Passaggi Aggiuntivi per la Rimozione di Detriti Duri dalle Complessità Anatomiche del Sistema Canalare Mesiale dei Molari Mandibolari: Uno Studio Micro–Tomografico

Abstract

Introduzione: Questo studio in vitro ha cercato di confrontare l'efficacia di un dispositivo di attivazione dell'irrigante sonico con l'attivazione ultrasonica e l'irrigazione con ago nella rimozione dei detriti di tessuto duro (HTD) dalle complessità anatomiche del sistema canalare radicolare.

Metodi: Sono state selezionate ventisette radici mesiali di molari mandibolari umani estratti con 2 canali connessi da un istmo, basandosi su scansioni di micro-tomografia computerizzata (dimensione del voxel di 12 mm). I canali mesiali sono stati preparati meccanicamente fino a ProTaper Next X3 (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Svizzera) e distribuiti anatomicamente in 3 gruppi (n = 9) secondo il protocollo di irrigazione finale: irrigazione attivata sonicamente (SAI) utilizzando il sistema EDDY (VDW GbmH, Monaco, Germania) per 3 X 20 secondi, irrigazione attivata ultrasonicamente (UAI) utilizzando una punta Irrisafe di dimensione 20 (Satelec Acteon, Mérignac, Francia) per 3 X 20 secondi, e irrigazione convenzionale utilizzando un ago da 30-G adattato a una siringa. Sono state effettuate scansioni di micro-tomografia computerizzata dopo l'istrumentazione e dopo l'attivazione supplementare dell'irrigante. Dopo la ricostruzione e la coregistrazione, è stato calcolato il volume riempito con HTD prima e dopo l'attivazione dell'irrigante, e la percentuale media di riduzione di HTD dopo l'irrigazione finale è stata confrontata all'interno e tra i gruppi utilizzando il test t per campioni appaiati e il test post hoc di analisi della varianza unidirezionale di Tukey, rispettivamente (α = 5%).

Risultati: È stata osservata una significativa riduzione del volume riempito con HTD dopo l'attivazione dell'irrigante in tutti i gruppi (P ˂ .05). La riduzione percentuale di HTD nel gruppo UAI (66.8%) era significativamente superiore a quella del gruppo SAI (36.4%) (P ˂ .05), mentre il risultato del gruppo di irrigazione convenzionale (43.7%) non differiva statisticamente dai gruppi UAI o SAI (P ˃ .05).

Conclusioni: Tutti i passaggi di irrigazione supplementari testati hanno ridotto significativamente la quantità di detriti creati durante la preparazione del canale radicolare. L'attivazione ultrasonica ha portato alla maggiore riduzione media dei detriti. (J Endod 2020;46:1508–1514.)

La preparazione chimiomeccanica del sistema del canale radicolare comporta l'ingrandimento dello spazio del canale con strumenti manuali e/o azionati da motore in combinazione con l'irrigazione con soluzioni antimicrobiche. Sebbene l'istrumentazione meccanica sia necessaria per consentire l'accesso degli irriganti nell'area apicale e per permettere un corretto riempimento del canale, presenta una serie di svantaggi. Questi includono la creazione di uno strato di fango sulle pareti del canale, la mancanza di una copertura completa della superficie della parete del canale e la produzione di detriti di tessuto duro (HTD), che possono accumularsi nell'anatomia secondaria. Nei canali infetti, l'HTD accumulato può contenere batteri e fungere da nidus per la reinfezione del canale radicolare. Inoltre, i detriti accumulati nel sistema del canale possono compromettere una disinfezione e un riempimento approfonditi. Pertanto, le soluzioni irriganti sono cruciali per sciacquare via i detriti, pulire le aree non strumentate dei canali radicolari, rimuovere lo strato di fango e disinfettare ulteriormente lo spazio del canale.

Il metodo tradizionale di irrigazione con siringa e ago spesso fallisce nella consegna adeguata delle soluzioni irriganti all'interno della complessa microstruttura 3D del sistema canalare perché la penetrazione del fluido oltre la punta dell'ago è limitata e le estensioni del canale spesso ospitano detriti dopo l'irrigazione. Di conseguenza, sono state proposte diverse tecniche di attivazione ultrasonica e sonica per migliorare la distribuzione dell'irrigante all'interno dello spazio del canale radicolare, aumentando la sua efficacia.

