En jämförelse mellan citronsyra 10% och EDTA 3% med avseende på avlägsnandet av smearlayer och debris i maskinellt rensade rotkanaler. En SEM-studie. Petter Giving, Paul Stensen Odontologiska institutionen Karolinska institutet Sammanfattning Syftet med denna studie var att göra en jämförelse av renheten hos rotkanalväggen avseende debris och smearlayer efter maskinell rensning och spolning med citronsyra 10%-ig lösning respektive EDTA 3%-ig lösning. 30 extraherade homotänder valdes ut och rensades maskinellt under spolning med Dakins lösning och delades slumpvis in i två grupper (A och B). I syfte att avlägsna smear layer samt debris behandlades grupp A med citronsyra 10%-ig lösning och grupp B med EDTA 3%-ig lösning. Rötterna separerades och rotkanalerna studerades på tre olika nivåer, koronalt, intermediärt samt apikalt i svepelektronmikroskop (SEM) på 900x förstoring. Resultaten visade att ingen signifikant skillnad i renhet med avseende på smear layer eller debris förekom mellan de olika preparaten. Inledning En pulpa som av olika anledningar, såsom karies och trauma, blottas mot sin omvärld kommer ofrånkomligt att bli invaderad av munhålans bakterier. Dessa bakterier kommer etablera sig i pulpan som då i sin tur svarar med ett inflammationssvar. Får processen fortgå kommer bakterieinfektionen sakta men säkert bryta ner pulpan som till slut blir helt nedbruten och går i nekros. Detta blir en optimal boplats för bakterierna som får sig ett nytt hem i rotkanalsystemet. Inflammationen sprider sig så småningom även ut i den periapikala vävnaden om den inte på något sätt stoppas (1). Tanken med behandlingen av sjukdomen är att helt enkelt eliminera bakterierna från rotkanalsystemet och sedan återställa en ny konstgjord barriär mot munhålan, allt med målet att nya bakterier ej ska kunna kolonisera på nytt (1). Målet med behandlingen uppnås genom att man mekaniskt rensar kanalerna genom successiv vidgning av rotkanalsystemet som i slutet av behandlingen fylls igen med ett permanent tätt täckförband. Under processen använder man sig även av medikament för att hjälpa till med bekämpningen av bakterierna (1). Viktig aspekt under arbetet är att man åstadkommer en steril miljö genom att använda sig av kofferdam som gör att man ej får läckage av nya bakterier ner i kanalen när man jobbar. Även instrumenten som används under arbetet är steriltvättade (1). Under själva rensningsprocessen, som kan ske med både ett maskinellt eller manuellt system kommer man ofrånkomligt att skapa ett sliplager. Detta sliplager kallar vi smear layer och består av oorganiska och organiska komponenter (2). Smear Layer är för oss ogynnsamt eftersom detta kan bli hemvist åt kvarvarande bakterier (3) samt att rotfyllningen ej blir så tät som vi hoppas genom att sealern ej kan tränga in i dentintubili och skapa optimal vidhäftning och täthet (4). Hur kan man då få bort detta lager? Under behandlingens gång spolas 1
rotkanalsystemet kontinuerligt med det bakteriedödande och organiskt upplösande medlet natriumhypoklorit 1-5,25 %. Detta har dock ingen effekt på smear layer (2) utan man måste istället försöka använda sig av något dekalcificerande medel såsom etylendiamintetraacetat (EDTA) som i studier visat sig ha effekt (5). Det som händer när EDTA appliceras är att det tillsammans med Ca-joner bilder ett stabilt komplex, sk chelat, och löser på så sätt upp tandsubstans. Ett alternativ till EDTA är citronsyra. Dess funktion när det kommer till avlägsnande av smear layer beror på att i denna svaga syra har vi anjonen citrat. Citrat har den förmågan att komplexbinda sig till flervärda metalljoner t.ex Ca2+, via positiv och negativ attraktion kommer nu alltså citratet och metalljonen binda samman och genast löses dentinpartiklarna i smear layer upp (6,7). Syftet med denna studie var att ställa citronsyra och EDTA mot varandra och se vilken som är effektivast mot smear layer samt debris. Material och metoder Urval 30 extraherade homotänder valdes ut bestående av premolarer och molarer med lätt böjda kanaler (10-25 