Valutazione Micro-CT delle Aree Canalari Non Strumentate con Diversi Ingrossamenti Eseguiti da Sistemi NiTi

L'obiettivo di questo studio era confrontare la percentuale di area non strumentata dei canali radicolari preparati con diverse dilatazioni utilizzando sistemi reciprocanti a file singole (Reciproc e WaveOne) e un sistema rotante convenzionale a più file (BioRaCe) mediante analisi micro-tomografica computerizzata. Sono state scelte e scansionate trenta radici mesiali di molari mandibolari con curvatura moderata (10° a 20°) presentanti una configurazione del canale di tipo II di Vertucci e un volume interno simile, a una risoluzione isotropica di 14,16 µm. Il campione è stato assegnato a 3 gruppi (n=10) in base al sistema utilizzato per la preparazione del canale radicolare: gruppi Reciproc, WaveOne e BioRaCe. Sono state effettuate seconde e terze scansioni dopo che i canali erano stati preparati con strumenti di dimensioni 25 e 40, rispettivamente. Le immagini registrate dei voxel dell'area superficiale dei canali, prima e dopo la preparazione, sono state esaminate dal livello di furcazione all'apice per quantificare la superficie non strumentata. I dati statistici sono stati confrontati utilizzando GLM per misure ripetute con un livello di significatività fissato al 5%. I sistemi di strumentazione non hanno influenzato la percentuale delle superfici del canale radicolare non toccate (p=0.690), mentre è stata osservata una riduzione significativa nella percentuale di voxel statici dopo l'ingrandimento del canale radicolare (p=0.010) in tutti i gruppi (p=0.507). Nessuno dei sistemi è stato in grado di preparare l'intera area superficiale del canale radicolare mesiale dei molari mandibolari. L'aumento della dimensione apicale finale ha avuto un effetto positivo significativo sulla capacità di modellatura dei sistemi testati.

Introduzione

L'introduzione recente nel mercato di sistemi a file singola basati su file in nichel-titanio (NiTi) a movimento reciproco ha sollevato nuove prospettive sulla preparazione meccanica dello spazio del canale radicolare. Il concetto di utilizzare un singolo strumento per preparare l'intero canale radicolare è interessante perché consente un risparmio sui costi rispetto ai sistemi rotativi a più file e la curva di apprendimento è notevolmente ridotta grazie alla semplificazione delle procedure tecniche. Inoltre, nel sistema Reciproc (VDW, Monaco, Germania), lo strumento R25 non richiede necessariamente la creazione di un percorso di scorrimento liscio e prevedibile per la maggior parte dei casi.

Studi recenti hanno riportato che i sistemi a file singola a movimento reciproco hanno superato la preparazione rotativa continua convenzionale in NiTi. Tuttavia, mentre la capacità di modellatura dei sistemi a movimento reciproco è stata dimostrata adeguata, sono emersi alcuni dubbi riguardo alla quantità di trucioli dentinali, irriganti, tessuto pulpare residuo, batteri e i loro prodotti di scarto che potrebbero essere espulsi nei tessuti periradicolari a seguito del trattamento del canale radicolare. Inoltre, c'è preoccupazione che questo tipo di preparazione, in cui viene rimossa una quantità sostanziale di dentina in un breve periodo di tempo utilizzando uno strumento reciproco singolo, a grande conicità e a taglio rapido, produca una detersione meccanica meno efficiente rispetto ai sistemi rotativi a più file, che consistono in un ingrandimento più lento, più uniforme e graduale dello spazio del canale radicolare.

I miglioramenti del software di imaging hanno portato chiari progressi nell'uso della micro-tomografia computerizzata (micro-CT) nel campo della ricerca endodontica. Questo strumento scientifico non invasivo consente la visualizzazione delle caratteristiche morfologiche del dente in modo dettagliato e accurato. Inoltre, la tecnologia di imaging micro-CT è stata utilizzata anche per valutare la capacità di modellatura degli strumenti e delle tecniche attuali. Essenzialmente, la "capacità di modellatura" si riferisce all'area della superficie dentinale che viene rimossa meccanicamente durante le procedure di preparazione del canale e può essere considerata un parametro di esito adeguato per confrontare diverse tecniche di strumentazione. In generale, i risultati della micro-CT hanno rivelato che più della metà delle pareti dentinali (che vanno dal 59,6% al 79,9%) rimanevano non preparate nei canali a forma ovale, indipendentemente dalla tecnica di strumentazione. Pertanto, affinché una strumentazione a file singola basata su un movimento reciproco possa essere considerata un'alternativa ai sistemi rotativi a più file, deve essere in grado di preparare una quantità simile dell'area superficiale del canale.

