Avaliação das Características de Modelagem do ProTaper Gold, ProTaper NEXT e ProTaper Universal em Canais Curvados

Resumo

Introdução: Este estudo avaliou as características de conformação do sistema ProTaper Gold (PTG; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Suíça) e o comparou com o ProTaper Next (PTN, Dentsply Maillefer) e o ProTaper Universal (PTU, Dentsply Maillefer) usando imagens de microtomografia computadorizada.

Métodos: Vinte e quatro primeiros molares mandibulares com 2 canais mesiais separados foram pareados anatomicamente usando escaneamento de microtomografia computadorizada (Sky-Scan1174v2; Bruker-microCT, Kontich, Bélgica) com um tamanho de voxel de 19,6 mm. Os canais foram preparados com os sistemas rotatórios PTG, PTU ou PTN até os instrumentos F2 ou X2, respectivamente, e escaneados novamente. As imagens co-registradas foram avaliadas para medições morfométricas 2D e 3D do transporte de canal, capacidade de centralização, paredes de canal não tocadas e espessura de dentina remanescente. Os dados foram comparados estatisticamente usando os testes de Kruskal-Wallis e análise de variância unidirecional (α = 5%).

Resultados: No geral, o PTN apresentou valores percentuais de voxels estáticos significativamente mais altos do que os sistemas PTG e PTU (P < .05). A área de superfície, o perímetro e o diâmetro menor foram maiores nos grupos PTG e PTU do que no grupo PTN (P < .05). Nenhuma diferença foi observada no fator de forma, redondeza, diâmetro maior, razão de aspecto ou índice de modelo estrutural (P > .05). PTG (0.11 ± 0.05 mm) e PTN (0.09 ± 0.05 mm) produziram significativamente menos transporte do que PTU (0.14 ± 0.07 mm) (P < .05), e a diminuição percentual na espessura da dentina foi significativamente menor para PTG (22.67 ± 2.96) e PTN (17.71 ± 5.93%) (P ≥ .05) do que para PTU (29.93 ± 6.24%) (P < .05).

Conclusões: PTG e PTN produziram menos transporte e mantiveram mais dentina do que PTU. PTN teve menos contato com a parede do canal do que PTG e PTU, mas todos os sistemas de arquivos foram capazes de instrumentar canais radiculares mesiais moderadamente curvados de molares mandibulares sem erros clinicamente significativos. (J Endod 2015;■:1–7)

A periodontite apical é causada por infecção do canal radicular. Seu tratamento é focado na eliminação de microrganismos por meio da preparação quimomecânica do canal radicular. Instrumentos rotatórios de níquel-titânio (NiTi) usados para esse propósito produzem uma preparação mais centralizada do canal, com menos transporte do que instrumentos de aço inoxidável. Os designs de instrumentos rotatórios de NiTi continuam evoluindo para otimizar suas características de corte e modelagem. Com muitos novos sistemas disponíveis no mercado, os clínicos necessitam de uma avaliação imparcial das características desses sistemas para ajudar na seleção dos sistemas a serem utilizados clinicamente.

ProTaper Next (PTN; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Suíça) é um sistema relativamente novo. Os instrumentos PTN são feitos de M-wire, uma liga de NiTi única fabricada por um processo de tratamento térmico que, segundo relatos, aumenta a flexibilidade e a resistência à fadiga cíclica. Esses instrumentos incorporam um design de afilamento regressivo variável, uma massa de rotação deslocada única e uma seção transversal retangular, que de acordo com o fabricante, são projetados para reduzir os pontos de contato com as paredes do canal, gerando menos fadiga no instrumento durante o uso.

Os sistemas ProTaper Universal (PTU, Dentsply Maillefer) e ProTaper Gold (PTG, Dentsply Maillefer) compartilham um design de instrumento idêntico com uma seção transversal triangular e um afunilamento progressivo variável. O PTG é fabricado com uma metalurgia proprietária que, segundo relatos, aumenta sua flexibilidade e resistência à fadiga cíclica. Até onde sabemos, dados de pesquisa sobre as características de conformação do PTG ainda não estavam disponíveis no momento em que este estudo foi realizado. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar as características de conformação do sistema PTG e compará-las com as dos sistemas PTN e PTU usando imagens de tomografia computadorizada micro–computada (micro-CT).