L'irrigazione attivata ultrasonicamente (UAI) implica l'attivazione dell'irrigante mediante uno strumento oscillante ultrasonico posizionato al centro del canale, solitamente dopo la sua modellazione. Sebbene siano stati osservati effetti di cavitazione con UAI, si ritiene che il microstreaming acustico sia l'azione principale di pulizia. Numerosi

in vitro studi hanno dimostrato che l'UAI è più efficace dell'irrigazione con siringa convenzionale nella pulizia delle irregolarità del canale radicolare.

Inoltre, sono stati dimostrati isthmi significativamente più puliti quando si utilizza UAI rispetto all'irrigazione con siringa, sia in vitro che in vivo. Gli svantaggi di UAI includono la frattura degli strumenti e la rimozione incontrollata di dentina dalle pareti del canale radicolare.

Rispetto agli strumenti azionati ultrasonicamente, che operano a una frequenza superiore a 20 kHz, i dispositivi di irrigazione attivati sonicamente (SAI) operano a frequenze più basse (20–20.000 Hz) e quindi producono tensioni di taglio inferiori. Recentemente, è stato introdotto un nuovo dispositivo sonico (EDDY; VDW GbmH, Monaco, Germania) azionato a una frequenza più alta (6000 Hz) rispetto ad altri dispositivi SAI. Il sistema EDDY consiste in una punta in polimero affusolata e liscia accoppiata a uno scaler sonico, che viene attivato all'interno dello spazio del canale radicolare dopo la modellazione finale. Un certo numero di studi in vitro ha dimostrato che EDDY ha performato meglio dell'irrigazione con siringa in termini di rimozione di idrossido di calcio, un idrogel che mimica il biofilm dall'isthmus, detriti delle pareti del canale e il layer di smear, e tessuto molle da una scanalatura della parete del canale radicolare.

Rispetto all'UAI, i risultati sono meno inequivocabili. Sebbene alcuni studi abbiano dimostrato risultati di pulizia migliori con EDDY, altri non hanno trovato differenze tra di essi. Tuttavia, la maggior parte di questi studi ha utilizzato modelli non convalidati o risultati surrogati inadeguati o somigliavano a situazioni molto specifiche per la pulizia dei canali; pertanto, le informazioni su risultati clinicamente significativi standard sono ancora mancanti. Ad eccezione di 1 studio, non ci sono informazioni sulle prestazioni di EDDY nella rimozione di HTD da ampie aree di istmo nei canali radicolari mesiali dei molari mandibolari. Pertanto, l'obiettivo di questo in vitro studio era confrontare l'efficacia del sistema EDDY con attivazione ultrasonica e irrigazione con siringa nella rimozione di HTD accumulati dalle complessità anatomiche dei canali radicolari mesiali dei molari mandibolari mediante analisi di imaging micro-tomografico (micro-CT). L'ipotesi nulla testata era che non ci fossero differenze nella rimozione di HTD tra i 3 passaggi di irrigazione supplementari.

Materiali e metodi

Selezione dei campioni e imaging Dopo l'approvazione del Comitato Etico dell'Università di Gand (protocollo EC/2017/1638), Gand, Belgio, sono stati selezionati 27 denti con apici completamente chiusi e 2 canali connessi da un'ampia area di istmo in radici mesiali moderatamente curve da un pool di denti molari mandibolari estratti per motivi non correlati a questo studio. Il calcolo della dimensione del campione ha indicato che erano necessari 9 radici per gruppo per supportare l'analisi con una potenza dell'80% e un livello di significatività del 5% con una differenza media di riduzione dei detriti del 23%. I campioni sono stati incorporati in resina acrilica autoindurente e scansionati a una dimensione del voxel di 12 mm utilizzando il micro-CT HECTOR (High-Energy CT system Optimized for Research) sviluppato su misura (Centro di Tomografia a Raggi X, Gand, Belgio). Il sistema è stato impostato a 120 kV e 138 mA. Per ogni scansione,