Basato sul contesto sopra menzionato, lo scopo di questo studio era confrontare la percentuale di area non strumentata dei canali radicolari preparati con diverse espansioni utilizzando sistemi reciprocanti a file singola (Reciproc e WaveOne [Dentsply Maillefer, Baillagues, Svizzera]) e un sistema rotante convenzionale a più file (BioRaCe [FKG Dentaire, La-Chaux-de-Fonds, Svizzera]) utilizzando analisi micro-CT. Le ipotesi nulle testate erano che: (i) I sistemi reciprocanti a file singola e il sistema rotante a più file hanno abilità di modellamento simili; (ii) I sistemi reciprocanti a file singola hanno abilità di modellamento simili tra loro; (iii) Una preparazione apicale più grande non migliora l'abilità di modellamento dei sistemi reciprocanti e rotanti.

Materiali e Metodi

Calcolo della Dimensione del Campione

È stata selezionata l'ANOVA a misure ripetute per le interazioni all'interno e tra i gruppi dalla famiglia dei test F nel software G*Power 3.1.7 (Heinrich Heine Universität, Düsseldorf, Germania). È stata determinata una stima della dimensione dell'effetto di 0.3 utilizzando dati precedentemente riportati. In quello studio, gli autori hanno calcolato la percentuale di voxel statici tra i canali radicolari preparati con i sistemi rotanti GT (dimensione apicale 20; Dentsply Tulsa Dental, Tulsa, OK, USA) e Profile (dimensione apicale 40; Dentsply Maillefer). È stato specificato anche un errore di tipo alpha di 0.05, una potenza beta di 0.95, una correlazione tra misure ripetute di 0.7, una correzione per non sfericità di 1, un numero di gruppi (tra i soggetti) di 2 e un numero di misurazioni (tra i soggetti) di 3. Basato su questi parametri, 20 denti era la dimensione totale del campione necessaria per rilevare differenze statisticamente significative.

Selezione del Campione

Questo studio è stato revisionato e approvato dal Comitato Etico, Nucleo di Studi sulla Salute Collettiva (Protocollo n° 2283 - CEP/HUPE). Trecento molari mandibolari di primo estratti selezionati da un pool di denti estratti conservati sono stati radiografati in direzione buccolinguale. L'angolo di curvatura della radice mesiale è stato calcolato utilizzando il software AxioVision v.4.5 (Carl Zeiss Vision GmbH, Hallbergmoos, Germania). Sono state scelte solo le radici con curvatura compresa tra 10° e 20° (curvatura moderata). Inoltre, i criteri di inclusione comprendevano solo i molari in cui il gauging apicale finale dei canali mesiali consentiva l'inserimento di un K-file di dimensione ISO 10 (Dentsply Maillefer) fino alla lunghezza di lavoro (WL). Le porzioni coronali e le radici distali di tutti i denti sono state rimosse utilizzando una sega a bassa velocità (Isomet; Buehler Ltd, Lake Bluff, IL, USA) con raffreddamento ad acqua, lasciando le radici mesiali di circa 12±1 mm di lunghezza per prevenire l'introduzione di variabili confondenti. Di conseguenza, sono stati selezionati e conservati 134 campioni 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 pre-scansionate 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 di prescansione, sono stati scelti 30 campioni con una configurazione del canale di tipo II di Vertucci (due canali con due orifizi che lasciano la camera pulpare ma si uniscono prima dell'apice per formare un canale unico).

