Proposta metodológica para avaliação da adesão de selantes de canal radicular à guta-percha

Resumo

Objetivo: Comparar a resistência de adesão de um selante à base de resina epóxi e dois selantes à base de silicato de cálcio (CSS) a discos de guta-percha usando um novo método.

Metodologia: Discos redondos de guta-percha (n = 60), medindo 10 mm de diâmetro e 2 mm de espessura, foram colocados sobre uma placa de vidro e uma gota de cada selante (AH Plus, EndoSequence BC Sealer e EndoSeal MTA) foi colocada em sua superfície. Outro disco idêntico foi colocado sobre o primeiro e um peso padronizado (0,0981 N) foi aplicado sobre eles usando um aparelho especialmente desenvolvido. Dez amostras preparadas para cada selante foram submetidas a um teste de resistência de adesão por microshear realizado por um conjunto especialmente projetado acoplado a uma máquina de ensaio universal. O teste de Kruskal–Wallis seguido por um procedimento post hoc  foi utilizado para comparar os grupos considerando que a análise preliminar dos dados brutos indicou a não adesão a uma distribuição gaussiana (Shapiro–Wilk, p < .05). O erro alfa foi definido em 5%.

Resultados: No geral, nenhuma falha prematura ocorreu. Todos os selantes apresentaram algum grau de adesividade aos discos de guta-percha, mas com uma diferença significativa entre eles (Kruskal–Wallis, p = .019). O selante à base de resina epóxi (AH Plus) apresentou valores medianos de resistência de cisalhamento significativamente mais altos (1.43 MPa; 1.40–1.83) em comparação ao EndoSeal MTA (0.53 MPa; 0.46–0.73) (p = .021) e ao EndoSequence BC Sealer (0.45 MPa; 0.34–0.46) (p = .023), enquanto o menor valor mediano foi observado com o EndoSequence BC Sealer (0.45 MPa; 0.34–0.46) (p < .05).

Conclusões: Os selantes CSS apresentaram uma ligação mais fraca à guta-percha quando comparados ao selante à base de resina epóxi AH Plus. A metodologia proposta é um método inovador e reproduzível para testar a resistência de ligação dos selantes de canal radicular à guta-percha.

Introdução

O desenvolvimento do primeiro selante à base de silicato de cálcio pronto para uso em 2007 (iRoot SP; Innovative BioCeramix Inc.) atraiu a atenção da comunidade endodôntica, e desde então, vários outros selantes à base de silicato de cálcio (CSS) foram lançados. A percepção preliminar positiva sobre seu uso foi baseada na afirmação dos fabricantes de que os CSS eram uma versão bem-sucedida do MTA com características de manuseio e viscosidade otimizadas para preencher o espaço do canal radicular, considerando sua natureza hidrofílica, bioatividade e bom equilíbrio entre propriedades físico-químicas e biológicas (Almeida et al., 2020; Candeiro et al., 2012; Giacomino et al., 2019; Lv et al., 2017; Silva et al., 2016, 2017). Além disso, a maioria dos CSS são pastas injetáveis prontas para uso, o que agiliza os procedimentos de preenchimento para dentistas de todos os níveis de habilidade e experiência. Como consequência, os CSS ganharam grande aprovação entre os clínicos na última década.

Originalmente, os CSS foram desenvolvidos para preencher todo o espaço do canal sem um material central sólido, seguindo o conceito monobloco, uma ideia desenvolvida com selantes à base de metacrilato (Tay & Pashley, 2007), que afirma que o espaço do canal radicular deve ser idealmente preenchido com um único material, criando uma única interface com as paredes dentinais que, teoricamente, proporcionaria um melhor selamento à prova de fluidos a longo prazo (Tay & Pashley, 2007). No entanto, o uso de CSS sozinho não é recomendado, uma vez que não seria possível penetrar em sua massa após a definição final, caso o retratamento do canal radicular seja necessário. Assim, a solução foi simplesmente cimentar um cone mestre de guta-percha no espaço do canal radicular, a chamada técnica de cone único, atuando como um núcleo para o CSS circundante. Além disso, o uso de um único cone mestre ajudaria não apenas na distribuição do selante dentro do espaço do canal, mas também proporcionaria um melhor controle do limite apical do preenchimento do canal radicular.

