Осведомленность о свойствах никель-титановых эндодонтических инструментов (NiTi) и их связи с свойствами их получения полезна клиницистам для понимания их поведения в корневых каналах и помогает им принимать решения относительно того, какие инструменты подходят для лечения корневых каналов в определенных клинических условиях. В этой статье кратко описаны металлические свойства эндодонтических инструментов NiTi, с особым акцентом на инструменты NiTi последнего поколения. Обсуждается влияние, которое эти модификации оказывают на их механические свойства.
Введение и классификация современных фаз сплава NiTi
Никель-титановые инструменты были описаны Walia и его коллегами 30 лет назад и стали крупным прорывом в инструментальной обработке корневых каналов, что позволило снизить большинство ятрогенных осложнений, часто связанных с использованием файлов из нержавеющей стали. Эндодонтические инструменты NiTi состоят из 56% никеля и 44% титана по массе, что также выражается в атомном соотношении элементов 1:1. Кристаллическая структура NiTi может существовать в трех различных состояниях (аустенит, мартенсит и R-фаза), что влияет на физические свойства сплава. Никель-титановый сплав обладает особыми характеристиками сверхгибкости и памяти формы. Сверхгибкость связана с возникновением фазового превращения сплава при приложении напряжения выше критического уровня, которое происходит, когда температура окружающей среды превышает так называемую температуру аустенитной обработки (Af) материала. Это вызванное напряжением мартенситное превращение самопроизвольно обращается вспять при снятии напряжения; затем материал возвращается к своей первоначальной форме и размеру. Это обратимое термоупругое мартенситное превращение является основной причиной повышенной гибкости инструментов NiTi по сравнению с традиционными инструментами из нержавеющей стали и облегчает инструментальную обработку изогнутых корневых каналов. Сверхгибкость возникает в связи с обратимым фазовым превращением между аустенитом и мартенситом. Следовательно, температуры превращения оказывают решающее влияние на механические свойства и поведение NiTi, которые могут быть изменены небольшими изменениями состава, примесей и термообработки в процессе производства. Это особое свойство сплавов NiTi произвело революцию в производстве эндодонтических инструментов.
Первые коммерчески доступные ротационные инструменты NiTi появились на рынке в 1990-х годах. За последние 20 лет появилось достаточно большое количество сверхгибких эндодонтических файлов NiTi с различным геометрическим дизайном. Несмотря на значительные конструктивные улучшения файлов и методов изготовления эндодонтических ротационных инструментов из сплавов NiTi, переломы ротационных инструментов внутри каналов, вызванные циклической усталостью, остаются проблемой, особенно в корневых каналах с выраженной кривизной. Механические свойства сплава NiTi определяются относительными пропорциями и характеристиками микроструктурных фаз. Термообработка (thermal processing) влияет на усталостную стойкость инструментов NiTi и является одним из основных способов регулирования температуры перехода сплавов NiTi.
Новые инструменты NiTi, изготовленные с использованием запатентованных термомеханических процессов, таких как файлы M-Wire files (e.g. ProFile GT Series X [Dentsply Tulsa Dental Specialties, Tulsa, OK, USA] and ProFile Vortex [Dentsply Tulsa Dental Specialties]), controlled memory (CM) files (e.g. HyFlex CM [Coltene Whaledent, Cuyahoga Falls, OH, USA] and Typhoon Infinite Flex NiTi [Clinician’s Choice Dental Products, Milford, CT, USA]), and R-phase wire (e.g. Twisted files [TF] [SybronEndo, Orange, CA, USA] and K3XF [SybronEndo]), которые, как сообщается, обладают улучшенной гибкостью и стойкостью к циклической усталости по сравнению с традиционными сверхэластичными файлами NiTi. Новые инструментальные системы NiTi, изготовленные из сплава NiTi, термообработанного особым образом, имеют поверхностный слой оксида титана (ProFile Vortex Blue [Dentsply Tulsa Dental Specialties], WaveOne Gold [Dentsply Sirona, York, PA, USA] and Reciproc Blue [VDW, Munich, Germany]). (Таблица 1), повышенную усталостную стойкость, помимо большей гибкости по сравнению с изделиями, изготовленными из сплава NiTi обработанными обычным способом.
Таблица 1. Обзор термомеханически обработанных инструментов NiTi.
Сплав | Репрезентативные инструменты NiTi | Методы лечения | Фазовый состав | Свойства |
M-Wire |
Профайлы Vortex
WaveOne ProTaper Next |
Термообработанные перед механической обработкой канавки напильника Термический процесс после изготовления |
Аустенитная фаза с небольшим количеством мартенсита и R-фаза при температуре тела
|
Более гибкий, чем обычные файлы NiTi Повышенная усталостная стойкость
|
Синий термообработанный |
Vortex Blue Reciproc Blue |
Комплексная обработка нагревом и охлаждением после механической обработки |
Структура смеси аустенита и мартенсита
|
Память формы Повышает гибкость
|
Gold wire
|
ProTaper Gold WaveOne Gold |
Повышенная усталостная стойкость | ||
R-фаза | Twisted file | Использование метода скручивания при определении R-фазы | Фаза аустенита при комнатной температуре | Повышенная усталостная стойкость и более низкое сопротивление кручению |
CM wire |
TYPHOON Infinite Flex Hyflex CM
Hyflex EDM |
Комплексная обработка нагревом и охлаждением после механической обработки
Сплав CM с помощью процесса электроэрозионной обработки |
Мартенситный с различным содержанием аустенита и R-фазы
Мартенсит и ромбоэдрическая R-фаза при температуре тела (без аустенитной фазы) |
Память формы Большая гибкость по сравнению с М-образной проволокой Отличная усталостная стойкость Повышенная склонность к постоянной пластической деформации во время использования |
Max-Wire |
XP-endo Shaper XP-endo Finisher |
Термическая обработка под давлением | Мартенситный (20°C); аустенитный (35°C) (заявлено компанией) | Сверхгибкость с памятью формы |
T-wire
|
2Shape | Термическая обработка | Не доступно | Большая гибкость, повышенная усталостная стойкость |
C-wire |
One Curve | Термическая обработка | Не доступно | Память формы с повышенной усталостной стойкостью |