung des Gummistoppers wurde der Kunststoff so weit reduziert, dass das Instrument in die gebogene Kanalwand ohne Beeinträchtigung eingeführt werden konnte. Durch den Kunststoff resultierte eine diamantierte Instrumentenspitze von,5 mm Länge (Abb. 6). Die Konstruktion musste zur Sicherstellung der Dimensionen regelmäßig kontrolliert und erneuert werden. Abb. 6: Speziell präparierter Decrane-Diamant. Die präparierten Wurzelhälften wurden einzeln in nummerierten, mit Chloramin-T gefüllten Gefäßen gelagert. Nachdem alle verwendeten Zähne präpariert waren, wurden die Rillen und Mulden unter dem OP-Mikroskop OPMI pico (Zeiss, Oberkochen, D) mit Dentinspänen gefüllt, wobei die Kanalwände frei blieben. Die Späne wurden mithilfe eines groben Diamantschleifers (ohne Wasserkühlung) aus dem Wurzelbereich anderer extrahierter Zähne gewonnen. Kurz vor Gebrauch wurden die Dentinspäne mit destilliertem Wasser zu einem Brei verarbeitet und mit einer Sonde und einer Microbrush in die angelegten Rillen und Mulden appliziert (Abb. 7 und 8).

33 33 Abb. 7: Mulden mit Dentinspänen gefüllt.

34 34 Abb. 8: Rille mit Dentinspänen gefüllt. Anschließend wurden die Wurzelhälten trocken in den beschrifteten Gefäßen über 4 Tage in einem Inkubator bei 37 C gelagert.

35 Reponierung der Wurzelhälften und Spülung Die beiden Hälften der jeweiligen Zähne wurden wieder zusammengefügt, mit Klebewachs fixiert (Abb. 9) und im Anschluss in Silikonknetmasse (OmniDent) gedrückt, so dass die Wurzeln komplett mit Silikon bedeckt waren (Abb. ). Abb. 9: Reponierte Wurzelhälften.

36 36 Abb. : Wurzeln im Silikonblock. Nach dem Präparieren der Zähne, der Reponierung und dem Einbetten in Silikon erfolgte die Spülung des Wurzelkanals. Die Zähne wurden zunächst in vier Gruppen aufgeteilt mit jeweils zehn Zähnen. Für jede Gruppe wurde eine andere Methode der Spülung angewandt (Tab. 2). Gruppe. Spülung 2.Spülung Aktivierung 3.Spülung 4.Spülung Aktivierung Abschlussspülung Zitronensäure NaOCl (2 C) 2,5 ml 2,5 ml 2 Zitronensäure NaOCl (5 C) 2,5 ml 2,5 ml 3 Zitronensäure NaOCl (2 C) 2,5 ml 4 (5 C) _ Zitronensäure NaOCl 2,5 ml 2,5 ml Zitronensäure NaOCl 2,5 ml 2,5 ml Schall Zitronensäure NaOCl Schall Alkohol 2,5 ml 3 s 2,5 ml 2,5 ml 3 s 5 ml Zitronensäure NaOCl Schall Zitronensäure NaOCl Schall Alkohol 2,5 ml 2,5 ml 3 s 2,5 ml 2,5 ml 3 s 5 ml Alkohol 5 ml _ Alkohol 5 ml Tab. 2: Spülungsmethoden Bei allen Gruppen wurde eine Abschlussspülung mit 5 ml Alkohol durchgeführt. Anschließend wurden die Wurzelkanäle mit Papierspitzen getrocknet.

37 37 Bei Gruppe 3 und 4 wurde zusätzlich nach Spülung mit 2,5 ml Zitronensäure und 2,5 ml Natriumhypochlorit 3 s via Schall aktiviert mit einem MicroMega 3 Sonic Air-Handstück, an dessen Spitze ein ISO 2 Nickel-TitanSpreader ohne Fingergriff adaptiert wurde (Abb. ). Der Vorgang wurde nach weiteren 2,5 ml der jeweiligen Spülflüssigkeit wiederholt. Die Spülkanüle bzw. der schallaktivierte Spreader wurde mit einem Gummistopper auf Arbeitslänge eingestellt. Abb. : MicroMega 3 Sonic Air Handstück mit Spreader. Da alle Zähne bei der Dekapitierung eine Länge von 6 mm aufwiesen, ergab sich eine Arbeitslänge von 5 mm.

