Analisi Micro–tomografica della Morfologia del Canale Radicolare degli Incisivi Mandibolari

Abstract

Introduzione: Questo studio ha avuto l'obiettivo di descrivere l'anatomia degli incisivi centrali e laterali mandibolari utilizzando l'imaging micro–tomografico computerizzato.

Metodi: Cento incisivi mandibolari sono stati scansionati in un dispositivo di micro–tomografia computerizzata utilizzando una risoluzione isotropica di 22,9 mm. L'anatomia di ciascun dente (lunghezza delle radici, presenza e posizione dei canali accessori e dei delta apicali, e numero di canali) così come gli aspetti morfologici 2- e 3-dimensionali del canale (area, rotondità, diametro, volume, superficie e indice di modello strutturale) sono stati valutati. I dati sono stati confrontati statisticamente utilizzando il test t di Student (alpha = 0,05).

Risultati: Le lunghezze medie degli incisivi centrali e laterali mandibolari erano rispettivamente di 20,71 e 21,56 mm. La maggior parte degli incisivi centrali (60%) e laterali (74%) non presentava canali accessori. Un delta apicale è stato osservato in solo 1 campione. L'analisi della sezione trasversale del terzo apicale ha mostrato la presenza di 1, 2 o 3 orifizi canalari. Non è stata osservata alcuna differenza statistica nel confronto dei parametri morfologici 2- e 3-dimensionali tra incisivi centrali e laterali (P< .05). Le analisi qualitative dei modelli 3-dimensionali dei sistemi canalari radicolari degli incisivi centrali e laterali confermano che le configurazioni più prevalenti erano i tipi I (50% e 62%, rispettivamente) e III (28%) di Vertucci.

Conclusioni: In generale, gli incisivi centrali e laterali mandibolari erano simili in termini dei parametri analizzati in 2 e 3 dimensioni. I tipi I e III di Vertucci erano le configurazioni canalari più prevalenti degli incisivi mandibolari; tuttavia, sono stati descritti anche 8 nuovi tipi. (J Endod 2013;■:1–7)

Il obiettivo finale della preparazione chimico-meccanica è rimuovere lo strato interno della dentina consentendo al liquido irrigante di raggiungere l'intera lunghezza del canale radicolare, eradicando le popolazioni batteriche o almeno riducendole a livelli compatibili con la guarigione dei tessuti periradicolari. Sfortunatamente, i risultati della preparazione canalare sono negativamente influenzati dall'anatomia altamente variabile del canale radicolare. La presenza di canali aggiuntivi o deviazioni dei principali canali radicolari deve essere riconosciuta per evitare una strumentazione incompleta e il mantenimento dei fattori eziologici coinvolti nella parodontite apicale. Pertanto, la conoscenza dell'anatomia del canale radicolare e delle sue variazioni è un prerequisito per un trattamento endodontico di successo.

Di solito, i denti con radici singole presentano canali singoli come nei denti anteriori mandibolari e mascellari. Tuttavia, particolari tipi di denti, come i premolari mandibolari e gli incisivi, sono riconosciuti per mostrare una gamma distinta di variazioni nella morfologia del loro sistema di canali radicolari. Negli incisivi mandibolari, spesso è presente un ponte dentinale nella camera pulpare che divide la radice in 2 canali. I 2 canali di solito si uniscono ed escono attraverso un singolo forame apicale, ma possono persistere come 2 canali separati. In alcune occasioni, 1 canale si ramifica in 2 canali, che successivamente si riuniscono in un singolo canale prima di raggiungere l'apice.

L'incidenza di 2 canali negli incisivi mandibolari è stata riportata essere tanto bassa quanto 0,3% e tanto alta quanto 45,3%. L'ampia gamma di variazione riportata nella letteratura riguardo alla prevalenza di un secondo canale negli incisivi mandibolari è stata principalmente correlata a differenze metodologiche e razziali. Negli ultimi anni, l'imaging micro–tomografico computerizzato (micro-CT) ha acquisito un'importanza crescente nello studio dei tessuti duri in endodonzia. Questa tecnologia offre una tecnica riproducibile che può essere applicata quantitativamente così come qualitativamente per la valutazione tridimensionale del sistema di canali radicolari. Ad oggi, la letteratura manca di una descrizione dettagliata della variazione anatomica degli incisivi mandibolari utilizzando la tecnologia micro-CT. Pertanto, l'obiettivo di questo studio era descrivere gli aspetti morfometrici dell'anatomia interna degli incisivi centrali e laterali mandibolari utilizzando l'imaging micro-CT.

