Aims Preservation of peri-cervical dentin during the preparation of endodontic access is important to prevent fractures and improve the long-term prognosis. The purpose of this study was to evaluate the impact of rotary file instrumentation (TruNatomy and XP-Endo Shaper) on peri-cervical dentin removal, depending on access size. Materials and Methods Forty 3D printed mandibular first molars, with either a small or large access design, were instrumented using TruNatomy or XP-endo Shaper file systems. Canal volumes were calculated based on micro-computed tomography data obtained pre- and post-operatively. Digital sectioning of each reconstructed volume was performed 90-degrees to the long axis at the floor of the pulp chamber at 5 levels, at the pulp chamber floor (Level 0) as well as 1 and 2mm coronally and apically of Level 0. Linear measurements were taken from the inner wall of the access cavity or canal to the outer surface of the tooth for both instrumentation techniques and compared to the unprepared control dataset. These measurements served as an approximation of remaining peri-cervical dentin after root canal instrumentation. Results Some of the coronal measurements were not reportable for the control group due to incomplete capture of the crown during the microCT scan. The remaining peri-cervical dentin thickness at the level of the pulpal floor and coronally were significantly (p<0.01) affected by the access cavity size, with the smaller access preserving more dentin in all samples. Apical to the pulpal floor, there was no significant difference between instrumentation groups at the data points evaluated. Remaining dentin thickness was largest at coronal section 1 and smallest at apical section 6 with 3.81mm (p = 0.05) and 1.84mm (p = 0.06), respectively. Conclusion Access cavity size had a significant impact on remaining dentin thickness at the level of the pulpal floor and coronally, with more remaining dentin in the conservative access group, irrespective of instrumentation technique. Future studies will evaluate dentin thickness in the furcation and mid root level, as well as apical canal transportation, and procedural errors.

Ziel: In der vorliegenden In-vitro-Studie sollte der Einfluss unterschiedlicher endodontischer Schall (S)- und Ultraschallansätze (US) auf Dentinabtrag und Instrumentenversagen untersucht und quantifiziert werden, der bei der Anwendung im standardisierten bovinen Wurzelkanal (WK) entsteht. Zusätzlich sollte eine neue Methode zur tribologischen Untersuchung des erfolgten Dentinabtrags mithilfe von 3D-Digitalisierung etabliert werden. Methodik: In 90 bovine Inzisivi wurden CNC-gesteuert, standardisierte WKs mit drei verschiedenen Kanalkrümmungsradien (r = 3 mm, n = 30; r = 6 mm, n = 30; und gerader WK, n = 30) gefräst. Die WK wurden mithilfe des 3D Digitalisierers ATOS SO 4M (Gom, Braunschweig, Deutschland) photogrammetrisch eingescannt (Scan Nr. 1). Daraufhin erfolgte die Aktivierung der Ansätze „IRRI S“ (VDW), „EDDY' (VDW) und „PEEK“ (ILK, UKD) für 3 x 20 s im WK bei Anwendung eines standardisierten Spülprotokolls mit NaOCl 3 %, EDTA 20 %. Scan Nr. 2 erfolgte anschließend analog zu Scan Nr. 1. Mit Hilfe der Software Atos v.6.3.0-6 wurden beide Scans transformiert, polygonisiert und über die Funktion „Flächenvergleich“ ausgewertet. Jeder WK wurde in 4 Regionen unterteilt (1: Kanaleingang; 2: gerader Kanalteil; 3: Kanalinnenkurvatur; 4: Kanalaußenkurvatur/Apex) und pro Region wurde der größte Dentinabtrag in µm ermittelt. Zusätzlich wurde jeder Messwert anhand eines selbst entwickelten Dentinal Damage Index (DDI) eingeordnet. Die Versagensanalyse der Ansätze erfolgte rasterelektronenmikroskopisch. Ergebnis: Die optische 3D-Digitalisierung zeigte, dass der US-Ansatz „IRRI S“ im 3 mm-WK in allen