Valutazione Micro-CT della Morfologia della Radice e dei Canali dei Primi Premolari Mandibolari con Solchi Radicolari

L'obiettivo di questo studio era valutare le caratteristiche morfologiche di 70 premolari mandibolari di primo ordine a radice singola con scanalature radicolari (RG) utilizzando la tecnologia micro-CT. I denti sono stati scansionati e valutati riguardo alla morfologia delle radici e dei canali radicolari, nonché alla lunghezza, profondità e frequenza percentuale della posizione delle RG. Il volume, l'area superficiale e l'Indice di Modello Strutturale (SMI) dei canali sono stati misurati per l'intera lunghezza della radice. I parametri bidimensionali e la frequenza degli orifizi canalari sono stati valutati a livelli di 1, 2 e 3 mm dall'apice del forame. Sono stati registrati anche il numero di canali accessori, lo spessore dentinale e l'aspetto in sezione trasversale del canale a diversi livelli della radice. L'espressione di scanalature profonde è stata osservata nel 21,42% del campione. Le lunghezze medie della radice e delle RG erano rispettivamente di 13,43 mm e 8,5 mm, mentre la profondità delle RG variava da 0,75 a 1,13 mm. Il volume medio del canale, l'area superficiale e l'SMI erano rispettivamente di 10,78 mm3, 58,51 mm2 e 2,84. Il delta apicale era presente nel 4,35% del campione e i canali accessori sono stati osservati principalmente nei terzi medio e apicale. I parametri bidimensionali indicavano un aspetto in sezione trasversale a forma ovale del canale radicolare con una alta percentuale di frequenza delle divisioni canalari (87,15%). Il tipo di configurazione del canale V (58,57%) era il più prevalente. La configurazione a forma di C è stata osservata in 13 premolari (18,57%), mentre lo spessore dentinale variava da 1,0 a 1,31 mm. Le scanalature radicolari nei premolari mandibolari di primo ordine erano associate alla presenza di diverse complessità anatomiche, comprese le configurazioni a forma di C e le divisioni del canale radicolare principale.

Introduzione

Il trattamento endodontico non riuscito è principalmente causato dalla mancata riconoscimento delle variazioni nelle morfologie delle radici e dei canali. Pertanto, una conoscenza approfondita della morfologia dei denti e un'aspettativa delle loro probabili variazioni è fondamentale per ridurre al minimo il fallimento endodontico causato da un debridement e un'otturazione incompleti. Studi precedenti hanno mostrato diverse tendenze nella forma e nel numero di radici e canali tra le popolazioni, che sembrano essere geneticamente determinate e sono importanti per tracciare le origini razziali delle popolazioni.

La presenza di depressioni di sviluppo negli aspetti prossimali della superficie radicolare, comunemente chiamate solchi radicolari (RG), è stata dimostrata in diversi studi epidemiologici. Complessivamente, i RG sono diffusi tra gli africani e gli australiani nativi e relativamente rari negli eurasiatici occidentali. I RG sono rilevanti in clinica poiché la loro profondità può fungere da serbatoio per la placca dentale e il tartaro, aumentando la difficoltà nella gestione della malattia parodontale. Nei denti premolari mandibolari, la loro presenza è stata associata a complessità anatomiche del sistema canalare, come la biforcazione dei canali e la configurazione del canale a forma di C. Queste complessità sono frequentemente trascurate, e l'incapacità di riconoscere e trattare adeguatamente tutto il sistema canalare aiuta a spiegare il tasso di fallimento più elevato nella terapia canalare non chirurgica di questo gruppo di denti (11,45%) come riportato in precedenza.

Nonostante le morfologie delle radici e dei canali dei denti premolari mandibolari di primo tipo siano state descritte in diversi gruppi etnici, la letteratura manca di dati dettagliati sulla relazione tra RG e morfologia del canale radicolare in questo gruppo di denti, specialmente nelle popolazioni africane, australiane, del sud-est asiatico e sudamericane. Pertanto, lo scopo di questo studio era valutare le morfologie esterne e interne dei premolari mandibolari di primo tipo a radice singola con solchi radicolari da una sottopopolazione brasiliana, utilizzando la tecnologia micro-CT.

