Influenza della Cinematica sulla Resistenza alla Fatica Ciclica di Strumenti Rotanti Replicati e Originali

Abstract

Introduzione: L'obiettivo di questo studio era valutare la resistenza alla fatica ciclica di 3 strumenti rotanti replicati rispetto ai loro sistemi di marca originale utilizzando la rotazione continua e la cinematica del torque inverso ottimale (OTR).

Metodi: Nuovi strumenti rotanti F1 (n = 20 per gruppo) dei sistemi di marca originale ProTaper Universal (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Svizzera) e ProTaper Gold (Dentsply Maillefer) sono stati confrontati con 3 strumenti replicati (U-File [Dentmark, Ludhiana, India], Super Files [Shenzhen Flydent Medical, Shenzhen, Cina] e Super Files Blue [Shenzhen Flydent Medical]) riguardo alla resistenza alla fatica ciclica. In ciascun gruppo, gli strumenti selezionati sono stati distribuiti casualmente in 2 sottogruppi (n = 10) secondo la cinematica. Nel gruppo rotante (ROT), gli strumenti sono stati attivati con una rotazione continua in senso orario (300 rpm, 1.5 Ncm), mentre nel gruppo OTR, è stata eseguita un'oscillazione asimmetrica impostando la funzione OTR a 300 rpm e regolando il limite di coppia al livello minimo utilizzando il motore TriAuto ZX2 (J Morita, Kyoto, Giappone). Il tempo fino alla rottura è stato registrato e confrontato statisticamente in base alla cinematica (ROT X OTR) e al tipo di strumento (replicato X marca originale) utilizzando il test t per campioni indipendenti (α = 0.05). Inoltre, la caratterizzazione della lega metallica di ciascun sistema è stata eseguita mediante calorimetria a scansione differenziale e spettroscopia a raggi X a dispersione di energia.

Risultati: L'analisi statistica ha rivelato un tempo di frattura significativamente più alto per tutti i sistemi rotativi testati in movimento OTR rispetto alla rotazione continua (P ˂ .05) con un aumento percentuale medio che varia dal 52,1% (ProTaper Gold) al 156,7% (U-File). Gli strumenti replicati hanno mostrato un tempo di frattura significativamente più alto rispetto agli strumenti del rispettivo marchio originale sia in movimento ROT che OTR (P ˂ .05). Le repliche hanno presentato temperature austenitiche superiori a quelle mostrate dai marchi originali e un rapporto quasi equiatomico tra gli elementi di nichel e titanio.

Conclusioni: Il movimento OTR ha migliorato significativamente la resistenza alla fatica sia dei sistemi originali che di quelli replicati. Le repliche hanno mostrato una resistenza alla fatica ciclica superiore rispetto agli strumenti del marchio originale e temperature di transizione più elevate verso la fase austenitica. (J Endod 2020;46:1136–1143.)

La preparazione del sistema canalare è riconosciuta come una delle fasi più importanti nel trattamento del canale radicolare e include la rimozione di tessuti vitali e/o necrotici dal sistema canalare insieme alla dentina radicolare infetta¹. Sebbene questo obiettivo possa essere raggiunto utilizzando diversi tipi di strumenti e tecniche, indubbiamente lo sviluppo di sistemi rotativi in nichel-titanio (NiTi) ha rappresentato un significativo progresso nella preparazione meccanica dello spazio del canale radicolare. Gli strumenti rotativi in NiTi sono diventati popolari per modellare i canali radicolari grazie alla loro elasticità e efficienza di taglio. Tuttavia, nelle cliniche, la separazione degli strumenti continua a essere una preoccupazione principale durante il trattamento del canale radicolare, e anche i nuovi strumenti potrebbero dimostrare rotture inaspettate al loro primo utilizzo.

Sebbene la separazione degli strumenti sia stata spiegata sulla base di eccessiva torsione e fatica ciclica, quest'ultima è stata più direttamente implicata con rotture inaspettate di strumenti rotanti in NiTi, probabilmente a causa di alcuni difetti vicino alla superficie come scanalature di lavorazione o difetti sottosuperficiali creati durante il processo di fabbricazione. Il termine fatica ciclica è usato per descrivere la rottura degli strumenti in NiTi dopo rotazione continua in un canale curvo e si verifica a seguito dei cicli di tensione-compressione alternati a cui gli strumenti sono soggetti quando flessi nella regione di massima curvatura del canale. Nel corso degli anni, sono stati proposti diversi miglioramenti negli strumenti in NiTi per superare queste limitazioni. I progressi nella metallurgia e nei processi di fabbricazione hanno consentito lo sviluppo di strumenti più flessibili e resistenti alla rottura grazie al loro design innovativo e ai trattamenti termici, ma anche il tipo di movimento è stato considerato un fattore importante che può influenzare la resistenza alla fatica.

