Способы определения циклической усталости никель-титановых файлов и симуляционный эндодонтический блок для их осуществления. Российский патент 2023 года по МПК G09B23/28 G01N3/00 A61C5/42 

Заявленная группа изобретений относится к медицине, а именно к области эндодонтического лечения, и может быть использована для определения циклической усталости вращающихся эндодонтических инструментов в условиях, максимально приближенных к реальным.

Эндодонтическое лечение является одним из самых сложных и трудоемких видов стоматологической терапевтической помощи, а ошибки допущенные в процессе лечения могут быть причиной серьезных осложнений. Современные пути повышения качества лечения связаны с разработкой новых эндодонтических инструментов, позволяющих максимально эффективно и быстро механически обрабатывать корневые каналы, достигая не только полного удаления некротизированных тканей, но и оптимально формируя просвет канала для корневой пломбы. В начале 90-х годов двадцатого века, после проведения множества экспериментальных исследований для стоматологической практики были предложены вращающиеся никель-титановые (NiTi) инструменты. Благодаря своей высокой гибкости они значительно облегчили один из самых трудных этапов эндодонтического лечения - прохождение, очистку и придание формы корневым каналам. В настоящее время в основном используются сплавы с 55% или 60% содержанием никеля. Важными свойствами никель-титановых инструментов являются низкий изгибающий момент, обеспечивающий их высокую гибкость, а также модуль эластичности, выражающийся в так называемом «эффекте памяти», т.е. способности восстанавливать свою исходную форму без видимой деформации. Существует ряд общих принципов, применяемых в случаях препарирования вращающимися NiTi -инструментами, к которым можно отнести:

- прямолинейный доступ к устьям корневых каналов;

- тщательное определение рабочей длины и соответствующая юстировка стопора;

- постоянная частота вращения инструмента (150-350 об/мин);

- недопустимо проводить в движение уже застрявший в канале файл, т.к. это может вызвать его поломку;

- инструмент должен совершать в канале пассивные возвратно-поступательные движения без приложения апикального усилия;

- время работы каждым инструментом в канале не должно превышать 10 сек;

- препарирование всегда должно осуществляться во влажном корневом канале с использованием смазывающего геля, жидких лубрикантов, ЭДТА;

- частые интенсивные промывания;

- точное документирование частоты использования инструментов, для исключения усталостных изломов (изготовитель чаще всего указывает рекомендации по допустимым нагрузкам при использовании инструмента)

- оптический контроль деформирования инструментов до и после использования;

- снижение силы торка (вращающего момента) для инструментов, бывших в употреблении;

- применение новых инструментов в искривленных каналах;

- стерилизация инструментов до и после применения.

Несмотря на существующие правила использования NiTi инструментов, а также наличие рекомендаций производителей по их применению, нередки случаи поломки никель-титановых файлов внутри корневого канала, что может привести к необходимости удаления зуба и существенно усложняет проведение качественного эндодонтического лечения. Причинами поломки NiTi инструментов внутри корневого канала чаще всего являются усталость при циклическом изгибе, или разрушение при кручении, или комбинация обоих факторов. При этом циклическая усталость возникает, когда металл никель-титанового вращающегося эндодонтического инструмента подвергается повторяющимся циклам растяжения и сжатия, приводящим к разрыву его структуры и поломке. Циклическая усталость чаще всего возникает в канале с углом изгиба более 25°, что является основной причиной поломки никель-титанового инструмента. На сегодняшний день не существует общепринятой спецификации или международного стандарта для проверки сопротивления циклической усталости эндодонтических инструментов, а информация производителя о допустимых нагрузках при использовании инструментов не всегда соответствует их характеристикам, проявляющимся на практике. Ввиду существующего риска поломки никель-титановых инструментов внутри корневого канала, специалистами в данной области техники были предприняты попытки моделирования искусственных условий их эксплуатации, приближенных к реальным, для определения предела циклической усталости различных моделей эндодонтических инструментов с разными прочностными характеристиками. В частности, из предшествующего уровня техники известны методы и устройства, предназначенные для определения циклической усталости никель-титановых инструментов.

Например известно использование искусственных каналов, сооруженных путем сгибания стеклянных или металлических цилиндрических трубок с различными внутренними диаметрами и точками максимальной кривизны, в которых осуществлялись усталостные испытания вращающихся NiTi инструментов (см. обзорная статья «A Review of Cyclic Fatigue Testing of Nickel-Titanium Rotary Instruments»-Gianluca Plotino; Nicola M. Grande; Massimo Cordaro; Luca Testarelli; Gianluca Gambarini (JOE - Volume 35, Number 11, November 2009),[1]).

Также известен метод определения предела циклической усталости вращающегося инструмента путем использования наклонного металлического блока, обеспечивающего максимальный изгиб файла на угол 28°, согласно которому осуществляют вращение инструмента под определенным углом с подсчетом оборотов от начала вращения инструмента до его отлома (см. [1]).

В целях оценки предела циклической усталости для разных файлов, имеющих различные характеристики и определяющих разные углы кривизны может быть использован известный из уровня техники инструмент, выполненный в виде пластины с акриловыми прокладками, в которых установлено три гладких цилиндрических штифта диаметром 2 мм из нержавеющей стали, регулируемых в горизонтальном направлении, причем на самом нижнем штифте выполнен V-образный паз, удерживающий кончик инструмента при вращении (см. [1]).

В качестве наиболее близких технических решений к заявленной группе изобретений могут быть рассмотрены известные из уровня техники - способ определения циклической усталости эндодонтического инструмента, а также симуляционный эндодонтический блок для его осуществления (см. патент RU 169763, 31.03.2017, [2]. В частности из [2] известен способ определения циклической усталости эндодонтического инструмента, согласно которому никель-титановый файл подвергают воздействию механической нагрузки путем его вертикально-поступательного введения поочередно в несколько желобовидных каналов симуляционного эндодонтического блока с вращением внутри каналов, а также с подсчетом времени вращения и количества оборотов файла внутри каждого канала от начала механической нагрузки до момента его отлома. При этом из [2] известен симуляционный эндодонтический блок для определения циклической усталости эндодонтических инструментов, состоящий из металлической пластины, на одной из сторон которой выполнено три желобовидных канала, имитирующих зубные корневые каналы с различными углами изгиба, причем все три желобовидных канала включают по одному углу изгиба с величинами 30°, 45° и 90°.

