Influenza del Protocollo di Asciugatura con Alcool Isopropilico sulla Resistenza di Adesione dei Sigillanti a Base di Resina alla Dentina Radicolare

Abstract

Introduzione: Questo studio ha confrontato la resistenza del legame, l'ultrastruttura interfaciale e la penetrazione dei tag dei sigillanti a base di resina applicati a dentina radicolare priva di smear utilizzando alcol isopropilico al 70% come risciacquo finale attivo.

Metodi: Ottanta canali radicolari sono stati preparati e assegnati a 2 gruppi (n = 40) in base al protocollo di asciugatura: punti di carta o alcol isopropilico al 70%. Successivamente, le radici sono state suddivise in 4 sottogruppi (n = 10) in base al sigillante e al materiale di otturazione: AH Plus (Dentsply De Trey GmbH, Konstanz, Germania) e guttaperca (AH/GP), Hybrid Root SEAL (Sun Medical, Tokyo, Giappone) e guttaperca (HR/GP), Epiphany SE (Pentron Clinical Technologies, Wallingford, CT) e guttaperca (EP/GP), ed Epiphany SE e Resilon (EP/RS). Le radici sono state sezionate e il test di push-out è stato eseguito. I modi di fallimento sono stati esaminati al microscopio stereoscopico e la penetrazione del sigillante nei tubuli dentinali è stata analizzata mediante microscopia elettronica a scansione. I dati sono stati analizzati statisticamente mediante analisi della varianza a 2 vie e test post hoc di Tukey con un livello di significatività del 5%.

Risultati: Complessivamente, i canali asciugati con alcol isopropilico hanno mostrato valori di resistenza al legame significativamente più elevati (2.11 1.74 MPa) rispetto ai punti di carta (1.81 1.73 MPa) (P < .05). Il gruppo HR/GP ha mostrato una resistenza al legame inferiore rispetto al gruppo AH/GP (P < .05) ma superiore ai gruppi EP/GP e EP/RS (P < .05). Il tipo di fallimento più frequente è stato coesivo nei gruppi AH/GP e HR/GP e adesivo nei gruppi EP/GP e EP/RS. La valutazione al microscopio elettronico a scansione ha rivelato una migliore adattamento dell'interfaccia adesiva nei gruppi AH/GP e HR/GP rispetto ai gruppi EP/GP e EP/RS.

Conclusioni: Un risciacquo finale con EDTA e alcol isopropilico al 70% ha migliorato la resistenza al legame e la penetrazione dei sigillanti nei tubuli dentinali della radice. (J Endod 2014;■:1–5)

L'infezione primaria o l'infezione secondaria a procedure di otturazione radicolare è la principale causa di parodontite apicale e fallimento endodontico. Ne consegue che le funzioni dell'otturazione radicolare, come l'infossamento e la prevenzione della penetrazione batterica, sono fondamentali. Le otturazioni radicolari convenzionali consistono in un materiale di nucleo, solitamente guttaperca o Resilon, che dovrebbe essere adattato strettamente alla parete del canale e un sigillante che riempie vuoti e spazi tra il nucleo e la dentina. Nella ricerca endodontica, i sigillanti a base di resina epossidica, come AH Plus (Dentsply De Trey GmbH, Konstanz, Germania), sono frequentemente utilizzati come materiale di controllo a causa della loro ridotta solubilità, stabilità dimensionale a lungo termine e adeguata microritenzione alla dentina. Tuttavia, la sua capacità di sigillatura rimane controversa in parte perché AH Plus non si lega alla guttaperca.

I miglioramenti nella tecnologia adesiva hanno favorito tentativi di incorporare l'odontoiatria adesiva nell'endodonzia introducendo sigillanti a base di metacrilato focalizzati sulla formazione di un'unità coesa tra il materiale di base, l'agente sigillante e la dentina del canale radicolare. Recentemente, monomeri di resina acida sono stati incorporati in questi sigillanti per renderli auto-adesivi ai substrati di dentina, con l'obiettivo di ridurre il tempo di applicazione e gli errori che potrebbero verificarsi durante i passaggi di adesione. Tuttavia, l'adesione del sigillante alla dentina può essere influenzata dalle condizioni di umidità dei canali radicolari prima delle procedure di riempimento. Pertanto, rendere la dentina priva di strati di contaminazione più bagnabile potrebbe migliorare la penetrazione del sigillante.

