Microfissuras dentinárias radiculares: um fenômeno experimental pós-extração?

Resumo

Objetivo: Investigar a prevalência, localização e padrão de microfissuras pré-existentes em dentes não tratados endodonticamente de cadáveres frescos. A tecnologia de microtomografia computadorizada (micro-CT) foi utilizada como ferramenta analítica, permitindo a triagem completa da dentina radicular com os dentes mantidos em suas cavidades alveolares originais.

Metodologia: Como um estudo piloto e para validar o método presente, uma série de 4 escaneamentos de alta resolução foram realizados em um espécime de bloco ósseo com dentes coletados post-mortem: (i) bloco ósseo inteiro incluindo os dentes, (ii) dente molar segundo extraído atraumaticamente do bloco ósseo, (iii) dente extraído desidratado para induzir defeitos dentinários e (iv) bloco ósseo inteiro após reinserção do dente extraído em sua cavidade alveolar correspondente. No estudo principal, quarenta e dois blocos ósseos dentoalveolares maxilares e mandibulares, cada um contendo 3–5 dentes adjacentes (um total de 178 dentes), foram coletados post-mortem e escaneados em um dispositivo de micro-CT. Todas as imagens de cortes transversais dos 178 dentes (n = 65 530) foram examinadas da junção cemento-esmalte até o ápice para identificar a presença de defeitos dentinários.

Resultados: No estudo piloto, as microfissuras observáveis quando o dente desidratado estava fora do bloco ósseo permaneceram detectáveis quando o bloco ósseo inteiro mais o dente reinserido foram escaneados. Isso significa que o processo de triagem revelou a presença das mesmas microfissuras em ambas as situações experimentais (o dente fora e dentro do bloco ósseo maxilar). De um total de 178 dentes nos blocos ósseos removidos de cadáveres, 65 530 imagens de cortes transversais foram analisadas e nenhuma microfissura dentinária foi detectada.

Conclusões: Este modelo in situ de cadáver revelou a falta de microfissuras dentinárias preexistentes em dentes não tratados endodonticamente. Assim, a descoberta de microfissuras dentinárias observadas em imagens de cortes transversais anteriores de dentes extraídos armazenados é infundada e não válida. Deve-se assumir que as microfissuras observadas em dentes extraídos armazenados submetidos a procedimentos de canal radicular são resultado do processo de extração e/ou das condições de armazenamento pós-extração. Portanto, como consequência, a presença de tais microfissuras dentinárias em dentes extraídos armazenados – observáveis em imagens de cortes transversais das raízes – deve ser referida como microfissuras dentinárias experimentais.

Introdução

Durante a investigação de fraturas verticais da raiz (FVRs), a integridade microestrutural da dentina radicular e do cemento foi avaliada usando modelos experimentais destrutivos (seccionamento de dentes) (Hin et al. 2013, Liu et al. 2013, (seccionamento de dentes) (Hin et al. 2013, Liu et al. 2013, Arias et al. 2014, Ashwinkumar et al. 2014, Karataş et al. 2016, Saber & Schäfer 2016, Bahrami et al. 2017, Kfir et al. 2017) e não destrutivos (tomografia computadorizada micro [micro-CT]) (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a,b, Bayram et al. 2017, Pradeep Kumar et al. 2017, Zuolo et al. 2017). A maioria desses estudos utilizou dentes que foram armazenados por períodos variados de tempo (Hin et al. 2013, Liu et al. 2013, De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a, Karataş et al. 2016, Bayram et al. 2017, Zuolo et al. 2017) ou que foram extraídos recentemente (Ashwinkumar et al. 2014, Saber & Schäfer 2016, Kfir et al. 2017, PradeepKumar et al. 2017), com apenas alguns estudos sendo realizados usando modelos cadavéricos (Arias et al. 2014, Bahrami et al. 2017, De-Deus et al. 2017b).

