Materialer og metode

En løsning av etylendiamintetraeddiksyre (EDTA, 17 %) (Mikrobiologisk Diagnostisk Service, IOB, UIO, Oslo), og av jod-jodkalium (IKI, 5 % jod, 10 % kaliumjodid [Fluka, Sigma-Aldrich, Pf, D-89555 Steinheim, Germany]) ble benyttet som irrigasjonsmiddel. Kontrolltenner ble irrigert med natriumkloridløsning (NaCl 0,9 %). Rotfyllingene ble utført med guttaperka (Dentsply DeTrey GmbH, Konstanz, Germany) og epoksyresinsealer (AH plus Jet, Dentsply) og et metakrylatbasert system (Resilon med Epiphany sealer, Pentron Clinical Technologies, Wallingford, USA).

Irrigasjon og rotfylling

Både gruppe A og gruppe B ble inndelt i tre undergrupper, to eksperimentelle og én kontrollgruppe (Tabell 1). Tennene ble lagt i et bad med det aktuelle irrigasjonsmidlet i 10 minutter, og kanalene ble gjennomsprøytet med det samme midlet for å sikre fullstendig fukting. Tennene og kanalene ble deretter skylt med 0,9 % NaCl-løsning i 5 sekunder og tørket med papir og papirspisser.

Tabell 1. Forbehandling og rotfyllingsmateriale i de 6 gruppene

	Rotfyllingssystem
	Metakrylatbasert system	Guttaperka/epoksyresin-sealer
Irrigasjonmiddel	Resilon/Epiphany	Guttaperka /AH plus Jet
EDTA (17 %)	Gruppe A1 (n=20)	Gruppe B1 (n=20)
NaCl-løsning (0,9 %)	Gruppe A2 (n=20)	Gruppe B2 (n=20)
IKI (5 % Jod, 10 % Kaliumjodid)	Gruppe A3 (n=20)	Gruppe B3 (n=23)

I gruppe A ble kanalene først forbehandlet med Epiphany Primer ved hjelp av en mettet papirspiss i henhold til produsentens anvisning. Overskudd av primer ble fjernet med papirspisser. Rikelig med Epiphany sealer ble sprøytet inn i kanalen direkte med Epiphany-blandespissen og deretter ytterligere fordelt i kanalen med Resilonkjernen (ISO 140). Kjernen ble rullet godt i sealer på glassplate, før den ble satt fast i kanalen. Kjernen ble klippet, slik at kun 2 – 3 mm ble stikkende ut av den fylte kanalen, både koronalt og apikalt. For å sikre at kjernen hadde nådd den ønskelige posisjonen, ble den koronale enden gitt et ytterligere press før hver ende av rotfyllingen ble lysherdet i 10 sek for å initiere herdingsprosessen av sealeren.

I gruppe B ble kanalene fylt rikelig med sealer direkte fra blandespissen på AH plus Jet-sprøyten. Sealeren ble videre fordelt i kanalen med guttaperkakjernen, før kjernen ble godt fuktet med sealer på glassplate og endelig plassert i kanalen. Endene på guttaperkakjernen ble klippet på tilsvarende måte som for gruppe A, og gitt et koronalt press for å sikre at kjernen satt godt (Figur 1). Alle de ferdige rotfylte tennene ble lagret i 7 dager i destillert vann, som ble skiftet annen hver dag.

Etter lagringstiden ble overflødig rotfyllingsmateriale fjernet med skalpell. Deretter ble tennene støpt inn i epoksyresin (Epofix, Struers A/S, Danmark) uten at apeks ble dekket, og prøvene satt i eksikator (100 % fuktighet, 22 °C) i ett døgn til epoksyresinen var herdet (Figur 2). Prøvelegemene ble slipt ned i flukt med tannens apikale ende, hvorfra 2 skiver á ca. 2,00 mm 0,10 mm ble kuttet normalt på tannaksen med et diamanthjul (Accutom, Struers Tech A/S, Copenhagen, Denmark) under vannkjøling. De to skivene fra hver tann ble merket som «skive 1» (den mest apikale skiven) og «skive 2» (kappet fra den apikale enden etter at skive 1 var fjernet). Skivene ble oppbevart parvis i destillert vann inntil testing av bindingsstyrken, som ble foretatt i løpet av 150 minutter.