Recentemente, è stato lanciato il torque ottimale inverso (OTR) come un'alternativa cinetica per l'uso con strumenti rotanti in NiTi a taglio orario al fine di ridurre l'affaticamento degli strumenti e la possibilità di rottura. Il movimento OTR è stato incorporato in un motore senza fili (TriAuto ZX2; J Morita, Kyoto, Giappone) e consente la rotazione continua in senso orario dello strumento quando si incontra una resistenza al carico minima. Una volta superati i valori di coppia attuali (coppia di attivazione), lo strumento inverte automaticamente la rotazione nella direzione antioraria di 90° e poi continua nella direzione di taglio per 180° fino a quando la coppia diventa inferiore al valore impostato. I risultati preliminari hanno dimostrato un miglioramento significativo della resistenza alla fatica ciclica di diversi strumenti rotanti utilizzando il movimento OTR rispetto alla rotazione continua.

Attualmente, sono disponibili sul mercato molte diverse marche di strumenti rotanti in NiTi. Tuttavia, recentemente, diverse aziende hanno iniziato a produrre e/o distribuire sistemi di preparazione in NiTi molto simili a quelli originali prodotti da aziende ben note.

Considerando che questo è un nuovo fenomeno in endodonzia, la letteratura non fornisce terminologia per descrivere adeguatamente questo gruppo di strumenti; nello studio attuale, vengono definiti sistemi replicalike. Questi sistemi replicalike vengono commercializzati in tutto il mondo da aziende di distribuzione locali o tramite Internet e di solito hanno prezzi più bassi rispetto agli strumenti originali. Sia il produttore che le aziende di distribuzione sono legali nei propri paesi, e gli strumenti sono solitamente commercializzati da aziende ben note. Ad oggi, nonostante il fatto che gli strumenti replicalike vengano venduti in tutto il mondo e utilizzati quotidianamente, non esiste uno studio scientifico che valuti le loro prestazioni meccaniche. Pertanto, lo scopo del presente studio era valutare la resistenza alla fatica ciclica di 3 strumenti rotanti replicalike rispetto ai loro sistemi di marca originale utilizzando rotazione continua e cinematica OTR. Inoltre, al fine di realizzare un'analisi completa dei risultati, è stata effettuata anche una caratterizzazione della lega metallica dei sistemi rotanti testati mediante calorimetria a scansione differenziale (DSC) e spettroscopia a raggi X a dispersione di energia. Le ipotesi nulle da testare erano le seguenti: (1) non ci sono differenze nella resistenza alla fatica ciclica tra rotazione continua in senso orario e movimento OTR e (2) non ci sono differenze nella resistenza alla fatica ciclica degli strumenti di marca originale e degli strumenti replicalike.

Materiali e Metodi

Sistemi Rotativi Replicati e Originali

Centodieci strumenti rotativi NiTi originali e replicati F1 completamente nuovi (n = 20 per sistema rotativo) sono stati selezionati casualmente (Tabella 1). Nell'ambito dello studio attuale, e indipendentemente dal fatto di essere presentati con nomi e marchi diversi, uno strumento replicato è stato definito come presentante

1. lo stesso numero esatto di strumenti del sistema di marca originale,
2. la stessa codifica colore degli strumenti del sistema di marca originale, e
3. la stessa o comparabile nomenclatura degli strumenti del sistema di marca originale (Figs. 1 e 2). Tutti gli strumenti sono stati inizialmente osservati sotto un stereomicroscopio a X13.6 (Opmi Pico; Carl Zeiss Surgical, Jena, Germania) per scartare quelli con evidenti deformazioni o difetti maggiori.