38 Mikroskopische Auswertung Nach einer Trocknungszeit von sieben Tagen bei Raumtemperatur wurden die Zähne wieder aus dem Silikonblock entnommen und das Klebewachs entfernt. Die beiden Hälften des jeweiligen Zahnes wurden unter dem Lichtmikroskop STEMI SV (Zeiss MicroImaging GmbH, D) betrachtet, wobei die Zahnhälften auf den Objektträgern so fixiert wurden, dass die Mulden und Rillen optimal von oben einsehbar waren. Es wurden Übersichtsaufnahmen von der Rille und den Mulden gemacht (,6fache Vergrößerung) sowie Detailaufnahmen (2- und 4fache Vergrößerung), welche als Referenzbilder für die spätere Auswertung dienten. Alle Aufnahmen wurden von drei Untersuchern unabhängig voneinander bewertet, wobei das Bewertungsschema von Lee et al. hinzugezogen wurde, um die Sauberkeit der Mulden und Rillen zu beurteilen (Abb. 2-9). Damit eine unabhängige Auswertung garantiert werden konnte, wurden die Bilder der Zähne randomisiert, so dass keine Zuordnung einer bestimmten Gruppe mehr möglich war. Die Bewertung erfolgte nach einem vierstufigen Schema, wobei für jede Wurzelhälfte ein Bewertungsgrad angegeben wurde (Tab. 3). Grad Die komplette Rille oder Mulden sind frei von Dentinspänen Grad Weniger als die Hälfte der Rille oder Mulden sind mit Dentinspänen gefüllt Grad 2 Die Hälfte oder mehr der Rille oder Mulden sind mit Dentinspänen gefüllt Grad 3 Die komplette Rille oder Mulden sind mit Dentinspänen gefüllt Tab. 3: Bewertungsschema

39 Lichtmikroskop-Aufnahmen Gruppe : Kanülenspülung 2 C Abb. 2: Charakteristische Mulden der Gruppe Kanülenspülung 2 C Abb. 3: Charakteristische Rille der Gruppe Kanülenspülung 2 C

40 Lichtmikroskop-Aufnahmen Gruppe 2: Kanülenspülung 5 C Abb. 4: Charakteristische Mulden der Gruppe 2 Kanülenspülung 5 C Abb. 5: Charakteristische Rille der Gruppe 2 Kanülenspülung 5 C

41 Lichtmikroskop-Aufnahmen Gruppe 3: Schallaktiviert 2 C Abb. 6: Charakteristische Mulden der Gruppe 3 - Schallaktivierung 2 C Abb. 7: Charakteristische Rille der Gruppe 3 - Schallaktivierung 2 C

42 Lichtmikroskop-Aufnahmen Gruppe 4: Schallaktiviert 5 C Abb. 8: Charakteristische Mulden der Gruppe 4 Schallaktivierung 5 C Abb. 9: Charakteristische Rille der Gruppe 4 Schallaktivierung 5 C

43 43 5 Ergebnisse 5. Auswertung Die Bewertung der gereinigten Mulden und Rillen nach dem Bewertungsschema nach Lee wurde von drei Untersuchern unabhängig voneinander durchgeführt. Da es sich um ein subjektives Bewertungsschema handelt, wurde bei Uneinigkeit in der Bewertung der Sauberkeit von den ersten 2 Untersuchern ein dritter Untersucher hinzugezogen. Dieser entschied bei unterschiedlichen Bewertungen zugunsten eines der ersten zwei Untersucher. Nach Auswertung der einzelnen Werte entstand für jedes Spülprotokoll eine Tabelle. Diese sind im Anhang aufgeführt (Kapitel 8.4 Auswertung Tabellen ; Seiten 7/7). Nach Abschluss der Beurteilung und Erstellung der definitiven Bewertungstabelle für die in dieser Studie verwendeten Zähne wurden die Ergebnisse anhand des Statistikprogramms SPSS 4. (SPSS Inc. Chicago, USA) ausgewertet. Dabei wurden die statistischen Signifikanzen mit folgenden Tests ermittelt: Mann-Whitney-U-Test Kruskal-Wallis-Test Im Anschluss wurden zur Darstellung entsprechende Tabellen und Diagramme erstellt.

44 44 Obwohl die in dieser Studie verwendeten Zähne unterschiedlichen Spülprotokollen ausgesetzt waren (Tabelle 4), ergaben sich doch einheitliche Ergebnisse bei den Reinigungsgraden (Kapitel 8.4, Auswertung Tabellen ; Seiten 7/7). Gruppe. Spülung 2.Spülung Aktivierung 3.Spülung 4.Spülung Aktivierung Abschlussspülung Zitronensäure NaOCl (2 C) 2,5 ml 2,5 ml 2 Zitronensäure NaOCl (5 C) 2,5 ml 2,5 ml 3 Zitronensäure NaOCl (2 C) 2,5 ml 4 (5 C) _ Zitronensäure NaOCl 2,5 ml 2,5 ml Zitronensäure NaOCl 2,5 ml 2,5 ml Schall Zitronensäure NaOCl Schall Alkohol 2,5 ml 3 s 2,5 ml 2,5 ml 3 s 5 ml Zitronensäure NaOCl Schall Zitronensäure NaOCl Schall Alkohol 2,5 ml 2,5 ml 3 s 2,5 ml 2,5 ml 3 s 5 ml Alkohol 5 ml _ Alkohol 5 ml Tab. 4: Spülungsmethoden In allen vier Gruppen waren die Mulden und auch die Rillen nahezu frei von Dentinspänen.