Materiali e Metodi

Dopo l'approvazione del Comitato Etico Locale per la Ricerca (Protocollo 0072.0.138.000-09), sono stati ottenuti e conservati 500 denti premolari mandibolari di primo tipo a radice singola da una sottopopolazione brasiliana in una soluzione di 0,1% di timolo a 6°C. Il sesso e l'età dei pazienti erano sconosciuti e tutti i denti sono stati estratti per motivi non correlati a questo studio.

Ogni dente è stato leggermente asciugato ed esaminato riguardo al numero e alla percentuale di frequenza della posizione dei solchi in sviluppo sulla superficie esterna della radice. La valutazione della prevalenza e della gravità dei solchi radicolari (RG) si basava sul Sistema di Valutazione Antropologica Dentale dell'Arizona State University (ASUDAS) utilizzando una placca di riferimento standardizzata. I denti categorizzati come Gradi 0 e 1, che indicano premolari a radice singola senza un solco di sviluppo o, se presente, con indentazioni arrotondate o poco profonde a forma di V, così come il Grado 5 (premolari a radice doppia), sono stati esclusi. Di conseguenza, settanta premolari mandibolari di primo tipo (n=70) con apici completamente formati sono stati selezionati e categorizzati come segue: Grado 2 - solco di sviluppo con una sezione trasversale a forma di V moderatamente profonda; Grado 3 - radice singola con un solco di sviluppo a forma di V profondo che si estende per almeno 1/3 della lunghezza totale della radice; e Grado 4 - radice singola con un solco di sviluppo profondamente invaginato su entrambe le superfici radicolari mesiale e distale. In ciascun campione, la lunghezza della radice è stata misurata come la distanza verticale tra il livello più basso della giunzione cemento-smalto (CEJ) e l'apice anatomico (Fig. 1A), utilizzando un calibro digitale con una risoluzione di 0,01 mm (Mitutoyo MTI Corporation, Tokyo, Giappone).

Ogni campione è stato quindi immaginato separatamente dall'apice anatomico alla corona a una risoluzione isotropica di 22,9 μm (SkyScan 1174v2; Bruker-microCT, Kontich, Belgio). I parametri dello scanner micro-CT sono stati impostati a 50 kV, 800 μA, rotazione di 180° attorno all'asse verticale e passo di rotazione di 1°, utilizzando un filtro in alluminio spesso 0,5 mm. Dopo che le immagini di proiezione acquisite sono state ricostruite in sezioni trasversali perpendicolari all'asse lungo della radice (software NRecon v.1.6.9; Bruker-microCT), sono state rese rappresentazioni della superficie poligonale dei canali radicolari (software CTAn v.1.16; Bruker-microCT) e modellazione della superficie (software CTVol v.2.3; Bruker-microCT). Ogni dente è stato quindi ri-sezionato perpendicolarmente al piano CEJ, all'apice anatomico, al forame apicale, ai livelli superiore, medio e inferiore del RG, e a intervalli di 1 e 2 mm coronali e/o apicali rispetto al CEJ, al forame apicale e al livello medio del RG, utilizzando il software ImageJ v.1.6.0_24 (disponibile su www.imagej.nih.gov/ij/) (Fig. 1A). Dopo di che, le distanze tra il piano CEJ, l'apice anatomico e i livelli superiore, medio e inferiore del RG sono state registrate (software Data Viewer v.1.5; Bruker-microCT) (Fig. 1B).

I parametri tridimensionali (volume, area superficiale e Indice del Modello Strutturale) sono stati misurati per l'intera lunghezza del canale, mentre l'area, la rotondità, il fattore di forma, i diametri maggiore e minore, così come la frequenza percentuale degli orifizi canalari, sono stati valutati a livelli di 1, 2 e 3 mm dall'apice del forame in direzione coronale (software CTAn v.1.14.4; Bruker-microCT). Descrizioni dettagliate di questi parametri sono state pubblicate altrove. Anche il numero e la posizione dei canali accessori (canali laterali e delta apicale) sono stati registrati. Sulla base dei campioni di sezioni trasversali ricostruiti e dei modelli 3D poligonali, le configurazioni dei canali radicolari sono state classificate secondo il sistema di Vertucci.

