Björn Eriksson, Bengt Helin Institutionen för odontologi Karolinska Institutet

En jämförelse mellan EDTA 3 % och EDTA 3 % i kombination med 10 % Citronsyra med avseende på avlägsnandet av smearlayer och debris i maskinellt rensade rotkanaler. En SEM-studie. Björn Eriksson, Bengt Helin Institutionen för odontologi Karolinska Institutet Sammanfattning Syftet med studien var att jämföra renhet med avseende på smear layer samt debris i extraherade tänder efter maskinell rensning och behandling med 3 % -ig EDTA lösning (Tubulicid Plus ) alternativt med 3 % -ig EDTA (Tubulicid Plus ) i kombination med 10 % -ig Citronsyragel (Ultradent ). Trettioåtta extraherade homotänder rensades maskinellt med Profile systemet (Profile Dentsply) under spolning med Dakins lösning och delades slumpvis in i två grupper (A och B). För att avlägsna smear layer samt debris behandlades grupp A med 3 % -ig EDTA lösning (Tubulicid Plus ) och grupp B med 3 % -ig EDTA (Tubulicid Plus ) i kombination med 10 % -ig Citronsyragel, (Ultradent ). Rötterna delades och studerades på tre nivåer, koronalt, intermediärt samt apikalt i svepelektronmikroskop (SEM) på 600x förstoring. Studien visade på en signifikant skillnad i renhet med avseende på smear layer på samtliga nivåer. Resultatet visade inte på någon signifikant skillnad vad gäller debris. Inledning Huvudmålet vid endodontisk behandling är att åstadkomma en så ren och bakteriefri rotkanal som möjligt och att försegla kanalen både coronalt och apikalt för att undvika reinfektion (1). Rotkanaler instrumenteras mekaniskt under aseptiska förhållanden och spolas rikligt med natriumhypokloritlösning för att avlägsna det debris som uppstår. Spolvätskan har förutom en antibakteriell effekt och förmåga att lösa upp organiskt vävnad även en smörjande effekt (2). I de allra flesta fall har inte rotkanalen den ur rensningssynpunkt ideala formen dvs. ett rakt koniskt rör utan rotkanalens anatomi kan se väldigt skiftande ut. Vanligen finns både förgreningar sidokanaler och apexdeltan, allra helst vid bandformade kanaler då det ofta är mer ett rotkanalssystem än en rotkanal (1, 3) Genom att vidga och forma rotkanalen tillåts en bättre åtkomst och effektivare rengörning samtidigt som det skapas tillräckligt utrymme vilket är en förutsättning för att göra en tät rotfyllning (3). Krökta kanaler kan ibland vara väldigt problematiska att behandla då det relativt sett stela instrumentet, rotfilen tenderar att räta ut kanalen(1). Balance force tekniken som först beskrevs av Roane et al (4) är i dag den teknik man mest förespråkar och lär ut för rotrensning med handinstrument. Denna teknik medger att den böjda kanalen kan rensas till apex utan att det sker en uträtning eller apikal transport. Balance force tekniken kräver dock flexibla instrument med icke skärande spets. Utvecklingen av nickel-titan (NiTi) legeringar har revolutionerat användningen av maskinell instrumentering vid rotbehandling (3). NiTi har en unik förmåga i kristallstrukturen som gör att det ändrar fas vid belastning och blir då extremt flexibelt (5). Rotfilar i NiTi är mycket följsamma varför tidigare vanliga komplikationer som perforation och kanaltransport har minskat i antal även när det gäller maskinell rensning. Det rekommenderas dock att klinikern är väl förtrogen med sitt rensningssystem innan det tas i bruk kliniskt (3). 115

När rotkanaler rensas bildas ett s.k. smear layer (6), bestående av ett ca 1-2µm tjockt lager av amorf massa med oorganiska och organiska komponenter av vävnadsrester från odontoblastutskott, dentin samt mikroorganismer(8), som både täcker rotkanalens preparerade väggar och kan tränga in i dentintubuli upp till 40µm (7, 8). Smear layer bör avlägsnas då det kan härbärgera mikroorganismer och därför bidra till reinfektion. Det har också beskrivits att det hindrar sealer från att penetrera dentintubuli i samband med rotfyllning (9, 8, 10). Natriumhypoklorit vid spolning kan ej ensamt lösa smear skiktet (8, 10), därför krävs