sono state acquisite 2001 proiezioni che coprivano una rotazione completa di 360^◦ attorno all'asse verticale. Le immagini sono state ricostruite in sezioni trasversali con il software NRecon v.1.6.9 (Bruker-microCT, Kontich, Belgio) utilizzando parametri standardizzati per l'indurimento del fascio (15%), correzione dell'artefatto ad anello (5%) e limiti di contrasto simili. Il volume di interesse (la radice mesiale) è stato selezionato dalla giunzione cemento-smalto fino all'apice della radice, e la regione di interesse in ciascuna sezione comprendeva l'area sia dei canali radicolari che dell'istmo. Il software CTAn v.1.14.4 (Bruker micro-CT) è stato utilizzato per valutare la configurazione del canale radicolare e per misurare l'altezza, la larghezza e la lunghezza dell'istmo, così come la lunghezza (in mm), il volume (in mm³), l'area superficiale (in mm²) e l'indice del modello strutturale (SMI) del sistema canalare radicolare mesiale. Sono stati anche resi modelli tridimensionali dei canali mesiali e valutati qualitativamente riguardo alla configurazione del canale (CTVol v.2.2.1, Bruker-microCT).

Preparazione del Canale Radicolare e Gruppi Dopo la preparazione convenzionale della cavità d'accesso, i canali radicolari mesiali sono stati preparati sequenzialmente con strumenti rotativi ProTaper Next X1, X2 e X3 (dimensione 30, 0.07 taper) (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Svizzera) fino a 0.5 mm dal forame apicale principale. I canali sono stati irrigati con 1 mL di ipoclorito di sodio al 2.5% (NaOCl) dopo ogni strumento utilizzando un ago da 27-G (Monoject; Sherwood Medical, Norfolk, NE) adattato a una siringa da 3 mL. Successivamente, i canali sono stati asciugati con punti di carta assorbente e le radici sono state sottoposte a una nuova scansione e ricostruzione applicando le impostazioni dei parametri precedentemente menzionati. Le scansioni postoperatorie sono state coregistrate con i rispettivi set di dati preoperatori utilizzando il modulo di registrazione rigida del software 3D Slicer 4.3.1 (disponibile su www.slicer.org), e la quantificazione dell'HTD è stata eseguita utilizzando il software Fiji (Fiji v.1.47n; Fiji, Madison, WI) come descritto altrove. La presenza di materiale con una densità simile a quella della dentina in regioni precedentemente occupate dall'aria nello spazio del canale radicolare non preparato è stata considerata HTD. Il volume totale di HTD dopo la preparazione del canale radicolare è stato misurato (in mm³) ed espresso come percentuale del volume totale del sistema canalare (vol% HTD). Al fine di migliorare la validità interna dell'esperimento, i campioni sono stati abbinati anatomici riguardo alla lunghezza del canale, alla configurazione del canale, alla morfologia dell'istmo e al vol% HTD e ulteriormente distribuiti in 3 gruppi (n = 9) secondo il protocollo di irrigazione supplementare come segue:

• Irrigazione con siringa e ago (SNI): i canali sono stati irrigati con 3 mL di NaOCl al 2,5% utilizzando un ago a intaglio da 30-G (Appli-Vac Irrigating Needle Tip; Vista Dental, Racine, WI) adattato a una siringa da 3 mL a una portata media di 0,14 mL/s.
• Irrigazione attivata sonicamente (SAI): è stato utilizzato un ago in poliamide non tagliente di dimensione 25, punta 0,04 (EDDY) azionato da un manipolo ad aria (Proxeo; W&H, Bürmoos, Austria) in ciascun canale per 3 X 20 secondi alla massima intensità (frequenza di 6000 Hz).
• Irrigazione attivata ultrasonicamente (UAI): è stata utilizzata una wire in acciaio inossidabile non tagliente di dimensione 20 (Irrisafe; Satelec Acteon, Mérignac, Francia) azionata da un dispositivo ultrasonico (Suprasson Pmax Newtron, Satelec) nei canali radicolari per 3 X 20 secondi al 45% della potenza massima (giallo 9). Il filo è stato precurvato per limitare il contatto con le pareti del canale.

