Instrument unique et traitement thermique, le couple idéal ?

Nickel-titane et traitement thermique

Le nickel-titane est considéré comme un métal « exotique » car il n’est pas conforme aux règles normales de la métallurgie. Celui qui est utilisé en endodontie se compose, en poids, d’environ 56 % de nickel et 44 % de titane. Cette combinaison lui permet d’avoir trois phases structurelles : austénite, martensite, et phase R [¹] (^fig. 1). Ces caractéristiques lui confèrent deux propriétés principales : superélasticité et mémoire de forme.

La superélasticité signifie que, lorsqu’une contrainte est appliquée sur une lime en nickel-titane, celle-ci va se déformer de façon réversible. Lors de l’arrêt de la contrainte, la lime reprend sa forme initiale (^fig. 2). En revanche, la mémoire de forme signifie que, lorsqu’une contrainte est appliquée à instrument, celui-ci va maintenir la forme imposée même après l’arrêt de la contrainte. Seul le réchauffement de l’instrument au-dessus de sa température de transformation le fait revenir à sa position originelle (^fig. 3). La phase R est une phase intermédiaire qui se produit dans une gamme de températures très étroite.

L’avènement du traitement thermique va permettre d’utiliser la propriété de mémoire de forme du nickel-titane. Cette propriété unique n’était jusqu’alors employée qu’en orthodontie.

Le premier nickel-titane traité thermiquement pour l’endodontie s’appelle M-Wire® (Dentsply Tulsa Dental Specialties). Aux États-Unis, il est utilisé dès 2007 pour la fabrication d’une série d’instruments : ProFile® GT Series X, ProFile® Vortex et Vortex Blue (Dentsply). Il faudra attendre 2011 pour le voir apparaître en Europe avec la mise sur le marché d’instruments tels que le ProTaper® Next, le WaveOne® et le Reciproc®. SybronEndo va simultanément (2008) mettre au point un procédé de fabrication impliquant un traitement thermique pour créer les limes Twisted-Files®. Coltène produit également des instruments traités thermiquement, les Hyflex®. Ils nomment leur nickel-titane CM Wire® (DS Dental) [²].

Afin d’obtenir le M-Wire®, le nickel-titane subit une succession de cycles de changements de température brusques du métal brut sous contrainte. Il est alors plus flexible tout en conservant les instruments en phase austénitique à température ambiante. Tous les fabricants peuvent se fournir en nickel-titane M-Wire®. Cependant, la supériorité de ce traitement thermique n’est pas clairement démontrée à ce stade [³]. Il faut attendre 2016 et l’avènement de la génération des instruments gold, pour avoir un nickel-titane ductile à température ambiante : les instruments sont donc en phase martensite. Les traitements thermiques du nickel-titane de cette nouvelle génération sont propres à chaque fabricant, ils deviennent spécifiques à chaque instrument.

En effet, le traitement thermique est réalisé désormais après usinage des instruments. La recherche du traitement thermique le plus approprié au comportement de chaque instrument est donc possible.

Le premier instrument unique à bénéficier de ce type de modification est WaveOne® (Dentsply), devenu WaveOne® Gold en 2015, suivi par le Reciproc® (VDW), devenu le Reciproc® Blue en 2016, et, enfin, le One Shape® New Generation (Micro Mega), devenu le One Curve® (qui sera disponible en France à partir de mars 2018).

Ces trois instruments ont pour point commun de se trouver en phase martensitique à température ambiante. Ils sont mous et ductiles lorsqu’ils sont retirés du blister, ce qui permet, entre autres, de les précourber (^fig. 3).

Cette évolution va-t-elle influencer notre pratique ? Traiter thermiquement le nickel-titane d’un instrument unique, est-ce un réel avantage ?

Intérêt du traitement thermique

Tous les instruments rotatifs présentent un risque de fracture plus élevé que les limes en acier inoxydable, en raison de la fatigue cyclique ou d’une contrainte de torsion plus importante. Les fractures par fatigue cyclique surviennent sans déformation préalable visible à l’œil nu. Elles sont donc impossibles à prévoir précisément [⁴].