Materiais e Métodos

Seleção de Especimes Dentários e Grupos

O protocolo do estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade de Toronto (referência do protocolo #29482). Cento e cinquenta primeiros molares mandibulares permanentes com 2 canais mesiais moderadamente curvados (25˚–35˚) foram selecionados. Os dentes foram imagedos com tomografia computadorizada de feixe cônico (Kodak 9000; Carestream Dental LLC, Atlanta, GA) configurada para 66 kV, 10 mA, exposição de 10,8 segundos e uma espessura de corte de 76 mm para obter um contorno de pré-tratamento dos canais radiculares. Vinte e quatro dentes com 2 canais mesiais patente independentes foram selecionados para estudo adicional. Estes foram decoronados ligeiramente acima da junção cemento-esmalte, desinfetados em solução de cloramina T a 0,5% e armazenados em água destilada a 4^◦C.

Antes da instrumentação, os dentes foram montados em um suporte personalizado e imageados usando um sistema de micro-CT (SkyScan 1174v2: Bruker-microCT, Kontich, Bélgica) a 50 kV e 800 mA e uma resolução isotrópica de 19,6 mm. A varredura foi realizada através de uma rotação de 180˚ em torno do eixo vertical com um passo de rotação de 1^◦ usando um filtro de alumínio de 0,5 mm de espessura. As imagens adquiridas foram reconstruídas em cortes transversais com o software NRecon v.1.6.9 (Bruker-microCT) usando parâmetros padronizados para endurecimento do feixe (15%), correção de artefatos de anel (5%) e limites de contraste semelhantes. O volume de interesse foi selecionado, estendendo-se do nível da furcação até o ápice da raiz, resultando na aquisição de 700 a 900 cortes transversais por dente em um formato bitmap (BMP). O comprimento do canal radicular, volume, área de superfície e espessura da dentina do nível da furcação até o ápice da raiz foram registrados usando o software CTAn v.1.14.4 (Bruker-microCT, Kontich, Bélgica). O cálculo do tamanho da amostra indicou que 16 canais radiculares por grupo eram necessários para suportar a análise com 80% de poder e 5% de nível de significância.

Subsequentemente, 24 raízes mesiais (48 canais radiculares) foram emparelhadas para criar 8 grupos de 3 raízes com base nos aspectos morfológicos tridimensionais (3D) dos canais mesiais. Uma raiz de cada grupo foi aleatoriamente atribuída a 1 dos 3 grupos experimentais (n = 16) de acordo com os sistemas de preparação de canais (ou seja, PTG, PTU ou PTN). Após verificar a suposição de normalidade (teste de Shapiro-Wilk), o grau de homogeneidade (linha de base) dos 3 grupos em relação ao comprimento do canal, volume e área de superfície foi confirmado usando o teste de análise de variância de uma via com um nível de significância de 5% (α = 0,05).

Preparação do Canal Radicular

Um único operador experiente realizou todos os procedimentos. Os canais foram acessados e o terço coronal alargado com brocas Gates-Glidden 2 e 3 (Dentsply Maillefer). A patência apical foi confirmada com um arquivo tipo K #10 (Dentsply Maillefer) passado pelo forame apical antes e após a preparação do canal. O comprimento de trabalho (WL) foi determinado passando um arquivo tipo K #10 pelo forame maior e retirando-o 0,5 mm. Um caminho de deslizamento foi criado usando um instrumento ProGlider (16/02) (Dentsply Maillefer) levado até o WL. Todos os instrumentos utilizados foram levados ao WL em uma rotação contínua no sentido horário gerada por um micromotor de ângulo 6:1 (Sirona, Bensheim, Alemanha) alimentado por um motor elétrico (VDW Silver Motor; VDW GmbH, Munique, Alemanha) a 300 rpm e 2,5 Ncm. A sequência de instrumentos nos grupos PTU e PTG foi S1 (17/02), S2 (20/04), F1 (20/07) e F2 (25/08). No grupo PTN, a sequência foi X1 (17/04) e X2 (25/06). Após 3 movimentos suaves de vai-e-vem em direção apical, o instrumento foi removido do canal e limpo. Isso foi repetido até que o WL fosse alcançado, e então o instrumento foi descartado. Após cada etapa, o canal foi irrigado com 20 mL de NaOCl 2,5% usando uma seringa descartável equipada com uma agulha NaviTip 30-G (Ultradent, South Jordan, UT) colocada 1 mm antes do WL. Um enxágue final com 5 mL de EDTA 17% foi seguido por um enxágue de 5 mL com água destilada. Os canais foram secos com pontos de papel (Dentsply Maillefer), imagiados com um sistema de micro-CT e reconstruídos com os mesmos parâmetros usados nas varreduras de pré-tratamento.