Materiali e Metodi

Un totale di 612 incisivi mandibolari umani a radice singola estratti dalla popolazione brasiliana erano disponibili per questo studio. Il sesso e l'età dei pazienti erano sconosciuti. Prima della selezione del campione, ogni dente è stato pulito e esaminato sotto ingrandimento (×3.5). I criteri di esclusione includevano denti in cui la presenza di carie, attrito o fratture interrompeva il contorno caratteristico del dente necessario per differenziare l'incisivo mandibolare centrale da quello laterale o comprometteva le misurazioni successive. Applicando tali criteri, il campione iniziale è stato ridotto a 234 denti. Per essere accettati come incisivi centrali o laterali per questa indagine, era necessaria l'approvazione di 3 degli autori. Pertanto, ulteriori 134 denti sono stati scartati e il campione finale era composto da 50 incisivi centrali e 50 laterali (N = 100) con apici completamente formati, che sono stati conservati in fiale di plastica individuali etichettate contenenti una soluzione di timolo allo 0,1%. Dopo l'approvazione del comitato etico (Protocollo # 0072.0.138.000-09), i campioni sono stati lavati in acqua corrente per 24 ore, montati su un attacco personalizzato e scansionati in un sistema micro-CT (SkyScan 1174v2; Bruker-microCT, Kontich, Belgio) utilizzando 50 kV, 800 mA e una risoluzione isotropica di 22,9 mm. Le immagini di ciascun campione sono state ricostruite dall'apice al livello della giunzione cemento-smalto con software dedicato (NRecon v.1.6.3, Bruker-microCT), fornendo sezioni trasversali assiali della struttura interna dei campioni. Il software DataViewer v.1.4.4 (Bruker-microCT) è stato utilizzato per valutare la lunghezza dei denti, la presenza e la posizione dei canali accessori e il numero di orifizi canalari a 5 diversi livelli nel terzo apicale. Il software CTAn v.2.2.1 (Bruker-microCT) è stato utilizzato per la valutazione tridimensionale del canale radicolare (volume, area superficiale e indice del modello di struttura) dall'apice alla giunzione cemento-smalto. È stata inoltre eseguita una valutazione bidimensionale (area, rotondità, diametro maggiore e diametro minore) del canale nel terzo apicale a ogni intervallo di 1 mm dall'orifizio apicale principale.

Il volume è stato calcolato come il volume degli oggetti binarizzati all'interno del volume di interesse. Per la misurazione della superficie del set di dati multilayer tridimensionale, sono stati utilizzati 2 componenti della superficie misurata in un piano bidimensionale: i perimetri degli oggetti binarizzati su ciascun livello di sezione trasversale e le superfici verticali esposte dalle differenze di pixel tra sezioni trasversali adiacenti. L'indice del modello strutturale (SMI) implica una misurazione della convessità della superficie in una struttura tridimensionale. L'SMI è derivato come 6.([S’.V]/S²), dove S è l'area della superficie dell'oggetto prima della dilatazione e S’ è la variazione dell'area superficiale causata dalla dilatazione. V è il volume dell'oggetto iniziale, non dilatato. Una piastra ideale, un cilindro e una sfera hanno valori SMI di 0, 3 e 4, rispettivamente. L'area è stata calcolata utilizzando l'algoritmo di Pratt. L'aspetto della sezione trasversale, rotondo o più a forma di nastro, è stato espresso come rotondità. La rotondità di un oggetto discreto bidimensionale è definita come 4.A/(p.[d_max]²), dove "A" è l'area e "d_max" è il diametro maggiore. Il valore della rotondità varia da 0 a 1, con 1 che indica un cerchio. Il diametro maggiore è definito come la distanza tra i 2 pixel più distanti nell'oggetto, e il diametro minore è il cordone più lungo attraverso l'oggetto che può essere tracciato nella direzione ortogonale a quella del diametro maggiore.