La profondità del solco di sviluppo e lo spessore dentinale nel punto più profondo del RG sono stati misurati a livello medio della lunghezza del RG (RGM) e a intervalli di 1 e 2 mm coronali e apicali rispetto a questo punto (software CTAn v.1.16; Bruker-microCT) (Fig. 1C). La profondità del RG è stata definita come la distanza dal punto più profondo del solco al punto medio tra i 2 punti di tangenza sulla linea di contorno del solco (Fig. 1D). Per la misurazione dello spessore dentinale interno ed esterno, la linea tracciata per misurare la profondità del solco è stata estesa dal punto più profondo del solco attraverso la superficie esterna sull'altro lato della radice. Quindi, le distanze dal punto più profondo del solco alla parete interna del canale radicolare e dalla parete esterna del canale radicolare all'aspetto esterno della radice sono state registrate come spessore dentinale interno ed esterno, rispettivamente (Fig. 1E). Le forme dei canali in sezione trasversale dei primi premolari mandibolari sono state categorizzate secondo un sistema modificato (Fig. 1F) al livello del CEJ, del forame apicale, del livello medio della lunghezza del RG, così come a intervalli di 1 e 2 mm in direzioni coronali e/o apicali da questi punti di riferimento (Fig. 1A). Successivamente, è stato registrato il numero di denti con canali a forma di C in almeno uno dei livelli valutati.

Tutte le immagini sono state esaminate in modo indipendente e cieco su uno schermo di computer ad alta definizione da due valutatori esperti in anatomia dentale. Le discrepanze nell'interpretazione delle immagini sono state discusse fino a raggiungere un consenso.

Risultati

L'incidenza dei primi premolari mandibolari a radice singola con gradi di solchi di sviluppo da 2 a 4 è stata del 14% (70 su 500 denti premolari).

Morfologia Esterna della Radice

La lunghezza media della radice era di 13,43 ± 1,42 mm, mentre le distanze medie tra il CEJ e il livello medio del RG, e da questo punto all'apice anatomico, erano rispettivamente di 7,36 mm e 6,07 mm (Fig. 2). I solchi radicolari erano presenti principalmente nell'aspetto mesiale della radice (Tabella 1; Fig. 3A) e l'espressione di solchi profondi (ASU 3 e 4) è stata osservata nel 21,42% del campione (n=15) (Tabella 1).

Morfologia del Sistema dei Canali Radicolari

La Tabella 2 riassume i dati morfometrici (parametri 2D e 3D) e la percentuale di orifizi canalari e canali accessori a vari livelli della radice. Il volume medio e l'area superficiale erano rispettivamente di 10,78 mm3 e 58,51 mm2. L'Indice del Modello Strutturale (SMI) descrive la convessità tridimensionale della struttura, cioè la geometria a forma di piastra o cilindro di un oggetto. In questo studio, un SMI medio di 2,84 indica che il sistema dei canali radicolari aveva una geometria simile a un tronco di cono. L'analisi dell'area, della rotondità e del fattore di forma ha indicato un aspetto trasversale a forma ovale del canale radicolare nel terzo apicale. A questo stesso livello, i diametri maggiori e minori medi mostrano una dimensione anatomica del canale radicolare equivalente a uno strumento di dimensione 35, taper .06.

È stata osservata una frequenza elevata di divisioni canalari (87,15%; n=61) e, in questi denti, il canale linguale dopo la biforcazione era di diametro più piccolo rispetto al canale buccale (Fig. 3B). Nel terzo apicale, è stata osservata una frequenza elevata di 2 orifizi canalari (>52%), mentre il delta apicale era presente solo nel 4,35% (n=3) del campione (Fig. 3C). Complessivamente, uno o due canali accessori sono stati osservati nei terzi medio e apicale; tuttavia, sono stati osservati anche canali accessori che originavano dal canale principale e uscivano nella scanalatura radicolare nel 15,9% del campione (n=11) (Fig. 3D). I tipi di configurazione canalare V (configurazione 1-2; 58,57%), I (configurazione 1-1; 12,85%) e III (configurazione 1-2-1; 11,43%) erano i più prevalenti e sono state osservate anche configurazioni canalari aggiuntive (n=7; 10,0%) (Fig. 3E). In due denti, il sistema canalare non poteva essere classificato a causa della presenza di multiforcazioni inaspettate e di un canale a forma di C nel terzo medio della radice (Fig. 3F). Complessivamente, la configurazione a forma di C (Tipi C1 e C2) è stata osservata a livello della RG in 13 premolari (18,57%). A livello della CEJ, i denti avevano solitamente solo 1 orifizio canalare rotondo, ovale o piatto (Tipi C4a, 4b e 4c), mentre nel terzo apicale, la maggior parte delle forme canalari erano Tipi C3 e C5.

