Đặc điểm giao diện giữa xi măng calcium silicate và mô ngà răng

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 3 * 2018 Nghiên cứu Y học 237 ĐẶC ĐIỂM GIAO DIỆN GIỮA XI MĂNG CALCIUM SILICATE VÀ MÔ NGÀ RĂNG Lý Nguyễn Bảo Khánh*, Trần Xuân Vĩnh** TÓM TẮT Mở đầu: Đặc điểm giao diện răng và vật liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kỹ thuật trám bít ống tủy, tính chất vật lý và hóa học của vật liệu trám bít,. Vì vậy, rất nhiều nghiên cứu về đặc diểm giao diện được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả trám bít ống tủy của các loại vật liệu, đặc biệt là đối với những loại xi măng mới. Mục tiêu: Nghiên cứu nhằm khảo sát đặc điểm giao diện giữa mô răng và xi măng trám bít ống tủy tricalcium silicate mới (BioRoot RCS; Septodont, Saint-Maur-des-Fossés, Pháp)bằng kính hiển vi điện tử quét. Đối tượng – Phương pháp nghiên cứu: Răng cối nhỏ hàm dưới được sửa soạn và trám bít ống tủy bằng xi măng BioRoot RCS và AH26, ngâm trong dung dịch SBF trong 30 ngày, sau đó cắt dọc chân răng và quan sát giao diện dưới kính hiển vi điện tử quét. Kết quả:Hình ảnh quan sát cho thấy có sự xuất hiện một vùng giao diện sáng giữa xi măng BioRoot RCS và mô ngà răng. Kết luận:Xi măng BioRootTM RCS có thành phần chính là tricalcium silicate nên có thể hình thành lớp giao diện với thành ngà răng dưới sự hiện diện của các dung dịch giả dịch thể người, hạn chế vi kẽ, tăng cường khả năng bám dính của vật liệu với mô răng. Từ khóa: BioRoot RCS, xi măng trám bít ống tủy calcium silicate, giao diện. ABSTRACT INTERFACE OF CALCIUM SILICATE-BASED ROOT CANAL SEALER AND DENTINE Ly Nguyen Bao Khanh, Tran Xuan Vinh * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 22 - No 3- 2018: 237 - 242 Background: Interface of material and dentine depends on various factors, such as obturation technique, physical and chemical properties of endodontic materials Therefore, many studies regarding interface have been performed to evaluate the sealing effeciency of root canal sealers, especially innovative materials. Objective: This study aim was to investigate the characteristics at the interface between dentine and a new tricalcium silicate-based root canal sealer (BioRoot RCS; Septodont, Saint-Maur-des-Fosses, France) using scanning electron microscopy. Result: Observations showed that there was interface existing between root canal sealer BioRoot RCS and dentine. Conclusion: Root canal sealer BioRoot RCS based on tricalcium silicate was capable of forming interface with dentine with the presence of SBF, thus minimizing microleakage as well as increasing adhesion between material and tooth structure. Keywords: BioRoot RCS, calcium silicate root canal sealer, interface. MỞ ĐẦU Điều trị nội nha thành công liên quan đến tất cả các giai đoạn trong quá trình điều trị bao gồm sửa soạn, tạo hình và làm sạch ống tủy, trám bít ống tủy và cả giai đoạn trám tạm giữa các lần hẹn hay trám kết thúc. Trong đó, giai đoạn trám * Khoa Răng-Hàm-Mặt, Đại học Y Dược thành phố Hồ Chí Minh ** Bộ môn Nha khoa cơ sở, Khoa Răng-Hàm-Mặt, Đại học Y Dược thành phố Hồ Chí Minh Tác giả liên lạc: TS. Trần Xuân Vĩnh ĐT: 0946920818 Email: vinhdentist@yahoo.com Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 