Avaliação In Vivo do Torque Operativo Gerado por Dois Instrumentos Rotatórios de Níquel-Titânio durante a Preparação do Canal Radicular

Abstract

Objectivos. Este estudo in vivo avaliou o binário operatório e o tempo de preparação dos sistemas rotativos ProTaper NEXT (Dentsply Maillefer; Ballaigues, Suíça) e EdgeFile X7 (EdgeEndo; Albuquerque, Novo México, Estados Unidos) durante a preparação do canal radicular dos pré-molares superiores.

Materiais e métodos. Dez pré-molares superiores de dupla raiz com canais independentes foram selecionados. Cada canal em cada dente foi preparado com um dos sistemas rotativos (n = 10), ProTaper NEXT ou EdgeFile x7. Os instrumentos foram rodados a 300 rpm com binário máximo fixado em 2 N.cm utilizando um motor eléctrico (Kavo; Biberach, Alemanha) que registava automaticamente valores de binário a cada 1/10 de segundo (ds). Análise estatística binário Operacional (N.cm) e tempo (s) de preparação do primeiro instrumento de modelação (dimensão 17/.04) de ambos os sistemas rotativos foram registados e comparados estatisticamente utilizando o teste U de Mann-Whiney com um nível de significância fixado em 5%.

Resultados. Nenhum instrumento apresentou deformação da flauta ou foi submetido a falência intracanal. Não foram encontradas diferenças entre os instrumentos em relação aos valores máximos de binário (pico) (p > 0,05). EdgeFile X7 17/.04 exigiu um tempo de preparação significativamente menor (intervalo interquartil de 3,75 segundos [IQR]: 3,2–9,0) do que o ProTaper NEXT X1 (15,45 segundos IQR: 8,35–21,1) (p < 0,05). Os valores médios de binário operativo do Pro-Taper NEXT X1 (0,26 N.cm; IQR: 0,18-0,49) foram significativamente mais elevados em comparação com EdgeFile X7 17/.04 (0, 09 N.cm; IQR: 0,05-0,17) (p < 0,05).

Conclusões. Embora não tenha sido encontrada diferença entre os valores médios de binário máximo do ProTaper NEXT X1 e do EdgeFile x7 17/.04 Instrumentos, os resultados do torque operacional e do tempo de instrumentação foram impactados por seus diferentes projetos e ligas durante a preparação clínica de canais radiculares.