Ce risque de fracture élevé conduit trop souvent l’omnipraticien à délaisser l’endodontie. Cependant, le respect de quelques principes simples tels que le respect de la vitesse et du couple préconisés par le fabricant, la réalisation d’un préélargissement canalaire, l’utilisation de mouvements de va-et-vient verticaux de faible amplitude ainsi que le nettoyage et la vérification visuelle de l’instrument entre chaque passage permet de travailler plus sereinement.

De plus, l’avènement des instruments à usage unique permet d’éliminer le risque de contamination croisée, de diminuer de façon significative le risque de fracture par fatigue cyclique et de simplifier la procédure opératoire [⁵-⁷].

Le traitement thermique permet d’augmenter la flexibilité et la résistance à la fatigue cyclique d’instruments endodontiques appartenant à des séquences multi-instrumentales.

La mise en forme canalaire devient un acte technique moins stressant grâce à la diminution du risque de fracture instrumentale [², ⁸, ⁹].

La question essentielle pour l’omnipraticien est de savoir si l’apport d’un traitement thermique aux instruments uniques améliore leur efficacité et rend ainsi la préparation canalaire plus sereine.

Étude par micro-CT

Lors d’une étude réalisée par microtomographie à rayons X (micro-CT) [⁸], l’apport d’un traitement thermique est évalué pour un instrument unique utilisé en réciprocité (Reciproc®) et pour un instrument unique utilisé en rotation continue (One Shape® New Generation). Le Reciproc® bénéficiant d’un traitement thermique est le Reciproc® Blue et le One Shape® New Generation bénéficiant d’un traitement thermique est le One Curve (^fig. 4). Le Reciproc® et le One Shape® New Generation sont sélectionnés car la seule modification qu’ils ont subie est le traitement thermique, alors que le WaveOne® a connu une modification complète de sa section. Le WaveOne® Gold présente donc trop de changements pour être inclus dans une étude portant exclusivement sur l’apport du traitement thermique postusinage.

Le One Shape® New Generation et le Reciproc® sont des instruments uniques à usage unique. Ils ont un diamètre apical de 25/100 mm et possèdent une conicité constante de respectivement 6 et 8 %. Le One Shape® New Generation a une section asymétrique et variable. Les trois premiers millimètres de l’instrument ont une section en triple hélice, les 7 mm suivants correspondent à une zone de transition et les 6 mm les plus coronaires ont une section dite en double S. Le Reciproc® possède une section symétrique en double S (^fig. 5). Le One Shape® New Generation est en nickel-titane sans traitement thermique, alors que le Reciproc® est en nickel-titane M-Wire®. Le One Curve® et le Reciproc® Blue bénéficient d’un traitement thermique du nickel-titane après usinage, ils possèdent les mêmes caractéristiques de section que leurs prédécesseurs respectifs.

L’étude par micro-CT a évalué :

• le volume de matériau éliminé (efficacité de coupe) ;

• la durée de préparation.

Volume

Il est intéressant de connaître la quantité de volume éliminée lors d’une préparation canalaire afin d’évaluer l’efficacité de coupe d’un instrument.

L’étude par micro-CT ne montre pas de différences pour les groupes One Shape® New Generation versus One Curve® et Reciproc® versus Reciproc® Blue. Cela signifie que les deux versions instrumentales ont la même efficacité de coupe. On note que le volume éliminé avec un Reciproc® ou un Reciproc® Blue est plus important qu’avec un One Shape® New Generation ou un One Curve®. Cette différence pourrait s’expliquer par le fait que la conicité du Reciproc® et du Reciproc® Blue est de 8 %, ce qui est plus important que celle du One Shape® New Generation et du One Curve® qui n’est que de 6 %.

Durée

L’apport d’un traitement thermique permet-il de réaliser le traitement canalaire au moins aussi rapidement que lorsque l’instrument n’en bénéficie pas ?

Cette étude révèle que la durée de traitement est significativement plus courte avec le One Curve® qu’avec le One Shape® New Generation. Pour ce qui est du Reciproc® versus Reciproc® Blue, cette durée est la même en moyenne pour l’ensemble des canaux.

Lors des préparations canalaires, un instrument s’est fracturé dans les groupes One Shape® New Generation, Reciproc® et Reciproc® Blue, alors qu’aucun instrument ne s’est fracturé dans le groupe One Curve®.

Interprétation

D’autres études sont nécessaires pour confirmer les résultats obtenus dans cette étude.