Testing av bindingsstyrke

Diameteren av rotfyllingen og kjernematerialets høyde ble målt med henholdsvis profilometer (Ortoplan, Profile Projector 6C-2, Nikon) og skyvelær (0,01 mm nøyaktighet), og rotfyllingens kontaktflate beregnet for hvert snitt. En push-out-test ble benyttet for å måle bindingen mellom tann og rotfyllingsmateriale (Figur 3) (7). Metoden går ut på at et stempel sentreres på rotfyllingens kjernemateriale fra den apikale siden av skiven og skyver på dette med en bestemt hastighet slik at rotfyllingen utsettes for et stadig større press. Bindingsstyrken ble beregnet som kraft per kontaktflateenhet ved løsning. Da det viste seg at de to skivene fra hver tann ga ulik bindingsstyrke, ble verdiene for hver skive behandlet separat.

Gruppene ble sammenliknet statistisk med bruk av Kolmogorov-Smirnov-test (13). 24 av totalt 246 bindingsverdier var påfallende høye, noe vi antok var fordi at kanalretningen ikke hadde vært parallell med stempelkraften. Slike outliers ble tatt ut før den statistiske analysen av datasettene.

Resultater

Både EDTA og IKI reduserte bindingsstyrken mellom dentin og rotfyllinger utført med det metakrylatbaserte systemet (MS) sammenlignet med saltvann (NaCl) som irrigasjonsmiddel (Figur 4 og 5). Ved bruk av guttaperka/epoksyresinsealer (G/E) økte derimot bindingsstyrken i de kanaler som var behandlet med IKI sammenlignet med NaCl (Figur 6 og 7). Ved bruk av EDTA var det ingen forskjell i bindingsstyrken mellom det metakrylatbaserte systemet og guttaperka/epoksyresinsealer (Tabell 2). Rotfyllinger med det metakrylatbaserte systemet satt bedre fast enn guttaperka/epoksyresinsealer ved irrigasjon med NaCl, mens guttaperka/epoksyresinsealer bandt sterkere enn det metakrylatbaserte systemet når IKI var benyttet (Tabell 2).

Diskusjon

For å bedømme bindingen av dentale materialer til dentin, bestemmes som regel hvor stor kraft som skal til for å bryte denne bindingen. Slike adhesjonskrefter kan bestemmes med ulike metoder. Konvensjonelle skjær- og strekktester benyttes relativt ofte for å beregne fyllingsmaterialers bindingsstyrke til koronalt dentin (14 – 15). Rotkanalens anatomi bringer inn spesielle forhold som kompliserer adhesjonen in vivo, og andre metoder har derfor blitt utviklet for endodontiske materialer. Eksempler på slike metoder er mikro-strekk-tester, pull-out-tester og push-out-tester, som alle på ulike måter måler adhesjonen mellom materialer og dentinvegg (16). Slike tester ble beskrevet allerede av Roydhouse i 1970, men Kimura i 1985 hevdet at push-out-metoden ga lavere verdier enn skjære-testen for bindingsstyrken av resiner til dentin (17, 18). Flere studier tyder på at testen kan gi resultater som bedre reflekterer situasjonen in vivo enn ulike former for strekktester (9, 16). På den annen side er push-out-metoden operatøravhengig. Dette bekreftet denne studiens resultater, idet spredningen av data innenfor hver gruppe var stor. Moll og medarbeidere fikk også resultater fra push-out-testen som avvek fra strekk- og skjærtester av de samme materialene (19).

Selv om et materiale oppnår en høy bindingsverdi til rotkanalen in vitro, betyr ikke dette uten videre at materialet egner seg godt til klinisk endodontisk behandling (20). Flere faktorer spiller inn, deriblant tidsaspektet og funksjonelt stress (fra tyggebevegelser). Det er hevdet at bondingstudier bør rapportere resultater først etter at prøvelegemene har hatt en lagringstid på minst tre måneder, samt vært utsatt for simulerte funksjonelle krefter (8). Argumentene er at resin nedbrytes og krymper over tid, og at fyllinger og rotfyllinger utsettes for stress fra funksjonelle bevegelser som tygging. Men høye adhesjonsverdier alene avgjør ikke om materialet egner seg godt i rotkanalen. Andre egenskaper kan bety vel så mye, som for eksempel evnen til å danne en tett forsegling. Derfor benyttes ofte ulike former for in vitro lekkasjetester, selv om disse også har begrensninger (21).

