エジプト人部分集団における下顎第一大臼歯の形態的変動と余分な管の発生率のマイクロコンピューター断層撮影分析

May 22, 2023

Scientific Reports volume 13、記事番号: 8985 (2023) この記事を引用

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1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

根や管の形態は多様で複雑ですが、十分に保護された微生物の生息地が存在する場合があります。 効果的な根管治療を開始する前に、各歯の根管と根管の解剖学的差異についての詳細な知識が必要です。 この研究は、マイクロコンピュータ断層撮影法（microCT）を使用して、エジプト人集団の下顎臼歯における根管の構成、根尖狭窄の解剖学的構造、根尖孔の位置、象牙質の厚さ、および副根管の有病率を調査することを目的としました。 合計 96 本の下顎第一大臼歯が microCT を使用してスキャンされ、Mimics ソフトウェアを使用して 3D 再構成が実行されました。 近心根と遠心根のそれぞれの根管構成を 2 つの異なる分類システムで分類しました。 中近心管および中遠心管の周囲の有病率と象牙質の厚さを調査しました。 主要な根尖孔の数、位置、解剖学的構造と根尖狭窄の解剖学的構造を分析しました。 付属運河の数と位置が特定されました。 私たちの調査結果は、近心根と遠心根ではそれぞれ 2 つの別個の管 (15%) と 1 つの単一の管 (65%) が最も一般的な構成であることを示しました。 近心根の半数以上が複雑な管の構成を持ち、51% が中間近心管を持っていました。 単一の根尖狭窄の解剖学的構造が両方の管で最も一般的であり、次に平行な解剖学的構造が続きました。 根尖孔の遠位舌側および遠位の位置は、両方の歯根の最も一般的な位置です。 エジプト人の下顎大臼歯は、根管の解剖学的構造に幅広いバリエーションがあり、中近心管が多く存在します。 臨床医は、根管治療を成功させるために、このような解剖学的変化を認識しておく必要があります。 治療した歯の寿命を損なうことなく根管治療の機械的および生物学的目的を達成するには、特定のアクセス改良プロトコルと適切な成形パラメーターをケースごとに指定する必要があります。

根と管の形態は多様で複雑であり、十分に保護された微生物環境を保持することができます1。 根管治療を成功させるには、あらゆる歯種における根管と根管の解剖学的変化についての十分な知識と細心の注意が必要です1、2。 さまざまな集団における根と管の形態は、洗浄および染色法、コーンビームコンピュータ断層撮影 (CBCT) やマイクロコンピュータ断層撮影 (microCT) を含む 3D イメージング技術など、さまざまな技術を使用した多くの実験研究および臨床研究の対象となってきました。 4、5、6。

MicroCT テクノロジーは、根管システムの高解像度の定性画像と定量分析を提供する、正確な非破壊研究ツールです4。 歯根 (危険ゾーン) の厚さ 7、根管の構成 4、根管間のコミュニケーション 8、副根管 9、および根尖孔と根尖デルタ 10、11 を含む根尖の解剖学的構造に関する詳細が提供されます。 文献によると、下顎臼歯の内部および外部の歯根の解剖学的構造は非常に多様です3、5、11、12。 根の数は 1 ～ 4 であり、多くの根管構成タイプが報告されています 3,4,11。 最近のマイクロ CT 研究では、歯根の厚さ 7、根管峡部 8、副根管の普及率 13、および根尖の詳細な解剖学 11 に関する知識が増えていることも示されました。

歯根と根管の解剖学的構造に関する新しい分類システムが提案されており、副根管や歯の異常に加えて、歯の表記、歯根の数、根管の構成に関する詳細な情報が提供されます14、15、16、17。 このコーディング システムは、あらゆる歯のタイプの歯根の数に対応することで以前のシステムの欠陥を克服し、特定のローマ数字を参照せずに根管の構成を記述する機能を備えています。これは、複雑な根管システムを持つ歯に Vertucci 分類を適用する際の課題です 14。 18. 歯学生と歯科医師を対象とした最近の調査では、教育、研究、臨床実践における新しいコーディング システムの適用が支持されています 19,20。

現在までのところ、microCT を使用したエジプト人の下顎大臼歯の根管システムに関する情報は不足しています。 この研究は、根管の構成、中近心管と中遠心管の普及率、およびそれらに関連する根尖象牙質の厚さ、主要な根尖孔の数、位置および解剖学的構造、数と位置に加えて根尖狭窄の解剖学的構造を調査することを目的としています。マイクロCT技術を使用して、エジプト人部分集団から抽出された二重根の下顎第一大臼歯の副管の観察。