Secondo i produttori, mantenere i canali radicolari in uno stato umido dopo la rimozione dello strato di contaminazione con EDTA è raccomandato per migliorare l'ibridazione della dentina dei sigillanti a base di metacrilato. Considerando che non sono state fornite istruzioni chiare per raggiungere un tale grado ideale di umidità residua, sono stati testati vari prodotti chimici, incluso l'alcol in diverse concentrazioni, per migliorare la bagnabilità della dentina. Studi recenti hanno dimostrato che una disidratazione eccessiva può rimuovere l'acqua presente nei tubuli dentinali, il che può a sua volta ostacolare la penetrazione efficace dei sigillanti idrofili, compromettendo la qualità dell'adesione. Al contrario, un risciacquo finale con alcol isopropilico al 70% ha mostrato promesse per migliorare la penetrazione del sigillante a base di ossido di zinco nei tubuli dentinali, ma il suo effetto è ancora poco chiaro quando si utilizzano sigillanti a base di resina nella procedura di otturazione.

Pertanto, questo studio mirava a confrontare la resistenza del legame, l'ultrastruttura interfaciale e la penetrazione dei tag di AH Plus e di 2 sigillanti a base di resina metacrilica auto-adesivi (Hybrid Root SEAL; Sun Medical, Tokyo, Giappone; ed Epiphany SE; Pentron Clinical Technologies, Wallingford, CT) applicati a dentina radicolare priva di smear utilizzando alcol isopropilico al 70% come risciacquo finale attivo. L'ipotesi nulla testata era che diversi protocolli di asciugatura della dentina radicolare non avrebbero influenzato la resistenza del legame e la penetrazione dei tubuli dentinali di diversi sigillanti endodontici a base di resina.

Materiali e Metodi

Selezione del Campione

Questo studio è stato approvato dal comitato etico locale (protocollo #0086.0.138.000-09). Ottanta canini maxillari a radice singola e dritta con apici completamente formati e morfologia radicolare simile sono stati ottenuti da un pool di denti estratti e conservati in soluzione di timolo allo 0,1% a 5^◦C. I campioni sono stati decoronati sezionando trasversalmente le radici a 17 mm dall'apice con un disco diamantato a doppia faccia (#6911H; Brasseler Dental Products, Savannah, GA) a bassa velocità con raffreddamento ad aria/acqua. Radiografie periapicali preliminari sono state esposte in entrambe le direzioni buccolinguale e mesiodistale per ciascun dente. Tutti i denti presentanti più di un canale radicolare, istmo, riassorbimento, calcificazioni o curvatura apicale sono stati esclusi. I denti non patentati alla lunghezza del canale con un K-file di dimensione 10 (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Svizzera) sono stati anch'essi scartati. Entro 3 mesi dopo l'estrazione, i denti sono stati lavati sotto acqua corrente per 24 ore, asciugati con carta assorbente, conservati in soluzione salina normale e trasferiti in una camera mantenuta a 37^◦C e 95% di umidità relativa.

Preparazione del Canale Radicolare

Le cavità di accesso convenzionali sono state realizzate e la patenza apicale è stata confermata inserendo un file K da 10 attraverso il forame apicale prima e dopo il completamento della preparazione del canale radicolare. La lunghezza di lavoro (WL) è stata stabilita a 1 mm dalla lunghezza del canale, e un singolo operatore esperto ha eseguito tutte le procedure sperimentali. I canali sono stati preparati utilizzando una tecnica crown-down con file K manuali (Dentsply Maillefer) fino alla dimensione 60, risciacquati con 2 mL di ipoclorito di sodio al 1% tra ogni dimensione di file, e somministrati in una siringa con un ago da 30-G posizionato 1 mm prima della WL. Dopo la preparazione, i canali sono stati irrigati con 5 mL di EDTA al 17% (pH = 7.7) per 5 minuti seguiti da un risciacquo finale di 5 minuti con 5 mL di acqua bidistillata.

