Diplomarbeit. Die Qualität der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung in Abhängigkeit von der Behandlungserfahrung. Kristina Flatischler

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1 Diplomarbeit Die Qualität der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung in Abhängigkeit von der Behandlungserfahrung. Ein Vergleich von drei Systemen. eingereicht von Kristina Flatischler Mat.Nr.: zur Erlangung des akademischen Grades Doktorin der Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde (Dr. med. dent.) an der Medizinischen Universität Graz ausgeführt an der Univ. Klinik für Zahn-, Mund-und Kieferheilkunde; Klinische Abteilung für Zahnerhaltung unter der Anleitung von Univ.-Prof. Dr. Peter Städtler Graz, am 10. Oktober 2009

2 EIDESSTATTLICHE ERKLÄRUNG Ich erkläre ehrenwörtlich, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig und ohne fremde Hilfe verfasst habe, andere als die angegebenen Quellen nicht verwendet habe und die den benutzten Quellen wörtlich oder inhaltlich entnommenen Stellen als solche kenntlich gemacht habe. Graz, am 10. Oktober i

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4 Danksagungen Prof. Dr. Peter Städtler danke ich besonders für seine Unterstützung im Rahmen seiner Funktion als Betreuer dieser Diplomarbeit. Dr. Maja Marotti gebührt großer Dank für die tatkräftige Unterstützung bei der Erstellung meiner Diplomarbeit. Vielen Dank für die zahlreichen Erklärungen und Demonstrationen. Weiters möchte ich mich an dieser Stelle bei Erich Häupl für seine hilfreiche und engagierte Unterstützung bei allen technischen Problemen bedanken. Dipl.- Ing. Mischak Irene danke ich für die professionelle Auswertung meiner Studienergebnisse, sowie für die Unterstützung bei der statistischen Auswertung. Ebenso möchte ich mich bei Martin Gräßl bedanken, der mir beim Fotografieren der Wurzelkanalblöcke eine sehr große Hilfe war. Bedanken möchte ich mich auch bei allen Mitarbeitern der klinischen Abteilung der Zahnerhaltung, vor allem bei Andreas Zundl für ihre kompetente und freundliche Zusammenarbeit. Mein besonderer Dank ergeht an meine Großmutter und Eltern, sowie an meine Geschwister, ohne deren Unterstützung und Verständnis die Absolvierung meines Zahnmedizinstudiums nicht möglich gewesen wäre. iii

5 Zusammenfassung Es wurden 3 Wurzelkanalaufbereitungssysteme mit unterschiedlicher Schneidegeometrie untersucht. Es stellte sich die Frage, welchen Einfluss einerseits die Erfahrung des Behandlers und andererseits das jeweilige Design des NiTi- Instrumentes in Bezug auf die Frakturrate und die Aufbereitungsfehler haben. Ziel war es festzustellen, ob es bei einer vorherige Trainingsphase mit Handinstrumenten zu weniger Aufbereitungsfehler und Instrumentenbrüche bei der maschinellen Aufbereitung kommt. Weiters stellt sich die Frage, in wieweit das Schneidekantendesign einen signifikanten Einfluss auf die Frakturrate hat. Dazu wurden von einer Studentin 30 Plastikblöcke mit je zwei Wurzelkanälen unterschiedlicher Krümmung mit 3 maschinellen Wurzelkanalaufbereitungssystemen unterschiedlicher Schneidegeometrie aufbereitet. Die Instrumente wurden dazu streng nach Herstellerangaben in künstlichen Plastikblöcken der Firma Karr Dental verwendet. Der erste Durchgang erfolgte ohne Erfahrung und der 2 Durchgang nach 6 monatigem Training mit Handinstrumenten. Die vorige Übung mit Edelstahl Handinstrumenten hat keinen signifikanten Einfluss auf die maschinelle Aufbereitungsqualität. Es zeigt sich, welches Aufbereitungssystem für den Unerfahrenen am geeignetsten ist. Das Alpha System und das FlexMaster System können aufgrund der niedrigen Frakturrate und der geringen Aufbereitungsfehler durchaus für die studentische Ausbildung bzw. für den Unerfahrenen Behandler empfohlen werden. Maschinelle Wurzelkanalinstrumente mit einer hohen Schneideeffektivität wie das Mtwo System sind aufgrund der erhöhten Aufbereitungsfehler für den ungeübten Behandler nicht empfehlenswert. iv

6 Abstract In the following study the quality of mechanical root canal preparation with three different systems of preparation have been compared: the Mtwo-, the Alpha- and the Flex-Master-System. The question arises with which of these systems the preparation of the root canals can be done best and if the use of mechanical root canal preparation requires experiences with hand instruments. Moreover it has been tested whether it is useful to learn the mechanical way of root canal preparation in the academic training. The instruments have been used on synthetically plastic boxes strictly following the instructions of the company KARR DENTAL. There have been 30 plastic boxes available each of them with two root canals of different bending (one strongly and one slightly bended). In the first place, a student with no experiences in treatment prepared per system 10 root canals. After an initial training of six months with hand instruments the experiment was repeated. The result of this experiment was that experiences in manual preparation before the first mechanical preparation have no significant impact on the material removal of the mechanical prepared roots. The Alpha- and the Flex-Master-System are recommended for academic training and inexperienced handlers because of the low rate of fractures and mistakes in preparation. Mechanical root canal instruments with a high effectiveness of cutting edge like the Mtwo-System are not recommended for inexperienced handlers due to the increased rate of mistakes in preparation. v

7 Inhaltsverzeichnis DANKSAGUNGEN... III ZUSAMMENFASSUNG... IV ABSTRACT... V INHALTSVERZEICHNIS... VI ABBILDUNGSVERZEICHNIS... VIII TABELLENVERZEICHNIS... IX 1 EINLEITUNG GESCHICHTLICHER ÜBERBLICK DIE WURZELKANALAUFBEREITUNG ZIELE DER WURZELKANALAUFBEREITUNG METHODEN ZUR AUFBEREITUNG DES WURZELKANALS Manuelle Aufbereitung Maschinelle Aufbereitung NICKEL-TITAN INSTRUMENTE ENTWICKLUNG DIE WICHTIGSTEN KONSTRUKTIONSMERKMALE VON NICKEL-TITAN INSTRUMENTEN EIGENSCHAFTEN DER NICKEL-TITAN LEGIERUNG SUPER- PSEUDOELASTIZITÄT MEMORY EFFECT DIE HÄRTE VON EDELSTAHLINSTRUMENTEN UND NICKEL-TITAN INSTRUMENTEN BIOKOMPATIBILITÄT VON NICKEL-TITAN INSTRUMENTEN NICKELALLERGIE? KORROSIONSVERHALTEN FEHLER DER WURZELKANALAUFBEREITUNG NICKEL-TITAN SYSTEME FLEX MASTER MTWO Aufbau des Mtwo Systems Anwendung ALPHA FEILE (KOMET) MATERIAL UND METHODE FRAGESTELLUNG EINTEILUNG DER PROBEN AUFBEREITUNG DER WURZELKANÄLE Aufbereitung mit Flex Master Aufbereitung mit dem Alpha System Aufbereitung mit dem Mtwo System UNTERSUCHUNG DER WURZELKANALBLÖCKE ERGEBNISSE MATERIALABTRAG Alpha System Flex Master Mtwo T-Test für unabhängige Stichproben INSTRUMENTENFRAKTUR FEHLER BEI DER AUFBEREITUNG AUFBEREITUNGSZEIT vi

8 10 DISKUSSION STUDIENMODELLE: NATÜRLICHE ZÄHNE ODER KUNSTSTOFFMODELLE MATERIALABTRAG INSTRUMENTENFRAKTUR AUFBEREITUNGSFEHLER ARBEITSZEIT SCHLUSSFOLGERUNG ZUSAMMENFASSUNG EINLEITUNG ZIELSETZUNG MATERIAL UND METHODE ERGEBNIS DISKUSSION UND SCHLUSSFOLGERUNG LITERATURVERZEICHNIS LEBENSLAUF vii

9 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Kristallgefüge und Gefügewechsel von NiTiNOL bei Be- und Entlastung (Merte, 2006)...17 Abbildung 2: Querschnitt der Flex Master Feiler (VDW Endodontic Synergy: Flex Master 2004)...24 Abbildung 3: Inaktive Instrumentenspitze der Flex Master Feile (VDW Endodontic Synergy: Flex Master 2004)...25 Abbildung 4: Systembox der Flex Master Feilen (VDW Endodontic Synergy: Flex Master 2004)...25 Abbildung 5: Ringkerbungen der Flex Master Instrumenten (VDW Endodontic Synergy: Flex Master 2004)...26 Abbildung 6: Anwendungshinweise zu den vier verschiedenen Sequenzen (VDW Endodontic Synergy: Flex Master 2004)...27 Abbildung 7: Querschnitt des Mtwo Instruments (VDW Endodontic Synergy Mtwo 2005)...28 Abbildung 8: Systembox der Mtwo Feilen (VDW Endodontic Synergy Mtwo 2005)...29 Abbildung 9: Einteilung der Wurzelkanäle in drei Grundtypen (Komet Austria 2006)...31 Abbildung 10: Darstellung der Anwendung der Alpha Feilen (Komet Austria 2006)...31 Abbildung 11: links: Drachenquerschnitt; rechts: Pentagonquerschnitt...32 Abbildung 12: Übungsblock der in einer handelsüblichen Filmdose in Silikon eingebettet ist um das Aufbereiten unter Sicht zu verhindern...34 Abbildung 13: Flex Master Torque Card...36 Abbildung 14: Alpha System Torque Card...36 Abbildung 15: Aufnahme der Endoblöcke...37 Abbildung 16: Leerblock mit positionierten Circles. Meßraster (Circles) zur Bestimmung der aufbereitungsbedingten Formveränderung des Wurzelkanals...38 Abbildung 17: Materialabtrag des Alpha Systems als Box Plot Diagramm Abbildung 18: Abtragswerte der Flex Master Versuchsreihe Abbildung 19: Abtragswerte der Mtwo Versuchsreihe viii

10 Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Einteilung der Wurzelkanalinstrumente zur manuellen Wurzelkanalaufbereitung (Schäfer 2000)... 7 Tabelle 2: Konizität ist durch die Anzahl der Ringe erkennbar...29 Tabelle 3: Anwendungshäufigkeit in Abhängigkeit von der Weite und Krümmung der Kanäle...30 Tabelle 4: Darstellung der signifikanten Unterschiede zwischen starker und leichter Krümmung...42 Tabelle 5: Darstellung der signifikanten Unterschiede mit und ohne Behandlungserfahrung...43 Tabelle 6: Darstellung der Aufbereitungsfehler...43 Tabelle 7: Aufbereitungszeit mit Alpha System vor Behandlungserfahrung...44 Tabelle 8: Aufbereitungszeit mit Alpha System nach Behandlungserfahrung...44 Tabelle 9: Aufbereitungszeit mit Flex Master System vor Behandlungserfahrung...44 Tabelle 10: Aufbereitungszeit mit Flex Master System nach Behandlungserfahrung...44 Tabelle 11: Aufbereitungszeit mit Mtwo System vor Behandlungserfahrung...45 Tabelle 12: Aufbereitungszeit mit Mtwo System nach Behandlungserfahrung...45 ix

11 1 Einleitung Das große Ziel in der Endodontie ist es den zeitaufwendige Teil der endodontische Therapie, die Wurzelkanalaufbereitung, zu rationalisieren und gleichzeitig die Qualität zu verbessern. Durch Einführung des neuen Werkstoffes Nickel-Titan konnte in den letzten Jahren ein deutlicher Fortschritt in der Endodontie erzielt werden. Die Eigenschaft der Pseudoelastizität dieser Nickel-Titan Instrumente mit völliger Rückstellung nach verbiegen zeigte sich als ideal für die Entwicklung neuartiger Wurzelkanalinstrumente. Die Flexibilität dieser Instrumente ermöglicht es, dass diese dem ursprünglichen Kanalverlauf folgen und es dadurch zu weniger Aufbereitungsfehlern kommt als bei der Aufbereitung mit Handinstrumenten. Zusätzlich kommt es bei der maschinellen Aufbereitung zu einer Zeitersparnis. Nachteilig erweist sich die erhöhte Frakturrate der maschinellen Aufbereitungssysteme gegenüber den Handinstrumenten. Es stellt sich die Frage, ob das Erlernen der manuellen Wurzelkanalaufbereitung vor der Anwendung der maschinellen Aufbereitungsmethode zu einer Verbesserung der maschinellen Technik führt bzw. der Erfolg der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung die Erfahrenheit der manuellen Wurzelkanalaufbereitung voraussetzt. Des weiteren soll diese Arbeit darstellen welches System der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung für den Anfänger am besten geeeignet ist. Dafür wurden in der vorliegenden Arbeit drei Systeme zur maschinellen Wurzelkanalaufbereitung mit rotierenden Nickel-Titan Instrumenten bewertet. Es soll geklärt werden bei welchem System die Wurzelkanäle qualitativ am besten aufbereitet sind. Zielstellung der vorliegenden Arbeit ist es auch zu hinterfragen, ob es sinnvoll ist, die maschinelle Wurzelkanalaufbereitung in den studentischen Unterricht zu integrieren, da bislang die manuelle Wurzelkanalaufbereitung im Vordergrund steht. 1

12 2 Geschichtlicher Überblick Die Geschichte der Endodontie reicht bis weit zurück in die Anfänge der Menschheitsgeschichte (Baumann, 2002). Der Zahnschmerz wurde schon in ägyptischen Schriften bereits um 3000 vor Christus erwähnt (Milas, 1976). Dabei handelte es sich, wie wir heute wissen, um Entzündungen der Zahnpulpa, wie Verweise im Papyrus Eber um 1550 vor Christus bereits andeuten (Baumann 2002). Das älteste uns bekannte endodontische Instrument ist das von Hippokrates ( vor Christus) beschriebene Brenneisen, welches zum Ausbrennen schmerzender Zähne benutzt wurde. In der antiken römischen Heilkunde empfahl Galen ( ) zur Behandlung schmerzhafter Zähne eine Eröffnung des Pulpakavums, mit einem gedrehten Instrument im Sinne einer Trepanation (Lilley 1976). Die Geschichte der modernen Zahnheilkunde beginnt im 18. Jahrhundert. In seinem berühmten Buch Le Chirurgien Dentist beschreibt der französische Zahnarzt Pierre Fauchard ( ) noch den Zahnwurm als Ursache von Zahnschmerzen und Karies. Als Behandlung bei anhaltendem Zahnschmerz empfiehlt er eine Art Trepanation und den Gebrauch eines heißen Eisens zum Kauterisieren (Gutmann, 1987). Weiters findet sich bei ihm auch die Exstirpation der Pulpa mit einem dünnen Stift, dennoch wird die Erfindung der ersten Exstirpationsnadel beziehungsweise des ersten Wurzelkanalbohrers Edward Maynard ( ) zugeschrieben (James L. Gutmann, 1987). Dieser schuf 1838 als erster eine Art Exstirpationsnadel, indem er eine Uhrfeder entsprechend zu einer Reibahle (barbed broach) umfeilte und kleine koronalwärts gerichtete Einkerbungen an dieser Reibahle anbrachte (Hülsmann, 1997a). Im Jahr 1899 entwickelte William H. Rollins das erste maschinengetriebene System zur Wurzelkanalaufbereitung. Er benutzte nadelförmig, gewendelte Instrumente, die in ein speziell konstruiertes Winkelstück einsetzt wurden, dessen Umdrehungszahl auf 100 U/min reduziert war, um eine Fraktur der Instrumente zu vermeiden (Milas, 1976; Hülsmann, 1997a). Anfang des 20. Jahrhunderts kamen ausschließlich so genannte Rattenschwanzfeilen (Raspeln, in der angloamerikanischen Literatur als barbed broach bezeichnet) zur Aufbereitung des Wurzelkanals zum Einsatz, bis diese 27 Jahre später von HEDSTRÖM -Feilen und WALKHOFF -Auftreibern abgelöst wurden (Hedström, 2

