İRRİGASYON SOLÜSYONLARININ FARKLI SEVİYELERDE BULUNAN İSTHMUSLARA ETKİSİNİN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

Abstract

Kök kanal tedavisinin başarısı, enfekte dokuların uzaklaştırılması ve kök kanal sisteminin etkin bir şekilde dezenfekte edilmesine bağlıdır. Mekanik enstrümantasyon işlemi, kök kanal duvarlarının yalnızca sınırlı bir kısmına temas eder; bu nedenle, kanalın karmaşık anatomik yapılarında, özellikle isthmus bölgelerinde etkili temizlik irrigasyonun etkinliğine bağlıdır. Bu durum, irrigasyon solüsyonlarının akış davranışlarının ve kanal içi dinamiklerinin anlaşılmasını klinik açıdan kritik hale getirmektedir. Bu çalışmanın amacı, farklı irrigasyon solüsyonlarının kök kanal sistemi içerisindeki akış karakteristiklerini, özellikle farklı seviyelerde yer alan isthmus bölgelerinde oluşturdukları hidrodinamik etkiler açısından değerlendirmektir. Bu amaçla, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak %5 NaOCl, %1 NaOCl ve %17 EDTA solüsyonlarının akış paternleri karşılaştırıldı. Mandibular birinci molar dişin mezial kök kanalı, 15 mm uzunluğunda, koronal çapı 0,9 mm ve apikal çapı 0,3 mm olan iki paralel kanal şeklinde modellendi. Bu kanallar, apikalden sırasıyla 2 mm, 4 mm ve 6 mm uzaklıklarda bulunan üç adet 0,08 mm genişliğinde isthmus ile birbirine bağlandı. İrrigasyon, 30-G kapalı uçlu yandan perfore iğne ile 8,6 m/s sabit giriş hızında uygulandı; üç farklı irrigasyon solüsyonu (%5 NaOCl, %1 NaOCl, %17 EDTA) 5 sn boyunca ayrı ayrı değerlendirildi. Simülasyonlar ANSYS Fluent 2023 R1 yazılımında transient koşullarda yürütüldü ve hız, basınç ile akış vektör dağılımları analiz edildi. HAD analizleri, tüm solüsyonlarda isthmus bölgelerinde akışın zamanla belirgin şekilde değiştiğini gösterdi. %17 EDTA çözeltisi, diğer solüsyonlara kıyasla daha homojen bir akış profili sergiledi ve kanal duvarı yakınındaki bölgelerde daha stabil hız dağılımı sağladı. Buna karşın %5 NaOCl çözeltisi en yüksek lokal hız ve basınç piklerini oluşturdu, ancak bu durum akışın dengesiz ve potansiyel olarak daha riskli olmasına yol açtı. %1 NaOCl ise orta düzeyde bir akış ve basınç profili gösterdi. Elde edilen bulgular, irrigasyon solüsyonlarının viskozite ve yüzey gerilimi özelliklerinin, isthmus içi akış davranışı üzerinde belirleyici olduğunu ortaya koydu. %17 EDTA çözeltisinin daha düşük yüzey gerilimi ve yüksek ıslanabilirliği sayesinde daha dengeli ve etkili bir akış sağladığı belirlendi.

The success of root canal treatment depends on the effective removal of infected tissues and thorough disinfection of the root canal system. Mechanical instrumentation contacts only a limited portion of the canal walls; therefore, effective cleaning within the complex anatomy of the root canal, particularly in isthmus regions, relies on the efficiency of irrigation. Consequently, understanding the flow behavior of irrigation solutions and their internal canal dynamics is of critical clinical importance. The present study aimed to evaluate the flow characteristics of different irrigation solutions within the root canal system, with a particular focus on their hydrodynamic effects in isthmus regions located at different levels. Using Computational Fluid Dynamics (CFD), the flow patterns of 5% NaOCl, 1% NaOCl, and 17% EDTA solutions were compared. The mesial root canal of a mandibular first molar was modeled as two parallel canals, each 15 mm in length, with coronal and apical diameters of 0.9 mm and 0.3 mm, respectively. These canals were connected by three isthmuses, each 0.08 mm in width, positioned 2 mm, 4 mm, and 6 mm from the apex. Irrigation was performed using a 30-G side-vented closed-end needle at a constant inlet velocity of 8.6 m/s. Each irrigant (5% NaOCl, 1% NaOCl, and 17% EDTA) was evaluated separately for 5 seconds. Simulations were conducted under transient conditions using ANSYS Fluent 2023 R1, and analyses were performed for velocity, pressure, and flow vector distributions. CFD analyses revealed that flow behavior in the isthmus regions changed markedly over time for all solutions. The 17% EDTA solution exhibited a more homogeneous flow profile and provided a more stable velocity distribution near the canal walls compared to the other solutions. In contrast, the 5% NaOCl solution generated the highest local velocity and pressure peaks, resulting in a more unsteady and potentially riskier flow pattern. The 1% NaOCl solution displayed moderate flow and pressure characteristics. The findings demonstrated that the viscosity and surface tension properties of irrigants play a decisive role in the flow dynamics within the isthmus regions. The 17% EDTA solution, owing to its lower surface tension and higher wettability, produced a more balanced and effective flow pattern.