I modelli tridimensionali sono stati ricostruiti dalle immagini sorgente utilizzando segmentazione automatica e modellazione della superficie con il software CTAn v.2.2.1. Il software CTVol v.2.4 (Bruker-microCT) è stato utilizzato per la visualizzazione e la valutazione qualitativa dei campioni riguardo alla configurazione del canale radicolare secondo il sistema di configurazione di Vertucci.

Poiché le assunzioni di normalità potevano essere verificate (test di Shapiro-Wilk, P > .05), i risultati delle analisi 2- e 3-dimensionali degli incisivi mandibolari centrali e laterali, descritti come media e deviazione standard, sono stati confrontati statisticamente utilizzando il test t di Student (SPSS v17.0; SPSS Inc, Chicago, IL) con un livello di significatività fissato al 5%.

Risultati

La lunghezza degli incisivi mandibolari centrali e laterali, misurata dall'apice al bordo incisale, variava da 16.01 a 27.18 mm (20.71 1.69 mm) e da 17.45 a 28.38 mm (21.56 1.82 mm), rispettivamente, senza differenze statistiche significative tra di loro (P > .05). Canali accessori sono stati osservati solo nel terzo apicale; tuttavia, la maggior parte degli incisivi centrali (n = 30, 60%) e laterali (n = 37, 74%) non presentava canali accessori (Fig. 1A). Nel 38% (n = 19) e nel 26% (n = 13) degli incisivi centrali e laterali, rispettivamente. Il numero di canali accessori variava da 1 a 2 (Fig. 1B e C). Un delta apicale è stato osservato in un solo incisivo centrale (2%) (Fig. 1D). L'analisi della sezione trasversale del terzo apicale ha mostrato che la maggior parte dei campioni aveva solo 1 canale; tuttavia, in alcuni campioni, sono stati osservati 2 canali separati in tutti i livelli analizzati. Tre canali radicolari erano presenti principalmente nel terzo apicale dell'incisivo centrale mandibolare (Tabella 1 e Fig. 2A–C).

Non è stata osservata alcuna differenza statistica nel confronto tra volume, area superficiale e valori SMI tra incisivi centrali (4.38 1.97 mm³, 36.17 10.55 mm², e 2.16 0.36, rispettivamente) e incisivi laterali (4.74 1.33 mm³, 39.76 7.38 mm², e 2.09 0.44, rispettivamente) (P > .05). I risultati dell'analisi morfometrica bidimensionale del canale radicolare nel terzo apicale sono dettagliati in Tabella 2. L'area del canale radicolare in entrambi i denti è aumentata gradualmente in direzione coronale. Le forme dei canali (rotondità) non sono rimaste costanti da un livello all'altro. In generale, la rotondità media che varia da 0.37 0.21 a 0.52 0.19 rappresenta una configurazione piatta o ovale del canale nel terzo apicale di entrambi i gruppi di denti. L'analisi dell'anatomia esterna dei campioni ha mostrato che la presenza di scanalature negli aspetti prossimali della radice rifletteva la configurazione della sezione trasversale del canale radicolare. Non è stata trovata alcuna differenza statistica nel confronto tra area, rotondità e valori del diametro minore a tutti i livelli analizzati del canale radicolare principale (P > .05). In media, il diametro maggiore era il doppio della lunghezza del diametro minore. Quest'ultimo era generalmente la dimensione più stretta del canale in tutti i livelli. Tuttavia, è stata osservata una differenza statistica significativa tra incisivi centrali e laterali riguardo al diametro maggiore del canale a 3 e 5 mm dall'apice del forame (P < .05). Il diametro maggiore del canale radicolare al livello di 5 mm ha mostrato anche un aumento del 95.45% e del 135.55% rispetto al livello di 1 mm nei denti incisivi centrali e laterali, rispettivamente.

Le analisi qualitative dei modelli tridimensionali del sistema canalare radicolare dei denti incisivi centrali e laterali confermano che le configurazioni più prevalenti erano i tipi I di Vertucci (50% e 62%, rispettivamente) (Fig. 3A) e III (28%) (Fig. 3B), così come la configurazione tipo VII (Fig. 3C) e la sua variazione (Fig. 3D). Otto nuove configurazioni del canale radicolare sono state riscontrate nello studio attuale (Figs. 3E–L) che non sono incluse nel classico sistema di configurazione di Vertucci. La distribuzione percentuale della frequenza della configurazione morfologica del sistema canalare radicolare negli incisivi mandibolari è riassunta in Tabella 3.

