1問1答 論文 エンド

湾曲根管、Ni-Tiにすれば偏らない?——下顎大臼歯の抜去歯の近心根管60本を5種の器具で形成すると、Ni-Tiのエンジン用2種は2断面×2段階の4つの測定点すべてでK-FlexとNi-Ti手用Mityより根管の偏位が有意に少なく、K-Flexと同じ動かし方のMityは根尖部でK-Flexと差がなかった(抜去歯のin vitro研究)

1問1答 論文 エンド

エンド|下顎大臼歯の湾曲した近心根管を、ステンレス手用K-Flex・Ni-Ti手用Mity・Ni-Ti手用CMU・Ni-Tiエンジン用NT Sensor・Lightspeedで形成し、形成前後の断面を重ねて偏位・切削量・中心保持・時間を比べた古典(Glosson ほか 1995・J Endod)

湾曲根管をNi-Tiで形成すると偏りにくい——その「Ni-Ti」は、材質の話なのか、回して使う動かし方の話なのか。Ni-Tiファイルが出始めた1995年、米国空軍の歯内療法レジデントとテキサス大学サンアントニオ校のグループは、下顎大臼歯の抜去歯30本から近心根管60本を選び、1群12根管ずつ5種類の器具で#45(ステップバックで#60)まで形成しました。根を樹脂に埋めて根尖部(根尖孔から2 mm)と中間部(湾曲が始まる点の1 mm根尖側)で輪切りにし、形成前後の断面画像を重ねて比べています。結果、Ni-Tiのエンジン用ファイル(NT Sensor・Lightspeed)は、2断面(根尖部・中間部)×2段階(#30・#45)の4つの測定点すべてでステンレスのK-FlexとNi-Ti手用のMityより根管の偏位が有意に少なく、形成時間も手用より有意に短い結果でした。Ni-Ti手用でも、著者らが考察で回転(リーミング)で使う器具に含めたCMUは、4つの測定点のうち3点でK-Flex・Mityより偏位が少なく、その3点ではエンジン用の2種と有意差がありませんでしたが、形成時間は最も長い群でした。一方、K-Flexと同じクォーターターン・プルで使ったMityは、K-Flexより偏位が少なかったのが中間部だけで、根尖部では差がなく、中心保持もほとんどのところで差がありませんでした。NT Sensorは#50が2本、形成中に破折しています。ただし抜去歯を使った実験室のモデルで、1群12根管、形成も評価も著者自身が行った条件です。

論文
A comparison of root canal preparations using Ni-Ti hand, Ni-Ti engine-driven, and K-Flex endodontic instruments
著者
Charles R. Glosson、Robert H. Haller(Wilford Hall USAF Medical Center・歯内療法学レジデント)、S. Brent Dove(University of Texas Health Science Center at San Antonio・歯科診断学 助教授)、Carlos E. del Rio(同・歯内療法学 教授・主任)
掲載
Journal of Endodontics 1995;21(3):146-151
種類
抜去歯を使った実験室研究(in vitro)。根の完成した下顎大臼歯の抜去歯30本近心根管60本(10%ホルマリン保存・湾曲15〜31度・平均22.37度)を、湾曲と根管の位置で1群12根管(頬側6・舌側6)に無作為に振り分け。K-Flex(ステンレス手用・クォーターターン・プル)、Mity(Ni-Ti手用・同じ動かし方)、NT Sensor(Ni-Tiエンジン用・毎分300回転)、CMU(Ni-Ti手用 Canal Master “U”)、Lightspeed(Ni-Tiエンジン用・毎分750回転)で、#30まで形成して撮影、作業長で#45、1.0 mmステップバックで#60まで形成して再撮影。改良Bramante法で根尖部(根尖孔から2 mm)と中間部(湾曲開始点の1 mm根尖側)の断面を形成前後で重ね、偏位量・切削面積・中心保持比・断面の丸さ・形成時間を比較。形成は術者1人(筆頭著者)、画像評価は著者2人。分散分析とStudent-Newman-Keuls法。有意水準は本文p<0.05、表の注p<0.005と表記が揃っていない
PMID
7561658

湾曲根管、Ni-Tiにすれば偏らない?

