Riconsiderazione della zona di pericolo anatomico: uno studio micro-CT sullo spessore della dentina nei molari mandibolari

Abstract

Obiettivo: Indagare lo spessore di dentina più sottile nei canali mesiali dei molari mandibolari lungo i terzi cervicale e medio della radice mediante una tecnologia di tomografia computerizzata a micro (micro-CT) e analisi delle immagini digitali.

Metodologia: Cinquanta radici mesiali di molari mandibolari con due canali indipendenti (mesiobuccale e mesiolinguale), nei livelli coronale e medio, sono state selezionate e scansionate in un dispositivo micro-CT. Dopo le procedure di ricostruzione, sono state analizzate circa 468 fette per radice che coprivano i 7 mm sotto l'area di furcazione della radice mesiale per misurare lo spessore di dentina più sottile (zona pericolosa [DZ]) in ciascuna fetta dalle regioni distale e mesiale dei canali mesiali tramite un processo di segmentazione automatica.

Risultati: I valori DZ nei canali mesiobuccali variavano da 0,67 a 1,93 mm, con una media di 1,13 ± 0,21 mm. Per i canali mesiolinguali, la DZ variava da 0,77 a 1,89 mm con una media di 1,10 ± 0,21 mm. Non c'era corrispondenza nella DZ tra i canali mesiobuccali e mesiolinguali allo stesso livello trasversale nel 71% dei campioni. Inoltre, lo spessore di dentina più sottile era verso la regione mesiale delle radici nel 22% e 18% dei canali mesiolinguali e mesiobuccali, rispettivamente.

Conclusioni: Lo spessore della dentina più sottile si trovava nel piano mesiale delle radici in circa il 40% dei canali. La posizione verticale del DZ in relazione all'area di furcazione era nel terzo medio della radice.

Introduzione

Le perforazioni a metà radice sono normalmente causate da un'eccessiva strumentazione su una parete dentinale già sottile, il che può compromettere seriamente l'esito del trattamento endodontico (Estrela et al. 2018). Queste perforazioni sono state storicamente correlate all'area distale delle radici mesiali nei molari mandibolari, e così, Abou-Rass et al. (1980) ha introdotto il concetto di ‘zona di pericolo’ (DZ) all'inizio degli anni '80. Infatti, questi autori hanno formalmente riportato ciò che i clinici esperti già sapevano: spesso, i canali mesiali dei molari mandibolari non assumono una posizione centrale nella radice, con l'area distale tra il canale e la biforcazione della radice che è relativamente sottile, la cosiddetta DZ, che è più vulnerabile a perforazioni da strappo. D'altra parte, la zona di sicurezza è stata descritta come l'area mesiale della radice mesiale con uno strato di dentina più spesso, che è spesso minimamente strumentato dagli strumenti endodontici. In breve, Abou-Rass et al. (1980) ha sottolineato l'importanza di quest'area anatomica durante la modellazione del canale e, da allora, molti studi hanno valutato la sicurezza di varie tecniche di preparazione nei canali mesiali dei molari mandibolari (Garcia Filho et al. 2003, Akhlaghi et al. 2010, Silva et al. 2017).

L'anatomia del DZ così come la valutazione delle tecniche di preparazione dei canali e degli strumenti si è basata su approcci distruttivi e invasivi (cioè metodi di sezionamento) (Garcia Filho et al. 2003, Akhlaghi et al. 2010). Questo porta a gravi limitazioni sperimentali poiché consente l'analisi di solo pochi strati per radice.

All'inizio degli anni 2000, l'introduzione dell'imaging tomografico micro-computato (micro-CT) ha aperto nuove possibilità per la ricerca endodontica poiché questa tecnologia consente valutazioni longitudinali bidimensionali (2D) e tridimensionali (3D) precise e non distruttive (Peters et al. 2001, 2003, De-Deus et al. 2015, 2016, Silva et al. 2017), poiché il micro-CT si basa su una potente fonte di raggi X, che consente la visualizzazione e la misurazione delle strutture esterne e interne di un oggetto opaco senza necessità di preparazione del campione precedente o fissazione chimica. Ad esempio, il micro-CT con modellazione matematica ha fornito informazioni sugli spessori della dentina in intervalli di 1 mm (Harris et al. 2013). Tuttavia, le informazioni morfologiche dettagliate sul DZ rimangono inconsistenti, scarse e talvolta controverse, poiché la valutazione di solo pochi sezioni trasversali per campione è piuttosto priva di significato, specialmente quando si utilizza la tecnologia micro-CT. Lee et al. (2015) sembra essere l'unico studio micro-CT che ha utilizzato intervalli di sezioni più piccoli e ad alta risoluzione (0,1 mm). Pertanto, uno studio anatomico completo delle zone di pericolo e sicurezza nelle radici mesiali dei molari mandibolari è tempestivo e può aiutare a ridurre sia il rischio di perforazioni a metà radice verso l'area di furcazione sia una perdita non necessaria di tessuto dentale sano, che sembra contribuire alla sopravvivenza a lungo termine dei denti (Soares et al. 2008).

