Evaluation of retrograde filling quality with a combination of calcium silicate cement and calcium silicate-based sealer

Abstract

In apical surgery, retrograde filling is a crucial procedure used to form a hermetic seal at the root-end area. However, it is very technique-sensitive because of limited access and visibility in clinical settings and the difficulty of handling retrograde filling materials. Therefore, the use of calcium silicate–based sealer, which has good flowability and maneuverability, as a retrograde filling material could be expected to improve retrograde filling quality. The aim of this study was to assess the quality of retrograde filling with a combination of calcium silicate cement and calcium silicate–based sealer. Twenty single-rooted, extracted human teeth were instrumented with nickel-titanium instruments and obturated with gutta-percha cones. Root resection at 3 mm from the apex and root-end preparation were performed. The root-end cavities were filled using two different retrograde filling methods (n=10). In group 1, the root-end cavities were filled with Endocem Zr (Maruchi, Wonju, Korea), while in group 2, the root-end cavities were filled with an approximately 1-mm-thick layer of Endoseal MTA (Maruchi) followed by Endocem Zr. Then, the samples were scanned using micro-computed tomography (micro-CT) and three-dimensional images of the samples were reconstructed. The volume of the gap between the tooth structure and the root-end filling materials and the volume of the voids in the filling materials were measured, and the percentages of these volumes were calculated. Data were analyzed using the Mann-Whitney U test at a significance level of 95% to compare the difference in the volume percentage of voids between the two groups. Selected specimens were further observed using scanning electron microscopy (SEM). No significant difference was found between the two groups in the volume percentage of the gaps and internal voids. The SEM examinations showed that the calcium silicate based–sealer applied in the retro-prepared cavity demonstrated good adaptation to the cavity wall and the calcium silicate cement. Within the limitations of this study, the quality of retrograde filling with a combination of calcium silicate cement and calcium silicate–based sealer showed no statistically significant difference from that of retrograde filling with calcium silicate cement only.

치근단 수술 시, 치근단 역충전은 근관 내 세균이 치근단 조직으로 누출되지 않도록 긴밀한 밀폐를 형성한다는 점에서 매우 중요한 과정이다. 하지만 실제 수술 시 제한된 시야와 접근의 어려움, 재료 및 기구 조작의 어려움으로 인해 치근단 역충전은 난이도가 높고, 이로 인해 결함이 발생할 수 있다. 만약 흐름성이 좋고, 적용이 간편한 칼슘 실리케이트 계통 실러를 치근단 역충전 재료로 사용한다면 보다 쉬운 적용 및 양질의 치근단 역충전을 기대할 수 있다. 이 연구의 목적은 칼슘 실리케이트 계통 실러와 칼슘 실리케이트 시멘트를 순차적으로 치근단 와동에 역충전 재료로 적용했을 때 void의 비율을 micro-CT로 측정하여 충전의 질을 평가하는 것이며, 주사전자현미경(SEM)을 사용하여 치아와 재료 간, 서로 다른 재료 간 계면을 관찰하였다. 20개의 사람의 상악 소구치를 근관충전 후 치근단 3mm를 절제한 뒤 초음파 기구를 사용하여 3mm 깊이로 치근단 와동 형성을 시행하였다. 무작위로 두 그룹으로 나누어 첫 번째 그룹은 칼슘 실리케이트 시멘트로 충전하고, 두 번째 그룹은 칼슘 실리케이트 계통 실러를 근단부 와동에 1mm 적용하고, 남은 부위를 칼슘 실리케이트 시멘트로 충전하였다. 이후 micro-CT로 스캔 후 충전재와 근관 벽 사이, 충전재 내부 void의 비율로 나누어 통계적 처리를 시행하였다. 이후 시편은 SEM으로 관찰하였다. 충전재와 근관 벽 사이 void의 비율 (%Vout), 충전재 내 void의 비율(%Vin) 모두 두 번째 그룹에서 상대적으로 적게 나타나지만 두 가지 충전 방법 간 통계적 유의차는 없었다. SEM 이미지에서는 칼슘 실리케이트 계열 실러가 근관 벽 및 칼슘 실리케이트 시멘트와 잘 적합 되는 것이 관찰되지만 칼슘 실리케이트 시멘트 재료 내의 void가 관찰되었다.