Independentemente do selante endodôntico utilizado, sua capacidade de aderir tanto às paredes dentinárias quanto à guta-percha é desejada para evitar lacunas nas interfaces selante/dentina e selante/guta-percha. Uma lacuna em qualquer uma dessas ligações se tornará uma oportunidade para microrganismos invadirem e colonizarem o canal radicular preenchido. Embora vários métodos tenham sido desenvolvidos por organizações internacionais para avaliar as propriedades físicas e biológicas dos materiais de preenchimento endodôntico (ANSI/ADA, 2000; ISO, 2012), ainda não há um requisito padrão para testar a adesão (Goracci et al., 2004). Em um ambiente de laboratório, essa propriedade tem sido avaliada principalmente por testes de resistência à tração de empurrar e resultados contraditórios foram relatados devido à heterogeneidade dos protocolos experimentais (Silva et al., 2019). Por exemplo, enquanto alguns estudos relataram maior resistência de adesão para iRoot SP em comparação com selantes à base de resina epóxi (Gokturk et al., 2017; Madhuri et al., 2016; Nagas et al., 2012), outros relataram menor adesão (Gade et al., 2015), ou até mesmo nenhuma diferença (Sagsen et al., 2011) entre eles. No entanto, a resistência de adesão do CSS foi testada apenas nas paredes dentinárias, enquanto ainda há uma falta de conhecimento sobre sua capacidade de adesão a materiais de preenchimento de núcleo, que também é importante em termos de capacidade de selagem e estabilidade do preenchimento. De fato, esse tópico foi raramente explorado na literatura (Hiraishi et al., 2005, 2006; Tagger et al., 2003a, 2003b; Teixeira et al., 2009), embora tenha o mesmo nível de importância que a adesão à dentina. De fato, isso pode ajudar a explicar a falta de métodos laboratoriais adequados e especificamente projetados para avaliar a capacidade de adesão de um determinado selante ao material de núcleo de guta-percha.

Considerando a falta de informações sobre a adesão de CSS à guta-percha, o objetivo deste estudo foi propor um novo método para quantificar a resistência à força de adesão à guta-percha e comparar a força de adesão de dois CSS (EndoSequence BC Sealer; Brasseler; e EndoSeal MTA; Maruchi) à guta-percha. Um selante à base de resina epóxi (AH Plus; Dentsply De Trey) foi utilizado para comparação. A hipótese nula testada foi que não haveria diferença significativa na resistência à força de adesão dos selantes à guta-percha.

Materiais e métodos 

Cálculo do tamanho da amostra

Com base nos resultados de um estudo piloto, um tamanho de efeito de 0,78 foi estimado para o método de seleção. Este valor foi inserido em um método da família F (ANOVA: efeitos fixos, omnibus, unidirecional) no G × Power para Mac 3.1 (Heinrich Heine, Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Alemanha), juntamente com os parâmetros de erro tipo alfa de 5% e potência beta de 95%. O software indicou um número de 10 amostras por grupo para observar um efeito significativo.

