Оценка с помощью микро-кт распространенности и морфологических особенностей апикальных бифуркаций.2019

Анастасия Гребенюк |
09.01.20
Оценка с помощью микро-кт распространенности и морфологических особенностей апикальных бифуркаций.2019
TingXu, XianhuaGao, WeiFan, BingFan.

Краткое содержание/ Абстракт

Предпосылки / Цель

Апикальная бифуркация, как распространенная вариация в морфологии корневых каналов, имеет большое клиническое значение для лечения корневых каналов. Целью данного исследования было изучение морфологических характеристик апикально раздвоенных каналов в китайских зубах на основе большой выборки с использованием микро-КТ.

Материалы и методы

1400 постоянных зубов жителей Китая были отсканированы с использованием микро-КТ с разрешением 15 мкм. Было рассчитано количество апикальных бифуркаций и вертикальное расстояние до них. Диаметр и углы апикально раздвоенных каналов дополнительно измеряли с использованием метода алгоритма осевой линии.

Результаты

Было обнаружено 92 апикальные бифуркации . Из них  15 в передних зубах, 27 в премолярах и 46 в молярах. Среднее вертикальное расстояние до апикальных бифуркаций было 1,1 мм от апекса (в диапазоне от 0,3 до 3,5 мм).   98,9 % апикальных бифуркаций были расположены менее чем в 3 мм от апекса. Меньший угол апикальных раздвоенных каналов с основным каналом составлял 20,4 °. Больший угол апикальных раздвоенных каналов с основным каналом составил 32,9 °. Средний диаметр апикальных раздвоенных каналов составлял 195,0 мкм.

Вывод

Высокая распространенность апикальных бифуркации может быть обнаружена в постоянных зубах человека, особенно в молярах. Большинство апикальных бифуркаций располагаются в апикальных 3 мм  и имеют диаметр более 200 мкм.



Вступление

Раздвоение корневого канала может происходить в устьевой, средней или апикальной трети корневых каналов. Некоторые характеристики на рентгенографических изображениях могут указывать на наличие раздвоения канала, например, внезапное сужение или даже исчезновение пространства канала, апикальная рентгенопрозрачность и наличие продольных рентгенопрозрачных линий на изображении корня. (3,4) По сравнению с бифуркациями в устье и середине корня апикальные бифуркации (Abs) являются наиболее трудными для визуализации. Тем не менее, бифуркация канала апикально, как распространенное изменение морфологии корневых каналов, имеет большое клиническое значение для лечения корневых каналов, включая обработку, инструментацию, обтурацию или процедуры апикальной хирургии.(4,5)

 

Де-Деус и соавт. сообщали, что раздвоение апикального канала может препятствовать достижению файлом полной рабочей длины, подобно ступеньке.(6) Бифуркацию, расположенную рядом с верхушкой, очень трудно очистить с помощью традиционных инструментов для корневых каналов и методов ирригации. И даже если раздвоенные каналы тщательно очищены, возможно их неплотное или неполное заполнение пломбировочным материалом, которые  также могут также привести к неудаче эндодонтического лечения. (7,8) Несмотря на клиническое значение Abs, морфологические знания об Abs все еще отсутствуют.

 

Во многих исследованиях, касающихся морфологии системы корневых каналов, использовалась методика прозрачных зубов.(9,10). Однако из-за низкой эффективности метода в обнаружении системы тонких каналов вблизи верхушки исследования, связанные с морфологией апикальных раздвоенных каналов, отсутствуют. В последние десятилетия микрокомпьютерная томография (микро-КТ) использовалась для наблюдения и анализа системы корневых каналов из-за ее неразрушающего характера и способности анализировать образцы с высоким разрешением.(11,12)

 

Недавно Гао и соавт.  изучали морфологические особенности апикальной дельты, используя технику микро-КТ и алгоритм определения центральной линии. (13,14) Целью настоящего исследования было изучение трехмерной морфологии апикально раздвоенных каналов в зубах человека, исследование основано на большом размере выборки с использованием микро-КТ и метода определения центральной линии.

 

Материалы и методы

Сбор образцов, сканирование и реконструкция.