Procedure di Scansione Micro-CT e Ricostruzione

Per la procedura sperimentale, l'apice della radice mesiale di ogni dente è stato sigillato con colla a caldo, incorporato in un sottile strato di polivinil silossano e poi posizionato coronale-apicale all'interno di un supporto in resina epossidica su misura (Ø 18 mm) adattato a un porta campioni di un dispositivo micro-CT ad alta energia (SkyScan 1173). Ogni procedura di scansione è stata eseguita a 70 kV e 114 mA con una risoluzione isotropica di 14,16 µm. È stato utilizzato un filtro in alluminio spesso 1 mm per ridurre gli artefatti e ogni proiezione è stata acquisita in 250 ms, ogni passo di 0,5° attraverso una rotazione di 360°. È stata applicata anche una media dei frame di 5 e movimenti casuali di 20 nella fase di acquisizione per aumentare il rapporto segnale-rumore e ridurre gli artefatti ad anello.

Le immagini di proiezione acquisite sono state ricostruite in sezioni trasversali utilizzando un software proprietario (NRecon v.1.6.9; Bruker micro-CT) con parametri standardizzati per l'indurimento del fascio (40%), correzione dell'artefatto ad anello di 10, così come limiti di contrasto minimi e massimi. Il volume di interesse è stato scelto estendendosi dal livello di furcazione all'apice della radice.

Dopo di che, i campioni sono stati assegnati casualmente (http://www.random.org) in 3 gruppi sperimentali (n=10), secondo il sistema utilizzato per la preparazione del canale radicolare: gruppi Reciproc, WaveOne e BioRaCe. Dopo aver verificato la normalità dei dati (p>0.05; test di Shapiro-Wilk), il grado di omogeneità all'interno dei gruppi rispetto alla lunghezza della radice, al grado di curvatura della radice mesiale e al volume iniziale dei canali è stato confermato statisticamente (ANOVA unidirezionale, p>0.05).

Preparazione del Canale Radicolare

I canali radicolari sono stati accessibili e la pervietà è stata confermata inserendo un K-file di dimensione 10 attraverso il forame apicale prima e dopo il completamento della preparazione del canale radicolare. Per tutti i gruppi, è stato creato un percorso di scorrimento esplorando un K-file in acciaio inossidabile di dimensione 15 (Dentsply Maillefer) fino alla WL, che è stata stabilita a 1 mm dalla lunghezza del canale. In ciascun gruppo, gli strumenti sono stati azionati con il motore VDW Silver (VDW GmbH), secondo le istruzioni di ciascun produttore. Un singolo operatore esperto ha eseguito tutte le preparazioni.

Nel gruppo Reciproc, il file Reciproc R25 (25/0.08) è stato introdotto nel canale fino a quando non si è avvertita resistenza e poi attivato in movimento reciproco. Lo strumento è stato spostato in direzione apicale utilizzando un movimento di picchiettamento in entrata e uscita di circa 3 mm di ampiezza con una leggera pressione apicale. Dopo tre movimenti di picchiettamento, lo strumento è stato rimosso dal canale e le sue flauti sono state pulite. Questa procedura è stata eseguita fino a quando lo strumento ha raggiunto la WL. Successivamente, è stato utilizzato lo strumento Reciproc R40 (40/0.06) con lo stesso protocollo. Il gruppo WaveOne è stato preparato con gli strumenti WaveOne Primary (25/0.08) e Large (40/0.08) fino alla WL utilizzando il protocollo descritto per il gruppo Reciproc. Nel gruppo BioRaCe, la preparazione è stata eseguita in modo crown-down con il sistema BioRaCe utilizzando la seguente sequenza: BR0 (25/0.08), BR1 (15/0.05), BR2 (25/0.04), BR3 (25/0.06), BR4 (35/0.04) e

BR5 (40/0.04) strumenti. Il motore è stato regolato a 500-600 rpm e 1 N/cm2. Dopo tre colpi costanti, lo strumento è stato rimosso dal canale e pulito. Questa procedura è stata ripetuta fino a quando è stata raggiunta la WL.