Introdução

Atualmente, muitas marcas diferentes de instrumentos rotatórios de níquel-titânio (NiTi) estão disponíveis no mercado. Avanços recentes em metalurgia e processos de fabricação permitiram o desenvolvimento de instrumentos que são mais flexíveis e resistentes à fratura devido ao seu design inovador e tratamentos térmicos.
O sistema ProTaper NEXT (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Suíça) apresenta um design patenteado que incorpora um afunilamento variável e um núcleo retangular fora do centro.
Os instrumentos são feitos de uma liga de NiTi M-Wire, que melhora sua flexibilidade e resistência à fadiga cíclica. De acordo com o fabricante, o eixo de rotação do ProTaper NEXT difere de seu centro de massa. Assim, apenas dois pontos da seção transversal retangular contatam as paredes do canal de cada vez, potencialmente aumentando a eficiência de conformação dos instrumentos. Os instrumentos EdgeFile X7 (Edge Endo; Albuquerque, Novo México, Estados Unidos) têm um afunilamento constante de 0,04, seção transversal triangular e ângulo de hélice variável. Eles também são fabricados por um processo proprietário chamado FireWire, que é uma combinação de tratamento térmico e aplicações criogênicas que potencialmente não apenas aumenta a flexibilidade e resistência, mas também reduz o efeito de memória de forma inerente aos instrumentos de NiTi (Fig. 1).
Um estudo anterior mostrou que os instrumentos EdgeFile tinham maior resistência à fadiga cíclica em comparação com os instrumentos Vortex Blue (Dentsply Sirona) e EndoSequence (Brasseler USA, Savannah, Geórgia, Estados Unidos). Da mesma forma, o ProTaper NEXT demonstrou resistência superior à fadiga cíclica em comparação com o ProTaper Universal (Dentsply Sirona) e Hyflex CM (Colténe Whaledent; Cuyahoga Falls, Ohio, Estados Unidos). No entanto, ainda há dados limitados sobre a resistência torsional desses sistemas rotatórios de NiTi tratados termicamente. Além disso, a maioria dos testes laboratoriais geralmente fornece apenas informações sobre uma única propriedade mecânica por vez. Por outro lado, muitos fatores diferentes podem gerar estresse nos instrumentos durante a preparação do canal radicular nas clínicas.
Recentemente, uma nova metodologia foi proposta para investigar o desempenho da instrumentação rotatória in vivo empregando um software dedicado que registra variações mínimas no torque, em curtos intervalos de tempo, geradas por um motor endodôntico durante a preparação do canal radicular. Foi demonstrado que o torque necessário para os instrumentos rotatórios Twisted-File (TF) (KerrEndo; Orange, Califórnia, Estados Unidos) alcançarem o término apical do canal, por exemplo, foi significativamente reduzido pela flare coronal anterior. O torque dos instrumentos TF também foi impactado pela técnica operatória, sendo que um movimento para dentro (ou movimento de picote) exigiu mais torque em comparação com o movimento para fora ou de escovação.
Considerando que a alta precisão deste novo método de medição de torque operatório poderia fornecer informações úteis sobre o desempenho clínico de diferentes instrumentos endodônticos, o presente estudo teve como objetivo comparar o torque operatório e o tempo de preparação do primeiro instrumento de conformação (tamanho 17/.04) dos sistemas rotatórios ProTaper NEXT e EdgeFile X7 NiTi, durante a preparação do canal radicular de pré-molares maxilares de raízes duplas in vivo.

Materiais e Métodos

Dez pacientes (4 homens, 6 mulheres) com idades entre 21 e 65 anos (média: 43,6 ± 12,42), sem histórico médico contributivo, que necessitavam de tratamento de canal radicular em pré-molares maxilares de raízes duplas, foram selecionados entre aqueles que participavam de um projeto de pesquisa clínica sobre anatomia dental com base em tomografia computadorizada de feixe cônico na Clínica Odontológica da Universidade “Sapienza” de Roma (Protocolo do Comitê de Ética nº 528/17).

O consentimento informado foi obtido de cada paciente antes do procedimento experimental. Após exame clínico e radiográfico, apenas dentes apresentando duas raízes e dois canais independentes, categorizados como dificuldade mínima ou moderada de acordo com o Formulário de Avaliação e Diretrizes para Dificuldade de Casos Endodônticos da Associação Americana de Endodontistas, foram incluídos. Os critérios de exclusão foram dentes com anomalias, histórico de trauma, tratamento endodôntico anterior, reabsorção radicular, canais não patentados, curvaturas severas de canais (>30), canais maiores que um arquivo K de tamanho 20, ou outro tipo de configuração de canal.

Cavidades de acesso endodôntico convencionais foram preparadas usando brocas redondas, após anestesia local e isolamento com dique de borracha. A irrigação foi realizada com hipoclorito de sódio a 5% e a permeabilidade foi confirmada com um arquivo K manual tamanho 10. O comprimento de trabalho (CW) foi estabelecido usando um localizador de ápice eletrônico (Apex ID; Kerr, Orange, Califórnia, Estados Unidos) e um caminho de deslizamento manual foi criado em ambos os canais bucais e palatinos até um arquivo K tamanho 15. Um dos canais foi designado aleatoriamente para preparação com um dos dois sistemas rotatórios: ProTaper NEXT ou EdgeFile X7. O segundo canal do mesmo dente foi então preparado com o outro sistema. Cuidou-se para garantir o mesmo número de canais palatinos e bucais em cada grupo (n = 10).