Gruppi Sperimentali

I campioni sono stati assegnati casualmente a 2 gruppi sperimentali (n = 40) secondo il protocollo di asciugatura. Nel gruppo 1, i canali sono stati asciugati con punti di carta di dimensione 60 (Dentsply Maillefer) fino a quando l'asciugatura completa dell'ultimo punto è stata confermata visivamente. Nel gruppo 2, dopo la rimozione dell'eccesso di soluzione salina normale con punti di carta di dimensione 60, come nel gruppo 1, i canali sono stati riempiti con alcol isopropilico al 70% (Pizzani Química Industrial, São José dos Campos, SP, Brasile) utilizzando una siringa con un ago a punta smussata da 30-G portato alla WL. L'alcol è stato lasciato nel canale per 5 secondi e immediatamente aspirato con una punta capillare di dimensione .014 (Ultradent, South Jordan, UT) a bassa pressione con un movimento delicato su e giù per 5 secondi. Per ogni protocollo di asciugatura, i campioni sono stati ulteriormente assegnati a 4 sottogruppi (n = 10) rispetto al materiale sigillante e di otturazione: AH Plus e guttaperca (AH/GP), Hybrid Root SE e guttaperca (HR/GP), Epiphany SE e guttaperca (EP/GP), ed Epiphany SE e Resilon (EP/RS).

I sigillanti, mostrati nella Tabella Supplementare S1 (disponibile online su www.jendodon.com), sono stati preparati secondo le raccomandazioni del produttore e introdotti in grandi quantità nell'orifizio del canale con una spirale Lentulo (Dentsply Maillefer) ruotata a 500 rpm in direzione oraria con un manipolo a bassa velocità inserito fino a 1 mm prima della lunghezza di lavoro (WL). Successivamente, è stato inserito un cono di dimensione 60, con un taper di 0,02 (Dentsply Maillefer) fino alla WL completa, e sono stati utilizzati dilatatori in nichel-titanio (Dentsply Maillefer) per condurre la compattazione laterale utilizzando 3 coni accessori fine-medi (Dentsply Maillefer) per canale. Uno strumento riscaldato è stato utilizzato per tagliare il surplus coronale, dopo di che il riempimento è stato compattato verticalmente con un plugger di dimensione 10 (Dentsply Maillefer). Le superfici radicolari coronali dei campioni otturati utilizzando i sigillanti Hybrid Root SE ed Epiphany SE sono state polimerizzate con luce (Curing Light 2500; 3M ESPE, St Paul, MN) per 20 e 40 secondi, rispettivamente. Le radici sono state radiografate da direzioni buccolinguali e mesiodistali per controllare la lunghezza del materiale di riempimento e la presenza di vuoti, e i campioni sono stati conservati (37^◦C e 95% di umidità) per 7 giorni per consentire l'indurimento completo dei sigillanti. Se venivano osservati vuoti nella massa di otturazione, il campione veniva sostituito.

Dopo questo periodo, ogni terzo radicolare (coronale, medio e apicale) è stato sezionato perpendicolarmente al suo asse in tre fette seriali spesse 1 mm utilizzando una sega a bassa velocità (Isomet 1000; Buehler, Lake Forest, IL) che ruotava a 300 rpm con un carico di 75 g e raffreddamento ad acqua. Così, sono state ottenute 9 fette da ciascun campione, per un totale di 90 sezioni per gruppo. Ogni fetta è stata contrassegnata sul lato apicale con un marcatore indelebile.

Test di Resistenza al Distacco e Analisi dei Fallimenti

La prima fetta ottenuta da ciascun terzo del canale radicolare è stata sottoposta al test di push-out in una macchina universale di prova (Instron 4444; Instron, Canton, MA), operando a una velocità del carrello di 1,0 mm/min. Sono stati utilizzati alberi lunghi quattro millimetri con diametri della punta di 0,4 mm, 0,6 mm e