13 1927; Stitzel, 1950). Weiters wurden in diesem Zeitraum auch Kerrbohrer sowie Kerrfeilen entwickelt. Die Anwendungen und Handhabungen dieser Instrumente wurden sehr kontrovers diskutiert: Während Tschamer, Vessey und Fromme den Kerrbohrer bei drehender Arbeitsweise für die Aufbereitung enger gekrümmter Wurzelkanäle empfahlen, war Luks davon überzeugt, dass der Wurzelkanalbohrer aufgrund seiner Konstruktion zur Aufbereitung enger Kanäle nicht geeignet ist. Er empfahl die Anwendung von Kerr- und Rattenschwanzfeilen (Schäfer, 2006). Curson bevorzugte Rattenschwanzfeilen zum Entfernen von Pulpagewebe, war aber jedoch nicht der Meinung, dass sich diese zur Aufbereitung und Glättung der Wurzelkanalwände eignen. (Curson, 1966) Im Widerspruch hierzu gibt es Berichte von Fromme, der Rattenschwanzfeilen im Gegensatz zu Curson ausschließlich in geraden Kanälen angewandt hat und in der Folge über eine sehr gute Kanalwandglättung berichtete (Fromme, 1970). Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass der einschlägigen Literatur aus den Jahren sehr unterschiedliche Auffassungen über die Wurzelkanalaufbereitung und das hierfür geeignete Instrumentarium zu entnehmen sind (Schäfer, 1998). Dies gilt auch für die anzuwendende Aufbereitungstechnik, bei der in der Vergangenheit die verschiedensten Techniken propagiert wurden. Clem (1969) entwickelte die so genannte Step-back -Technik. Bei dieser drehend-schabenden Arbeitsweise werden die Wurzelkanäle von apikal nach koronal erweitert. Neben der Step-back -Technik wurden in der Folgezeit noch weitere Aufbereitungstechniken beschrieben: z.b. die Anticurvature filing -Technik (Abou-Rass et al. 1980), die Step-down -Technik (Goerig et al. 1982), die Crown-down-pressureless -Technik (Morgan und Montgomery, 1984), die Balanced-Force -Technik (Roane et al. 1985) und die Double-flared -Technik (Fava et al. 1983) (Lau R., 1997). Die Entwicklung der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung begann bereits vor 100 Jahren, seit erstmals ein spezielles Winkelstück entwickelt wurde mit dessen Hilfe der mühsame und zeitaufwendige Arbeitsgang der Wurzelkanalaufbereitung durch die Benutzung von rotierenden und maschinell gesteuerten Instrumentariums vereinfacht und verkürzt werden sollte (Hülsmann, 1997a). Die maschinelle Aufbereitung verbreitete sich durch die Einführung des Racer-Systems 1958 und des Giromatic Winkelstückes 1964 in zahlreichen zahnärztlichen Praxen, die zusammen mit dem Endolift, Endocursor, Dynatrak und Alternator die Gruppe der konventionellen Endodontiewinkelstücke mit starrem 3

14 Bewegungsablauf bilden. Im Gegensatz dazu wurde in den 80er Jahren versucht von dieser reinen Hub- und/oder Drehbewegungen wegzukommen. Das Canal-Finder-System und der Canal-Leader 2000 mit einem helikoidalen Bewegungsmuster, auch der Endoplaner mit koronalwärts gerichteten Schabbewegungen und schließlich das Endoflash-System mit einer drehmomentbegrenzten Rotation stellen Vertreter einer fortschrittlicheren Gruppe da (Hülsmann, 1993a;1997a). Seit einigen Jahren konzentriert sich die Diskussion auf Nickel-Titan-Systeme, die zunächst nur für den manuellen Gebrauch gedacht waren, aber inzwischen in Endodontiewinkelstücken mit einer 360 Grad Rotation und bei geringer Umdrehungszahl eingesetzt werden. Maschinelle Systeme aus Nickel-Titan haben in den letzten zehn Jahren die bislang verwendeten maschinellen Wurzelkanalaufbereitungssysteme aufgrund der Schwächen konventioneller maschineller Systeme verdrängt, die durch die Materialeigenschaften des Werkstoffes Nickel-Titan überwunden werden konnten. (Hülsmann, 1993 b) 4

15 3 Die Wurzelkanalaufbereitung 3.1 Ziele der Wurzelkanalaufbereitung Die Wurzelkanalbehandlung umfasst sowohl die Aufbereitung als auch die Füllung des Wurzelkanalsystems (Hellwig, Klimek, Attin, 2003). Ein wichtiger Bestandteil der Wurzelkanalbehandlung ist die Wurzelkanalaufbereitung, denn sie übernimmt die Schlüsselrolle im Bezug auf einen langfristigen Erfolg einer Wurzelkanalbehandlung (Allison, 1979; Schäfer 2000). Die vordringlichen Ziele der Wurzelkanalaufbereitung sind dabei: Entfernung des vitalen oder nekrotischen Pulpagewebes (Gemeinsame Stellungnahme der DGZMK und der DGZ, 2006). Bestmögliche Eliminierung von Mikroorganismen und deren Stoffwechselprodukten aus dem Wurzelkanal und der Wurzelkanalwand (Stock, Walker, Gulabivala, 2005). Erhaltung des originären Wurzelkanalverlaufs, d.h. der aufbereitete Kanal soll den natürlichen Wurzelkanal in seiner Form umschließen. Von apikal nach koronal soll der Wurzelkanal kontinuierlich ansteigend konisch gestaltet sein (Gemeinsame Stellungnahme der DGZMK und der DGZ, 2006). Die Kanalform sollte in Richtung des Apex sehr eng sein und am apikalen Ende den dünnsten Durchmesser haben. (Beer, Baumann, Kielbassa, 2004) Die apikale Konstriktion soll erhalten bleiben. Die vorher bestimmte Arbeitslänge soll mit der definitiven Aufbereitungslänge übereinstimmen. Eine Überinstrumentierung sowie eine Unterinstrumentierung soll vermieden werden. Genügend Arbeitssicherheit: Vermeidung von Instrumentenfraktur, apikale Blockaden, Perforationen etc. (Gemeinsame Stellungnahme der DGZMK und der DGZ, 2006). Zusammenfassend steht die Elimination von pulpalen Gewebsresten und Mikroorganismen aus dem Wurzelkanalsystem im Vordergrund. 5

16 3.2 Methoden zur Aufbereitung des Wurzelkanals Die Erweiterung, Reinigung und Formgebung des Wurzelkanals kann mit Handinstrumenten und/oder maschinenbetriebenen Instrumenten durchgeführt werden. Aufgrund der sprunghaften Entwicklungen in den letzten Jahrzehnten bezüglich neuer Techniken der Wurzelkanalaufbereitung und neuer Instrumentendesigns möchte der Autor nur einen kurzen Überblick über die verschiedenen Systeme der maschinellen und manuellen Aufbereitung geben ( Hülsmann 1993 b) Manuelle Aufbereitung Normierung der Handinstrumente Alle Längen, Stärken, Dimensionen, Toleranzen und Mindestanforderungen an die mechanische Belastbarkeit der Wurzelkanalinstrumente sind in der ISO-Norm (International Organisation of Standardization) und der ADA-Spezifikation Nummer 28 festgelegt (Beer, Baumann, Kielbassa, 2004; Schäfer 1998). Ein Handinstrument setzt sich aus Griff, Schaft und Arbeitsteil zusammen. Die Größenangabe für ein Instrument entspricht dem Durchmesser in Hundertstel Millimeter in 1mm Abstand von der Instrumentenspitze (Hellwig, Klimek, Attin, 2003). Die Länge des konisch ansteigenden Arbeitsteils beträgt 16mm (Beer, Baumann, Kielbassa, 2004). Der Durchmesser des Arbeitsteils nimmt pro Millimeter von der Spitze d 1 um 0,02mm zu, so dass das Ende des Arbeitsteils d 2 um 32mm stärker ist. Dies bedeutet, dass ein Instrument der Größe #15 an der Instrumentenspitze d 1 einen Durchmesser von 0,15mm und bei d 2 einen Durchmesser von 0,47mm hat. Neben diesen Bestimmungen der Durchmesser an den Messpunkten d 1 und d 2 schreibt die ISO-Norm und die ADA-Spezifikation einen dritten Messpunkt d 3 vor, der 3mm vor der Instrumentenspitze entfernt liegt. Die Länge des Schafts ist variabel und beträgt zwischen 5 und 15mm. Aus der Länge des Schafts und des Arbeitsteils setzt sich die Länge des operativen Endes zusammen. Diese ist vorgeschrieben und beträgt entweder 21, 25 oder 28mm mit einer Toleranz von ± 0,5mm (ISO ). (Schäfer, 1998) 6

17 Instrumententypen Bei der manuellen Aufbereitung stehen unterschiedliche Instrumententypen aus unterschiedlichen Legierungen zur Verfügung: Instrumententyp Legierungen Beschreibung Reamer K-Feile Hedströmfeilen Edelstahl Nickel-Titan Titan- Aluminium Edelstahl Nickel-Titan Titan- Aluminium Edelstahl Nickel-Titan Titan- Aluminium Reamer und K-Feilen werden aus Rohlingen mit drei oder viereckigem Querschnitt durch Verdrillung oder Fräsung hergestellt. Der Schneidekantenwinkel von <45 erlaubt eine teilweise drehende Arbeitsweise im Wurzelkanal. K-Feilen haben im Vergleich zu Reamern eine größere Anzahl an Wendelungen pro Längeneinheit und somit auch einen größeren Schneidekantenwinkel. Der Schneidekantenwinkel beträgt für Reamer und für K- Feilen Hedströmfeilen werden aus einem runden Rohling durch Fräsung hergestellt und besitzen eine umlaufende Schneidenkante. Der Schneidekantenwinkel von >45 erfordert eine lineare Arbeitsweise. S- und U-Feilen Edelstahl Nickel-Titan S- und U-Feilen werden aus einem runden Rohling durch Fräsung hergestellt und besitzen zwei umlaufende Schneidekanten. Auf Grund des Schneidekantenwinkels von >45 ist eine lineare Arbeitsweise erforderlich. Instrumente mit verkürztem Arbeitsteil Edelstahl Nickel-Titan Werden meist durch Fräsung hergestellt. Der Arbeitsteil beträgt statt der vorgeschriebenen ISO-Norm Länge von 16 mm nur etwa 2-5 mm. Diese Instrumente lassen eine drehende Arbeitsweise im Wurzelkanal zu. Tabelle 1: Einteilung der Wurzelkanalinstrumente zur manuellen Wurzelkanalaufbereitung (Schäfer 2000) Manuellen Aufbereitungstechniken Bei der manuellen Aufbereitung kann grundsätzlich zwischen einer drehenden und feilenden Arbeitsweise zur Aufbereitung des Wurzelkanal unterscheiden werden. Ferner kann der Wurzelkanal von koronal nach apikal sowie von apikal nach koronal aufbereitet werden. Zum Aufbereitungskonzept von apikal nach koronal zählt die Step-back Methode nach Clem (1969) die Balanced-force Methode nach Roane et al. (1985) sowie das Circumferential und das Anticurvature-filing nach Abou- Rass et al. (1980). 7

18 Demgegenüber stehen die Aufbereitungskonzepte, welche den Wurzelkanal von koronal nach apikal aufbereiten. Korono-apikale Methoden sind beispielsweise die Crown-down/ Step-down Technik nach Goerig et al. (1982), die Double-flared Methode nach Fava (1983), die Crown-down-pressureless Methode nach Morgan und Montgomery (1984), die modifizierte Double-flared Methode nach Saunders und Saunders (1992) und die koronoapikale Aufbereitungsmethode nach Griesinger et al. (1993) (Schäfer 2000); (Frentzen et al. 2005); (Hellwig et al 2005) Maschinelle Aufbereitung Übersicht der verschiedenen Systeme Bei der Entwicklung neuer maschineller Aufbereitungssysteme wurde versucht die entscheidenden und zeitaufwendigen Schritte des cleaning and shaping der Wurzelkanalaufbereitung zu vereinfachen und zu verkürzen (Hülsmann 2002). Bereits im 19. Jahrhundert versuchte Rollins mittels eines nadelförmigen Wurzelkanalbohrers, der über einen Dentalmotor angetrieben wurde, sich das mühsame und zeitaufwendige Verfahren der Wurzelkanalaufbereitung zu erleichtern (Heidemann 2001). Die Systeme, die sich zur maschinellen Wurzelkanalaufbereitung entwickelt haben, lassen sich wie folgt unterteilen: Maschinelle Systeme mit starrem Bewegungsablauf (Hub und Rotationsbewegung) Maschinelle Systeme mit modifiziertem Bewegungsablauf/ nicht starrem Bewegungsablauf Schall- und Ultraschallsysteme Vollrotierende Nickel-Titan Systeme Vollrotierende Nickel-Titan Instrumente mit neuen Antriebssystemen (Gemeinsame Stellungnahme der DGZMK und der DGZ, 2006); (Heidemann, 2001); (Hülsmann, 2002) Der wissenschaftlichen Literatur zufolge werden viele dieser maschinellen Systeme skeptisch und ablehnend bewertet, weil sie die Anforderungen in Bezug auf Reinigungswirkung, Formgebung und Arbeitssicherheit nicht erfüllen. Maschinelle Systeme mit starrem Bewegungsablauf, die über einen starren vom Winkelstück vorgegebenen Bewegungsablauf verfügen, haben große Defizite, den originären Verlauf des Wurzelkanals zu erhalten. Weiters werden auch Defizite in Hinblick auf die Reinigung und Arbeitssicherheit aufgelistet. Zu den bekannten Vertretern dieser Gruppe zählen die 8

19 Giromatic (Micro-Méga, Besancon, Frankreich), der Endolift (Kerr, Karlsruhe), der Endocursor (W&H, Bürmoos, Österreich) und das Racer-Winkelstück (W&H, Bürmoos, Österreich). In der Gruppe der maschinellen Systeme mit nicht starrem Bewegungsablauf finden sich Systeme wie der Canal-Finder (SET, Marseille, Frankreich), Canal-Leader 2000 (S.E.T, Olching), Excalibur (W&H, Bürmoos, Österreich), der Endoplaner (Microna, Spreitenbach, Schweiz) und das EndoFlash-Winkelstück (KaVO, Leutkirch) welche mit begrenzter variabler Kombination aus Hub und/oder Rotationsbewegung oder niederfrequenter lateraler Schwingung arbeiten. Nachteilig sind bei diesen Systemen die Formgebung des Wurzelkanals, der Verlust der Arbeitslänge und die Begradigung des Kanals. Während Schall- und Ultraschallsysteme aufgrund der erzeugten Schwingungen sehr gute Reinigungs- und Desinfektionswirkung erzielen, ist das Risiko der Kanalbegradigung, Stufenbildung und der Feilenfraktur sehr hoch (Gemeinsame Stellungnahme der DGZMK und der DGZ 2006); Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die maschinelle Aufbereitung mit traditionellen Stahlfeilen, unabhängig davon, ob der Bewegungsablauf mit starren oder nicht starren Systemen erfolgt, in zahlreichen Studien zu inakzeptablen Begradigungen, unzureichender Reinigungswirkung sowie massiven Defekten in der Arbeitssicherheit führt (Gerbert et al. 2004). Dieses Probleme konnten mit der Entwicklung des Werkstoffes Nickel-Titan deutlich reduziert bzw. ausgeschalten werden (Braun et al. 2003). Nickel-Titan Instrumente können aufgrund ihres Elastizitätsmoduls und ihrer pseudoelastischen Eigenschaften im Gegensatz zu Edelstahl und Titan-Aluminium Instrumenten zur maschinellen Wurzelkanalaufbereitung eingesetzt werden und es wird zusätzlich zur reduzierten Arbeitszeit über eine gute Formerhaltung auch bei der Präparation stark gekrümmter Kanäle berichtet. Die Reinigungswirkung ist vergleichbar mit jener bei der Handaufbereitung. Einzige Defizite weist dieses System bei der Arbeitssicherheit auf, da es häufig zu Instrumentenfrakturen kommt (Gemeinsame Stellungnahme der DGZMK und der DGZ, 2006); (Gerbert et al. 2004); (Frentzen et al. 2005); (Braun et al. 2003). Um die Instrumentenfraktur der Nickel- Titan Instrumente zu reduzieren wurden von Seiten der Hersteller spezielle Antriebssysteme entwickelt (Gerbert et al. 2004). 9