Le punte di tutti gli strumenti sono state posizionate a 2 mm dalla lunghezza di lavoro e l'irrigazione è stata eseguita utilizzando un movimento su e giù con un'ampiezza di 2 mm. Nei gruppi SAI e UAI, il sistema del canale radicolare mesiale è stato risciacquato con 1 mL di NaOCl al 2,5% tra ciascun ciclo di 20 secondi utilizzando un ago da 27-G adattato a una siringa da 3 mL. Tutte le procedure sono state eseguite da un operatore esperto e precedentemente addestrato.

Analisi delle Immagini

Dopo le procedure di irrigazione supplementari, ogni canale radicolare è stato asciugato con un punto di carta assorbente e una scansione finale in micro-CT è stata eseguita seguendo gli stessi parametri riportati. Dopo aver coregistrato i set di dati, è stato misurato il vol% HTD e calcolata la riduzione percentuale di HTD secondo la seguente formula: 100 2 ([V_AF X 100]/V_BF), con V_BF e V_AF che rappresentano il volume di HTD prima e dopo i protocolli di irrigazione supplementari, rispettivamente. Un esaminatore cieco rispetto al protocollo di irrigazione finale in ciascun campione ha eseguito tutte le misurazioni. Modelli di canali radicolari abbinati a codifica colore (colori verde e arancione che indicano le superfici del canale pre e post operatorie, rispettivamente) e detriti (in colore giallo) hanno consentito un confronto qualitativo della distribuzione dell'HTD in ciascuna porzione dei canali radicolari prima e dopo le procedure sperimentali.

Analisi Statistica

I dati erano distribuiti normalmente (test di Shapiro-Wilk, P ˃ .05) ed espressi come medie con deviazioni standard. Il test t per campioni appaiati è stato utilizzato per confrontare la percentuale dei valori di HTD prima e dopo l'irrigazione finale in ciascun gruppo. Il confronto statistico della percentuale di riduzione di HTD tra i gruppi è stato effettuato utilizzando l'analisi della varianza unidirezionale con test post hoc di Tukey, con il livello di significatività fissato al 5% (SPSS v25.0; IBM Corp, Armonk, NY).

Risultati

I parametri tridimensionali (lunghezza, volume, area superficiale e SMI) valutati prima e dopo le procedure di preparazione e irrigazione eseguite nel sistema canalare mesiale dei molari mandibolari sono dettagliati in Tabella 1. Non sono state osservate differenze statisticamente significative riguardo ai parametri 3D analizzati così come il vol% di HTD dopo la preparazione (P ˃ .05), dimostrando il grado di omogeneità dei gruppi pre e post-operatori. Una significativa riduzione di HTD dopo i protocolli di irrigazione finale è stata osservata in tutti i gruppi (P ˂ .05). La percentuale di riduzione di HTD nel gruppo UAI (66.8%) era significativamente più alta rispetto al gruppo SAI (36.4%) (P ˂ .05; differenza del 30.4% con intervallo di confidenza al 95%, 6.3%–54.6%), mentre la percentuale di riduzione di HDT nel gruppo SNI (43.7%) non differiva statisticamente dai gruppi UAI e SAI (P ˃ .05). Pertanto, l'ipotesi nulla è stata respinta. Modelli tridimensionali rappresentativi del sistema canalare mesiale dei gruppi SNI, SAI e UAI prima e dopo le procedure sperimentali sono mostrati in Figura 1. In alcuni campioni, principalmente dei gruppi SNI e SAI, dopo il protocollo di irrigazione, è stato possibile osservare HTD in aree diverse rispetto a quelle osservate dopo la preparazione, suggerendo uno spostamento piuttosto che una rimozione di HTD (Fig. 1).

Discussione

Questo studio ha cercato di valutare la rimozione dell'HTD utilizzando diversi protocolli di irrigazione supplementare dopo la preparazione di radici mesiali di molari mandibolari contenenti un complesso istmo. Durante la preparazione meccanica di questa anatomia canalare impegnativa, è stato dimostrato che l'HTD accumulato nell'area dell'istmo, nelle estensioni canalari e nelle ramificazioni apicali può potenzialmente interferire con la disinfezione impedendo il flusso dell'irrigante e neutralizzando gli effetti antibatterici delle soluzioni irriganti. Pertanto, nel presente studio, sono state selezionate radici mesiali di molari mandibolari con ampie aree di istmo invece di anatomie meno complesse, come la configurazione di Vertucci tipo II utilizzata nella maggior parte delle indagini precedenti su questo argomento. Inoltre, per aumentare la validità interna dello studio riducendo il bias anatomico tra i campioni, i gruppi sono stati bilanciati in termini di parametri morfometrici 3D dei canali radicolari (lunghezza, volume, superficie e SMI) ottenuti dopo uno screening preliminare dei campioni utilizzando la tecnologia micro-CT (Tabella 1).

