ABSTRACT EndoVac 과 EndoActivator 를이용한근관세척법의 Enterococcus faecalis 제거효율평가 송승곤 박세희 조경모 김진우 * 강릉원주대학교치과대학치과보존학교실 EVALUATION OF ENTEROCOCCUS FAECALIS REMOVAL EFFICACY OF THE ENDOVAC AND ENDOACTIVATOR INTRACANAL IRRIGATION METHODS Seung-Gon Song, Se-Hee Park, Kyung-Mo Cho, Jin-Woo Kim* Department of Conservative Dentistry, College of Dentistry, Gangneung-Wonju National University The aim of this study was to evaluate endodontic irrigation methods with EndoVac and EndoActivator in the elimination of Enterococcus faecalis from the root canals. Extracted 70 human single-rooted teeth were used. The canals were instrumented by a crown-down technique with.04 taper ProFile to ISO size 40. After the teeth were autoclaved, the canals were inoculated with E. faecalis and incubated for 48 h. The teeth were randomly divided into three experimental groups of 20 teeth each according to canal irrigation methods and two control groups as follows: group 1 - EndoVac ; group 2 - EndoActivator ; group 3 - Conventional needle irrigation method. After canal irrigation using 2.5% NaOCl, first samples (S1) were taken using sterile paper point. And the canals were filled with sterile brain heart infusion (BHI) broth and incubated for 24 h, then second samples (S2) were taken. The samples were cultured on BHI agar plate to determine the numbers of colony forming units (CFU). In first sampling (S1), only one canal of conventional method among the all experimental groups was positive cultured. In second sampling (S2), EndoVac group showed the least positive culture numbers of E. faecalis. There was statistically significant difference between the EndoVac and conventional needle irrigation methods in the mean value of Log CFU. According to the results of this study, EndoVac showed better efficacy than conventional needle irrigation method in the elimination of E. faecalis from the root canal. [J Kor Acad Cons Dent 34(5):390-396, 2009] Key words : EndoVac, EndoActivator, Irrigation, Negative pressure, Apical negative pressure, E. faecalis -Received 2009.6.17., revised 2009.7.20., accepted 2009.9.4.- Ⅰ. 서론 * Corresponding Author: Jin-Woo Kim Department of Conservative Dentistry, College of Dentistry, Gangneung-Wonju National University, 123 Chibyon-dong, Gangneung, Gangwon-do, Korea Tel: 82-33-640-2470 Fax: 82-33-642-6410 E-mail: mendo7@kangnung.ac.kr 구강내세균은치수및치근주위질환의발생에있어중요한역할을하기때문에 1), 성공적인근관치료를위해서는감염된근관계로부터세균을제거하고재감염을예방하는데중점을두어야한다. 