Tra ogni fase di preparazione, i canali radicolari sono stati irrigati con 2 mL di NaOCl al 5,25% per 1 minuto, somministrato da una pompa peristaltica VATEA (ReDent-Nova, Ra’anana, Israele) a una velocità di 2 mL/min, collegata a una punta Endo-Eze da 30 gauge (Ultradent Products Inc., South Jordan, UT, USA) inserita fino a 2 mm dall'apice del forame. L'aspirazione è stata eseguita con un SurgiTip (Ultradent Products Inc.) attaccato a una pompa di aspirazione ad alta velocità. Dopo la preparazione del canale, è stata eseguita un'ulteriore risciacquo con 20 mL di NaOCl per 10 minuti. Pertanto, è stato utilizzato un volume totale di 40 mL di irrigante per canale in un tempo totale di 30 minuti. È stato eseguito un risciacquo finale con 5 mL di EDTA al 17% (pH=7.7), somministrato a una velocità di 1 mL/min per 3 minuti, seguito da un risciacquo di 5 minuti con 5 mL di acqua bi-distillata. Successivamente, i canali sono stati asciugati con punti di carta assorbente (Dentsply Maillefer).

Due scansioni micro-CT post-operatorie di ciascun campione dopo la preparazione del canale con strumenti R25 e R40 nel gruppo Reciproc, WaveOne Primary e Large nel gruppo WaveOne, e BR3 e BR5 nel gruppo BioRaCe sono state eseguite utilizzando i parametri sopra menzionati.

Elaborazione e Analisi delle Immagini

Dopo la ricostruzione, i pacchetti di canali pre e post-operatori (diametri apicali 25 e 40) sono stati registrati utilizzando un plugin di registrazione rigida semi-automatica implementato nell'interfaccia software FIJI. I passaggi di ottimizzazione dell'algoritmo di registrazione rigida sono stati ripetuti fino a quando i pacchetti di immagini non differivano di più di 0,4 tolleranza. La registrazione multi-risoluzione è stata utilizzata per ottimizzare l'efficienza della registrazione. Tutti i set di dati micro-CT sono stati registrati senza alcuna procedura di elaborazione delle immagini precedente e sono stati esaminati dal livello di furcazione all'apice per valutare la quantità di area superficiale non strumentata. In breve, dopo una soglia automatica per segmentare gli spazi dei canali radicolari pre e post-operatori (algoritmo di soglia minima), l'area superficiale di dentina non strumentata è stata calcolata sottraendo il canale preparato dal canale originale. Dallo stack di immagini risultante (voxels statici), è stata calcolata l'area superficiale. La percentuale di area non strumentata è stata calcolata in relazione all'area del canale sano (numero totale di voxels superficiali) dividendo il numero di voxels superficiali statici per il numero totale di voxels superficiali, come descritto dalla formula:

numero di voxel statici × 100/numero totale di voxel superficiali

Tutte le procedure di analisi delle immagini sono state effettuate utilizzando un programma di analisi delle immagini open-source (Fiji v.1.47n; Fiji, Madison, WI, USA).

Analisi Statistica

La distribuzione normale dei dati è stata confermata (test di Shapiro-Will, p>0.05) e il GLM per misure ripetute (SPSS per Windows v17.0; SPSS Inc., Chicago, IL, USA) è stato scelto per l'analisi, considerando la natura dipendente del disegno dello studio. Le dimensioni della preparazione apicale sono state testate come effetto intra-soggetto mentre i sistemi di strumentazione sono stati impostati come effetto inter-soggetto. La significatività è stata impostata a α=5%.

Risultati

La Figura 1 mostra la percentuale di voxel statici osservati in ciascun gruppo e nei diversi diametri dei file apicali.

I sistemi di strumentazione non hanno influenzato la percentuale di superfici di canali radicolari non toccate (p=0.690), mentre è stata osservata una significativa riduzione nella percentuale di voxel statici dopo l'ingrandimento del canale radicolare (p=0.010) in tutti i gruppi (p*interazione=0.507). La Figura 2 mostra rendering volumetrici tridimensionali di campioni rappresentativi in ciascun gruppo prima e dopo la strumentazione con diversi diametri di dimensione apicale.