Spessore Dentinale

La profondità del RG variava da 0,75 a 1,13 mm ed era più profonda nella sezione trasversale corrispondente al punto medio della sua lunghezza totale. Lo spessore dentinale medio a livello medio della lunghezza del RG, sia negli aspetti mesiali che distali della radice, variava da 1,0 a 1,31 mm (Tabella 3).

Discussione

Il trattamento endodontico di successo dei premolari mandibolari è stato considerato difficile da eseguire a causa delle numerose variazioni nella morfologia dei canali radicolari solitamente associate alla presenza di concavità radicolari di sviluppo. Nel presente studio, l'incidenza di RG nei primi premolari mandibolari (14%) era simile a quella riportata da Velmurugan e Sandhya, ma inferiore rispetto alla popolazione cinese (24% a 27,8%). Questa discrepanza è stata principalmente attribuita a fattori razziali, ma anche a diversità nella dimensione del campione, nel disegno dello studio e nel metodo di valutazione. Sebbene sia stato utilizzato uno standard comune per l'identificazione di RG, qui i denti premolari sono stati selezionati in base all'ASUDAS, uno strumento standardizzato comune utilizzato in antropologia che consente di stabilire in modo più preciso una soglia tra una leggera depressione radicolare e un solco tipico, superando la mancanza di accuratezza nella selezione del campione che potrebbe aver compromesso alcuni studi precedenti. Utilizzando questo approccio, uno studio nella popolazione cinese ha trovato una percentuale di frequenza più alta di RG profondo (18,5%; ASU 3 a 4) rispetto a quanto riportato qui (14%). Sebbene siano state osservate variazioni riguardo al punto di inizio e alla profondità di RG nei primi premolari mandibolari, la sua lunghezza media (8,5 mm; Fig. 2) e posizione (95,7% nell'aspetto mesiale della radice; Tabella 1) sono in accordo con la letteratura.

L'analisi delle caratteristiche morfologiche del sistema canalare radicolare è fondamentale per stabilire protocolli di trattamento adeguati. In questo modo, gli algoritmi di micro-CT consentono ulteriori misurazioni di diversi parametri geometrici, la maggior parte dei quali impossibili da ottenere utilizzando metodi convenzionali. Sfortunatamente, i risultati di volume, area superficiale e SMI (Tabella 2) non possono essere confrontati con la letteratura poiché non sono state pubblicate informazioni su questo argomento fino ad oggi. Nonostante la rilevanza clinica di questi parametri debba ancora essere determinata, essi sono utili per migliorare la selezione dei campioni in ulteriori esperimenti ex vivo. In questo studio, lo spessore medio della dentina a livello medio del RG variava da 1,0 a 1,31 mm (Tabella 3); tuttavia, sono stati osservati valori anche così bassi come 0,12 mm, in accordo con Gu et al. che hanno riportato uno spessore di 0,17 mm nelle pareti mesiali delle scanalature in sviluppo. Pertanto, in questo gruppo di denti, è stata raccomandata una preparazione di modellamento conservativa con strumenti piccoli e un'adeguata irrigazione per rimuovere efficacemente i tessuti da questo spazio ristretto, prevenendo la perforazione a striscia.

La valutazione dei parametri 2D nel terzo apicale ha indicato che il debridement a questo livello potrebbe essere migliorato con strumenti fino a una dimensione 35, taper .06 (Tabella 2). Tuttavia, l'aspetto trasversale del canale radicolare (rotondità e fattore di forma) indica una forma ovale che, combinata con molteplici orifizi, canali accessori, delta apicale e un'alta incidenza di configurazione a forma di C (Tabella 2; Fig. 3), potrebbe compromettere procedure adeguate di pulizia e modellamento. Canali accessori sono stati osservati in quasi metà del campione (45,7%; n=32), come riportato anche da Gu et al. Tra questi denti, il 37,5% (n=12) aveva canali accessori trasversali che uscivano dalla più profonda invaginazione della fessura di sviluppo (Fig. 3D). Questa scoperta è rilevante in clinica perché questa struttura anatomica potrebbe consentire la penetrazione di batteri dal tasca parodontale nella polpa e viceversa, portando a una pulpite o a una parodontite persistente. Se queste caratteristiche anatomiche portano a un fallimento del trattamento e la chirurgia diventa necessaria, queste strutture aggiuntive devono essere affrontate. Pertanto, un microscopio operatorio chirurgico aiuterebbe i clinici a visualizzare meglio l'apice e punte ultrasoniche sottili per incorporare le irregolarità anatomiche, garantendo una corretta sigillatura del canale.

