1.3 Особенности производства эндодонтических инструментов из никель-титанового сплава

Изготовление эндодонтических инструментов из NiTi — сплава до­статочно сложный и трудоёмкий процесс, гораздо более сложный, чем изготовление инструментов из не­ржавеющей стали, которые в основ­ном получают методом скручивания. NiTi —инструменты методом скру­чивания изготавливать нельзя. Свя­зано это с указанной выше суперэластичностью. Материал нельзя существенно деформировать, остав­ляя его в аустенитной фазе. Если же это всё-таки сделать, это почти на­верняка приведёт к разлому инстру­мента в канале (Schafer 1997). По­этому профиль инструмента вытачивают.

В 1963 году Гулд (Gould) изучал особенности обработки NiTi. В ре­зультате он выяснил, что для успеш­ного решения задачи необходимы острые карбидные режущие инстру­менты и высоко хлоринированное масло в качестве лубриканта. Обра­ботку надо проводить с медленной подачей обрабатывающего инстру­мента и на низкой скорости его вращения. Причина таких строгих ус­ловий обработки заключается в том, что материал нельзя перегревать, так как в процессе нагрева он меняет свою внутреннюю структуру. Про­цесс усложняется ещё и тем, что по­сле нарезки профиля приходится устранять неровности поверхности и остатки металлической стружки с режущих поверхностей эндодонтического файла, так как они снижают режущую способность, способствуют заклиниванию и приводят к корро­зии инструмента.

2. Инструменты из никель-тита­нового сплава

2.1 Принципы препарирования корневого канала

Инструментальную обработку ка­нала можно проводить, используя акустические системы, вручную и механически. Очевидно, что механи­ческая обработка канала гораздо эффективнее ручной обработки, особенно при проведении рутинных операций. Существует два основных способа механической обработки: реципрокное препарирование и полновращательное.

Суть реципрокного (reciprocate) препарирования заключается в том, что файл попеременно вращается то в одну, то в другую сторону в пре­делах от 15° до 90° (рис.2 А). Систе­мы, использующие такой принцип, появились достаточно давно (Giromatic, 1964), затем они неод­нократно изменялись и совершен­ствовались (Endolift I, II, Canal finder, Canal leader).

Этот способ препарирования имеет ряд существенных недостат­ков. По своему принципу он не существенно отличается от ручного препарирования. Скорость обра­ботки по сравнению с ручным спо­собом возрастает незначительно.

Рис. 3 (а, б). Схема полновращательного препа-рирования

Используются инструменты стандарта ISO с конусностью 0.02 мм/мм (исключение составляет система «Endo Eze», Ultradent). Это не поз­воляет придать каналу анатомически правильную форму и полноценно раскрыть устьевую часть из—за чего, во время медикаментозной обработ­ки, в среднюю и апикальную треть проникает меньшее количество ирриганта и ЭДТА, таким образом, процесс очистки канала сильно за­трудняется. Из-за конструктивных особенностей этих инструментов в процессе препарирования не проис­ходит достаточной экскавации опи­лок, что может очень быстро приве­сти к необратимой апикальной блокаде. Кроме того, возможно формирование «ступенек», «юбок» и транспортация апекса (рис. 2 Б).

Принцип полновращательного препарирования заключается в том, что файл постоянно вращается в од­ну и ту же сторону на полные 360^е (Рис. 3 А). Такой способ обработки имеет некоторые преимущества.

Существенно возрастает скорость работы. Эффективней происходит экскавация опилок. В процессе об­работки используются инструменты конусности 0.04, 0.06, 0.08, 0.10 и да­же 0.12 мм/мм. С помощью таких инструментов можно создать пред­сказуемую, анатомически правиль­ную, более конусную форму канала (рис.3 Б). Это улучшает доступ ир­ригационных растворов и повышает качество медикаментозной обработ­ки. Так как форма канала регулярна, он легче и надёжней обтурируется.

