ZFP: Neue Materialien und bewährte Techniken in der Endodontie

Die Wurzelkanalfüllung stellt einen wichtigen Schritt der endodontischen Behandlung dar. Dem Behandler steht ein breites Spektrum an Füllmaterialien und -techniken zur Verfügung. Um die korrekte Auswahl zu erleichtern, werden hier neue und bewährte Werkstoffe sowie Verfahren zur Wurzelkanalfüllung im Kontext der aktuellen Literatur und anhand von klinischen Fällen behandelt und diskutiert.

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Wurzelkanalsysteme können, besonders in oberen und unteren Molaren, eine hohe Komplexität und Variabilität aufweisen. Diese können unter Verwendung eines Dentalmikroskops, das eine circa 20-fache Vergrößerung im Vergleich zum nichtverstärkten Auge erlaubt, häufig komplett erschlossen werden (Abb. 1). Die Wurzelkanalbehandlung hat die möglichst vollständige Entfernung von nekrotischem Pulpagewebe sowie von Bakterien und deren Stoffwechselprodukten zum Ziel. Da in komplexen Wurzelkanalsystemen nicht alle Wände mechanisch bearbeitet werden können, ist die Anwendung desinfizierender Spüllösungen von großer Bedeutung, um Engstellen, Isthmen und Seitenkanäle zu erreichen.

Durch die Wurzelkanalpräparation entstehen letztlich vielfältige und unregelmäßige Hohlräume, die es im Anschluss an die Desinfektion zu obturieren gilt. Es ist Aufgabe des Zahnarztes, das komplexe Wurzelkanalsystem mithilfe geeigneter Obturationsmaterialien und -techniken dreidimensional und dauerhaft bakteriendicht zu verschließen. Dazu stehen seit Längerem unterschiedliche Techniken und Materialien zur Verfügung, auf die im Folgenden eingegangen wird. Zudem sind in den letzten Jahren neue Wurzelkanalfüllmaterialien auf Basis hydraulischer Kalziumsilikatzemente auf den Markt gekommen. Veraltete Werkstoffe und Materialien mit medikamentösen Zusätzen unklarer Wirksamkeit werden im vorliegenden Beitrag nicht behandelt.

Ziele

Ein bakteriendichter und dauerhafter dreidimensionaler Verschluss des gesamten endodontischen Systems stellt das Ziel der Wurzelkanalfüllung dar. Reste von Bakterien sowie deren Stoffwechselprodukte können trotz sorgfältiger chemomechanischer Bearbeitung des Wurzelkanalsystems zurückbleiben und sollen durch die Kanalobturation inaktiviert oder zumindest lokal fixiert und damit unschädlich gemacht werden. Die Materialien zur Wurzelkanalfüllung sollen einen chemischen oder mikromechanischen Verbund zum Dentin sowie zu dentalen Restaurationsmaterialien wie Kompositen ermöglichen (Abb. 2). Da Wurzelkanalfüllmaterialien nicht nur mit Dentin und Restaurationswerkstoffen, sondern auch mit periapikalem Gewebe in Kontakt treten, müssen sie zudem biokompatibel sein. Die Tatsache, dass Wurzelkanalfüllungen, die sich radiologisch als zu kurz darstellen, in klinischen Studien eine bessere Erfolgsprognose zeigen als zu lange, zeigt die Bedeutung der Biokompatibilität von Obturationsmaterialien.

Bei orthograden Wurzelkanalbehandlungen weisen Zähne mit röntgenologisch suffizienter Länge und Qualität der Wurzelkanalfüllung eine signifikant höhere Erfolgsquote auf. Bei der Auswahl der beschriebenen Obturationstechniken und -materialien muss bedacht werden, dass der resultierende Erfolg stark vom Zahnarzt und dessen Umgang mit den Materialien abhängt. Der Stellenwert einzelner Behandlungsschritte für den Gesamterfolg ist demnach schwer abzuschätzen.

