Valutazione Micro–tomografica dell'Effetto dei Sistemi ProTaper Next e Twisted File Adaptive sulle Fessure Dentinari

Abstract

Introduzione: L'obiettivo del presente studio era valutare la frequenza delle microfratture dentinali osservate dopo la preparazione del canale radicolare con i sistemi ProTaper Next (PTN; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Svizzera) e Twisted File Adaptive (TFA; SybronEndo, Orange, CA) attraverso un'analisi micro–tomografica computazionale.

Metodi: Venti radici mesiali moderatamente curve di molari mandibolari con una configurazione del canale di tipo II di Vertucci sono state assegnate casualmente a 2 gruppi sperimentali (n = 10) in base al sistema utilizzato per la preparazione del canale radicolare: sistemi PTN o TFA. I campioni sono stati scansionati tramite imaging micro–tomografico computazionale ad alta risoluzione prima e dopo la preparazione del canale radicolare. Successivamente, le immagini trasversali pre e postoperatorie delle radici mesiali (N = 25.820) sono state esaminate per identificare la presenza di difetti dentinali.

Risultati: Microfratture dentinali sono state osservate nel 38,72% (n = 5150) e nel 30,27% (n = 3790) delle immagini trasversali nei gruppi PTN e TFA, rispettivamente. Tutti i difetti dentinali identificati nelle scansioni postoperatorie erano già presenti nelle corrispondenti immagini preoperatorie.

Conclusioni: La preparazione del canale radicolare con i sistemi PTN e TFA non ha indotto la formazione di nuove microfessure dentinali. (J Endod 2015;■:1–4)

Lo sviluppo di nuovi sistemi di preparazione del canale radicolare basati su nichel-titanio (NiTi), come i recentemente lanciati ProTaper Next (PTN; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Svizzera) e Twisted File Adaptive (TFA; SybronEndo, Orange, CA), è stato principalmente basato su cambiamenti nel design degli strumenti, nella lega e nella cinematica.

Il sistema PTN è composto da 3 strumenti realizzati con una lega NiTi unica e M-wire prodotta attraverso un processo di trattamento termico e incorpora un design a cono variabile e una massa di rotazione offset unica, che migliorano la resistenza e la flessibilità lungo la sua parte attiva. Secondo il produttore, il design del PTN risulta in un movimento rotatorio asimmetrico destinato a ridurre l'effetto vite minimizzando l'area di contatto tra il file e la parete dentinale, migliorando il controllo apicale dei detriti estrusi. Il sistema TFA è stato sviluppato con 3 caratteristiche di design, ovvero trattamento termico R-phase, torsione del metallo e condizionamento speciale della superficie, che si sostiene migliorino la resistenza, la flessibilità e la resistenza alla fatica, minimizzando il trasporto anche in canali radicolari gravemente curvi. Gli strumenti TFA sono azionati da un motore dedicato (motore Elements Adaptive, SybronEndo) che adatta automaticamente il movimento a un movimento rotatorio continuo o a un movimento reciproco a seconda dello stress intracanale da attrito sull'istrumento durante la preparazione del canale radicolare.

Numerosi studi hanno riportato lo sviluppo di difetti dentinali, come micro-fessure e linee di craze, dopo la preparazione del canale radicolare con strumenti a base di NiTi. Questi difetti dentinali possono fungere da punto di innesco per le fratture verticali della radice e possono influenzare la sopravvivenza a lungo termine dei denti trattati endodonticamente. Recentemente, utilizzando la metodologia della tecnica di sezionamento distruttivo, Capar et al hanno dimostrato che il PTN ha causato meno fessure dentinali rispetto al sistema ProTaper Universal (Dentsply Maillefer). Finora, né il PTN né il TFA sono stati valutati riguardo alla formazione di micro-fessure dentinali attraverso la tecnologia di imaging non distruttivo. Pertanto, questo studio mirava a valutare la frequenza percentuale delle microfessure dentinali osservate dopo la preparazione del canale radicolare con i sistemi PTN e TFA utilizzando un'analisi micro-tomografica (micro-CT) ad alta risoluzione. L'ipotesi nulla testata era che la preparazione del canale radicolare con i sistemi PTN e TFA non fosse in grado di creare nuove microfessure dentinali.