45 45 Abb. 2: Reinigungsleistung der Spülmethoden im Vergleich. Die Kanülenspülung sowie die Schallaktivierung ergaben Durchschnittswerte, die alle unter,5 liegen. Allein der Faktor Temperatur zeigte bei 5 C eine leichte Tendenz zur Verbesserung der Reinigung (Abb. 2). Auch der Vergleich Rillen zu Mulden sowie die einzelnen Mulden in der gra phischen Gegenüberstellung lieferten keine großen Unterschiede in der Reinigungsleistung bei den in dieser Studie angewandten Spülprotokollen.

46 46 Tendenziell ist anhand der Graphik abzulesen, dass die Rillen besser gereinigt wurden als die Mulden (Abb. 2). Abb 2: Reinigungsleistung Rille und Mulden im Vergleich.

47 47 Abb. 22: Reinigungsleistung der Muldenlokalisation im Vergleich. Die Lokalisation der Mulden hatte keinen Einfluss auf die Reinigungsleistung der in dieser Studie angewandten Spülmethoden (Abb. 22).

48 Statistik Die statistischen Zahlenwerte wurden im Mann-Whitney-U-Test und im Kruskal-Wallis-Test ermittelt (Tab. 5). Variable Rille Mulde koronal Mulde mitte Mulde apikal Temperatur,244,53,58,68,548,697,829,255,622,53,926,65 (Mann-Whitney-U-Test) Methode (Mann-Whitney-U-Test) Gruppen untereinander (Kruskal-Wallis-Test) Tab. 5: Statistische Auswertung In der Statistik wird bewertet, wie sich die Temperatur (2 C und 5 C) oder aber die Methode der Spülung (Kanülenspülung und Schallaktivierung) auf die Reinigung der Mulden und Rillen auswirkt. Bei der statistischen Auswertung ist es bei den in dieser Studie verwendeten Temperaturunterschieden und Methoden zu keinen signifikanten Unterschieden gekommen. Ein signifikanter Unterschied ergibt sich bei Werten p<,5. Durch das Fehlen von Signifikanzen waren weitere Statistiktests in dieser Studie überflüssig.

49 49 6 Diskussion 6. Diskussion der Methodik Das in dieser Studie benutzte Modell zur Evaluierung der Effektivität von verschiedenen Reinigungsprotokollen entspricht im wesentlichen dem Modell, welches Lee et al. in ihrer Studie entwickelten [63]. In dieser Studie wurden menschliche Zähne benutzt, da nur so eine klinische Situation simuliert werden kann; denn Zahnreplikas aus Kunststoff oder anderen Materialien, die Zahnhartsubstanzen nachempfunden sind, können aufgrund ihrer morphologischen Unterschiede und Eigenschaften keine Vergleichbarkeit mit humanen Zähnen gewährleisten. Es wurden 4 Zähne mit einem geraden Wurzelkanalverlauf ausgewählt, welche wiederum in vier Gruppen (n=) aufgeteilt wurden. Um eine einheitliche Zahnlänge zu erhalten wurden alle 4 Zähne auf eine Länge von 6 mm decapitiert. Somit konnte nach der Trepanation der Zähne eine definierte Arbeitslänge (5 mm) erreicht werden, ohne Rücksicht auf unterschiedliche anatomische Referenzpunkte wie Höckerspitzen oder Inzisalkanten zu nehmen. Nach der Einstellung einer einheitlichen Zahnlänge wurden die Wurzelkanäle der Zähne mittels maschinellen Nickel-Titan-Feilen des Flexmaster Systems aufbereitet. Die Aufbereitung erfolgte gemäß der Herstellerempfehlung nach der Crown-Down-Technik bis ISO 8 bei einem Taper von.2. Da die Flexmaster-Instrumente nur bis ISO 7 verfügbar sind, wurde als letzte Feile eine Mity-Roto-Feile ISO 8 verwendet. In der Praxis werden Zähne in dieser Größe eher selten aufbereitet, um eine Fraktur des Kanals zu vermeiden [64]. Um aber Kanalunebenheiten in Form von Rillen und Mulden präparieren zu können, musste in dieser Studie ein weites Kanallumen geschaffen werden.