grader) och slutet apex. Tänderna som används förvaras både före och under försöksprocessen i 0,5% klorhexidinlösning (Fresenius Kabi 0,5 mg/ml, kutan lösning Uppsala Sverige). Rotkanalspreparation och spolning Trepanering och cavumpreparation genomfördes med high speed-vinkelstycke (Synea HS, TA-98L, W&H, Austria) samt Endo-eze access bur (Ultradent, Utah, USA) med lokalisation av kanaler med rak tillgång. Rensdjupet dvs 1mm från anatomiskt apex fastställdes med hjälp av K15 fil och ljuskälla (75 w bordslampa). Kanalerna rensades med hjälp av det maskinella systemet RaCe (FKG, La Chaux-de-Fonds, Schweiz). Den maskinella rensningsmaskinen (TC motor 3000) ställs in på följande inställningar: Varvtal: 300 varv/min, Torque: 45. Rensningsteknik crown-down enligt fabrikantens rekommendationer (10) och med följande schema för filar används: 2
Type Pre- RaCe 1/3 RaCe 2/3 RaCe 3/3 References No ISO Tapers Crosssection Instr.length/workingpart(mm) Metal 01.710.19.040 GM 40 0,1 19/9 Niti 1st 01.708.19.035 GM 35 0,08 19/9 Niti 2nd 01.706.19.030 GM 30 0,06 19/10 Niti 3rd 01.704.25.025 GM 25 0,04 19/10 Niti 4th 01.702.25.025 GM 25 0,02 25/16 Niti 5th 01.702.25.030 GM 30 0,02 25/17 Niti 6th 01.702.25.035 GM 35 0,02 25/18 Niti 7th 01.702.25.040 GM 40 0,02 25/19 Niti 8th Under hela rensningsprocessen spolar vi rikligt (2ml) med Dakins lösning (0,5 % natriumhypokloritlösning, Apoteksbolaget, Sverige) mellan varje fil med hjälp av spolsprutor utrustade med kanyl (Navitip TM, 25mm, REF/UP 1250, Ultradent, Utah, USA). All spolning förekommer 2 mm från rensdjup. Efter slutlig rensning spolar vi ur kanalerna rikligt med Dakins lösning. Nu sker ett slumpmässigt urval av tänderna i 2 grupper. Grupp A citronsyra 10%-ig lösning (Ultradent, Utah, USA) och grupp B EDTA 3%-ig lösning (Tubulicid Plus, Dental Therapeutics AB, Nacka, Sverige).Grupp A: Kanalen fylls med citronsyra 10% som får verka i 1 minut. Grupp B: kanalen fylls upp med EDTA 3% som får verka under 1 minut. Båda grupperna spolas sedan åter rikligt med Dakins lösning. Tänderna förvaras sedan återigen i 0,5% klorhexidinlösning. Klyvning/Separering För att få fri insikt till rotkanalerna för granskning måste vi frilägga kanalerna. Detta åstadkoms genom klyvning. En skåra preparerades på vardera sida av rotkanalen i rotens längdaxel med hjälp av en separertrissa (Dentatus, DT-126P Hp, Stockholm, Sweden) i nedväxlat handstycke (1:16; W&H Dentalwerk, Burmoos Austria). Roten klyvdes sedan i två delar med hjälp av ett planinstrument. Preparaten granskades okulärt för att fastställa vilka preparat som gick att använda. Resultatet av detta blev att 15 preparat ur varje grupp gick att använda ur ett koronalt, intermediärt och apikalt perspektiv. Eliminering av eventuellt slipdamm spolades bort med vatten i 3 sekunder med en trestegsspruta. Preparaten sköljdes även med avjoniserat vatten för att få bort utfällda saltkristaller. Slutligen placerades preparaten i ett 60 värmeskåp under 48 tim Sputtring Preparaten som valdes ut kodades och fixerades med silverlim (Quick Drying Silver Paint, Agar, Scientific,Ltd, UK) på aluminiumstubbar och ställdes in i torkskåp på 60 i 24 timmar. 3
För att skapa förutsättningar för granskning i svepelektronmikroskopet sputtrades preparaten under vakuum i 500 sekunder (Sputter Coater, Bal-Tec SCD 005, UK). Detta gjorde att vi fick ett 20nm tjock platinaskikt över preparaten. SEM undersökning och fotografering Preparaten granskades i svepelektronmikroskop (ZEISS, ULTRA 55, Field Emission Scanning Electron Microscope) med en spänning på 15 kv. Områden av kanalen som skulle granskas bestämdes under 34 x förstoring. De olika segmenten fotograferades under en förstoring på 900 x. Bilderna sparades sedan och printades ut (HP 5 Laserjet, Hewlett-Packard Company, USA). Bedömningen och klassificeringen av renheten med avseende på smearlayer och debris gjordes med dessa bilder som underlag. Bilderna kodades även inför kommande granskning. Gradering Följande 5-gradiga skala användes vid skattningen av rotkanalernas renhet: 