Lo studio attuale ha una natura descrittiva ed è stato progettato per indagare lo spessore di dentina più sottile nei canali mesiali dei molari mandibolari lungo i terzi cervicale e medio della radice mediante tecnologia micro-CT e analisi delle immagini digitali.

Materiali e metodi

Selezione del campione e imaging

Il presente studio ex vivo è stato approvato dal Comitato Etico di Ricerca dell'Università Federale Fluminense. Inizialmente, sono state immaginiate cento radici mesiali moderatamente curve (10–20°) di molari mandibolari di prima e seconda classe, selezionate secondo il metodo di Schneider (Schneider 1971), con una lunghezza di 10 ± 1 mm, utilizzando un scanner micro-CT (SkyScan 1173; Bruker microCT, Kontich, Belgio) a 14,25 lm (dimensione del pixel), 70 kV, 114 mA, rotazione di 180° attorno all'asse verticale, passo di rotazione di 0,7°, tempo di esposizione della camera di 250 millisecondi e media del frame di 4, utilizzando un filtro in alluminio spesso 1 mm. Le immagini sono state ricostruite (NRecon v. 1.7.1.6; Bruker microCT) con parametri simili per l'indurimento del fascio (35–45%), correzione dell'artefatto ad anello (3–5) e limiti di contrasto (0–0.05). Successivamente, sono state selezionate cinquanta radici mesiali con due canali indipendenti (mesiobuccale e mesiolinguale), ai livelli coronale e medio. Nessuno dei campioni presentava otturazione della radice, carie radicolari, crepe, fratture e riassorbimento interno o esterno.

Analisi delle immagini

Il volume di interesse è stato selezionato estendendosi dal livello di furcazione fino a 3 mm dall'apice anatomico delle radici mesiali, corrispondente a circa 468 sezioni per radice, per un totale di 23400 sezioni. È stata sviluppata una routine di analisi delle immagini per misurare lo spessore minimo della dentina sia dagli aspetti distali che mesiali dei canali mesiali dei molari mandibolari utilizzando un plug-in BoneJ precedentemente convalidato (Doube et al. 2010) implementato nel software Fiji/ImageJ (Fiji v.1.51n; Madison, WI, USA). Prima, è stato applicato un filtro mediano 3D agli stack per ridurre il rumore complessivo (Neves et al. 2015) e la dentina è stata binarizzata utilizzando un algoritmo di soglia minima. Successivamente, è stato utilizzato il plug-in BoneJ per identificare la posizione e misurare il più piccolo spessore della dentina in ciascuna sezione per entrambi i canali mesiali.

È stata creata e salvata una mappatura tridimensionale dello spessore della dentina per lo spessore della struttura nel software CTAn v.1.15 (Bruker microCT), e caricata nel software CTVox v.3.3 (Bruker microCT) per generare modelli 3D codificati a colori delle radici mesiali dei molari mandibolari.

Risultati

La Tabella 1 presenta dati descrittivi per tutti i campioni riguardo lo spessore di dentina più piccolo (DZ) e la sua posizione rispetto all'area di furcazione. La Tabella 2 mostra la posizione del DZ per tutti i campioni in base alla distanza dall'area di furcazione distribuita in intervalli di 1 mm.

I valori DZ nei canali mesiobuccali variavano da 0,67 a 1,93 mm, con una media di 1,13 ± 0,21 mm. Per i canali mesiolinguali, il DZ variava da 0,77 a 1,89 mm, con una media di 1,10 ± 0,21 mm. Non c'era corrispondenza nel DZ tra i canali mesiobuccali e mesiolinguali allo stesso livello trasversale nel 71% dei campioni. Inoltre, il DZ era orientato verso la regione mesiale delle radici nel 22% e 18% dei canali mesiolinguali e mesiobuccali, rispettivamente (Figg. 1 e 2).

La figura 3 mostra rappresentazioni codificate a colori dello spessore della dentina attraverso le radici mesiali di cinque molari mandibolari rappresentativi. L'analisi qualitativa ha dimostrato che la posizione non centrata dei canali mesiali e la forma asimmetrica della radice hanno portato a uno spessore variabile della dentina a diversi livelli e direzioni, comprese aree verso l'aspetto mesiale della radice in alcuni casi.

Discussione

Lo studio attuale ha fornito due risultati innovativi riguardo il DZ anatomico. Innanzitutto, lo spessore della dentina più sottile si trovava verso il piano mesiale delle radici in circa il 40% dei canali (22% e 18% dei canali mesiolinguali e mesiobuccali, rispettivamente). In secondo luogo, la posizione verticale del DZ in relazione all'area di furcazione era verso il terzo medio della radice.