すべての方法は、関連するガイドラインおよび規制に従って実行されました。 このプロトコルは、アイン シャムス大学歯学部の研究倫理委員会によって承認されました (FDASU-RECID-021607)。

この研究とは関係のない理由で摘出された下顎第一大臼歯は、エジプトの部分集団から選択されました。 性別、年齢は不明でした。 抜歯した歯を焼却する代わりに科学的目的に使用することについて、すべての被験者および/または法的保護者からインフォームドコンセントが得られました。 根齲蝕、以前の根管治療、未熟な根尖または歯根吸収のある歯は除外されました。 サンプル サイズの計算は、サンプル サイズ計算機 (https://www.calculator.net/sample-size-calculator.htm) を使用して実行されました。 エジプトの人口は約 1 億 1,000 万人です。 信頼レベル 90%、誤差範囲 9% により、サンプルサイズは下顎第一大臼歯 85 個となりました。 この研究には合計 96 個のサンプルが含まれました。

すべての歯を 5.25% 次亜塩素酸ナトリウムに 30 分間入れました。 続いて、残った軟組織、骨片、結石（存在する場合）を超音波スケーラー（Neutron P5、Satelec、Acteon、North America）を使用して除去しました。 次いで、サンプルを使用するまで室温で生理食塩水中に保存した。

歯はマウンティングスタブに固定され、Inveon Multimodality 単一光子放出コンピュータ断層撮影 – CT スキャナー (Siemens Preclinical Solutions、テネシー州ノックスビル) を使用して、解像度 27 μm のマイクロ CT 取得が行われました。 画像の再構成は、NRecon ソフトウェア (SkyScan 1174、SkyScan、ブルカー、ベルギー) を使用して行われ、リング アーティファクト補正は 10 に設定され、ビーム ハードニング補正は 15 に設定されました。 3 次元画像の再構成は、Mimics Medical ソフトウェアを使用して実行されました。バージョン 21.0.0.406 (Materise NV、Technologielaan 15、3001 Leuven、ベルギー)。 データは 3 人の観察者によって検査されました。 画像の解釈における意見の相違については、合意に達するまで 4 人目の観察者の間で議論されました 21,22。

次の目的が検討されました。

中近心管と中遠心管（MMC および MDC）の普及を含む、2 つのシステム（Vertucci3、Ahmed et al.14）を使用した根管構成タイプ。

中近心 (MMC) および中遠心 (MDC) 管の有病率、Pomeranz et al.23 によるそれらの分類、その経過に沿ったそれらの最大および最小近遠心直径、およびそれらに関連する最小歯根象牙質の厚さ。臨床的な意義。

主要な心尖孔の数、位置、解剖学的構造。

根尖狭窄の解剖学 (シングル、パラレル、テーパー、フレア、デルタ) - Divine et al.24 による。

付属運河の存在と位置。

根管の直径とそれに関連する最小歯根象牙質の厚さの正確な測定値を取得するために、Sabre et al. によって詳述された方法が使用されます。 が採用されました25。 軸方向のビュー: 軸方向の平面は分岐領域の直下に調整され、各歯根は個別に測定されました。 矢状面が歯根 BL を二分し、冠状面が歯根 MD を二分するように基準面を調整しました。 矢状面: 冠状面は、歯の根尖 1/3 を通過し、歯根の MD を二分するように調整されました。 冠状面では、矢状面は歯根の頂点を通過する長軸に沿って歯根を二等分するように調整されました。 最後に、MMC または MDC が根尖方向に移動していることが明らかな最も頸部の点から開始して 1 mm ごとに測定を行いました。

カテゴリデータは頻度とパーセンテージの値として表示され、カイ二乗検定とそれに続くボンフェローニ補正を備えた複数の Z 検定を利用したペアワイズ比較を使用して分析されました。 有意水準は 0.05 (p < 0.05) に設定されました。 中近心管および中遠心管に関しては、カテゴリデータは頻度およびパーセンテージ値として示され、数値データは平均値、標準偏差 (SD)、中央値および四分位範囲値として示されました。 統計分析は、Windows 用 R 統計分析ソフトウェア バージョン 4.1.2 を使用して実行されました。 観察者内の信頼性はウィルコクソンの符号付き順位検定を使用してチェックされ、観察者間の信頼性はコーエン カッパ テストを使用して評価されました。 有意性は 0.05 に設定されました (P < 0.05)。