К существенным недостаткам всех вышеперечисленных симуляционных эндодонтических моделей, а следовательно, и методик определения циклической усталости NiTi файлов, реализуемых с помощью известных инструментов, можно отнести отсутствие возможности моделирования сложных корневых каналов с множественными изгибами. Известные из уровня техники методы и устройства обеспечивают оценку усталостных характеристик NiTi инструментов при работе в прямых I-образных, апикально изогнутых J-образных или изогнутых по всей длине, а также в С-образных каналах. Однако согласно статистическим данным при эндодонтическом лечении в 16% случаев встречаются корневые каналы с множественными изгибами или S-образные каналы. Таким образом известные из уровня техники методики и устройства не позволяют достичь удовлетворительного результата оценки усталостных характеристик файлов для подбора тех или иных NiTi инструментов для механической обработки каналов с выраженными множественными изгибами эндопространства или же при наличии фуркаций и дополнительных анастомозов, что препятствует выработке наиболее безопасной последовательности применения инструментов и оптимизации результатов механической обработки. Кроме того, в результате экспериментальных опытов, проведенных в отношении заявленной группы изобретений было подтверждено существенное влияние окружающей среды на усталостные характеристики NiTi инструментов. Однако в известных из уровня техники решениях не предусмотрены технологические приемы максимального приближения условий окружающей среды к условиям, применяемым на практике, в связи с чем факторы влияния среды на характеристики инструмента в аналогах не учтены, что также является недостатком.

Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная группа изобретений заключается в разработке технических решений, исключающих недостатки, выявленные в результате анализа предшествующего уровня техники.

Технический результат заключается в повышении точности оценки усталостных характеристик NiTi файлов, а также в повышении безопасности механической обработки сложных корневых каналов за счет возможности оптимального подбора инструментов с учетом их прочностных характеристик.

К дополнительному техническому результату относится расширение арсенала технических средств, предназначенных для определения циклической усталости эндодонтических инструментов.

Достижение заявленного технического результата обеспечивает способ определения циклической усталости эндодонтического инструмента, согласно которому никель-титановый файл подвергают воздействию механической нагрузки путем его вертикально-поступательного введения поочередно в желобовидные каналы симуляционного эндодонтического блока с вращением внутри каналов, а также с подсчетом времени вращения и количества оборотов файла внутри каждого канала от начала механической нагрузки до момента его отлома, характеризующийся тем, что для осуществления механической нагрузки используют симуляционный эндодонтический блок с полыми или заполненными раствором гипохлорита натрия пятью желобовидными каналами, три из которых включают по одному углу изгиба с величинами 30°, 45° и 90° соответственно, четвертый канал включает два угла изгиба с величинами 45°, а пятый канал включает четыре угла изгиба с величинами 45°, причем вращение файла осуществляют в поочередно сменяемых каналах с приложением механической нагрузки в соответствующем канале не дольше 40 секунд, а для подсчета времени и количества оборотов файла применяют видеофиксацию процесса механической нагрузки от ее начала до момента отлома файла, после чего производят аналитическую обработку данных полученного видеоматериала, по результату которой определяют предел циклической усталости никель-титанового файла.

Дополнительно достижение заявленного технического результата обеспечивает способ определения циклической усталости эндодонтического инструмента, согласно которому никель-титановый файл подвергают воздействию механической нагрузки путем его вертикально-поступательного введения поочередно в желобовидные каналы симуляционного эндодонтического блока с вращением внутри каналов, а также с подсчетом времени вращения и количества оборотов файла внутри каждого канала от начала механической нагрузки до момента его отлома, характеризующийся тем, что для осуществления механической нагрузки используют симуляционный эндодонтический блок с полыми или заполненными раствором гипохлорита натрия пятью желобовидными каналами, три из которых включают по одному углу изгиба с величинами 30°, 45° и 90° соответственно, четвертый канал включает два угла изгиба с величинами 45°, а пятый канал включает четыре угла изгиба с величинами 45°, причем вращение файла осуществляют в поочередно сменяемых каналах с приложением механической нагрузки в соответствующем канале не дольше 40 секунд, при этом после завершения полного цикла механической нагрузки во всех пяти каналах, никель-титановый файл подвергают этапу химической нагрузки, а затем этапу температурной нагрузки, после чего возобновляют цикл механической нагрузки до момента отлома никель титанового файла или чередуют несколько циклов механической нагрузки с этапами химической и температурной нагрузки до момента отлома файла на одном из циклов механической нагрузки, причем для подсчета времени и количества оборотов файла применяют видеофиксацию процесса механической нагрузки от ее начала до момента отлома файла, а после отлома файла производят аналитическую обработку данных полученного видеоматериала, по результату которой определяют предел циклической усталости никель-титанового файла.

Согласно заявленному изобретению, на этапе химической нагрузки никель-титановый файл в течение 2-х часов выдерживают в 3,25% растворе гипохлорита натрия, промывают водой и погружают на 45 минут в 5% раствор аламинола.

Согласно заявленному изобретению, на этапе температурной нагрузки никель-титановый файл упаковывают в крафт-пакет и подвергают автоклавированию внутри камеры с температурой +134°C и давлением 1-2 Атм в течение 45 минут.

Согласно заявленному изобретению, механическую нагрузку осуществляют в каждом канале симуляционного эндодонтического блока с частотой вращения никель-титанового файла 350 оборотов в минуту и крутящим моментом 1,5 Н×см.

Согласно заявленному изобретению, после завершения механической нагрузки в одном канале, никель-титановый инструмент, перед его введением в следующий канал, погружают в 3,25 % раствор гипохлорита натрия на 15-20 секунд.