Todos os instrumentos foram ativados em movimento rotatório a 300 rpm com torque máximo ajustado para 2 N.cm gerado por uma peça de mão contra-ângulo 1:1 (KaVo, Biberach, Alemanha) alimentada por um motor elétrico (KaVo) (Fig. 2) com um movimento para dentro (ou de picote) (amplitude curta e progressão intermitente do arquivo 1 mm por vez) e leve pressão apical, até o CW. Este motor possui um software dedicado que permite medições de torque precisas de 0,01 N.cm registradas automaticamente em um cartão de memória incorporado a cada decissegundo (ds), ou seja, um décimo de segundo. Neste estudo, apenas os valores de torque referentes ao primeiro instrumento de cada sequência foram utilizados para comparação devido às suas dimensões semelhantes (tamanho 17/.04). Além disso, o tempo de preparação durante o movimento para dentro do instrumento 17/.04 desde o orifício até o CW foi registrado em segundos (s) com um cronômetro digital.

Com o objetivo de prevenir viés relacionado às habilidades dos operadores, um endodontista experiente, previamente treinado em ambos os sistemas rotatórios, realizou todos os tratamentos de canal radicular sob magnificação (4×) fornecida por um microscópio cirúrgico. Os arquivos foram limpos a cada 5 segundos de uso para evitar acúmulo de detritos nas flautas, durante os quais os canais radiculares foram irrigados com 3 mL de hipoclorito de sódio a 5% utilizando uma agulha descartável de 28 G e seringa plástica. Nenhuma pasta lubrificante foi utilizada.

Novos instrumentos foram utilizados para preparar cada canal. Após o uso do primeiro instrumento rotatório de NiTi, a preparação do canal radicular foi concluída de acordo com as diretrizes dos fabricantes, utilizando os instrumentos sequenciais de cada sistema, mas os dados de torque não foram registrados devido às discrepâncias em suas dimensões.

Após a preparação, uma lavagem final com 3 mL de ácido etilenodiamino tetra-acético a 17% por 5 minutos foi realizada em cada canal. Os canais foram secos com pontos de papel e obturados usando a técnica de condensação vertical quente. As cavidades de acesso foram então restauradas com material de preenchimento composto (Sonic-Fill, Kerr, Bioggio, Suíça).

Todos os instrumentos 17/.04 foram inspecionados sob 10 × aumento em busca de sinais visíveis de deformação ou fratura. Os dados de torque registrados no cartão de memória do motor foram exportados como um documento de planilha digital.

Uma análise de poder para as variáveis de interesse foi baseada em um estudo anterior para calcular o tamanho da amostra (n = 10) com pelo menos 80% de poder para detectar uma diferença significativa nos valores médios de torque com α = 0,05. Os dados adquiridos durante o procedimento experimental não apresentaram distribuição normal (teste de Shapiro–Wilk, p < 0,05) e os resultados foram comparados estatisticamente usando o teste não paramétrico de Mann–Whitney U utilizando o SPSS 20.0 Statistics (IBM Co., Armonk, Nova York, Estados Unidos). O nível de significância foi estabelecido em 5%.

Resultados

Nenhum instrumento apresentou deformação de flauta ou sofreu falha intracanal. A Tabela 1 mostra os dados descritivos (mediana e intervalo interquartil) do torque máximo e do tempo de preparação obtidos após o uso dos instrumentos rotatórios ProTaper NEXT X1 e EdgeFile X7 17/.04 para moldar canais radiculares de pré-molares maxilares. O instrumento EdgeFile X7 alcançou o WL em um tempo significativamente menor do que o ProTaper NEXT (p < 0,05). A preparação do canal radicular com ProTaper NEXT X1 exigiu um valor de torque mediano significativamente mais alto em comparação com o instrumento EdgeFile X7 17/.04 (p < 0,05).

O torque máximo (pico) registrado para o instrumento EdgeFile X7 17/.04 variou de 0,04 a 2,0 N.cm, enquanto para o ProTaper NEXT X1 variou de 1,01 a 2,0 N.cm. No entanto, nenhuma diferença estatisticamente significativa (p > 0,05) foi encontrada entre os instrumentos testados em relação aos valores de torque máximo.