1,0 mm per le sezioni apicale, media e coronale, rispettivamente, fino al fallimento del legame. La superficie apicale che mostrava il punto d'inchiostro è stata posizionata di fronte alla punta del punzone, assicurando che le forze di carico fossero introdotte da una direzione apicale a coronale, per spingere il materiale di riempimento verso la parte più grande della fetta radicolare, evitando così qualsiasi limitazione al movimento del materiale. Questo metodo ha garantito l'allineamento del campione in modo accurato e riproducibile, mantenendo l'albero centralizzato e evitando il contatto con la dentina quando il materiale veniva spinto e dislocato dalla parete del canale. I dati sulla resistenza del legame sono stati convertiti in MPa dividendo il carico (in kN) per l'area di adesione del materiale di riempimento in millimetri quadrati. L'area di adesione è stata calcolata come l'area superficiale laterale di un cono tronco utilizzando la formula π(R + r)[h²+ (R — r)²]^0.5, dove π è la costante 3,14, R è il raggio medio del canale coronale, r è il raggio medio del canale apicale e h è lo spessore della fetta. I diametri più ampi e più stretti del materiale di riempimento e lo spessore della fetta sono stati misurati individualmente con un calibro digitale con precisione di 0,001 mm (Mitutoyo Messgerate GmbH, Neuss, Germania).

Il modo di fallimento di ciascun campione staccato dopo il test di push-out è stato valutato con un stereomicroscopio (Stemi 2000-C; Zeiss, Jena, Germania) a un ingrandimento di 25×. I fallimenti sono stati classificati come segue:

1. Adesivo tra dentina e sigillante (nessun sigillante visibile sulle pareti della dentina)
2. Cohesivo nel sigillante (pareti della dentina completamente coperte con sigillante)
3. Misto quando si potevano osservare sia fallimenti adesivi che coesivi

Analisi al Microscopio Elettronico a Scansione

Il secondo campione di ciascun terzo del canale è stato selezionato e preparato per l'analisi al microscopio elettronico a scansione (SEM) (JSM 5410; JEOL Ltd, Tokyo, Giappone), come descritto in precedenza. I campioni sono stati montati per osservare l'interfaccia dentina/riempimento riguardo alla presenza di uno strato ibrido e alla formazione di tag di resina a ingrandimenti di 50×, 500× e 1.000×.

Il terzo campione ottenuto da ciascun terzo della radice è stato utilizzato per la valutazione SEM della superficie del materiale di riempimento. I campioni sono stati demineralizzati in acido cloridrico per 48 ore e deproteinizati in ipoclorito di sodio al 2,5% per 15 minuti. Dopo la completa dissoluzione della dentina, il materiale di riempimento è stato lavato due volte in acqua distillata per 4 minuti, leggermente asciugato, rivestito con uno strato di oro-palladio e osservato a un ingrandimento di 500×. L'analisi qualitativa della superficie del materiale di riempimento ha permesso la valutazione morfologica dei tag. Le analisi SEM sono state eseguite in doppio cieco da 2 operatori in modo indipendente. In caso di disaccordo, un terzo esperto ha effettuato una revisione indipendente e si è cercato un consenso.

Analisi Statistica

La distribuzione normale dei dati sulla resistenza al push-out è stata prima verificata utilizzando il test di Shapiro-Wilk. È stata utilizzata un'analisi della varianza a due vie con il test post hoc di Tukey per determinare se esistesse un'interazione significativa a 2 fattori tra i sigillanti e i protocolli di asciugatura. I confronti statistici all'interno e tra i gruppi sperimentali sono stati eseguiti utilizzando SPSS v. 17.0 per Windows (SPSS Inc, Chicago, IL) con il livello di significatività impostato al 5%.

Risultati

Test di Resistenza al Push-out e Analisi dei Fallimenti

Le medie e le deviazioni standard della resistenza al push-out dei gruppi sperimentali in ciascun terzo sono riassunte in Tabella 1. I valori di resistenza sono stati significativamente influenzati dal protocollo di asciugatura o dal materiale di riempimento (P < .05). Complessivamente, i canali radicolari asciugati con alcol isopropilico hanno mostrato valori di resistenza al push-out significativamente più elevati (2.11 ± 1.74 MPa) rispetto al protocollo di asciugatura convenzionale (punti di carta) (1.81 ± 1.73 MPa) (P < .05).

Il gruppo AH/GP ha mostrato una resistenza di adesione significativamente superiore rispetto agli altri gruppi (P < .05). Un ranking statistico per i valori di resistenza di adesione era AH/GP > HR/GP > EP/GP = EP/RS. Il livello della radice non ha avuto un effetto significativo sui valori di resistenza di adesione nei gruppi HR/GP e EP/GP considerando entrambi i protocolli di asciugatura (P > .05). Al contrario, è stata osservata una differenza statisticamente significativa riguardo al protocollo di asciugatura nei terzi medio e apicale del gruppo AH/GP (P < .05) e nel terzo coronale del gruppo EP/RS (P < .05).