In generale, i nostri risultati hanno mostrato una significativa riduzione percentuale media di HTD in tutti i gruppi dopo i protocolli di irrigazione finale (Tabella 1), che può essere tradotta clinicamente in una maggiore pulizia del sistema canalare radicolare. Tuttavia, nessuno dei protocolli di irrigazione è stato in grado di rendere il sistema canalare radicolare mesiale completamente privo di particelle di dentina. Questo è in accordo con diversi studi e dimostra che i detriti accumulati in aree di irregolarità anatomiche non possono essere rimossi con le tecniche attualmente disponibili. A parte questo, nonostante un ulteriore tentativo di bilanciare i gruppi riguardo alla quantità di detriti creati dalla preparazione meccanica, le variazioni nella percentuale di riduzione dei detriti tra i campioni sono rimaste elevate alla fine dell'esperimento, il che può indicare che la distribuzione di HTD all'interno dello spazio canalare può essere imprevedibile, indipendentemente dai metodi di preparazione e/o irrigazione. È anche importante sottolineare che la procedura di preparazione in questo studio mirava a simulare lo scenario clinico utilizzando una sequenza di strumenti rotanti e passaggi di irrigazione intermittenti. Di conseguenza, ha portato a una percentuale media di vol% HTD più bassa (2,86%) dopo la preparazione rispetto a studi precedenti in micro-CT su questo argomento in cui non è stata eseguita alcuna irrigazione o solo irrigazione minima durante l'istrumentazione. Inoltre, in alcuni di questi studi, la preparazione del canale è stata eseguita utilizzando sistemi reciprocanti, che hanno dimostrato di creare quantità maggiori di detriti dentinali rispetto agli strumenti rotanti continui. Infine, nonostante il fatto che l'irrigazione con EDTA dopo la modellazione del canale abbia dimostrato di ridurre i livelli di HTD, questa soluzione non è stata utilizzata in questo studio perché avrebbe aggiunto una variabile confondente che non ci avrebbe permesso di osservare l'effetto isolato dei protocolli di irrigazione. Pertanto, rimane poco chiaro in che misura l'uso supplementare di EDTA dopo diversi protocolli di irrigazione finale influenzerebbe i livelli di HTD.

Nello studio attuale, sebbene la significatività statistica fosse al limite (P = .04), l'UAI ha portato a una riduzione percentuale significativamente maggiore di HTD (66.8%) rispetto all'attivazione della soluzione irrigante con il sistema sonico EDDY (SAI = 36.4%). L'efficienza dell'UAI è stata spiegata grazie alla produzione di microonde acustiche, cavitazione e generazione di calore, che possono favorire la rimozione di una maggiore quantità di residui di tessuto e detriti dentinali rispetto all'attivazione sonica. Inoltre, sebbene entrambi gli strumenti abbiano diametri di punta uguali, il file IrriSafe è uno strumento non conico, riducendo la probabilità di contatto con le pareti e l'attenuazione del movimento durante l'azione rispetto alla punta conica EDDY. D'altra parte, un recente studio che ha utilizzato l'imaging micro-CT per valutare la rimozione di HTD dal sistema canalare radicolare mesiale con configurazione di tipo Vertucci II ha riportato risultati simili riguardo all'attivazione ultrasonica (66.8%) o all'attivazione sonica con EDDY (56.9%). Tuttavia, l'assenza di differenza statistica tra UAI e SAI nello studio di Rödig et al può essere spiegata dalla meno complessa anatomia canalare dei campioni (Vertucci tipo II) e dall'uso di una punta ultrasonica (Irrisafe 25) simile per dimensioni alla punta dello strumento apicale principale (Reciproc R25 [VDW, Monaco, Germania]). Come è stato dimostrato, l'efficienza dell'attivazione ultrasonica è correlata all'interazione dell'energia ultrasonica e della soluzione irrigante, il che significa che la punta del dispositivo ultrasonico dovrebbe vibrare liberamente all'interno dello spazio del canale radicolare. Pertanto, nello studio attuale, l'uso di una punta ultrasonica più sottile (Irrisafe 20) associata a un maggiore ingrandimento apicale (dimensione 30, 0.07 taper) ha probabilmente favorito l'attivazione della soluzione irrigante e, di conseguenza, aumentato la sua efficienza nella rimozione di HTD compattato.