Test di Fatica Ciclica

Il test di resistenza alla fatica ciclica è stato eseguito utilizzando un dispositivo realizzato su misura che ha permesso una valutazione riproducibile di uno strumento che ruota liberamente all'interno di un canale curvo fino a quando non si verifica la frattura. Il blocco contenente il canale artificiale era collegato a un telaio principale al quale era anche collegato un supporto mobile per l'handpiece, con l'obiettivo di consentire un posizionamento preciso e riproducibile degli strumenti alla stessa profondità all'interno del canale artificiale. Il canale artificiale è stato creato su un tubo in acciaio inossidabile non conico di 19 mm di lunghezza composto da 3 segmenti. I segmenti rettilinei iniziale e finale misurano rispettivamente 7 mm e 3 mm di lunghezza. Tra di essi, c'è un segmento curvo (raggio di 6 mm e 86° di curvatura) lungo 9 mm con la posizione di massima tensione al centro della lunghezza della curvatura. Le pareti in acciaio hanno uno spessore di 1,3 mm e un diametro interno di 1,4 mm.

In ciascun gruppo (Tabella 1), i 20 strumenti selezionati sono stati distribuiti casualmente in 2 sottogruppi (n = 10) in base alla cinematica: rotazione continua (il gruppo ROT) o movimento OTR a ricambio (il gruppo OTR). Nel gruppo ROT, gli strumenti sono stati attivati utilizzando il motore TriAuto ZX2 con una rotazione continua in senso orario a 300 rpm e una coppia di 1,5 Ncm disabilitando le funzioni di auto-stop e auto-reverse. Nel gruppo OTR, il movimento di reciprocazione è stato eseguito utilizzando lo stesso motore impostato nella funzione OTR a 300 rpm e regolando il limite di coppia al livello minimo per generare un movimento di reciprocazione senza alcuna fase di rotazione continua secondo Pèdulla et al.

Tutti gli strumenti sono stati testati continuamente utilizzando glicerina come lubrificante a temperatura ambiente fino a quando si è verificata la rottura. Il tempo di frattura è stato registrato in secondi con un cronometro digitale e fermato quando la frattura del file è stata rilevata visivamente e/o acusticamente. Il numero di cicli fino al fallimento non è stato calcolato considerando che il movimento OTR è un movimento misto che presenta un movimento oscillatorio asimmetrico dopo aver attivato il valore di coppia preimpostato iniziale e quindi non è stato considerato una rotazione continua. La dimensione dei segmenti fratturati è stata registrata solo per il controllo sperimentale.

Spettroscopia a Dispersione di Energia

Tre nuovi strumenti F1 di ciascun sistema rotante sono stati precedentemente puliti mediante immersione in un bagno di acetone per 2 minuti e analizzati utilizzando un microscopio elettronico a scansione (Hitachi S-2400; Hitachi High-Tech Corporation, Tokyo, Giappone) dotato di uno spettrometro a raggi X a dispersione di energia Bruker Quantax (Bruker Corporation, Billerica, MA) con un rivelatore di elementi leggeri. Le condizioni operative impostate erano una tensione di accelerazione di 20 kW con una corrente del filamento di 3,1 A a una distanza di lavoro di 25 mm. Un'area di 400 mm X 400 mm è stata esaminata in ciascun strumento. I dati sono stati valutati utilizzando il software Sigma Scan (Systat Software Inc, San Jose, CA) al fine di estrarre le proporzioni di nichel e titanio che costituivano ciascun file.

DSC

Il test DSC è stato eseguito su frammenti di 5 mm con un peso di 15–20 mg rimossi dalla parte attiva degli strumenti F1 testati. Ogni frammento è stato sottoposto a un bagno di incisione chimica composto da una miscela di acido fluoridrico al 25%, acido nitrico al 45% e acqua distillata al 30% per circa 2 minuti; neutralizzato con acqua distillata; e pesato su una microbilancia M-Power (Sartorius, Goettingen, Germania). Sono state preparate due panchette di alluminio (38 mg e 5 mm di diametro), una con il frammento da testare e l'altra vuota (controllo). Il test del ciclo termico è stato condotto su un calorimetro a scansione differenziale (DSC 204 F1 Phoenix; Netzsch-Gerätebau GmbH, Selb, Germania) per circa 1 ora e 40 minuti. Durante quel periodo, ogni frammento è stato sottoposto a temperature che variavano da 2150°C a 150°C, con stabilizzazioni della temperatura di mantenimento di 2 minuti a entrambi gli estremi. Il test è stato condotto in un'atmosfera di azoto gassoso. I dati finali sono stati valutati utilizzando il software Netzsch Proteus Thermal Analysis (Netzsch-Gerätebau GmbH) da cui sono state estratte le temperature di inizio austenitico e di fine austenitico (Af). Sono stati condotti due test in 2 strumenti diversi per confermare i risultati. Un terzo test è stato eseguito solo se i test iniziali non erano entro 10°C.