O uso de uma tecnologia de imagem de alta resolução não destrutiva, que é a micro-CT, tornou possível obter uma visão mais confiável sobre o fenômeno da formação de microfissuras dentinárias. A micro-CT permite observar a estrutura interna de objetos opacos (por exemplo, dentes) ao examinar centenas de cortes por espécime, onde a extensão total das linhas de fissura pode ser mapeada (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a,b, Bayram et al. 2017, PradeepKumar et al. 2017, Zuolo et al. 2017). O uso da micro-CT, portanto, permite que a dentina radicular e o cemento sejam observados em seu estado original, ou seja, após a extração, e então examinados novamente após os procedimentos de canal radicular. Com base neste método, duas conclusões principais foram tiradas: (i) a falta de relação entre a formação de microfissuras dentinárias e a preparação mecânica dos canais radiculares com instrumentos de níquel-titânio (NiTi) por si só (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a,b, Bayram et al. 2017, Zuolo et al. 2017) e (ii) o reconhecimento de microfissuras pré-existentes como um fenômeno em dentes não tratados (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a,b, Bayram et al. 2017, PradeepKumar et al. 2017, Zuolo et al. 2017). Microfissuras pré-existentes são defeitos microestruturais nas raízes de dentes não tratados endodonticamente, com sua etiologia atribuída a fatores como idade, estresses parafuncionais (Yang et al. 1995, Chan et al. 1998) ou procedimentos restauradores (Kishen 2006, Shemesh et al. 2009).

Embora raramente relatados em estudos de seccionamento destrutivo, microfissuras preexistentes foram observadas em espécimes não tratados endodonticamente, mesmo nos estudos iniciais que se concentraram principalmente na relação entre o desenvolvimento de defeitos dentinários e as técnicas de preparação do canal radicular (Arias et al. 2014, Karataş et al. 2016, Bahrami et al. 2017, Kfir et al. 2017). Curiosamente, o uso da tecnologia de micro-CT em estudos com dentes armazenados revelou uma alta incidência (variando de 12,31% a 41,44%) de microfissuras preexistentes nas imagens de base adquiridas de dentes não tratados (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a, Bayram et al. 2017, Zuolo et al. 2017). Na verdade, as informações fornecidas por grupos de controle não tratados têm sido significativas e controversas. Na maioria das vezes, nenhuma microfissura pode ser observada quando dentes sadios armazenados são seccionados horizontalmente (Shemesh et al. 2009, Karataş et al. 2016, Kfir et al. 2017), enquanto em alguns estudos utilizando modelos cadavéricos, microfissuras foram relatadas nos grupos de controle não tratados (Arias et al. 2014, Bahrami et al. 2017). Por outro lado, uma baixa prevalência de microfissuras preexistentes foi relatada ao avaliar dentes recém-extraídos (7,1%) (PradeepKumar et al. 2017) ou em um modelo cadavérico (2,46%) (De-Deus et al. 2017b) ao usar a tecnologia de micro-CT. Isso significa que o fenômeno das microfissuras preexistentes deve ser reconsiderado como uma consequência das novas evidências fornecidas pelo método de imagem de micro-CT e pelo uso de dentes recém-extraídos (De-Deus et al. 2017b, PradeepKumar et al. 2017) ou dentes dentro de um modelo cadavérico (De-Deus et al. 2017b).

Em resumo, a existência de microfissuras pré-existentes tem sido controversa. A ocorrência um tanto enigmática de microfissuras pré-existentes gerou interesse em fatores etiológicos potenciais, bem como na determinação se as fraturas verticais radiculares (FVRs) são precedidas por tais defeitos microestruturais. Considerando sua etiologia ainda desconhecida, bem como a falta de conhecimento sobre esse fenômeno, o presente estudo teve como objetivo investigar a prevalência, localização e padrão de microfissuras pré-existentes em dentes não tratados endodonticamente de cadáveres frescos. A tecnologia de Micro-CT foi utilizada como ferramenta analítica, permitindo a triagem completa da dentina radicular com os dentes retidos em seu alvéolo original. A hipótese central sendo testada era que microfissuras pré-existentes ocorrem com alta frequência em dentes não tratados endodonticamente.