Дополнительно достижение заявленного технического результата обеспечивает симуляционный эндодонтический блок для определения циклической усталости эндодонтических инструментов, состоящий из металлической пластины, на одной из сторон которой выполнены желобовидные каналы, имитирующие зубные корневые каналы с различными углами изгиба, характеризующийся тем, что симуляционный эндодонтический блок включает пять желобовидных каналов, три из которых включают по одному углу изгиба с величинами 30°, 45° и 90°, четвертый канал включает два угла изгиба с величинами 45°, а пятый канал включает четыре угла изгиба с величинами 45°, при этом на боковой части металлической пластины со стороны желобовидных каналов установлена съемная прозрачная крышка с возможностью обеспечения ввода эндодонтического файла со стороны торцевой части пластины в полость каждого из каналов, причем прозрачная крышка установлена на металлической пластине с сохранением зазора между внутренними поверхностями крышки и пластины.

Группа изобретений поясняется чертежами.

На Фиг. 1 представлен симуляционный эндодонтический блок.

На Фиг. 2 никель-титановый файл на этапе химической нагрузки.

На Фиг. 3 никель-титановый файл после смывания черного осадка с его поверхности.

Симуляционный эндодонтический блок состоит из металлической пластины 1, на одной из сторон которой выполнено пять желобовидных каналов 2, 3, 4, 5, 6, имитирующих зубные корневые каналы с различными углами изгиба. При чем три желобовидных канала 2, 3, 4 включают по одному углу изгиба с разными величинами, а именно угол первого канала 2 составляет 90°, угол второго канала 3 составляет 45°, угол третьего канала 4 составляет 30°. Четвертый канал 5 включает два угла изгиба с величинами 45°, а пятый канал 6 включает четыре угла изгиба с величинами 45°. При этом металлическая пластина выполнена из алюминия, ее длина составляет 40,0 мм, ширина 25,0 мм, толщина 6,0 мм, а глубина каналов 2,2 мм. Металлическая пластина включает несколько глухих отверстий 7 внутри которых плотно установлены выступы 8, расположенные на внутренней поверхности прозрачной крышки 9, выполненной из органического стекла. Прозрачная крышка 9 выполнена съемной и при реализации способа в установленном положении обеспечивает сохранение оси вращения файла, а также возможность ведения видеозаписи процесса вращения никель-титанового файла. При этом глубина отверстий 7 внутри пластины 1 меньше длины выступов 8 крышки на 1-2 мм, что обеспечивает наличие зазора между внутренними поверхностями крышки 9 и пластины 1 для свободного проникновения раствора гипохлорита натрия во внутреннее пространство каналов.

Осуществление группы изобретений может быть реализовано следующим образом.

Для определения циклической усталости эндодонтических инструментов были использованы наборы никель-титановых файлов разных размеров и от разных производителей. В частности, были использованы инструменты Coxo sc pro (02/19, 04/20, 04/25, 06/25, 04/35), инструменты Protaper gold (S1, S2, F1, F2, F3), а также инструменты S -flexi (04/20, 04/25, 04/30, 04/35, 06/26). Каждый из указанных файлов поочередно подвергали испытаниям на устойчивость к циклической усталости, методами и с помощью устройства в соответствии с заявленной группой изобретений. После серии тестов все инструменты показывали разную устойчивость к циклической нагрузке. Результаты определения циклической усталости никель-титановых инструментов обобщены в таблице 1. Для раскрытия сущности группы изобретений представлено несколько примеров реализации способа.

Пример 1.

Согласно одному из вариантов способа, симуляционный эндодонтический блок, а именно пластину 1 с установленной на ней крышкой 9, жестко зафиксировали посредством зажима на горизонтальной плоскости с перпендикулярной ориентацией осей каналов 2, 3, 4, 5, 6 относительно горизонтальной плоскости. При этом никель-титановый файл, например Coxo sc pro 06/25, после распаковки установили в эндомотор модели NSK Endo-Mate TC2. Механическую нагрузку на указанный файл сначала осуществляли внутри канала 4 с одним углом изгиба величиной 30°, без промывочного раствора NaOCl путем вертикально-поступательного пассивного введения файла внутрь канала 4 с частотой вращения файла 350 оборотов в минуту и крутящим моментом 1,5 Н×см. Механическую нагрузку внутри канала 4 производили не дольше 40 секунд, при этом останавливая вращение файла внутри канала 4 через каждые 10 секунд с его извлечением из канала 4 на 15-20 секунд, после чего повторно осуществляли вращение и введение файла внутрь канала 4. Таким образом производили четырехкратное вращение файла внутри одного канала по 10 секунд с интервалами остановок по 15-20 секунд, что в сумме не превысило 40 секунд общего времени вращения в одном канале 4. Аналогичным образом производили механическую нагрузку в поочередно сменяемых каналах в порядке 3, 2, 5, 6 и с перерывами между введением файла в каждый последующий канал 15-20 секунд до момента отлома файла в одном из каналов. Согласно первому примеру реализации заявленного способа отлом файла Coxo sc pro 06/25 произошел в пятом канале 6. При этом весь процесс механической нагрузки на файл Coxo sc pro 06/25 был зафиксирован на видео с записью времени работы никель-титанового инструмента Coxo sc pro 06/25 в каналах симуляционного эндодонтического блока, с момента первого вращения в канале 4 до момента отлома инструмента в канале 6. Использование функциональных возможностей видеокамеры, а также в некоторых случаях специализированных компьютерных программ для анализа видеофайлов, позволяет предельно точно определить общее временя вращения инструмента от начала механической нагрузки до его поломки. Общее время работы файла Coxo sc pro 06/25 в каналах эндодонтического блока составило 166 секунд. При этом зная скорость вращения файла 350 оборотов в минуту, был произведен расчет оборотов в секунду, а затем количество произведенных оборотов инструмента от начала механической нагрузки до его отлома следующим образом;

350/60=5,84 (оборота в секунду);

5,84 х 166 (секунд общее время работы файла) = 969,44 оборотов.

Таким образом анализ отснятого видеоматериала позволил осуществить безошибочное определение предела циклической усталости никель-титанового инструмента Coxo sc pro 06/25, который составил 969,44 оборотов.

Пример 2.