20 Grundlegend lassen sich diese Systeme nach Antriebsform (Mikromotor oder Schrittmotor) und nach der jeweiligen Einstellmöglichkeit für Torque und Drehzahlstufe bzw. nach der für die verschiedenen Feilen spezifischen Programmierung unterscheiden. Es gibt zum einen die Möglichkeit, dass der Antrieb über die zahnärztliche Einheit erfolgt und das Winkelstück über einen Mechanismus der Drehmomentbegrenzung verfügt. Bei der zweiten Methode eines drehmomentgesteuerten Antriebssystems erfolgt die Drehmomentsteuerung durch die Steuereinheit des Endodontie Mikromotors, zusammen mit einem 1:1 übersetzten Winkelstück. Das einfachste Prinzip, auf dem drehmomentbegrenzte Antriebssysteme basieren können, ist die so genannte Rutschkupplung, die beim Erreichen einer bestimmten Drehmomentstufe die Rotation unterbricht. Das SiroNiTi-Winkelstück, welches für die nachfolgende Versuchsreihe von Bedeutung ist, arbeitet mit einem ähnlichen Konstruktionsprinzip (Frentzen et al. 2005). Das SiroNiTi-Winkelstück verfügt über eine Magnetkupplung, durch die das Erreichen einer kritischen Belastung vermieden wird. Im Falle einer Blockade des Instruments im Wurzelkanal kommt es zu einem weichen Auslösen der Magnetkupplung, d.h. es erfolgt eine Retrorotation des Instruments. Wird die Drehmomentgrenze überschritten kommt es zu einer rüttelnden das Instrument lockernden Bewegung. Die Anwendung des SiroNiTi- Winkelstück ist sehr anwenderfreundlich, da der Hersteller eine so genannte Torque- Card mitliefert, die für das jeweilige Instrument eine Drehmomentbegrenzung angibt. Die Einstellung der angegebenen Drehmomentbegrenzung der Torque Card, die jedem Instrument einen individuellen Zahlenwert zwischen 1 und 5 zuweist, erfolgt auf dem integriertem Einstellungsring des Winkelstücks (Moses et al. 2003). Problematisch erweist sich bei den Systemen mit einer Stufeneinteilung der Drehmomentkräfte die Tatsache, dass eine Gruppenunterteilung der Instrumente dazu führt, dass immer das schwächste Instrument einer Gruppe das maximale Drehmoment vorgibt und somit nicht alle Feilen einer Gruppe bis zu ihrer maximalen Belastbarkeit genutzt werden. Eine weitere Möglichkeit des drehmomentgesteuerten Antriebs stellt die Gruppe der Torquekontrollmotoren dar. Die unterschiedlichen Systeme können bezüglich ihrer Einstellmöglichkeit für Torque und Drehzahlstufe und einer feilenspezifischen Programmierung unterschieden werden. Zur Gruppe der Torquekontrollmotoren mit 10

21 stufenspezifischer Drehmomentprogrammierung gehören K³ etcm (Fa. Sds Kerr), Quantec ETM, TCM Endo (Fa. Nouvag) und Trio Auto ZX (Fa. Morita). Zu den Torquekontrollmotoren mit einer feilenbezogenen Programmierung des Drehmoments zählen der EndoStepper (Fa. Phytron), ATR Tecnika (Fa. Dentsply) und Endo IT Control (Fa. VDW). (Frentzen et al. 2005) Vorteile und Nachteile der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung mit Nickel-Titan Systemen Der deutlich geringere Zeitaufwand und der einfacher erscheinende Arbeitsablauf der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung scheinen einer der wichtigsten Vorteile gegenüber der manuellen Aufbereitung zu sein (Sonntag et al. 2003). Der Zeitaufwand wird durch veränderte Feilengeometrien und neuere Systeme, bei denen nur 3-4 Feilen für eine vollständige Aufbereitung erforderlich sind, deutlich reduziert(sonntag et al. 2005). Dem einfacheren Arbeitsablauf der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung steht das hohe Frakturrisiko im Vergleich zu Handinstrumenten gegenüber. Problematisch ist zu erwähnen, dass es bei Nickel-Titan Instrumenten ohne eine visuell erkennbare Veränderung der Instrumente zu einem plötzlichen Torsions- und Ermüdungsbruch kommen kann. (Sonntag et al. 2003) Nickel-Titan Instrumente sind zwei- bis dreimal flexibler als die Stahlinstrumente, die bei der manuellen Aufbereitung verwendet werden und müssen daher nicht vorgebogen werden, weil die Instrumente einem gekrümmten Kanal wenig Widerstand entgegensetzen und sich leicht verbiegen lassen, ohne dass es zu einer irreversiblen Deformation kommt (sogenannte Super- oder Pseudoelastizität). Aufgrund dieser Eigenschaft ist es auch möglich geworden, Nickel-Titan Instrumente rotierend einzusetzen. Durch die rotierende Aufbereitung kommt es nicht nur zu einem gleichmäßigeren Dentinabtrag, sondern auch zu einer gleichmäßig konischen Ausformung des Wurzelkanals, wodurch die Füllung des Kanalsystems erheblich erleichtert wird. Die geringe Rückstellkraft eines Nickel-Titan Instruments sichert auch, dass es nicht zu einer Verlagerung des Kanalmittelpunktes kommt. Die Eigenschaft der Superelastizität ermöglicht auch die Aufbereitung gekrümmter Kanäle, ohne dass es zu Elbow-Zip- Effekten, Strip Perforationen und Verlust der Arbeitslänge kommt, da sich die Instrumente den anatomischen Gegebenheiten im Wurzelkanal automatisch anpassen (Zirkel 2004). Die Eigenschaft der Superelastizität birgt leider auch Nachteile. Da bei der Herstellung eine plastische Deformation durch Verdrillung eines Rohlings zu einer Spirale nicht zu 11

22 erreichen ist, weil eine extensive Verdrehung zur Fraktur führen würde, können Nickel- Titan Instrumente nur maschinell durch Fräsung hergestellt werden. Dieser Herstellungsprozess führt zu Defekten und Unregelmäßigkeiten an den Schneiden, wodurch die Schneideeffizienz der Nickel-Titan Instrumente im Vergleich zu Edelstahlfeilen um 40% geringer ist. (Steier et al. 2006) Maschinelle rotierende Nickel-Titan Instrumente wirken wie eine Förderspirale, die infiziertes Material aus dem Wurzelkanal hinaustransportieren und somit die Gefahr einer Verblockung durch Dentinspäne oder das Überpressen derselben über den Apex hinaus deutlich reduzieren (Ebert 2004); (Beer et al 2004). Maschinell verwendete Instrumente ermöglichen, insbesondere wenn die Handstücke mit kleinem Kopfteil verwendet werden, einerseits eine bessere Sicht und zum anderen wird der Zugang bei geringerer Mundöffnung erleichtert. (Ebert 2004); (Stock et al 2005) Demgegenüber steht die reduzierte Taktilität bei der maschinellen Aufbereitung (Sonntag et al.2003). 12

23 4 Nickel-Titan Instrumente 4.1 Entwicklung Anfangs der 60er Jahre gewinnt das Metall Titan sowie einige seiner Legierungen durch den sehr geringen Elastizitätsmodul und der außerordentlich geringen Korrosionsneigung für die Industrie und besonders für die Raumfahrt zunehmend an Bedeutung (vgl. Lautenschlager EP, Monaghan P 1993). W.F. Buehler entdeckte 1960 die superelastische Nickel-Titan Legierung im Naval Ordinance Laboratory (Silver Spring, USA), welche wie sich herausstellte auch für die Endodontie von Bedeutung war. Im Bereich der Endodontie sind heute zwei Titanlegierungen bekannt: Titan-Aluminium und Nickel-Titan Legierungen. Bei beiden Legierungen wird die Eigenschaften des Titans genutzt, wobei sich Nickel als Grundsubstanz für die Herstellung von Wurzelkanalinstrumenten durchgesetzt hat. Es sind neben den Titan-Aluminium Legierungen drei Nickel-Titan Legierungen als zahnmedizinischer Werkstoff verfügbar, die von verschiedenen Herstellern produziert werden: Nitinol: Besteht aus einer äquiatomaren Zusammensetzung von Nickel und Titan (vgl. Civjan 1975, Schäfer 1998,Thompson SA 2000). Ni steht für Nickel, Ti für Titan und NOL für Naval Ordinance Laboratory (Silver Spring, Maryland, USA) nach dem Hersteller der Legierung. Es besteht aus 56m% Nickel und 44m% Titan (vgl. Rudolf Beer, Michael A. Baumann, Andrej M. Kielbassa; 2004). Chinese NiTi oder Nitalloy: Wird seit 1979 unter dem Namen Nitalloy (56% Nickel und 44% Titan) produziert. Japanese NiTi: (Furukawa Electric, Japan): Mit Kobalt legiertes Nitinol (Thomas P. Serene, J. David Adams, Ashok Saxena, 1995); (Beer, Baumann, Kielbassa, 2004). 4.2 Die wichtigsten Konstruktionsmerkmale von Nickel-Titan Instrumenten Alle Nickel-Titan Systeme haben gemeinsame Konstruktionsmerkmale, die sie von den herkömmlichen konventionellen Instrumenten unterscheiden (Hülsmann1993b): Während die Aufbereitungsinstrumente nach ISO-Norm eine Konizität von 2% über 16mm Länge haben, besitzen Nickel-Titan Instrumente Konizitäten von 2, 4, 6, oder sogar 12 (Quantec) und 20% (GT Rotary) (Hülsmann 1993b; Hellwig et al. 2003). Diese höheren 13

24 Konizitätswerte erweisen sich aus viele Gründen vorteilhaft: Zum einen wird das Eindringen von Spülflüssigkeit bei einem Kanal mit größerer Konizität erleichtert wodurch eine maximale Keimreduktion erreicht werden kann. Zum anderen wird bei Verwendung von Guttaperchastiften größerer Konizität die Gefahr des apikalen Verrutschens verringert. Darüber hinaus wird bei einer erhöhten Konizität die Schneideeffizienz dadurch gesteigert, dass nicht das gesamte Instrument, sondern nur jener Teil der Feile, der Kontakt zur Kanalwand hat, eine Abtragfunktion erfüllt. Die Schneideeffizienz wird dadurch erhöht, dass nur eine kleine Kontaktfläche zwischen Kanalwand und Instrument besteht und in diesem Bereich ein hoher Kontaktdruck ausgeübt werden kann (Frentzen et al. 2005). Derartig hohe Konizitätswerte können nur bei einer reduzierten Länge des Arbeitsteils verwendet werden, da sonst der Feilendurchmesser im koronalen Bereich zu groß wäre. Bei dem Pro Taper System variiert die Steigung sogar innerhalb jeder einzelnen Feile (Hülsmann 1993b). Während die Länge des Arbeitsteils bei Handinstrumenten standardisiert ist und 16mm beträgt, besitzen einzelne Nickel-Titan Systeme unterschiedliche Längen für die Präparation des koronalen, mittleren und apikalen Kanalanteils (Hellwig et al. 2003). Um die einwirkende Kraft auf Instrumente mit großer Konizität für die initiale Erweiterung des koronalen Drittels zu reduzieren, haben diese ein verkürztes Arbeitsteil. Für die Aufbereitung tieferer Kanalabschnitte werden Instrumente mit geringerer Konizität und längerem Arbeitsteil verwendet (Hellwig et al. 2003; Hülsmann 1993b). Besonders ausgeprägt erkennt man das verkürzte Arbeitsteil bei den Feilen der Systeme LightSpeed und Mfile. LightSpeed Feilen ähneln in ihrem Aufbau dem Gates-Glidden-Bohrer und besitzen ein kleines Arbeitsteil mit einer Länge von 0,25-1,75mm bei langem flexiblen Schaft (Frentzen et al. 2005; Hülsmann 1993b). Die Mehrzahl der Nickel-Titan Systeme besitzen eine nicht schneidende Instrumentenspitze die auch als Batt-Spitze, Pilottip oder non-cutting-tip bezeichnet wird. Die Funktion dieser nicht schneidenden Instrumentenspitze besteht darin, dass die Feile während der Aufbereitung zentriert im Kanal bleibt und somit Zip-Konfigurationen insbesondere bei stärker gekrümmten Kanälen, und ein Verklemmen der Spitze, durch aktives Einbohren in die Kanalwand besser vermieden werden können (Frentzen et al. 2005; Hellwig et al 2003). 14

25 Bezüglich der Schneidekanten kann man bei Nickel-Titan Instrumenten grundsätzlich zwei Arten unterscheiden: Einerseits gibt es Instrumente mit scharfen Schneidekanten und andererseits gibt es jene mit verbreiterten abgeplatteten Schneidekanten sog. Radial Lands. Radial Lands sind seitliche Führungsflächen, die das Risiko eines Verschraubens einer Feile verringern und eine bessere Zentrierung der Instrumente im Wurzelkanal sichern (Hülsmann 2002; Frentzen et al. 2005). Instrumente mit verbreiteten Schneidekanten bearbeiten das Kanaldentin in einer passiven schabenden Art und Weise, welche wiederum im Vergleich zu schneidenden Instrumenten einen geringeren Materialabtrag bewirkt. Die breiten Führungsflächen bedingen einen vergleichbar hohen Reibungswiderstand bei der Aufbereitung wodurch die Frakturgefahr der Instrumente erhöht wird. Das Querschnittsdesign hängt von der Schneidenanzahl des Instruments ab. Die meisten Nickel-Titan Feilen verfügen über 3 Schneiden. Unter den 3-schneidigen Feilen kann man jene mit scharfen Schneiden von solchen mit Radial Lands abgrenzen, da sich in ihrer Querschnittsform unterscheiden. 3-schneidige Instrumente mit Radial Lands werden als U-förmig bezeichnet, da der Spanraum die Form des Buchstaben U aufweist. Der Instrumentenkern dieses Querschnittes ist eher schwach, die Radial Lands hingegen erweisen sich als sehr stabil und die Debrisentfernung wird durch den großen Spanraum erleichtert. Die Nickel-Titan Instrumente mit scharfen Schneiden sind konvex dreieckig gestaltet. Die Konvexität der Seitenflächen erhöht die Kernmasse, wodurch diese Instrumente widerstandsfähig gegenüber Torsions- und Biegebelastung sind. Nachteilig ist bei den konvex dreieckig konzipierten Feilen der kleine Spanraum zu erwähnen, der die Debrisentfernung erschwert. Das Quantec System verfügt hingegen lediglich über 2 Schneiden mit Radial Lands, wodurch ein Feilenkern von hoher Stabilität resultiert. Instrumente mit 4 Schneidekanten weisen aufgrund der gesteigerten Kernmasse eine erhöhte Stabilität auf. (Frentzen et al 2005) Der Spanraum eines Instrumentes steht in direkter Beziehung zur Anzahl der Schneiden und dem Instrumentenquerschnitt. Wurzelkanalinstrumente mir sehr vielen Schneiden und einem konvexen Außenprofil weisen den geringsten Spanraum auf. Demgegenüber stehen Feilen mit konkaven Außenflächen und wenigen Schneiden, die einen sehr großen Spanraum haben und dadurch besser in der Lage sind, abgetragenes Dentin nach außen zu transportieren. 15