화학 - 기계적근관형성 (chemomechanical preparation) 과근관내첩약 (intracanal medication) 을통해감염된근관계로부터세균을감소시켜야하며 2), 이중근관세척은근관내잔사제거와함께해부학적인불규칙함으로인해기계적으로제거되지못하는곳에위치한세균을감소시키는중요한방법이다 3,4). 기존의근관세척은 irrigation needle 과 syringe 를이용하여근관내에세척제를적용하는방식을사용하고있으나, irrigation needle 로부터불과얼마안되는곳까지만효과가있어근단부가까이도달할수있는적절한크기의 irrigation needle 이사용되어야근관세척을효과적으로할수있다 5). 또한기존의근관세척방법으로는근단부근관의세정이어려우며, 특히좁고만곡된근관에서더욱그러하 390
다는여러연구보고가있어왔다 6-8). 이런이유로 Passive Ultrasonic Irrigation (PUI) 과 Pressure Alternating Irrigation 등의다양한근관세척방법들이제시되었다. PUI는 hydrodynamic irrigation으로만곡된근관에서도기구를미리만곡시켜적용할수있으며기존의근관세척에비해더효과적이라는보고도있으나 9), 기구의파절이나 ledge 형성, 치근단조직으로의세척제누출등의단점도있다. 이러한단점이보완된 EndoActivator (Advanced Endodontics, Santa Barbara, CA, USA) 는 passive sonic irrigation으로삭제력이없는 polymer tip을진동시켜서근관내에음파진동을형성해근관의세척효율을높인다는개념의장비이다. 세척제의근관내침투를효과적으로하기위한 pressure alternating irrigation인 RinsEndo (Dürr Dental Gmbh & Co. KG, Bietigheim-Bissingen, Germany) 또한 hydrodynamic irrigation으로 pressure-suction 기법을이용하여근단부까지세척제를도달하게하여좋은효과를보이고있지만 10), 기존의근관세척에비해치근단으로세척제의누출이많음이보고되고있다 11). 차아염소산나트륨 (NaOCl) 은치수잔사와상아질의유기질에대한용해성이있으며강력한항균능력이있어 12) 근관세척제로많이사용되고있으며, Clegg 등 13) 과 Dunavant 등 14) 은근관내감염과연관되어있는상아질생체세균막 (dentin biofilm) 의제거에있어차아염소산나트륨이가장효과적인세척제라고보고한바있다. 그러나차아염소산나트륨은낮은농도에서도세포독성을보이고 15), 근단공을통해치근단조직으로누출될경우조직에높은유해성을보이는단점이있다 16,17). 이런근관세척중의사고를예방하기위해기존의개념과다른 근단부음압세척 (apical negative pressure irrigation) 이라는새로운개념이도입되었고, 최근 EndoVac (Discus Dental, Culver City, CA, USA) 이사용되고있다. EndoVac 은기존의근관세척방법과는달리근단부에음압을형성시킨다는특징을가지고있다. 흡입기에연결된 microcannula를근단부에삽입해음압이발생하면, 이로인해치수강에있는세척제가근단부까지도달하는원리이다. 기존의근관세척방법으로는도달하기어려운근단부까지세척제가도달하여근관세정을할수있으며 18), 또한근단부음압의발생으로인해서기존의근관세척방법에서발생할수있는세척제의근단부누출을예방할수있는장점이있다 19). Enterococcus faecalis는근관치료실패에있어중요한요인으로제시되고있는데, 대부분의근관내약제에저항성을보이고 ph 11.5 에서도내성이있어 20) 수산화칼슘을이용한항균요법에도살아남는다. 또한영양결핍이지속되어도생존이가능하며 21), 근관충전후 4주이상까지도생존 하고 22), 다른세균없이단독감염의형태로증식할수있어 23) 이를제거하기위한여러방법들이연구되고있다. 이에본연구는 EndoVac 과 EndoActivator 를이용한근관세척시근관내접종된 E. faecalis 의제거효율을기존의근관세척방법과비교평가하고자하였다. 1. 연구재료 Ⅱ. 연구재료및방법 1) 실험치아사람의발거된치아중에서치근의만곡도가적으며하나의근관을갖는 70 개의치아를대상으로하였다. 치근의표면에부착된치주조직잔사와치석을초음파스케일러를이용하여제거한다음, 5.25% 차아염소산나트륨용액에 20 분간담근후에여분의잔사들을제거하였고, 실험전까지생리식염수에보관하였다. 2) 와동형성및근관형성기구 #330 bur 와 Endo-Z bur 를이용하여와동형성을하였으며, 치경부근관형성은 Gates-Glidden drill (MANI, Inc., Tochigi, Japan) 로하였다..04 taper ProFile (Dentsply, Ballalgues, Switzerland) 을사용하여근관형성하였고 5.25% 차아염소산나트륨을사용하여근관세척을시행하였다. 3) 대상세균실험에사용된 E. faecalis ATCC 29212 (KCTC, Daejeon, Korea) 는생물자원센터 (KCTC) 에서구입하여사용하였다. 