Согласно другому варианту заявленного изобретения симуляционный эндодонтический блок, а именно пластину 1 с установленной на ней крышкой 9 жестко зафиксировали внутри прозрачной емкости, заполненной 3,25% раствором гипохлорита натрия с перпендикулярной ориентацией осей каналов эндодонтического блока относительно горизонтальной плоскости. При этом раствор гипохлорита натрия полностью заполнил внутреннее пространство всех каналов блока, проникнув через зазор между пластиной 1 и крышкой 9. Никель-титановый файл Coxo sc pro 06/25 установили в эндомотор модели NSK Endo-Mate TC2. Механическую нагрузку на указанный файл осуществляли внутри каналов эндодонтического блока, заполненных раствором гипохлорита натрия с соблюдением всех режимов и последовательности действий примененных в Примере 1. Согласно Примеру 2 реализации заявленного способа отлом файла Coxo sc pro 06/25 произошел в пятом канале 6. При этом весь процесс механической нагрузки на файл Coxo sc pro 06/25 был зафиксирован на видео с записью времени работы никель-титанового инструмента Coxo sc pro 06/25 в каналах симуляционного эндодонтического блока, заполненных раствором гипохлорита натрия, с момента первого вращения в канале 4 до момента отлома инструмента в канале 6. Общее время работы файла Coxo sc pro 06/25 в каналах эндодонтического блока составило 178 секунд. Результаты анализа видеоматериала показали общее количество оборотов, проделанных файлом Coxo sc pro 06/25 внутри каналов эндодонтического блока, заполненных гипохлоритом натрия от начала механической нагрузки до его отлома. Таким образом предел циклической усталости никель-титанового инструмента Coxo sc pro 06/25, согласно Примеру 2 реализации заявленного способа составил 1039,52 оборотов.

При этом согласно второму варианту реализации способа, в результате применения раствора гипохлорита натрия в момент приложения механической нагрузки на инструмент внутри каналов, удалось приблизить условия эксперимента к условиям клинического приема и получить точные данные об увеличении ресурса никель-титанового файла при использовании промывающей жидкости внутри корневого канала.

Пример 3.

Согласно третьему варианту реализации заявленного изобретения пластину 1 с установленной на ней крышкой 9 жестко зафиксировали посредством зажима на горизонтальной плоскости с перпендикулярной ориентацией осей каналов относительно горизонтальной плоскости. Никель-титановый файл, идентичный инструменту, использованному согласно Примеру 1, а именно Coxo sc pro 06/25 установили в эндомотор модели NSK Endo-Mate TC2. Механическую нагрузку на указанный файл осуществляли внутри каналов эндодонтического блока, без промывочного раствора NaOCl. Начало механической нагрузки производили путем вертикально-поступательного, пассивного введения файла внутрь канала 4 с частотой вращения файла 350 оборотов в минуту и крутящим моментом 1,5 Н×см. Механическую нагрузку внутри канала 4, также как и в Примерах 1, 2 производили не дольше 40 секунд, при этом останавливая вращение файла внутри канала 4 через каждые 10 секунд с его извлечением из канала 4 на 15-20 секунд, после чего повторно осуществляли вращение и введение файла внутрь канала 4. При этом после завершения работы файла в канале 4, перед его введением в следующий канал 3, никель-титановый файл погрузили в 3,25 % раствор гипохлорита натрия на 15-20 секунд, таким образом создавая условия обработки инструмента в промежутках между использованием его в разных каналах. Аналогичным образом производили механическую нагрузку в поочередно сменяемых каналах 3, 2, 5, 6 эндодонтического блока до момента отлома файла, с чередованием обработки инструмента в течение 15-20 секунд 3,25 % раствором гипохлорита натрия перед каждым его введением в следующий канал. Согласно Примеру 3 отлом файла Coxo sc pro 06/25 произошел в пятом канале 6. Общее время работы файла Coxo sc pro 06/25 в каналах эндодонтического блока составило 153 секунды. Результат анализа данных показал предел циклической усталости файла Coxo sc pro 06/25 – 893,5 оборотов, согласно реализации способа по Примеру 3. При этом, в соответствии с данными, полученными в результате Примера 3 сделан вывод о сокращении ресурса никель-титанового файла при отсутствии промывочной жидкости внутри каналов, а также в случае обработки файла 3,25 % раствором гипохлорита натрия в промежутках между приложением механической нагрузки в разных каналах блока.

Пример 4.

Согласно четвертому примеру реализации способа, было произведено определение циклической усталости никель-титанового файла Coxo sc pro 02/19. Симуляционный эндодонтический блок, так же, как в Примерах 1-3, был жестко зафиксирован посредством зажима на горизонтальной плоскости с перпендикулярной ориентацией осей каналов 2, 3, 4, 5, 6 относительно горизонтальной плоскости. Механическую нагрузку на указанный файл осуществляли внутри канала 4 без промывочного раствора путем вертикально-поступательного, пассивного введения файла внутрь канала 4 с частотой вращения файла 350 оборотов в минуту и крутящим моментом 1,5 Н×см. Механическую нагрузку внутри канала 4, также как и во всех предыдущих примерах производили не дольше 40 секунд, при этом останавливая вращение файла внутри канала 4 через каждые 10 секунд с его извлечением из канала 4 на 15-20 секунд, после чего повторно осуществляли вращение и введение файла внутрь канала 4. Аналогичным образом производили механическую нагрузку в поочередно сменяемых каналах эндодонтического блока в порядке 3, 2, 5, 6, с перерывами по 15-20 секунд между введением файла в каждый последующий канал. После завершения полного цикла механической нагрузки во всех пяти каналах никель-титановый файл Coxo sc pro 02/19 сохранил свою целостность. При этом весь первый цикл механической нагрузки на файл Coxo sc pro 02/19 был зафиксирован на видео с записью времени работы никель-титанового инструмента во всех пяти каналах симуляционного эндодонтического блока. Перед повторным осуществлением механической нагрузки никель-титановый файл подвергли химической нагрузке, а затем температурной. В данном случае химическая и температурная нагрузки могут быть рассмотрены как этапы стандартного приема стерилизации эндодонтических инструментов перед повторным использованием. В частности, на этапе химической нагрузки никель-титановый файл в течение 2-х часов выдерживали в 3,25% растворе гипохлорита натрия, после чего промыли водой и погрузили на 45 минут в 5% раствор аламинола, в составе которого присутствовали алкилдемитилбензиламмоний хлорида, глиоксаль, поверхностно-активное вещество, краситель и вода. Причем на этапе химической обработки при погружении файла в 3,25% раствор гипохлорита натрия, уже через 7 минут на дне емкости, а также на поверхности файла появился черный осадок (см. Фиг. 2). После смывания черного осадка с поверхности никель-титанового файла было выявлено отсутствие золотистого покрытия (см. Фиг. 3). После завершения этапа химической нагрузки никель-титановый файл Coxo sc pro 02/19 отправили на этап температурной нагрузки, согласно которому никель-титановый файл упаковали в крафт-пакет и подвергли автоклавированию внутри камеры с температурой +134°C и давлением 1-2 Атм в течение 45 минут. При осмотре файла после температурной нагрузки кончик файла был деформирован, а также отсутствовало золотистое напыление. После этапов химической и температурной нагрузок никель титановый файл повторно подвергли второму циклу механической нагрузки с соблюдением режимов и очередности всех операций, проделанных на первом цикле, а также с видеофиксацией и отсчетом времени вращения файла. В начале второго цикла механической нагрузки на 27 секунде вращения никель-титанового файла в канале 4 эндодонтического блока произошел отлом инструмента. Таким образом, общее время вращения файла внутри каналов эндодонтического блока составило 227 секунд. Согласно Примеру 4 реализации способа, результат анализа данных показал предел циклической усталости файла Coxo sc pro 02/19 - 1325,68 оборотов.

