La preparazione del canale mesiale medio aumenta il rischio di frattura nella radice mesiale dei molari mandibolari

Abstract

Introduzione: L'obiettivo di questa indagine era valutare l'effetto della presenza e della preparazione dei canali mesiali medi (MM) sulla resistenza alla frattura della radice mesiale dei molari mandibolari. Metodi: Quaranta radici mesiali intatte di molari mandibolari di primo grado con 2 (n = 20) o 3 (n = 20) canali indipendenti dal livello di furcazione per almeno 5 mm apicalmente sono state selezionate in base alla scansione micro–tomografica preoperatoria. Le radici selezionate sono state quindi distribuite in 2 gruppi sperimentali (n = 10) e 2 gruppi di controllo (n = 10) in base alla lunghezza della radice, alla configurazione del canale (2 o 3 canali indipendenti) e allo spessore della radice al livello di furcazione. Nei gruppi sperimentali 1 (2 canali indipendenti) e 3 (3 canali indipendenti), i canali radicolari sono stati allargati fino allo strumento rotante ProTaper Next X3 (Dentsply Sirona, Ballaigues, Svizzera), mentre nei gruppi 2 (2 canali indipendenti) e 4 (3 canali indipendenti) i canali radicolari non sono stati preparati. I campioni sono stati incorporati in resina acrilica dopo che le loro superfici sono state rivestite con uno strato sottile di silicone e sottoposti a una prova di resistenza alla frattura utilizzando una macchina di prova universale. I tipi di estensione e decorso della frattura sono stati registrati e confrontati statisticamente con il test del chi-quadrato, mentre la resistenza alla frattura è stata analizzata utilizzando l'analisi della varianza a una via e i test post hoc di Tukey (α = 5%).

Risultati: Non è stata osservata alcuna differenza statistica nella resistenza alla frattura tra radici non preparate con 2 (gruppo 2, 696.1 ± 186.3 N) o 3 (gruppo 4, 558.4 ± 154.6 N) canali indipendenti (P ˃ .05), mentre i valori più bassi sono stati ottenuti nelle radici preparate con un canale MM (gruppi 3, 377.1 ± 77.2 N) (P ˂ .05). La resistenza media alla frattura osservata nelle radici preparate con 2 canali (gruppo 1, 528.4 ± 134.3 N) non ha mostrato differenze statisticamente significative rispetto alle radici non preparate con 3 canali (gruppo 4, 558.4 ± 154.6 N) (P ˃ .05). Il test del chi-quadrato non ha rivelato differenze significative nell'estensione, nei tipi e nei corsi delle fratture tra i gruppi (P ˃ .05). Le estensioni delle fratture in tutti i gruppi erano per lo più di tipo centrale e buccale-centrale, mentre la frequenza più alta del corso della frattura era di tipo curvo e a zigzag.

Conclusioni: La resistenza alla frattura delle radici mesiali dei molari mandibolari è diminuita dopo la preparazione dei canali mesiali con strumenti a grande affusolamento. La preparazione del canale MM ha ulteriormente diminuito la resistenza alla frattura delle radici mesiali. La frattura risultante ha mostrato un modello distintivo nel piano buccolinguale. (J Endod 2020;46:1323–1329.)

La frattura verticale della radice (VRF) è stata descritta come una frattura longitudinale confinata all'interno della struttura della radice. È generalmente orientata nella direzione buccolinguale mentre si estende verticalmente lungo la radice. Si verifica più frequentemente in denti che hanno ricevuto precedentemente un trattamento endodontico. I fattori di rischio che aumentano la predilezione per la VRF in un dente possono essere ampiamente categorizzati in fattori anatomici (non iatrogeni) e fattori iatrogeni. I fattori iatrogeni includono il grado di ingrandimento del canale radicolare, la forma del canale preparato e la preparazione/posizionamento dello spazio per il post, mentre i fattori anatomici (non iatrogeni) includono il numero di canali, lo spessore dentinale rimanente, la presenza di istmo e le dimensioni della radice. È stato anche riportato che la maggior parte dei casi di VRF era correlata a denti con radici che presentano una dimensione trasversale mesiodistale più stretta rispetto alla loro dimensione buccolinguale, indicando che questa specifica anatomia potrebbe essere un fattore di rischio significativo che predispone tali denti alla VRF. Per lo stesso motivo, la VRF è tra le principali cause di perdita dei molari mandibolari trattati endodonticamente, con tassi di estrazione che variano dal 51,8% al 67%.