Discussione

La morfologia esterna degli incisivi centrali e laterali mandibolari è stata considerata simile da molti autori. Di solito, gli incisivi mandibolari hanno una radice singola, che è più stretta mesiodistalmente rispetto a buccolingualmente e si assottiglia verso l'apice.

Nonostante il fatto che l'incisivo laterale mandibolare assomigli all'incisivo centrale mandibolare, in media, era più largo e lungo. Woelfel e Scheid hanno riportato una dimensione media di 20,8 mm (che varia da 16,9 a 26,7 mm) e 22,1 mm (che varia da 18,5 a 26,6 mm) per 226 incisivi centrali mandibolari e 234 incisivi laterali mandibolari, rispettivamente, che è in accordo con i risultati attuali.

Un canale accessorio è stato definito come qualsiasi ramo del canale o camera pulpare principale che comunica con la superficie esterna della radice, mentre un delta apicale è la presenza di più canali accessori all'apice o vicino ad esso. Essi fungono da vie per il passaggio di irritanti principalmente dalla polpa al parodonto. Nello studio attuale, un delta apicale è stato osservato in solo 1 incisivo centrale, mentre tutti i canali accessori erano situati nel terzo apicale. In studi precedenti, i canali accessori negli incisivi centrali e laterali mandibolari sono stati osservati nel 3,2% e 3,9%, 10,3% e 3,8%, e 24% e 26% dei campioni. Nonostante il fatto che alcuni autori non abbiano osservato alcun delta apicale in questi gruppi di denti, la sua incidenza è stata riportata come 5,9% e 19,4% e 29,5% e 19,5% negli incisivi centrali e laterali mandibolari, rispettivamente. Tali differenze potrebbero essere spiegate attraverso la diversità nell'origine del campione o fattori razziali, così come i metodi di valutazione. Tuttavia, questi risultati confermano l'evidenza che negli incisivi mandibolari i canali accessori sono solitamente situati nel terzo apicale.

Se la chirurgia diventa necessaria, l'anatomia naturale viene alterata e devono essere affrontate ulteriori caratteristiche anatomiche. I risultati saranno scarsi se questa anatomia alterata non viene riconosciuta e trattata correttamente. Considerando che, nei incisivi mandibolari, la maggior parte dei canali accessori è stata osservata nel terzo apicale; smussare l'apice radicolare di 3 mm durante le procedure chirurgiche può rimuovere la stragrande maggioranza dei canali accessori non preparati e non otturati, eliminando così la possibilità di fallimento. Tuttavia, in una procedura chirurgica, un istmo non debrido può diventare esposto e un singolo forame può diventare più forami. Nonostante il fatto che i canali siano generalmente più a nastro o a forma di ovale lungo nei livelli coronali e diventino rotondi o ovali a 1 mm dal forame apicale, è interessante notare che il numero e la forma dei canali non sono sempre rimasti costanti nel terzo apicale. Pertanto, in questo caso, la microscopia chirurgica e la preparazione ultrasonica dell'apice radicolare aiuterebbero il clinico a visualizzare meglio l'apice, incorporando sia i canali che l'istmo nella preparazione dell'apice radicolare per garantire una completa detrazione e sigillatura del sistema canalare radicolare.