Пример 5.

Согласно Примеру 5, пластину 1 с установленной на ней крышкой 9 жестко зафиксировали внутри прозрачной емкости, заполненной 3,25% раствором гипохлорита натрия с перпендикулярной ориентацией осей каналов эндодонтического блока относительно горизонтальной плоскости. При этом раствор гипохлорита натрия полностью заполнил внутреннее пространство всех каналов блока, проникнув через зазор между пластиной 1 и крышкой 9. Никель-титановый файл Coxo sc pro 02/19 установили в эндомотор модели NSK Endo-Mate TC2. Механическую нагрузку на указанный файл осуществляли внутри каналов эндодонтического блока, заполненных раствором гипохлорита натрия с соблюдением всех режимов и последовательности действий описанных в Примере 4. При этом на первом цикле механической нагрузки во всех пяти каналах никель-титановый файл Coxo sc pro 02/19 сохранил свою целостность. Весь первый цикл механической нагрузки был зафиксирован на видео с записью времени работы никель-титанового инструмента во всех пяти каналах симуляционного эндодонтического блока. После первого цикла механической нагрузки никель-титановый файл подвергли химической нагрузке, а затем температурной, точно таким же образом, как это было реализовано согласно Примеру 4. После этапов химической и температурной нагрузок никель титановый файл повторно подвергли второму циклу механической нагрузки с соблюдением режимов и очередности всех операций, проделанных на первом цикле, а также с видеофиксацией и отсчетом времени вращения файла. В начале второго цикла механической нагрузки, на 35 секунде вращения никель-титанового файла в канале 4 эндодонтического блока, заполненного 3,25% раствором гипохлорита натрия, произошел отлом инструмента. Результаты подсчетов показали общее время вращения файла Coxo sc pro 02/19 внутри каналов эндодонтического блока - 235 секунд. При реализации способа согласно Примеру 5, результат анализа данных показал предел циклической усталости файла Coxo sc pro 02/19 - 1372,4 оборотов.

Пример 6.

Согласно шестому примеру реализации способа, симуляционный эндодонтический блок был зафиксирован на горизонтальной плоскости с перпендикулярной ориентацией осей каналов эндодонтического блока относительно горизонтальной плоскости. Механическую нагрузку на никель-титановый файл Coxo sc pro 02/19 осуществляли внутри канала 4 без промывочного раствора путем вертикально-поступательного, пассивного введения файла внутрь канала 4 с частотой вращения файла 350 оборотов в минуту и крутящим моментом 1,5 Н×см. Механическую нагрузку внутри канала 4, также как и во всех предыдущих примерах производили не дольше 40 секунд, при этом останавливая вращение файла внутри канала 4 через каждые 10 секунд с его извлечением из канала 4 на 15-20 секунд, после чего повторно осуществляли вращение и введение файла внутрь канала 4. При этом после завершения работы файла в канале 4, перед его введением в следующий канал 3, никель-титановый файл погрузили в 3,25 % раствор гипохлорита натрия на 15-20 секунд, таким образом создавая условия обработки инструмента в промежутках между использованием его в разных каналах. Аналогичным образом производили механическую нагрузку в поочередно сменяемых каналах 3, 2, 5, 6 эндодонтического блока с чередованием обработки инструмента в течение 15-20 секунд 3,25 % раствором гипохлорита натрия перед каждым его введением в следующий канал. После завершения полного цикла механической нагрузки во всех пяти каналах никель-титановый файл Coxo sc pro 02/19 сохранил свою целостность. После первого цикла механической нагрузки никель-титановый файл подвергли химической нагрузке, а затем температурной, точно таким же образом, как это было описано в Примере 4. После этапов химической и температурной нагрузок никель титановый файл повторно подвергли второму циклу механической нагрузки с соблюдением режимов и очередности всех операций, проделанных на первом цикле, а также с видеофиксацией и отсчетом времени вращения файла. В начале второго цикла механической нагрузки на 15 секунде вращения никель-титанового файла в канале 4 эндодонтического блока, не заполненном промывочным раствором, произошел отлом инструмента. Результаты подсчетов показали общее время вращения файла Coxo sc pro 02/19 внутри каналов эндодонтического блока - 215 секунд. При реализации способа согласно Примеру 6, результат анализа данных показал предел циклической усталости файла Coxo sc pro 02/19 - 1255,6 оборотов.

Пример 7.

