Kliknij aby ściągnąć plik w formacie PDF
Stomatologia Współczesna, Suplement nr 1, 2004

Najistotniejszą cechą materiału uszczelniającego kanał jest jego siła wiązania z zębiną. Dotychczas nie przeprowadzono badań analizujących zależności pomiędzy siłą wiązania materiału z zębiną, a jego chemiczną naturą. W przedstawionych badaniach analizowano wytrzymałość na ścinanie wiązania z zębiną czterech endodontycznych uszczelniaczy. W eksperymencie materiał badany podzielono na 4 grupy zawierające po 10 próbek każda. Wytrzymałość na siły tnące wiązania, była obserwowana w maszynie testującej 810 MTS, przy szybkości 6.35 mm/minutę. Uzyskano następujące wartości wytrzymałości (psi): EZ-Fill 323.9 + 63.9, AH-Plus 252.9 + 59.3 RSA RoekoSeal Automix i Roth tlenek cynku/eugenol cementy nie posiadające żadnej siły przylegania do zębiny (0 psi). Nieparametryczny test Kruskal-Wallis (KW) wykazał statystycznie znaczącą różnicę pomiędzy EZ-Fill i AH-Plus (P<0,0196). Zarówno Ez-Fill jak AH Plus różniły się istotnie od RSA RoekoSeal Automix i Rooth - tlenek cynku/eugenol (P<0.0001). Właściwości chemiczne materiału uszczelniającego kanał korzeniowy odgrywają ważną rolę w jego wiązaniu z zębiną. Struktura chemiczna żywicy epoksydowej zapewnia większą siłę wiązania z zębiną w porównaniu do dimetylosiloksanu i tlenku cynku z eugenolem.

     W leczeniu endodontycznym zęba (po oczyszczeniu i nadaniu odpowiedniego kształtu kanału) najważniejszym czynnikiem jest hermetyczne uszczelnienie kanału materiałem wypełniającym (Al. Ghandi, Wennberg,1994: Portmann, Lussi, 1994).

     Jednym z najbardziej powszechnie używanych w endodoncji materiałów wypełniających jest gutaperka, (Al-Ghamdi, Wennberg 1994, Dummer et al., 1993). Gutaperka nie wykazuje jednak adhezji do zębiny, dlatego całkowite i szczelne wypełnienie kanału korzeniowego samą gutaperką, bez uszczelniacza, okazuje się niemożliwe (Al-Ghamdi, Wenneberg, 1994; Limkangwaimongkol et al., 1992). W celu zapobiegania powstawania mikroprzecieku z tkanek okołowierzchołkowych lub z jamy ustnej, należy przed wypełnieniem kanału gutaperką wprowadzić do niego materiał uszczelniający (Nguyen, 1994), tak aby zapewnić całkowicie pokrycie ścian kanału uszczelniaczem. Funkcją uszczelniacza jest: wypełnienie przestrzeni pomiędzy gutaperką, a zębiną ścian kanału korzeniowego, pełnienie roli lubrikanta podczas wprowadzania ćwieka gutaperki, wypełnienie nieregularności kanału, kanałów dodatkowych oraz delty korzeniowej.

     Jednak najistotniejszą cechą materiału uszczelniającego jest jego siła wiązania z zębiną. Niniejsze badanie porównuje in vitro wytrzymałość na siły tnące czterech znanych endodontycznych cementów uszczelniających. Endodontyczny cement AH-Plus (Dentsply) jest materiałem składającym się z dwóch past (A i B). Producent ustalił w nich lepkość materiału. Pasta A zawiera żywicę epoksydową i tlenek żelaza, pasta B zawiera aminę i olej silikonowy. Zarówno pasta A, jak i B zawierają wolfram wapnia, tlenek cyrkonu oraz aerosol.