Можно отметить ряд факторов, удерживающих врачей от примене­ния в своей практике NiTi файлов, работающих в полновращательном режиме. Это — высокая стоимость инструментов, необходимость иметь специальный привод и опасение сло­мать инструмент в канале. Хотя ста­тистика показывает, что инструменты чаще ломаются при ручном методе обработки канала (Johnson, 2002).

Существует две основных причи­ны, в результате которых происходят разломы инструментов - это цикли­ческая нагрузка и превышение максимально допустимого момента вра­щения или допустимой торсионной нагрузки. Когда инструмент враща­ется в канале и срезает дентин со стенок канала, стенки, в свою оче­редь, оказывают сопротивление ре­занию. Инструмент, соответственно, испытывает действие момента сил сопротивления или торсионную на­грузку (рис.4 А). Если сопротивление стенок канала достаточно велико, например, если инструмент заклини­вает в канале, но вращение его про­должается с нарастающей силой, то есть повышается прикладываемый момент вращения, то, в конечном итоге, на инструмент накладывается такая торсионная нагрузка, которая превышает его прочностные харак­теристики, и он ломается (рис. 4 Б). Применение специализированных эндодонтических приводов и нако­нечников в значительной мере ре­шает проблему закли­нивания инструмента и предотвращает пре­вышение максимально допустимого момента вращения.

Рис. 4 (а, б). Схема действия торсионной нагруз­ки на инструмент. 1 - зона постоянного враще­ния. 2 - зона повышенного напряже-ния в инст­рументе (а) и его разлома (б). 3 - зона заклинивания инструмента в стенках канала

Сциклической на­грузкой все несколько сложнее, так как её возникновение связано с анатомией канала. Канал, как правило, имеет кривизну. Если поместить инструмент в такой канал, инстру­мент изгибается (рис. 5 А), то есть приповерх­ностная часть инстру­мента, в сторону кото­рой произошел изгиб, сжимается, а противоположная наружная часть растяги­вается (рис. 5 Б). Если теперь повер­нуть инструмент на 180°, то часть, которая была сжата, растянется, а та, которая была растянута, сожмётся (рис. 5 В). Попеременное сжатие и растяжение и есть та циклическая нагрузка, которую испытывает ин­струмент при вращении. Цикличес­кая нагрузка оказывает разрушаю­щее действие на инструмент, которое, постепенно накапливаясь, через некоторое количество циклов приводит к его сепарации.

Рис. 5 (а, б, в). Схема воздействия циклической на-грузки на инст­румент. На схеме (а) малым кругом выделена зона искривления канала в которой инст-румент испытывает циклическую нагруз­ку. При из-гибе внутренняя часть инструмента (красный) (при-по­верхностный слой) сжимается, а наружная (жел-тый) растягивает­ся (б), после того как инструмент поворачивается на пол оборота (180°) та его часть, которая была сжата растянется (красный), а другая сожмется (желтый) (в)

Применение стальных инстру­ментов в полновращательном режи­ме опасно из-за того, что они не ус­тойчивы к циклической нагрузке. Например, если угол изгиба канала составляет 90°, то новый файл из не­ржавеющей стали может совершить только 10—12 оборотов, после чего сломается. Обрабатывать канал ме­ханически без большого риска не­медленно сломать инструмент стало возможно только с появлением NiTi-инструментов. Они более ус­тойчивы к циклической нагрузке, в силу суперэластических свойств сплава. При угле изгиба 90° они мо­гут совершить около 350-450 обо­ротов (Johnson, 2002).

Строго говоря, вероятность изло­ма инструмента следует оценивать с использованием целого ряда пара­метров как самого инструмента (мо­дули упругости по растяжению и сдвигу, предельно допустимые на­грузки и деформации, конусность, внешний и внутренний радиусы на­резки режущих кромок), так и пара­метров, характеризующих канал, из которых важнейшими являются ра­диус кривизны и угол изгиба канала (работа по подробному анализу этих параметров сейчас проводится авто­рами данной статьи).