Materiali e Metodi

Calcolo della Dimensione del Campione

La dimensione totale del campione per questo studio è stata calcolata dopo la stima della dimensione dell'effetto dei difetti dentinali promossi da sistemi rotanti e reciprocanti, come riportato in precedenza, in cui la somma percentuale dei campioni con crepe dentinali complete e incomplete variava dal 18,3% al 51,6%. Otto campioni sono stati indicati dal test del chi-quadrato e dal test statistico della varianza (G*Power 3.1 per Macintosh; Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germania) con a = 0,05 e b = 0,95 come dimensione minima richiesta per osservare lo stesso effetto degli strumenti sul dente.

Selezione del Campione

Dopo l'approvazione del comitato etico, sono stati ottenuti 175 molari mandibolari umani di primo e secondo grado con radici completamente separate ed estratti per motivi non correlati a questo studio da un pool di denti. Tutte le radici sono state inizialmente ispezionate con un stereomicroscopio sotto ingrandimento 12× per rilevare ed escludere denti con linee di craquelé o crepe preesistenti visibili. Successivamente, è stata effettuata una radiografia digitale in direzione buccolinguale per visualizzare possibili ostruzioni del canale radicolare e per determinare l'angolo di curvatura della radice mesiale. Sono stati selezionati solo denti con curvatura moderata della radice mesiale (che varia da 10^◦ a 20^◦) in cui i canali radicolari erano pervi fino alla lunghezza con un file K di dimensione 10 (Dentsply Maillefer). I campioni sono stati decoronati e le radici distali sono state rimosse utilizzando una sega a bassa velocità (Isomet; Buhler Ltd, Lake Bluff, NY) con raffreddamento ad acqua, lasciando le radici mesiali con una lunghezza di circa 12 ± 1 mm per prevenire l'introduzione di variabili confondenti. Di conseguenza, sono stati selezionati 88 campioni e conservati in una soluzione di timolo allo 0,1% a 5^◦C.

Per ottenere una panoramica generale dell'anatomia del canale, le radici mesiali sono state prescanate a una risoluzione isotropica relativamente bassa (70 μm) utilizzando un micro-CT scanner (SkyScan 1173; Bruker microCT, Kontich, Belgio) a 70 kV e 114 mA. Sulla base dei modelli tridimensionali del canale radicolare ottenuti da questo set di immagini prescanate, sono stati selezionati 20 campioni con una configurazione del canale di tipo II di Vertucci. Successivamente, queste radici sono state scansionate nuovamente a una risoluzione isotropica aumentata di 14,25 μm utilizzando una rotazione di 360^◦ attorno all'asse verticale, un passo di rotazione di 0,5^◦, un tempo di esposizione della fotocamera di 7000 millisecondi e una media dei fotogrammi di 5. I raggi X sono stati filtrati con un filtro di alluminio spesso 1 mm.

Le immagini sono state ricostruite con il software NRecon v.1.6.9 (Bruker microCT) utilizzando una correzione di indurimento del fascio del 40% e una correzione dell'artefatto anello di 10, risultando nell'acquisizione di 700 a 800 sezioni trasversali per dente.

Preparazione del Canale Radicolare

La superficie delle radici è stata rivestita con un sottile strato di materiale per impressioni in polietere per simulare il legamento parodontale e posizionata coronale apicale all'interno di un supporto in resina epossidica su misura (Ø = 18 mm) per semplificare ulteriormente il processo di coregistrazione. La patenza apicale è stata confermata inserendo un K-file di dimensione 10 nel canale radicolare fino a quando la sua punta non era visibile all'forame apicale, e la lunghezza di lavoro (WL) è stata impostata 1,0 mm più corta di questa misura. Il percorso di scorrimento è stato stabilito con un K-file di dimensione 15 (Dentsply Maillefer) fino alla WL, e i campioni sono stati assegnati casualmente a 2 gruppi sperimentali (n = 10) in base al sistema utilizzato per la preparazione del canale radicolare: gruppi PTN e TFA.

Nel gruppo PTN, gli strumenti X1 e X2 (25/0.06) hanno ingrandito serialmente il canale radicolare con un leggero movimento di spazzolamento (300 rpm, 200 N · cm di coppia) lontano dalle concavità radicolari alimentati dal motore VDW Silver (VDW, Monaco, Germania). Nel gruppo TFA, gli strumenti SM1 e SM2 (25/0.06) sono stati utilizzati in sequenza con un singolo movimento controllato (programma TFA) del motore Elements Adaptive (SybronEndo) secondo le istruzioni del produttore. Considerando che il sistema TFA non prevede l'uso di un file esclusivo per l'allargamento coronale, il file SX del sistema ProTaper non è stato utilizzato in questo caso.