Analisi Statistica

I risultati hanno mostrato una distribuzione normale (test di Shapiro-Wilk, P ˃ .05) e il confronto statistico del tempo fino alla frattura tra i gruppi ROT e OTR, così come tra gli strumenti replicati e i rispettivi sistemi di marca originali, è stato effettuato utilizzando il test t per campioni indipendenti (SPSS v17.0 per Windows; IBM Corp, Armonk, NY). L'ipotesi nulla è stata fissata al 5%. La dimensione iniziale del campione è stata definita come 10 strumenti assegnati a ciascun sottogruppo in base alla cinematica, con l'obiettivo di eseguire successivamente un calcolo della dimensione del campione basato sui risultati iniziali; tuttavia, poiché tutti i gruppi sperimentali hanno costantemente rivelato differenze, non sono stati necessari ulteriori test.

Risultati

Test di Fatica Ciclica

L'analisi statistica ha rivelato un tempo fino alla frattura significativamente più elevato per tutti i sistemi rotanti testati in movimento OTR rispetto alla rotazione continua (P ˂ .05), con un aumento percentuale medio che varia dal 52,1% (ProTaper Gold; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Svizzera) al 156,7% (U-File; Dentmark, Ludhiana, India) (Tabella 2). Per quanto riguarda il confronto tra i sistemi NiTi, gli strumenti replicati hanno mostrato un tempo fino alla frattura significativamente più elevato rispetto agli strumenti della rispettiva marca originale sia nel gruppo ROT che nel gruppo OTR (P ˂ .05) (Tabella 3). Le dimensioni medie dei segmenti fratturati erano 7,20 ± 1,79 mm (Super Files Blue F1; Shenzhen Flydent Medical, Shenzhen, Cina), 7,45 ± 0,57 mm (U-File), 7,43 ± 0,72 mm (Super Files F1, Shenzhen Flydent Medical), 7,35 ± 0,51 mm (ProTaper Gold F1, Dentsply Maillefer) e 7,75 ± 0,30 mm (ProTaper Universal F1, Dentsply Maillefer) senza differenze statistiche tra i gruppi (P ˃ .05).

Spettroscopia a Dispersione di Energia e Test DSC

Tabella 4 riassume i risultati della spettroscopia a dispersione di energia e dei test DSC. Tutti gli strumenti testati hanno rivelato un rapporto quasi equiatomico tra gli elementi nichel e titanio. Tutti gli strumenti replicati hanno mostrato temperature di trasformazione austenitica superiori a quelle degli strumenti originali. L'unico strumento F1 con una temperatura di trasformazione Af al di sotto della temperatura ambiente era il ProTaper Universal (Dentsply Maillefer) (Af: 11°C), mentre il valore più alto è stato osservato con i Super Files Blue (Af: 57°C).

Discussione

Dal momento in cui è stato sviluppato il primo sistema rotante in NiTi per la preparazione dei canali radicolari, sono stati lanciati sul mercato più di 160 sistemi meccanici. All'inizio, tutti erano prodotti in paesi ben sviluppati in cui la tecnologia dedicata era disponibile.