Medidas de Resultado

Modelos 3D codificados por cores dos canais radiculares, pré e pós-preparação, foram coregistrados usando registro de imagem automatizado. Combinações personalizadas de módulos rígidos a afins foram utilizadas com base nas semelhanças de intensidade da imagem (software 3D Slicer 4.3.1, disponível em http://www.slicer.org) com precisão superior a 1 voxel. Canais não preparados (verde) e preparados (vermelho) correspondentes foram comparados qualitativamente usando o software CTVol v.2.2.1 (Bruker-microCT). A área da superfície do canal intocado foi determinada calculando o número de voxels estáticos (voxels presentes na mesma posição na superfície do canal antes e depois da instrumentação). A área intocada foi expressa como uma porcentagem do número total de voxels presentes na superfície do canal.

O software CTAn v.1.14.4 foi utilizado para medir volume (em mm3), área de superfície (em mm2), índice de modelo de estrutura (SMI), área (em mm2), perímetro (em mm), fator de forma, redondeza, diâmetro maior (em mm), diâmetro menor (em mm) e razão de aspecto dos canais radiculares antes e depois da preparação. A avaliação 3D foi realizada para o comprimento total do canal, e a avaliação bidimensional (2D) foi feita para os 5 mm apicais do canal em 250 imagens seccionais por canal. Os parâmetros de comparação foram calculados subtraindo os valores obtidos para os canais tratados daqueles obtidos de contrapartes não tratadas. Os critérios utilizados para o cálculo dos parâmetros foram publicados anteriormente.

A transporte do canal foi avaliado a partir de um centro de gravidade calculado para cada fatia e conectado ao longo do eixo z com uma linha ajustada através de um total de 8583 seções transversais no grupo PTU, 8345 no grupo PTN e 8477 no grupo PTG usando o XLSTAT-3DPlot para Windows (Addinsoft, Nova York, NY). A média de transporte (mm) foi calculada comparando os centros de gravidade antes e depois do tratamento para os terços coronal, médio e apical dos canais.

A média da porcentagem de diminuição da espessura da parede de dentina foi adquirida pela sobreposição dos conjuntos de dados antes e depois da preparação do canal a partir do ponto médio entre o orifício do canal e o forame. Quinze medições da largura da dentina em direção ao aspecto distal da superfície radicular externa, perpendicular a uma linha conectando os centros de gravidade, espaçadas por 1^◦ tanto nos canais mesiobucal quanto mesiolingual foram registradas. Modelos 3D codificados por cores da espessura da dentina ao longo da raiz foram criados pelo software CTAn v.1.14.4.

O teste de Shapiro-Wilk foi utilizado para avaliar a normalidade dos dados. Os resultados da superfície da parede do canal não tocada, volume, área de superfície, SMI, área, perímetro, redondeza, fator de forma, diâmetros maior e menor, e razão de aspecto foram comparados entre os grupos usando o teste post hoc Dunn de Kruskal-Wallis e apresentados como valores medianos ou um intervalo interquartil (IQR). Os dados de transporte do canal e espessura da parede de dentina foram distribuídos normalmente e comparados entre os grupos com a análise de variância unidirecional post hoc do teste de Tukey. Um software comercial disponível (SPSS v17.0; SPSS Inc, Chicago, IL) foi utilizado para análise em um nível de significância de 5%.

Resultados

A mediana e o IQR de voxels estáticos indicando uma superfície de canal não tocada em cada grupo estão mostrados na Figura 1. Uma ampla faixa de porcentagens calculadas (0%–34%) foi observada entre os espécimes dentro dos grupos; no entanto, a análise dos valores registrados indicou que para a maioria dos espécimes a variância variou de 6%–13%. No geral, o grupo PTN apresentou valores medianos de porcentagem de voxels estáticos significativamente mais altos (P < .05) (11.66%, IQR = 11.94) quando comparado com os grupos PTG (3.57%, IQR = 9.92) e PTU (2.66%, IQR = 7.83). Nenhuma diferença significativa foi observada entre PTG e PTU.