Тысяча четыреста постоянных зубов жителей Китая с хорошо сформированной верхушкой были собраны и сохранены в 10% растворе формалина. Зубы были разделены на группы по 100. Сбор и использование образцов в этом исследовании были одобрены этическим комитетом Уханьского университета. Образцы сканировали перпендикулярно оси длины зуба с помощью микро-КТ (мкСТ-50, Scanco Medical, Бассерсдорф, Швейцария). Параметры сканирования были следующими: разрешение 15 мкм, 90 кВ, 88 мА, 8 Вт, время интегрирования 500 мс. Трехмерная модель системы корневых каналов была сегментирована с использованием VGStudio MAX 2.1 (Volume Graphics GmbH, Гейдельберг, Германия).

 

Апикальная бифуркация в этом исследовании была определена как 1) бифуркация располагается в пределах 5 мм от верхушки; 2) диаметр двух ответвлений одинаков, а диаметр меньшей ветви составлял не менее 2/3 диаметра большей ветви; 3) раздвоение плоского канала не было включено.

 

Измерение апикальной бифуркации

Вертикальное расстояние апикальной бифуркации измеряли сначала путем вычисления расстояния между начальной точкой бифуркации и вершиной. Затем данные были импортированы в программное обеспечение CTAn (v.1.14.4.1 +, SkyScan; Bruker micro-CT, Kontich, Бельгия), а метод сегментации двумерного (2d) изображения Otsu был использован для сегментации раздвоенного канала и разработка 3D модели.

 

Затем 3D-модель была импортирована в Mimics (v18.0; Materialize, Leuven, Belgium), и была разработана осевая линия модели раздвоенного канала с поверхностным рендерингом. Диаметр раздвоенных каналов измеряли с помощью метода, разработанного Gao et al. и Xu et al. (13, 14 ) Угол между линией расширения основного корневого канала и раздвоенного канала также измеряли (рис. 1) с использованием модифицированного метода Шнайдера(15). Два угла каждой раздвоения регистрировали как большие и малые углы соответственно в зависимости от размера угла.

 

Рис. 1. Иллюстрация измерения малых (угол 1) и больших (угол 2) углов апикальных бифуркаций (Abs) (точка 1: точка бифуркации главного канала; пунктирная линия M: расширение центральной линии основного канала; пунктирные линии Ab1 и Ab2: продолжение прямой части абсцентральных линий вблизи точки 1; угол 1 - это угол между линией M и Ab1; угол 2 - это угол между линией M и Ab2).

 

Статистический анализ

Критерий хи-квадрат использовался для анализа распространенности апикально раздвоенных каналов у разных типов зубов и корней. Когда данные не были нормально распределены, как, например, в различиях в положении, диаметре и угле апикального раздвоенного канала между различными зубами, анализ проводился с использованием дисперсионного анализа Крускала-Уоллиса. Статистическая значимость была установлена ​​на уровне α <0,05.

 

Результаты

Распространенность апикальных бифуркаций

В общей сложности 92 (6,6%) Abs были обнаружены у 1400 зубов коренных китайцев, в том числе 15 на передних зубах, 27 на премолярах и 46 на молярах (таблица 1). Распространенность в передних зубах, премолярах и молярах составила 2,5%, 6,8% и 11,5% соответственно. Моляры и премоляры имели значительно больше Abs, чем передние зубы (р <0,05).

 

Table 1. Apical bifurcations (Abs) in different tooth types.

Tooth type

Root

No. teeth

No. roots

No. teeth with Abs

No. roots with Abs

Maxillary

Central incisor

 

100

100

0

0

Lateral incisor

 

100

100

2

2

Canine

 

100

100

2

2

First premolar

 

100

 

4

5

Buccal

 

30

 

4

Palatal

 

30

 

0

Single

 

70

 

1

Second premolar

 

100

 

6

6

Buccal

 

12

 

4

Palatal

 

12

 

1

Single

 

88

 

1

First Molar

 

100

 

11

12

Mesial-buccal

 

97

 

4

Distal-buccal

 

97

 

6

Palatal

 

100

 

2

Fused

 

3

 

0

Second molar

 

100

 

11

11

Meisal-buccal

 

73

 

6

Distal-buccal

 

75

 

4

Palatal

 

85

 