Tutti gli strumenti sono stati utilizzati alla WL; dopo di che, la pervietà è stata ricontrollata con un K-file di dimensione 10. Le preparazioni del canale radicolare sono state eseguite da un singolo operatore esperto e considerate complete quando l'ultimo strumento di ciascun sistema aveva raggiunto la WL. In entrambi i gruppi, l'irrigazione è stata eseguita utilizzando un totale di 40 mL di ipoclorito di sodio al 5,25% per canale. Dopo la preparazione, è stata eseguita una scansione micro-CT post-operatoria di ciascun campione utilizzando i parametri sopra menzionati.

Valutazione dei Microfessurazioni Dentinali

Un processo di sovrapposizione automatica basato sul contorno esterno della radice utilizzando 1000 interazioni con il software Seg3D v.2.1.5 (Centro CIBC degli Istituti Nazionali della Salute/National Institute of General Medical Sciences, Bethesda, MD) ha coregistrato le immagini delle sezioni dei campioni prima e dopo la preparazione del canale. Successivamente, 3 esaminatori precalibrati hanno esaminato le immagini in sezione trasversale delle radici mesiali, dal livello di furcazione all'apice (N = 25.820), per identificare la presenza di microfessurazioni dentinali. Prima, sono state analizzate le immagini postoperatorie e registrato il numero delle sezioni trasversali in cui erano stati osservati difetti dentinali. Successivamente, sono state esaminate anche le immagini corrispondenti in sezione trasversale preoperatorie per verificare la preesistenza del difetto dentinale osservato nella controparte postoperatoria. Per convalidare il processo di screening, le analisi delle immagini sono state ripetute due volte a intervalli di 2 settimane; in caso di divergenza, l'immagine è stata esaminata insieme fino a raggiungere un accordo.

Risultati

Su un totale di 25.820 sezioni, il 34,62% (8.940 sezioni) presentava qualche difetto dentinale. Microfessure sono state osservate nel 38,72% (n = 5.150) e nel 30,27% (n = 3.790) delle immagini sezionali nei gruppi PTN e TFA, rispettivamente. Tutti i difetti dentinali identificati nelle scansioni post-operatorie erano già presenti nelle corrispondenti immagini preoperatorie (Fig. 1). Pertanto, non è stata osservata alcuna nuova microfessura dopo l'istruzione del canale radicolare con i sistemi testati.

Discussione

Nello studio attuale, è stato valutato l'effetto di 2 sistemi NiTi recentemente sviluppati (PTN e TFA) riguardo all'incidenza dei difetti dentinali creati durante la preparazione del canale radicolare. In entrambi i gruppi, tutte le microfessure dentinali osservate nelle immagini postoperatorie già esistevano nell'immagine preoperatoria corrispondente. Pertanto, le procedure di ingrandimento meccanico non possono essere associate alla formazione di nuove fessure. Questo risultato contrasta nettamente con diverse pubblicazioni precedenti che hanno mostrato una chiara correlazione tra la preparazione del canale radicolare e l'inizio e/o la propagazione delle microfessure dentinali. Yoldas et al hanno testato l'intera sequenza del sistema ProTaper Universal (SX–F3) nei canali mesiali dei molari mandibolari e hanno osservato difetti dentinali nel 30% del campione (n = 6). Allo stesso modo, Bürklein et al hanno trovato che gli strumenti rotanti a sequenza completa ProTaper Universal hanno causato microfessure in una percentuale del 23,3% nei incisivi mandibolari, mentre Capar et al hanno osservato fessure nel 28% delle radici strumentate con il sistema PTN. In questi studi, la generazione di difetti dentinali è stata associata a differenze nel design e nella cinematica degli strumenti, il che non è in accordo con i risultati attuali e una pubblicazione precedente simile che utilizzava un approccio micro-CT.