下顎大臼歯の近心根。湾曲した細い根管を#45、#60まで広げていくと、根尖がジップし、中間部が薄くなっていく。そこで「Ni-Tiは柔らかいから、湾曲に沿って削れる」と言われます。では、Ni-Tiという材質に替えるだけで、根管は偏らなくなるのでしょうか

Ni-Tiファイルが出始めた1995年に、この問いを抜去歯で確かめたのがこの研究です。結論を先に言うと、Ni-Tiのエンジン用ファイル2種(NT Sensor・Lightspeed)は、根尖部・中間部の2断面×#30・#45の2段階=4つの測定点すべてで、ステンレスのK-FlexとNi-Ti手用のMityより根管の偏位が有意に少なかった。一方、同じNi-Tiの手用でも、K-Flexと同じクォーターターン・プルで使ったMityは、根尖部の偏位でK-Flexと差がありませんでした。Ni-Ti手用でも、著者らが考察で回転(リーミング)で使う器具の側に含めたCMUは、エンジン用に近い成績でした。

なぜ比べる必要があったのか

当時、湾曲根管を太く形成すると、器具がまっすぐに戻ろうとして根管の形が変わる(レッジ、ストリップパーフォレーション、ジップ、偏位)ことが問題になっていました。エンジンで回す形成システムもありましたが、それまでの研究では根管の閉塞、手指感覚の喪失、清掃不足、根管の直線化、破折が報告されていました。

そこへ、Ni-Tiの手用ファイルや、Ni-Tiのエンジン用ファイルが売り出されます。Ni-Tiはステンレスより曲げやねじりに柔らかく、ねじれによる破折に強いという報告はありました。ただ著者らは、メーカーが謳う「湾曲根管を直線化しにくい」「偏位しにくい」を裏づける論文はまだ無いと書いています。だから並べて測る、というのが出発点です。

5種類の器具で、同じ太さまで形成

歯:根の完成した下顎大臼歯の抜去歯(10%ホルマリン保存)。遠心根は除去し、近心根管60本(大臼歯30本分)を使用。選んだ根管は、根管口から根尖孔まで分かれていて、近遠心方向の湾曲が15〜31度、咬合面の基準点から根管長が15 mmを超えるもの。平均の湾曲は22.37度で、5群の間に差はありませんでした。
群分け:湾曲と根管の位置で1群12根管(頬側6・舌側6)に無作為に振り分け。
器具(5群):
A K-Flex(ステンレスの手用。プリカーブしてクォーターターン・プル)
B Mity(Ni-Tiの手用。Aと同じ動かし方。弾性が強くプリカーブはできない)
C NT Sensor(Ni-Tiのエンジン用。16:1減速の電気ハンドピースで毎分300回転)
D CMU(Ni-Tiの手用 Canal Master “U”。テキサス大学サンアントニオ校の方法)
E Lightspeed(Ni-Tiのエンジン用。毎分750回転、同校の方法)
形成:全群まず#30まで拡大して撮影。続けて作業長で#45、1.0 mmずつステップバックして#60まで形成し、再び撮影(CMUとLightspeedは半サイズがあるため、0.5 mm刻みで下げて#50・#55・#60の1.0 mmステップバックに揃えた)。前拡大は、K-Flex・Mity・NT Sensorがゲーツグリデン#1〜#3、CMUとLightspeedはテキサス大学サンアントニオ校の方法。NT Sensorは#10のNi-Ti手用ファイルで全周ファイリングしてからエンジンに移りました。器具は根管ごとに新品、2.5%次亜塩素酸ナトリウムで満たし、1サイズごとに3.0 mL洗浄。形成は1人の術者(筆頭著者)が行い、ストップウォッチで時間を計りました。
測り方(改良Bramante法):根を透明レジンに埋め、根尖孔から2 mm(根尖部)湾曲が始まる点の1 mm根尖側(中間部)で輪切りにし、元の位置に戻せる型に固定。形成前後の断面画像をデジタルで重ね合わせ、①偏位量(形成前後の根管の縁のずれの最大値)、②削れた象牙質の面積、③中心保持比(片側と反対側のずれの差を形成後の最大径で割った値。小さいほど中心に保たれた)、④断面の形が丸いか(90倍の画面で目視判定)を見ました。解析は分散分析とStudent-Newman-Keuls法です。