Materiais e métodos

Seleção da amostra

Quarenta e dois blocos ósseos dentoalveolares maxilares e mandibulares, cada um contendo 3–5 dentes adjacentes (um total de 178 dentes), foram coletados post-mortem durante a autópsia de vários doadores adultos. Os membros da família deram seu consentimento informado, que foi obtido sob um protocolo de pesquisa aprovado pelo Departamento Forense local e pelo Comitê Nacional de Ética em Pesquisa em Saúde (protocolo nº 931.732). A idade dos doadores variou de 19 a 44 anos (idade média, 31 anos). Os critérios de inclusão foram a presença de primeiros e segundos pré-molares e molares maxilares ou mandibulares não cariados, cercados por osso alveolar e ligamento periodontal. Os blocos ósseos com dentes foram armazenados a —20 °C e submetidos aos procedimentos experimentais dentro de 40 dias após sua coleta.

Antes dos procedimentos de escaneamento, blocos de osso congelados foram removidos do congelador e colocados em um refrigerador a uma temperatura constante de 8°C para um descongelamento lento. Após 3–4 h, cada bloco de osso foi escaneado em um dispositivo de micro-CT (SkyScan 1173; Bruker-microCT, Kontich, Bélgica) usando uma resolução isotrópica de 13,18 lm a 90 kV e 88 mA através de uma rotação de 360° em torno do eixo vertical, com um passo de rotação de 0,5°, tempo de exposição da câmera de 1000 ms e média de quadros de 5. Os raios-X foram filtrados com um filtro de alumínio de 1 mm de espessura. As imagens adquiridas foram reconstruídas em cortes transversais com o software NRecon v.1.6.10 (Bruker-microCT) usando parâmetros padronizados para endurecimento do feixe (15%), correção de artefatos de anel e limites de contraste (0,0095–0,03), resultando na aquisição de 1300–1600 cortes transversais por bloco de osso.

Estudo piloto – método de validação

A validação do método presente foi baseada em 4 escaneamentos de micro-CT de alta resolução de um único bloco de osso contendo 3 dentes (um pré-molar, um primeiro molar e um segundo molar) seguindo os mesmos parâmetros previamente descritos. A sequência de escaneamentos de micro-CT foi a seguinte: (i) bloco de osso inteiro, (ii) dente extraído, (iii) dente extraído desidratado e (iv) bloco de osso inteiro após reinserção do dente extraído em sua cavidade alveolar (Fig. 1). A integridade da dentina (a presença de microfissuras dentinárias) foi avaliada por meio da análise das imagens transversais obtidas na etapa de reconstrução, desde a junção cemento-esmalte até o ápice radicular, por 3 examinadores calibrados cegos. O processo de calibração foi baseado em sessões de visualização usando imagens de cortes transversais com microfissuras previamente identificadas. A análise de imagem foi repetida duas vezes em intervalos de 2 semanas para validar o processo de identificação de microfissuras.

No primeiro escaneamento, nenhuma microfissura foi observada (Figs 2a,b e 3a,b). Em seguida, o segundo molar maxilar foi removido atraumaticamente do bloco ósseo, evitando tocar ou danificar os tecidos circundantes (Fig. 1c,d e e). Essa técnica envolveu um descolamento cuidadoso de 2/3 das raízes com periotomos até que a luxação ocorresse e, para minimizar possíveis danos ao dente, as forças de extração foram usadas apenas para a retirada do dente, e não para soltá-lo. O molar extraído foi imediatamente escaneado, e as imagens em seções transversais foram analisadas conforme descrito acima. Nenhuma microfissura foi observada no segundo escaneamento (Figs 2c e 3c).