Discussione

Il principale risultato del presente studio ha evidenziato una capacità di modellamento simile tra i sistemi reciprocanti (Reciproc e WaveOne) e il sistema rotante convenzionale a più strumenti (BioRaCe) riguardo alla percentuale di aree non strumentate dei canali radicolari mesiali dei molari mandibolari; pertanto, la prima ipotesi testata è stata accettata. Questo risultato è in accordo con studi precedenti. Pertanto, anche in un'anatomia canalare più complessa, come le radici mesiali dei molari mandibolari, i sistemi reciprocanti hanno mostrato una capacità di modellamento comparabile ai sistemi convenzionali, il che è un aspetto importante poiché un approccio a singolo strumento comporta meno passaggi procedurali e una curva di apprendimento più breve.

Il secondo risultato del presente studio rappresenta la capacità di modellamento simile tra i sistemi reciprocanti a singolo strumento testati; pertanto, anche la seconda ipotesi è stata confermata. Sarebbe ragionevole assumere che maggiore è il conico, maggiore è la quantità di superficie preparata delle pareti del canale radicolare. Tuttavia, questo non è stato confermato dai risultati attuali, nei quali entrambi i sistemi reciprocanti hanno coni maggiori (0.06 e 0.08) rispetto al sistema rotante a più strumenti (0.04 e 0.06); questo è in accordo con uno studio precedente. Insieme, questi risultati indicano che la dimensione del conico potrebbe non essere critica per i sistemi NiTi azionati da motore riguardo alla quantità di superficie preparata delle pareti del canale.

La simile capacità di modellamento di Reciproc e WaveOne è stata anche inaspettata, poiché quest'ultimo ha un nucleo e un cono più grandi e una sezione trasversale diversa. Queste caratteristiche indicherebbero una minore flessibilità e avrebbero dovuto influenzare la capacità di modellamento nei canali curvi come quelli utilizzati nello studio attuale. Nonostante le marcate differenze nel design complessivo, gli strumenti Reciproc e WaveOne presentano anche importanti caratteristiche comuni come la cinematica del movimento (reciprocità), la lega (M-Wire) e la dimensione della punta, che potrebbero spiegare i risultati simili riscontrati qui e in altri studi.

Una premessa originale dello studio attuale è che preparazioni apicali più grandi sarebbero in grado di influenzare l'area superficiale del canale toccata dagli strumenti, il che è stato confermato statisticamente, portando al rifiuto della terza ipotesi. Le preparazioni apicali più grandi sono state correlate al miglioramento delle procedure di disinfezione e pulizia, poiché questo approccio aumenta significativamente il lavaggio dell'irrigante nella regione apicale, riducendo il carico batterico nel sistema canalare. Infatti, questo non può essere considerato un risultato sorprendente, poiché uno studio precedente con micro-CT ha già dimostrato un miglioramento della capacità di modellamento quando sono state eseguite preparazioni apicali più grandi.

Indubbiamente, il principale obiettivo del presente studio era la qualità complessiva della preparazione del canale radicolare mediante sistemi a file singola reciprocanti, che è un argomento di interesse della ricerca scientifica e clinica attuale. Una percentuale di area del canale non trattata che varia dal 27,68% al 60,77% sottolinea la capacità di modellamento meno che ideale dell'armamentario disponibile per preparare lo spazio del canale radicolare. Di conseguenza, questi risultati enfatizzano il ruolo chiave dell'irrigazione e dei materiali di medicazione intracanalare nel tentativo di compensare lo stato subottimale del debridement meccanico, agendo attraverso le aree del canale non trattate.

In queste condizioni sperimentali, i sistemi reciprocanti e rotativi hanno mostrato una capacità di modellamento simile indipendentemente dalla percentuale di pareti del canale radicolare non strumentate; tuttavia, tutti i sistemi hanno prodotto una preparazione meccanica subottimale dei canali mesiali dei molari mandibolari. Dimensioni apicali finali maggiori hanno mostrato un convincente effetto positivo sulla capacità di modellamento dei sistemi testati.

Autori:  Gustavo De-Deus, Felipe Gonçalves Belladonna, Emmanuel João Nogueira Leal Silva, Juliana Roter Marins, Erick Miranda Souza, Renata Perez, Ricardo Tadeu Lopes, Marco Aurélio Versiani, Sidnei Paciornik, Aline de Almeida Neves

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