L'analisi del fallimento di adesione dopo il test di push-out (Tabella 2) ha rivelato che il tipo di modalità di fallimento più comune era coesivo nei gruppi AH/GP e HR/GP e adesivo nei gruppi EP/GP e EP/RS. Non è stato osservato alcun fallimento adesivo nel gruppo AH/GP.

Valutazione SEM

Immagini SEM rappresentative dell'interfaccia dentina/ripieno in ciascun terzo dei gruppi sperimentali dopo il protocollo di asciugatura con punti di carta o alcol isopropilico sono mostrate nelle Figure Supplementari S1 e S2 (disponibili online su www.jendodon.com), rispettivamente. La valutazione SEM ha rivelato una migliore adattamento dell'interfaccia adesiva nei gruppi AH/GP (Figure Supplementari S2A–C e S3A–C sono disponibili online su www. jendodon.com) e HR/GP (Figure Supplementari S2D–F e S3D–F sono disponibili online su www.jendodon.com) con giustapposizione del sigillante alle pareti del canale in quasi tutta l'estensione dell'interfaccia indipendentemente dal protocollo di asciugatura. Nei gruppi EP/GP (Figure Supplementari S2G–I e S3G–I sono disponibili online su www.jendodon.com) e EP/RS (Figure Supplementari S2J–L e S3J–L sono disponibili online su www.jendodon.com), sono state osservate lacune tra il materiale di riempimento e le pareti della dentina, così come aree della superficie dentinale completamente prive di sigillante senza formazione di tag in tutti i terzi.

L'analisi della superficie dei materiali di otturazione dopo la demineralizzazione della dentina ha mostrato aree dense di tag più o meno lunghe, continue e coerenti con un disposizione parallela nei gruppi AH/GP (Figura Supplementare S3A e B disponibile online su www.jendodon.com) e HR/GP (Figura Supplementare S3C e D disponibile online su www.jendodon.com). Nei gruppi EP/GP (Figura Supplementare S3E e F disponibile online su www.jendodon.com) e EP/RS (Figura Supplementare S3G e H disponibile online su www.jendodon.com), i tag di resina erano collassati e intrecciati.

Discussione

Gli interessi nell'endodonzia adesiva hanno portato all'introduzione di diversi sigillanti per canali radicolari a base di resina. Nonostante i livelli inadeguati di resistenza di adesione della maggior parte dei sigillanti attuali alla dentina, l'adesione è necessaria per mantenere l'integrità dell'interfaccia sigillante-dentina durante le sollecitazioni meccaniche causate dalla flessione del dente, dalle procedure operative o dalla successiva preparazione di uno spazio per il perno. Sebbene i test di resistenza di adesione possano non essere un predittore affidabile del comportamento clinico dei sigillanti, il test di resistenza alla spinta è stato considerato adatto per classificare i materiali di otturazione radicolare riguardo all'adesione alla dentina del canale radicolare.

Nello studio attuale, i protocolli di asciugatura hanno influenzato in modo differenziale la resistenza al distacco e la penetrazione nei tubuli dentinali dei sigillanti a base di resina; pertanto, l'ipotesi nulla è stata rifiutata. In generale, i canali asciugati con alcol isopropilico al 70% hanno mostrato valori di resistenza al distacco significativamente più elevati rispetto a quelli con punti di carta. Considerando la propensione idrofila dei sigillanti a base di resina, si può ipotizzare che l'alcol isopropilico (C₃H₇OH), che ha una polarità inferiore rispetto all'etanolo (C₂H₅OH), abbia promosso una minore rimozione dell'acqua dai tubuli dentinali, migliorando la bagnabilità della dentina, aumentando il grado di conversione dei sigillanti e, di conseguenza, migliorando la loro adesione. Tuttavia, potrebbe essere difficile raggiungere un grado standardizzato di umidità residua in tutte le aree della radice. Ciò avviene a causa delle differenze nella densità dei tubuli dentinali e della limitata accessibilità delle soluzioni alle porzioni più apicali del canale, il che potrebbe spiegare le differenze significative nei risultati osservati tra i terzi del canale in alcuni gruppi.