Werkstoffe

Zur Obturation der Wurzelkanalsysteme stehen diverse Materialien zur Verfügung. Neben technischen und biologischen Anforderungen an Füllmaterialien sollten diese auch Voraussetzungen hinsichtlich der praktischen Handhabung erfüllen:

- Technisch: keine Schrumpfung, keine Löslichkeit in Gewebeflüssigkeit, Aushärtung im feuchten Milieu, gute Adhäsion an Dentin und andere dentale Materialien, keine Poren und Wassereinschlüsse, keine Verfärbung des Zahns

- Biologisch: nichtallergen sowie nichtgesundheitsgefährdend für Patient und zahnärztliches Personal, keine Irritation der lokalen Gewebe, steril, antibakteriell, stimulierend für die periapikale Heilung

- Handhabung: ausreichende Radioopazität zur Unterscheidung von Dentin, angemessene Abbindezeit, einfache Applizier- und Entfernbarkeit

Aktuell gibt es kein Material, das allen Kriterien gerecht wird. Deshalb müssen mehrere Materialien für eine suffiziente Wurzelkanalobturation kombiniert werden. Üblicherweise wird ein vorpolymerisiertes Kernmaterial in Stiftform, meist Guttapercha, mit einem fließfähigen Sealer kombiniert. Da nur der Sealer im Kanal aushärtet, somit einer Schrumpfung im Rahmen der Polymerisationsreaktion unterliegt und Inhomogenitäten aufweisen kann, wird in der Literatur ein möglichst geringer Sealer-Anteil in der Wurzelkanalfüllung empfohlen.

Guttapercha

Guttapercha wird aus dem Milchsaft südamerikanischer bzw. asiatischer Gummibäume gewonnen und findet seit Mitte des 19. Jahrhunderts in der Zahnmedizin und im Speziellen zur Obturation von Wurzelkanälen Verwendung. Es ist das Transisomer des Polyisoprens und kommt in zwei kristallinen Formen (α- und β-Guttapercha) vor, die ineinander überführt werden können. In endodontischen Stiftmaterialien verwendete Guttapercha liegt überwiegend in der β-Form vor und weist einen Schmelzpunkt von 65°C auf, etwa 10°C höher als die α-Form. Den Hauptanteil konventioneller Guttapercha-Stifte bildet jedoch nicht Guttapercha, sondern die Füllkörperstoffe (Tab. 1).

In der Literatur sind keine Fälle von Intoxikationen durch Guttapercha bekannt, und es handelt sich um ein Material ohne erkennbare Zytotoxizität. Allergien bzw. Zusammenhänge mit allergischen Reaktionen gegen den chemisch nahestehenden Latex sind umstritten.

Grundsätzlich ist Guttapercha ein elastischer Werkstoff, der sich bei Erwärmung räumlich der anatomischen Form des Wurzelkanals anpassen kann. Da jedoch kein adhäsiver Verbund entsteht, erfolgt die Anwendung zusammen mit Sealern. Guttapercha-Stifte werden von Herstellern üblicherweise nicht steril angeboten. Da sie bei der Anprobe ohnehin mit infizierten Bereichen des Zahns in Kontakt kommen können, sollten eine Desinfektion der Stifte mit Natriumhypochlorit (NaOCl) und anschließende Lufttrocknung erfolgen, bevor sie zur Obturation verwendet werden.

Sealer

Sealer haben die Funktion, Irregularitäten und Diskrepanzen zwischen Kanalwand und Kernmaterial aufzufüllen und einen dauerhaften, bakteriendichten Verbund zu Dentin und anderen Wurzelkanalfüllmaterialien herzustellen. Des Weiteren lässt der Sealer das Kernmaterial bei der Obturation bis auf die Arbeitslänge gleiten und kann nichtinstrumentierte Bereiche wie akzessorische Kanäle oder Isthmen auffüllen.

Konventioneller Epoxidharz-Sealer

Epoxidharz-Sealer werden derzeit am häufigsten verwendet und können bei allen Obturationstechniken eingesetzt werden. Die chemische Zusammensetzung der 1954 erstmals erwähnten Materialklasse wurde zwischenzeitlich optimiert, um die Freisetzung von Formaldehyd bei der Abbindereaktion zu verhindern. Epoxidharz-Sealer bestehen typischerweise aus zwei Pasten, die per Hand oder mithilfe einer Mischkanüle vermengt werden (Tab. 2). Im ausgehärteten Zustand kann von einer geringen Toxizität ausgegangen werden. Das zahnärztliche Personal, das häufig mit der nichtpolymerisierten Form in Kontakt kommt, ist angehalten, Schutzhandschuhe zu tragen und direkten Hautkontakt zu vermeiden.