つまり、「同じ根管の同じ断面を、形成の前と後で重ねて見る」設計です。器具の違いが、形成後の根管の位置のずれとして直接見えるようにしています。

結果:エンジン用Ni-Tiが偏りにくかった

0 0.3 0.6 0.9 根管の偏位量(mm・平均) 0.35 0.60 0.34 0.47 0.24 0.26 0.21 0.33 0.20 0.25 K-Flex(ステンレス手用) Mity(Ni-Ti手用) CMU(Ni-Ti手用) NT Sensor(Ni-Tiエンジン) Lightspeed(Ni-Tiエンジン) 根尖部(根尖孔から2 mm) 中間部(湾曲の始まり付近) 原著の表2のうち、根尖を#45まで形成した時点の値(各12根管の平均)。#30時点の値は本文に記載。根尖部#45:K-Flex・MityはCMU・NT Sensor・Lightspeedより有意に大きい。中間部#45:K-Flex>Mity>CMU・NTSensor・Lightspeed(表の注はp<0.005、本文はp<0.05と表記)。値が小さいほど元の根管から偏っていない
根尖を#45まで形成した時点の偏位量(原著の表2・各12根管の平均)。値が小さいほど、元の根管の位置からずれていない

偏位の向きは、ごく一部の例外を除き、根尖部では近心、中間部では遠心でした。

偏位量(表2・mm)
根尖部 #30:K-Flex 0.17、Mity 0.19、CMU 0.12、NT Sensor 0.10、Lightspeed 0.09。K-Flex・MityはNT Sensor・Lightspeedより有意に大きく、K-FlexとCMUの間には有意差なし。
根尖部 #45:K-Flex 0.35、Mity 0.34、CMU 0.24、NT Sensor 0.21、Lightspeed 0.20。K-Flex・Mityは他の3群より有意に大きい。
中間部 #30:K-Flex 0.32、Mity 0.22、CMU 0.11、NT Sensor 0.14、Lightspeed 0.13。
中間部 #45:K-Flex 0.60、Mity 0.47、CMU 0.26、NT Sensor 0.33、Lightspeed 0.25。中間部は#30・#45とも、K-Flex>Mity>他の3群の順に有意差。
エンジン用の2種は4つの測定点(2断面×2段階)すべてで、K-Flex・Mityより偏位が有意に少なかった。CMUは根尖部#30を除く3つの測定点で有意に少なく、その3点ではエンジン用の2種と有意差なし。MityがK-Flexより有意に少なかったのは中間部だけで、根尖部では差がありませんでした。
削れた象牙質の面積(表3):CMUとLightspeedは、根尖部・中間部ともK-Flex・Mityより有意に少なかった(本文の記述)。MityとNT SensorがK-Flexより少なかったのは中間部だけ。CMU・Lightspeed・NT Sensorの間に有意差はありませんでした。例えば中間部#45は、K-Flex 0.47 mm²、Mity 0.36、NT Sensor 0.31、CMU 0.25、Lightspeed 0.28。ただし表3の注では、中間部#45でMityとCMUの差は明示されておらず、注の中にも「MityはLightspeedより大きい」と「Mity・NT Sensor・Lightspeedの間に差なし」という食い違いがあります。
中心保持比(表4・小さいほど中心):NT SensorとLightspeedは、#30・#45とも根尖部・中間部でK-Flexより有意に良好。CMUは根尖部#45と中間部#30・#45でK-Flexより良好で、エンジン用の2種とは有意差なし。MityはほとんどのところでK-Flexと有意差がありませんでした。例えば中間部#45は、K-Flex 0.52、Mity 0.45、NT Sensor 0.26、CMU 0.18、Lightspeed 0.16。
丸い断面になった数(表1・各12根管):形成前に丸い断面は0。根尖部#45で丸くなったのは、K-Flex 0、Mity 1、NT Sensor 6、CMU 9、Lightspeed 6。この項目には検定の記載がありません。
0 300秒 600秒 900秒 1根管の形成時間(秒・平均) 651秒 536秒 700秒 250秒 423秒 K-Flex(ステンレス手用) Mity(Ni-Ti手用) CMU(Ni-Ti手用) NT Sensor(Ni-Tiエンジン) Lightspeed(Ni-Tiエンジン) 原著の表5(各12根管の平均。原著の値は651.08・535.67・700.25・250.00・423.08秒で、図では小数点以下を四捨五入)。有意差の並び:K-Flex・CMU>Mity>Lightspeed>NT Sensor。CMUとLightspeedは半サイズの器具を含むため本数が多い
1根管あたりの形成時間(原著の表5・各12根管の平均。小数点以下を四捨五入)