La radice mesiale dei molari mandibolari presenta solitamente 2 canali principali (mesiobuccale [MB] e mesiolinguale [ML]); tuttavia, è stato segnalato un canale aggiuntivo situato all'interno del solco di sviluppo tra i 2 canali principali, chiamato canale mesiale medio (MM). Il canale MM potrebbe esistere con il proprio orifizio o ramificarsi dai canali MB o ML e terminare in modo indipendente o unirsi a uno di questi canali principali. Studi precedenti che utilizzano strumenti analitici convenzionali hanno riportato che la frequenza del canale MM varia dallo 0,26% al 6%. Tuttavia, indagini recenti basate su analisi ad alta magnificazione in vivo e tecnologia micro-tomografica (micro-CT) non distruttiva hanno dimostrato che la sua incidenza può arrivare fino al 46,1%. Uno studio precedente ha mostrato che le radici mesiali dei molari mandibolari con 2 canali principali sono più suscettibili a VRF rispetto alla radice distale con un singolo canale; tuttavia, la letteratura endodontica attuale manca di studi che esaminino l'influenza della preparazione del canale radicolare sulla resistenza alla frattura per radici con canali extra e morfologia suscettibile.

Pertanto, lo scopo di questo studio era valutare l'effetto della preparazione del canale MM sulla resistenza alla frattura delle radici mesiali dei molari mandibolari. L'ipotesi nulla testata era che né la presenza né la preparazione del canale MM influenzassero significativamente la resistenza alla frattura delle radici mesiali dei primi molari mandibolari.

Materiali e metodi

Calcolo della dimensione del campione

La dimensione del campione è stata calcolata utilizzando la dimensione dell'effetto (2.03) di uno studio precedente sulla frattura delle radici. Questo valore è stato inserito in un'analisi a priori della varianza (ANOVA) selezionata dalla famiglia del test F (effetti fissi, omnibus, 1 via) utilizzando un errore di tipo alfa di 0.05 e una potenza beta di 0.90 (G*Power 3.1 per Macintosh; Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germania). Il software ha indicato un numero di 10 campioni per gruppo come dimensione minima ideale necessaria per osservare un effetto significativo.

Selezione del campione e gruppi

Questo protocollo di studio è stato approvato dal comitato etico dell'università locale (KAEK/67). Duecentosessantanove denti molari mandibolari di primo tipo sono stati raccolti da una sottopopolazione turca e conservati a 37^◦C con umidità al 100% durante tutte le procedure sperimentali. Per prevenire l'introduzione di variabili confondenti, le porzioni coronali e le radici distali di tutti i denti sono state rimosse utilizzando una sega a bassa velocità con raffreddamento ad acqua (Isomet; Buehler Ltd, Lake Bluff, IL). Successivamente, le radici mesiali sono state scansionate su un sistema micro-CT (SkyScan 1172; Bruker-microCT, Kontich, Belgio) a 10 mm (dimensione del pixel), 100 kV, 100 mA, rotazione di 180^◦ attorno all'asse verticale, un passo di rotazione di 0.4^◦, tempo di esposizione della camera di 1400 millisecondi e una media dei fotogrammi di 3. I raggi X sono stati filtrati con filtri in alluminio di 500 mm di spessore e filtri in rame di 38 mm di spessore. I dati sono stati ricostruiti utilizzando il software NRecon v.1.7.4.2 (Bruker-microCT) con una correzione di indurimento del fascio del 45% e un coefficiente di attenuazione che varia da 0.0 a 0.06. Il software Data Viewer v.1.5.6 (Bruker-microCT) è stato utilizzato per valutare la configurazione del canale radicolare di ciascun campione ed escludere i campioni che mostrano difetti, linee di craquelé, crepe, carie, riassorbimento, fratture o formazione incompleta della radice.

Dai campioni scansionati, sono stati selezionati 20 radici mesiali che mostrano 2 canali indipendenti (MB e ML) e 20 radici che mostrano 3 canali indipendenti (MB, MM e ML) dal livello di furcazione fino ad almeno 5 mm in direzione apicale. Le radici selezionate (N = 40) sono state quindi distribuite in 2 gruppi sperimentali (n = 20) e 2 gruppi di controllo (n = 20) in base alla lunghezza della radice (10.0 ± 1.0 mm), al numero di orifizi del canale radicolare nel terzo coronale (2 o 3 canali indipendenti) e allo spessore della radice al livello di furcazione (sia in direzione buccolinguale che mesiodistale), con l'obiettivo di creare gruppi sperimentali ben bilanciati e basati sull'anatomia (Tabella 1). Lo spessore della dentina è stato calcolato secondo uno studio precedente.