4) 근관세척기구근관세척기구로통상적인근관세척기구인 10 cc syringe 와 27 gauge side vented needle (Endo Eze Tips, Ultradent, South Jordan, USA) 과 EndoVac 과 EndoActivator 를이용하였다. EndoVac 은세척액을치수강에적용시키는 master delivery tip 과 syringe, 근관의치경부부위의세척과입자가큰잔사제거를위한.02 taper ISO #55 의 macrocannula, 근단부세척을위한 microcannula 로구성되어있다. Microcannula 는끝부분이막혀있으며대신측방으로개구하는 12 개의구멍이형성되어있고, ISO #32 의크기를보인다. EndoActivator 는세가지크기의, 삭제력이없으며근관에삽입할수있는 polymer tip 과이를부착하여진동을줄수있는무선핸드피스로구성되어있다. 391
2. 연구방법 1) 실험치아의준비실험치아는와동형성후근관장측정을위한확실한참조점을확보하기위해절단면을편평하게삭제하였다. #0 barbed broach (MANI, Inc., Tochigi, Japan) 를이용하여치수를제거한다음 #10 stainless steel K-file (MANI, Inc., Tochigi, Japan) 을이용하여치근단개방을확인하였다. 70 개의치아는근관세척방법에따라서무작위로 20 개씩세개의군으로분류하였고, 양성대조군과음성대조군으로각각 5 개의치아를사용하였다. 2) 근관형성 #15 stainless steel K-file 끝이치근단공을통해서육안으로확인되는 file 길이에서 1 mm 짧은위치를근관장으로설정하였다. 치경부 1/3 은 #4 와 #5 Gates-Glidden drill 을사용하여확대하였으며,.04 taper ProFile 을이용하여 ISO #40 까지확대하였다. 근관형성시에 #10 K-file 을이용하여치근단개방을계속확인하였고, 5 ml 의차아염소산나트륨으로근관세척을시행하였다. 근관형성이완료된후 17% EDTA (SmearClear; SybronEndo, Orange, CA, USA) 를 2 분간적용하였고, 5 ml 의생리식염수로최종근관세척을시행하였다. 3) 실험치아멸균실험치아의근단공을 epoxy resin 으로밀폐한다음플라스틱블록에식립하였다. 이를개별적으로튜브에삽입한후가압증기멸균을 121 에서 30 분간시행하였다. 4) 세균준비 E. faecalis 를 Brain Heart Infusion (BHI) 용액 (Difco Laboratories, Baltimore, MD, USA) 에 37 에서 24 시간배양하였다. McFarland s scale 0.5 (1.5 10 8 CFU/ml) 에맞도록희석하여밀도를조절하였다. 5) 세균접종 E. faecalis 배양액 15 μl 를근관에접종후 37 에서 48 시간동안배양을시행하였으며, 접종 24 시간후근관에새로운 BHI 용액을첨가하였다. 6) 근관세척각각의실험군에서근관세척액은 2.5% 차아염소산나트륨을사용하였다. 1 군. EndoVac 을이용한근관세척. : Macrocannula 를이용하여 30 초간치경부 2/3 까지근관세척을시행한후, microcannula 를근관장까지위치 시킨후상하로움직이며 1 분 30 초간근관세척을시행하였다. 2 군. EndoActivator 를이용한근관세척. : 기존의근관세척방법을이용하여 30 초간근관세척을시행한후제조사의지시에따라.04 taper #25 의 Activator tip 을근관장보다 2 mm 짧은곳에위치시킨후 EndoActivator 를 1 분동안작동시켰다. 이후근관내사용된세척제를제거하기위해기존의근관세척법을이용하여 30 초간세척제를적용하였다. 3 군. 기존의방법을이용한근관세척. : 27 gauge irrigation needle 을근관벽에끼이지않고근관장에최대한가깝게위치시킨후상하로움직이며 2 분간근관세척을시행하였다. 7) 일차표본채취 (S1) 각각의실험군은차아염소산나트륨근관세척후조심스럽게멸균된 paper point 를이용하여근관을건조시켰다. 멸균된생리식염수로근관을채우고멸균된 paper point 를 1 분동안근관내에위치시킨후, 1 ml 의멸균된생리식염수가담긴튜브에옮겼다. 이것을순차적으로희석하였고, BHI agar plate 에접종후 72 시간동안배양후 Colony Forming Units (CFU) 값을얻었다. 8) 이차표본채취 (S2) 상아세관내나복잡한근관계에남아있을잔존세균의유무를알기위해근관에다시 BHI 배양액을채우고 24 시간동안 37 에서배양한후멸균된 paper point 로표본채취를시행하였다. 이를 BHI agar plate 에접종후 CFU 값을얻었다. 3. 통계분석 근관세척방법간의효율을비교하기위해 SPSS TM Ver 12.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 를사용하여 95% 유의수준에서 One way ANOVA test로분석하였으며 Scheffe test로사후검정하였다. Ⅲ. 연구결과 일차표본채취 (S1) 배양결과에서는기존의근관세척방법을이용한실험군중 1 개의치아를제외하고모든근관에서음성의세균배양결과를보였다 (Table 1). 이차표본채취 (S2) 에서는 EndoVac 실험군에서 15% 로가장적은양성배양결과를보였으며 (Table 1), CFU 값의수치가크고편차가심하여 Log 값으로전환하여비교한결과 EndoVac 실험군이기존의근관세척방법과비교하여 392