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. Två observatörer genomförde granskningen,oberoende av varandra och slutligen tillsammans. Därefter utvärderades bilderna slutligen av en specialist inom endodonti. Statistisk analys Den statistiska analysen genomfördes med hjälp av Mann-Whitney U Test i programmet Winstat. Statistisk signifikans sattes till p < 0.05 Resultat Efter den statistiska analysen (p<0.05) kunde vi konstatera att ingen signifikant skillnad förekom med avseende på avlägsnande av smear layer eller debris mellan grupp A (citronsyra 10%) samt grupp B (EDTA 3%). Detta statiska faktum gäller på rotkanalens samtliga nivåer dvs. coronalt, intermediärt samt apikalt. Följande figurer visar på hur resultatet föll ut efter det att vi analyserat bilderna efter vår femgradiga skala. Y-axeln utgör antal preparat medan X-axeln utgörs av den femgradiga skalan som visar graderna av renhet med avseende på smear layer samt debris. 4
Fig. 1: Fördelning av smear layer-grad på coronal nivå. Ingen signifikant skillnad mellan grupperna kunde påvisas (p=0,67). Fig. 2: Fördelning av smear layer-grad på intermediär nivå. Ingen signifikant skillnad mellan grupperna kunde påvisas (p=0,92). 5
Fig. 3: Fördelning av smear layer-grad på apikal nivå. Ingen signifikant skillnad mellan grupperna kunde påvisas (p=0,92). Fig. 4: Fördelning av debris-grad på coronal nivå. Ingen signifikant skillnad mellan grupperna kunde påvisas (p=0,59). 6
Fig. 5: Fördelning av debris-grad på intermediär nivå. Ingen signifikant skillnad mellan grupperna kunde påvisas (p=0,92). Fig. 6: Fördelning av debris-grad på apikal nivå. Ingen signifikant skillnad mellan grupperna kunde påvisas (p=0,92). Diskussion Målet med studien var att se om någon skillnad mellan EDTA 3% samt citronsyra 10% förekom med avseende på smear layer samt debris. Tidigare liknande studier som genomförts har visat att det faktiskt finns en skillnad mellan de båda spolvätskorna, och då till citronsyrans fördel (8). Detta faktum gjorde att när vi gick in i detta projekt hade vi en arbetshypotes att debris samt smear layer faktiskt bekämpas bäst med citronsyra 10%. När till slut våra resultat granskats färdigt kunde vi dock konstatera att vi ej fick fram att någon vätska skulle vara mer effektiv än den andra. Detta resultat måste dock tas med en nypa salt då en hel del felkällor omgärdat projektet. Till att börja med så var operatörerna, dvs författarna av denna studie något av två relativa nybörjare inom maskinell rensningsteknik samt det endodontiska fältet i allmänhet. Detta kan ha haft utfall på standardiseringen av egentligen alla steg i denna studie, från rensning, 7
spolning och klyvning till SEM hanteringen. Allt detta kan ha haft påverkan på våra preparat avseende smear layer samt debris. Ett av de mest utsatta stegen i denna studie var när klyvning för möjliggörande av studering av kanalytan skulle ske. Små tänder i kombinationen med en otymplig separertrissa resulterade allt för ofta i att sågningen gick något för långt in vilket gjorde att enstaka kanaler blev förstörda. Det vill säga att istället för att bryta upp preparatet den sista biten kom vi istället in med trissan hela vägen och skapade på så sätt slipdam ner i kanalpreparatet, slipdam som i senare skede kan misstolkas som debris. Detta kan i slutändan ha haft en stor betydelse med tanke på den ringa omfattningen på denna studie. Annan ganska stor och utslagsgivande felkälla kan ha varit att vårt graderingssystem var lite för onyanserat. Istället för en femgradig skala kanske vi istället skulle ha behövt minst en gradering med dubbelt så många nyanser. Sjugradiga skalor har prövats i andra studier (11) rörande smear layer samt debris men i och med att de flesta andra liknande studier som gjorts (9, 12, 13) var gjorda med en femgradig skala ville även vi använda oss av det för att på bästa sett kunna jämföra oss med tidigare resultat. Nu blev det i ganska många fall att två preparat som egentligen inte såg likadana ut hamnade inom samma gradering enbart beroende på att det fanns