Preparazione del campione

Nei gruppi sperimentali 1 (n = 10, 2 canali indipendenti) e 3 (n = 10, 3 canali indipendenti), i canali radicolari sono stati inizialmente negoziati con un K-file di dimensione 06 (Dentsply Sirona, Ballaigues, Svizzera), e la pervietà è stata stabilita fino a un K-file di dimensione 10 (Dentsply Sirona). La lunghezza di lavoro è stata determinata 1 mm prima del forame apicale. I canali radicolari sono stati progressivamente allargati con strumenti ProTaper Next X1 (dimensione 17, .04 taper), X2 (dimensione 25, .06 taper) e X3 (dimensione 30, .07 taper) (Dentsply Sirona) secondo le indicazioni del produttore. Sono stati utilizzati un totale di 15 mL di ipoclorito di sodio al 5,25% somministrato attraverso un ago da 31-G (NaviTip; Ultradent Products, Inc, South Jordan, UT) posizionato fino a 2 mm prima della lunghezza di lavoro come irrigante in ciascun dente. L'irrigazione finale è stata eseguita con 5 mL di EDTA al 17% per 1 minuto seguita da 5 mL di acqua distillata. Un singolo endodontista esperto ha eseguito tutte le procedure di preparazione. I canali radicolari nei gruppi 2 (n = 10, 2 canali indipendenti) e 4 (n = 10, 3 canali indipendenti) non hanno ricevuto alcun trattamento e hanno servito come controlli.

Test di Resistenza alla Frattura

Le radici sono state coperte con fogli di alluminio spessi 0,2 mm e incorporate in resina acrilica (Meliodent; Bayer Dental, Leverkusen, Germania) utilizzando stampi di plastica cilindrici (20 X 20 mm) allineando il loro asse verticale con un goniometro ed esponendo 2 mm delle loro porzioni coronali. Dopo la completa polimerizzazione della resina, le radici sono state rimosse dallo stampo acrilico e i fogli di alluminio sostituiti con uno strato sottile di silicone (Oranwash L plus Indurent Gel; Zhermack, Badia Polestine, Italia) per simulare il legamento parodontale. Ogni blocco acrilico è stato posizionato e stabilizzato sulla piastra inferiore di una macchina universale di prova (AGS-X; Shimadzu Corporation, Tokyo, Giappone) per consentire alla punta di una sfera in acciaio inossidabile (1 mm di diametro) di essere posizionata al centro della superficie coronale della radice sul dente sano, evitando l'orifizio del canale radicolare. Il carico è stato applicato a una velocità di avanzamento di 1 mm/min fino a quando non si è verificata la frattura, rappresentata da un'improvvisa caduta della forza rilevata da un software dedicato (Trapezium X, Shimadzu Corporation). La forza necessaria per la frattura è stata registrata in newton. Tutte le radici sono state mantenute in un ambiente di umidità del 100% durante il test di frattura. Dopo la procedura sperimentale, 2 valutatori precedentemente calibrati hanno esaminato le radici sotto ingrandimento X10 (Stemi 2000; Carl Zeiss, Göttingen, Germania) insieme e hanno classificato l'estensione orizzontale (completa, buccale-centrale, orale-centrale, centrale o mesiodistale) e il decorso (retto, obliquo, curvo o a zigzag) delle fratture secondo la classificazione proposta da von Arx e Bosshardt. Se i valutatori non riuscivano a raggiungere un consenso, è stato consultato un terzo esaminatore.

Analisi Statistica

I parametri anatomici preoperatori (Tabella 1) e i dati sulla resistenza alla frattura hanno rivelato una distribuzione normale (test di Shapiro-Wilk, P ˃ .05), e i risultati sono stati confrontati statisticamente tra i gruppi utilizzando l'analisi della varianza unidirezionale e i test post hoc di Tukey. La distribuzione, l'estensione, i tipi e i corsi della frattura sono stati confrontati con il test del chi-quadrato. Le analisi statistiche sono state eseguite con SPSS v.21 (IBM Corp, Armonk, NY) con una soglia significativa fissata al 5%.