Com o objetivo de induzir o desenvolvimento de defeitos dentinários, o segundo molar foi submetido a um processo de desidratação utilizando uma série de álcoois graduados padrão (50%, 60%, 70%, 80%, 90% e 100% de etanol). Em seguida, o dente foi colocado em um gabinete auto-dessecador (Bel-Art automatic desiccator clear 2.0, Wayne, NJ, EUA) e escaneado semanalmente para verificar a presença de microfissuras. Após um período de 3 meses, o escaneamento (terceiro escaneamento) revelou claramente a presença de microfissuras dentinárias (Figs 2d e 3d). Subsequentemente, a amostra foi cuidadosamente reinserida em seu alvéolo original e todo o bloco ósseo foi rescaneado (quarto escaneamento). A análise da imagem das seções transversais revelou que as microfissuras observadas quando o dente estava fora do bloco ósseo permaneceram detectáveis quando todo o bloco ósseo foi escaneado (Figs 2e,f e 3e,f).

Análise de imagem

A visualização e análise qualitativa das pilhas de imagens reconstruídas dos 42 blocos ósseos foram avaliadas usando o software CTVol v.2.3 (Bruker-microCT). Todas as imagens seccionais dos 178 dentes (n = 65 530) foram examinadas desde a junção cemento-esmalte até o ápice para identificar a presença de defeitos dentinários. Três examinadores previamente calibrados, cegos para o desenho experimental, examinaram todas as imagens em intervalos de 2 semanas. Em caso de divergência, as imagens foram avaliadas em conjunto até que um acordo total fosse alcançado (De-Deus et al. 2016).

Resultados

No estudo piloto, microfissuras observadas quando o dente estava fora do bloco ósseo permaneceram detectáveis quando todo o segmento maxilar foi escaneado, o que validou o método de avaliação de microfissuras dentinárias em um modelo de cadáver fresco por meio da tecnologia de micro-CT (Figs 1–3).

De um total de 178 dentes nos blocos ósseos removidos de cadáveres, 65 530 imagens de seções transversais foram analisadas e nenhuma microfissura dentinária foi detectada. As Figs 4 e 5 mostram imagens representativas dos terços coronal, médio e apical de uma seleção de dentes avaliados no estudo.

Discussão

No estudo atual, a incidência de microfissuras dentinais em dentes não tratados endodonticamente foi avaliada in situ através de imagens de micro-CT de 178 dentes em blocos ósseos maxilares e mandibulares obtidos de 42 cadáveres frescos. Nenhuma microfissura dentinal pré-existente foi observada, refutando a hipótese central. A ausência de tais microfissuras dentinais em uma metodologia que está sob condições próximas a in vivo – um modelo de cadáver humano – sugere que microfissuras podem ocorrer devido à manipulação pós-extração ou às condições de armazenamento dos dentes experimentais. Essa descoberta significa que tais microfissuras dentinais – observáveis em imagens transversais das raízes – podem não existir no ambiente clínico; de fato, até agora, esse tipo de defeito dentinal foi observável apenas sob condições experimentais pós-extração (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a, Bayram et al. 2017, PradeepKumar et al. 2017, Zuolo et al. 2017).

O resultado presente contrasta com o conhecimento acumulado sobre a formação de microfissuras dentinais que foi publicado desde 2009 (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a, Bayram et al. 2017, PradeepKumar et al. 2017, Zuolo et al. 2017). Na verdade, o conceito de que microfissuras dentinais são um fenômeno experimental pós-extração é parcialmente apoiado por novas percepções sobre este tópico. Shemesh et al. (2018) relataram o impacto das condições ambientais no tecido dentinal e demonstraram que a perda de água produz tensões que são suficientes para induzir defeitos dentinais espontâneos, demonstrando experimentalmente que a resposta biomecânica da dentina radicular é altamente influenciada pelo seu grau de hidratação. Isso está de acordo com descobertas anteriores que mostraram que as concentrações residuais de microdeformação em raízes hidratadas eram um fenômeno controlado e também que a dentina desidratada tinha menor tenacidade (Jameson et al. 1993, Kahler et al. 2003, Kruzic et al. 2003) e era mais quebradiça (Huang et al. 1992). Assim, os resultados relatados no estudo de Adorno et al. (2013) podem ser considerados uma consequência da desidratação do dente, uma vez que a propagação de microfissuras continuou em fatias de raiz mesmo após 1 mês de armazenamento, embora nenhuma tensão adicional tenha sido aplicada à dentina. Nesse sentido, o processo de desidratação que os dentes sofrem fora do ambiente oral pode explicar a alta prevalência (12,31% a 41,44%) de microfissuras dentinais nas imagens de base de dentes armazenados não tratados endodonticamente avaliados através da tecnologia de micro-CT (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a, Bayram et al. 2017, Zuolo et al. 2017), considerando que os dentes extraídos foram obtidos de bancos de dentes que usaram uma variedade de condições de armazenamento.

