Potentials of 3D-Modeling in the Preclinical Stage of Root Needle Research

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

INTRODUCTION: At present, the issue of high–quality processing of the root canal (RC) of the deciduous and permanent teeth remains important. However, the procedure is hindered by the complex anatomical shape of the RC and a presence of deltoid branches. A combination of the mechanical and drug treatment of the RC allows achieving the sterility of the tooth cavity, which is very important in the development of chronic periodontitis. However, to achieve sterility during drug treatment, dentists face a new problem of how to avoid damage to periodontal tissues using an antiseptic agent with the apical foramen opened. The technical characteristics of endodontic needles available for use at this stage failed to effectively solve this problem. Thus, the multitude of issues substantiates the need to improve the design of endodontic needles.

AIM: To determine the optimal technical characteristics of endodontic root needles and to develop a new design of an endodontic needle that allows uniform irrigation of the RC delta with minimal probability of damaging the periapical tissues.

MATERIALS AND METHODS: In designing an endodontic needle with the required technical characteristics, parameters that influence the quality of cleaning the RC were analyzed in SolidWorks 16 program. Computer modeling of the biological tooth model was implemented in SolidWorks Flow Simulation program.

RESULTS: Computer modeling was used to improve the endodontic root needle. Technical results were achieved by incorporating in the design all the positive aspects of analogs and eliminating the disadvantages. The designed endodontic needle contained 1 hole on the tip and 168 holes arranged in a checker–wise manner on the lateral surface. All holes have the same diameter of 0.1 mm, which evens out the pressure, reduces the central flow rate to the rate of peripheral flows, ensures uniform irrigation, and minimizes the likelihood of damage to the alveolar process.

CONCLUSION: A new model of an endodontic needle with one hole on the tip and 168 holes arranged in a checker–wise manner on the lateral surface ensures uniform irrigation of the RC surface and the entire perimeter with minimal likelihood of damaging periapical tissues even with the maximal depth of insertion of the needle into the RC.

About the authors

Aleksandr V. Kuligin

Razumovsky Saratov State Medical University

Email: avkuligin@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5705-215X
SPIN-code: 5047-3702
ResearcherId: AAD-9401-2021

MD, Dr. Sci. (Med.), Prof., The Head of Department of emergency, anesthesiology, resuscitation and simulation technologies of medicine

Russian Federation, 112, st. Bolshaya Kazachya, Saratov

Larisa N. Kazakova

Razumovsky Saratov State Medical University

Email: klarisa.2020@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-8060-1348
SPIN-code: 1535-4928
ResearcherId: JDAAD-4276-2021

MD, Candidate of Medical Science, the Docent at the Department of Pediatric Dentistry and Orthodontics

Russian Federation, 112, st. Bolshaya Kazachya, Saratov

Oksana S. Tereshchuk

Razumovsky Saratov State Medical University

Author for correspondence.
Email: kleo.ok@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4917-797X
SPIN-code: 2623-7331

Аssistant of Department of emergency, anesthesiology, resuscitation and simulation technologies of medicine

Russian Federation, 112, st. Bolshaya Kazachya, Saratov

Vadim V. Bokov

Razumovsky Saratov State Medical University

Email: vadim.bokovv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2059-8321
ResearcherId: JDAAN-7558-2021