Nonostante la riduzione percentuale media inferiore di HTD nel gruppo SNI (43,7%) rispetto ai campioni attivati ad ultrasuoni (66,8%), non è stata osservata alcuna differenza statistica tra questi protocolli di irrigazione, il che è in disaccordo con diverse pubblicazioni che hanno riportato un migliore debridement del canale radicolare dopo l'uso di UAI rispetto all'irrigazione con ago. Tuttavia, i risultati presenti (UAI = 66,8% e SNI = 43,7%) erano simili e corroborano i risultati di Rödig et al (UAI = 66,8% e SNI = 44,1%). Questo risultato può essere spiegato dal diametro più piccolo dell'ago di irrigazione durante il passo finale di irrigazione (30 G) rispetto al diametro dell'ago applicato durante la preparazione (27 G) e dalla sua inserzione più vicina alla lunghezza di lavoro, il che è stato dimostrato migliorare significativamente la rimozione di HTD dal sistema del canale radicolare mesiale dei molari mandibolari. Inoltre, la portata nello studio presente (0,14 mL/s) era almeno il 40% più alta rispetto alla maggior parte dei rapporti precedenti che utilizzavano portate inferiori a 0,1 mL/s. Poiché i volumi di irrigante in ciascun gruppo erano standardizzati, il tempo di contatto dell'irrigante nei gruppi UAI e SAI era più lungo rispetto a quello nel gruppo SNI. Tuttavia, sebbene il tempo di contatto della soluzione di NaOCl possa essere rilevante per l'azione antimicrobica o la dissoluzione dei tessuti molli, considerando le sue proprietà chimiche, è meno importante per la rimozione dei detriti duri.

Un risultato interessante dello studio attuale è stata l'osservazione che in alcuni campioni, principalmente nei gruppi SAI e SNI, alcuni detriti si erano spostati da un luogo all'altro e rimanevano all'interno del sistema del canale radicolare invece di essere rimossi dalle procedure di irrigazione supplementari (Fig. 1). Si può presumere che le complessità anatomiche dei canali radicolari selezionati per questo studio abbiano avuto un'influenza notevole sull'efficacia dei protocolli di irrigazione testati, contribuendo ai risultati attuali. Deve anche essere sottolineato che la disgregazione o il distacco dei detriti non garantisce la loro rimozione a meno che non ci sia un flusso di irrigante favorevole verso l'orifizio del canale, e sono necessari ulteriori studi per valutare altri parametri di lavaggio (ad es., volume e flusso dell'irrigante) con diversi protocolli di siringa/ago e attivazione sonora sulla rimozione non solo dei detriti dentinali ma anche del biofilm da anatomie canalari complesse. Inoltre, sebbene i protocolli di irrigazione testati abbiano portato a una significativa riduzione del contenuto di detriti, la loro rilevanza clinica rimane poco chiara, e sono necessarie ulteriori ricerche per valutare il loro impatto sul tasso di successo del trattamento del canale radicolare.

Conclusione

Tutti i passaggi finali di irrigazione aggiuntiva hanno ridotto la quantità di detriti accumulati dopo la preparazione del canale radicolare e hanno portato a una pulizia migliorata. L'UAI ha funzionato meglio del sistema SAI in termini di percentuale di riduzione di HTD dal complesso sistema del canale radicolare mesiale dei molari mandibolari. Nessuno dei metodi testati è stato in grado di rendere i sistemi del canale radicolare privi di detriti.

Autori: Dominique Linden, Matthieu Boone, Mieke De Bruyne, Roeland De Moor, Marco A. Versiani, Maarten Meire

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