Outro estudo importante utilizou micro-CT para avaliar a prevalência, localização e padrão de microfissuras dentinárias preexistentes em 633 dentes extraídos recentemente que não foram tratados endodonticamente e encontrou defeitos dentinários em 45 dentes (7,1% da amostra) (PradeepKumar et al. 2017). Da mesma forma, De-Deus et al. (2017b) usando um modelo cadavérico também relataram 2,46% de defeitos dentinários nas imagens de base de dentes não tratados endodonticamente. De acordo com os resultados presentes, esses resultados importantes estabelecem uma prevalência mais realista de microfissuras dentinárias preexistentes em dentes extraídos, em contraste com o número substancial de defeitos relatados em estudos anteriores de micro-CT usando dentes armazenados (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a, Bayram et al. 2017, Zuolo et al. 2017). Essas descobertas enfatizam a baixa prevalência de microfissuras preexistentes e levantam sérias dúvidas sobre a validade da maioria dos estudos sobre fissuras dentinárias usando dentes extraídos, uma vez que as fissuras provavelmente são uma consequência das condições experimentais pós-extração. Com base nessa evidência científica, pode-se inferir que a desidratação do tecido dentinário é a principal causa de microfissuras em dentes não tratados endodonticamente relatados na última década. A prevalência desse fenômeno é, portanto, uma função da interação entre a origem do espécime – armazenamento versus dentes extraídos recentemente/modelo cadavérico, e o método analítico utilizado – seccionamento versus micro-CT não destrutivo. De uma maneira mais ampla, o desenvolvimento de VRFs em dentes tratados endodonticamente é geralmente atribuído a fatores como idade, a anatomia da raiz e do canal radicular, função mastigatória e/ou a presença de interferências excursivas ou parafunções às quais os dentes podem estar sujeitos durante a vida de um paciente (Arias et al. 2014).

No entanto, é possível que as FRVs se desenvolvam como consequência de dentes rachados ou fraturados iniciados originalmente a partir da coroa. Portanto, é importante considerar as possíveis implicações das condições sob as quais os dentes são armazenados ao analisar os resultados de estudos laboratoriais, uma vez que a desidratação não intencional introduzirá falhas experimentais sistemáticas, independentemente dos cuidados tomados durante o restante do experimento. Isso sugere fortemente que abordagens in situ, como modelos utilizando cadáveres frescos, devem ser consideradas como um padrão de referência para avaliar o comportamento do tecido dentinário em termos de iniciação e propagação de fissuras.

A metodologia utilizada no estudo atual parece ser a mais próxima de um modelo experimental ideal para estudar o fenômeno das microfissuras e o estado geral da dentina. O uso de um modelo cadavérico in situ, no qual o osso e o ligamento periodontal permaneceram preservados e também as propriedades viscoelásticas do aparelho de fixação, juntamente com um método de imagem altamente preciso e não destrutivo (micro-CT) para a avaliação da integridade do tecido dentinário, tem claras vantagens sobre outras metodologias utilizadas anteriormente no estudo de defeitos dentinários, que são a seção e a análise de micro-CT de dentes armazenados. Além disso, o modelo cadavérico evita o impacto das extrações dentárias e, assim, o uso de periotomos, luxadores ou pinças, que geralmente são sugeridos como geradores de defeitos dentinários. No entanto, é necessário enfatizar que a amostragem utilizada no estudo atual tem uma limitação, a faixa etária dos cadáveres, que variou entre 19 e 44 anos (idade média, 31 anos). Portanto, trabalhos futuros devem se concentrar na avaliação da presença de defeitos dentinários em cadáveres mais velhos.