26 Ist der Spanraum für die anfallende Debris nicht hinreichend groß, führt dies zu einer Ansammlung von Spänen und in weiterer Folge zu einem stark erhöhten Torque für die verwendete Feile. Dies kann im schlechtesten Fall zu einer Instrumentenfraktur führen. Bei den Schneidewinkeln kann man grundsätzlich 3 Winkel unterscheiden: den Negativen <90º, den Neutralen =90º, und den Positiven >90º. Der positive Schneidewinkel hat eine sehr hohe Schneideeffizienz, da das Wurzelkanalinstrument aktiv in Laufrichtung schneidet. Die Schneideeffizient bei Feilen mit neutralem Schneidewinkel ist herabgesetzt, da die Schneiden im rechten Winkel auf die Kanalwand auftreffen, wie es beispielsweise bei Feilen mit Radial Lands der Fall ist. Der negative Schneidewinkel führt dazu, dass die Feile nicht aktiv in der Richtung der angewandten Kraft arbeitet, sondern vielmehr nachgezogen wird, wodurch die Schneideeffizient deutlich herabgesetzt ist (Frentzen, 2005). 16

27 5 Eigenschaften der Nickel-Titan Legierung 5.1 Super- Pseudoelastizität Nickel-Titan Legierungen besitzen einen sehr geringen Elastizitätsmodul (33-43% gegenüber Edelstahl). Diese Eigenschaft wird auch als Super- oder Pseudoelastizität bezeichnet, d.h. die Instrumente bringen einem mechanischen Druck nur einen geringen Widerstand entgegen und lassen sich leicht verbiegen, ohne dass es zu irreversiblen Deformationen kommt. Diese Eigenschaft lässt sich durch die verschiedenen Kristallgitterumwandlungen erklären (Beer, Baumann, Kielbassa, 2004). Im kristallografischen Gefüge sind zwei Grundphasen zu erkennen: Die austenitische Mutterphase eines Nickel-Titan Drahtes ist kubisch zentriert und liegt ab einer Temperatur von über 100 Celsius stabil vor. Mit zunehmendem Biegemoment erfolgt zunächst eine normale elastische Deformation. Mit weiter zunehmenden Biegemoment kommt es nach der Überschreitung einer kritischen Spannung zu einer Kristallgitterumwandlung, wobei sich die austenitische Mutterphase in eine spannungsinduzierte hexagonal strukturierte martensitische Tochterphase umwandelt. Das elastische Verhalten der Nickel-Titan Legierungen beruht daher auf der Transformation in die Tochterphase, die sich Gitterebene für Gitterebene vollzieht. Die dabei auftretenden Einzelwerte werden zu einer größeren Gesamtausdehnung summiert und diese ist größer als bei Edelstahlfeilen. Nickel-Titan Instrumente kehren bei Entlastung wieder in den austenitischen Ausgangszustand zurück (Merte, 2004). Abbildung 1: Kristallgefüge und Gefügewechsel von NiTiNOL bei Be- und Entlastung (Merte, 2006) 17

28 5.2 Memory Effect Nickel-Titan Legierungen haben noch eine weitere metallurgische Besonderheit, den so genannten Memory Effect der auch als Formgedächtnis, martensitisches oder mechanisches Gedächtnis bezeichnet wird. Unter dem Memory Effekt versteht man, dass eine Nickel-Titan Legierung nach einer vorangegangenen Verbiegung und anschließender Erwärmung wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehrt. Bei einer Temperatur von 100 C liegt die Nickel-Titan Legierung in ihrer austenitischen Phase vor. Kommt es zu einer Temperatursenkung ändert sich das Metallgefüge in den plastisch verformbaren martensitischen Zustand um. Erfährt der Nickel-Titan Draht in diesem Zustand eine plastische Deformation, so lässt sich diese durch Erhitzen des Werkstoffes über 125 C rückgängig machen. (Beer, Baumann, Kielbassa; 2004) 5.3 Die Härte von Edelstahlinstrumenten und Nickel-Titan Instrumenten Die Schneidefähigkeit von Schneidstoffen hängt im besonderen Maße von der Härte des Schneidstoffes ab, wobei diese deutlich über der Härte des zu bearbeitendem Werkstoff also des Wurzelkanaldentins liegen muss (Thompson 2006). Die Vickers Härte von Edelstahlinstrumenten wird von Serene et al. bei durchschnittlich 522 HV bis 542 HV angegeben. Nickel-Titan Instrumente dagegen haben eine eindeutige niedrigere Vickers Härte, die bei ca. 303 HV bis 362 HV liegt. Da das menschliche Wurzelkanaldentin eine Vickers Härte von 55 HV bis 70 HV hat ist eindeutig ersichtlich, dass die Härte der Wurzelkanalinstrumente deutlich über der des Wurzelkanaldentins liegt, wobei Edelstahlinstrumente im Vergleich zu Nickel-Titan Instrumenten in etwa doppelt so hart sind. Weiters weisen Nickel-Titan Instrumente keine einheitliche Härte auf, da sie im Bereich der Schneidekanten eine bis zu 12% geringere Härte aufweisen. Diese verringerte Härte an den Schneidekanten muss im Vergleich zu Edelstahlinstrumenten als nachteilig bewertet werden, da die Schneiden für die Effizienz verantwortlich sind und bei klinischem Einsatz schneller verschleißen und damit unbrauchbar werden (vgl. Serene T.P., Adams J.D., Saxena A. 1995). 18

29 5.4 Biokompatibilität von Nickel-Titan Instrumenten Nickelallergie? Aufgrund der steigenden Zahlen an Allergien stellt sich die Frage, ob der Einsatz von Wurzelkanalinstrumenten aus Nickel-Titan und die dabei mögliche Instrumentenfraktur ein Risiko für Patienten mit bekannter Nickelallergie darstellt. Nickel-Titan (Nitinol) besteht fast zu gleichen Teilen aus Nickel und Titan. Da die Legierung über 50m% Nickel enthält muss sie bezüglich ihres allergenen Potenzials untersucht werden. Bekanntermaßen hemmt Nickel die Mitose humaner Fibroblasten. Es wurde in einigen wenigen Studien versucht, die Biokompatibilität von Nitinol zu testen, wobei diese alle zu einem einstimmigen Ergebnis kamen: Nitinol hemmt im Vergleich zu Nickel die Mitose von humanen Fibroblasten nicht (Schäfer 2004). Ryhanen belegt in einer umfassenden Studie, dass Nickel-Titan Legierungen weder als allergen, noch als zytotoxisch und auch nicht als genotoxisch einzustufen sind (Ryhanen 1999). Man kann aus den verschiedenen Arbeiten zusammenfassen, dass Nitinol eine exzellente Biokompatibilität und eine hohe Korrosionsresistenz hat. Eine allergische Reaktion wird selbst bei Patienten mit bestehender Nickel-Titan Allergie von den Autoren als sehr gering eingeschätzt, da das Nickel im Nitinol an das Titan chemisch gebunden ist. Eine Kontraindikation bei Patienten mir einer Nickel Allergie liegt aus diesem Grund nicht vor (Schäfer 2004). 5.5 Korrosionsverhalten Der Begriff Korrosion lässt sich aus dem lateinischen ableiten ( corrodere ) und bedeutet soviel wie zernagen oder zerfressen. Es handelt sich dabei um eine destruktive chemische oder elektro-chemische Reaktion eines Werkstoffes mit Stoffen aus seiner Umgebung. Nickel-Titan Legierungen haben im Vergleich zu anderen Legierungen einen gute Korrosionsresistenz, jedoch wird durch gewisse Bedingungen, wie z.b. Elektrolyte des Speichels, Temperatur, und der Cl-Ionen, die in der häufig verwendeten Spüllösung Natriumhypochlorid enthalten sind, ein Korrosionsprozess induziert (Heithecker, Sonntag 2006). 19

30 6 Fehler der Wurzelkanalaufbereitung Unabhängig von der verwendeten Aufbereitungstechnik bleiben die Anforderungen bei der Aufbereitung eines Wurzelkanals dieselben, die Schilder bereits vor 30 Jahren aufstellt: Cleaning bedeutet nekrotisches Gewebe und Bakterien zu entfernt und Shaping den Kanal nach koronal trichterförmig zu erweitern und ihm eine füllgerechte Form zu geben. (Gutmann et al. 1991; Beer, Baumann, Kielbassa 2004) Diese Form lässt sich bei einem geraden Kanal relativ leicht erzeugen. Bei einem gekrümmten Kanal steigt die Schwierigkeit proportional zum Krümmungsradius, sodass es bei deren Aufbereitung zur Ausbildung der von Weine (1989) beschriebenen Zip -, Ledge - und Elbow -Formationen oder Perforationen kommen kann und sich die Form des Kanals bis hin zur Begradigung verändert. (Gençoğlu 2000; Steier/Mayen 2006) Schlitzförmige Perforationen treten durch Ausdünnen an der Innenkurvatur von gekrümmten Kanälen meist durch das übermäßige Instrumentieren mit unflexiblen Instrumenten im mittleren Bereich des Wurzelkanalabschnittes auf. Während der Wurzelkanalaufbereitung kann es zum so genannten Elbow-Zip Effekt kommen (Hellwig et al. 2003). Eine Verlagerung des apikalen Teilstückes wird als Trichterbildung (engl. Zipping ) bezeichnet, die durch ein fehlerhaftes Vorbiegen der Instrumente, Drehungen in gebogenen Kanälen und Verwendung langer unflexibler Instrumente zustande kommt. Das apikale Formen bekommt die Form einer Träne bzw. Ellipse und wird aus der Kurvatur des Kanals verlagert (Gutmann 1991; Schäfer 1998). Koronal der Trichterbildung bildet sich eine Einengung ( Elbow ) (Hellwig 2003). Als Ledge bezeichnet man den übermäßigen Materialabtrag an der Außenkurvatur des Kanals. Demgegenüber steht die Danger Zone, die den übermäßigen Materialabtrag an der Innenkurvatur beschreibt (Beer et al. 2005). Bei der Stufenbildung handelt es sich um eine künstlich geschaffene irreguläre Konturierung der Oberfläche der Wurzelkanalwand. Dadurch wird es bei einem sonst gängigen Kanal unmöglich, das Wurzelkanalinstrument bis zum Apex vorzuschieben. Die Verblockung eines zuvor durchgängigen Kanals, durch die der Zugang zur apikalen Konstriktion verhindert wird, kann durch Dentinspäne, nekrotisches Gewebe, 20

31 Füllungsmaterialien, Wattepellets, Papierspitzen oder frakturierte Instrumente verursacht werden (Gutmann 1991). Das Überstopfen von Debris bedeutet, dass infizierte Dentinspäne in den periapikalen Raum gepresst werden und dadurch die Erfolgsaussichten der Behandlung sinken (Heidemann 2001). Die Fraktur von Wurzelkanalinstrumenten ist eine mögliche Komplikation während der Wurzelkanalbehandlung. Verschiedene Untersuchungen haben gezeigt, dass Nickel-Titan Instrumente eine höhere Frakturanfälligkeit im Vergleich zu Edelstahlinstrumenten besitzen (Frentzen et al. 2005; Beer; Steier; Witten 2004; Schirrmeister 2006). Für Nickel- Titan Instrumente gibt es laut Peters und Sattapan zwei Frakturmodi: Den Torsions- und den Biegebruch. Ein Torsionsbruch tritt auf, wenn die Instrumentenspitze in einem engen Kanal nicht mehr frei rotieren kann. Der so genannte Taper-Lock Effekt entsteht. Der Taper-Lock Effekt beschreibt, dass die Feile im Kanal klemmt, und der auf das Instrument ausgeübte Torquewert (Drehmoment) steigt, bis dieser die Torsionsgrenze übersteigt und die Feile im Spitzenbereich abbricht (Frentzen et al. 2005). Der Torsionswinkel (angular deflection) gibt dabei den Grad der Verdrehung an, bei der ein an der Spitze eingeklemmtes und im Uhrzeigersinn gedrehtes Instrument abbricht. Nickel-Titan Instrumente unterscheiden sich in ihrem Torsionsverhalten von Edelstahlfeilen. Wird die Instrumentenspitze einer Edelstahlfeile im Wurzelkanal verklemmt, kommt es zu einer sichtbaren plastischen Verformung, sodass das Instrument frühzeitig aussortiert werden kann. Bei Nickel-Titan Instrumenten werden im Gegensatz zu den Edelstahlinstrumenten oft keinerlei Anzeichen einer plastischen Verformung sichtbar, weshalb im Regelfall eine Aussortierung unterbleibt und diese spätestens bei der nächsten Verwendung brechen (Schwarze 2006; Hülsmann 1993 b 42). Die Verwendung von Nickel-Titan Feilen in engen Kanälen und Instrumente kleiner Größe und geringer Konizität scheinen das Risiko für einen Torsionsbruch zu erhöhen (Frentzen et al. 2005). Torsionsbrüche sind bei der Verwendung von drehmoment-kontrollierten Antriebssystemen in der Praxis eher nicht zu erwarten (Schwarze 2006). Primär treten in der Praxis Biegefrakturen auf, die dadurch entstehen, dass bei einer Rotation die eine Hälfte der Nickel-Titan Feile an der Innenseite der Kurvatur einer Kompression ausgesetzt wird und die andere Feilenhälfte an der Kurvaturaußenseite eine Dehnung erfährt. Dies bedeutet, dass die Nickel-Titan Feile pro Rotation gleichzeitig einen Kompressions- als auch einen Dehnungszyklus durchläuft. Diese Form der Belastung wird 21

32 auch als zyklische Ermüdung (cyclic fatigue) bezeichnet, wobei die Fraktur immer am Punkt der größten Belastung erfolgt, der meist im Bereich der maximalen Kurvatur liegt. Das Risiko einer Biegefraktur steigt, je kleiner der Krümmungsradius d.h. je abrupter die Kurvatur und je größer und damit auch steifer ein Instrument ist. Im Zusammenhang mit Feilenfrakturen bei der Aufbereitung mit rotierenden Nickel-Titan Systemen gibt es zwei weitere Parameter, die eine wichtigen Rolle spielen: die Drehzahl (Torque) und das Drehmoment beeinflussen nicht nur die Effektivität der Aufbereitung, sondern auch die Deformations- und Frakturhäufigkeit. Einerseits begünstigt ein hoher Torque und eine hohe Drehzahl die Kanalpräparation, aber gleichzeitig steigt damit auch das Risiko einer Fraktur (Frentzen et al. 2005). Es gibt zu den oben genannten Parametern noch einige weitere Faktoren, die für das Frakturverhalten ausschlaggebend sind: Die Aufbereitung stark gekrümmter Wurzelkanäle erhöht das Risiko einer Instrumentenfraktur mehr als in weniger stark gekrümmten Kanälen. Bei dickeren Nickel-Titan Instrumente tritt in gekrümmten Wurzelkanälen schneller ein Ermüdungsbruch auf als bei dünneren. Die Zunahme des Instrumentendurchmessers geht mit einer Verkürzung der Lebensspanne einher (Beer; Steier; Witten, 2004). Die Inzidenz der Instrumentenfraktur kann durch folgende Maßnahmen reduziert werden: Schaffung eines geradlinigen Zugangs zu den Wurzelkanälen unter Beseitigung von störenden Dentinüberhängen. Genaues Beachten der Wurzelkanalanatomie und das Vorsondieren mit Handinstrumenten bei einer starken Änderung der Wurzelkanalkrümmung. Vor jedem Einsatz eines rotierenden Instruments ist die Sondierung des Wurzelkanals mit Handinstrumenten zwingend notwendig. Beachtung der Herstellerangaben bezüglich der vorgeschriebenen Drehzahl bei einer Erhöhung der Drehzahl nimmt die Gefahr eines Ermüdungsbruches zu. Geschwindigkeiten von Umdrehungen pro Minute ermöglichen ein sicheres Arbeiten. Befolgt man die von den Herstellern angegebenen maximalen Umdrehungszahlen bei Verwendung von torsionsbegrenzter Motoren, ist mit einer minimierten Frakturgefahr zu rechnen. Druckloses Arbeiten bedeutet, dass Instrumente nur soweit eingeführt werden sollen bis ein leichter Widerstand fühlbar wird. 22