Discussion

Plusieurs études montrent que l’utilisation d’instruments uniques tel que le One Shape® New Generation et du Reciproc® réduit le temps nécessaire pour réaliser la préparation canalaire [¹⁰, ¹¹]. Nos résultats montrent, quant à eux, que l’apport du traitement thermique, pour un instrument en rotation continue, permet de réaliser la préparation canalaire plus rapidement. En effet, le One Curve® est plus rapide que le One Shape® New Generation.

De nombreuses études ont évalué l’efficacité des mouvements de réciprocité dans la mise en forme canalaire. Ainsi, une publication récente [¹²] affirme que le mouvement de réciprocité associé à l’utilisation d’un instrument unique est la garantie d’une préparation moins invasive. De même, le Reciproc® assure une mise en forme plus rapide [¹¹, ¹³, ¹⁴].

Au niveau du volume, on observe dans notre étude qu’il n’y a pas de différence significative entre les instruments possédant ou non un traitement thermique. Le mouvement de réciprocité est associé à un volume de matériau éliminé supérieur à celui obtenu avec la rotation continue. Il n’existe pas de différence entre la quantité de matériau éliminée avec un Reciproc® et un Reciproc® Blue. Une étude de mars 2017 [¹⁵] montre elle aussi qu’il n’y a pas de différence significative entre le Reciproc® et le Reciproc® Blue concernant le volume de préparation final. Les instruments bénéficiant d’un traitement thermique sont donc tout aussi efficaces que leurs homologues non traités. La différence entre les groupes Reciproc® et One Shape® New Generation peut s’expliquer par la différence de conicité, respectivement de 8 et 6 %.

Lors d’expériences évaluant la résistance à la fatigue cyclique du ProTaper® Gold S1 versus le ProTaper® Universel S1, il en ressort que le premier est plus résistant à la fatigue cyclique que le second [⁹]. Lors de la comparaison entre le Reciproc® et le Reciproc® Blue, il en résulte que le Reciproc® Blue est plus résistant à la fatigue cyclique que le Reciproc® [¹⁵, ¹⁶]. Dans une étude très récente [¹⁷] comparant la résistance à la fatigue cyclique du One Curve® versus le One Shape® New Generation, les auteurs relèvent que la résistance à la fatigue cyclique du premier instrument est plus que doublée puisqu’elle est de 3,20 fois plus élevée que celle du second : l’instrument traité thermiquement se fracture après plus de 1513 tours en position statique alors que le One Shape® New Generation le fait après 473 tours dans la même position. Ce progrès est un facteur indéniable d’amélioration de la sensation clinique et du confort de travail.

Les cas cliniques 1 et 2 (^fig. 6 à ⁸) montrent l’aptitude du One Curve® à respecter l’anatomie canalaire complexe rencontrée lors du traitement canalaire d’une 37 et d’une 25. Il est parfois compliqué de reproduire, à l’aide d’instruments mécanisés, les trajectoires canalaires obtenues à l’aide d’instruments manuels (^fig. 6b et ^8b). L’exploration canalaire et la prise de la longueur de travail se font avec une lime MMC 10 en acier inoxydable. Les entrées canalaires sont évasées sur les trois premiers millimètres canalaires à l’aide d’un One Flare®. La suite de la préparation canalaire est réalisée grâce au One Curve®. La progression de l’instrument se fait par un mouvement de va-et-vient de faible amplitude et sans pression excessive. Entre chaque passage, le canal est irrigué abondamment à l’hypochlorite de sodium et la perméabilité est vérifiée à l’aide d’une lime 10. Systématiquement, les spires de l’instrument sont nettoyées de tous débris et une inspection visuelle est réalisée. La très grande flexibilité et la résistance à la fatigue cyclique élevée permettent d’avoir un confort et une confiance d’utilisation plus importante qu’avec n’importe quel autre instrument unique. Le One Curve® permet de réaliser un traitement canalaire complexe avec plus de facilité et plus rapidement.

Conclusion

L’apport du traitement thermique aux instruments uniques semble être une évolution très positive non seulement en termes de résultats statistiques mais aussi et surtout pour le clinicien qui utilise ces instruments tous les jours.