Le somiglianze tra gli incisivi centrali e laterali mandibolari non sono solo legate all'anatomia esterna. In realtà, le analisi 2 e 3-dimensionali del sistema canalare radicolare hanno mostrato che entrambi i denti presentano caratteristiche analoghe. A differenza degli studi precedenti che utilizzavano metodi di chiarificazione, sezionamento, modellazione o radiografici, gli algoritmi utilizzati nella valutazione micro-CT consentono ulteriori misurazioni di parametri geometrici di base come volume e area superficiale, così come ulteriori descrittori della forma del canale come l'SMI. L'SMI è determinato da un ingrandimento infinitesimale della superficie, mentre la variazione del volume è correlata ai cambiamenti dell'area superficiale (cioè, la convessità della struttura). Questo parametro 3-dimensionale implica la misurazione della curvatura convessa della superficie, consentendo una quantificazione obiettiva di quanto l'oggetto sia "simile a un bastone" o "simile a una piastra". Un set di dati 3-dimensionali è stato utilizzato per creare un modello liscio del canale radicolare. Utilizzando questo modello, l'area superficiale e il volume sono stati utilizzati per calcolare l'SMI. Un oggetto composto puramente da piastre avrebbe un SMI di 0, e un oggetto composto puramente da bastoni avrebbe un SMI di 3. Gli oggetti contenenti una miscela di elementi avrebbero valori intermedi. In sintesi, se una piastra perfetta viene ingrandita, l'area superficiale non cambia, producendo un SMI di 0. Tuttavia, se un bastone viene espanso, l'area superficiale aumenta con il volume, e l'SMI è normalizzato, in modo che i bastoni perfetti ricevano un punteggio SMI di 3. Nello studio attuale, i risultati dell'SMI hanno indicato che il sistema canalare radicolare degli incisivi centrali (che varia da 1,42 a 2,99) e laterali (che varia da 1,4 a 3,06) variava da una geometria piatta o ovale a una geometria cilindrica.

I risultati del volume e dell'area superficiale non possono essere confrontati perché non ci sono informazioni su questo argomento nella letteratura riguardante gli incisivi mandibolari, sebbene siano inferiori rispettivamente del 70% e del 50% rispetto ai canini mandibolari. Nei canali radicolari infetti, è possibile che questo piccolo volume e area superficiale contribuiscano a una rapida perdita di efficacia della soluzione irrigante durante le procedure di modellamento. In tali situazioni, si raccomanda un'irrigazione continua con soluzione fresca. Inoltre, sarebbe consigliabile eseguire un lavaggio ad alto volume della soluzione irrigante dopo che la procedura di modellamento è stata completata.

Un'efficace detersione del canale radicolare si basa su una determinazione accurata della lunghezza di lavoro e un'adeguata espansione del canale apicale, che consentono una migliore irrigazione nell'area apicale, ottimizzando la disinfezione del canale radicolare. Uno studio precedente sugli incisivi mandibolari ha riportato un diametro del canale che variava da 0,13 a 0,80 mm (diametro maggiore) e da 0,12 a 0,33 mm (diametro minore) a 1 mm dalla forame apicale. Nonostante le differenze nell'approccio metodologico, questi risultati erano piuttosto simili a quelli attuali. Considerando tutti i campioni analizzati, i diametri maggiore e minore del canale radicolare a questo livello variavano da 0,09 a 1,10 mm e da 0,02 a 0,43 mm, rispettivamente. Miyashita et al hanno osservato che nel 4,6% del loro campione (n = 50), il diametro maggiore del canale nel terzo apicale era superiore a 0,7 mm, mentre Mauger et al hanno trovato un diametro medio del canale di 0,49 mm (che variava da 0,18 a 1,49) a questo livello. Queste grandi variazioni sono coerenti con i valori di rotondità che variavano da 0,15 a 0,83, il che significa che la sezione trasversale del canale variava da una forma a nastro a una forma più rotonda. Questi dati indicano anche che, in alcuni casi, la detersione meccanica a livello apicale potrebbe essere migliorata solo con strumenti fino a una dimensione ISO 100 per evitare di lasciare pinne intatte sugli aspetti buccali e/o linguali dell'area del canale centrale. Tuttavia, considerando che gli incisivi mandibolari hanno una radice piatta con il diametro più stretto nella direzione mesiodistale, l'uso di strumenti con punta o conico grandi potrebbe portare a strappo o perforazione della radice. Sottolinea l'uso di supplementi di disinfezione aggiuntivi come l'irrigazione ultrasonica passiva o la pressione apicale negativa per migliorare la detersione apicale.