Table 1. Numbers of Positive cultures Irrigation method N Positive Culture (S1) (S2) EndoVac 20 0 (0%) 3 (15%) EndoActivator 20 0 (0%) 8 (40%) Conventional 20 1 (5%) 13 (65%) Positive control group (n=5) Negative control group (n=5) Table 2. Mean values of the quantity of bacterial cells in secondary sampling (S2) Irrigation method Colony Forming Units /ml (S2) Mean (CFU/ml) Mean of LOG EndoVac 0.99 10 5 0.87 EndoActivator 2.06 10 5 1.81 * Conventional 4.12 10 5 2.90 *There was significant(p <.05) difference between EndoVac and conventional irrigation method groups 통계적으로유의한차이 (p <.05) 를보였다 (Table 2). Ⅳ. 총괄및고안 과거많은연구들은기존의근관세척방법이근관세정에효과적이지못함을보고하고있다 5-8,24-27). 이번연구는최근에도입된 EndoVac 과 EndoActivator 의근관세정효능을기존의근관세척방법과비교하고자하였으며, 실험결과 EndoVac 실험군은기존의근관세척방법과비교시통계적으로유의하게 E. faecalis의제거에있어서나은효과를보였고, EndoActivator 실험군은기존의근관세척방법과비교하여통계적으로유의한차이를보이진않았지만좀더나은효능을보이고있었다. 세실험군모두근관세척후시행된일차표본채취 (S1) 에서는대부분의근관에서음성의배양결과를보였으나 24 시간이지난이차표본채취 (S2) 에서 EndoVac 실험군에서는 15%, EndoActivator 실험군에서는 40%, 기존의근관세척실험군에서는 65% 의양성의배양결과를보였다. 주로근관벽의표면에붙어있거나부유성의 E. faecalis를검출할수있는일차표본 (S1) 과비교하여세척액이비교적도달하기어려운상아세관내나측방관, 부근관, 그외복잡한근관계에위치한 E. faecalis의존재를간접적으로유추할수있는이차표본 (S2) 의결과에서세실험군모두음성의배양결과는보여주진못하였지만기존의근관세척방법에비해 EndoVac 실험군에서유의성있는차이를보 였다. EndoVac 과기존의근관세척방법을비교한 Schoeffel 등 28) 의예비실험에서는 EndoVac 을이용한근관세척시모든근관에서음성의배양결과를보였는데, 이번연구에서는 1 차표본채취 (S1) 에서모든근관에서음성의배양결과그리고 2 차표본채취 (S2) 에서세실험군중가장적은양성배양결과를보여 EndoVac 을이용한근관세척이효과적임을알수있었다. 기존의근관세척방법을이용하여차아염소산나트륨의효과를보기위한 Siqueira 등 12) 의연구에서는 40% 에서양성배양결과를보여주고있으나본실험에서는일차표본 (S1) 에서 5% (1/20) 의적은양성배양결과를보여주고있는데, 이는실험치아로사용된전치와소구치의큰근관과근관세척에사용된외경 0.40 mm 의 27 gauge irrigation needle 을원인으로생각할수있다. 직경이작은 irrigation needle 의사용은근단부의접근을용이하게하고이로인해세척액의근단부효과를증진시킬수있다 29,30). 이와비교하여본연구에서사용된 27 gauge needle 은앞선연구에서사용된 23 gauge needle 보다세척액의근단부도달을용이하게하여이같은결과를보인것으로사료된다. 기존의방법을이용한근관세척시근관내는막힌공간이기때문에세척액은 irrigation needle 끝에서불과얼마되지않은곳까지만도달한다 5). 세척액으로차아염소산나트륨을사용하게될경우에는차아염소산나트륨이근단부치수조직을용해시키는과정에서발생되는암모니아와이산화탄소기체가 apical vapor lock 을형성해세척액이근단부에도달하지못하여근단부근관의세정이어려워지는문제또한생긴다 18). 그리고적절하지못한압력이발생시세척액으로사용되는차아염소산나트륨이근단부조직으로넘어가며조직에유해작용을할수있다 15-17). 이에반해 EndoVac 은근단부접근이가능한 microcannula 를이용하여근단부에음압을형성시키고이로인해치수강에담긴세척액은근단부까지도달하여근관세정에효과적일수있다. Nielsen 등 31) 은 EndoVac 근관세척방법의근관내잔사제거에대하여기존의근관세척방법과비교하였으며 EndoVac 방법이잔사제거에더효과가있음을보고하였다. Fukumoto 등 19) 은 EndoVac 과유사한근관내흡입방법을이용한연구를통해근단부도말층제거에효과적임을보고하였으며또한이러한근단부음압의발생은기존의근관세척방법으로과도한압력을가하거나근단공이큰경우발생하는치근단조직으로의세척액의누출을방지할수있다고하였다. 또한 microcannula 의직경이 0.32 mm 로작기때문에 irrigation needle 보다만곡된근관에서도비교적쉽게근관을따라들어갈수있다. 그러나가는 microcannula 로인해서세척액의흡입량이적기때문에근단부까지적절한양의세척액을적용하기위해서는더많은시간이요구되며치수와상아질잔사에의해 393