0

Fused

 

27

 

1

Total

 

700

 

36

38

Mandibular

Central incisor

 

100

100

4

4

Lateral incisor

 

100

100

4

4

Canine

 

100

100

3

3

First premolar

 

100

100

8

8

Second premolar

 

100

100

9

9

First Molar

 

100

 

11

11

Mesial

 

97

 

3

Distal

 

97

 

8

Fused

 

3

 

0

Others

 

18

 

0

Second molar

 

100

 

13

15

Mesial

 

82

 

8

Distal

 

82

 

7

Fused

 

18

 

0

Others

 

6

 

0

Total

 

700

 

52

54




Из 92 апикальных фуркаций 38 были расположены в зубах верхней челюсти и 54 в нижней челюсти. Хотя верхнечелюстные зубы имели более низкую распространенность апикальных фуркаций, чем нижнечелюстные, статистической разницы обнаружено не было. Все передние зубы и премоляры нижней челюсти имели один корень. Премоляры нижней челюсти имели более высокую распространенность Abs, чем передние зубы верхней и нижней челюсти (р <0,05).

 

Количество бифуркаций в отдельных корнях и слитых корнях показано в таблице 1. В премолярах верхней челюсти с отделенными корнями распространенность бифуркаций в апикальной трети буккальных корней (8,7%) была значительно выше, чем у небных корней (1,1%) (р < 0,05). В молярах верхней челюсти с отделенными корнями, бифуркации в апикальной трети каналов были в большей мере  локализованы в мезиобуккальных и дистобуккальных корнях (10,9%), чем в небном корне (2,2%) (р <0,05). В молярах нижней челюсти с разделенными корнями не было обнаружено существенного различия между мезиальным корнем (12,0%) и дистальным корнем (16,3%) (р> 0,05). Из 400 моляров 51 моляр имел слитые корни, и наблюдалась только одна апикальная бифуркация. Abs чаще встречался в зубах с отдельными корнями, чем в зубах с одним корнем (р <0,05).

 

Положение, угол и диаметр апикальных бифуркаций.

Репрезентативные изображения Abs после трехмерной реконструкции были показаны на рис. 1. Среднее вертикальное расстояние Abs было 1,1 мм от верхушки (в диапазоне от 0,3 мм до 3,5 мм) (Таблица 2). Не было значительного различия в расстояниях между передними зубами, премолярами и молярами (р> 0,05). В 45,7% Abs расположены на расстоянии менее 1 мм от апекса, в 43,4% расположены на расстоянии 1–2 мм от апекса,  в 9,8% Abs расположены на расстоянии 2–3 мм от апекса и только 1,1% Abs на расстоянии 3–5 мм от апекса. Большая часть Abs (89,1%) была расположена на расстоянии менее 2 мм от апекса (р <0,05). Малый угол апикальных раздвоенных каналов с основным каналом составлял 20,4 ° (диапазон от 3,9 ° до 54,8 °). Большой угол апикальных раздвоенных каналов с основным каналом составлял 32,9 ° (диапазон от 11,4 ° до 77,9 °). Разница между большим и малым углом показала статистическую значимость (р <0,05). Большой угол Abs в премолярах был намного меньше, чем в молярах (р <0,05). Измерения апикально раздвоенных каналов у разных типов зубов представлены в таблице 2. Средний диаметр апикально раздвоенных каналов составлял 195,0 мкм (в диапазоне от 92,7 до 393,7 мкм) с 50,5% менее 200 мкм, 28,8% Abs были между 200 и 250 мкм и на 18,5% больше 250 мкм. Не было статистической разницы в диаметре Abs между зубами верхней и нижней челюсти (р> 0,05). Диаметр Abs в передних зубах и премолярах был меньше, чем у моляров (р <0,05).

 

Table 2. The position, angle and diameter of the apical bifurcations (Abs).