     Cement EZ-Fill (Essential Dental Systems) składa się z proszku i płynnego składnika. Zawiera srebro i tlenek bizmutu jako podstawowy czynnik nieprzepuszczający promieni rentgenowskich oraz bisphenol-A żywicy epoksydowej w postaci płynnego żelu. EZ-Fill jest podobny składem do pasty AH-26, endodontycznego uszczelniacza używanego z wielkim powodzeniem przez prawie 50 lat (Limkangwaimongkol et al., 1992: Portman, Lussi, 1994. Cohen et al., 1998).

     Cement epoksydowy EZ-Fill pozwala klinicyście wybrać odpowiednią płynność materiału, ponieważ występuje w postaci proszku i żelu. Dodatkowo cement EZ-Fill okazał się materiałem dokładnie uszczelniającym kanał, a z badań statystycznych wynika, że szczelność wypełnienia kanału cementem EZ-Fill jest podobna do szczelności osiągniętej przy zastosowaniu technik bocznej kondensacji gutaperki i wypełniania gutaperką na gorąco np. Thermafilem (Cohen et al., 1998). Zastosowany do badań cement tlenkowo-cynkowo-eugenolowy to cement typu Grossman Roth, typ 601 Elite Grade (Roth International), gdzie płyn w 100 % składa się z eugenolu, proszek zaś zawiera tlenek cynku oraz sole bizmutu i baru jako czynniki nieprzepuszczające promieni rentgenowskich. Cementy tlenkowo-cynkowo-eugenolowe są używane w stomatologii od ponad 100 lat do różnych zastosowań klinicznych, w tym również do wypełniania kanału korzeniowego (Graig, 1985). Uszczelniacz endodontyczny RSA RoekoSeal Automix (Roeko) jest mało opisany w literaturze fachowej, został więc wybrany do badań w celu szerszego poznania jego właściwości fizycznych. Uszczelniacz ten składa się z dwóch past (A i B), a jego struktura chemiczna oparty jest na polidimetylosiloksanie. Lepkość materiału została ustalona przez producenta, a jako czynnik nieprzepuszczający promieni rentgenowskich użyto dwutlenku cyrkonu. Po związaniu polidimetylosiloksanu materiał staje się "gumowaty" o charakterystycznej elastyczności. Celem niniejszych badań in vitro było sprawdzenie siły wiązania do zębiny czterech endodontycznych uszczelniaczy.

Materiał i metoda

     Próbki badane w tym eksperymencie podzielono na cztery grupy składające się z 10 próbek każda. Tabela 1 przedstawia skład poszczególnych grup z numerami seryjnymi i zalecanym przez poszczególnych producentów czasem wiązania. Do badania wzięto 40 świeżo usuniętych ludzkich zębów trzonowych, w których odcięto korony na wysokość połączenia szkliwno-cementowego (CEJ), przy pomocy diamentowych krążków (Thin-Flex Premier). Nie stosowano chłodzenia. Tak przygotowane zęby zatopiono w bloczkach z żywicy akrylowej (Formatray, Kerr Corporation), pozostawiając ponad poziomem bloczka strukturę zęba o wysokości 2mm. Próbki każdego materiału endodontycznego zostały wykonane z zastosowaniem szablonu w kształcie cylindra o wymiarach 12,7mm wysokości i 5mm średnicy.

     W każdym przypadku cement uszczelniający został przygotowany ściśle według zaleceń producenta. Cylindryczne próbki poszczególnych materiałów zostały przyklejone do przygotowanej zębiny, po czym pozostawiono je do związania na czas określony przez producenta (Tabela 1). Następnie próbki przechowywano w temperaturze pokojowej przez 24 godziny zanim poddano je testom (aby zapewnić maksymalną siłę wiązania materiału).

     Dla każdej badanej próbki zanotowano tylko utratę adhezji (połączenia między zębiną, a uszczelniaczem), nie zaobserwowano utraty kohezji (uszkodzenie cylindrycznej formy materiału). W przypadku materiału RSA RoekoSeal Automix i cementu tlenkowo-cynkowo eugenolowego ROTH nie zaobserwowano żadnej siły wiązania do zębiny. (Tabela 2). Wyniki były mierzone w funtach na cal 2 (psi).