根管システムは、Vertucci3 および Ahmed ら 14 に従って最初に特定されました。 次に、特定された構成は、コードを構成する桁数に応じて、単純、より複雑、および非常に複雑に分類されました。 近心根は、根管システムが 39 の可能な根コードに分類されており、Vertucci3 によればそのうち 5 つだけが分類可能であったため、その解剖学的構造には幅広いバリエーションが示されました。 近心根の根管形態を複雑度に従って表 1、2、3 に示し、構築された画像のサンプルを図 1 に示します。

下顎臼歯の近心根のさまざまな根管構成タイプを示すマイクロ CT スキャン。

遠心根の根管形態は近心根よりも変動が少なく、その根管システムは 20 の可能な根コードに分類され、そのうちの 4 つだけが Vertucci 分類に従っていました3。 遠位根の根管形態を複雑さに従って表 4 および表 5 に示し、構築された画像のサンプルを図 2 に示します。

下顎臼歯の遠位歯根の根管形態を示すマイクロCT再構成画像。

MMC と MDC の数と分類を表 6 に示します。両方の運河で最も一般的に見られる解剖学的構造は「峡部との合流部」と「峡部のない合流部」であり、それらの間の差はわずかでした。 また、どちらの管でも「独立した」解剖学的構造は見つかりませんでした。 MMC および MDC の直径とそれに関連する歯根象牙質の厚さに関するパラメーターを表 7 に示します。この研究で観察された MMC および MDC の代表的なサンプルを図 3 に示します。

さまざまなタイプの MMC および MDC の代表的なサンプルが観察されました (再構成は Mimics Medical ソフトウェア バージョン 21.0.0.406 (Materialise NV、Technologielaan 15、3001 Leuven、ベルギー) を使用して実行されました)。

近心根の大部分は 2 つの頂端孔を示しましたが、遠心根の大部分は 1 つの孔を示しました (表 8、図 4)。 根尖に対する根尖孔の位置は、幅広い変動を示した（表 9、図 4）。

下顎臼歯の近心根と遠心根の根尖孔のさまざまな位置を示すマイクロ CT 再構成画像。

サンプルの 1.64% は、遠心側に孔のある三角州で終わる単一の近心管を持っていました。 このサンプルは上記の統計には含まれていません。

サンプルの 5.49% (5 つの遠位根) には 2 つの異なる管があり、上記の統計では別々に考慮されました。 このような場合、DB 管孔は 100% 遠位に現れます。 一方、DL 管の分布はもう少しばらつきがあり、孔の 33.34% が遠舌方向を示していました。

根尖孔の解剖学的分類を表 10 に示し、代表的なサンプルを図 5 に示します。

さまざまな種類の根尖孔の形態を示すマイクロ CT 画像。

近心根については、サンプルの 41% (58 近心根) に明確な MB および ML 管があり、39.5% (38 近心根) に管があります (2-1)。 遠位根については、サンプルの 5.49% (5 つの遠位根) に 2 つの異なる根管があり、これらは以下のデータとは別に考慮されました。 DB はシングル、パラレル、デルタの解剖学的構造を示し、DL 管はシングル、フレアリング、デルタの解剖学的構造を示しました。 両方の管について、単一の解剖学的構造はわずかに多かった。

近心根については、サンプル全体（27 近心根）の 27.83% で側管の存在が示されました。 サンプルの 7.22% (7 近心根) では、異なる根管レベルで複数の側管が示されました。 近心根の副管の総数は 36 でした。遠心根については、全サンプルの 25.77% (遠心根 25) に側管の存在が示されました。 全サンプルの 6.18% (6 つの遠位根) では、異なる根管レベルで 2 つの側管が示されました。 遠位根の付属管の総数は 28 でした (表 11)。

根管治療を成功させるには、根の解剖学と根管の形態に関する正しい知識が重要です1。 高解像度マイクロ CT イメージングは​​、さまざまな集団グループの根管形態の研究に使用されています 4,8,26。 この研究では、最新の管コーディングシステムを使用して、エジプト人集団の下顎第一大臼歯の歯根と管の解剖学的構造を調査しました14。