Sebbene la maggior parte dei premolari mandibolari abbia un canale radicolare principale, quando è presente RG, possono essere osservati più canali con configurazione più complessa. Sfortunatamente, solo pochi autori hanno descritto il sistema di configurazione dei canali radicolari dei denti premolari mandibolari con RG. In questi studi, è stata riportata un'alta incidenza dei tipi di canali V (26,4% a 65,6%) e I (6,3% a 15%), in accordo con i risultati presenti. D'altra parte, la configurazione di tipo III è stata identificata anche in una percentuale relativamente alta di premolari mandibolari di prima classe (11,43%) (Fig. 3E).

La principale caratteristica anatomica dei canali a forma di C è la presenza di pinne o membrane che collegano i canali individuali, che possono modificare la forma del canale in sezione trasversale e tridimensionale lungo la radice. Le attuali conoscenze derivate da studi con micro-CT indicano che questo spazio del canale a nastro nei premolari mandibolari di prima classe è frequentemente eccentrico rispetto al lato linguale della dentina radicolare a forma di C, e che il canale a forma di C varia considerevolmente nella forma a diversi livelli. In questo studio, la frequenza percentuale dei canali a forma di C era alta (18,57%), ma all'interno dell'intervallo del 10,7% al 29% riportato in letteratura. Al contrario, un recente studio con micro-CT ha riportato la configurazione del canale a forma di C nel 67% dei premolari mandibolari di prima classe con scanalature radicolari da una sottopopolazione brasiliana. In questo studio, tuttavia, le scanalature radicolari non sono state classificate come qui e è possibile inferire che il campione selezionato fosse composto principalmente da denti con scanalature più profonde, il che aiuta a spiegare questa percentuale più alta rispetto ai risultati presenti. Inoltre, in disaccordo con uno studio precedente in cui è stato osservato un canale a forma di C continuo in più del 16% del campione, in questo studio non è stato trovato alcun campione contenente un C completo lungo la lunghezza della radice.

Molti fattori complicanti rendono i canali a forma di C nei premolari mandibolari difficili da trattare perché questa configurazione è raramente vista nella radiografia e la sua posizione può ostacolare la sua rilevazione da un approccio coronale. Tutti i denti valutati in questo studio avevano solo 1 orifizio canalare a livello coronale (Tipo C4), mentre la configurazione del canale a forma di C (Tipi C1 e C2) è stata osservata nel terzo medio, in accordo con rapporti precedenti. Pertanto, considerando che questa variazione anatomica nei premolari mandibolari non può essere facilmente identificata durante il trattamento endodontico di routine o mediante radiografia convenzionale, l'effetto della sua modellazione e pulizia sul tasso di successo del trattamento endodontico deve ancora essere determinato.

Nonostante la risoluzione dei dispositivi CBCT disponibili non consenta un'imaging dettagliato delle fine strutture anatomiche del sistema canalare, questo strumento diagnostico sarebbe di grande aiuto per i clinici al fine di identificare la presenza di RG. Considerando che i denti premolari mandibolari con una scanalatura associata sulla superficie esterna della radice hanno un'alta incidenza di canali a forma di C e biforcazioni, la precedente rilevazione di RG suggerirebbe la presenza delle complessità anatomiche riportate qui.

Considerando le limitazioni dello studio attuale, si può concludere che l'incidenza dei primi premolari mandibolari a radice singola con solchi di sviluppo in una sottopopolazione brasiliana era del 14%. L'espressione di solchi profondi (ASU 3 e 4) è stata osservata nel 21,42% del campione ed era associata a un'alta occorrenza di diverse complessità anatomiche, inclusi canali a forma di C e biforcazione.

Autori: Emanuele Boschetti, Yara Terezinha Correa Silva-Sousa, Jardel Francisco Mazzi-Chaves, Graziela Bianchi Leoni, Marco Aurélio Versiani, Jesus Djalma Pécora, Paulo Cesar Saquy1, Manoel Damião de Sousa-Neto

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