3 * 2018 238 bít ống tủy đóng vai trò quan trọng trong sự thành công của điều trị nội nha. Hệ thống ống tủy phải được bít kín hoàn toàn để ngăn ngừa tái nhiễm khuẩn và vi kẽ bên trong ống tủy. Việc bít kín vùng chóp của ống tủy chân răng nhằm ngăn ngừa các vi khuẩn còn sót và các độc tố của chúng từ mô quanh chóp thấm vào chóp răng(12). Hiện nay, rất nhiều vật liệu cũng như phương pháp trám bít ống tủy đã được phát triển nhằm làm tăng chất lượng của việc điều trị nội nha. Những vật liệu có thành phần chính là calcium silicate như ProRoot MTA (Dentsply, Montigny-le-Bretonneux, Pháp) và Biodentine (Septodont, Saint-Maur-des-Fossés, Pháp) đã được chứng minh là có khả năng bám dính cao, phóng thích ion canxi và hoạt tính sinh học(6,7,8). Dựa trên các đặc tính này, một loại xi măng trám bít ống tủy mới có thành phần chính tricalcium silicate, cải tiến từ vật liệu Biodentine được giới thiệu là BioRootTM RCS (Septodont, Saint-Maur- des-Fosses, France)(4). Chúng tôi thực hiện nghiên cứu “Đặc điểm giao diện giữa xi măng calcium silicte và mô ngà răng” nhằm đánh giá hiệu quả trám bít ống tủy của xi măng BioRootTM RCS thông qua hình ảnh quan sát giao diện bằng kính hiển vi điện tử quét, từ đó cung cấp thêm thông tin cho các nhà lâm sàng về đặc tính vật lý của loại xi măng mới này. ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Gồm 6 răng cối nhỏ hàm dưới có một ống tủy. Tiêu chuẩn chọn mẫu: răng có một ống tủy Tiêu chuẩn loại trừ: răng đã điều trị nội nha, răng có ống tủy bị vôi hóa Phương pháp nghiên cứu Thiết kế nghiên cứu Thực nghiệm thống kê mô tả. Phương pháp Sửa soạn ống tủy và tạo hình ống tủy với hệ thống trâm quay máy ProTaper (Denstply, Maillerfer, Switzerland) đến trâm F5 theo kỹ thuật bước xuống (crown-down). Trong quá trình sửa soạn, bôi trơn ống tủy bằng Glyde FILE PREP (Denstply, Maillerfer, Switzerland) và bơm rửa bằng dung dịch NaOCl 2,5% giữa mỗi lần thay trâm và kết thúc quá trình sửa soạn. Chia nhóm nghiên cứu và trám bít ống tủy Chia ngẫu nhiên thành 2 nhóm, mỗi nhóm 3 răng, trám bít ống tủy theo phương pháp một côn với côn gutta-percha ProTaper F5 và 2 loại xi măng BioRootTM RCS và AH26. Nhóm 1: trám bít ống tủy bằng xi măng BioRootTM RCS. Nhóm 2: trám bít ống tủy bằng xi măng AH26. Trám buồng tủy bằng xi măng GIC (GC Corporation, Tokyo, Japan). Chụp phim kiểm tra và lưu giữ mẫu. Bảo quản răng trong dung dịch SBF trong 30 ngày Quan sát giao diện giữa khối vật liệu trám bít với thành ngà răng. Sau 30 ngày, các răng ở 2 nhóm được lấy ra khỏi dung dịch SBF, cắt ngang thân răng tại vị trí 1/3 chóp bằng đĩa cắt kim cương và đánh bóng bằng giấy nhám nước có độ mịn tăng dần: 1200, 1500, 2000 bằng máy LaboPol-5 của hãng Struers®. Sau đó, mẫu được quan sát dưới kính hiển vi điện tử quét (SEM). KẾT QUẢ Hình ảnh SEM thiết diện cắt ngang 1/3 chóp chân răng của cả hai nhóm trám bít bằng xi măng BioRootTM RCS và AH26 đều cho thấy có sự bám dính, kết nối chặt giữa cone gutta- percha và ngà răng bằng xi măng (Hình 1). Trong nhóm BioRootTM RCS khoảng trống xuất hiện ngay giữa khối xi măng, trong khi đó nhóm AH26 khoảng trống hình thành giữa xi măng và ngà răng, giữa xi măng và cone gutta percha (Hình 2). Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 3 * 2018 Nghiên cứu Y học 239 Hình 1. Sự bít kín tại giao diện giữa xi măng và ngà răng (độ phóng đại x100): D: ngà răng; G: côn gutta-percha. Hình ảnh SEM thiết diện cắt ngang 1/3 chóp chân răng của cả hai nhóm trám bít bằng xi măng BioRootTM RCS (a) và AH26 (b)đều cho thấy có sự bám dính, kết nối chặt giữa cone gutta-percha và ngà răng bằng xi măng. Hình 2. Sự hình thành vi kẽ tại giao diện xi măng và ngà răng (độ phóng đại x500) A: xi măng AH26, B: xi măng BioRootTM RCS, D: ngà răng, G: côn gutta- percha. Hình ảnh SEM cho thấy trong nhóm BioRootTM RCS (a) khoảng trống (mũi tên) xuất hiện ngay giữa khối xi măng, trong khi đónhóm AH26 khoảng trống hình thành giữa xi măng và ngà răng (b), giữa xi măng và cone gutta percha (c). G D G D a b B a b D G B D A G D G A Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 3 * 2018 240 Hình 3. Vùng sáng hiện diện tại giao diện xi măng và ngà rang. B: xi măng BioRootTM RCS, D: ngà răng, I: giao diện. Hình ảnh SEM ở độ phóng đại x500 (a) và x1000 (b) cho thấy xuất hiện vùng sáng dọc giao diện giữa mô răng và xi măng BioRootTM RCS BÀN LUẬN Xi măng nội nha là thành phần quan trọng của khối vật liệu trám bít. Một xi măng tốt cần có đặc tính dán dính tốt vào ngà răng và vật liệu lõi. Xi măng AH26 có thành phần căn bản là nhựa epoxy bisphenol A và chất xúc tác là hexamethylene – teramine. Loại xi măng này có nhiều ưu điểm về đặc tính cơ học như: tăng độ cản quang, tan chậm, dán dính tốt vào ngà răng, phù hợp với phương pháp một côn. Do đó, xi măng AH26 đã được sử dụng phổ biến trên lâm sàng và được xem là “chuẩn vàng” trong các nghiên cứu đánh giá đặc tính cơ học của các loại xi măng mới. Tuy nhiên, xi măng AH26 có nhược điểm là phóng thích formaldehyde, thời gian đông cứng kéo dài, co khi đông cứng và lực co có thể vượt quá lực dán vào ngà răng(3). BioRootTM RCS là vật liệu mới, có khả năng đông cứng trong môi trường ẩm như mô ngà chứa 20% nước(10), chưa có nhiều nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả TBOT. Do có cùng thành phần chính là calcium silicate, nên phản ứng đông cứng cũng như cơ chế tác động của xi măng BioRootTM RCS tương tự như Biodentine và MTA. 2(3CaO.SiO2) + 6H2O => 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2. Tricalcium silicate + Nước => Calcium silicate hydrate + Calcium hydroxide. Calcium silicate phản ứng với nước tạo ra quá trình đông cứng của xi măng. Đây là sự hydrate hóa của tricalcium silicate (3CaO.SiO2=C3S), tạo ra gel calcium silicate hydrate và calcium hydroxide. Các phân tử tricalcium silicate không phản ứng được bao quanh bởi các lớp gel calcium silicate hydrate không thấm nước, do đó làm chậm lại các phản ứng tiếp theo(1). Theo Skinner LB và cs, các hình ảnh quan sát bằng kính hiển vi cho thấy có sự kết nối trực tiếp giữa xi măng calcium silicate và ngà răng mà không có khoảng trống nào. Đây là sự dán dính vi cơ học. Ngoài ra, cấu trúc “nano” của calcium silicate hydrate cũng góp phần giải thích hiệu quả dán dính tốt của xi măng calcium silicate(2). Quan sát hình ảnh trên SEM, chúng tôi ghi nhận ở cả hai nhóm răng được TBOT bằng xi măng BioRootTM RCS và AH26 đều có những vùng được kết