Regionen zu sichtbarem Dentinabtrag führte: Region 1- MW 48,56 ± 13, 91 µm; Region 2- MW 36,06 ± 8,35 µm; Region 3- MW 41,05 ± 15,89 µm; Region 4- MW 71,88 ± 54,96 µm. Im 6 mm-WK erfolgte sichtbarer Dentinabtrag in Region 1 durch „IRRI S“ (MW 41,08 ± 11,94 µm) und S-Ansatz „EDDY“ (MW 41,10 ± 10,37 µm), in Region 3 und 4 durch „IRRI S“ (MW 33,34 ± 6,61 µm, MW 40,50 ± 13,56 µm). Interessanterweise wird der gerade WK in Region 1 und 4 von „IRRI S“ (MW 43,59 ± 15,32 µm, MW 43,39 ± 15,48 µm) geschädigt. Der US-Ansatz „PEEK“ schädigte das Dentin nicht. Die rasterelektronenmikroskopische Auswertung von „IRRI S“ ergab nach Anwendung in allen WKs minimale Oberflächenalterationen und leichte Begradigungen der Instrumentenspitze. „EDDY“ zeigte deutliche Oberflächenaufwerfungen und Abnutzungen an der Instrumentenspitze in allen WK. US-Ansatz „PEEK“ zeigte nur in den 3 mm-WK leichte Auffaserungserscheinungen. Schlussfolgerung: Der Schallansatz „EDDY“ und der Ultraschallansatz „PEEK“ sind für die klinische Anwendung in gekrümmten Wurzelkanälen geeignet, da sie nicht zu unerwünschten Dentinschädigungen der Kanalwand führen.:Abkürzungsverzeichnis III 1 Einleitung 1 2 Stand der Forschung 3 2.1 Dentin-Eigenschaften 3 2.2 Rinderdentin 4 2.3 Dentinabtrag 5 2.3.1 Erwünschter Dentinabtrag 5 2.3.2 Unerwünschter Dentinabtrag 5 2.3.3 Bisherige Messmethoden für den Dentinabtrag 8 2.4 Wurzelkanalkrümmungen 11 2.5 Ultraschall- bzw. schallaktivierte Spülung (US-AS) 13 2.5.1 Anwendung 13 2.5.2 Ultraschallansatz „IRRI S“ 15 2.5.3 Schallansatz „EDDY“ 16 2.5.4 Der „PEEK“- Ansatz 17 2.6 Photogrammetrische Methoden für die 3D-Koordinatenmesstechnik 18 3 Ziel der Studie 21 4 Material und Methoden 23 4.1 Übersichtsdarstellung des Versuchsplans 23 4.2 Materialliste 26 4.2.1 Chemikalien und Reagenzien 26 4.2.2 Geräte, Instrumente und Verbrauchsmaterialien 26 4.2.3 Software 28 4.3 Entwicklung des Kanalmodells 28 4.4 Modellherstellung 33 4.5 Vorversuche 36 4.6 Etablierung des Scan-Protokolls für bovine Wurzelkanalmodelle 39 4.6.1 Titantiumdioxid-Applikation 40 4.6.2 3D optischer Scan der Wurzelkanalmodelle 41 4.7 Haupt-Versuch: Applikation der Schall-/ US-Ansätze im bovinen Wurzelkanalmodell 42 4.7.1 Versuchsaufbau 42 4.7.2 Ausrichtung der Schall- und Ultraschallansätze 43 4.7.3 Anwendung der Schall- und Ultraschallansätze 45 4.7.4 Spülkonzept 47 4.8 Messdatenerhebung 47 4.8.1 Vermessung der Schall- und Ultraschallansätze 47 4.8.2 3D optischer Scan nach erfolgter Applikation der Schall- und Ultraschallansätze 48 4.8.3 Transformation und Polygonisierung der 3D-Scans 48 4.8.4 Flächenvergleich und Auswertung 50 4.8.5 Dentinal-Damage-Index nach Tetzner und Weber 56 4.9 REM-Aufnahmen 57 4.10 Statistische Auswertung 58 5 Ergebnisse 59 5.1 Dentinabtrag im Regionen-Vergleich 60 5.1.1 Ultraschallansatz „IRRI S“ 60 5.1.2 Schallansatz „EDDY“ 69 5.1.3 Ultraschallansatz „PEEK“ 78 5.2 Dentinabtrag-Vergleich zwischen den verschiedenen Kanalkrümmungen bei gleichem Ansatztyp 84 5.2.1 Ultraschallansatz „IRRI S“ 84 5.2.2 Schallansatz „EDDY“ 86 5.2.3 Ultraschallansatz „PEEK“ 88 5.3 Dentinabtrag-Vergleich zwischen den verschiedenen Ansatztypen bei gleicher Kanalkrümmung 90 5.3.1 Wurzelkanalmodell mit 3 mm Kanalkrümmungsradius 90 5.3.2 Wurzelkanalmodell mit 6 mm Kanalkrümmungsradius 92 5.3.3 Wurzelkanalmodell ohne Kanalkrümmung 94 5.4 Massenänderung 96 5.5 Längenänderung der Ansätze 96 5.6 Rasterelektronenmikroskopische Auswertung 97 6 Diskussion 103 6.1 Material und Methoden 103 6.1.1 Wurzelkanalmodell 103 6.1.2 Messmethoden 106 6.2 Ergebnisse 109 6.2.1 Dentinabtrag 109 6.2.2 REM-Aufnahmen 113 6.3 Klinische Konsequenzen 115 7 Schlussfolgerungen 119 8 Zusammenfassung 121 9 Summary 122 Abbildungsverzeichnis 123 Tabellenverzeichnis 137 Literaturverzeichnis 139 Lebenslauf 157 Danksagung 159