Согласно седьмому примеру реализации способа, было произведено определение циклической усталости никель-титанового файла S-flexy 04/25. Порядок действий осуществления первого цикла механической нагрузки, полностью соответствует тому, как это было описано в Примере 4. После завершения полного цикла механической нагрузки во всех пяти каналах никель-титановый файл S-flexy 04/25 сохранил свою целостность. Перед повторным осуществлением нового цикла механической нагрузки никель-титановый файл S-flexy 04/25 подвергли химической нагрузке, а затем температурной в полном соответствии тому, как это было описано в Примере 4. После химической и температурной нагрузок никель-титановый файл S-flexy 04/25 повторно подвергли второму циклу механической нагрузки с соблюдением режимов и очередности всех операций, проделанных на первом цикле, а также с видеофиксацией и отсчетом времени вращения файла. После полного завершения второго цикла механической нагрузки во всех пяти каналах никель-титановый файл S-flexy 04/25 сохранил свою целостность. Перед повторным осуществлением нового цикла механической нагрузки никель-титановый файл S-flexy 04/25 подвергли химической нагрузке, а затем температурной точно таким образом, как это делали после первого цикла механической нагрузки. В общей сложности было произведено 3 полных цикла механической нагрузки, а также три этапа химической и температурной нагрузок. При этом поломка никель-титанового инструмента S-flexy 04/25 произошла на 27 секунде четвертого цикла механической нагрузки в канале 4. Таким образом никель-титановый файл S-flexy 04/25 показал общее время вращения внутри каналов эндодонтического блока - 627 секунд. При реализации способа согласно Примеру 7, результат анализа данных показал предел циклической усталости файла S-flexy 04/25 – 3661,68 оборотов.

Пример 8.

Согласно восьмому примеру реализации способа, было произведено определение циклической усталости никель-титанового файла S-flexy 04/25 с использованием симуляционного эндодонтического блока, заполненного 3,25% раствором гипохлорита натрия, аналогично тому, как это описано в Примере 5. После завершения полного цикла механической нагрузки во всех пяти каналах блока, заполненного 3,25% раствором NaOCl, никель-титановый файл S-flexy 04/25 сохранил свою целостность. Перед повторным осуществлением нового цикла механической нагрузки никель-титановый файл S-flexy 04/25 подвергли химической нагрузке, а затем температурной нагрузке в полном соответствии тому, как это было описано в Примере 4. После химической и температурной нагрузок никель-титановый файл S-flexy 04/25 повторно подвергли второму циклу механической нагрузки с соблюдением режимов и очередности всех операций, проделанных на первом цикле, а также с видеофиксацией и отсчетом времени вращения файла. После полного завершения второго цикла механической нагрузки во всех пяти каналах, заполненных 3,25% раствором NaOCl, никель-титановый файл S-flexy 04/25 сохранил свою целостность. Перед повторным осуществлением нового цикла механической нагрузки никель-титановый файл S-flexy 04/25 подвергли химической нагрузке, а затем температурной точно таким же образом, как это делали после первого цикла механической нагрузки. В общей сложности было произведено 3 полных цикла механической нагрузки, а также три этапа химической и температурной нагрузок. При этом поломка никель-титанового инструмента S-flexy 04/25 произошла на 38 секунде четвертого цикла механической нагрузки в канале 4. Таким образом никель-титановый файл S-flexy 04/25 показал общее время работы внутри каналов эндодонтического блока - 638 секунд. При реализации способа согласно Примеру 8, результат анализа данных показал предел циклической усталости файла S-flexy 04/25 – 3725,92 оборотов.

Пример 9.

Согласно примеру 9 реализации способа, было произведено определение циклической усталости никель-титанового файла S-flexy 04/25 с использованием симуляционного эндодонтического блока без заполнения его каналов раствором NaOCL. Порядок действий осуществления первого цикла механической нагрузки, полностью соответствует тому, как это было описано в Примере 6. При этом после завершения работы файла в каждом канале, перед его введением в следующий канал, никель-титановый инструмент погружали в 3,25 % раствор гипохлорита натрия на 15-20 секунд, таким образом создавая условия обработки инструмента в промежутках между использованием его в разных каналах. Аналогичным образом производили механическую нагрузку поочередно во всех сменяемых каналах эндодонтического блока с чередованием обработки инструмента в течение 15-20 секунд 3,25 % раствором гипохлорита натрия перед каждым его введением в следующий канал. После завершения полного цикла механической нагрузки во всех пяти каналах никель-титановый файл S-flexy 04/25 сохранил свою целостность. Перед повторным осуществлением нового цикла механической нагрузки никель-титановый файл S-flexy 04/25 подвергли химической нагрузке, а затем температурной в полном соответствии тому, как это было описано в Примере 4. После химической и температурной нагрузок никель-титановый файл S-flexy 04/25 повторно подвергли второму циклу механической нагрузки с соблюдением режимов и очередности всех операций, проделанных на первом цикле, а также с видеофиксацией и отсчетом времени вращения файла. После полного завершения второго цикла механической нагрузки во всех пяти каналах никель-титановый файл S-flexy 04/25 сохранил свою целостность. Перед повторным осуществлением нового цикла механической нагрузки никель-титановый файл S-flexy 04/25 подвергли химической нагрузке, а затем температурной точно таким образом, как это делали после первого цикла механической нагрузки. В общей сложности было произведено 3 полных цикла механической нагрузки, а также три этапа химической и температурной нагрузок. При этом поломка никель-титанового инструмента S-flexy 04/25 произошла на 18 секунде четвертого цикла механической нагрузки в канале 4. Таким образом никель-титановый файл S-flexy 04/25 показал общее время вращения внутри каналов эндодонтического блока - 618 секунд. При реализации способа согласно Примеру 9, результат анализа данных показал предел циклической усталости файла S-flexy 04/25 – 3609,12 оборотов.

Для наглядности результатов определения циклической усталости никель-титановых инструментов Coxo sc pro (02/19, 04/20, 04/25, 06/25, 04/35), инструментов Protaper gold (S1, S2, F1, F2, F3), а также инструментов S -flexi (04/20, 04/25, 04/30, 04/35, 06/26), полученных посредством заявленных способов и устройства, как это описано в примерах 1-9, все данные были систематизированы в Таблице 1.