Os resultados das análises 2D e 3D estão mostrados nas Tabelas 1 e 2, respectivamente. A preparação aumentou significativamente todos os parâmetros medidos em cada grupo. No geral, o aumento percentual na área de superfície, no perímetro e no diâmetro menor dos canais foi significativamente maior nos grupos PTG e PTU do que no grupo PTN (P < .05). Nenhuma diferença estatística no fator de forma, redondeza, diâmetro maior, razão de aspecto ou SMI foi observada entre os grupos (P > .05). O grupo PTU produziu um aumento significativamente maior no volume do canal e na área de superfície do que os grupos PTG e PTN nos terços coronal e médio dos canais (P < .05), mas nenhuma diferença significativa foi observada no terço apical. Nenhuma diferença significativa no SMI foi observada entre os grupos (P > .05).

Pré-operatório, as seções transversais do canal tinham formato oval (razão média de aspecto de 1,45), e a geometria do canal era irregularmente afunilada (Fig. 2A). Após a preparação, a geometria dos canais era maior e mostrava um afunilamento suave em todos os grupos (Fig. 2B). As mudanças na forma do canal, exibidas como sobreposições de áreas não preparadas (verde) e preparadas (vermelho), mostraram que todos os grupos mantiveram a forma geral do canal (Fig. 2C e D).

Os resultados do transporte de canal estão resumidos na Tabela 3 e representados graficamente na Figura 2C e D. Os maiores valores de transporte foram observados nos terços médio e apical do grupo PTU (~0,50 mm). No geral, os grupos PTN (0,09 0,05 mm) e PTG (0,11 0,05 mm) apresentaram significativamente menos (P < .05) transporte do que o grupo PTU (0,14 0,07 mm).

No terço médio da raiz, a espessura média da dentina antes da preparação foi de 1,15  0,18 mm, 1,06 0,20 mm e 1,10 0,32 mm nos grupos PTU, PTN e PTG, respectivamente. Após a preparação, a espessura da dentina variou de 0,62 a 1,75 mm, 0,72 a 1,38 mm e 0,72 a 1,83 mm nos grupos PTU, PTN e PTG, respectivamente. A porcentagem de diminuição na espessura da dentina foi significativamente maior (P < .05) no grupo PTU (29,93% ± 6,24%) em comparação com os grupos PTN (17,71% ± 5,93%) e PTG (22,67% 2,96%). Os valores para os grupos PTN e PTG não diferiram significativamente (P > .05). A Figura 3 mostra uma representação codificada por cores da espessura da dentina ao longo da raiz de um espécime representativo de cada grupo. Estruturas grossas são indicadas em azul e verde, enquanto o vermelho indica áreas de dentina fina.

Discussão

Dentes multirradiculares têm anatomia complexa e apresentam um desafio maior para o sucesso da terapia endodôntica do que dentes monorradiculares. A evolução contínua dos instrumentos visa facilitar essa tarefa. Este estudo avaliou as características de conformação do canal do recém-introduzido sistema PTG em comparação com os sistemas amplamente utilizados PTN e PTU, utilizando imagens de micro-CT, um método não destrutivo, reprodutível e bem estabelecido para a avaliação 3D da preparação do canal radicular. Infelizmente, os resultados com o sistema PTG não podem ser comparados com outros, pois atualmente estudos semelhantes não estão disponíveis.

Todos os instrumentos mostraram áreas intocadas da parede do canal radicular, indicando que nenhum foi capaz de limpar completamente as paredes de dentina, o que está de acordo com estudos anteriores sobre sistemas rotatórios de NiTi; no entanto, merece atenção que a média das áreas intocadas da parede do canal radicular (6%–13%) foi menor do que relatórios anteriores utilizando metodologia semelhante. Foi demonstrado que variações na geometria do canal antes da instrumentação podem ter um efeito maior nas mudanças observadas do que as técnicas de instrumentação em si. Dessa forma, uma configuração pré-operatória menos complexa dos canais radiculares selecionados neste estudo pode explicar os resultados. No geral, os sistemas PTU e PTG resultaram em significativamente menos paredes de canal intocadas e um maior aumento na área de superfície, perímetro e diâmetro menor dos canais do que o sistema PTN. Esses resultados podem ser explicados por diferenças no design dos instrumentos. Embora PTU e PTG compartilhem uma geometria semelhante, as dimensões menores, a massa deslocada e o afunilamento regressivo dos instrumentos PTN devem reduzir a área de contato com o canal e, portanto, sua capacidade de corte.