I dati originali rilevanti rivelati dallo studio presente riguardavano la posizione del DZ nel piano trasversale della radice. Tradizionalmente, la comprensione del concetto classico di DZ si riferisce all'area distale tra lo spazio del canale principale e la biforcazione della radice, che ha la dentina più sottile ed è più soggetta allo sviluppo di perforazioni a striscia. Tuttavia, i risultati attuali hanno rivelato che il DZ era spostato verso l'area di furcazione in solo il 60% delle sezioni trasversali valutate. Nelle altre 40% delle fette, la dentina più sottile si trovava nella regione mesiale delle radici, il che contrasta con la visione generalmente accettata (Abou-Rass et al. 1980). Utilizzando anche un'analisi di imaging micro-CT, Lee et al. (2015) ha trovato la parete del canale radicolare più sottile nella porzione mesiale della radice in tra il 15% e il 33% dei campioni, il che è coerente con i risultati presenti.

Il DZ valutato nello studio presente si trovava fino a 4 mm sotto l'area di furcazione solo nel 35% dei campioni, mentre la maggior parte dei campioni ha rivelato che il DZ si trovava tra 4 e 7 mm sotto l'area di furcazione. In altre parole, i DZ soggetti a perforazione a striscia o perdita non necessaria di dentina si trovano più verso il terzo medio della radice (4,37 ± 1,68 mm sotto l'area di furcazione) rispetto a quanto riportato in precedenza (Tabella 1). Questa scoperta è innovativa in quanto le informazioni precedenti descrivevano la posizione anatomica del DZ concentrata fino a 4 mm sotto il livello di furcazione (Kessler et al. 1983, Berutti & Fedon 1992, Garcia Filho et al. 2003, Sauáia et al. 2010, Tabrizizadeh et al. 2010, Akhlaghi et al. 2015).

Vale la pena menzionare che lo spessore medio minimo della dentina lungo le superfici distali nelle radici mesiali dei molari mandibolari trovato in questo studio era di 0,67 mm, che è inferiore a quanto solitamente riportato in letteratura: Lim & Stock (1987) = 0,94 mm, Garcia Filho et al. (2003) = 0,79 mm, Kessler et al. (1983) = 1,08 mm, Akhlaghi et al. (2015) = 1,05 mm, Berutti & Fedon (1992) = 1,2 mm e Tabrizizadeh et al. (2010) = 1,3 mm. Le informazioni sui valori di spessore minimo della dentina sono state principalmente create da indagini basate su metodi di sezionamento distruttivo e osservazione diretta al microscopio ottico di alcuni campioni delle radici mesiali. Un'eccezione è uno studio di tomografia computerizzata a fascio conico con bassa risoluzione spaziale (Akhlaghi et al. 2015). L'altra eccezione è uno studio di micro-CT che ha rivelato valori di 0,81 mm, ma le misurazioni sono state effettuate solo 1,5 mm sotto l'area di furcazione (Harris et al. 2013). I risultati originali presentati in questo studio sono probabilmente una conseguenza del progresso metodologico raggiunto con l'interazione tra la tecnologia di imaging micro-CT e una routine computazionale automatica per l'analisi e l'elaborazione delle immagini digitali. Infatti, il corpo di prove accumulate sul DZ è stato creato essenzialmente basato su metodi distruttivi e osservazione diretta al microscopio di alcune sezioni radicolari per dente (Kessler et al. 1983, Berutti & Fedon 1992, Garcia Filho et al. 2003, Sauáia et al. 2010, Tabrizizadeh et al. 2010). Inoltre, anche gli studi che hanno utilizzato la tecnologia di imaging micro-CT hanno eseguito solo la valutazione di alcune immagini in sezione trasversale (Harris et al. 2013, Ordinola-Zapata et al. 2019). In questo studio, è stata eseguita una mappatura 3D completa dello spessore della dentina lungo i terzi cervicale e medio, fornendo dati da centinaia di sezioni trasversali per radice. Inoltre, le misurazioni eseguite da una routine computazionale automatica sono più robuste e affidabili. In modo significativo, l'analisi automatizzata ha consentito la misurazione rapida di migliaia di sezioni, rendendo l'esperimento meno dispendioso in termini di tempo e lavoro. Inoltre, l'età dei denti è una variabile non controllata che potrebbe aver influenzato i risultati presenti almeno in qualche misura. Sono stati utilizzati denti conservati con informazioni sconosciute sull'età; poiché l'età influisce sulla dimensione complessiva del canale, è probabile che influisca anche sullo spessore complessivo della dentina.

Conclusioni

Lo spessore di dentina più sottile nei primi e secondi molari mandibolari estratti si trovava verso il piano mesiale delle radici in circa il 40% dei canali, mentre la posizione verticale complessiva del DZ era verso il terzo medio della radice.

Autori: G. De-Deus, E. A. Rodrigues, F. G. Belladonna, M. Simões-Carvalho, D. M. Cavalcante, D. S. Oliveira, E. M. Souza, K. A. Giorgi, M. A. Versiani, R. T. Lopes, E. J. N. L. Silva, S. Paciornik

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