Nach der Abbindereaktion, die bis zu acht Stunden dauern kann und mit einer Polymerisationsschrumpfung von weniger als einem Prozent einhergeht, weist das Material eine geringe Löslichkeit auf. Die lange Abbindezeit hat zur Folge, dass Stiftinsertionen zur postendodontischen Versorgung vor allem bei Wurzelkanalfüllungen mit größerem Sealer-Anteil erst in der Folgesitzung vorgenommen werden sollten. Da der klinische Erfolg komplexer endodontischer Behandlungen von patienten- und behandlerspezifischen Faktoren beeinflusst wird, ist der Stellenwert des Wurzelkanal-Sealers schwer einzuschätzen.

Im Vergleich zu einem rein polymerbasierten Sealer erreichte ein Epoxidharz-Sealer nach etwa sechs Jahren eine höhere klinische Erfolgsrate, da apikale Aufhellungen signifikant seltener beobachtet wurden. Mit Guttapercha-Partikeln angereicherter Silikon-Sealer zeigte in vitro bei kalten Wurzelfülltechniken ein vergleichbares Verhalten wie konventioneller Epoxidharz-Sealer, sollte aber wie ein Epoxidharz-Sealer nicht als alleiniges Füllmaterial ohne Guttapercha-Stifte angewendet werden.

Sealer auf Basis vonhydraulischem Kalziumsilikat

Neben den etablierten Epoxidharz-Sealern finden sich im Handel zunehmend hydraulische Kalziumsilikat-Sealer. Sie bieten bioaktive Eigenschaften, unterliegen nur geringen Dimensionsänderungen und härten in feuchtem Milieu aus. Bislang untersuchten jedoch nur wenige Studien den klinischen Erfolg dieser innovativen Sealer-Klasse. Tendenziell werden bezüglich der postoperativen Beschwerden und des mittelfristigen Erfolgs, das heißt bis zu einem mittleren Zeitraum von 30 Monaten, derzeit ähnliche Erfolgsraten wie mit Epoxidharz-Sealern beschrieben.

Neben den hohen Kosten für kalziumsilikatbasierte Sealer ist ihre hohe Festigkeit nach dem Abbinden für eventuelle Sekundärbehandlungen problematisch. Daher sollte trotz der Dimensionsstabilität des Sealers ein zentraler Guttapercha-Stift eingebracht werden, um die Entfernbarkeit sicherzustellen. Radiologisch stellen sich Wurzelkanalfüllungen mit Kalziumsilikat-Sealer röntgenopak dar und weisen Ähnlichkeit zu konventionellen Wurzelkanalfüllungen auf ( Abb. 3).

In der Literatur finden sich widersprüchliche Aussagen zur Reaktion des periapikalen Gewebes auf hydraulische Kalziumsilikat-Sealer. Klinisch sind Fremdkörperreaktionen von dentalen Materialien schwer zu objektivieren, besonders wenn sie in geringeren Mengen eingebracht werden. Grundsätzlich können bei der Aushärtereaktion kristalline Strukturen entstehen, die dem menschlichem Hartgewebe ähneln und nur geringe Entzündungsreaktionen im umliegenden Gewebe verursachen.

Eine Einschränkung bei der Verwendung von hydraulischen kalziumsilikatbasierten Sealern ist, dass diese kaum Hitze tolerieren und häufig nicht für warme Obturationstechniken freigegeben sind. Zudem führt zugeführtes Wasser beim Versäubern der Zugangskavität oder Konditionieren zu Änderungen der Materialkonsistenz.

Aus heutiger Sicht stellen hydraulische kalziumsilikatbasierte Sealer eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Sealern dar, besonders wenn Unverträglichkeiten gegen konventionelle Materialien bestehen oder Perforationen nicht ausgeschlossen werden können. Klinische Langzeitstudien sind jedoch notwendig, um endgültige Aussagen zur täglichen Anwendung dieser innovativen Materialklasse zu treffen.

Mineraltrioxidaggregat

In Bereichen des Endodonts, in denen Wurzelkanalfüllmaterialien in großflächigen Kontakt mit umliegenden Geweben kommen, ist der Einsatz kalziumsilikatbasierter Zemente wie Mineraltrioxidaggregat (MTA) indiziert. Die MTA-Zemente werden verwendet, um iatrogene oder resorptionsbedingte Perforationen in das parodontale Gewebe zu verschließen (Abb. 4). Beim apikalen Verschluss weitlumiger Kanalsysteme von Zähnen mit nichtabgeschlossenem Wurzelwachstum kann MTA als Obturationsmaterial in Kombination mit thermisch plastifizierter Guttapercha eingesetzt werden. Auch zum retrograden Verschluss bei Wurzelspitzenresektionen findet MTA erfolgreich Verwendung.