för få variationer att välja mellan. Det var inte bara själva graderingssystemet som var lite i underkant utan även antalet preparat som vi jobbade med. Hade vi haft en större grupp med tänder skulle vi kanske kunnat utesluta felkällor som i vår studie kan ha varit helt avgörande men i praktiken enbart handlat om slumpen. I en större grupp hade dessa fel på ett helt annat sätt kunnat slätas ut. Preparaten vi använde oss av skulle i en perfekt värld varit identiska, nu var det dock inte så. Vissa tänder uppvisade stora ovala kanaler medan andra hade mindre runda kanaler. På tänder med ovala kanaler upplevde vi, och kunde även konstatera i SEM, att filen endast avverkat mitt i preparatet och alltså ej mekaniskt rensat ute i periferin. Då beroende på hur man sedan klyver sin tand för studie i SEM kan man helt enkelt hamna med ett helt obearbetat preparat vilket har ett negativ utfall på en sådan här studie. Koncentrationerna på våra spolvätskor är ytterligare en faktor man kan laborera en aning med. Kan man kanske tänka sig att en starkare koncentration av EDTA eller citronsyra kan ha bättre effekt på smear layer. Dock har tidigare studier då man jämfärt 24 % EDTA-lösning mot 3 % EDTA-lösning visat på att ingen större skillnad förekom (9). Nästa variabel man kan laborera med är att man ändrar verkningstiderna för att se vad som kan tänkas hända om citronsyran får verka under en längre tid. Som slutord i detta arbete tror vi ändå, trots att mycket kan ha gått fel på vägen att vi fick fram ett någorlunda rättvist resultat, det är alltså inte någon större skillnad i egenskaper mellan de två olika produkterna. Tillkännagivande Stort tack riktas till våra stadiga handledare Michael Ahlquist och Johan Ohlin för excellent vägledning inom endodontins underbara värld. Tack även till Kjell Hultenby och Ingrid Linell på KFC (Kliniskt forskningscentrum) Huddinge sjukhus för hjälp med SEM utrustningen. Även Per Alstergren bidrog med den statistiska analysen. Referenser 1. Bergenholtz G, Hørsted-Bindslev P, Reit C. Textbook of Endodontology. Blackwell Munksgaard. 2003 8
2. Pashley DH. Smear layer: overview of structure and function. Proc Finn Dent Soc 1992; 88(Suppl 1):215-24. 3. Torabinejad M, Handysides R, Khademi AA, Bakland LK, Clinical implications of the smear layer in endodontics: a review. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2002;94:658-66 4. Kouvas V, Liolios E, Vassiliadis L, Parissis-Messimeris S, Boutsioukis A, Influence of smear layer of penetration of three endodontic sealers: an SEM study. Endod Dent Traumatol 1998;14:191-5 5. Aktener BO, Bilkay U. Smear layer removal with different concentrations of EDTAethylenediamine mixtures. Journal of Endodontics 1993 May;19(5):228-31. 6. Wayman BE, Kopp WM, Pinero GJ, Lazzari EP. Citric and lactic acids as root canal irrigants in vitro. Journal of Endodontics 1979 Sep;5(9):258-65. 7. 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. 8. Machado-Silveiro, L. F., S. Gonzalez-Lopez, et al. (2004). Decalcifiation of root canal dentine by citric acid, EDTA and sodium citrate. Int Endod 37(6): 365-9. 9. Cederquist H, Naimi-Akbar A. Rotkanalens renhet efter maskinell rensning och spolning med 24 % EDTA lösning. Odontologiska institutionen Karolinska institutet 2006 10. http://www.odont.uio.no/om/iko/fagavdelinger/endodonti/demoer/race.pdf 11. Borgwardt A, Lundström J. En jämförelse av rotkanalens renhet med avseende på smear layeroch debris efter spolning med Natriumhypoklorit och EDTA i olika koncentrationer. Odontologiska institutionen Karolinska institutet 2005 12. Wallander E, Ström J. En jämförande SEM-studie av rotkanaler efter maskinell rensning med NiTiTee -filar samt rengöring med Amdent / EMS ultraljudsutrustning Odontologiska Instutionen Karolinska Institutet 2004 13. Giving J, Granhagen O. Skillnader i avlägsnandet av smear layer och debris efter maskinell rensning av rotkanaler: En jämförelse av Amdent och EMS ultraljudsutrustning i kombination med EDTA. Odontologiska institutionen Karolinska institutet 2004 9