서 microcannula가막힐수있다는단점이있다고생각되며, 제조회사에서는이를위해서초기에직경이조금더큰 macrocannula를이용하여크기가큰잔사의제거에이용하기를권장하고있다. EndoActivator 는핸드피스와세가지크기의 polymer tip으로구성되어있다. Polymer tip은삭제날이없고유연하여 ledge나 canal transportation, 치근천공을유발하지않아다양한세척제를안전하게적용시킬수있다고한다. Ruddle 32) 은 EndoActivator 핸드피스가이 polymer tip을진동시켜강력한유체역학현상 (hydrodynamic phenomenon) 을발생시킨다고하였다. 이때발생되는음파진동이근관내세정을증진시킨다 33). 근관내복잡한해부학적구조물에위치한수산화칼슘의제거에있어서도효과적인방법이라는연구보고도있으나 34), 세척액의치근단조직으로의누출에대해서는아직알려지지않았다. 기계적인근관형성은감염된근관에서세균수를줄이는데중요한방법이되지만멸균된생리식염수를이용한기계적세정의항균효과는매우낮고제한적이다 35). 그러므로근관치료에있어기계적으로형성되지못하는곳에위치한세균및치수잔사의제거를위해근관세척은매우중요하다. 이상적인근관세척방법은세척제의효능증진을위해세척제를근단부까지적용시킬수있으며, 치근단조직으로의세척제누출이없어야하며, 사용에있어용이해야한다. EndoVac 은근단부음압의발생으로세척제를근단부까지적용할수있으며세척제의치근단조직으로의누출을예방할수있는장점이있다. 다만임상적용에있어여러기구를이용함으로인한불편함이있으므로추가적인개발이이루어진다면근관세척에있어좋은방법이될것으로여겨진다. 상아세관내와복잡한근관계에남아있는 E. faecalis의존재유무를보기위한이차표본 (S2) 결과에있어서 EndoVac 실험군이기존의근관세척방법보다통계적으로유의한 E. faecalis 제거효능을보였으나완전하게제거하지못함을보여주고있었다. 이는앞으로개발될새로운근관세척방법이해결해야할문제로생각된다. Ⅴ. 결론 본연구의결과 EndoVac 근관세척방법은기존의 irrigation needle 을이용한근관세척방법과비교하여근관내 E. faecalis 의제거에있어통계적으로유의하게더나은효능을보여, 임상에서유용한근관세척방법으로사용될수있을것으로평가되었다. 참고문헌 1. Kakehashi S, Stanley HR, Fitzgerald RJ. The effects of surgical exposure of dental pulps in germ-free and conventional laboratory rats. Oral Surg, Oral Med, Oral Pathol 20:340-348, 1965. 2. Sjogren U, Figdor D, Spangberg L, Sundqvist G. The antimicrobial effect of calcium hydroxide as a shortterm intracanal dressing. Int Endod J 24:119-125, 1991. 3. Bystrom A, Sundqvist G. Bacteriologic evaluation of the efficacy of mechanical root canal instrumentation in endodontic therapy. Scand J Dent Res 89:321-328, 1981. 4. Wu MK, van der Sluis LW, Wesselink PR. The capability of two hand instrumentation techniques to remove the inner layer of dentine in oval canals. Int Endod J 36:218?224, 2003. 5. Chow TW. Mechanical effectiveness of root canal irrigation. J Endod 9:475-479, 1983. 6. Salzgeber RM, Brilliant JD. An in vivo evaluation of the penetration of an irrigating solution in root canals. J Endod 3:394-398, 1977. 7. Wu MK, Wesselink PR. Efficacy of three techniques in cleaning the apical portion of curved root canals. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 79:492-496, 1995. 