50 5 Die maschinelle Aufbereitung mithilfe der Nickel-Titan-Instrumente wurde gewählt, um eine gleichmäßige, vergleichbare Aufbereitung aller Wurzelkanäle zu erzielen, die mit der manuellen Aufbereitung nur bedingt möglich gewesen wäre. An den kontralateralen Längsflächen der aufbereiteten Zähne wurden nun mit einer Trennscheibe Sollbruchstellen angelegt, und die Zähne wurden im Anschluss für eine Minute in flüssigen Stickstoff getaucht. Die schockgefrorenen Zähne konnten nun mittels eines LeCron-Spatels entlang der Sollbruchstellen aufgebrochen werden. Durch diese Methode konnten zwei Wurzelhälften gewonnen werden, ohne die Wurzelkanalwand zu beschädigen. Eine Auftrennung mit der Trennscheibe hätte nicht nur den Wurzelkanal stark beschädigt, sondern hätte auch einen Sägeschnitt verursacht, der eine Reposition der kongruenten Zahnhälften unmöglich gemacht hätte. In die eine Wurzelhälfte wurden daraufhin drei Mulden präpariert in Abständen von 2, 4 und 6 mm vom Apex entfernt. Mithilfe einer feinen Trennscheibe wurde in die Kanalwand des entsprechenden Gegenstücks eine 4 mm lange Rille 2 mm vom Apex entfernt angelegt. Diese Ausbuchtungen und Vertiefungen sollten Kanalunebenheiten beziehungsweise morphologische Eigenschaften eines Wurzelkanals simulieren (z.b. Seitenkanäle, Fins). Diese Bereiche werden von den Instrumenten, die bei der Aufbereitung des Wurzelkanals benutzt werden, kaum bis gar nicht erfasst. Es ist Aufgabe der Spü lung diese Bereiche zu reinigen und zu desinfizieren. Sowohl Art der Spülflüssigkeit als auch die angewandte Methode tragen zur Effizienz der Reinigung bei [7, 9,, 3-4, 8, 25, 34, 58, 6, 88, 7]. Die bei der Aufbereitung eines Wurzelkanals entstehenden Dentinspäne wurden in dieser Studie künstlich hergestellt. Mithilfe einer kleinen Fräse wurden extrahierte Zähne bearbeitet und die entstehenden Späne aufgefangen. Um möglichst genaue Vergleichbarkeit zu gewährleisten, wurden die Zähne vorher trepaniert und mit der Fräse ausgehöhlt, um ausschließlich Dentinspäne zu gewinnen, ohne eine übermäßige Vermischung mit Schmelzspänen zu erhalten. Anschließend wurden die gewonnenen Dentinspäne mit destilliertem Wasser zu einem Brei verrührt und mit einer Sonde und Microbrushes in

51 5 die Mulden und Rillen appliziert. Eine gleichmäßige Auffüllung der Rillen und Mulden aller Zähne konnte somit sichergestellt werden. Die Wurzelhälften wurden anschließend wieder reponiert und die Bruchstelle mit Wachs verklebt, um eine mögliche Undichtigkeit zu begrenzen. Die Art, wie die Zähne beim Versuchsaufbau präpariert wurden, wurde in Anlehnung an die Studie von Lee et al. durchgeführt. In der Studie wurden vergleichbare Kanalunebenheiten artifiziell geschaffen, um anschließend die Reinigungsleistung von Kanülen- und schallaktivierter Spülung zu vergleichen. Auch die Teilung der Zähne wurde in der Studie ähnlich angewandt, was den Vorteil brachte, dass im Vergleich zu früheren Studien die Menge an Dentinspänen, die vor und nach dem Spülvorgang vorhanden waren, verglichen und kontrolliert werden konnte und somit ein standardisiertes Verfahren geschaffen wurde. In früheren Studien konnte die Menge an verbliebenen Dentinspänen nur nach der Aufbereitung und Spülung bewertet werden. Ein Vergleich vorher zu nachher war nicht möglich. Anschließend wurden die Zähne entsprechend der Gruppeneinteilung in Silikonblöcke eingesetzt. Dies erleichterte zum einen die Spülung, zum anderen sollte das Silikon das Knochenfach des Zahnes simulieren und bei der Spülung einen apikalen Stopp, ähnlich dem des natürlichen apikalen Gewebes, gewährleisten. Die Zähne wurden nun im Inkubator bei 37 C für eine Woche gelagert, damit eine Trocknung der Restflüssigkeit, des Silikons und des Dentinspänebreis stattfinden konnte. In dieser Studie sollte untersucht werden, welche Auswirkungen die Kanülenspülung und schallaktivierte Spülung bei unterschiedlichen Temperaturen der Spülflüssigkeiten (2 C und 5 C) auf die Reinigung von Kanalunebenheiten haben. Die Vorgehensweise bei der Versuchsdurchführung ist der Tabelle 2 auf Seite 36 zu entnehmen. Bei den Spülflüssigkeiten wurde Natriumhypochlorit und Zitronensäure gewählt, da die beiden chemischen Stoffe unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, die für die Reinigung des Wurzelkanals hilfreich sind.