Tra i materiali di riempimento, il gruppo AH/GP ha mostrato i valori medi di resistenza di adesione più elevati, indipendentemente dal trattamento della superficie della dentina. È stato dimostrato che, a causa della fluidità, del lungo tempo di polimerizzazione e dell'alta coesione tra le molecole, i sigillanti a base di resina epossidica possono penetrare più in profondità nelle microirregolarità della dentina, migliorando l'interblocco meccanico e aumentando la loro resistenza allo spostamento. Queste proprietà fisico-chimiche intrinseche possono spiegare la maggiore resistenza di adesione, la migliore adattamento dell'interfaccia adesiva e la presenza di aree più dense di tag osservate nel gruppo AH/GP rispetto ai sigillanti a base di metacrilato.

Hybrid Root SEAL contiene un monomero 4-META nella sua composizione, un radicale idrofiliaco che si lega alla dentina e un radicale idrofobico che si lega al materiale di riempimento solido. I 2 gruppi carbossilici attaccati al gruppo aromatico producono acidificazione e demineralizzazione della superficie dentinale per promuovere la sua adesione. La minore resistenza di adesione del gruppo HR/GP rispetto al gruppo AH/GP può essere giustificata dalla polimerizzazione incompleta del sigillante all'interno del canale, mentre il suo lento meccanismo di autoindurimento, che crea un rilascio di stress tramite un prolungato flusso plastico durante l'indurimento, può spiegare i suoi risultati migliori rispetto ai gruppi EP/GP e EP/RS.

Il sigillante autoadesivo Epiphany SE deriva dalla sostituzione del monomero urethane dimethacrylate (UDMA), che fornisce una viscosità relativa al sigillante, con il monomero altamente idrofobico hydroxyethylmethacrylate (HEMA) e dall'incorporazione di un primer acido. Sebbene i composti contenenti HEMA producessero un'adeguata bagnabilità del collagene e interpenetrazione, aumentando la penetrazione del materiale nel substrato dentale, ciò non è stato osservato in questo studio. La minore resistenza del legame osservata nei gruppi EP/GP e EP/RS potrebbe derivare dalla sua polimerizzazione incompleta promossa dalla presenza di ossigeno all'interno dei tubuli dentinali e dalla fotoattivazione incompleta causata dalla diminuzione dell'esposizione alla luce nelle regioni più profonde del canale radicolare. Inoltre, il suo rapido tempo di impostazione autopolimerizzante associato allo stress di polimerizzazione generato nella configurazione geometrica avversa del canale radicolare potrebbe essere così intenso da far staccare la resina dalle pareti dentinali, creando spazi interfaciali, il che è in accordo con rapporti precedenti.

Sebbene i sigillanti recentemente lanciati siano stati proposti come materiali di riempimento innovativi, il sigillante ideale per il canale radicolare deve ancora essere trovato. Ad oggi, supportati dalla pletora di studi ex vivo, i sigillanti a base di resina metacrilica legabile non sembrano essere migliori alternative per l'otturazione del canale radicolare rispetto ai loro omologhi non leganti. L'uso della condizionamento con EDTA combinato con un'irrigazione finale con alcol isopropilico al 70% sembra migliorare l'adesione dei sigillanti a base di resina metacrilica alla dentina più facilmente rispetto al protocollo convenzionale di asciugatura con punti di carta. Ulteriori ricerche sono necessarie per determinare quale sarebbe la strategia migliore per migliorare l'adesività dei cosiddetti sigillanti auto-adesivi alla dentina del canale radicolare.

Conclusioni

In generale, la rimozione dello strato di fango seguita da un protocollo di asciugatura utilizzando alcol isopropilico al 70% prima dell'otturazione del canale ha migliorato la resistenza del legame e la penetrazione dei sigillanti nei tubuli dentinali della radice.

Autori: Kléber Campioni Dias, MSc, Carlos José Soares, Liviu Steier, Marco Aurélio Versiani, Fuad Jacob Abi Rached-Júnior, Jesus Djalma Pécora, Yara Terezinha Correa Silva-Sousa, Manoel Damião de Sousa-Neto

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