Tooth type

No. Abs

Position of Abs (mm)

Angle 1(°)

Angle 2(°)

Diameter 1(mm)

Diameter 2(mm)

Maxillary

Anterior teeth

4a

1.4 (1.0–1.7)

17.8 (10.8–28.6)

31.2 (18.5–37.3)

189.6 (136.6–215.6)

201.6 (171.1–316.5)

Premolars

11b

1.4 (0.4–3.5)

16.1 (5.7–30.6)

26.2 (12.0–59.3)

162.0 (92.7–177.9)

189.8 (131.4–233.5)

Molars

23b

0.8 (0.3–2.4)

24.0 (11.7–45.0)

38.13 (17.5–74.7)

186.0 (142.8–333.5)

235.1 (174.1–393.7)

 

Mandibular

Anterior teeth

11a

0.7 (0.3–1.4)

20.4 (4.0–34.5)

31.1 (14.5–44.7)

149.2 (134.4–208.0)

193.3 (154.3–233.1)

Premolars

17b

1.2 (0.3–1.9)

18.4 (3.9–54.77)

26.8 (11.4–70.0)

182.8 (125.8–267.5)

211.2 (148.3–289.5)

Molars

26b

1.2 (0.4–2.9)

14.7 (4.2–45.3)

39.1 (18.7–77.9)

199.2 (127.2–315.4)

228.6 (156.1–377.9)

Данные выражены в виде медианы (минимум-максимум).

 

Для каждого элемента данных группы, помеченные одинаковыми строчными буквами, не являются статистически значимыми (р> 0,05).

 

Угол 1 был малым углом; Угол 2 был большим углом; Диаметр 1 был диаметром меньшей ветви апикальных бифуркаций; Диаметр 2 был диаметром большей ветви апикальных бифуркаций.

 

Рис. 2. Реконструированные апикально раздвоенные каналы с различными морфологическими характеристиками у разных типов зубов; А) передний зуб; Б) премоляр; В) верхнечелюстной моляр; Г) нижнечелюстной моляр.





Abs, расположенные в пределах 5 мм от апекса в передних зубах, премолярах и молярах были реконструированы. Морфологические характеристики Abs показаны на рис. 2.



Обсуждение

В настоящем исследовании, в общей сложности  были обнаружены 92 Abs из 1400 изучаемых постоянных зубов человека (в Китае). Частота распространенности апикально раздвоенных каналов ранее не сообщалась, поскольку на традиционных рентгенограммах их трудно обнаружить. (16,17). В этом исследовании изучались только раздвоения  круглого или овального главного канала в пределах 5 мм от апекса, и соотношение диаметров раздвоенных каналов было установлено более 2/3.

 

Плоский канал был определен как канал с отношением поперечных диаметров не менее 4,18 и в основном встречался в премолярах  и мезиально-щечных корнях моляров верхней челюсти,а также резцах и премолярах нижней челюсти. Система плоских каналов часто представлена ​​как Vertucci типа I, II и III, (19), а апикальная бифуркация в плоских каналах обычно является естественным продолжением щечной и язычной частей плоского канала. Следовательно, Abs в плоских каналах должна быть идентифицирована и обработана как два отдельных канала, тогда как Abs в круглых или овальных каналах намного сложнее идентифицировать и очистить. Именно поэтому раздвоение плоских каналов не было включено в это исследование.

 

Уровень апикальной бифуркации в этом исследовании очень близок к верхушке корня. Средний уровень бифуркации находился в 1,1 мм от апекса (в диапазоне от 0,3 мм до 3,5 мм). Около 98,9% апикальных бифуркации находились в  зоне апикальных 3 мм корня. Исходя из этого высказана идея, что резекция апикального фрагмента длиной 3 мм может удалить 98,9% апикально раздвоенных каналов вместе с инфекцией внутри них. Настоящее исследование обнаружило только 1,1% апикальной бифуркации, расположенной на расстоянии более 3 мм от апекса.

 

Средний диаметр апикально раздвоенных каналов составлял 195,0 мкм, а 18,5% апикально раздвоенных каналов имели диаметр более 250 мкм. Это означет, что предварительно подогнутый файл небольшого размера иногда может проходить один или оба раздвоенных канала которые отделяются от основного канала под тупым углом. Когда файл при скаутинге не достигает апикального отверстия и основной канал неразличим в апикальной трети системы корневых каналов, клиницисты должны предполагать наличие Abs .