ytterligare något medel som löser oorganiskt material. Vanligtvis används EDTA (etylendiamintetraacetat). Detta verkar som ett chelat genom att bilda komplex med Ca-joner och bryter på så vis ner de små dentinpartiklarna som ingår i smearet. Det finns en rad olika lösningar på marknaden där EDTA eller andra chelatorer ingår. Även flera organiska syror har undersökts som substitut till EDTA (8), däribland citronsyra som idag anses vara ett lämpligt alternativ (11). Tubulicid Plus som används i arsenalen av rotkanalsmedikament på tandläkarhögskolan i Huddinge (innehåller 3 % EDTA enl. tillverkarens MSDS material safety data sheet) fylles i kanalen efter rensningsarbetet och får verka 1 min varefter det spolas bort med Dakins lösning (0,5 % natriumhypokloritlösning) (3). Det har emellertid visat sig att smear layer inte kan elimineras utan kvarstår i större eller mindre mängd främst i den apikala tredjedelen. Den främsta anledningen torde bero på att EDTA har en hög ytspänning därför inte tränger ner tillräckligt apikalt (8). Syftet med denna studie var att undersöka om det ett tillägg med 10 % citronsyra ger högre grad av renhet i avseende på smear layer och debris jämfört med standard metoden med enbart Tubulicid Plus. Material och metoder Urval 38 extraherade homotänder användes i försöket. Molarer, i huvudsak 8-or från samtliga kvadranter samt ett antal 6 och 7-or valdes ut. Kriterierna var att rotkanalerna hade en divergens på max 15 och ett slutet apex. Tänderna förvarades innan och under försöket i en 0,5 % klorhexidinlösning (Fresenius Kabi 0,5 mg/ml, kutan lösning Uppsala Sverige) Rotkanalspreparation och spolning Tänderna trepanerades med diamant i high-speed vinkelstycke (Synea HS, TA-98L, W&H, Austria). Kavumpreparationen utfördes med en förlängd rundborr (28 mm Meissinger, Germany) enl. gängse praxis. Innan rensningen påbörjades fastställdes rensdjupet till 1-2 mm från anatomiskt apex med en K-15 fil under genomlysning med bordslampa, 75 w. Rotkanalerna rensades med maskinell teknik (TC motor 3000 i nedväxling 16:1, 250 varv/min) med ProFile (Dentsply, Maillefer, Ballaigues, Schweiz) enligt Crown down technique i enlighet med tillverkarens föreskrifter. Rensningen inleddes med en vidgning av den koronala delen av kanalen med ProFile, Orifice Shaper #3 (OS3) och ProFile Orifice Shaper #2 (OS2), därefter rensades den intermediära delen med fil 06/25 och 06/20, för att nå rätt rensdjup användes 04/25 och 04/20, rensningen avslutades med 06/20 ned till korrekt rensdjup Mellan varje filbyte samt när kanalerna var färdigrensade spolades kanalerna med 1,0 ml Dakinslösning (0,5 % natriumhypokloritlösning, Apoteksbolaget, Sverige) med en spolspruta (3,0 ml, Becton Dickinson & CO, USA). Dessa förvarades återigen i 116

klorhexidinlösning enl. ovan. Rotkanalerna slumpades därefter i grupp A och grupp B. Efter detta torrlades rotkanalerna med papperspoints (Nordenta AB, Enköping Sweden) Kanalerna i grupp A fylldes med 3 % -ig EDTA lösning (Tubulicid Plus Endo, Dental Therapeutics AB, Nacka, Sverige) som fick verka i exakt 60 sek och spolades därefter med 1,0 ml Dakins. Kanalerna i grupp B behandlades på samma sätt med 3 % -ig EDTA lösning (Tubulicid Plus Endo, Dental Therapeutics AB, Nacka, Sverige) under 60 sek därpå ursköljning med 1,0 ml Dakins och fylldes sedan med 10 % citronsyra (Ultradent, Citric Acid 10 % solution, ph~3) som direkt efter applicering spolades ur med 1,0 ml Dakins enligt återförsäljarens rekommendationer. För urspolningen användes spolspruta(3,0 ml, Becton Dickinson & CO, USA) och spolspets (Max-i-Probe, diam. 0,3 mm, Dentsply Maillefer, USA). Klyvning/Separering För att frilägga rotkanalerna preparerades en skåra på vardera sida av rotkanalen i dess längdaxel med hjälp av separertrissa (Dentatus, DT-126P Hp, Stockholm, Sweden) i nedväxlat handstycke (1:16; W&H Dentalwerk, Burmoos Austria). Sedan spräcktes roten i två delar med ett planinstrument. Rothalvorna granskades med lupp i 2,5x förstoring för att