Tuttavia, più recentemente, è stato osservato un nuovo fenomeno. Le fabbriche nei principali paesi emergenti dell'Asia orientale, come Cina e India, stanno prosperando producendo beni dentali per tutto il mondo. Le principali ragioni di ciò sono state attribuite ai costi di produzione più bassi, alla manodopera più economica, alla maggiore capacità produttiva in meno tempo e alle opportunità di espansione del mercato più facili. D'altra parte, nonostante il fatto che ci siano marchi ben noti che producono articoli considerati di alta qualità e che richiedono prezzi elevati, c'è stata anche una domanda di prodotti di bassa qualità nei paesi occidentali, creando una percezione generale che alcuni di questi prodotti siano realizzati con materiali scadenti. Seguendo questa tendenza, anche le aziende dentali con sede in questi paesi hanno iniziato a produrre e vendere strumenti endodontici, inclusi sistemi rotanti e reciprocanti in NiTi. Sebbene siano stati prodotti nuovi strumenti con design innovativi, ci sono anche sistemi che copiano o imitano l'aspetto fisico di altri prodotti ben noti ma non copiano il nome del marchio o il logo di un marchio registrato (denominati in questo documento come sistemi replicati). Sfortunatamente, l'inesistenza di specifiche internazionali per guidare la produzione di strumenti in NiTi per la preparazione dei canali radicolari non consente di imporre standard per il controllo della qualità e meccanismi per supervisionare l'implementazione di strumenti normativi e criteri di valutazione per la qualità normativa di questi prodotti.

Di conseguenza, i clinici spesso non sono a conoscenza dei rischi che corrono acquistando prodotti per i quali non è disponibile alcuna letteratura riguardante le loro caratteristiche metallurgiche e il comportamento meccanico. Pertanto, considerando il numero crescente di sistemi replicalike disponibili sul mercato e l'alta frequenza di separazione degli strumenti rotanti riportata in letteratura, questo studio presenta risultati preliminari ma originali sulla resistenza alla fatica di 3 strumenti replicalike confrontati con i loro noti sistemi di marca originale, suggerendo un approccio alternativo per aumentare la loro sicurezza nell'uso.

In questo studio, il tempo fino alla frattura durante il test di fatica ciclica è stato confrontato quando gli strumenti selezionati sono stati utilizzati in rotazione continua o in movimento OTR. Sebbene la quantità di coppia necessaria per eseguire un test di fatica ciclica non sia mai stata stabilita, durante i test in modalità OTR, la coppia di attivazione è stata impostata su un valore basso (0,2 N), come riportato in studi precedenti, per garantire che il motore eseguisse solo movimento OTR alternato senza alcuna fase di rotazione continua. Questo è un aspetto metodologico importante perché se il movimento OTR inizia in momenti diversi per ciascun strumento della stessa marca e anche da marche diverse, i dati non sarebbero stati direttamente comparabili perché i test non sarebbero stati standardizzati. D'altra parte, quando è stata testata la rotazione continua, il limite di coppia è stato impostato non solo per imitare la loro applicazione clinica ma anche per seguire le raccomandazioni dei produttori (1,5 N), disabilitando le funzioni di auto-reverse e auto-stop per evitare il ritorno o l'arresto della rotazione durante il test. Secondo i risultati, l'uso del movimento OTR ha aumentato significativamente il tempo fino alla frattura di tutti i sistemi (Tabella 2); pertanto, la prima ipotesi nulla è stata respinta. Sebbene l'aumento percentuale del tempo fino alla frattura vari da 52,1% a 112,8% nei marchi originali, è variato da 65,3% a 156,7% nei sistemi replicalike quando utilizzati in movimento OTR (Tabella 2). Secondo uno studio precedente, il movimento oscillatorio asimmetrico fornisce un piccolo movimento di rilascio, opposto alla direzione di taglio, che può ritardare la propagazione delle crepe aumentando la resistenza alla fatica degli strumenti, il che aiuta a spiegare i risultati attuali. Pertanto, il movimento alternato OTR può essere suggerito come un approccio alternativo alla rotazione continua, mirando a migliorare la sicurezza d'uso degli strumenti rotanti in NiTi, soprattutto quando non sono disponibili dati scientifici riguardanti il comportamento meccanico del sistema.