時間は、NT Sensorが250秒でいちばん速く、他のどの群よりも有意に短い結果でした。Lightspeedが423秒で続き、エンジン用の2種は手用より有意に速かった。一方CMUは700秒で、K-Flexの651秒と並んで最も時間がかかりました(この2群の間に有意差なし)。著者らは、LightspeedがNT Sensorより遅いのは、半サイズがあって器具の本数が倍になるためと説明しています。

器具のトラブル:使用前の2.5倍拡大ではどの器具にも欠陥はなし。ただNT Sensorの#15〜#25の数本に、1回使っただけでねじれのほどけが見られ、新品のNT Sensor #50が2本、ステップバック中に破折しました。破折片は10〜12 mmが根管内に固く食い込み、著者らは臨床なら除去は難しかっただろうと書いています。他の器具に破折はありませんでした。
手指の感覚:細いMityは抵抗に当たると曲がり、作業長に届きにくいことがあった。著者らは主観として、MityはK-Flexに比べて手指感覚がはっきり落ちたと述べ、細い根管や狭窄部の穿通はステンレスのほうが向いていたとしています。

なぜ「材質」だけでは差がつかなかったのか

ここからは著者らの考察です。MityはK-Flexより柔らかいのに、中心保持は良くなりませんでした。著者らは、Ni-Tiの弾性の記憶(元の形に戻ろうとする性質)のせいで、湾曲根管に入れても器具がまっすぐに戻ろうとするからではないか、と考えています。プリカーブもできません。

一方で、NT Sensor・CMU・Lightspeedが良かった理由として著者らが挙げるのは、器具の設計、Ni-Ti合金、そしてリーミング(回転)で使う動かし方の3つです。どれが効いたのかは、この研究では切り分けていません。そのうえで著者らは、1969年のVessey以降の「ファイリングよりリーミングのほうが丸く形成できる」という研究と、今回の結果は一致すると述べています。回して使った器具が、クォーターターン・プルで使った器具より良かったからです。

NT Sensorは、細いサイズ(#15〜#35)が切削刃に平らな面をもち、壁に食い込まずに削る設計なのに対し、太いサイズ(#40〜#60)はより攻撃的な形でした。著者らは、太いサイズほど根管壁に「ねじ込む」傾向があり、それが破折につながったのかもしれないと考察しています。