Wurzelfülltechniken

Es werden kalte Obturationstechniken mit Guttapercha-Stiften (laterale Kompaktion, Zentralstifttechnik) von den Warmtechniken unterschieden, bei denen Guttapercha zum Zweck der Obturation erwärmt und thermisch plastifiziert wird (Trägerstiftsysteme, Schilder-Technik, Continuous-Wave-Technik).

Laterale Kompaktion

Eine klassische und universale Obturationsmethode stellt die laterale Kompaktion dar.
Hierbei werden in der Regel Guttapercha-Stifte mit zweiprozentiger Konizität verwendet. Als Masterpoint wird der Stift bezeichnet, der nach der Präparation eine apikale Klemmpassung aufweist, auch „tug back“ genannt. Dieser wird zunächst mit Sealer beschickt und bis zur Arbeitslänge in den Wurzelkanal eingebracht. Anschließend werden verbleibende ungefüllte Bereiche im Kanalsystem mit akzessorischen Guttapercha-Stiften kleinerer ISO-Größen aufgefüllt. Hierfür werden der Masterpoint und die schon eingebrachten akzessorischen Points mithilfe von Spreadern an die Kanalwand gedrängt und der dabei entstehende Hohlraum mit formkongruenten Stiften aufgefüllt. Als Spreader stehen Handinstrumente mit Instrumentengriff oder Fingerspreader zur Verfügung. Durch eine Längenmarkierung sollte sichergestellt werden, dass die Spreader nicht näher als 1 mm an die Arbeitslänge reichen. Wenn die akzessorischen Points nicht mehr als circa 3 mm in den Kanal eindringen, ist die laterale Verdichtung abgeschlossen, und der koronale Anteil kann beim Abtrennen aller Guttapercha-Stifte vertikal verdichtet werden (Abb. 5).

Beim Einsatz der Spreader ist zu beachten, dass der Masterpoint und die bisher platzierten akzessorischen Points nicht unabsichtlich wieder entfernt werden. Des Weiteren stellen Wurzelfrakturen ein Risiko dieses Verfahrens dar. Deshalb sollten flexible Nickel-Titan-Fingerspreader statt Handspreadern für ein besseres taktiles Gefühl zum Einsatz kommen.

Das Verfahren der lateralen Kompaktion ist techniksensitiv, eignet sich aber grundsätzlich auch zur Obturation stark gekrümmter oder weiter Kanalsysteme. Vorteile sind die permanente Längenkontrolle und, damit verbunden, die hohe Wahrscheinlichkeit, kein Wurzelkanalfüllmaterial über den Apex zu transportieren.

Zentralstifttechnik

Nach der Präparation mit maschinell betriebenen Feilen größerer Konizität stellt das Füllen mit formkongruenten Stiften eine einfache und schnelle Methode der Wurzelkanalfüllung dar. Jedoch ist eine vollständige Formkongruenz nur bei engen, rotationssymmetrischen Kanälen zu erwarten. Besonders bei weiten oder ovalen Kanälen führt die Einzelstifttechnik zu ungefüllten Bereichen im koronalen und mittleren Kanaldrittel. Es besteht aber die Möglichkeit, die ungefüllten Bereiche mithilfe zusätzlich passiv eingebrachter Guttapercha-Stifte zu minimieren. Der Terminus Zentralstifttechnik scheint daher passender als der in der Literatur häufig verwendete Begriff der Einstifttechnik.

Trägerstiftsysteme

Trägerstiftsysteme setzen sich aus einem thermostabilen Kernmaterial, ummantelt mit thermoplastischer Guttapercha, zusammen.

Das Trägermaterial weist einen höheren Schmelzpunkt als das Mantelmaterial auf. Als Trägermaterial kommen Polymermaterialien oder die leichter abzutrennenden vorvernetzten Guttapercha-Kerne zum Einsatz. Länge und Form der Präparation müssen zunächst mithilfe von Größenprüfern, die zum System passen, kontrolliert werden.

Anschließend werden die Stifte in einem Ofen erwärmt und bis auf die Arbeitslänge in den mit Sealer beschickten Kanal eingebracht. Somit steht dem Zahnarzt hier ein wenig techniksensitives und vielversprechendes Verfahren zur thermoplastischen Obturation zur Verfügung. Auf das behutsame Einbringen der Trägerstifte ist zu achten, da ansonsten apikale Extrusionen und somit postoperative Beschwerden auftreten können. Schwierigkeiten können sich beim Entfernen von Trägersystemen mit Polymerkern ergeben, wohingegen die Entfernung von Trägerstiften mit Guttapercha-Kern vergleichbar zu anderen Wurzelkanalfüllungen verläuft.