8. Heard F, Walton RE. Scanning electron microscope study comparing four root canal preparation techniques in small curved canals. Int Endod J 30:323-331, 1997. 9. Gutarts R, Nusstein J, Reader A, Beck M. In vivo debridement efficacy of ultrasonic irrigation following hand rotary instrumentation in human mandibular molars. J Endod 31:166-170, 2005. 10. McGill S, Gulabivala K, Mordan N, Ng YL. The efficacy of dynamic irrigation using a commercially available system (RinsEndo ) determined by removal of a collagen bio-molecular film from an ex vivo model. Int Endod J 41:602-608, 2008. 11. Hauser V, Braun A, Frentzen M. Penetration depth of a dye marker into dentine using a novel hydrodynamic system (RinsEndo ). Int Endod J 40:644-652, 2007. 12. Siqueira JF Jr, Machado AG, Silveira RM, Lopes HP, de Uzeda M. Evaluation of the effectiveness of sodium hypochlorite used with three irrigation methods in the elimination of Enterococcus faecalis from the root canal, in vitro. Int Endod J 30:279-282, 1997. 13. Clegg MS, Vertucci FJ, Walker C, Belanger M, Britto LR. The effect of exposure to irrigant solutions on apical dentin biofilms in vitro. J Endod 32:434-437, 2006. 14. Dunavant TR, Regan JD, Glickman GN, Solomon ES, Honeyman AL. Comparative evaluation of endodontic irrigants against Enterococcus faecalis biofilms. J Endod 32:527-531, 2006. 15. Pashley EL, Birdsong NL, Bowman K, Pashley DH. Cytotoxic effects of NaOCl on vital tissue. J Endod 11:525-528, 1985. 16. Gatot A, Arbelle J, Leiberman A, Yanai-Inbar I. Effects of sodium hypochlorite on soft tissues after its inadvertent injection beyond the root apex. J Endod 17:573-574, 1991. 17. Gernhardt CR, Eppendorf K, Kozlowski A, Brandt M. Toxicity of concentrated sodium hypochlorite used as 394
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국문초록 송승곤 박세희 조경모 김진우 * 강릉원주대학교치과대학치과보존학교실 이실험의목적은 EndoVac 과 EndoActivator 를이용한근관세척시근관내접종된 Enterococcus faecalis 의제거효율을기존의 irrigation needle 을이용한방법과비교평가하고자함이다. 발거된 70 개의단근치를사용하였으며.04 taper ProFile #40 까지근관형성후치아를멸균하고근관에 E. faecalis 를접종하고배양하였다. 치아는근관세척방법에따라 20 개씩 3 개의실험군과 2 개의대조군으로나누었다. 2.5% 차아염소산나트륨을사용하여근관세척시행후일차표본을채취하였고, 다시근관내에배양액을채우고 24 시간동안배양후이차표본을채취하였다. 표본은 colony forming units (CFU) 값을얻기위해 BHI agar plate 에배양하였다. 일차표본결과에서는모든실험치아중기존의근관세척방법을이용한하나의근관에서양성배양을보였다. 이차표본결과에서는 EndoVac 실험군에서가장적은양성배양을보였으며, 기존의근관세척방법과비교시통계적으로유의한차이를보였다. 실험결과에따르면 EndoVac 은근관내접종된 E. faecalis 의제거에있어기존의근관세척방법보다더좋은효율을보였다. 주요단어 : EndoVac, EndoActivator, 근관세척, 세척, 음압세척, 근단부음압세척, E. faecalis 396