 

Механическое формирование корневого канала может удалить инфицированные мягкие и твердые ткани и создать пространство для доставки медикаментов и последующей обтурации. Однако для некоторых апикально раздвоенных каналов, особенно для бифуркации, расположенных вблизи апекса, файлы небольшого размера могут не доходить до рабочей длины. Таким образом иногда невозможно добиться тщательной механической очистки. Некротическая ткань может остаться ​​внутри, и Enterococcus faecalis может выжить в этих бифуркациях. (20) Coldero et al. сообщили, что нет необходимости удалять дентин в апикальной части корневого канала, когда достигается подходящая для ирригации конусность канала коронарно. (21)

 

Использование пассивной ультразвуковой ирригации, устройств с отрицательным давлением или других динамических режимов может быть полезным для улучшения дезинфекции и очистки механически необработанного участка Abs.(22)  Ирригация с помощью иглы малого калибра с одновременной аспирацией раствора при применении гипохлорита натрия с использованием ЭДТА финально привела к меньшему накоплению опилок. (23) Однако существующий дентинный дебрис и бактерии при  наличии апикальной бифуркации не могут быть эффективно удалены с помощью ультразвуковой активации ирриганта. (24) Сообщалось, что EndoVAC оставляет значительно меньше мусора на расстоянии 1 мм от рабочей длины по сравнению с обычной техникой ирригации. (25) Недавно была разработана система GentleWave для очистки дентинных канальцев в апикальной трети, по крайней мере, в 4–8,5 раз глубже, чем при использовании  ультразвуковых систем активации при первичном эндодонтическом лечении.(24) Необходимы дальнейшие исследования их применения в зубах с Abs.

 

Albuquerque и соавт. утверждают, что для обтурации таких систем корневых каналов требуются хорошие клинические навыки, а также стоматологический операционный микроскоп с большей глубиной фокуса. Одна из методик для пломбировки таких каналов предложена Hermann и Hulsmann, называется «сквирт». [24, 26]. В этой технике оба ответвления корневых каналов обтурируют одновременно путем инъекции термопластичной гуттаперчи. Однако этот метод может работать только в бифуркациях высокого уровня. Метод тепловой конденсации гуттаперчи может помочь заполнить такие каналы только после их полной очистки. Хотя иногда на рентгеновских снимках бывают показаны обтурации апикальных разветвлений, это не может указывать на их полноценное  заполнение пломбировочными материалами. Некротические или инфицированные ткани могут все еще наблюдаться в гистопатологических срезах.(27). Поэтому, врач должен иметь в виду, что эффективная очистка этих областей должна быть первоочередной задачей при лечении таких корневых каналов.(27)

 

Декларация о конкурирующих интересах

Авторы отрицают любые конфликты интересов, связанные с настоящим исследованием.

 

Подтверждения

Исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая (грант № 81771067).

 

References

1. Peiris, U. Malwatte, J. Abayakoon, A. Wettasinghe

Variations in the root form and root canal morphology of permanent mandibular first molars in a Sri Lankan population. Anat Res Int, 2015 (2015), p. 803671

2. S.H. de Oliveira, L.C. de Moraes, H. Faig-Leite, S.E. Camargo, C.H. Camargo. In vitro incidence of root canal bifurcation in mandibular incisors by radiovisiography .  J Appl Oral Sci, 17 (2009), pp. 234-239

3. M.C. England Jr., G.R. Hartwell, J.R. Lance.  Detection and treatment of multiple canals in mandibular premolars. J Endod, 17 (1991), pp. 174-178

4. Albuquerque, J. Kottoor, M. Hammo. Endodontic and clinical considerations in the management of variable anatomy in mandibular premolars: a literature review. BioMed Res Int, 2014 (2014), p. 512574

5. S.S. Yadav, N. Shah, A. Naseem, T.S. Roy, S. Sood. Effect of “apical clearing” and “apical foramen widening” on apical ramifications and bacterial load in root canals. Bull Tokyo Dent Coll, 55 (2014), pp. 67-75

6. De-Deus, T.E. Arruda, E.M. Souza, et al.  The ability of the Reciproc R25 instrument to reach the full root canal working length without a glide path . Int Endod J, 46 (2013), pp. 993-998