5 year student of the dental department

Russian Federation, 112, st. Bolshaya Kazachya, Saratov

References

  1. Sorokoumova DV, Lapteva КА, Shabalina DS, et al. Efficiency evaluation of different protocols for removal of smear layer at the stage finish irrigation of the root canal. Journal of Ural Medical Academic Science. 2018;15(5):677–83. (In Russ). doi: 10.22138/2500-0918-2018-15-5-677-683
  2. Bolyachin AV. Osnovnyye printsipy i metodiki irrigatsii sistemy kornevogo kanala v endodontii. Klinicheskaya Endodontiya. 2008;(1–2):45–51. (In Russ).
  3. Bolyachin AV, Belyayeva T. Irrigatsiya sistemy kornevogo kanala: sovremennyye printsipy i metodiki. DentArt. 2010;(1):19–22. (In Russ).
  4. Gatina EN, Egorova GR, Fazylova YuV. Sovremennyye vozmozhnosti irrigatsii kornevykh kanalov. Young Scientist. 2015;(11):631–5. (In Russ).
  5. Boutsioukis C, Lambrianidis T, Kastrinakis E, et al. Measurement of pressure and flow rates during irrigation of a root canal ex vivo with three endodontic needles. International Endodontic Journal. 2007;40(7):504–13. doi: 10.1111/j.1365-2591.2007.01244.x
  6. Boutsioukis C., Verhaagen B., Versluis M., et al. Evaluation of Irrigant Flow in the Root Canal Using Different Needle Types by an Unsteady Computational Fluid Dynamics Model. Journal of Endodontics. 2010;36(5):875–9. doi: 10.1016/j.joen.2009.12.026
  7. Karpagam GN, Raj JD. Types of needles used in the irrigation of root canal system — A review. Drug Invention Today. 2018;10(S3):3381–5.
  8. Li P, Zhang D, Xie Y, et al. Numerical investigation of root canal irrigation adopting innovative needles with dimple and protrusion. Acta of Bioengineering and Biomechanics. 2013;15(1):43–50. doi: 10.5277/abb130106
  9. Seven N, Cora S. Effectiveness of different irrigation systems in the presence of intracanal–separated file. Microscopy Research & Technique. 2019;82(3):238–43. doi: 10.1002/jemt.23165
  10. Shen Y, Gao Y, Qian W, et al. Three-dimensional numeric simulation of root canal irrigant flow with different irrigation needles. Journal of Endodontics. 2010;36(5):884–9. doi: 10.1016/j.joen.2009.12.010
  11. Guerreiro–Tanomaru JM, Loiola LE, Morgenta RD, et al. Efficacy of Four Irrigation Needles inCleaning the Apical Third of Root Canals. Brazilian Dental Journal. 2013;24(1):21–4. doi: 10.1590/0103-6440201302153
  12. Uzunoglu–Özyürek E, Karaaslan H, Türker SA, et al. Influence of size and insertion depth of irrigation needle on debris extrusion and sealer penetration. Restorative Dentistry & Endodontics. 2018;43(1):9–18. doi: 10.5395/rde.2018.43.e2
  13. Huang Q, Barnes JB, Schoeffe GJ, et al. Effect of Canal Anastomosis on Periapical Fluid Pressure Build-up during Needle Irrigation in Single Roots with Double Canals using a Polycarbonate Model. Scientific Reports. 2017;7(1):1582. doi: 10.1038/s41598-017-01697-1
  14. Mohmmed SA, Vianna ME, Penny MR, et al. The effect of sodium hypochlorite concentration and irrigation needle extension on biofilm removal from a simulated root canal model. Australian Endodontic Journal. 2017;43(3):102-9. doi: 10.1111/aej.12203
  15. Boutsioukis C, Gogos C, Verhaagen B, et al. The effect of root canal taper on the irrigant flow: evaluation using an unsteady Computational Fluid Dynamics model. International Endodontic Journal. 2010;43(10):909–16. doi: 10.1111/j.1365-2591.2010.01767.x
  16. Pereira TC, Dijkstra RJB, Petridis X, et al. The influence of time and irrigant refreshment on biofilm removal from lateral morphological features of simulated root canals. International Endodontic Journal. 2020;53(12):1705–14. doi: 10.1111/iej.13342
  17. Shalan LA, Al-Huwaizi HF, Fatalla AA, et al. Intra-canal Pressure Produced by Three Irrigation System: A Comparative Study. Journal of Research in Medical and Dental Science. 2018;6(5):161–4.
  18. Perez R, Neves AA, Belladonna FG, et al. Impact of needle insertion depth on the removal of hard-tissue debris. International Endodontic Journal. 2017;50(6):560–8. doi: 10.1111/iej.12648
  19. Topçuoğlu G, Topçuoğlu HS, Delikan E, et al. The effect of two different irrigation needles on post-operative pain after pulpectomy in primary molar teeth: A randomized clinical study. International Journal of Paediatric Dentistry. 2020;30(6):758–63. doi: 10.1111/ipd.12652
  20. Loroño G, Zaldivar JR, Arias A, et al. Positive and negative pressure irrigation in oval root canals with apical ramifications: a computational fluid dynamics evaluation in micro-CT scanned real teeth. International Endodontic Journal. 2020;53(5):671–9. doi: 10.1111/iej.13260

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Modernized endodontic needle: (1) cannula; (2) needle body; (3) side holes; (4) apical hole.

Download (13KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. 3D model of the needle with the precise location of holes: (3) side holes and (4) apical hole; front view.

Download (19KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 ООО "Эко-Вектор"


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».