この研究の結果は、下顎第一大臼歯の内部根管の解剖学的構造に予想されるばらつきがあり、それが歯内療法の失敗の一因となる可能性があることを確認しました27,28。 近心根に関しては、単純な根管構成 (Vertucci 分類を使用して分類できる) を示したのは 46.88% だけでしたが、残りのサンプルはさまざまな程度の複雑さを示し、Ahmed et al. を使用して分類されました。 コーディング システム (分類不可能な Vertucci タイプ)3,14。

研究サンプルの 51% で MMC が発生したことは興味深い発見であり、これは、混合民族の患者を対象としたある臨床研究 29 およびインド人集団を対象とした別の研究 30 で報告された 46% の発生率に匹敵します。 この有病率はおそらく他の研究と比較して文献に記録されている中で最も高いものの 1 つであり、方法論 (CBCT など) または母集団の違いに起因すると考えられています。 ただし、この研究の結果は、エジプトの下顎第一大臼歯で行われた 1 つのマイクロ CT 研究とは対照的であることは言及する価値があります 34。 これは、サンプルサイズ、microCT スキャンパラメータ、および解釈に使用される分類の違いによって説明される可能性があります。 別の CBCT 研究では、エジプト人の下顎第一大臼歯における MMC の 25.6% が報告されています 35。 実際、microCT スキャンの精度が高いため、CBCT と比較して微細な MMC をより多く検出できます。

MMC の存在は、残存象牙質の厚さおよびその破壊されやすさの観点から、化学機械的計測の際の臨床上の懸念事項です 36。 下顎第一大臼歯の近心根と遠心根の曲率や象牙質の厚さの解剖学的特徴の違いを考慮すると、MDC と比較して MMC の存在はより懸念されます 31。 この研究では、根管の長さに沿った MMC に対する最小象牙質の厚さは、近心壁に向かって (1.05 ± 0.4)、遠心壁に向かって (0.99 ± 0.38) であることが判明し、根管の最小直径は ( 0.17 ± 0.08）、その最大直径は（0.33 ± 0.11）であることがわかりました。 これらの寸法は、おそらく、実際に可能な限り最大のセンタリング能力と最小のテーパを備えた成形器具を選択することを優先します。 遠位根に関しては、サンプルの大部分 (81.25%) が単純な根管構成 (Vertucci 分類を使用して分類できる) を示し、ケースの 67.71% が単一根管を示しました。 これらの結果は、ブラジル人とアメリカ人を対象に実施された 2 つのマイクロ CT 研究 12,37 と一致しています。 ただし、2 番目に一般的な根管構成には違いがあり、この研究では D1-2-1 (Vertucci type III) でしたが、前述の両方の研究では D2-1 (Vertucci type II) でした。

この研究の結果は、近心根の根管の高い割合が Vertucci 分類に適合しなかった Vertucci 分類と比較して、Ahmed et al.14 の分類システムがすべての根管構成を分類する上でより正確かつ実用的であることを示しました。 これは、さまざまな歯の種類と集団グループに関するいくつかのマイクロ CT および CBCT 研究と一致します 18、38、39、40。

マイクロ CT を使用して下顎臼歯の根尖孔を調査した研究はほとんどありません 8,41,42。 結果は、近心根と遠心根のそれぞれ 66% と 84% で 1 つまたは 2 つの孔が確認されたことを示しました。 残りの割合は最大 7 つの孔を示しました。 これは、Fan et al.41 と一致し、Marroquin et al.43 も部分的に一致します。Marroquin et al.43 は、エジプト人集団の臼歯のサンプルを研究し、ほとんどのサンプルで二重または単一の孔があると報告しました。 しかし、Marroquin et al.43 が報告したパーセンテージはこの研究のパーセンテージよりも高く、両根で報告された孔の最大数は 4 でした。 これは、彼らの研究が実体顕微鏡を使用して行われたため、方法論の違いに起因すると考えられます。 しかし、この研究の結果は、近心根の 74% が単一の孔を持っていることを発見した Asijavičienė ら 42 と対立しています。 彼らの研究はリトアニアで行われたため、この対照は民族の違いに起因する可能性がありますが、調査対象の集団は明示的に特定されていませんでした。