Schilder-Technik

Vertikale thermoplastische Verfahren wurden erstmals 1967 von Herbert Schilder vorgestellt. Hierbei wird ein eingepasster apikaler Masterpoint im leicht mit Sealer benetzten Kanal in mehreren Schritten millimeterweise bis auf circa 4 mm vor dem Apex abgetrennt und kompaktiert, wodurch ein vollständiger apikaler Verschluss (Downpack) entsteht. Dazu wird ein Heat-Carrier aktiviert, dessen Wärme circa 4 mm in die Tiefe fortgeleitet wird, sodass auch potenzielle apikale Seitenkanäle und Ramifikationen von der thermoplastifizierten Guttapercha gefüllt werden.

Da über 90 Prozent der lateralen Verzweigungen und akzessorischen Kanäle in den apikalen 3 mm der Wurzelkanäle lokalisiert sind, ist eine Wärmezufuhr in diesem Bereich beim Downpack klinisch relevant. Eine apikale Klemmpassung des auf Arbeitslänge abgekürzten Masterpoint muss gewährleistet sein, damit verflüssigtes Wurzelkanalfüllmaterial die apikale Konstriktion nicht unkontrolliert überqueren kann. Für das Abtrennen stehen die Heat-Carrier, für das Kompaktieren längenmarkierte Handplugger unterschiedlicher Größe zur Verfügung. Der Downpack sollte anschließend mindestens visuell oder besser röntgenologisch kontrolliert und bei Bedarf korrigiert werden. Danach erfolgt der Backfill, bei dem im Kontakt zum Downpack erwärmte und damit plastifizierte α-Guttapercha (circa 160 bis 200°C) aus einer Kanüle in das restliche Kanallumen eingebracht und anschließend mit den Pluggern kompaktiert wird. Da beim Abkühlen eine Kontraktion stattfindet, ist das mechanische Kompaktieren der plastischen Guttapercha zwingend erforderlich.

Empfehlenswert ist die Auswahl eines größeren Pluggers für die initiale koronale und eines kleineren Pluggers für die apikale Kompaktion. Heat-Carrier und Guttapercha-Kanüle sind bei modernen Systemen strombetrieben, kabelgebunden oder kabellos und aufeinander abgestimmt. Wenn mithilfe vertikaler thermoplastischer Verfahren obturiert wird, sollte die passende Größe von Heat-Carrier und Pluggern idealerweise vor der Abschlussspülung ausgewählt werden. Die gewünschte Länge kann zusätzlich mit Silikon-Stopps markiert werden.

Continuous-Wave-Technik

Durch technische Weiterentwicklungen des Heat-Carrier ist mit den heutigen Systemen auch eine als Continuous-Wave-Technik beschriebene modifizierte Schilder-Technik umsetzbar. Hierbei kann der Downpack statt millimeterweise in einem Schritt bis auf seine finale Höhe eingekürzt werden.

In einer kontinuierlichen Bewegung mit dem ständig aktiven Heat-Carrier wird die geplante Tiefe des Downpack (circa 4 mm vor dem Apex) erreicht. Für zehn Sekunden kühlt der Heat-Carrier unter leichtem Druck nach apikal ab. Letztlich wird der koronale Anteil des Masterpoint durch eine circa eine Sekunde dauernde erneute Erwärmung, den Separation Burst, abgetrennt und anschließend der Downpack mit Pluggern verdichtet. Der Backfill verläuft analog zur klassischen Schilder-Technik. Bei suffizienter Wurzelkanalpräparation und guter apikaler Klemmpassung des Masterpoint ist es mithilfe der Continuous-Wave-Technik möglich, anatomisch einfache und komplexe Wurzelkanäle schnell und mit einem großen Guttapercha-Anteil zu verschließen (Abb. 6).

Literatur bei den Autoren

Korrespondenz:
PD Dr. Matthias Widbiller, Dr. Konstantin J. Scholz ,
Poliklinik für Zahnerhaltung und Parodontologie, Universitätsklinikum Regensburg
Mail: konstantin.scholz@ukr.de

Der Originalartikel ist erschienen in der Zeitschrift „Der junge Zahnarzt“, 3/2020,DOI: 10.1007/s13279-020-0260-4
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