Risultati

Tabella 2 presenta le statistiche descrittive per i valori di resistenza alla frattura, mentre Tabella 3 rivela i tipi e i corsi di estensione della frattura osservati in tutti i campioni. I valori medi di resistenza alla frattura misurati nelle radici mesiali non preparate con 2 (gruppo 2, 696.1 ± 186.3 N) o 3 (gruppo 4, 558.4 ± 154.6 N) canali indipendenti non hanno mostrato differenze significative (P ˃ .05), mentre i valori più bassi sono stati osservati nelle radici preparate con un canale MM (gruppi 3, 377.1 ± 77.2 N) (P ˂ .05). La resistenza alla frattura nel gruppo 1 (radici preparate con 2 canali, 528.4 ± 134.3 N) non ha mostrato differenze statisticamente significative rispetto alle radici non preparate con 3 canali (gruppo 4, 558.4 ± 154.6 N) (P ˃ .05) (Tabella 2). L'esame stereomicroscopico dei campioni fratturati (Fig. 1) ha rivelato che le estensioni della frattura in tutti i gruppi erano per lo più nei tipi centrale (n = 16) e buccale-centrale (n = 21), mentre le frequenze più alte del corso della frattura erano curve (n = 23) e oblique (n = 8) (Tabella 3). Il test del chi-quadrato non ha rivelato differenze significative nei tipi di frattura tra i diversi gruppi (P ˃ .05).

Discussione

Attualmente, notevole attenzione è stata rivolta alle terapie minimamente invasive in odontoiatria. Questo approccio mira a preservare il tessuto dentale duro sano per evitare fallimenti strutturali. In endodonzia, la preservazione della dentina pericervicale, che si estende per circa 4 mm coronali e 4 mm apicali rispetto all'osso crestal alveolare, è stata considerata cruciale poiché questa struttura è responsabile del trasferimento del carico funzionale all'osso alveolare circostante. Pertanto, la resistenza alla frattura è stata correlata alla quantità di struttura radicolare residua a questo livello. Lo studio presente ha valutato la resistenza alla frattura delle radici mesiali contenenti 2 o 3 canali indipendenti nell'aspetto pericervicale della radice. Come in tutti i test sperimentali di laboratorio, la standardizzazione dei denti è sempre un compito impegnativo a causa delle possibili variazioni nelle proprietà meccaniche della dentina, del tempo di conservazione e del mezzo di conservazione dopo l'estrazione, e questa è una delle limitazioni dello studio presente. Tuttavia, una rigorosa selezione dei campioni e una distribuzione omogenea basata sui dati morfometrici delle radici e dei canali radicolari ottenuti mediante analisi micro-CT miravano ad aumentare la validità interna del metodo e, di conseguenza, l'affidabilità dei risultati.

In generale, i risultati di questa indagine hanno mostrato che, sebbene la preparazione dei canali MM abbia ridotto significativamente la resistenza alla frattura della radice mesiale, la sua presenza non è stata considerata un fattore predisponente, e l'ipotesi nulla è stata parzialmente respinta.

Uno studio recente ha dimostrato che l'ingrandimento del canale MM con lo strumento ProTaper Next X2 o X3 ha portato a una dentina radicolare significativamente più sottile rispetto ai canali MB e ML, con quasi il 26% delle sezioni trasversali analizzate che mostrano uno spessore della dentina inferiore a 0,5 mm, il che può spiegare parzialmente i risultati osservati nel presente studio. È stato anche rivelato che le radici mesiali con canali MM presentano una forma radicolare asimmetrica nella sua sezione trasversale con un profondo solco radicolare distale di sviluppo che comunemente porta a uno spessore della dentina di 0,5–1 mm. Pertanto, la maggiore suscettibilità alla frattura dei campioni selezionati sarebbe attribuibile all'effetto combinato della riduzione dello spessore della dentina, della forma irregolare del canale e della sezione trasversale asimmetrica della radice mesiale. Inoltre, è importante notare che la depressione radicolare nell'aspetto interprossimale può predisporre la radice mesiale del molare mandibolare non solo alla frattura ma anche alla perforazione radicolare quando i canali vengono preparati con strumenti a grande conicità. Questi fattori iatrogeni possono compromettere l'esito a lungo termine del trattamento endodontico.