se hur stor del (coronalt, intermediärt samt apikalt) av rotkanalen som var möjlig att undersöka med svepelektronmikroskop. Bortfallet blev 3 preparat i grupp A samt 4 preparat i grupp B. Slutligen efter bortfall vid rensning och separering blev det i grupp A 20 preparat kvar där alla tre segmenten gick att undersöka, 25 preparat där man kunde studera de coronala och intermediära segmenten. I grupp B blev det 19 preparat där samtliga tre segmenten kunde undersökas, 26 preparat där den coronala delen och 27 där den intermediära delen var möjlig att studera. För att eliminera ev. slipdamm spolades rothalvorna med vatten under 3 sek med trestegsspruta. Preparaten sköljdes i avjoniserat vatten för att lösa upp utfällda saltkristaller innan de placerades i 60 värmeskåp i 48 tim. Sputtring De utvalda preparaten fixerades med silverlim( Quick Drying Silver Paint, Agar, Scientific, Ltd, UK) på aluminiumstubbar. Ytterligare torkning i torkskåp 60 i 24 tim. Inför kommande granskning kodades preparaten för att omöjliggöra identifiering av grupptillhörighet. Preparaten belades med ett 20 nm tjockt platinaskikt i sputter under vakuum under 500 sek. (Sputter Coater, Bal-Tec SCD 005, UK) i 500 sek. Detta för att göra det möjligt att se de olika strukturerna i SEM. SEM undersökning och fotografering Preparaten granskades i svepelektronmikroskop (JEOL JSM-820, Scanning microscope, Tokyo, Japan) under en spänning av 15 kv. De olika områden i kanalen som skulle undersökas bestämdes under 20 x förstoring. Fotograferingen av de utvalda segmenten skedde på 600 x förstoring. Bilderna fördes sedan över till ett dataprogram (KS 400, Version 2.0 Windows release, 1995) och printades ut (HP 5 Laserjet, Hewlett-Packard Company, USA). Dessa bilder utgjorde underlag för klassificering och bedömning av renhet med avseende på smearlayer och debris. Inför kommande granskning kodades även dessa bilder. Gradering Renheten i rotkanalerna skattades enl. följande 5-gradiga skalor som använts vid liknande studier (12). 117

Smear layer 1. Ingen smear layer, öppna dentintubuli. 2. Tunt lager smearlayer, de flesta dentintubuli är öppna. 3. Homogent lager med smearlayer täcker den största delen av ytan, några få dentintubuli är öppna. 4. Homogent lager smearlayer täcker ytan, inga dentintubuli är öppna. 5. Ett tjockt lager icke homogent lager täcker ytan. Debris 1. En ren rotkanal, mycket lite debris. 2. Lite debris. 3. Moderat mängd debris, mindre än 50 % av ytan på preparatet är täckt. 4. Väsentligt med debris, mer än 50 % av ytan är täckt. 5. Rotkanalens yta är helt eller nästan helt täckt av debris. Granskningen genomfördes av två observatörer, först oberoende av varandra, därefter tillsammans. Efter denna genomgång utvärderades dessa bilder av en specialist inom endodonti. Statistisk analys Dessa värden bearbetades med hjälp av Mann-Whitney U Test. Gränsen för statistisk signifikans sattes till p < 0,05. Resultat Undersökningen visar en statistisk signifikans vad gäller skillnader i avlägsnande av smear layer på samtliga tre nivåer. Det blev renare i de kanaler som behandlades med både 3 % EDTA och 10 % Citronsyra. Coronalt (p = 0,0032), intermediärt (p = 0,0028) samt apikalt (p = 0,0021). Vad gällande debris uppvisades ingen signifikant skillnad coronalt ( p = 0,058) och intermediärt ( p = 0,177). Dock var grupp A signifikant renare på apikal nivå ( p = 0,015). Smear layer coronalt Antal preparat 14 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 Grad av renhet 3 % EDTA 3 % EDTA i komb med 10 % Citronsyra Fig. 1 Visar fördelning av mängd smear layer på samtliga observationer på coronal nivå. 3 % EDTA i kombination med 10 % Citronsyra är signifikant renare (p= 0,0032) 118