È interessante notare che gli strumenti replicabili hanno mostrato un tempo di rottura significativamente più elevato rispetto agli strumenti originali rispettivi sia nei movimenti ROT che OTR (Tabella 3); pertanto, la seconda ipotesi nulla è stata respinta. Poiché non sono disponibili informazioni nella letteratura o dai produttori riguardo agli strumenti replicabili, l'interpretazione dei risultati attuali deve essere fatta con cautela. Prima di tutto, è importante notare che gli strumenti testati (F1) sia del sistema originale (Fig. 1) che di quello replicabile (Fig. 2) mostrano design simili riguardo alla dimensione della punta, al conico e alla forma della sezione trasversale. Pertanto, questi risultati potrebbero essere correlati alla trasformazione martensitica-austenitica a una temperatura specifica. È ben noto che un campione completamente austenitico di lega NiTi ha una resistenza alla fatica ciclica inferiore rispetto a uno parzialmente martensitico a seconda delle caratteristiche degli strumenti. Considerando i test metallurgici eseguiti nello studio attuale, le caratteristiche quasi equiatomiche di tutti gli strumenti testati sembrano escludere le proporzioni di titanio e nichel come possibile fonte di differenza osservata nel loro comportamento meccanico. Tuttavia, i risultati del test DSC possono spiegare le differenze osservate tra gli strumenti testati. La presenza della temperatura Af al di sotto della temperatura ambiente nell'istrumento ProTaper Universal conferisce a esso una costituzione totale della fase cristallina austenitica, mentre la temperatura Af più alta osservata nell'istrumento Super Files rispetto agli strumenti ProTaper Universal e U-File indica che le sue caratteristiche martensitiche sono ancora presenti al di sotto della temperatura ambiente, il che spiega i suoi risultati superiori di resistenza alla fatica ciclica. Riguardo agli strumenti trattati termicamente e assumendo un trattamento blu vero sul sistema Super Files Blue (non confermato o riportato dal produttore), il suo tempo di rottura più elevato rispetto agli strumenti ProTaper Gold sarebbe prevedibile ed è stato confermato dalla sua temperatura Af superiore, un effetto simile osservato anche con i sistemi di leghe convenzionali (Tabella 4).

Sebbene i meccanismi di frattura non siano ancora stati completamente compresi, sono stati identificati e descritti 2 tipi di modalità di guasto degli strumenti in NiTi come fratture da torsione o da fatica ciclica. Per quanto riguarda la modalità di guasto da fatica ciclica, tende a verificarsi quando un file è sottoposto a cicli ripetuti di compressione e tensione, il che accade nei canali radicolari con curvature severe o come risultato di tensioni di stress a bassa intensità applicate per un lungo periodo di tempo, che potrebbero corrispondere anche a un uso eccessivo. L'usura indotta dai cicli di tensione e compressione può portare alla frattura dello strumento, con alcuni studi che indicano che questo fenomeno è responsabile del 93% delle separazioni degli strumenti. Per imitare l'effetto di tensione e compressione sulla lega metallica dello strumento in un ambiente controllato in laboratorio, sono stati sviluppati diversi test di resistenza alla fatica ciclica. In questo tipo di configurazione sperimentale, lo strumento da testare è montato in un manipolo stabilizzato e fatto ruotare liberamente in un canale artificiale con caratteristiche predefinite e in condizioni specifiche fino a quando lo strumento si rompe. Ciò consente di isolare e testare individualmente diversi fattori senza interferenze da altre variabili, aumentando la validità interna e la riproducibilità del metodo, il che consente una migliore comprensione del comportamento di resistenza degli strumenti.

Tenendo conto di ciò, un recente editoriale che afferma che i risultati dei test di fatica ciclica sono inutili per i clinici e una revisione che conclude che “i test di resistenza alla fatica condotti a temperatura ambiente dovrebbero essere considerati di poco significato e quindi obsoleti” sono altamente discutibili perché i test condotti a temperatura corporea hanno mostrato un numero significativamente basso di cicli fino alla frattura. Queste conclusioni sono discutibili perché i test di fatica ciclica a temperatura ambiente non possono essere considerati obsoleti; al contrario, questi test, a qualsiasi temperatura, hanno una validità indiscutibile. Questi test rendono possibile identificare molto chiaramente il ruolo che piccole variazioni di temperatura possono avere sul comportamento lavorativo degli strumenti, tenendo conto dei cambiamenti strutturali più o meno significativi che possono verificarsi con tali variazioni di temperatura. Al massimo, l'autore della revisione può mettere in discussione la rilevanza clinica di condurre il test a una temperatura specifica che può o meno essere correlata a una condizione clinica specifica.