En effet, le bénéfice clinique le plus marqué est celui de l’apport d’un traitement thermique au One Shape® New Generation, instrument utilisé en rotation continue. Le One Curve® permet d’obtenir un temps de préparation plus court, tout en permettant un maintien des performances de mise en forme et de nettoyage mécanique. De plus, la sécurité du traitement canalaire avec le One Curve® (^fig. 9) est supérieure à celle obtenue avec le One Shape® grâce à une résistance à la fatigue cyclique largement améliorée.

Bibliographie

• [1] Teramoto Ohara A. Clinical importance of austenitic final point in the selection of nickel-titanium alloys for application in orthodontic-use arches. Rev Odont Mex 2016;20:162-169.
• [2] Shen Y, Zhou HM, Zheng YF, Peng B, Haapasalo M. Current challenges and concepts of the thermomechanical treatment of nickel-titanium instruments. J Endod 2013;39:163-172.
• [3] Bürklein S, Benten S, Schäfer E. Shaping ability of different single-file systems in severely curved root canals of extracted teeth. Int Endod J 2013;46:590-597.
• [4] Patel S, Duncan HF. Pitt Ford’s problem-based learning in endodontology. Chichester: Wiley Blackwell, 2011.
• [5] Linsuwanont P, Parashos P, Messer HH. Cleaning of rotary nickel-titanium endodontic instruments. Int Endod J 2004:37:19-28.
• [6] Arens FC, Hoen MM, Steiman HR, Dietz GC Jr. Evaluation of single-use rotary nickel-titanium instruments. J Endod 2003;29:664-666.
• [7] Dagna A, Poggio C, Beltrami R, Colombo M, Chiesa M, Bianchi S. Cyclic fatigue resistance of One Shape, Reciproc, and WaveOne: an in vitro comparative study. J Conserv Dent 2014;17:250-254.
• [8] de Almeida BC, Ormiga F, de Araújo MC, Lopes RT, Lima IC, dos Santos BC et al. Influence of heat treatment of nickel-titanium rotary endodontic instruments on apical preparation: a micro-computed tomographic study. J Endod 2015;41:2031-2035.
• [9] Plotino G, Grande NM, Mercadé Bellido M, Testarelli L, Gambarini G. Influence of temperature on cyclic fatigue resistance of ProTaper Gold and ProTaper Universal rotary files. J Endod 2017;43: 200-202.
• [10] Saber SE, Nagy MM, Schäfer E. Comparative evaluation of the shaping ability of WaveOne, Reciproc and OneShape single-file systems in severely curved root canals of extracted teeth. Int Endod J 2015;48:109-114.
• [11] Bürklein S, Hinschitza K, Dammaschke T, Schäfer E. Shaping ability and cleaning effectiveness of two single-file systems in severely curved root canals of extracted teeth: Reciproc and WaveOne versus Mtwo and ProTaper. Int Endod J 2012;45:449-461.
• [12] Dhingra A, Kochar R, Banerjee S, Srivastava P. Comparative evaluation of the canal curvature modifications after instrumentation with OneShape rotary and WaveOne reciprocating files. J Conserv Dent 2014;17:138-141.
• [13] Ramazani N, Mohammadi A, Amirabadi F, Ramazani M, Ehsani F. In vitro investigation of the cleaning efficacy, shaping ability, preparation time and file deformation of continuous rotary, reciprocating rotary and manual instrumentations in primary molars. J Dent Res Dent Clin Dent Prospects 2016;10:49-56.
• [14] Wei Z, Cui Z, Yan P, Jiang H. A comparison of the shaping ability of three nickel-titanium rotary instruments: a micro-computed tomography study via a contrast radiopaque technique in vitro. BMC Oral Health 2017;9:17-39.
• [15] De-Deus G, Silva EJ, Vieira VT, Belladonna FG, Elias CN, Plotino G et al. Blue Thermomechanical treatment optimizes fatigue resistance and flexibility of the Reciproc files. J Endod 2017;43:462-466.
• [16] Topçuoglu HS, Topçuoglu G. Cyclic fatigue resistance of Reciproc Blue and Reciproc Files in an S-shaped canal. J Endod 2013;43: 1679-1682.
• [17] Staffoli S, Grande NM, Plotino G, Gambarini G, Testarelli L, Fortunato L, Polimeni A. Influence of heat treatment, environmental temperatur and cross-section design on cyclic fatigue resistance of Ni-Ti rotary instruments. Poster, European Society of Endodontology, 2017.