明日の臨床へ

著者らの結論:電気ハンドピースで回して使うNi-Ti器具は、K-FlexやMityによる手用形成に対していくつかの利点があった。Ni-Ti手用のMityは、クォーターターン・プルで使うとK-Flexに比べて長所も短所もあり、回転だけで使った場合の評価はさらに研究が必要。Ni-Ti器具の今後は有望とまとめています。
補足(筆者の読み):
・この論文から読み取れるのは、「Ni-Tiに替えた」ことより「どう動かす器具か」が効いていそうだという点です。同じ動かし方のMityは、根尖部の偏位でK-Flexと差がありませんでした。
・根尖部で近心、中間部で遠心へずれた、という向きは、下顎大臼歯の近心根では中間部の遠心側(分岐部側)の壁が薄くなりやすいことを思い出させます(向きは原著の記述、解剖との結びつけは筆者)。#30より#45のほうが、どの器具でも偏位の平均値は大きくなっていました(検定はしていない比較)。
・著者らは、エンジン用Ni-Tiなら湾曲した近心根でも根尖#45・ステップバック#60の形成が「安全に」できたと書いていますが、同じ研究の中でNT Sensor #50が2本折れています。形成量を増やすなら、破折への備えとセットで考えるのが素直です。
・なお前拡大の方法も群で違います(K-Flex・Mity・NT Sensorはゲーツグリデン、CMUとLightspeedは講座の方法。NT Sensorは#10の手用ファイルで先に全周ファイリング)。差のすべてが器具そのものの違いとは限りません。
・細い根管の穿通や狭窄部では、ステンレスのほうが扱いやすかったというのも著者らの実感です。器具の役割分担を考えるヒントになります。
・比べたのは1995年当時の器具で、いまの主流のNi-Tiロータリーファイルとは形も使い方も違います(筆者の補足)。個々の商品名の優劣より、「回転で使う柔らかい器具は湾曲に沿いやすい」という方向を読み取るのがよいと思います。

ここだけ、冷静に補助線

読むときの補助線:まず、ホルマリン保存の抜去歯を樹脂に埋めて輪切りにしたモデルで、形成しているのは口の外。清掃効果や、根尖から押し出される削片、治療の成績は調べていません。第二に、1群12根管と小さく、60根管は30本の大臼歯の頬側・舌側の2根管から取っています。同じ歯の2根管をどう群に割り付けたかは記載がありません。第三に、形成も画像の評価も著者自身(形成は筆頭著者、評価は第1・第2著者)で、評価者に群を伏せたという記載はありません。ただし評価の再現性はクロンバックのα 0.9171〜0.9998と高く出ています。第四に、有意水準の表記が本文(p<0.05)と表の注(p<0.005)で揃っていません。断面の丸さは主観の判定で、検定の記載もありません。第五に、資金提供や器具の提供元についての記載は原著に見当たらず、CMUとLightspeedの前拡大は共著者del Rioの実習書の方法、画像の差分解析は共著者Doveの開発したソフトで行っています。それでも、同じ根管の同じ断面を形成の前後で重ね、5種類の器具を1人の術者で揃えて比べた設計は、Ni-Ti器具が出始めた時期の比較として、今も「材質か、動かし方か」を考えるきっかけになる1本です。

今日のひとこと

著者らの結論:電気ハンドピースで回して使うNi-Ti器具(NT Sensor・Lightspeed)は、K-FlexやNi-Ti手用のMityより根管の偏位が少なく、形成も速かった。Ni-Ti手用でも、著者らが回転(リーミング)で使う器具に含めたCMUは成績が近かったが最も時間がかかり、K-Flexと同じ動かし方のMityは長所と短所が相半ばした。筆者の読みでは、この論文の値打ちは「材質をNi-Tiに替える」だけでなく「どう動かす器具か」で差がついたことを、同じ断面の前後比較で見せた点にあります。ただし抜去歯・1群12根管の実験室の話で、比べたのは1995年当時の器具、治療成績は調べていません

Glosson CR, Haller RH, Dove SB, del Rio CE. A comparison of root canal preparations using Ni-Ti hand, Ni-Ti engine-driven, and K-Flex endodontic instruments. J Endod. 1995;21(3):146-151. PMID: 7561658
本記事は論文の要点を医療従事者向けにまとめた解説です。臨床判断は原著と最新のエビデンスをご確認ください。