È importante sottolineare che la maggior parte degli strumenti sottoposti a test di fatica ciclica a temperatura corporea subisce una diminuzione della loro resistenza alla fatica non a causa della temperatura stessa, ma piuttosto a causa dell'aumento di temperatura trasmesso dal canale artificiale riscaldato alla lega metallica dello strumento, a seconda dell'intervallo di fase di trasformazione dello strumento, che può cambiare la sua fase cristallina in caratteristiche austenitiche, le quali, indipendentemente dal fatto che siano state trattate termicamente o meno, porteranno a una diminuzione del numero di cicli fino alla frattura. È anche importante sottolineare che non ci sono prove a supporto del fatto che le variazioni cristalline della lega indotte dal passaggio di temperatura dal canale allo strumento in un test di fatica ciclica a temperatura corporea, che di solito dura diversi minuti e consente alla temperatura dello strumento di aumentare e stabilizzarsi, siano le stesse della condizione clinica in cui gli strumenti contattano le pareti del canale radicolare per soli pochi secondi. Inoltre, nelle cliniche, deve essere presa in considerazione la presenza di una soluzione irrigante, comunemente utilizzata a temperatura ambiente, così come l'efficienza di isolamento termico della dentina, che può influenzare la temperatura all'interno dello spazio del canale radicolare. Pertanto, considerando che l'assunzione che il test di fatica ciclica a temperatura corporea simuli meglio la condizione clinica manca di validazione, è stata scelta la temperatura ambiente per eseguire il test di fatica ciclica in questo studio, poiché è la reale temperatura in cui gli strumenti sono conservati e utilizzati nelle cliniche.

Un'altra controversia nella letteratura sul tema della fatica ciclica è l'uso di un modello dinamico opposto al modello statico, con l'obiettivo di imitare più da vicino l'ambiente clinico utilizzando il movimento ripetitivo di entrata e uscita dello strumento per distribuire lo stress applicato allo strumento su un'area più ampia, evitando il carico localizzato e aumentando il numero di cicli fino al guasto. In realtà, il modello dinamico è stato associato a una validità interna inferiore rispetto al modello statico perché potrebbe essere difficile mantenere lo strumento in una traiettoria riproducibile, specialmente quando si confrontano strumenti con diverse caratteristiche geometriche. Sebbene ci sia la possibilità di standardizzare la velocità e l'ampiezza del movimento assiale nel modello dinamico, queste variabili dipendono dall'operatore e non possono essere riprodotte correttamente nelle cliniche. Inoltre, considerando il movimento OTR, il modello dinamico aggiungerebbe anche un altro svantaggio poiché gli strumenti in questa modalità cinematica potrebbero ruotare invece di eseguire un movimento puramente alternato nel segmento rettilineo del canale artificiale.

Pertanto, al fine di superare le limitazioni del modello dinamico, che sembra essere più sensibile alla tecnica, e per minimizzare le cause di confondimento dovute ad altri meccanismi di separazione degli strumenti oltre alla fatica ciclica, è stato scelto un modello statico nello studio presente. Questo metodo consente l'isolamento delle variabili indipendenti (rotazione continua e movimento OTR), minimizzando altre possibili variabili confondenti. Inoltre, la lunghezza simile dei segmenti di frattura ha confermato il corretto posizionamento degli strumenti nel dispositivo di test, confermando la riproducibilità di questo modello e consentendo un confronto meccanico affidabile tra strumenti replicati e di marca originale. Ovviamente, come avviene con tutti gli studi di test in vitro, i risultati presenti non possono essere direttamente estrapolati alla situazione clinica. Ulteriori ricerche sulle proprietà meccaniche, la lega metallica, le caratteristiche geometriche, la capacità di modellamento e l'efficienza di taglio di altri strumenti replicati e contraffatti devono essere effettuate per comprendere la loro sicurezza nell'uso rispetto ai sistemi di marca originale, ma sarebbe anche utile per la validazione di diverse cinematiche, come il movimento OTR, come approccio alternativo alla rotazione continua in senso orario.

Conclusioni

In base alle condizioni del presente studio, l'uso del movimento oscillatorio asimmetrico fornito dalla funzione OTR ha portato a una resistenza alla fatica ciclica superiore di tutti i sistemi testati rispetto al movimento continuo in senso orario. Inoltre, gli strumenti replicabili F1 hanno mostrato una resistenza alla fatica ciclica significativamente più alta rispetto ai marchi originali sia in OTR che in cinematica rotativa.

Autori: Jorge N. R. Martins, Emmanuel João Nogueira Leal Silva, Duarte Marques, António Ginjeira, Francisco Manuel Braz Fernandes, Gustavo De Deus, Marco Aurélio Versiani

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