Wear analysis and cyclic fatigue resistance of electro discharge machined NiTi rotary instruments

AimTo evaluate the wear of new rotary instruments produced via electro discharge machining and to test their fatigue resistance.MethodologyTwenty-one HyFlex EDM (Coltène/Whaledent, Switzerland) files were used for laboratory instrumentation of curved root canals of extracted teeth. Superficial characteristics were analyzed pre- and postoperatively by scanning electron microscopy (SEM) (JSM-5200, JEOL, Tokyo, Japan) at same points and with same angulations to identify the wear features. Number of fractures, microcracks blunt/disruption of cutting edge and tip deformations were reported.Twenty HyFlex EDM and 20 HyFlex CM (Coltène/Whaledent, Switzerland) were subjected to cyclic fatigue test in a 70° artificial metal canal. Results were statistically analyzed using Mann–Whitney tests.ResultsNo fractures were registered during laboratory canal instrumentation. No wear and no degradation of the 25.12 and 25.08 files were reported. Slight plastic deformations were only observed in three 10.05 files. The cyclic fatigue test revealed a significant increase of fatigue resistance of EDM files compared to CM (p = 0.0001).ConclusionsThe typical irregular surface of HyFlex EDM remained unaffected after multiple uses, confirming a high wear resistance. The new manufacturing process of electrical discharge machining had a substantial impact on fatigue lifetime of EDM files when compared with HyFlex CM. Within limitations of the present in vitro results, EDM files appeared suitable in shaping severely curved canals.

RiassuntoObiettivoEsaminare la morfologia superficiale e l’usura di strumenti HyFlex EDM usati in vitro e testare la loro resistenza in fatica ciclica.Materiali e MetodiVentuno strumenti HyFlex EDM sono stati utilizzati per la strumentazione in vitro di canali curvi. La morfologia di superficie e i fenomeni di usura sono stati investigati pre e post operativamente con un Microscopio Elettronico a Scansione (SEM) (JSM-5200, JEOL, Tokyo, Japan). Ulteriori 20 HyFlex EDM sono stati poi testati in fatica ciclica in un canale artificiale con angolo di curvatura di 70° e comparati con strumenti HyFlex CM. I dati ottenuti sono stati validati con il test di Mann-Whitney.RisultatiLe indagini al SEM hanno rivelato una specifica struttura irregolare caratterizzata da una superficie con morfologia a “cratere” legata alla capacità erosiva generata dalle scariche elettriche del processo produttivo. Tutti gli strumenti, dopo diversi utilizzi, hanno preservato il loro peculiare aspetto crateriforme e non hanno mostrato appiattimento dell’angolo di taglio delle lame. Non si è verificata nessuna frattura. I test di fatica ciclica hanno evidenziato una resistenza statisticamente significativa degli HyFlex EDM rispetto agli HyFlex CM (p = 0.0001).ConclusioniGli HyFlex EDM hanno dimostrato un affidabile comportamento in vitro quando sottoposti a strumentazione di canali molto curvi. La superficie crateriforme si è ben conservata dopo ripetuti utilizzi. Gli strumenti di diametro minore sono apparsi quelli maggiormente stressati. La resistenza in fatica ciclica di strumenti della stessa lega sembra essere notevolmente aumentata dal differente processo di produzione.