33 Verwendung von Drehzahl und torqueregulierter Antriebssysteme (Frentzen et al. 2005). Die Arbeitszeit für jedes Instrument sollte die Dauer von Sekunden nicht überschreiten. Ständige Spülung des Wurzelkanalsystems und die Verwendung von Chelatoren während der Präparation. Visuelle Kontrolle der Instrumente vor jedem Gebrauch und regelmäßiger Austausch biegebelasteter und deformierter Instrumente. Feilen sollten nach 5-8maligem Gebrauch ausgewechselt werden, abhängig von Krümmungsradius und aufbereiteten Kanälen. Ausreichend lange Übungsphasen und ein Geschicklichkeitstraining sind Voraussetzung, um den Umgang mit dem jeweiligen Nickel-Titan System zu erlernen. Erzeugung eines Gleitpfades mit feinen Handinstrument. (Behr/Eichenau 2003; Frentzen et al. 2005; Hülsmann 2002; Klimm 2003; Schwarze 2006). 23

34 7 Nickel-Titan Systeme Betrachtet man die Anfänge der Nickel-Titan Instrumente, so sind einige gemeinsame Konstruktionsmerkmale zu erkennen, die auch für nachkommende Produkte zum Maßstab wurden: die Schneiden wurden als abgeplattete Schnittflächen konstruiert, der Schneidekantenwinkel war meist neutral oder leicht positiv und die nicht schneidende Spitze diente dazu, dass sich das Instrument auch dem gekrümmte Kanal anpasst ohne sich dabei zu verschrauben. Die Größen wandten sich vom herkömmlichen ISO-Standard der Stahlfeilen ab und wurden mit doppelter oder dreifacher Konizität gestaltet. Ebenso veränderte sich der Durchmesser der Feilen. Der übliche drei- oder viereckige Durchmesser wie er bei den Stahlfeilen üblich ist wurde bei den Nickel-Titan Feilen in einen U-förmigen Querschnitt umgestaltet. 7.1 Flex Master Flex Master Instrumente stellen die dritte Generation der Nickel-Titan Instrumente dar. Charakteristisch für Flex Master Instrumente ist der Querschnitt, der einem konvexem Dreieck entspricht, drei umlaufende Schneiden vom Typ der K-Feile, und die inaktive nicht schneidende Instrumentenspitze, die so genannte Batt-Spitze (Baumann 2003). Durch den konvexen Querschnitt ergeben sich ein stabiler Instrumentenkern und eine außergewöhnliche Stabilität sowie ein erhöhter Torsionswiderstand als auch ein ausgeprägtes Formgedächtnis (Hülsmann 1993b). Abbildung 2: Querschnitt der Flex Master Feiler (VDW Endodontic Synergy: Flex Master 2004) 24

35 Um eine optimale Schneideleistung zu erzielen, verwendet das Flex Master System konvexe Schneideflächen und Schneidekanten vom Typ K. Flex Master Instrumente verfügen jedoch nicht über breite seitliche Führungsflächen, die so genannten Radial Lands, die dafür sorgen sollen, dass das Instrument zentriert im Wurzelkanal bleibt. Dieses modifizierte Design der Flex Master Feilen soll die Schneideeffektivität steigern und die Arbeitszeit verkürzen. In der Praxis zeigt sich jedoch, dass es bei Friktion, durch die fehlenden Radial Lands und der aggressiveren Ausrichtung der Schneiden häufiger zum Hineinziehen der Feile kommt. Um den unerwünschten Einschraubeffekt zu verhindern besitzt jede Feile eine individuelle Schneidenwinkelung und eine inaktive Instrumentenspitze, die so genannte Batt-Spitze. Die Batt-Spitze ermöglicht eine sichere Führung in gekrümmten Kanälen und soll eine via falsa verhindern (Hülsmann 1993b; VDW Endodontic Synergy Flex Master 2004). Flex Master Instrumente werden in eigenen Flex Master System Boxen angeboten (Hülsmann 1993b). Abbildung 3: Inaktive Instrumentenspitze der Flex Master Feile (VDW Endodontic Synergy: Flex Master 2004) Abbildung 4: Systembox der Flex Master Feilen (VDW Endodontic Synergy: Flex Master 2004) 25

36 Flex Master Instrumente haben einen 11mm langen Schaft, wodurch der Zugang zu den meisten Molaren erleichtert wird. Das System setzt sich aus Feilen mit Konizitäten von 2% (Taper.02,), 4% (Taper.04), 6% (Taper.06) und 11% (Taper.11) zusammen. (Hülsmann 1993b; Baumann 2003) Durch das Instrument mit dem Taper.11 wird ein sehr großer Dentinabtrag erreicht und dadurch erfolgt die konische Erweiterung des Kanaleingangs, wodurch auf Gates Bohrer weitgehend verzichtet werden kann. Instrumente mit einem Taper von 04 und 06 ermöglichen schnelle Crown-Down Phasen und werden in Bereichen des gekrümmten Kanalabschnittes verwendet. Die Feilen mit einer Konizität von 2% dienen der sicheren apikalen Erweiterung. Die unterschiedlichen Konizitäten jeder einzelnen Flex Master Feile können durch Einkerbungen am Schaft erkannt werden. Instrumente mit einer Konizität von 6% haben drei Schaftmarkierungen, Instrumente mit einer Konizität von 4% sind mit zwei Schaftmarkierungen gekennzeichnet und jene mit einer Konizität von 2% können durch eine Ringkerbung am Instrument identifiziert werden (VDW Endodontic Synergy Flex Master 2006, 2004). Abbildung 5: Ringkerbungen der Flex Master Instrumenten (VDW Endodontic Synergy: Flex Master 2004) Die schwarzen Linien in 18, 19, 20 und 22mm Entfernung von der Instrumentenspitze geben die Arbeitslänge an (Baumann 2003). Flex Master organisiert die 10 Standardfeilen in einer Systembox. Eine kleine Tafel des Herstellers hilft beim Erlernen des Gebrauchs der Flex Master Feilen. Vier Sequenzen (blau, rot, gelb, grün) sind vorgegeben und ermöglichen dadurch die optimale Anwendung der Instrumente. Instrumente der blauen Sequenz dienen der Bearbeitung weiter Kanäle wie z.b. oberer Frontzähne, Eckzähne sowie palatinaler und distaler Kanäle. Die blaue 26

37 Sequenz startet mit einer Feile der Größe 06#30 und wird durch Feilen der Größe 06#25, 06#20 sowie 04#30 ergänzt. Die Feilen der roten Sequenz dienen der Aufbereitung der mittleren Kanäle wie z.b. unterer Frontzähne und oberer Prämolaren. Enge Kanäle, wie sie z.b. bei Molaren vorkommen werden mit den Feilen der gelben Sequenz aufbereitet. Die mittig angeordnete grüne Sequenz mit Feilen der Größe 02#20, 02#25, 02#30, sowie 02#35 werden für die apikale Präparation verwendet. Abbildung 6: Anwendungshinweise zu den vier verschiedenen Sequenzen (VDW Endodontic Synergy: Flex Master 2004) VDW empfiehlt bei der Anwendung des Flex Master Systems die Crown Down Methode. Die initiale Erweiterung des Kanals kann mit der so genannten IntroFile durchgeführt werden, wodurch ein geradliniger Zugang geschaffen wird und die Friktion der folgenden Instrumente im koronalen Abschnitt reduziert wird. Danach wird beginnend mit der größten Feile der jeweils zu verwendenden Sequenz diese drucklos von koronal nach apikal eingeführt. Wenn sich die Feile ohne Druck nicht weiter nach apikal bewegen lässt, wird die nächst kleinere Feile derselben Sequenz verwendet (Baumann 2003; VDW Endodontic Synergy: Flex Master 2004). 27

38 7.2 Mtwo Aufbau des Mtwo Systems Im Frühling 2005 wurde ein neues rotierendes NiTi Aufbereitungssystem (Mtwo) der Firma VDW vorgestellt. Mtwo Instrumente zeichnen sich durch einen S -förmigen Querschnitt aus. Diese verminderte Querschnittsfläche des Kerns erhöht die Flexibilität des Instruments, verringert das Frakturrisiko und bietet einen großen Raum für Dentinabtrag mit geringem radialen Wandkontakt. Abbildung 7: Querschnitt des Mtwo Instruments (VDW Endodontic Synergy Mtwo 2005) Die zwei Schneidekanten der Mtwo Instrumente bilden nahezu eine vertikale Spirale, um den Instrumentenvorschub kontrollieren zu können. Die Rückseite der Schneidekanten ist scharf und erhöht dadurch die Schneideeffektivität. Die Führung des Instrumentes im Kanal wird demnach nicht über Radial Lands erreicht, sondern erfolgt über die spitz zulaufenden Schneidekanten. Der Abstand der Feilen erhöht sich zunehmend von der Feilenspitze bis zum Schaft. Das Ziel des sich progressiv erhöhenden Schneideabstands liegt darin, zusätzlich Spanraum für den Dentinabtrag zu schaffen und das Instrument vor dem Verklemmen durch die Dentinspäne zu schützen. Der Schaft besitzt ebenso wie bei Flex Master eine Länge von 11mm, um den Zugang zu den Molaren zu erleichtern. Die Systembox von Mtwo besteht aus acht Instrumenten, davon besteht die Basissequenz aus 4 Feilen der ISO-Größen 10/0.04; 15/0.05; 20/0.06; und 25/0.06, und weitere Feilen, die dazu gedacht sind, um einen besseren Zugang für die vertikale Kondensation zu 28

39 schaffen. Diese haben die ISO-Größe 30/0.05, 35/0.04; 40/0.04; 25/0.07. (Gerner 2007, VDW Endodontic Synergy Mtwo 2005; VDW Endodontic Synergy Mtwo 2006) Abbildung 8: Systembox der Mtwo Feilen (VDW Endodontic Synergy Mtwo 2005) Mtwo Instrumente stehen mit 21, 25 und 31mm Längen zur Verfügung. Die Feilen der Basissequenz haben ein 16mm langes Arbeitsteil, sind aber auch mit einem 21mm langem Arbeitsteil erhältlich. Dadurch kann das Instrument auch koronal an den Dentinwänden des Kanaleingangs, wo es häufig zu Interferenzen kommt, schneiden. Zusätzlich zu den Instrumenten der Systembox hat VDW zwei Feilen für die Entfernung von Obturationsmaterial entwickelt, die so genannten Revisionsfeilen. Mtwo Revisionsfeilen sind in der Größe 15/.05 und 25/.05 erhältlich und haben eine aktive Spitze mit der es möglich ist, in das Obturationsmaterial leicht einzudringen (Malagnino et. al 2007). Die Instrumente von Mtwo besitzen röntgensichtbare Tiefenmarkierungen und Silikonstopper. Die Konizität der Feilen ist ähnlich wie bei den Flex Master Instrumenten durch die Anzahl der Ringe am Schaft erkennbar (Gerner 2007, VDW Endodontic Synergy Mtwo 2005; VDW Endodontic Synergy Mtwo 2006). Mtwo Taper.04 1 Ring Mtwo Taper.05 Mtwo Taper.06 Mtwo Taper.07 2 Ringe 3 Ringe 4 Ringe Tabelle 2: Konizität der Feilen ist durch die Anzahl der Ringe erkennbar (VDW Endodontic Synergy Mtwo 2005) 29

40 7.2.2 Anwendung Bei den Mtwo Instrumenten gibt es eine einzige Sequenz, die für alle Wurzelkanaltypen verwendet werden kann. Dieses so genannte simultaneous shaping bedeutet, dass mit 3-4 Instrumenten alle Wurzelkanaltypen bis zum Apex aufbereitet werden, wobei alle Instrumente auf volle Arbeitslänge eingebracht werden und somit die gesamte Kanallänge gleichzeitig bearbeitet wird. Nach der Kontrolle der Gängigkeit des Kanals mit einer ISO-Feile der Größe 10 (z.b. C- Pilot Feile) werden die Mtwo Instrumente in der folgenden Reihenfolge angewendet: 10/.04; 15/.05; 20/.06; 25/.06 (VDW Endodontic Synergy Mtwo 2005; Gerner 2007, Malagnino 2007). Im Falle einer lateralen Kondensation ist ein apikaler Durchmesser von 0,25mm mit der Basissequenz ausreichend. Für die vertikale Kondensation, oder wenn der apikale Durchmesser größer als 0,25mm ist, stehen Feilen der ISO-Größe 30/0.05; 35/0.04; 40/0.04 zur Verfügung. Mtwo Instrumente sollen laut Hersteller ohne Druck eingebracht werden, da sich das Instrument automatisch nach apikal schneidet. Für den Fall, dass sich das Instrument nicht leicht nach apikal bewegt, sollte laut Hersteller passiv gefeilt werden (lateral cutting). Das bedeutet, dass man das Instrument 1-2mm nach koronal zurückzieht und passiv feilt, um Raum für das weitere Vordringen zu schaffen. Wenn es erforderlich ist, kann dieser Ablauf wiederholt werden, jedoch sollte vor der passiven Feilenbewegung das Instrument auf Verschleiß kontrolliert werden (VDW Endodontic Synergy Mtwo 2006). Wenn das Instrument mit seitlichem Druck (bürstend, feilend) angewendet wird, wird die Effizienz des automatischen Vordringens in den Kanal erhöht (Malagnino 2007). Mtwo Instrumente sollen mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 280 Upm angewendet werden und der Einsatz eines drehmomentkontrollierten Motors ist unbedingt notwendig. Bei der Frage der Anwendungshäufigkeit wird zwischen weiten und engen Kanälen, sowie zwischen fast geraden, mittleren und stark gekrümmten Kanälen unterschieden. In der Praxis empfiehlt der Hersteller mittels Control Sticker die Häufigkeit der Anwendung zu dokumentieren. (Gerner 2007) Weite, fast gerade Kanäle Für 8 Kanäle verwendbar Kanäle mit kleiner oder mittlerer Krümmung Für maximal 4 Kanäle verwendbar Kanäle mit starker Krümmung Für maximal 2 Kanäle verwendbar Tabelle 3: Anwendungshäufigkeit in Abhängigkeit von der Weite und Krümmung der Kanäle 30

41 7.3 Alpha Feile (Komet) Das Alpha System von Komet unterteilt die verschiedenen Wurzelarten in drei verschiedene Grundtypen: enge Kanäle werden jeweils mit Feilen mit einem gelben Schaft (020), mittlere mit Feilen mit einem roten Schaft (025) und weite Kanäle werden mit Feilen mit einem blauen Schaft (030) aufbereitet. Abbildung 9: Einteilung der Wurzelkanäle in drei Grundtypen (Komet Austria 2006) Zusätzlich zu diesen Hauptgrößen gibt es für starke Kanalanatomien drei weitere Feilensequenzen: grün 035, schwarz 040, und weiß 045. Die Instrumente besitzen alle einen ansteigenden Taper, sodass die Kanäle nach der Aufbereitung einen Taper von 2% apikal und 10% koronal aufweisen. Die Aufbereitung der Wurzelkanäle erfolgt nach der Crown-Down Methode. Vor der Aufbereitung wird mit einer sogenannten weißen Eingangserweiterungsfeile (AF 10) der Bereich bis zur Kanalkrümmung erweitert (siehe Abbildung 10: 1). Danach folgen die Instrumente der jeweiligen Sequenz. In jeder Sequenz wird nach der Eingangserweiterung je eine Feile mit 06er Konizität verwendet. Dieser 06er Feile folgt eine Feile mit 04er Konizität, welche bereits die Kanalkrümmung überschreitet und in die apikale Region vordringt. Danach wird die Apikalpräparation mit einer 02er Feile durchgeführt. Zum Schluss wird wiederum apikal mit einer 02er Feile um eine ISO- Größe erweitert (siehe Abbildung 10: 2-5). Abbildung 10: Darstellung der Anwendung der Alpha Feilen (Komet Austria 2006) 31