A Figura 1 mostra gráficos representativos do torque gerado em intervalos de tempo concisos (1/10 de segundo) durante o uso clínico dos instrumentos ProTaper NEXT X1 (Fig. 3A) e EdgeFile X7 17/.04 (Fig. 3B) em cada canal de um mesmo dente. Os gráficos mostram o aumento do torque ao longo do tempo, refletindo a progressão do instrumento desde a orifício do canal (tempo zero) até a WL, utilizando movimentos internos de amplitude variável (comprimento de onda) e paradas regulares para limpeza das lâminas (pontos planos).

Discussão

No presente estudo, uma metodologia recentemente desenvolvida foi utilizada para comparar in vivo o torque operatório gerado por dois sistemas rotatórios diferentes durante a preparação do canal radicular do mesmo dente.

O torque operatório de instrumentos rotatórios de NiTi pode variar dependendo de vários fatores, incluindo a anatomia do canal, a dureza da dentina, a técnica de instrumentação, o design e as dimensões dos instrumentos, a experiência do operador e as configurações mecânicas de velocidade e torque. Com o objetivo de otimizar a comparação entre os instrumentos, cuidados foram tomados neste estudo para minimizar o viés relacionado à anatomia e ao operador, incluindo a seleção do mesmo tipo de dente (pré-molares maxilares) apresentando morfologias de raiz e canal radicular semelhantes. Para prevenir diferenças relacionadas à dureza da dentina e calcificações (que podem ser dependentes da idade), em cada dente, cada canal foi atribuído a um dos sistemas testados.

Foi demonstrado que quanto menores as dimensões do canal, maior é o torque necessário para cortar a dentina, remover detritos e progredir até o término do canal. Em um estudo anterior in vivo empregando a metodologia utilizada aqui, observou-se que o torque e o tempo de preparação durante a preparação do canal radicular com o instrumento TF 35/.04 foram significativamente menores em canais previamente alargados coronariamente. Assim, na presente investigação, um caminho de deslizamento manual para um arquivo K de tamanho 15 foi estabelecido sem alargamento coronário prévio. Consequentemente, o torque operatório foi medido desde o início do procedimento de conformação do canal, sem a influência de um alargamento coronário anterior.

A idade dos pacientes e a dureza da dentina podem influenciar a normalidade dos valores de torque: quanto mais dura é a dentina, mais torque é necessário para cortar e progredir dentro do canal radicular. Isso explica por que usamos um instrumento no primeiro canal e o outro no segundo canal do mesmo dente, para minimizar o viés mencionado acima. As Figuras 1 e 2 mostram a duração da instrumentação e os valores de torque máximo. Em quase todos os casos, o torque mais alto foi gerado no terço apical e os valores de torque aumentaram proporcionalmente à inserção (engajamento da lâmina) do instrumento. Em alguns casos, no entanto, o torque registrado na parte coronal foi maior do que o torque registrado na parte média. Isso pode estar relacionado à presença de algumas calcificações próximas ao orifício.

Para ambos os sistemas rotatórios multifilamentares testados, o instrumento 17/.04 é recomendado pelos fabricantes na primeira etapa dos procedimentos de modelagem. Considerando que os instrumentos sequenciais desses sistemas diferem em suas dimensões (tamanho e afilamento), dificultando a comparação entre eles, no presente estudo o torque operatório foi medido apenas para o primeiro instrumento de modelagem de cada sistema, que apresenta tamanho e afilamento nominais iguais (17/.04), mas diferenças notadas no design da lâmina e no tratamento térmico. Tais diferenças impactaram os valores médios de torque operatório, corroborando estudos anteriores que correlacionaram o design dos instrumentos com seu desempenho. Instrumentos rotatórios com superfícies radiais ou áreas de corte mais largas são mais propensos a contatar uma grande área de superfície das paredes dos canais radiculares, aumentando sua resistência lateral e, consequentemente, o torque gerado durante os procedimentos de preparação.