I risultati contraddittori osservati tra il presente studio e gli studi precedentemente menzionati possono essere spiegati da differenze nella metodologia. Il corpo di prove accumulato che correla la preparazione biomeccanica del canale radicolare allo sviluppo di difetti dentinali si basa principalmente sul sezionamento delle sezioni dei campioni. Il metodo di sezionamento ha uno svantaggio significativo legato alla sua natura distruttiva, che, a sua volta, è probabilmente la causa principale di questi risultati riportati in letteratura. È importante menzionare che i gruppi di controllo che utilizzano denti non preparati in questi studi sembravano funzionare perché non sono stati rilevati difetti dentinali. Tuttavia, in questi gruppi di controllo, gli autori non hanno preso in considerazione il potenziale danno alla dentina indotto dalla combinazione dello stress meccanico creato dalla procedura di preparazione, dall'attacco chimico causato dall'irrigazione a base di ipoclorito di sodio e dal metodo di sezionamento che si verifica nei gruppi sperimentali. Recentemente, De-Deus et al hanno evidenziato questi difetti metodologici, mostrando la mancanza di una relazione causale tra microfessure dentinali e preparazione del canale radicolare con sistemi reciprocanti utilizzando la tecnologia micro-CT come strumento di valutazione.

Si può ulteriormente sostenere che se sia i gruppi sperimentali che quelli di controllo fossero stati sottoposti a condizioni simili riguardo all'esposizione alla soluzione irrigante e al metodo di sezionamento, la maggiore quantità di difetti dentinali solitamente osservata nel primo sarebbe un chiaro indicatore dell'effetto potenziale dannoso dei sistemi di preparazione sulla dentina. Tuttavia, utilizzando l'approccio di imaging sperimentale non distruttivo, non è stato possibile osservare nemmeno un singolo nuovo difetto dentinale, il che è in accordo con una pubblicazione precedente che utilizzava una metodologia simile. È ragionevole assumere che la quantità imprevedibile di crepe preoperatorie osservate nei campioni sia il principale fattore che spiega la distinta quantità di difetti dentinali osservati confrontando diversi sistemi di preparazione. Nel presente studio, la quantità di difetti identificati prima della preparazione del canale radicolare differiva significativamente tra i gruppi (38,72% e 30,27% nei gruppi PTN e TFA, rispettivamente). Questo è stato osservato anche in uno studio precedente in cui le immagini trasversali preoperatorie dei denti preparati con i sistemi Reciproc (VDW), WaveOne (Dentsply Maillefer) e BioRaCe (FKG Dentaire, La-Chaux-de-Fonds, Svizzera) presentavano difetti dentinali nell'8,72%, 11,01% e 7,91% del campione, rispettivamente. Negli studi di sezionamento delle radici, la percentuale di difetti dentinali creati dagli strumenti ProTaper Universal variava dal 16% al 56% e potrebbe essere il risultato di difetti dentinali preesistenti non rilevati oltre a quelli indotti dalla procedura di sezionamento stessa. Questa evidenza sottolinea l'importanza di un'analisi non distruttiva affidabile e precisa delle immagini pre e postoperatorie.

Un modello sperimentale di micro-CT è stato utilizzato nello studio presente per valutare la presenza di difetti dentinali prima e dopo la preparazione del canale radicolare con sistemi rotativi a più file in NiTi. Questo approccio si è dimostrato altamente accurato e preclude la necessità di tagliare i campioni, essendo questa la differenza metodologica più importante rispetto agli studi precedenti. Questa tecnologia consente non solo la visualizzazione di difetti dentinali preesistenti, ma anche la loro precisa localizzazione lungo la radice e prima e dopo la preparazione del canale, il che migliora la validità interna dell'esperimento poiché ogni campione funge da proprio controllo. Inoltre, l'imaging micro-CT offre la possibilità di valutare centinaia di sezioni per dente, a differenza dei metodi convenzionali di sezionamento delle radici, che consentono l'analisi solo di poche sezioni per dente, con conseguente perdita di una considerevole quantità di dentina. Oltre a tutti i vantaggi sopra menzionati, la natura nondistruttiva del micro-CT ammette anche sovrapposizioni di ulteriori esperimenti sugli stessi campioni, monitorando lo sviluppo di difetti dentinali dopo l'otturazione, il ritratto del canale radicolare, la preparazione dello spazio per il perno e le procedure di rimozione del perno.

Conclusione

Sotto le limitazioni di questo studio, si può concludere che la preparazione del canale radicolare con i sistemi PTN e TFA non ha indotto la formazione di nuove microfessure dentinali.

Autori: Gustavo De-Deus, Felipe Gonc ̧alves Belladonna, Erick Miranda Souza, Emmanuel João Nogueira Leal Silva, Aline de Almeida Neves, Haimon Alves, Ricardo Tadeu Lopes, Marco Aurelio Versiani

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