Таблица 1 Модель никель-титанового файла Размер никель-титанового файла Количество каналов, использованных для механической нагрузки Количество начатых циклов механической нагрузки Время работы файла от начала механической нагрузки до его поломки Общее количество оборотов от начала нагрузки до поломки файла Особенности применения
3,25% раствора
NaOCl Coxo sc pro 02/19 6 каналов 2 цикла 227 сек 1325,68 без применения NaOCl на этапе механической нагрузки, но с применением NaOCl на этапе химической нагрузки (см. Примеры 4-9)
далее 1 Coxo sc pro 02/19 6 каналов 2 цикла 235 сек 1372,4 с применением NaOCl в каналах блока, (см. Примеры 2, 5, 8) далее 2 Coxo sc pro 02/19 6 каналов 2 цикла 215 сек 1255,6 без применения NaOCl в каналах блока, но с применением NaOCl для обработки инструмента перед введением его в каждый канал (см. Примеры 3, 6, 9), далее 3 Coxo sc pro 04/20 6 каналов 2 цикла 206 сек 1203,04 1 Coxo sc pro 04/20 6 каналов 2 цикла 217 сек 1267,28 2 Coxo sc pro 04/20 5 каналов 1 цикл 195 сек 1138,8 3 Coxo sc pro 04/25 6 каналов 2 цикла 202 сек 1179,68 1 Coxo sc pro 04/25 6 каналов 2 цикла 214 сек 1249,76 2 Coxo sc pro 04/25 5 канала 1 цикл 193 сек 1127,12 3 Coxo sc pro 06/25 5 канала 1 цикл 166 сек 969,44 1 Coxo sc pro 06/25 5 канала 1 цикл 178 сек 1039,52 2 Coxo sc pro 06/25 4 канала 1 цикл 153 сек 905,2 3 Coxo sc pro 04/35 6 каналов 2 цикла 204 сек 1191,36 1 Coxo sc pro 04/35 6 каналов 2 цикла 212 сек 1238,08 2 Coxo sc pro 04/35 5 канала 1 цикл 194 сек 1132,96 3 Protaper gold S1 11 каналов 3 цикла 409 сек 2388,56 1 Protaper gold S1 11 каналов 3 цикла 421 сек 2458,64 2 Protaper gold S1 11 каналов 3 цикла 403 сек 2353,52 3 Protaper gold S2 5 каналов 1 цикла 200 сек 1168 1 Protaper gold S2 6 каналов 2 цикла 209 сек 1220,56 2 Protaper gold S2 5 каналов 1 цикл 189 сек 1103,76 3 Protaper gold F1 7 каналов 2 цикла 246 сек 1436,64 1 Protaper gold F1 7 каналов 2 цикла 257 сек 1500,88 2 Protaper gold F1 6 каналов 2 цикла 235 сек 1372,4 3 Protaper gold F2 6 каналов 2 цикла 204 сек 1191,36 1 Protaper gold F2 6 каналов 2 цикла 215 сек 1255,6 2 Protaper gold F2 5 каналов 1 цикл 193 сек 1127,12 3 Protaper gold F3 5 каналов 1 цикл 200 сек 1168 1 Protaper gold F3 6 каналов 2 цикла 203 сек 1185,52 2 Protaper gold F3 5 каналов 1 цикл 189 сек 1103,76 3 Protaper next X1 6 каналов 2 цикла 205 сек 1197,2 1 Protaper next X1 6 каналов 2 цикла 217 сек 1267,28 2 Protaper next Х1 6 каналов 2 цикла 203 сек 1185,52 3 S –flexi 04/20 7 каналов 2 цикла 274 сек 1600,16 1 S –flexi 04/20 7 каналов 2 цикла 277 сек 1617,68 2 S –flexi 04/20 7 каналов 2 цикла 263 сек 1535,92 3 S –flexi 04/25 16 каналов 4 цикла 627 сек 3661,68 1 S –flexi 04/25 16 каналов 4 цикла 638 сек 3725,92 2 S –flexi 04/25 16 каналов 4 цикла 618 сек 3609,12 3 S –flexi 04/30 36 каналов 8 цикла 1430 сек 8351,2 1 S –flexi 04/30 36 каналов 8 цикла 1441 сек 8415,44 2 S –flexi 04/30 36 каналов 8 цикла 1421 сек 8298,64 3 S –flexi 04/35 22 каналов 5 цикла 873 сек 5098,32 1 S –flexi 04/35 23 канала 5 цикла 884 сек 5162,56 2 S –flexi 04/35 22 канала 5 цикла 862 сек 5034,08 3 S –flexi 06/25 21 канала 5 цикла 828 сек 4835,52 1 S –flexi 06/25 21 канала 5 цикла 839 сек 4899,76 2 S –flexi 06/25 21 канала 5 цикла 817 сек 4771,28 3

Согласно официальной рекомендации производителя к никель-титановым инструментам COXO, указаны допустимые условия их использования в корневых каналах 30 фронтальных зубов, 15 боковых зубов или 5 корневых каналов моляров, что в среднем допускает механическую обработку 15 каналов 1 файлом. Однако результаты определения циклической усталости никель-титановых инструментов Coxo sc pro (02/19, 04/20, 04/25, 06/25, 04/35) подтвердили возможность безопасной механической обработки только 5-6 каналов. При этом производитель никель - титановых файлов Protaper gold официально рекомендует использовать свои изделия в зависимости от типа обрабатываемого канала. В частности, для чрезвычайно изогнутых каналов (> 30°) или S-образных каналов рекомендовано использование файлов Protaper gold не более чем в 2 каналах. Для умеренно изогнутых каналов (от 10° до 30°) рекомендовано не более 4 каналов. Для слегка изогнутых (<10°) или прямых каналов рекомендовано не более 8 каналов. Причем производитель не уточняет допустимые режимы использования химической и температурной обработки, а также промывочных растворов, влияние которых на предел циклической усталости никель-титановых инструментов было подтверждено в рамках заявленной группы изобретений. При этом в результате применения заявленных способов и устройства удалось выявить больший ресурс никель-титановых файлов Protaper gold при их эксплуатации в более сложных условиях, чем это рекомендовано производителем, что позволяет осуществить наиболее целесообразный подбор инструментов для решения разных задач с учетом их стоимости. Производитель никель - титановых файлов S-flexi официально рекомендует использовать свои изделия не более чем в 7-8 каналах, также не уточняя характеристики допустимых режимов использования химической и температурной обработки и промывочных растворов. Однако в результате применения заявленной группы изобретений удалось выявить увеличенный ресурс никель-титановых файлов S-flexi при их эксплуатации в более сложных условиях, чем это рекомендовано производителем, что также позволяет осуществить наиболее оптимальный подбор инструментов.