42 Alpha Feilen kommen mit zwei verschiedenen Querschnitten zum Einsatz. Die weiße Alpha Feile AF 10 (Eingangserweiterungsfeile) hat einen Drachenquerschnitt. Der große Spanraum, der sich dadurch ergibt dient dazu, um die entfernten Dentinspäne bestmöglich abzutransportieren. Der 5-Kant Querschnitt bzw. Pentagonquerschnitt der Feilen AF06, AF04 und AF02 ist äußerst flexibel und höchst belastbar und dient vor allem für die Arbeit im Krümmungsbereich. Der Querschnitt besitzt passive Schneideeigenschaften, sodass das Risiko des Einschraubens oder des Instrumentenbruches minimiert werden. Abbildung 11: links: Drachenquerschnitt; rechts: Pentagonquerschnitt Zusätzlich werden die Oberflächen der Alpha Feilen mit Titan-Nitrid beschichtet, um das frühzeitige Stumpfwerden der Feilen durch den Reinigungs- und Sterilisationsprozess zu verhindern. Die Alpha Feilen sind in unterschiedlichen Arbeitslängen erhältlich, wobei auf jedem Instrument eine Tiefenmarkierung bei 18, 19, 20 und 22mm zu erkennen ist. Die Alpha Feilen Taper.02 und Taper.04 haben eine Arbeitslänge von 25mm, sodass es auch möglich ist, mit Taper.04 auf volle Arbeitslänge zu gehen. Die Alpha Feilen Taper.06 haben eine verringerte Arbeitslänge von 22mm, da sie nicht für die apikale Aufbereitung geeignet sind. Die weiße Feile Taper.10 hat ebenfalls eine verkürzte Arbeitslänge von 19mm, da diese nur für die Erweiterung des koronaren Kanalbereichs gedacht ist (Komet Austria 2006). 32

43 8 Material und Methode 8.1 Fragestellung In der vorliegenden Untersuchung wurde die Qualität der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung drei verschiedener rotierender Nickel-Titan Systeme verglichen. Es stellte sich die Frage, welches System die besten Ergebnisse bezüglich Abweichung von originalen Kanal, Frakturverhalten und Aufbereitungsfehler erzielt. Setzt der Erfolg der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung die Erfahrenheit der manuellen Wurzelkanalaufbereitung voraus? Braucht man die Vorkenntnisse in der Arbeit mit Handinstrumenten als Voraussetzung, um die maschinelle Wurzelkanalaufbereitung zu erlernen bzw. sind die Ergebnisse der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung nach einer Einarbeitungsphase mit Handinstrumenten besser? Welches System der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung eignet sich für den Anfänger am besten? Ist die maschinelle Wurzelkanalaufbereitung erlernbar? Bei welchem System sind die Wurzelkanäle qualitativ am besten aufbereitet? (Kanalanatomie, Frakturhäufigkeit, Aufbereitungsfehler, Debris, etc.) 8.2 Einteilung der Proben In der vorliegenden Untersuchung wurden insgesamt 30 transparente Kunststoffblöcke mit je zwei verschiedenen künstlichen Kanälen der Firma Karr Dental (CH Horgan) benutzt. Die Kanäle wurden mit einem wasserfesten Stift durchnummeriert. Für den Versuch wurden die insgesamt 60 aufzubereitenden Kanäle in 6 Gruppen geteilt: 10 Kanäle (je 5 leicht gekrümmte und je 5 stark gekrümmte Kanäle) wurden von einer vollkommen ungeübten Studentin mit dem Flex Master System aufbereitet. 10 Kanäle (je 5 leicht gekrümmte und je 5 stark gekrümmte Kanäle) wurden von der gleichen Studentin, die ein halbes Jahr Erfahrung mit der manuellen Aufbereitung gesammelt hat, mit dem Flex Master System aufbereitet. 10 Kanäle (je 5 leicht gekrümmte und je 5 stark gekrümmte Kanäle) wurden von einer vollkommen ungeübten Studentin mit dem Mtwo System aufbereitet. 33

44 10 Kanäle (je 5 leicht gekrümmte und je 5 stark gekrümmte Kanäle) wurden von der gleichen Studentin, die ein halbes Jahr Erfahrung mit der manuellen Aufbereitung gesammelt hat, mit dem Mtwo System aufbereitet. 10 Kanäle (je 5 leicht gekrümmte und je 5 stark gekrümmte Kanäle) wurden von einer vollkommen ungeübten Studentin mit dem Alpha System aufbereitet. 10 Kanäle (je 5 leicht gekrümmte und je 5 stark gekrümmte Kanäle) wurden von der gleichen Studentin, die ein halbes Jahr Erfahrung mit der manuellen Aufbereitung gesammelt hat, mit dem Alpha System aufbereitet. Vor Beginn der Untersuchung erhielt die Studentin eine genaue professionelle Einführung in alle drei Systeme von einem erfahrenen Endontologen. Der vollkommen ungeübte bzw. in der zweiten Phase der Aufbereitung ausschließlich mit manueller Aufbereitung vertraute Behandler bereitete als Vorübung je 5 Wurzelkanäle mit jedem der zu untersuchenden maschinellen System auf. Anschließend wurden je 10 Kanäle mit jeweils einem Instrumentenkit aufbereitet. Damit die Aufbereitung nicht unter Sicht erfolgt, wurden die Übungsblöcke während der Aufbereitung in eine mit handelüblichem Silikon ausgefüllte Filmdosen (Kodak, Stuttgart) gesteckt. Abbildung 12: Übungsblock, der in einer handelsüblichen Filmdose in Silikon eingebettet ist um das Aufbereiten unter Sicht zu verhindern 34

45 Die Studentin bereitete je 10 Kanäle des jeweiligen Systems mit fabrikneuen Instrumentensätzen auf und es wurde anschließend eine Pause von 10 Minuten gemacht um einer Ermüdung bzw. Konzentrationsschwäche vorzubeugen. Die Aufbereitung erfolgte jeweils streng nach Herstellerangaben. Die bei der Aufbereitung benötigte Zeit wurde mit einer Stoppuhr gestoppt und danach notiert. Instrumentenwechsel, Rekapitulation und Spülung wurden in die Arbeitszeit eingerechnet. 8.3 Aufbereitung der Wurzelkanäle Aufbereitung mit Flex Master Die initiale Erweiterung wurde mit der so genannten Intro File durchgeführt, um den Kanaleingang besser darzustellen. Die Aufbereitung wurde mit 25mm langen Flex Master Feilen durchgeführt, wobei mit der Feile der Größe 06/25 begonnen wurde. Die weitere Aufbereitung erfolgt im Sinne der empfohlenen Crown-Down Methode mit den Instrumenten 06/20; 04/30; 04/25. Abschließend wurde die apikale Präparation mit der 02/20er Feile durchgeführt. Der Antrieb erfolgte über die zahnärztliche Einheit und dem drehmomentbegrenzten Sirona Winkelstück. Das passende Drehmoment für die jeweilige Feile kann auf einer von Sirona mitgelieferten Tabelle (so genannte Torque Card; siehe Abbildung 13) abgelesen werden und direkt mit einem Drehring am Handstück eingestellt werden Aufbereitung mit dem Alpha System Vor der Aufbereitung wird der Wurzelkanal mit der so genannten weißen Eingangserweiterungsfeile bis zur Kanalkrümmung erweitert. Danach erfolgte die Aufbereitung des Wurzelkanals mittels Crown-Down Technik mit Feilen der roten Sequenz, beginnend mit der 06er Feile und gefolgt von der 04er Feile, die die Kanalkrümmung überschreitet und in die apikale Region vordringt. Danach wurde die apikale Präparation mit einer 02er Feile durchgeführt. Abschließend wurde wiederum mit einer 02er Feile um eine ISO-Größe erweitert. Das richtige Drehmoment wurde wiederum mit Hilfe der Torque Card direkt am Sirona Winkelstück mit einem Drehring eingestellt (siehe Abbildung 14). 35

46 Abbildung 13: Flex Master Torque Card Abbildung 14: Alpha System Torque Card Aufbereitung mit dem Mtwo System Bei den Mtwo Instrumenten gibt es eine einzige Sequenz, die für alle Wurzelkanaltypen angewendet wurde. Nach der Kontrolle der Gängigkeit des Kanals mit einer ISO-Feile der Größe 10 wurden die Wurzelkanäle mit den 4 Feilen der Basissequenz (10/.04; 15/.05; 20/.06; 25/.06) mittels Crown-down Methode aufbereitet. Die richtige Einstellung des Drehmomentes erfolgte direkt über das drehmoment-kontrollierte Winkelstück Mtwo direct. 36

47 8.4 Untersuchung der Wurzelkanalblöcke Um vergleichbare Ergebnisse bei der Untersuchung zu erzielen, wurden Endoblöcke mit gekrümmten Kanälen der Firma Karr Dental (CH Horgan) benutzt. Zur Darstellung der einzelnen Endoblöcke wurden diese mit einer Kamera der Firma Nikkon Modell D1 mit einem Nikkon Makroobjektiv (Blende 29), mit einer Belichtungszeit von 6 Sekunden fotografiert. Um einen konstanten Mindestabstand von 10cm zwischen Endoblock und Kamera und den gleichen Winkel bei jeder Aufnahme zu garantieren, wurden die Endoblöcke bei jeder Aufnahme in der gleichen Position fixiert und mit einem Stativ fotografiert. Abbildung 15: Aufnahme der Endoblöcke Diese Dateien wurden auf einem Kingston USB Stick bei einer maximalen Dateigröße von 1,37 MB gespeichert. Zur Auswertung dieser Dateien wurde das Programm Corel Paint Shop Pro X verwendet. Um den Abtrag am Wurzelkanal beurteilen zu können wurde der Endoblock als erstes mit der Zürcher Schiebelehre abgemessen, welcher eine Breite von 44,5mm und eine Höhe von 13,3mm hat. Danach wurde der Endoblock mittels des Corel Paint Programms hinsichtlich der Pixelanzahl abgemessen, wobei dieser eine Breite von 1420 Pixel Höhe und 460 Pixel Breite besitzt. Aus diesen Angaben ergibt sich ein Maßstab, bei dem 320 Pixel einem Zentimeter, und 32 Pixel einem Millimeter entsprechen. Um den Materialabtrag an der Innen und Außenkurvatur des aufbereiteten Kanals zu erkennen wurden der nicht aufbereitete Kanal (Leerblock) und der aufbereitet Kanal unter Zuhilfenahme des Corel Paint Shop Programms mit Hilfe der Layer Funktion 37

48 übereinander gelagert. Überlagerung der beiden Aufnahmen erfolgte am Beginn durch die Überlagerung der Markierungsringe. Der eingefügte Layer (aufbereiteter Wurzelkanal) wurde auf eine Sichtbarkeit von 50% eingestellt (opacity 50%) wodurch der Leerblock und der aufbereitete Kanal gut voneinander zu unterscheiden sind. Um einheitliche Messpunkte zu definieren wurde vom Programm ein Raster (circles) gestaltet, welches einheitlich über die Aufnahmen kopiert wurde. Die Positionierung dieser circles erfolgte derart, dass der apikale Endpunkt im Zentrum des Koordinatensystems lag. Ausgehend vom Schnittpunkt des circles mit dem Leerblock wurde von diesem Punkt aus mittels freehand selection der Abtrag an der Innen- bzw. Außenkurvatur zum aufbereiteten Kanal hin gemessen. Die sich daraus ergebenden x und y Werte (Pixelanzahl) wurden in eine Excel-Tabellen übertragen, um die Diagonale (Abtrag) über den pythagoreischen Lehrsatz zu errechnen. Dieser errechnete Pixelwert wurde durch 32 dividiert, um maßstabgerecht mm-angaben zu erhalten. Diese Angaben wurden wiederum in eine Excel Tabelle eingetragen. Abbildung 16: Leerblock mit positionierten Circles. Meßraster (Circles) zur Bestimmung der aufbereitungsbedingten Formveränderung des Wurzelkanals. Ausgehend vom apikalen Endpunkt wurde der Wurzelkanal in einem Abstand von 2mm (64 Pixel) an 7 bzw. 8 Messpunkten sowohl an der Kanalinnenseite als auch an der Kanalaußenseite vermessen. Der erste Messpunkt lag 2mm vom apikalen Endpunkt entfernt usw. Durch dieses Messraster ist es möglich, eine qualitative Aussage über die Veränderung der Kanalanatomie an der Innen- und Außenkurvatur zu machen. Weiters wurde versucht, eine quantitative Aussage hinsichtlich des Frakturverhaltens der Feilen, der Stufenbildung, des Zippings und der Perforation durch eine visuelle Beurteilung des aufbereiteten Wurzelkanals zu geben. Die jeweils aufgetretenen Aufbereitungsfehler wurden wiederum in eine Excel-Tabelle eingetragen. Die Wurzelkanäle, bei denen eine Fraktur des Instruments auftrat, wurden nicht in das Kriterium hinsichtlich einer Veränderung der Kanalanatomie miteinbezogen. 38

49 9 Ergebnisse Für die Auswertung der jeweiligen Ergebnisse standen 60 Wurzelkanäle zur Verfügung. Es kam in zwei Fällen zu einer Instrumentenfraktur, wobei diese nicht in das Kriterium der Kanalaufbereitung miteinbezogen wurden, sondern unter dem Aspekt der Aufbereitungsfehler später behandelt werden. Bei der Auswertung wird bei jedem System jeweils die Innen- und Außenkurvatur, sowie deren Abweichungstendenz im apikalen, medialen und koronalen Drittel betrachtet. 9.1 Materialabtrag Alpha System Betrachtung des leicht gekrümmten Kanals Bei der Betrachtung der Kanalinnenseite ist der Materialabtrag im apikalen und im medialen Bereich vor und nach Behandlungserfahrung annähernd gleich. Im koronalen Bereich zeigt sich nach Behandlungserfahrung ein zunehmender Materialabtrag von 0.07mm. An der Außenkurvatur fällt im Gegensatz zur Innenkurvatur sowohl im apikalen als auch im koronalen Bereich eine Zunahme des Materialabtrags auf. Zusammenfassend ist der Materialabtrag mit Behandlungserfahrung leicht erhöht. Betrachtung des stark gekrümmten Kanals Es zeigt sich beim stark gekrümmten Kanal ebenso wie beim leicht gekrümmten Kanal an der Innenwand und Außenwand ein sehr leicht erhöhter Materialabtrag mit Behandlungserfahrung. Der Materialabtrag an der Innenwand ist am leicht und stark gekrümmten Kanal annähernd gleich. Im Gegensatz dazu kommt es bei der Außenwand bei den leicht gekrümmten Kanälen zu mehr Materialabtrag. 39

50 mm Alpha System 0,50 0,45 ohne Behandlungserfahrung 0,40 mit Behandlungserfahrung 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00-0,05 apikal medial koronal apikal medial koronal apikal medial koronal apikal medial koronal leicht stark leicht stark Innenwand Außenwand Abbildung 17: Materialabtrag des Alpha Systems als Box Plot Diagramm. Die rot/ blaue Box stellt den Wert dar, indem sich 50% aller Werte um den Mittelwert bewegen. Die maximalen Abweichungen vom Durchschnittswert werden durch die nach oben und unten laufenenden Plots dargestellt Flex Master Im Vergleich zum Alpha System zeigt sich allgemein ein größerer Materialabtrag. Die einzelnen Werte zeigen keinen eindeutigen Unterschied, wodurch man nicht erkennen kann, dass die Behandlungserfahrung eine große Rolle spielt. Es zeigt sich meist ein leicht erhöhter Materialabtrag bei den Kanälen, die mit Behandlungserfahrung aufbereitet wurden. Hinsichtlich der Aufbereitungstendenz zeigt sich eine Abweichung zur Außenkurvatur sowohl beim leicht als auch beim stark gekrümmten Kanal, die im medialen Drittel am stärksten ist. Es zeigt sich sowohl beim leicht gekrümmten als auch beim stark gekrümmten Kanal im apikalen Drittel eine Aufbereitung Richtung Außenkurvatur, wodurch sich eine beginnende Kanalbegradigung abzeichnet. Bei dem leicht gekrümmten Kanal kommt es im medialen Drittel zu einer Abweichung Richtung Außenkurvatur. Im koronalen Drittel erfolgt die Aufbereitung Richtung Innenkurvatur. Auch bei den stark gekrümmten Kanälen zeigt sich im medialen Bereich die Abweichung Richtung Außenkurvatur. 40