nối chặt chẽ giữa côn gutta- D D I B B I a b Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 3 * 2018 Nghiên cứu Y học 241 percha và thành ngà răng bằng xi măng (hình 1). Trong nhóm răng được trám bít bằng xi măng AH26, sự kết nối này là do thành phần chính của xi măng AH26 là nhựa epoxy bisphenol A, có tính chảy cao, dễ dàng thâm nhập vào ống ngà tạo nên sự dán dính vi cơ học(14). Trong nhóm răng được trám bít bằng xi măng BioRootTM RCS, sự kết nối này là do tương tác giữa thành phần calcium silicate với ngà răng, tạo ra sự khoáng hóa bên trong ống ngà. Theo nghiên cứu của Viapiana. R và cs, sử dụng chất huỳnh quang để đánh giá hiệu quả TBOT của xi măng BioRootTM RCS, kết quả cho thấy xi măng thâm nhập vào ống tủy kết hợp với một dãy huỳnh quang ngay sát thành ngà răng(16). Ngoài những vùng có sự dán dính tốt giữa xi măng và côn gutta-percha với thành ngà răng, hình ảnh SEM còn cho thấy có răng xuất hiện các khoảng trống, tuy nhiên vị trí xuất hiện lại khác nhau. Trong nhóm răng được trám bít bằng xi măng BioRootTM RCS, khoảng trống xuất hiện giữa khối xi măng, nhưng xi măng vẫn kết nối với thành ngà răng và côn gutta-percha (hình 2a). Vị trí xuất hiện vi kẽ này tương tự với kết quả của Jameel M. A. Sulaiman và cs, Ravichandra và cs, các tác giả sử dụng SEM để đánh giá đặc điểm vi kẽ của xi măng Biodentine có thành phần chính là tricalcium silicate, ghi nhận rằng khoảng trống xuất hiện bên trong khối xi măng là do sự khử nước bằng hút chân không trong quá trình chuẩn bị mẫu SEM(9). Trong nhóm răng được trám bít với xi măng AH26, có thể là do xi măng polymer co khi đông cứng và lực co vượt quá lực dán nên tạo ra khoảng trống xuất hiện giữa xi măng và thành ngà răng (hình 2b); và giữa xi măng và côn gutta-percha (hình 2c). Nghiên cứu của Vishal A. Mahajan và Kamra AI cũng ghi nhận hầu hết khoảng trống xuất hiện giữa thành ngà răng và xi măng polymer(17). Sau khi ngâm răng trong dung dịch SBF 30 ngày, hình ảnh SEM ở độ phóng đại x500 và x3000 cho thấy có những vùng sáng dọc theo giao diện giữa xi măng BioRootTM RCS và ngà răng (hình 3). Kết quả này tương tự với nghiên cứu của Sarkar và cs(13) khi đánh giá khả năng khoáng hóa sinh học của xi măng MTA có thành phần chính là calcium silicate. Tác giả giải thích rằng, khi đặt xi măng MTA và ống tủy, xi măng hòa tan dần trong dịch mô, các tinh thể hydroxyapatite được hình thành và lớn dần, lắp đầy vi kẽ giữa xi măng và thành ngà răng. Ban đầu, sự dán dính này là vi cơ học do sự lan của lớp gel calcium silicate hydrate hình thành ngay sau khi trộn vật liệu. Sau một thời gian, tác giả suy luận xảy ra một chuỗi các phản ứng khuếch tán có kiểm soát giữa lớp apatite và ngà răng dẫn đến sự dán dính hóa học. Kết quả là hình thành sự khít kín tại giao diện xi măng MTA – ngà răng. Theo kết quả nghiên cứu của các tác giả LeGeroz RZ, Cole AS và cs, Tzisfas và cs, cấu trúc tại giao diện xi măng MTA – ngà răng là hydroxyapatite(5,11,15). Hydroxyapatite phát sáng là do đặc tính khúc xạ dưới ánh sáng phân cực của cấu trúc này(13). Do xi măng BioRootTM RCS có thành phần chính là tricalcium silicate, tương tự với MTA nên chúng tôi cho rằng vùng sáng dọc theo giao diện xi măng – ngà răng mà chúng tôi ghi nhận được là hydroxyapatite. KẾT LUẬN Xi măng BioRootTM RCS hình thành lớp giao diện với thành ngà răng dưới sự hiện diện của các dung dịch giả dịch thể người, hạn chế vi kẽ, từ đó làm tăng khả năng bám dính với mô ngà răng. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Ahlberg KMF, Assavanop P, Tay WM (1995). A comparison of the apical dye penetration patterns shown by methylen blue and India ink in rootfilled teeth. Int Endo J, 28: 30-34. 2. Ayar LR, Love RM (2004). Shaping ability of Profile and K3 rotary Ni-Ti instruments when used in a variable tip sequence in simulated curved root canals. Int Endod J, 37: 593-601. 3. BioRootTM RCS scientific file, 2015. 4. Camps J, Jeaneau C, El Ayachi I, Laurent P, About I (2015). Bioactivity of a Calcium Silicate-based Endodontic Cement (BioRoot RCS): Interactions with Human Periodontal Ligament Cells In Vitro. J Endod, 41, 9: 1463-1473. 5. Cole AS, Eastoe JE (1988). Biochemistry and oral biology. London: Wright, 2: 452-467. 6. Gandofil MG, Siboni F, Polimeni A, et al (2013). In vitro Screening of the apatite-Forming Ability, Biointeractivity and Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 3 * 2018 242 Physical Properties of a Tricalcium Silicate Material for Endodontics and Restorative Dentistry.Dent J, 1: 41-60. 7. Gandofil MG, Siboni F, Primus CM & Prati C (2014). Ion Release, Porosity, Solubility, and Bioactivity of MTA Plus Tricalcium silicate. J Endod, 40: pp. 1632-1637. 8. Han L, Okiji T (2013). Bioactivity evaluation of three calcium silicate-base andodontic materials. Int Endod J, 46, 9: 808-814. 9. Jameel M. A. Sulaiman, Maha M. Yahya, Wiaam M. O. Al- ashou (2014). An in vitro scan electron microscope comparative study of dentine-Biodentine interface. J Bagh College Dentistry, 26, 1. 10. Koch KA, Brave GD, Nasseh AA (2010). Bioceramic technology: closing the endo-restorative circle, part 2. Dentistry today, 29, 3: 98-100. 11. LeGeros RZ (1991). Calcium phosphates in oral biology and medicine. Basel: Karger: 154-171. 12. Lucena-Martin C, Ferrer-Luque CM, Gonzalez-Rodriguez MP, Robles-Gijon V, Navajas-Rodriguez de Mondelo JM (2002). A comparative study of apical leakage of Endomethasone, Top Seal, and Roeko Seal sealer cements. J Endod, 28: 423-426. 13. Sarkar N. K, Caicedo R, Ritwik P, Moiseyava R, và Kawashima I (2005). Physicochemical Basis of the Biologic Properties of Mineral Trioxide Aggregate. JOE, 31, 2: 97-100. 14. Tatsuya ORI, Haruka OTSUKI (2008). Push-out testing and SEM evaluation of adhesive root canal sealers. 37th Annual Meeting of the AADR, 1048. 15. Tziafas D, Pantelidou O, Alvanou A, Belibasakis G, Papadimitriou S (2002). The dentinogenic effect of mineral trioxide aggregate (MTA) in short-term capping experiments. Int Endod J, 35: 245-254. 16. Viapiana R, Guerreiro-tanomaru J, Tanomaru-Filho M, Camilleri J (2013). Interface of dentine to root canal sealers. Journal of Dentistry, 42: 336-350. 17. Vishal A Mahajan, Kamra AI (2007). An in vitro evaluation of apical sealing of three epox y resin based commercial preparations. Endodontology J,19: 7-11. Ngày nhận bài báo: 28/01/2018 Ngày phản biện nhận xét bài báo: 05/03/2018 Ngày bài được đăng: 10/05/2018