7. Gunday, H. Sazak, Y. Garip. A comparative study of three different root canal curvature measurement techniques and measuring the canal access angle in curved canals. J Endod, 31 (2005), pp. 796-798

8. Yoshioka, J.C. Villegas, C. Kobayashi, H. Suda. Radiographic evaluation of root canal multiplicity in mandibular first premolars. J Endod, 30 (2004), pp. 73-74

9. F.J. Vertucci. Root canal anatomy of the human permanent teeth. Oral Surg Oral Med Oral Pathol, 58 (1984), pp. 589-599

10. F.J. Vertucci. Root canal anatomy of the mandibular anterior teeth. J Am Dent Assoc, 89 (1974), pp. 369-371

11. O.A. Peters, A. Arias, F. Paque. A micro-computed tomographic assessment of root canal preparation with a novel instrument, trushape, in mesial roots of mandibular molars. J Endod, 41 (2015), pp. 1545-1550

12. Li, S. Jiang, X. Yin, J.W. Chang, J. Ke, C. Zhang. Efficacy of needle, ultrasonic, and endoactivator irrigation and photon-induced photoacoustic streaming in removing calcium hydroxide from the main canal and isthmus: an in vitro micro-computed tomography and scanning electron microscopy study. Photomed Laser Surg, 33 (2015), pp. 330-337

13.  Gao, F.R. Tay, J.L. Gutmann, W. Fan, T. Xu, B. Fan Micro-CT evaluation of apical delta morphologies in human teeth    Sci Rep, 6 (2016), p. 36501

14. Xu, F.R. Tay, J.L. Gutmann, et al. Micro-computed tomography assessment of apical accessory canal morphologies. J Endod, 42 (2016), pp. 798-802

15. S.W. Schneider. A comparison of canal preparations in straight and curved root canals. Oral Surg Oral Med Oral Path, 32 (1971), pp. 271-275

16. R.W. Rankine-Wilson, P. Henry. The bifurcated root canal in lower anterior teeth. J Am Dent Assoc, 70 (1965), pp. 1162-1165

17. H.M. Ahmed, P.M.H. Dummer. Advantages and applications of a new system for classifying roots and canal systems in research and clinical practice. Eur Endod J, 3 (2018), pp. 9-17

18. M.K. Wu, P.R. Wesselink. A primary observation on the preparation and obturation of oval canals

Int Endod J, 34 (2001), pp. 137-141

19. F.J. Vertucci, A. Gegauff. Root-canal morphology of the maxillary 1ST premolar. J Am Dent Assoc, 99 (1979), pp. 194-198

20. C.M. Sedgley, S.L. Lennan, O.K. Appelbe. Survival of Enterococcus faecalis in root canals ex vivo

Int Endod J, 38 (2005), pp. 735-742

21. L.G. Coldero, S. McHugh, D. MacKenzie, W.P. Saunders. Reduction in intracanal bacteria during root canal preparation with and without apical enlargement. Int Endod J, 35 (2002), pp. 437-446

22. O.A. Peters. Current challenges and concepts in the preparation of root canal systems: a review

J Endod, 30 (2004), pp. 559-567

23.  Cruz, J. Vera, G. Gascon, C.A. Palafox-Sanchez, O. Amezcua, G. Mercado. Debris remaining in the apical third of root canals after chemomechanical preparation by using sodium hypochlorite and glyde: an in vivo study. J Endod, 40 (2014), pp. 1419-1423

24. Vandrangi. Evaluating penetration depth of treatment fluids into dentinal tubules using the GentleWave system. Dentistry, 6 (2016), p. 366

25. Siu, J.C. Baumgartner. Comparison of the debridement efficacy of the EndoVac irrigation system and conventional needle root canal irrigation in vivo. J Endod, 36 (2010), pp. 1782-1785

26. Da Silva, U. Endal, A. Reynaud, I. Portenier, D. Orstavik, M. Haapasalo. A comparative study of lateral condensation, heat-softened gutta-percha, and a modified master cone heat-softened backfilling technique. Int Endod J, 35 (2002), pp. 1005-1011

27. Ricucci, J.F. Siqueira Jr.. Fate of the tissue in lateral canals and apical ramifications in response to pathologic conditions and treatment procedures. J Endod, 36 (2010), pp. 1-15