この研究では、心尖孔の位置と形態も調査しました。 結果は、「シングル」構成(Divine et al.24による)が、近心頬側管と近心舌管が1つの孔に融合した場合を除き、両方の歯根のすべての管で最も一般的であり、「フレア」構成の方がわずかに一般的であることを示しました。 「シングル」よりも。 ただし、他の構成「テーパリング、マルチプル、デルタ」は依然としてかなりの割合で見つかりました。 これらの観察は、頂端狭窄は常に複雑で変化し続けるように見える構造であると報告した Citterio ら 44 と一致します。 心尖孔の位置は通常変化し、心尖から逸脱します。 これは以前の研究8、42、44、45と一致します。 長軸からの位置のこの幅広い変化は、2D 放射線画像撮影の固有の制限を克服するための電子孔ロケータの重要性を強調しています 42。

この研究では、側管の発生率に関して、近心根と遠心根の間に有意差はありませんでした。 これは、下顎大臼歯の近心根では副管の発生率が著しく高いことを発見した Wolf ら 34 および Xu ら 9 とは対照的です。 私たちの研究の近心根では、側管の 61% が中央の 3 分の 1 で見つかり、次いで頂端の 3 分の 1 (30%) で見つかりました。 遠位根では、側管の半分が根尖部の 3 分の 1 に見つかり、次に中央の 3 分の 1 (43%) が見つかりました。 冠状側の 3 分の 1 は、両方の根の側管を示す最も少ない部分でした。 この研究では、副管のさまざまな形態学的ランドマーク (蛇行など) 46 は調査されておらず、臨床的意義はほとんどありません 47,48。

研究の限界という点では、サンプルが匿名であるため、結果を性別や年齢と関連付けることは不可能でした。 したがって、性別間の有病率を比較することはできず、MMC および MDC 管の全体的な頻度に影響を与える可能性がある根管システムの寸法の年齢に関連した変化を説明することもできませんでした。 これは将来の研究で調査される可能性があります。 また、この調査は下顎の二重根の第一大臼歯に限定されました。 第 3 遠舌根 (基数 entomolaris/paramolaris) を持つ下顎第一大臼歯の有病率は、エジプト人を対象として以前に研究され、3.12% であると報告されました49。 3 つの根を持つ下顎大臼歯は抜歯中に頻繁に骨折するため、検査に十分な代表的なサンプルを入手することがさらに困難になります 50、51、52。

エジプト人の下顎第一大臼歯は、主根管と副根管の解剖学的構造に幅広いバリエーションがあり、また中近心管の割合が高いことが特徴です。 臨床医は、根管治療を成功させるために、このような解剖学的変化を認識しておく必要があります。

現在の研究中に生成されたデータセット、および/または現在の研究中に分析されたデータセットは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

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著者らは、この研究で使用した天然歯のマイクロCTスキャンについて、ドイツのテュービンゲン大学保存歯科学部歯内療法部門の Ashraf ElAyouti 博士と、同部門歯内療法上級講師の Hany Ahmad 博士に感謝したいと思います。このプロジェクトを通じて、マレーシアのマラヤ大学修復歯学部の博士に多大なるご支援とご指導をいただきました。

科学技術イノベーション資金庁 (STDF) がエジプト知識銀行 (EKB) と協力して提供するオープンアクセス資金。

エジプト英国大学歯学部歯内療法学科、81-11-11 El-Rehab、カイロ、11841、エジプト

シェハベルディン・モハメド・セイバー & ナワル・ナギブ・ナワル

エジプトの英国大学歯学部革新的歯科科学センター（エジプト、カイロ）

シェハベルディン・モハメド・セイバー

エジプト、カイロのアイン・シャムス大学歯学部歯内療法学科

シェハベルディン・モハメド・セイバー＆モハメド・モハメド・エラシリ

オーガスタ大学、ジョージア歯科大学、歯内療法学科、カイロ、エジプト

モハメド・モハメド・エラシリ

エジプト、カイロのアイン・シャムス大学歯学部口腔放射線科

シャイマー・モハメド・アブ・エル・サダト

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SMS: デザイン、データ分析と解釈、執筆と改訂。 MME: データの分析と解釈、執筆と改訂。 SMA: データ分析と解釈。 NNN: データの分析と解釈、執筆と修正。

シェハベルディン・モハメド・セイバーへの通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

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転載と許可

セイバー、SM、エラシリ、MM、サダット、SMAE 他。 エジプト人部分集団における下顎第一大臼歯の形態学的変動と余分な管の発生率のマイクロコンピューター断層撮影分析。 Sci Rep 13、8985 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-36005-7

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受信日: 2023 年 2 月 7 日

受理日: 2023 年 5 月 27 日

公開日: 2023 年 6 月 2 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-36005-7

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