Smear layer intermediärt Antal preparat 10 8 6 4 2 3 % EDTA 3 % EDTA i komb med 10 % Citronsyra 0 1 2 3 4 5 Grad av renhet Fig. 2 Visar fördelning av mängd smear layer på samtliga observationer på intermediär nivå. 3 % EDTA i kombination med 10 % Citronsyra är signifikant renare (p= 0,0028) Smear layer apikalt 20 Antal preparat 15 10 5 3 % EDTA 3 % EDTA i komb med 10 % Citronsyra 0 1 2 3 4 5 Grad av renhet Fig. 3 Visar fördelning av mängd smear layer på samtliga observationer på apikal nivå. 3 % EDTA i kombination med 10 % Citronsyra är signifikant renare (p= 0,0021). Diskussion Natriumhypoklorit som introducerades i den dentala litteraturen 1936 (13) är fortfarande det vanligast förekommande spolmedlet vid rotkanalsdesinfektion om endodontin (11). Det har förmågan att lösa upp nekrotisk vävnad och ger även en bred bakteriostatisk effekt utan att vara vävnadstoxisk om man väljer att använda Dakins lösnings som är en 0,5 % natriumhypoklorit lösning. Däremot har det marginell effekt att avlägsna smear layer (8). Smear layer bör emellertid avlägsnas då det dels kan härbärgera mikroorganismer dels stänga inne mikroorganismer i infekterade dentintubuli, vilket i sig kan bidra till reinfektion av 119

rotkanalsystemet. Det har också beskrivits att det hindrar sealer från att penetrera dentintubuli i samband med rotfyllning (9, 8, 10). För ändamålet att eliminera smear layer krävs ämnen som har förmåga att bryta ned dess oorganiska komponenter. Sedan länge har man använt chelat i olika former och konc. Ordet chelat härstammar från Grekiskans chele som betyder krabbklo. Chelater är stabila komplex av metalljoner och organiska ämnen i ringformade bindningar. Chelatorns förmåga att kunna binda och inaktivera metalljoner är välkänd inom medicinen och utnyttjas ibland då man vill binda något giftigt ämne i kroppen för att snabbare kunna utsöndra det. (7) En välkänd chelat inom endodontin är EDTA vilket ingår i många av de lösningar som finns att tillgå på marknaden (7). Citronsyra är i dag ett allmänt erkänt alternativ till EDTA (11). Att citronsyra, som är en svag syra, fungerar så pass bra beror på att anjonen, citrat, har förmågan att komplexbinda till flervärda metalljoner t.ex. Ca 2 +. Citratets negativa grupper omfamnar den positiva metalljonen på grund av attraktionen mellan positiva och negativa laddningar. Och på så sätt löses de mikroskopiskt små dentinpartiklarna i smear layer upp (14). Vid tidigare studier av citronsyra har man gjort försök med koncentrationer på 5 %, 10 %, 25 % samt 50 % och ett ph på 1,1 resp. 6,0. De visade att citronsyra med lägre koncentration och lägre ph avlägsnade smear layer mer effektivt än citronsyra med samma konc och högre ph. Ett lågt ph har dessutom en etsande effekt på dentintubuli (15). Den 10 % -iga Citronsyran i vår studie hade ett ph på ca 3 enl. tillverkarens MSDS. Andra studier, där man kontrollerat om tidsaspekten har någon inverkan på avlägsnandet av smear layer visade att det blev renare i kanalen om 10 % - ig citronsyra låg i kanalen under 3 min jämfört med om det låg i 5 eller 15 min. (16). I försök där man undersökt biokompatibiliteten/toxiciteten hos olika chelatorer har man funnit att låga koncentrationer ( 5 % och 10 %) av citronsyra ger mycket lite skada på levande cellkultur jämfört med 17 % EDTA och 25 % ig citronsyra som kraftigt påverkar cellerna i deras förmåga överleva och växa (17). I vår studie erhölls en klart renare kanal när kanalen fylldes med citronsyra varefter den omedelbart spolades bort. Möjligen hade en ytterligare förbättring kunnat ses om syran fått ligga kvar i 3minuter. I den allmänna strävan att hitta ett medel som har alla de goda egenskaper dvs. löser både oorganiska och organiska material, ytspänningsnedsättande, bakteriostatiskt, smörjande etc. har MTAD ( Mixture of a Tetracycline isomer, an Acid and a Detergent) utvecklats. MTAD har visats sig effektivt att avlägsna smear layer och fungerar även som spolmedel under rensningen. MTAD innehåller även antibiotikum (Tetracyklin) med dess för och nackdelar. Det har förmåga att binda till tandsubstansen och på så sätt få en förlängd verkanstid. Nackdelarna är att det kan utveckla bakterieresistens samt att det är en potentiell allergirisk (2). Studier har visat att MTAD har mindre destruktiv verkan på dentintubuli än EDTA när det används som avslutande sköljmedel (18). Felkällor i denna typ av studie kan vara att operatörernas vana och skicklighet har en viss inverkan på resultatet dvs. hur optimalt rensade kanalerna blev innan de behandlades med de olika medlen. Rötternas varierande anatomi kan ha påverkat resultatet då vissa kanaler var mer böjda och troligen svårare att spola ur. Då det inte användes något stopp på spolsprutan är det också osäkert om varje spolning skedde på uppmätt rensdjup. 120