51 mm mm Flex Master 0,50 0,45 ohne Behandlungserfahrung 0,40 mit Behandlungserfahrung 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00-0,05 apikal medial koronal apikal medial koronal apikal medial koronal apikal medial koronal leicht stark leicht stark Innenwand Außenwand Abbildung 18: Abtragswerte der Flex Master Versuchsreihe. Die rot/ blaue Box stellt den Wert dar, indem sich 50 % aller Werte um den Mittelwert bewegen. Die maximalen Abweichungen vom Durchschnittswert werden durch die nach oben und unten laufenden Plots dargestellt Mtwo Bei diesem System ist die größte Abweichung zwischen den Werten mit und Behandlungserfahrung zu erkennen. Der Materialabtrag ist sowohl bei den leicht gekrümmten als auch bei den stärker gekrümmten an der Innen- und Außenkurvatur mit Behandlungserfahrung größer. Besonders im apikalen Bereich kommt es an der Innen- und Außenwand nach Behandlungserfahrung zu einem größeren Materialabtrag. Ebenso wie beim Flex Master System zeigt sich im apikalen Drittel eine Aufbereitung Richtung Außenkurvatur. 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00-0,05 Mtwo ohne Behandlungserfahrung mit Behandlungserfahrung apikal medial koronal apikal medial koronal apikal medial koronal apikal medial koronal leicht stark leicht stark Innenwand Außenwand Abbildung 19: Abtragswerte der Mtwo Versuchsreihe. 41

52 Die rot/ blaue Box stellt den Wert dar, indem sich 50 % aller Werte um den Mittelwert bewegen. Die maximalen Abweichungen vom Durchschnittswert werden durch die nach oben und unten laufenden Plots dargestellt. Aus den Abbildungen ist ersichtlich, dass die Mtwo Instrumente den größten Materialabtrag erzielen, gefolgt von der FlexMaster Gruppe. Am wenigsten Materialabtrag zeigt das Alpha System. Zusammenfassend kann in Bezug auf den Materialabtrag gesagt werden, dass das Erlernen einer manuellen Aufbereitungstechnik vor Ausüben der maschinellen Kanalaufbereitung, insbesondere bei den Systemen des Flex Master Systems und des Alpha Systems zu keiner Änderung bzw. Qualitätsverbesserung der maschinellen Kanalaufbereitung führt. Das Mtwo System zeigt den größten Materialabtrag der drei Systeme, was auf die erhöhte Schneideeffektivität dieser Feilen zurückzuführen ist. Die erhöhten Materialabtragswerte nach Behandlungserfahrung sind möglicherweise darauf zurückzuführen, dass der Behandler aufgrund höherer Erfahrungswerte mit mehr Sicherheit und mehr Druck die Kanäle aufbereitete T-Test für unabhängige Stichproben Gibt es einen signifikanten Unterschied zwischen leichter und starker Krümmung? (getrennt nach System, Behandlungserfahrung und Bereich) Bei folgenden Gruppen kommt es zu einem signifikanten Unterschied (bei allen anderen ist der Unterschied nicht signifikant). In nur 4 Fällen kommt es zu einem Unterschied, wobei fast alle medial sind. System Behandlungserfahrung Bereich Wo p Krümmung Alpha ohne medial Innenwand 0,013 stark > leicht Flex Master ohne medial Innenwand 0,016 leicht > stark Mtwo ohne medial Innenwand 0,008 stark > leicht Mtwo mit apikal Außenwand 0,021 leicht > stark Tabelle 4: Darstellung der signifikanten Unterschiede zwischen starker und leichter Krümmung 42

53 Gibt es einen signifikanten Unterschied bei der Behandlungserfahrung? (getrennt nach System, Krümmung und Bereich) Bei folgenden Gruppen kommt es zu einem signifikanten Unterschied (bei allen anderen ist der Unterschied nicht signifikant). In fast allen Fällen ist der Materialabtrag mit Behandlungserfahrung größer. Im medialen Drittel gibt es nie einen Unterschied. Mtwo zeigt die meisten Unterschiede. System Krümmung Bereich Wo p Behandlungserfahrung Alpha leicht koronal Innenwand 0,020 mit > ohne Alpha stark apikal Innenwand 0,015 ohne > mit Alpha stark apikal Außenwand 0,034 mit > ohne Flex Master leicht apikal Innenwand 0,021 ohne > mit Mtwo leicht apikal Außenwand 0,001 mit > ohne Mtwo leicht koronal Innenwand 0,006 mit > ohne Mtwo stark apikal Innenwand 0,048 mit > ohne Mtwo stark apikal Außenwand 0,011 mit > ohne Mtwo stark koronal Innenwand 0,047 mit > ohne Mtwo stark koronal Außenwand 0,051 (fast) mit > ohne Tabelle 5: Darstellung der signifikanten Unterschiede mit und ohne Behandlungserfahrung 9.2 Instrumentenfraktur Bezüglich der Instrumentenfraktur wurde untersucht, ob es ohne bzw. mit Behandlungserfahrung zu einer erhöhten Frakturrate kommt. Bei der Aufbereitung der 20 Kanäle mit dem Alpha System und dem Flex Master System kam es mit und ohne Behandlungserfahrung zu keiner Instrumentenfraktur. Beim Mtwo System kam es zu einer Fraktur eines Instruments ohne Behandlungserfahrung und zu einer Fraktur eines Instruments mit Behandlungserfahrung. Dabei kam es in beiden Fällen jeweils bei der Aufbereitung des 10ten Kanals zu einer Fraktur der 25/06er Feile. Es ist insgesamt kein Unterschied bei der Frakturrate bei der Aufbereitung mit und ohne Behandlungserfahrung zu erkennen. 9.3 Fehler bei der Aufbereitung ohne Behandlungserfahrung mit Behandlungserfahrung Präparationsfehler Alpha System Flex Master Mtwo Alpha System Flex Master Mtwo Stufe Zipping FR-Perforation Instrumentenfraktur Tabelle 6: Darstellung der Aufbereitungsfehler 43

54 Das Alpha System zeigt im Vergleich zu den beiden anderen Systemen die wenigsten Fehler bei der Aufbereitung. Das Flex Master System zeigt keine signifikanten Unterschiede vor und nach Behandlungserfahrung. Die meisten Fehler treten bei der Aufbereitung mit dem Mtwo System auf. Insbesondere die 4 FR-Perforationen vor Behandlungserfahrung sind auffällig. 9.4 Aufbereitungszeit Alpha System Kanal 1: 15 Kanal 2: 15 Kanal 3: 14 Kanal 4: 14 Kanal 5: 14 Kanal 6: 14 Kanal 7: 14 Kanal 8: 14 Kanal 9: 14 Kanal 10: 14 Zeit (in min.) Tabelle 7: Aufbereitungszeit mit Alpha System vor Behandlungserfahrung Alpha System Kanal 1: 12 Kanal 2: 12 Kanal 3: 12 Kanal 4: 11 Kanal 5: 11 Kanal 6: 11 Kanal 7: 11 Kanal 8: 11 Kanal 9: 11 Kanal 10: 11 Zeit (in min.) Tabelle 8: Aufbereitungszeit mit Alpha System nach Behandlungserfahrung Flex Master System Kanal 1: 18 Kanal 2: 18 Kanal 3: 17 Kanal 4: 17 Kanal 5: 17 Kanal 6: 17 Kanal 7: 17 Kanal 8: 17 Kanal 9: 17 Kanal 10: 17 Zeit (in min.) Tabelle 9: Aufbereitungszeit mit Flex Master System vor Behandlungserfahrung Flex Master System Kanal 1: 13 Kanal 2: 13 Kanal 3: 13 Kanal 4: 13 Kanal 5: 13 Kanal 6: 13 Kanal 7: 13 Kanal 8: 13 Kanal 9: 13 Kanal 10: 13 Zeit (in min.) Tabelle 10: Aufbereitungszeit mit Flex Master System nach Behandlungserfahrung 44

55 Mtwo Kanal 1: 19 Kanal 2: 19 Kanal 3: 18 Kanal 4: 18 Kanal 5: 17 Kanal 6: 17 Kanal 7: 17 Kanal 8: 17 Kanal 9: 17 Kanal 10: 17 Zeit (in min.) Tabelle 11: Aufbereitungszeit mit Mtwo System vor Behandlungserfahrung Mtwo Kanal 1: 14 Kanal 2: 14 Kanal 3: 14 Kanal 4: 13 Kanal 5: 13 Kanal 6: 13 Kanal 7: 13 Kanal 8: 13 Kanal 9: 13 Kanal 10: 13 Zeit (in min.) Tabelle 12: Aufbereitungszeit mit Mtwo System nach Behandlungserfahrung Beim Alpha System liegt der Mittelwert für die Aufbereitung eines Kanals vor Behandlungserfahrung bei 14,2min und nach Behandlungserfahrung bei 11,3min. Der Mittelwert liegt beim Flex Master System vor Aufbereitungserfahrung bei 17,2min und nach Aufbereitungserfahrung bei 13min. Die durchschnittliche Dauer für die Aufbereitung eines Wurzelkanals mit dem Mtwo System liegt vor Behandlungserfahrung bei 17,6min und nach Behandlungserfahrung bei 13,3min. Die Unterschiede zwischen den Aufbereitungszeiten mit und ohne Behandlungserfahrung variieren signifikant. Nach einer Einarbeitungsphase mit Handinstrumenten kommt es zu kürzeren Aufbereitungszeiten bei der maschinellen Aufbereitung. 45

56 10 Diskussion Da die maschinelle Wurzelkanalaufbereitung bei der Ausbildung nicht im Lehrplan erhalten ist, soll in dieser Arbeit untersucht werden, ob es für Studenten sinnvoll ist, zuerst die manuelle Wurzelkanalaufbereitung zu erlernen und sich nach einer Einarbeitungsphase mit Handinstrumenten die maschinelle Aufbereitung verbessert. Weiters stellt sich die Frage, welches System für ungeübte Studenten am geeignetsten ist Studienmodelle: Natürliche Zähne oder Kunststoffmodelle Endodontische Untersuchungen können sowohl an Kunststoffprobekörper als auch an natürlichen extrahierten Zähnen durchgeführt werden. Untersuchungen an extrahierten Zähnen haben jedoch das Problem der starken Variation in Bezug auf die Kanalmorphologie (Schäfer et al. 2002). Bei dieser Untersuchung wurden Kunststoffblöcke verwendet, da diese eine genau definierte Kanalgeometrie, einen konstanten Krümmungsradius und den gleichen Kanaldurchmesser aufweisen (Weine et al. 1976, Tronstad et al. 1986). Anhand von Kunststoffblöcken ist es möglich, die mechanischen Eigenschaften von Wurzelkanal-instrumenten zu prüfen. Die standardisierten Kunststoffblöcke erlauben eine objektive Beurteilung der Schneideleistung und eine visuelle Kontrolle hinsichtlich diverser Aufbereitungsfehler. Ein großer Nachteil der Kunststoffblöcke liegt darin, dass sich diese während der Instrumentierung erwärmen und zu schmieren beginnen, wodurch sich sehr große Späne entwickeln können, die im wesentlichen viel größer sind, als dies bei natürlichen Zähnen der Fall ist. Die größeren Späne, die dabei entstehen, führen eher zu einer Friktion eines Instrumentes, wodurch die Frakturanfälligkeit der Feilen steigt. Die erhöhte Frakturrate des Mtwo Systems könnte daraufhin zurückzuführen sein (Schäfer et al.1999) (Thompson et al. 1997). Aus diesem Grund sollten Ergebnisse über das Frakturverhalten nicht direkt auf die natürlichen Kanäle umgelegt werden. Ein weiterer Nachteil bei der Aufbereitung künstlicher Kanäle sind die durchsichtigen Kunststoffblöcke, die in zahlreichen Untersuchungen dazu geführt haben, dass die Behandler während der Aufbereitung den Kanal einsehen konnten (Baumann und Roth 1999). Um dies zu vermeiden wurde während der Aufbereitung der Kunststoffblock in eine mit Silikon ausgefüllte Filmdose gesteckt. 46

57 10.2 Materialabtrag Der Erfolg einer Wurzelbehandlung ist in erster Linie davon abhängig ob der Behandler den Wurzelkanal entsprechend reinigt und anatomisch korrekt aufbereitet. Die Studie von Griffith, Bryant und Drummer kann insofern bestätigt werden, da es bei der vorliegenden Untersuchung auch eher zu einer Aufbereitung Richtung Außenkurvatur im apikalen Drittel kommt. Beim Alpha System kommt es im apikalen Drittel sowohl beim leicht als auch beim stark gekrümmten Kanal zu einem vermehrten Materialabtrag an der Außenkurvatur. Die gleiche Situation zeigt sich beim Flex Master System und dem Mtwo System, wobei die Abweichung Richtung Außenkurvatur größer ist. Dies ist auf die schärferen Schneidekanten zurückzuführen. Im medialen Drittel kommt es auch zur Aufbereitungstendenz Richtung Außenkurvatur. Im koronalen Drittel variieren die Ergebnisse, wobei sich eher eine Aufbereitungstendenz Richtung Innenkurvatur zeigt. Der Materialabtrag des Alpha Systems zeigt vor und nach Behandlungserfahrung den geringsten Unterschied. Im Großen und Ganzen halten sich die Abweichungen der Alpha Feile im Vergleich zum Flex Master System und dem Mtwo System auf einem sehr niedrigen Niveau. Der unerfahrene Behandler schafft an der apikalen Kurvatur den geringsten Materialabtrag gefolgt vom Flex Master System und dem Mtwo System. Die Aufbereitung der apikalen Kurvatur hat einen entscheidenden Einfluss auf die Begradigungstendenz. Eine Konizität, die um denselben Wert ansteigt, kann der Kanalkrümmung besser folgen als eine progressiv ansteigende Konizität. Aus diesem Grund zeigt das Flex Master und das Alpha System eindeutig bessere Aufbereitungsergebnisse. Für den ungeübten bzw. auch für den nach einer Einübungsphase mit Handinstrumenten geschulten Behandler scheint der Umgang mit Instrumenten mit weniger Schneideeffektivität von Vorteil zu sein. Subjektiven Eindrücken zufolge schrauben sich die Mtwo Instrumente auch ohne Druckausübung in den Kanal, während die Flex Master Feilen eher passiv sind und dadurch auch etwas Druck ausgeübt werden muss um die volle Arbeitslänge zu erreichen. Subjektiv empfindet der Behandler mit wenig Behandlungserfahrung das Einschrauben der Mtwo Instrumente als eher unangenehm, weil dadurch weniger Kontrolle gegeben ist. Dies könnte auch ein Grund für die häufiger auftretenden Aufbereitungsfehler und Instrumentenfrakturen sein. 47