Statystyka

     Do zmierzenia wytrzymałości na siły tnące czterech wyżej omawianych cementów użyto nieparametrycznego testu Kruskal-Wallis (KW). Wybrano test nieparametryczny, ponieważ wytrzymałość dla grup RSA RoekoSeal Automix oraz cementu tlenkowo-cynkowo eugenolowego ROTH była identyczna i wynosiła zero, w konsekwencji czego nie spełniała wymogów koniecznych do właściwego rozprowadzania uszczelniacza. Gdy osiągnięto znaczący wynik testu KW, przeprowadzono szereg testów parzysto-porównawczych Mann-Whitney (MW) w celu ustalenia różnic między grupami. Wynik testów uznawano za statystycznie znaczący, jeżeli przekroczył granicę P<0.05.

Wyniki

     Tabela nr 2 przedstawia średnie wartości istandardowe odchylenia dla wytrzymałości na siły tnące wszystkich badanych grup. Najwytrzymalszy, okazał się uszczelniacz epoksydowy EZ-Fill (323.9 psi), najmniej wytrzymałym z kolei okazał się RSA RoekoSeal Automix (0 psi) oraz cement tlenkowo-cynkowo-eugenolowy ROTH.

     Zanotowano znaczące statystycznie różnice pomiędzy poszczególnymi grupami (test KW, P <0.0001). Wielokrotne testy porównawcze wykazały, że zarówno RSA RoekoSeal Automix jak i ROTH cement tlenkowo-cynkowo-eugenolowy są wzajemnie podobne, lecz statystycznie różnią się od AH-Plus i EZ-Fill (P<0.0001). EZ-Fill uzyskał statystycznie lepsze wyniki niż AH-Plus (P<0.0196)

Dyskusja

     Wytrzymałość na siły tnące wahały się w przedziale od wysokiej wartości (EZ-Fill - 323.9 psi) do niskiej (RSA RoekoSeal Automix, cement tlenkowo-cynkowo-eugenolowy ROTH - 0 psi). Zarówno EZ-Fill jak i AH-Plus utworzone są na bazie polimeru żywicy epoksydowej, podczas gdy RSA RoekoSeal Automix jest oparty na polimerze silikonowym, a cement ROTH - jest mieszaniną tlenkowu cynku z eugenolem (rys. 2). W każdym z wyżej wymienionych przypadków różnicę w wytrzymałości na siły tnące tłumaczy natura chemiczna użytych polimerów, zastosowanych w poszczególnych materiałach. Opis wszystkich monomerów oraz polimerów powstałych w każdej zachodzącej reakcji chemicznej został skrótowo przedstawiony na schemacie nr 2.

     W przypadku struktury chemicznej żywic epoksydowych (AH-Plus i EZ-Fill) istnieje wolne wiązanie w pierścieniu monomeru epoksydowego dlatego ostateczna matryca polimerowa zawieraja wolne grupy -OH (żywica epoksydowa na schemacie nr 2).

     Dzięki obecności tych wolnych grup hydroksylowych (-OH), zachodzi proces wiązania polimeru z wapniem (Ca+2) zawartym w zębinie (około Ca10(OH)2(PO4)6), co zapewnia wysoką wytrzymałość na siły tnące. Różnicę między AH-Plus, a EZ-Fill można przypisywać ich różnej lepkości, AH-Plus (baza i katalizator) występuje w formie pasty więc lepkość mieszaniny pasty epoksydowej jest z góry ustalona przez producenta. Porównując do EZ-Fill, występującego w formie proszku i płynu (żelu), AH-Plus jest bardziej lepki co utrudnia adhezję do zębiny (tabela 2). Uszczelniacz o niższej lepkości (taki jak EZ-Fill) może być łatwiej rozprowadzany i w konsekwencji efektywniej pokryć powierzchnię zębiny niż uszczelniacz o większej lepkości (AH-Plus). Poziom cytotoksyczności uszczelniacza AH-Plus został zmierzony przy pomocy metody dyfuzji agarowej (standard ISO); uszczelniacz wykazywał bardzo dużą odczynowość (stopień 4) w porównaniu z badaniem negatywowym, kontrolnym (Cohen et al., 2000)