Vår undersökning kan tyda på att man uppnår en renare rotkanal med avseende på smear layer om man kombinerar 3 % EDTA med 10 % citronsyra. Vad studien däremot inte kan visa är om rotkanalens ökade renhetsgrad beror på kombinationen av dessa ovan nämnda preparat eller om den beror på att preparaten i grupp B blev sköljda en extra gång i och appliceringen av citronsyran. Resultaten av denna studie pekar mot att 10 % citronsyra bör användas i samband med rotkanalsrensning. Vidare studier krävs för att bl.a.undersöka optimal expositionstid i rotkanalen Tillkännagivande Ett stort tack till våra handledare Michael Ahlquist och Johan Ohlin som fanns till hands med idéer och råd när behovet var som störst. Tack även till Kjell Hultenby och Ingrid Linell på KFC (Kliniskt forskningscentrum) Huddinge sjukhus för instruktioner och hjälp med användandet av SEM- utrustningen samt till Sofia Tranaeus för bearbetningen av resultaten. Referenser 1. Berg J O. Praktisk endodonti. Gothia 2002; ISSN/ISBN: 91-7205-345-3. 2. Kunskapsdokument från KDM-IX. www.sos.se/kdm/rktflik.htm 3. Carrotte P. Endodontics: Part 7 Preparing the root canal. British Dental Journal. 2004;197:603-613. 4. Roane JB, Sabala CL, Duncanson MG. The balanced force concept for instrumentation of curved canals. J Endod 1985;11:203-211. 5. Schäfer E. Root canal instruments for manual use: A review. Endod Dent Traumatol 1997;13:51-64. 6. McComb D, Smith D. A preliminary scanning electron microscopic study of root canal after endodontic procedures. J Endod 1975;1:238-42. 7. Hülsmann M, Heckendorff M, Lennon A. Chelating agents in root canal treatment: mode of action and indications for their use. Int Endod J. 2003 Dec;36(12):810-30. 8. Stamatova IV, Vladimirov SB. The smear layer in the root canal and its removal. Folia Med (Plovdiv). 2004;46(4):47-51. 9. Kokkas AB, Boutsionhis A Ch, Vassiliadis LP, Stavrianos CK. The influence of the smear layer on dentinal tubule penetration depth by three different root canal sealers: An in vitro study. J of Endodontics. 2004 Feb;30(2)100-2. 10. Torabinejad M, Handysides R, Khademi AA. Clinical implications of the smear layer in endodotics. A review. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2002;94:658-66. 121

11. Saunders W. Latest concept in root canal treatment. British Dental Journal. 2005;198:515-16. www.bda-events.org 12. Ahlquist M, Henningsson O, Hultenby K, Ohlin J. The effectiveness of manual and rotary techniques in the cleaning of root canals: a scanning electron microscopy study. International Endodontic Journal, 2001;34: 533-7. 13. Walker A. A definite and dependable therapy for pulples teeth. J Am Dent Assoc 1936;23:1418-25. 14. http://school.chem.umu.se 15. Haznedaroğlu F. Effecacy of various concentration of citric acid at different ph values for smear layer removal. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2003;996:340-4. 16. Scelza MF, Pierro V, Scelza P, Pereira M. Effect of three different time periods of irrigation with EDTA-T, EDTA, and citric acid on smear layer removal. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2004 Oct;98(4)499-503. 17. Malheiros CF, Marques MM, Gavini G. In vitro evaluation of the cytotoxic effects of acid solutions used as canal irrigants. J Endod. 2005 Oct;31(10):746-8. 18. Torabinejad M, Khademi AA, Babagoli J, Cho Y, Johnson WB, Bozhilov K, Kim J, Shabahang S. A new solution for the removal of the smear layer. J Endod 2003;29(3):170-5. 122