58 10.3 Instrumentenfraktur Das Frakturrisiko und die damit verbundenen Komplikationen sind das maßgebliche Kriterium für den Einsatz von rotierenden Nickel-Titan Instrumenten. Durch zahlreiche Entwicklungen z.b. Endostepper etc. wurde versucht, die Instrumente unanfälliger für Frakturen zu machen. Nickel-Titan Instrumente sind, obwohl sie durch ihre Superelastizität perfekt geeignet sind gekrümmte Kanäle aufzubereiten, dennoch keine Patentlösung, weil die Frakturrate gegenüber den manuellen Instrumente höher ist. Insgesamt brachen zwei Mtwo Instrumente. Es stellt sich die Frage ob es bei der Aufbereitung an Kunststoffblöcken im Vergleich zu menschlichen Zähnen häufiger zu Instrumentenfraktur kommt. Huhn beschrieb, dass es bei der Aufbereitung an Kunststoffblöcken im Vergleich zur Aufbereitung an menschlichen Zähnen häufiger zur Instrumentenfraktur kommt. Die schlechte Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffes führt bei der rotierenden Aufbereitung zu einer Reibewärme, die zur Plastifizierung des Kunststoffes führt. Das Instrument klemmt dabei im Kanal und es kommt häufiger zur Fraktur (Huhn 1998). Sattapan beschreibt die Ursachen für den Instrumentenbruch: den Ermüdungsbruch und den Torsionsbruch. Der Ermüdungsbruch kommt dadurch Zustande, dass sich ein Instrument im nach apikal verjüngenden Kanal langsamer dreht und sich sogar verklemmt und sich dabei der Schaft weiterdreht. Beim Ermüdungsbruch liegt die Ursache für die Fraktur in der Materialermüdung. Diese durch Krafteinwirkung verursachte Materialermüdung ist für den Behandler nicht sichtbar. Dies ist eine Erklärung für die unerwartete Fraktur der Mtwo Instrumente (Sattapan 2000). Noch immer gibt es keine eindeutige Meinung darüber, wie oft Nickel-Titan Feilen ohne Risiko verwendet werden können. Die gemittelte Anzahl, bis es in der vorliegenden Untersuchung zu einer Instrumentenfraktur kommt, liegt beim Mtwo Instrument bei neun Feilen. Es kam jeweils bei zwei Kanälen zu einer Instrumentenfraktur jeweils im zehnten Kanal. Yared stellte in seiner Untersuchung 1999 fest, dass neue Instrumente unter klinisch simulierten Bedingungen bis zu zehnmal verwendet werden können (Yared 1999). Gambarini ist derselben Meinung, wobei er noch weiter geht, indem er behauptet, dass bei einem erfahrenen Behandler das Instrument wesentlich mehr Benützungen zulassen würde (Gambarini 2001). Auch Roth gibt an, dass es grundsätzlich bei der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung im Vergleich zur manuellen zu einer erhöhten Frakturrate kommt, wobei diese besonders bei unerfahrenen Behandler auftritt. (Roth 2001) 48

59 10.4 Aufbereitungsfehler Das Alpha System zeigt im Vergleich mit den beiden anderen Systemen die wenigsten Aufbereitungsfehler. Der Querschnitt besitzt passive Schneideeigenschaften, sodass das Risiko des Einschraubens oder des Instrumentenbruches minimiert werden. Diese Eigenschaften sind für einen Behandler ohne bzw. mit wenig Behandlungserfahrung von Vorteil. Die Alpha Feile verändert mit ihrem drachenförmigen Querschnitt den apikalen Bereich am wenigsten. Im koronalen Bereich, der vor allem mit dem drachenförmigen Eingangserweiterer aufbereitet wird, zeigt sich der geringste Materialabtrag und damit auch die geringste Reinigungseffizienz im Vergleich zu den beiden anderen Systemen. Zusammenfassend sind der Materialabtrag und somit auch die Reinigungseffektivität und die Aufbereitungsfehler beim Alpha System am geringsten. Bezüglich des Materialabtrags schnitt Mtwo signifikant besser ab als die beiden anderen Systeme, was durch das Feilendesign mit zwei scharfen Schneidekanten und einem schmalen Durchmesser des Instrumentenkerns erklärt werden kann. Gleichzeitig treten durch die scharfen Feilen, die in den Kanal hineingezogen werden und die damit verbundene hohe Schneideeffizienz insbesondere beim unerfahrenen mehr Aufbereitungsfehler und Instrumentenfrakturen auf. Das Flex Master System zeigt eine gute Reinigungseffizienz, schafft eine gute Wurzelkanalgeometrie und verursacht weniger Instrumentenfrakturen und Aufbereitungsfehler als das Mtwo System. Das Flex Master System scheint das geeignete System für Studenten ohne endodontischer Erfahrung zu sein. Aus diesem Grund wird auch an der Universität zu Köln die maschinelle Wurzelkanalaufbereitung mit dem Flex Master System unterrichtet. Die Rückstellkraft der superelastischen Nickel-Titan Instrumente bewirkt, dass es im apikalen Kanaldrittel zu einem gesteigerten Materialabtrag an der Außenkurvatur kommt. Dieser Materialabtrag an der Außenkurvatur führt zu den charakteristischen Aufbereitungsfehlern (Ebow, Zip, Ledge) (Walia et al. 1988, Schäfer 2002) Arbeitszeit Die Wurzelkanalbehandlung galt für eine lange Zeit für den Behandler und den Patienten in Abhängigkeit von der Kanalanzahl und Kanalanatomie als eine zeitintensive Therapie. Neueste Untersuchungen bezüglich der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung zeigen, dass die Zeitersparnis viel versprechende Ergebnisse im Vergleich zu Handinstrumenten bringen. 49

60 Es zeigt sich ein eindeutiger Zeitvorteil der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung gegenüber der manuellen Aufbereitung, wobei die Aufbereitungszeiten in der Literatur variieren. Hülsmann gibt für den Aufbereitungsvorgang mit zehn Flex Master Instrumenten 1 Minute an (Hülsmann et al. 2003). Im Gegensatz dazu beschreibt Schäfer Aufbereitungszeiten von 5 bis 10 Minuten für die Aufbereitung mit Flex Master Feilen (Schäfer et al. 2005). Ein entscheidender Grund für die schnellere Aufbereitung könnte die Behandlungserfahrung sein. Es zeigt sich in dieser Studie, dass sich Aufbereitungszeiten nach Behandlungserfahrung deutlich kürzer sind. In einer Untersuchung von Kum wird die kürzere Aufbereitungszeit damit begründet, dass der geringere Instrumentenwechsel durch die geringere Anzahl an Instrumenten die Arbeitszeit reduziert (Kum et al 2000). In dieser Arbeit konnte das nicht bestätigt werden, da bei der vergleichenden Untersuchung der drei Systeme das Mtwo System für die Aufbereitung eines Kanals den geringsten Instrumentenwechsel hat, jedoch nicht die geringste Aufbereitungszeit. 50

61 11 Schlussfolgerung Das Erlernen der manuellen Aufbereitung vor Ausübung der maschinellen Aufbereitung hatte keinen signifikanten Einfluss auf den Materialabtrag der maschinell aufbereiteten Wurzelkanäle, d.h. es ist keine vorherige Ausbildung mit Handinstrumenten zur Verbesserung der Aufbereitung mit maschinellen Wurzelkanalinstrumenten notwendig. Das Alpha System und das Flex Master System können aufgrund der niedrigen Frakturrate und der geringen Aufbereitungsfehler durchaus für die studentische Ausbildung empfohlen werden. Der Beginn der endodontischen vorklinischen Ausbildung mit maschinellen Aufbereitungssystemen erscheint empfehlenswert, da der einfache Arbeitsablauf relativ leicht erlernt werden kann und es schnell zu einer Verbesserung der Aufbereitungszeiten kommt. Weiters ist in zahlreichen Untersuchungen bestätigt worden, dass der Formerhalt mit Nickel-Titan Systemen leichter ist als mit Handinstrumenten. Maschinelle Wurzelkanalinstrumente mit einer hohen Schneideeffektivität scheinen für den ungeübten Behandler eher ungeeignet, da es durch das hineinziehen der Feile subjektiv zu einem Verlust des taktilen Empfindens kommt. Diese Systeme (z.b. Mtwo) zeigen mehr Instrumentenfrakturen und Aufbereitungsfehler. Das FlexMaster System zeigt einerseits eine gute Reinigungseffizienz und schafft eine gute Wurzelkanalgeometrie und verursacht weniger Instrumentenfrakturen und Aufbereitungsfehler. Das Flex Master System scheint das geeignete System für Studenten ohne endodontischer Erfahrung zu sein. 51

62 12 Zusammenfassung 12.1 Einleitung Die Aufbereitung des Wurzelkanalsystems ist ein sehr wichtiger, jedoch oft auch ein sehr zeitraubender und mühsamer Schritt. Durch Einführung des neuen Werkstoffes Nickel- Titan konnte in den letzten Jahren ein deutlicher Fortschritt in der Endodontie erzielt werden. Nickel-Titan Instrumente zeichnen sich durch besser zentrierte Wurzelkanäle, geringere Aufbereitungszeit, weniger Instrumentenwechsel geringeren Dentinverlust etc. aus. Die manuelle Aufbereitungstechnik ist jedoch dennoch die Standardmethode die in Europa und Nordamerika gelehrt wird Zielsetzung In der vorliegenden Arbeit wurden drei Systeme zur maschinellen Wurzelkanalaufbereitung vergleichend untersucht: das Alpha, Mtwo und Flex Master System. Es wurden folgende Fragestellungen untersucht: Setzt der Erfolg der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung die Erfahrenheit der manuellen Wurzelkanalaufbereitung voraus? Ist es sinnvoll, in der studentischen Ausbildung die maschinelle Wurzelkanalaufbereitung zu lehren? Braucht man die Vorkenntnisse in der Arbeit mit Handinstrumenten als Voraussetzung, um die maschinelle Wurzelkanalaufbereitung zu erlernen bzw. sind die Ergebnisse der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung nach einer Einarbeitungsphase mit Handinstrumenten besser? Welches System der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung eignet sich für den Anfänger am besten? Ist die maschinelle Wurzelkanalaufbereitung erlernbar? Bei welchem System sind die Wurzelkanäle qualitativ am besten aufbereitet (Kanalanatomie, Frakturhäufigkeit, Aufbereitungsfehler, etc.)? Die drei Systeme wurden bezüglich des Materialabtrags und der daraus resultierenden Veränderung der Kanalanatomie untersucht. Es wurden auch die aufgetretenen Aufbereitungsfehler der jeweiligen Systeme untersucht. 52

63 12.3 Material und Methode Die Instrumente wurden nach Herstellerangaben in künstlichen Plastikblöcken der Firma Karr Dental verwendet. Es standen dafür 30 Plastikblöcke mit je zwei Wurzelkanälen unterschiedlicher Krümmung (je ein stark gekrümmter und ein leicht gekrümmter) zur Verfügung. Eine Studentin bereitete im ersten Durchgang ohne jegliche Behandlungserfahrung je 10 Wurzelkanäle mit jedem System auf. Nach einer Einarbeitungsphase von 6 Monaten mit Handinstrumenten wurde der Versuch wiederholt. Die für die Aufbereitung benötigte Zeit wurde mit einer Stoppuhr gemessen und nach jedem aufbereitetem Kanal notiert. Die aufbereiteten Kanäle wurden fotografisch dokumentiert und digitalisiert. Für die Vermessung wurde das Corel Paint Shop X verwendet. Über den aufbereiteten Kanal wurde ein Leerblock gelegt. Um einheitliche Messpunkte zu definieren wurde vom Programm ein Raster (circles) gestaltet, welches einheitlich über die Aufnahmen kopiert wurde. Von diesem Raster ausgehend wurde der Materialabtrag gemessen. Die Untersuchungsparameter Materialabtrag, Aufbereitungsfehler und Instrumentenfraktur wurden anhand der fotografischen Aufnahmen evaluiert Ergebnis Der Materialabtrag ist beim Alpha System am geringsten, gefolgt von Flex Master und Mtwo. In Bezug auf den Materialabtrag kann gesagt werden, dass das Erlernen einer manuellen Aufbereitungstechnik vor Ausüben der maschinellen Kanalaufbereitung, insbesondere bei den Systemen des Flex Master Systems und des Alpha Systems, zu keiner Änderung bzw. Qualitätsverbesserung der maschinellen Kanalaufbereitung führt. Das Mtwo System zeigt den größten Materialabtrag der drei Systeme. Die erhöhten Materialabtragswerte nach Behandlungserfahrung sind möglicherweise darauf zurückzuführen, dass der Behandler aufgrund höherer Erfahrungswerte mit mehr Sicherheit und mehr Druck die Kanäle aufbereitete. Das Erlernen der manuellen Aufbereitung hatte jedoch keinen signifikanten Einfluss auf die Aufbereitungsqualität der maschinell aufbereiteten Kanäle. Es kam bei der Aufbereitung ohne Behandlungserfahrung zu einer Fraktur eines Mtwo Instruments und nach Behandlungserfahrung ebenfalls zu einer Fraktur eines Mtwo Instruments. Die Einarbeitungsphase mit Handinstrumenten vor der maschinellen Aufbereitung führt zu keiner Verbesserung bezüglich der Instrumentenfraktur. 53

64 Das Alpha System zeigt im Vergleich zu den beiden anderen Systemen die wenigsten Fehler bei der Aufbereitung. Das Flex Master System zeigt keine signifikanten Unterschiede bezüglich der Aufbereitungsfehler vor und nach Behandlungserfahrung. Die meisten Fehler treten bei der Aufbereitung mit dem Mtwo System auf. Die Unterschiede zwischen den Aufbereitungszeiten mit und ohne Behandlungserfahrung variieren signifikant. Beim Alpha System liegt der Mittelwert für die Aufbereitung eines Kanals vor Behandlungserfahrung bei 14,2min und nach Behandlungserfahrung bei 11,3min. Der Mittelwert liegt beim Flex Master System vor Aufbereitungserfahrung bei 17,2 min und nach Aufbereitungserfahrung bei 13min. Die durchschnittliche Dauer für die Aufbereitung eines Wurzelkanals mit dem Mtwo System liegt vor Behandlungserfahrung bei 17,6min und nach Behandlungserfahrung bei 13,3min. Nach einer Einarbeitungsphase mit Handinstrumenten kommt es zu kürzeren Aufbereitungszeiten bei der maschinellen Aufbereitung. Das Flex Master System zeigt eine gute Reinigungseffizienz, schafft eine gute Wurzelkanalgeometrie und verursacht weniger Instrumentenfrakturen und Aufbereitungsfehler als das Mtwo System. Das Flex Master System scheint das geeignete System für Studenten ohne endodontischer Erfahrung zu sein Diskussion und Schlussfolgerung Die Ergebnisse zeigen bezüglich des Materialabtrages und der Aufbereitungsfehler, dass das Erlernen der manuellen Aufbereitungstechnik vor Ausübung der maschinellen Aufbereitung zu keiner signifikanten Qualitätsverbesserung der maschinell aufbereiteten Kanäle führt. Der Übungseffekt mit Handinstrumenten führt auch zu keiner Verbesserung bezüglich der Strukturrate. Das Erlernen der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung sollte bereits im klinisch studentischen Unterricht erfolgen, da der Arbeitsablauf relativ leicht zu erlernen ist und es bezüglich der Aufbereitungszeiten schnell zu einer Verbesserung kommt. Ferner ist der Formerhalt mit Nickel-Titan Systemen leichter ist als mit Handinstrumenten. 54

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69 Lebenslauf Persönliche Daten Name Kristina Flatischler Geburtsdatum und -ort ; Tamsweg Adresse Lindenhofweg 18; 8043 Graz Staatsbürgerschaft Österreich Telefon 0650/ Familienstand ledig Ausbildung Bundesgymnasium Tamsweg Studium Zahnmedizin an der Karl-Franzens-Universität Graz; Berufserfahrung (Praktika) 2000 Assistentin am radiologischen Institut in Tamsweg 2005 Praktikum während des Studiums an der Mund- Kiefer Gesichtschirurgie 2006 Absolvierung der ersten und zweiten Klasse an der Berufsschule für Zahntechnik in Baden Fremdsprachenkenntnisse Deutsch Englisch Französisch Muttersprache fließend in Wort und Schrift in Wort und Schrift 59