Neste estudo, o operador tentou usar o instrumento até o WL utilizando pressão apical mínima. No geral, o desempenho de ambos os sistemas permitiu preparar os canais de forma suave e os limites de torque foram alcançados apenas em poucos canais. No entanto, o instrumento EdgeFile X7 17./04 atingiu o WL com significativamente menos tempo e torque em comparação com o ProTaper NEXT X1 (Tabela 1). Como todos os instrumentos foram rotacionados usando as mesmas configurações do motor, essa descoberta pode ser explicada por diferenças no afunilamento, design da seção transversal e características da liga. O processo de fabricação de instrumentos rotatórios de NiTi também pode influenciar o torque gerado durante a preparação do canal radicular. Teoricamente, um design que permite uma eficiência de corte aprimorada deve exigir menos torque e também menos tempo para a preparação do canal radicular. No presente estudo, os resultados indicam que os instrumentos EdgeFile X7 17/.04 foram mais eficazes na preparação de canais radiculares in vivo do que o ProTaper NEXT X1.

Neste estudo in vivo, os valores de torque operatório registrados foram geralmente inferiores ao máximo definido no motor, de acordo com descobertas anteriores utilizando a mesma metodologia. O limite de torque (2 N.cm) foi alcançado apenas em poucos casos (dois para EdgeFile X7 e três para o grupo ProTaper NEXT) e nenhuma diferença estatisticamente significativa foi encontrada entre os dois instrumentos testados em relação aos valores de torque de pico (Tabela 1). Esses resultados estão de acordo com a especificação ISO 3630–1, que revelou que a falha torsional para um instrumento rotatório tamanho 20/.04 foi inferior a 1 N.cm. Assim, nenhuma deformação da lâmina ou separação do instrumento pôde ser observada. No entanto, mesmo que nenhuma diferença tenha sido encontrada em relação aos valores de torque de pico, a metodologia foi capaz de avaliar diferenças estatisticamente significativas nos valores médios de torque operatório entre os instrumentos testados, sugerindo que registrar apenas os valores de torque de pico resultaria em uma análise parcial do torque real da instrumentação. Assim, uma análise dinâmica do torque ao longo dos procedimentos de instrumentação pode ser um parâmetro mais confiável, e a relevância clínica dessas descobertas precisa ser abordada.

Em clínicas, valores baixos de torque para girar instrumentos de NiTi durante a preparação do canal radicular são preferíveis, uma vez que o alto estresse induzido pelo corte da dentina foi relatado como a principal causa de fratura dos instrumentos e desenvolvimento de fissuras dentinárias. No entanto, o torque gerado durante a modelagem do canal reflete não apenas a energia suportada pelo instrumento de NiTi, mas também os estresses aplicados à dentina radicular. Curiosamente, os resultados presentes foram inferiores aos relatados em um estudo de laboratório utilizando um sistema de NiTi tratado termicamente e reciprocante (WaveOne Gold; Dentsply Sirona). Diferenças na metodologia (in vivo ou ex vivo), cinemática e morfologia do canal radicular dos dentes selecionados podem explicar a divergência dos resultados. Além disso, uma vez que as propriedades da dentina são preservadas in vivo e o estresse intracanal é detectado pelo torque operatório real, os resultados presentes podem ser considerados mais precisos em comparação com estudos utilizando dentes extraídos.