L'obiettivo principale di questo esperimento di resistenza alla frattura in vitro era confrontare la variazione relativa nei valori di resistenza alla frattura tra i diversi gruppi sperimentali. I risultati di questa indagine hanno mostrato i valori di resistenza alla frattura più elevati nelle radici non preparate con 2 canali indipendenti (gruppo 2) (Tabella 2). Questo potrebbe essere dovuto al dente coronale più spesso (più di 1 mm) nelle direzioni distale/mesiale. Interessantemente, la resistenza alla frattura nelle radici non preparate con canali MM (gruppo 4) era simile a quella delle radici mesiali preparate con 2 canali indipendenti (gruppo 1) (Tabella 2). Secondo uno studio precedente, la percentuale delle sezioni trasversali delle radici mesiali con uno spessore di dentina <1 mm dopo la preparazione dei canali MB e ML con lo strumento ProTaper Next X3 era simile a quella osservata nelle radici non preparate con canali MM.

In base a questi risultati, se è necessaria un'ulteriore espansione apicale di una radice mesiale con un canale MM per migliorare la disinfezione, potrebbe essere consigliato di utilizzare uno strumento finale meno conico con una punta più grande. Questo aiuterebbe a mitigare il rischio di perforazione e frattura radicolare. L'influenza dell'espansione del canale radicolare con strumenti di design diverso in forme trasversali radicolari variabili deve ancora essere determinata da ulteriori studi.

La maggior parte delle fratture osservate qui sono avvenute nella posizione centrale della radice con un decorso curvo che attraversa la concavità creata dalla presenza del solco distale di sviluppo, indipendentemente dal gruppo sperimentale (Tabella 3). Tutte le fratture si sono verificate nella direzione buccolinguale in accordo con i rapporti precedenti. Questa direzione è stata associata a uno spessore ridotto della dentina prossimale nella radice mesiale. In biomeccanica, è noto che lo stress di trazione nella direzione circonferenziale provoca una diversa quantità di espansioni a seconda dello spessore delle pareti quando lo stress viene applicato in una direzione radiale perpendicolare all'asse lungo di un cilindro. Pertanto, le parti sottili di un vaso a pareti asimmetriche si espanderebbero più facilmente rispetto alle parti più spesse, e questa rapida espansione risulta in una curvatura verso l'esterno, che crea anche ulteriore stress di trazione che potrebbe portare a crepe o fratture nella superficie interna delle parti a pareti spesse. Pertanto, lo spessore di dentina più sottile solitamente correlato all'aspetto distale delle radici mesiali dei molari mandibolari potrebbe influenzare la distribuzione dello stress sulle pareti del canale radicolare portando all'accumulo nella direzione buccolinguale a causa della curvatura verso l'esterno delle pareti di dentina più sottili attorno ai canali radicolari. Inoltre, nonostante esperimenti meccanici mostrino che gli stress funzionali sono prevalentemente distribuiti nella dentina cervicale, la rimozione della dentina radicolare sposta i modelli di stress più apicalmente e lungo il piano buccolinguale, contribuendo alla propagazione della frattura nella direzione buccolinguale, come osservato nello studio presente. Infine, considerando che il ruolo della dimensione degli strumenti nella frattura verticale (VRF) non è ancora chiaro, studi futuri dovrebbero essere progettati per valutare l'influenza della preparazione del canale con dimensioni diverse nella resistenza alla frattura delle radici con forme trasversali variabili, utilizzando denti estratti abbinati contralaterali ottenuti da pazienti di età nota o il metodo di analisi agli elementi finiti con modelli tridimensionali di radici reali e osso alveolare acquisiti tramite tecnologia micro-CT.

Conclusione

Lo studio attuale ha evidenziato l'influenza delle caratteristiche anatomiche della radice mesiale dei molari mandibolari sull'istruzione dei canali e sulla successiva predilezione per le fratture. Si è concluso che la resistenza alla frattura delle radici mesiali diminuiva significativamente dopo la preparazione dei canali mesiali con strumenti a grande cono. Inoltre, sebbene la presenza di canali MM non sia stata trovata come fattore predisponente, la loro preparazione ha ridotto la resistenza alla frattura della radice mesiale dei molari mandibolari.

Autori: Ali Keleş, Cangül Keskin, Emrah Karataşlioğlu, Anil Kishen, Marco Aurélio Versiani

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