Таким образом заявленная группа изобретений обеспечивает повышение точности оценки усталостных характеристик NiTi файлов, позволяя в некоторых случаях повысить безопасность механической обработки сложных корневых каналов, а в некоторых случаях увеличить время допустимой эксплуатации никель-титанового файла, что позволяет произвести оптимальный подбор инструментов с учетом их прочностных характеристик под те или иные задачи.

Дополнительно заявленная группа изобретений обеспечивает расширение арсенала технических средств, предназначенных для определения циклической усталости эндодонтических NiTi инструментов.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к способам определения циклической усталости эндодонтических инструментов и симуляционному эндодонтическому блоку для их осуществления. Никель-титановый файл подвергают воздействию механической нагрузки путем его вращения в каналах симуляционного эндодонтического блока, включающего пять желобовидных каналов, которые могут быть заполнены раствором NaOCl. Три канала имеют по одному углу изгиба с величинами 30°, 45° и 90°. Четвертый канал имеет два угла изгиба с величинами 45°, а пятый канал имеет четыре угла изгиба с величинами 45°. Производят вращение файла в поочередно сменяемых каналах с приложением механической нагрузки в соответствующем канале не дольше 40 секунд. После завершения полного цикла механической нагрузки во всех пяти каналах никель-титановый файл подвергают этапу химической нагрузки, а затем этапу температурной нагрузки. Далее возобновляют цикл механической нагрузки до момента отлома никель-титанового файла или чередуют несколько циклов механической нагрузки с этапами химической и температурной нагрузки до момента отлома файла на одном из циклов механической нагрузки. Для подсчета времени и количества оборотов файла применяют видеофиксацию процесса. Производят обработку данных полученного видеоматериала, по результату которой определяют предел циклической усталости никель-титанового файла. Достигается повышение точности оценки усталостных характеристик NiTi файлов и безопасности механической обработки сложных корневых каналов за счет возможности оптимального подбора инструментов с учетом их прочностных характеристик. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Способ определения циклической усталости никель-титанового файла, согласно которому никель-титановый файл подвергают воздействию механической нагрузки путём его вертикально-поступательного введения поочерёдно в жёлобовидные каналы симуляционного эндодонтического блока с вращением внутри каналов, а также с подсчётом времени вращения и количества оборотов файла внутри каждого канала от начала механической нагрузки до момента его отлома, отличающийся тем, что для осуществления механической нагрузки используют симуляционный эндодонтический блок с полыми или заполненными раствором гипохлорита натрия пятью желобовидными каналами, три из которых включают по одному углу изгиба с величинами 30°, 45° и 90° соответственно, четвёртый канал включает два угла изгиба с величинами 45°, а пятый канал включает четыре угла изгиба с величинами 45°, причём вращение файла осуществляют в поочерёдно сменяемых каналах с приложением механической нагрузки в соответствующем канале не дольше 40 секунд, а для подсчёта времени и количества оборотов файла применяют видеофиксацию процесса механической нагрузки от её начала до момента отлома файла, после чего производят аналитическую обработку данных полученного видеоматериала, по результату которой определяют предел циклической усталости никель-титанового файла.

2. Способ определения циклической усталости никель-титанового файла, согласно которому никель-титановый файл подвергают воздействию механической нагрузки путём его вертикально-поступательного введения поочерёдно в жёлобовидные каналы симуляционного эндодонтического блока с вращением внутри каналов, а также с подсчётом времени вращения и количества оборотов файла внутри каждого канала от начала механической нагрузки до момента его отлома, отличающийся тем, что для осуществления механической нагрузки используют симуляционный эндодонтический блок с полыми или заполненными раствором гипохлорита натрия пятью желобовидными каналами, три из которых включают по одному углу изгиба с величинами 30°, 45° и 90° соответственно, четвёртый канал включает два угла изгиба с величинами 45°, а пятый канал включает четыре угла изгиба с величинами 45°, причём вращение файла осуществляют в поочерёдно сменяемых каналах с приложением механической нагрузки в соответствующем канале не дольше 40 секунд, при этом после завершения полного цикла механической нагрузки во всех пяти каналах, никель-титановый файл подвергают этапу химической нагрузки, а затем этапу температурной нагрузки, после чего возобновляют цикл механической нагрузки до момента отлома никель-титанового файла или чередуют несколько циклов механической нагрузки с этапами химической и температурной нагрузки до момента отлома файла на одном из циклов механической нагрузки, причём для подсчёта времени и количества оборотов файла применяют видеофиксацию процесса механической нагрузки от её начала до момента отлома файла, а после отлома файла производят аналитическую обработку данных полученного видеоматериала, по результату которой определяют предел циклической усталости никель-титанового файла.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что на этапе химической нагрузки никель-титановый файл в течение 2-х часов выдерживают в 3,25% растворе гипохлорита натрия, промывают водой и погружают на 45 минут в 5% раствор аламинола.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что на этапе температурной нагрузки никель-титановый файл упаковывают в крафт-пакет и подвергают автоклавированию в течение 45 минут.

5. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что механическую нагрузку осуществляют в каждом канале симуляционного эндодонтического блока с частотой вращения никель-титанового файла 350 оборотов в минуту и крутящим моментом 1,5 Н×см.

6. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что после завершения механической нагрузки в одном канале никель-титановый инструмент, перед его введением в следующий канал, погружают в 3,25 % раствор гипохлорита натрия на 15-20 секунд.

7. Симуляционный эндодонтический блок для определения циклической усталости никель-титанового файла, состоящий из металлической пластины, на одной из сторон которой выполнены желобовидные каналы, имитирующие зубные корневые каналы с различными углами изгиба, отличающийся тем, что симуляционный эндодонтический блок включает пять желобовидных каналов, три из которых включают по одному углу изгиба с величинами 30°, 45° и 90°, четвёртый канал включает два угла изгиба с величинами 45°, а пятый канал включает четыре угла изгиба с величинами 45°, при этом на боковой части металлической пластины со стороны желобовидных каналов установлена съёмная прозрачная крышка с возможностью обеспечения ввода эндодонтического файла со стороны торцевой части пластины в полость каждого из каналов, причём прозрачная крышка установлена на металлической пластине с сохранением зазора между внутренними поверхностями крышки и пластины.