Molti metodi sono stati utilizzati con successo per molti anni per indagare la morfologia interna degli incisivi mandibolari; tuttavia, alcune limitazioni intrinseche ripetutamente discusse hanno incoraggiato la ricerca di nuovi metodi in grado di produrre risultati migliorati. La differenza nei risultati degli studi precedenti può essere correlata alle limitazioni di ciascun metodo e alla variazione individuale dei canali radicolari. In vivo e ex vivo studi sugli incisivi mandibolari utilizzando metodi radiografici hanno consentito solo una valutazione bidimensionale della complessità del sistema canalare. In questo modo, i risultati erano limitati al numero di canali e alla presenza di un'uscita apicale comune o separata. Questo metodo non consente di determinare se una parete di dentina separa 2 canali distinti o se i 2 canali sono connessi da un istmo di tessuto pulpare, cosa che potrebbe essere ottenuta sezionando i campioni. Tuttavia, le tecniche di sezionamento causano la distruzione dei campioni così come importanti dettagli anatomici, limitando l'analisi a solo alcune sezioni del canale radicolare. Pertanto, utilizzando metodi convenzionali, i dettagli fini del sistema canalare possono andare persi durante la preparazione del campione. Per superare le limitazioni dei suddetti metodi bidimensionali, è stata utilizzata la tecnica di chiarificazione nello studio dell'anatomia interna dei denti incisivi mandibolari. I principali vantaggi di questo metodo sono che è economico, non richiede attrezzature di laboratorio complesse e consente un esame approfondito del sistema canalare. Al contrario, il dente viene alterato in modo irreversibile a causa della sua dissoluzione e dell'iniezione di colorante. Inoltre, l'inchiostro può penetrare in aree con grande permeabilità della dentina e distorcere l'aspetto del canale radicolare originale. Al contrario, il materiale iniettato potrebbe non fluire adeguatamente in tutte le ramificazioni del canale, risultando in un'immagine inaccurata dello spazio del canale pulpare. Pertanto, nello studio presente, sono stati esaminati incisivi mandibolari estratti utilizzando un dispositivo che fornisce viste tridimensionali e dettagliate del dente senza la necessità di sezionamento, preparazione o distruzione dei campioni.

Nel 1974, utilizzando denti trasparenti, Vertucci è stato in grado di identificare 8 diverse configurazioni dello spazio pulpare. Insieme, solo pochi studi sui incisivi mandibolari hanno tentato di valutare la morfologia del canale radicolare utilizzando questo sistema di configurazione come nello studio attuale. Tabella 3 riassume i principali risultati di questi studi. Complessivamente, le configurazioni di canale più prevalenti sia nei canali centrali che laterali mandibolari erano i tipi I e III. Tuttavia, nonostante la piccola percentuale del campione, sono stati segnalati anche molti altri sistemi di configurazione diversi (Tabella 3). Questa mancanza di coerenza nella prevalenza riportata dei diversi sistemi morfologici del canale radicolare degli incisivi mandibolari è probabilmente correlata alla metodologia coinvolta, alla selezione del campione, al disegno dello studio (in vivo vs ex vivo), alla divergenza razziale o persino alla diversa interpretazione della configurazione del canale da parte dei diversi investigatori.

Sebbene la presenza di diverse configurazioni dei canali radicolari negli incisivi mandibolari sia stata raramente riportata rispetto al classico sistema di configurazione di Vertucci, i clinici devono essere consapevoli di queste variazioni anatomiche. Clinicamente, le radiografie sono state uno degli strumenti più importanti per rilevare le variazioni anatomiche dei denti. Sfortunatamente, i doppi canali radicolari negli incisivi mandibolari inferiori sono raramente evidenti nelle radiografie cliniche, e le procedure endodontiche di routine dall'approccio linguale non riescono a rivelare la presenza del secondo canale.

Pertanto, altri metodi diagnostici come l'imaging tomografico a spirale e a fascio conico, così come l'uso di un microscopio operatorio chirurgico, potrebbero essere utili in tali condizioni, supportando i clinici durante la diagnosi e il trattamento degli incisivi mandibolari. In sintesi, i dati riportati possono aiutare i clinici a comprendere le variazioni nella morfologia dei canali radicolari degli incisivi mandibolari al fine di superare i problemi associati alle procedure di modellatura e pulizia.

Conclusioni

In generale, gli incisivi centrali e laterali mandibolari erano simili in termini dei parametri analizzati in 2 e 3 dimensioni. I tipi I e III di Vertucci erano le configurazioni canalari più prevalenti osservate negli incisivi mandibolari; tuttavia, sono stati descritti anche 8 nuovi tipi.

Autori: Graziela Bianchi Leoni, Marco Aurélio Versiani, Jesus Djalma Pécora, Manoel Damião de Sousa-Neto

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