Kök kanalı tedavisi sırasında yapılan irrigasyon işleminin hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanılarak incelenmesi
Investigation of irrigation procedure performed during root canal treatment using computational fluid dynamics
Yazar: SELİN BULGU
Danışman: PROF. DR. SEMA YILDIRIM
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Endodonti Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Akışkanlar dinamiği = Fluid dynamics ; Kök kanal tedavisi = Root canal therapy ; İrrigasyon = Irrigation ; İğneler = Needles

Özet:
Kök kanallarının karmaşık anatomisi nedeniyle mekanik enstrümantasyon sonrasında kök kanal duvarı yüzeyinin yaklaşık %40-50'si dokunulmamış olarak kalır ve bu sonuçta yetersiz debridman sağlar. Bu nedenle kök kanal tedavisinde kök kanal sisteminin dokunulamamış alanlarını temizleyebilmek için mutlaka kök kanallarının irrigasyonu gereklidir.
Bu çalışmanın amacı, çeşitli uç tasarımlarına sahip irrigasyon iğnelerinin, kök kanalı içindeki akış yapısı üzerindeki etkilerini araştırmaktır. Yaygın olarak kullanılan yedi farklı tipteki irrigasyon iğnesi, kök kanalı içerisinde apeksten 3 mm uzağa yerleştirildiği HAD simülasyonları ile test edilmiştir. İğnelerin irrigasyon üzerindeki performansı daha sonra kök kanalı içindeki apikal basınç ve apikal kayma gerilimine göre değerlendirilir. 
HAD simülasyonlarında, irrigasyon solüsyonunu temsil eden çalışma sıvısı, sabit termofiziksel özelliklere sahip saf sudur ve akışın tüm giriş Reynolds sayılarında laminar ve sabit olduğu varsayılır.
Çalışmamızın sonuçları incelendiğinde; açık uçlu iğneler, apekse doğru maksimum irrigasyon replasmanı ve yüksek apikal basınç gösterir sağlar. Buna karşılık, kapalı uçlu iğneler, apekse doğru sınırlı akış gösterir ve apikal ekstrüzyon riskini azaltan daha düşük apikal basınç gösterir. Kapalı uçlu yandan perfore çift delikli irrigasyon iğnesi olan GNC Endo irrigasyon iğnesi en düşük apikal basıncın gözlendiği modeldir.
Tüm konfigürasyonlar arasında, kapalı uçlu yandan perfore çift delikli irrigasyon iğnesi (GNC Endo Irrigation), optimize edilmiş bir irrigasyon iğnesinin hedefi olması gereken yeterli irrigasyon maddesi penetrasyonu ile bağlantılı olarak apikal bölgede en düşük apikal basınçları ve kök kanal duvarlarında en yüksek kesme gerilimlerini sağladığı için diğerlerinden daha iyi performans göstermektedir.

Anahtar Kelimeler :  Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği, Kök Kanalı, İrrigasyon, İğne, Uç tasarımı

Abstract:
Due to the complex anatomy of root canals approximately 40-50% of the root canal wall surface remains intact after mechanical instrumentation and this results in insufficient debridement. Therefore, irrigation of root canals is necessary to clean the untouched areas of the root canal system.
The aim of this study is to investigate the effects of irrigation needles with various tip designs on the flow structure in the root canal. Thus, seven different commonly used types of irrigation needles have been tested with CFD simulations where irrigation needles are placed 3 mm from the apex. The irrigation performance of the needles is then evaluated based on the apical pressure and apical shear stress within the root canal. 
In the CFD simulations, the working fluid representing the irrigant is water with constant thermophysical properties and the flow is assumed to be laminar and steady at all inlet Reynolds numbers. 
Considering the results of our study; the open-ended needles provide maximum irrigation replacement and high apical pressure towards the apex. In contrast, the close-ended needles show limited flow towards apex and lower apical pressure which reduces the risk of apical extrusion. Lower apical pressures are observed with the GNC Endo irrigation needle which is a close-ended and double side vented irrigation needle.  
Among all configurations, GNC Endo irrigation needle outperforms others as it provides lowest apical pressures and highest shear stresses on the root canal walls associated with sufficient irrigant penetration that should be the target of an optimized irrigation needle.

Key Words: Computational Fluid Dynamics, Root Canal, Irrigation, Needle, Tip design