Conforme declarado no primeiro estudo sobre microfissuras dentinárias usando um modelo cadavérico e micro-CT (De-Deus et al. 2017b), não há acordo internacional, regulamentos gerais ou padrões de banco de tecidos sobre uma temperatura de armazenamento específica para dentes dentro de blocos ósseos. Uma declaração da American Association of Tissue Banks (2008) recomendou uma temperatura de armazenamento de —20 °C por até 6 meses e —40 °C para períodos mais longos de preservação em congelamento profundo. No entanto, a influência do tempo de armazenamento e das temperaturas de congelamento nas propriedades biomecânicas dos dentes não é totalmente compreendida e ainda precisa ser determinada. No presente estudo, a temperatura de armazenamento dos blocos ósseos cadavéricos seguiu a utilizada por De-Deus et al. (2017b) e não afetou a estrutura do osso ou dos dentes, que foi de —20 °C, conforme recomendado, com um período de descongelamento lento antes da digitalização e dos procedimentos experimentais subsequentes.

Preocupações sobre se a resolução de digitalização das imagens de micro-CT pode ou não ser suficiente para detectar microfissuras menores também foram levantadas (Pop et al. 2015, De-Deus et al. 2016, PradeepKumar et al. 2017). No entanto, a validação do método de imagem de micro-CT para a observação de defeitos dentinários em dentes extraídos já foi relatada (De-Deus et al. 2016); foi demonstrado que os defeitos visualizados pela observação direta da dentina com microscopia de luz refletida (usando o método de seccionamento) também são visualizados nas imagens de seção transversal reconstruídas obtidas por digitalizações de micro-CT de alta resolução. No entanto, o mesmo não é necessariamente válido quando os dentes são digitalizados dentro de blocos ósseos cadavéricos. Portanto, devido ao caráter inovador da observação dos defeitos dentinários nas imagens digitalizadas a partir de blocos ósseos cadavéricos, a validação do método foi necessária para eliminar qualquer possibilidade de resultados falso-negativos. Os resultados revelaram que o processo de triagem foi capaz de demonstrar a presença das mesmas microfissuras em ambas as configurações experimentais (dente fora e dentro do bloco ósseo maxilar), validando o método para avaliar microfissuras dentinárias em um modelo cadavérico fresco por meio da tecnologia de micro-CT.

O resultado deste estudo sugere que trabalhos futuros devem se concentrar na existência de microfissuras dentinais na raiz dentinária em dentes não tratados endodonticamente. Enquanto isso, até que se prove o contrário, deve-se assumir que as microfissuras dentinais observadas em dentes extraídos armazenados submetidos a procedimentos de canal radicular são, de fato, resultado do processo de extração e/ou das condições de armazenamento pós-extração. Como consequência, a presença de tais microfissuras dentinais em dentes extraídos armazenados – observáveis em imagens seccionais das raízes em condições experimentais – deve ser referida como microfissuras dentinais experimentais.

Conclusões

Este modelo in situ de cadáver revelou a ausência de microfissuras dentinais preexistentes em dentes não tratados endodonticamente. Isso significa que a prevalência de microfissuras dentinais observadas em imagens seccionais anteriores de dentes extraídos armazenados é falha. Também questiona se microfissuras – observáveis em imagens seccionais de raízes em dentes extraídos - realmente ocorrem em dentes não tratados endodonticamente no ambiente clínico.

Autores: G. De-Deus, D. M. Cavalcante, F. G. Belladonna, J. Carvalhal, E. M. Souza, R. T. Lopes, M. A. Versiani, E. J. N. L. Silva & P. M. H. Dummer

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