Verdiene i vår studie var generelt høyere enn i andre studier, utført med tilsvarende metoder. Sly og medarbeidere og Ungor og medarbeidereoppnådde push-out bindingsstyrker for guttaperka/epoksyresinsealer på henholdsvis 1,7 MPa og 2,0 MPa (7, 9). Vi oppnådde, med få unntak, enkeltverdier som lå over disse gjennomsnittsverdiene (Figur 6 og 7). Gesi og medarbeidere og Skidmore og medarbeidere rapporterte om enda lavere verdier i sine studier, der tynnere skiver (1 mm) ble benyttet (22, 23). I alle disse studiene ble det brukt varm vertikal kondensering av rotfyllingsmassen. Dette kan ha gitt mindre intim kontakt til dentinet enn i vårt studium, hvor tilpasning av kjernematerialet, og ekstra press for maksimal adaptasjon til dentinet ble vektlagt.

En mulig årsak til høye verdier i slike studier kan være en ujevn fordeling av kraften fra stempelet under selve push-out prosessen(20). Denne feilkilden prøves redusert ved at man kutter tynnere skiver av røttene til push-out-testingen (9, 16, 22, 23). Jo tynnere skivene er, desto mindre blir kontaktflaten mellom fylling og dentin, noe som igjen reduserer eventuelle feilkilder. Feilkilder kan være skjeve kanaler (som følge av skjev innstøping og kutting), ujevn fordeling av sealer og et ikke-sentrert stempel. Stressutviklingen i kontaktflaten mellom dentinveggen og fyllingsmassen påvirkes også av materialets hardhet, utforming av stemplet og den eksakte geometri og dimensjon av test-apparatet (20).

Noen av fyllingene viste svært lave bindingsverdier under push-out testen, noe som kan skyldes at rotfyllingene hadde løsnet fra dentinet før testingen. Det kan være flere årsaker til løsning, for eksempel utilstrekkelig mengde sealer og/eller stor påkjenning under kutteprosessen. Da burde imidlertid like mange svært lave bindingsverdier blitt observert i hver gruppe, noe som ikke var tilfelle. Særlig gruppene A1 (EDTA) og A3 (IKI) med Epiphany sealer skilte seg ut med et høyere antall slike lave bindingsverdier og lavere bindingsverdier generelt (Figur 4 og 5). En mulig forklaring kan være krymping av sementen under herdeprosessen. Slik polymerisasjonskrymping skjer med alle metakrylatbaserte fyllingsmaterialer og vil utsette tann-fylling-bindingen for en strekkraft rettet vekk fra dentinveggen (24). Kraften avhenger av materialets sammensetning, tykkelsen av resinlaget og kavitetsgeometrien, som er spesielt lite fordelaktig i rotkanaler (24). C-faktoren, definert som forholdet mellom bundet og ubundet overflate av adhererende materiale, er bestemt av geometrien i kaviteten. I rotkanalen blir denne følgelig høy, da alle veggene, unntatt åpningen koronalt, bindes til fyllingen. En høy C-faktor bidrar videre til en stor grad av stress i metakrylatbaserte fyllingsmaterialer under polymeriseringsprosessen, og kan føre til spaltedannelser dersom graden av stress overgår bindingsverdien til dentinveggen (7, 16, 22). Det metakrylatbaserte systemet kan tenkes å være mer utsatt for spaltedannelser, fordi systemet baseres på en kombinasjon av kjemisk- og lysherdende (dual-herdende) sealer, med en raskere stivning enn rent kjemisk herdende materiale. En langsom stivning vil tillate materialet å flyte under stivningen, og dermed redusere polymeriseringsstresset (25). Kjemisk herdende resinbaserte sealere, som for eksempel AH plus, karakteriseres av en langsommere stivning.