Os instrumentos rotatórios de NiTi demonstraram manter bem a curvatura original do canal, mesmo em canais extremamente curvados. No estudo atual, os movimentos dos centros de gravidade foram avaliados metricamente em números absolutos (mm), fatia por fatia, como transporte de canal. No geral, PTG e PTN produziram significativamente menos transporte de canal do que os instrumentos PTU. Apesar de PTU e PTG compartilharem designs geométricos, eles são fabricados a partir de ligas diferentes e a liga mais flexível do PTG, aprimorada por meio de uma tecnologia de tratamento térmico proprietária, confere uma força de restauração reduzida e pode explicar por que esses instrumentos permaneceram mais centralizados no canal do que o PTU durante o uso. Essa descoberta é apoiada por estudos anteriores que compararam o transporte por sistemas de M-wire com aqueles feitos de NiTi convencional. Curiosamente, embora PTG e PTN não compartilhem design geométrico nem metalurgia, as diferenças não afetaram significativamente sua capacidade de centralização. Uma explicação pode ser a flexibilidade aprimorada dos instrumentos PTN como consequência de suas características de design (massa de rotação fora do centro e seção transversal retangular), liga (M-wire) e as menores dimensões do instrumento (25/0.06). Os resultados presentes são comparáveis com publicações recentes sobre PTN usados para preparar canais curvados de primeiros molares mandibulares extraídos.

A avaliação da espessura da dentina é importante porque a remoção excessiva de dentina pode predispor os dentes a fraturas radiculares. Portanto, quando um instrumento permanece centralizado no canal, espera-se que mais dentina seja mantida, o que pode explicar a maior porcentagem de espessura de dentina remanescente observada com os instrumentos PTG e PTN. Os sistemas PTG e PTN também mostraram aumentos semelhantes de volume e área de superfície nos terços coronal e médio do canal radicular, apesar de suas diferentes dimensões. Pode-se hipotetizar que o tratamento térmico da liga nos instrumentos PTG pode predispor os instrumentos à deformação plástica e à interrupção das bordas de corte durante o uso, reduzindo sua capacidade de corte. Essa descoberta corrobora a literatura anterior que mostrou deformação plástica dos instrumentos após o uso clínico como resultado do pré-tratamento térmico da liga. No entanto, outros mostraram que o PTN removeu quantidades semelhantes de dentina como o PTU. Curiosamente, dados recentes sobre a eficiência de corte de instrumentos NiTi convencionais e martensíticos mostraram que a liga martensítica "mais macia" era o instrumento mais eficiente em ação lateral. Os autores hipotetizaram que a maior eficiência de corte do Hyflex CM1 (Coltene Whaledent, Cuyahoga Falls, OH) estava relacionada ao processamento termomecânico da liga e à configuração das flautas; no entanto, neste estudo, blocos de acrílico e dentina bovina foram usados como substratos, e os achados não foram corroborados por outros estudos. Vale ressaltar que, além das direções prescritas pelos fabricantes, a alargamento coronal foi realizado com brocas Gates-Glidden. Portanto, as mudanças dos parâmetros analisados nesse nível devem ser interpretadas com cautela, pois podem não representar a eficácia dos sistemas de preparação em si, mas também a ação adicional das brocas. Considerando que a capacidade de corte de um instrumento endodôntico é resultado da complexa inter-relação de parâmetros, essa suposição justifica uma investigação mais aprofundada.

Os dentes utilizados neste estudo foram anatomicamente pareados em termos de parâmetros geométricos pré-operatórios determinados por imagens de micro-CT. Este procedimento cria uma linha de base confiável e garante a comparabilidade dos grupos pela padronização da morfologia do canal 3D em cada amostra, aumentando a validade interna e potencialmente eliminando viéses anatômicos significativos que podem confundir os resultados. Embora diferenças significativas em relação ao transporte do canal e à espessura restante de dentina tenham sido obtidas, a relevância clínica dos resultados obtidos permanece questionável e pode não ser clinicamente significativa ou afetar os resultados do tratamento. Portanto, é importante que os clínicos tenham informações imparciais sobre as várias características que podem afetar as características de conformação dos sistemas PTU, PTN e PTG para facilitar boas escolhas para enfrentar desafios anatômicos.

Conclusões

Dentro das limitações deste estudo, PTG e PTN resultaram em menos transporte e maior capacidade de manter a espessura da dentina do que PTU. As diferenças nos parâmetros medidos foram pequenas e não pareceram influenciar a capacidade do sistema de moldar canais radiculares moderadamente curvados. Pesquisas futuras devem se concentrar em comparar esses sistemas em canais severamente curvados e examinar PTG com sistemas fabricados a partir de metalurgia semelhante.

Autores: Jason Gagliardi, Marco Aurelio Versiani, Manoel Damiao de Sousa-Neto, Andres Plazas-Garzon e Bettina Basrani

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