Testes de laboratório geralmente se concentram na avaliação de um único parâmetro do comportamento mecânico dos instrumentos. No entanto, em clínicas, estresses torsionais, cíclicos e de flexão moderada são aplicados simultaneamente aos instrumentos endodônticos durante os procedimentos de preparação. Neste estudo in vivo, por exemplo, mais de 100 medições de torque e velocidade foram registradas em tempo real e plotadas em gráficos para cada canal radicular. A Fig. 3 mostra que é possível observar que durante a progressão dos instrumentos no canal até o WL, tanto as irregularidades anatômicas quanto o movimento de picote alteraram o engajamento do instrumento contra as paredes do canal, promovendo variações no torque gerado. Valores de torque mais baixos e comprimentos de onda mais curtos foram observados na primeira metade dos gráficos, enquanto os instrumentos estavam ampliando as porções coronais e médias do canal, refletindo sua progressão mais fácil, uma vez que a amplitude e a frequência do movimento para dentro são uma função da obstrução da progressão do instrumento no canal. As informações detalhadas fornecidas por esses gráficos podem ser úteis na análise do desempenho clínico dos instrumentos rotatórios de NiTi durante os procedimentos de preparação. Consequentemente, essa abordagem metodológica pode ser considerada muito mais confiável e relevante para os clínicos do que os testes de laboratório, também porque fatores que influenciam o torque, como a umidade da dentina e o tecido pulpar intracanal, não são alterados pelo processo de extração e/ou armazenamento.

Embora o tamanho nominal dos instrumentos testados fosse o mesmo (17/.04), o EdgeFile X7 possui um afunilamento constante, enquanto o ProTaper NEXT incorpora um design de afunilamento regressivo variável, o que resulta em uma dimensão maior de sua parte coronal. Consequentemente, o engajamento dos sistemas testados nas paredes do canal radicular foi diferente. A progressão inicial do instrumento EdgeFile X7 no canal resultou em valores de torque mais baixos e um movimento de picote de amplitude mais curta, com aumentos súbitos (valores de torque de pico) (Fig. 1B), que podem estar relacionados a um engajamento resultante do bloqueio de afunilamento. Por outro lado, o design e o afunilamento variável do ProTaper NEXT resultaram em um maior engajamento do instrumento, gerando mais torque durante todo o procedimento com uma progressão gradual em direção ao final do procedimento de moldagem (Fig. 1A).

Na maioria dos casos, o torque de pico e a maior amplitude do movimento de picote foram observados nos últimos 4 a 5 segundos dos gráficos, que correspondem ao terço apical (Fig. 1). Essas descobertas estão provavelmente relacionadas à dificuldade aumentada de progredir os instrumentos na região mais estreita do canal ou ao efeito de bloqueio de afunilamento quando a parte coronal do instrumento se torna totalmente engajada, gerando mais estresse. Apesar de a proficiência do operador ter sido considerada um fator importante para reduzir a falha de instrumentos rotatórios de NiTi, os resultados presentes indicam que mesmo quando o mesmo clínico preparou os canais usando o mesmo movimento, características individuais de cada instrumento resultaram em padrões diferentes de manipulação e geração de torque.

No presente estudo, apenas o primeiro instrumento de cada sequência foi testado porque, em um estudo anterior, foi demonstrado que a tensão torsional aplicada nos instrumentos subsequentes está relacionada ao uso clínico e às características do primeiro instrumento rotatório de NiTi.4 Portanto, mais variáveis poderiam influenciar o comportamento clínico intracanal dos instrumentos. Além disso, o principal objetivo do presente estudo foi mostrar se diferenças no design e no processo de fabricação poderiam influenciar significativamente o torque operatório, clinicamente. Obviamente, diferenças na anatomia dental, idade e dureza da dentina, e diferenças nas dimensões e afunilamentos dos arquivos rotatórios de NiTi poderiam influenciar os valores de torque operatório, mas essas variáveis não afetaram os resultados do estudo comparativo que projetamos. Pesquisas futuras devem considerar o uso do torque clínico operatório também para comparação entre diferentes instrumentos, técnicas, sequências e cinemáticas.

Dentro das limitações deste estudo in vivo, pode-se concluir que as diferenças no design e na liga dos instrumentos testados impactaram o torque operatório e o tempo para preparar os canais radiculares dos pré-molares maxilares.

Autores: Gianluca Gambarini, Massimo Galli, Marco Seracchiani, Dario Di Nardo, Marco A. Versiani, Lucila Piasecki, Luca Testarelli

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