En annen forklaring på at gruppene A1 og A3 viste lavere bindingsstyrke, kan være effekten av forbehandlingen med henholdsvis EDTA og IKI. EDTA fjerner smear-laget, som dannes under kanalbearbeiding (26 – 28). Effekten av dette irrigasjonsmidlet på adhesjonen av rotfyllingsmaterialer er noe kontroversiell. Flere studier hevder at EDTA tillater mer penetrasjon av sement inn i eksponerte dentintubuli, og dermed kan øke adhesjonen og forseglingen av rotkanalen (28 – 30).Andre studier, derimot, påviser uheldige erosive effekter av EDTA ved for lang virketid (26, 27, 31). I denne studien ble tennene irrigert med EDTA i 10 min, noe Calt og medarbeidere hevder fører til en omfattende erosjon av peritubulært og intertubulært dentin som reduserer bindingsstyrken mellom rotfyllingen og dentinet (26). Samtidig vil eventuelle rester av EDTA kunne tenkes å reagere kjemisk med primeren eller sealeren i rotkanalen, og derved svekke disse materialenes egenskap til å skape en god forbindelse mellom dentin og kjernemateriale. Primeren inneholder HEMA, som etter polymerisering er en fleksibel polymer som yter liten motstand mot trykkrefter og derfor lett gir forskyvningsdeformasjon. Ved at både EDTA og IKI i tillegg gjør dentinoverflaten jevnere, vil den mikromekaniske retensjonen bli lavere.

Saleh og medarbeidere observerte en liknende adhesjonssvikt i en studie som tok for seg ulike rotkanalsealere og effekten av ulike irrigasjonsmidler på adhesjonen (32). Resultatene viste en signifikant reduksjon av bindingen mellom dentin og en resinbasert sealer etter 5 minutters irrigasjon med EDTA. I den samme studien ga irrigasjon med fosforsyre (som blant annet brukes til syreetsing i restorativ terapi) ingen signifikant redusert adhesjon for den samme sealeren. Det siste kan forklares med at fosforsyre gir mer ujevn og øket overflate, og dermed bedre binding enn etter EDTA-behandling.

Desinfeksjonsmidlet jod-jodkalium (IKI) har også vist seg å kunne redusere forseglingsegenskapene til midlertidige fyllinger, såvel som forseglingen mellom enkelte typer kompositter og dentin (12, 33). I tillegg fant Meiers og Shookat forbehandling med IKI resulterte i signifikant lavere bindingsstyrke for en dentin-adhesiv (34). Disse studiene understøtter funnene i denne studien, der bruk av IKI resulterte i lavere bindingsstyrke-verdier i tenner som ble rotfylt med det rene metakrylatbaserte systemet.

Ettersom guttaperka/epoksyresinsealer oppnådde høye bindingsverdier etter forbehandling med IKI (Figur 6 og 7), kan det virke som om IKIs effekt på adhesjon i rotkanalen er materialspesifikk. IKI virker oksiderende på kollagenet i dentin, og epoksygruppene i sealeren kan danne kryssbindinger med de oksiderte områdene på kollagenet. Dermed kan det dannes et mer rigid nettverk mellom sealer og dentinoverflate.

Konklusjon

Vi fant at ulike irrigasjonsmidler kunne påvirke adhesjonen mellom tann og rotfylling, og nullhypotesen ble forkastet. Bruk av EDTA og jod-jodkalium reduserer bindingen mellom en metakrylatbasert rotfylling og dentin. Jod-jodkalium økte bindingen mellom dentin og guttaperka med epoksyresinbasert sealer sammenlignet med NaCl irrigasjon.

Push-out-testen representerer en metode for å evaluere adhesjonen av rotfyllinger på. Testen bør ikke alene ligge til grunn for valg av materialtype eller endodontisk prosedyre. Spredningen av adhesjonsverdier på tvers av studier og innad i studier, som for eksempel i denne studien, tyder på at Push-out-testen er følsom for hvordan den utføres.

Takk

Forfatterne takker seniorforsker John Tibballs for hans veiledning ved valg av statistisk metode og beregninger, seniorforsker emeritus I. Eystein Ruyter for nyttige diskusjoner om materialenes kjemi og overingeniør Erik Kleven for teknisk assistanse. Rinde og Whatley hadde sommerstipend finansiert av Norges forskningsråd (NFR).