     RSA RoekoSeal Automix jest materiałem na bazie silikonu zawierającym polidimetylosiloksan, chemicznie podobny do dimetylosiloksanu, stosowanego w masach wyciskowych (Graig, 1985). Cząsteczka dimetylosiloksanu to trójwymiarowy polimer (polimer silikonowy, patrz schemat 2) i nie zawiera żadnych wolnych, aktywnych grup zawierających tlen ( grupy hydroksylowej - OH), które mogłyby związać się z wapniem zawartym w zębinie. Innymi słowy, każdy atom tlenu w cząsteczce polimeru silikonowego jest już związany z pozostałymi atomami cząsteczki i nie występuje w stanie wolnym. Wynikiem tego jest brak jakiejkolwiek siły wiążącej materiału RSA RoekoSeal Automix z zębiną (0 psi, tabela 2). Jako ciekawy, należy odnotować fakt, że materiał wyciskowy zbudowany z polidimetylosiloksanu był używany w stomatologii od lat, gdyż jako polimer silikonowy, może być łatwo oddzielony od zębów i jako taki zachowuje się w przewidywalny sposób (Graig, 1985). Mechanizm wiążący w materiale RSA RoekoSeal Automix jest kolejną cechą upodabniającą go do materiału wyciskowego polidimetylosiloksanu, gdzie jako katalizator stosuje się kwas heksachloroplatynowy.

Ryc. 1. Schemat urządzenia testującego .

Ryc. 2. Schemat przedstawiający strukturę chemiczną żywicy epoksydowej, dimetylosiloksanu oraz eugenolu, oraz ich ostateczne matryce polimerowe. .

     W przypadku uszczelniacza tlenkowo-cynkowo-eugenolowego ROTH typu Grossman, reakcja wiążąca występuje pomiędzy nadmiarem tlenku cynku w proszku i płynu eugenolowego (patrz rys. 2). Możliwe jest wiązanie wapnia zawartego w zębinie z eugenolem, jednak zamiast tego, eugenol wiąże się z nadmiarem tlenku cynku, przez co nie obserwuje się adhezji do zębiny (0 psi).

Wnioski

     W eksperymencie sprawdzono cztery rodzaje uszczelniaczy endodontycznych (każdy z inną strukturą polimeru). Celem testu było zmierzenie wytrzymałości na siły tnące wiązania z zębiną tych materiałów. Wyciągnięto następujące wnioski:

• Żywica epoksydowa ma nieporównywalnie wyższą wytrzymałość na siły tnące (AH-Plus - 252.9 psi, EZ-Fill - 323.9 psi, niż RSA RoekoSeal Automix ze strukturą opartą na dimetylosiloksanie oraz cement tlenkowo-cynkowo-eugenolowy ROTH - 0 psi).
• Statystycznie, EZ-Fill okazał się mieć wyższą adhezję do zębiny od AH-Plus. Zarówno EZ-Fill jak i AH-Plus wykazały większą adhezję od RSA RoekoSeal Automix i cementu tlenkowo-cynkowo-eugenolowego ROTH.
• Struktura chemiczna ostatecznej matrycy polimeru będącego składnikiem uszczelniacza endodontycznego jest ważnym czynnikiem zapewniającym adhezję do zębiny
• Struktura chemiczna żywicy epoksydowej warunkuje nieporównywalnie wyższą adhezję do zębiny w porównaniu do struktury chemicznej dimetylosiloksanu czy mieszaniny tlenku cynku z eugenolem.