Preparação da amostra

Sessenta discos redondos de guta-percha, medindo 10 mm de diâmetro e 2 mm de espessura, foram produzidos a partir de folhas de guta-percha com 1 mm de espessura usando uma tecnologia proprietária (Dentsply Sirona Endodontics). A produção desses discos de guta-percha envolveu primeiro a criação de folhas de guta-percha por plastificação em um forno de aquecimento a seco de laboratório a 80°C, seguida por um processo de resfriamento à temperatura ambiente, para obter discos de guta-percha com 10 mm (∅) extraídos dessas folhas usando um punção metálico automático. Um procedimento metalográfico padronizado foi empregado com papéis abrasivos de carbeto de silício grosso (180 a 600 grãos) para produzir discos de guta-percha com rugosidade superficial semelhante em ambas as faces. Subsequentemente, a microdureza (durometro MicroMet 5100; Buehler Ltd.), rugosidade superficial e planicidade (dados 2D) foram avaliadas em um desses discos com um perfilômetro óptico de bancada (ZeGage Pro; Zygo Corporation) para assegurar a padronização dos discos.

Os discos foram distribuídos aleatoriamente em 3 grupos (n = 20) de acordo com os selantes utilizados: AH Plus, EndoSequence BC Sealer e EndoSeal MTA. Usando uma micropipeta automática de 0,5 ml (Sigma-Aldrich Inc.), uma gota de 0,1 mL de cada selante, preparada de acordo com as especificações dos fabricantes, foi aplicada no centro de um disco de guta-percha colocado sobre uma placa de vidro (Figura 1a,b). Em seguida, outro disco idêntico foi alinhado (Figura 1c) e colocado sobre o primeiro (Figura 1d), e um peso (0,0981 N) foi aplicado sobre os discos por 200 s usando um aparelho especialmente desenvolvido (Figura 1e,f) com o objetivo de padronizar a distribuição da camada e a espessura do selante. Após a remoção do material extrudado na superfície externa dos discos usando uma ponta de aplicador de microescova dental, as amostras foram armazenadas a 37°C em contato com gaze umedecida em solução salina tamponada com fosfato (pH 7,2) por 7 dias. Após a cura, as amostras experimentais foram medidas com um paquímetro digital para garantir uma espessura de 4,1 ± 0,05 mm. Amostras não padronizadas foram substituídas. Dez amostras por grupo foram preparadas e submetidas ao teste de adesão por microshear.

Teste de adesão por microshear

A resistência de adesão por cisalhamento entre discos de guta-percha e selante foi testada usando um conjunto especialmente projetado acoplado a uma máquina de teste universal (Instron 4444; Instron Corporation) (Figura 2a). Cada amostra foi então presa em um recipiente medindo 4,1 mm de espessura e 10,1 mm de diâmetro, composto por uma parte estática e uma parte removível (Figura 2b). Após garantir a estabilização da amostra (Figura 2c), a parte móvel do recipiente foi conectada à máquina Instron (Figura 2d) e deslocada verticalmente (longitudinalmente em relação ao filme de selante) (Figura 2e) com uma velocidade constante de 0,5 mm/min para produzir uma força de cisalhamento que resultou na desaderência da interface disco-selante. O teste de adesão por microshear foi realizado em uma ordem aleatória (ou seja, a carga foi aplicada aleatoriamente sobre as amostras) por um operador cego em relação ao selante específico em teste. A resistência de adesão foi determinada usando um programa de software de computador em tempo real que traçou uma curva de carga/tempo durante o teste. A carga de falha de adesão foi registrada quando uma queda acentuada foi observada no gráfico e/ou pela completa deslocação do material. A força de cisalhamento necessária para separar os discos de guta-percha foi registrada em Newtons (N) para cada amostra e, em seguida, dividida pela área de superfície de contato, calculada como a área de um círculo pela fórmula A = π.r², onde π é a constante 3,14 e r é o raio do disco. Os resultados da resistência de adesão por cisalhamento foram expressos em Mega Pascals (MPa).

Análise estatística

A análise preliminar dos dados brutos indicou a não adesão a uma distribuição gaussiana (Shapiro–Wilk, p = .036), e os dados foram expressos como mediana e intervalo interquartil. Um teste de Kruskal–Wallis seguido por um procedimento estatístico post hoc realizou comparações entre os selantes usando um erro alfa padrão definido em 5% (SPSS v.24; SPSS Inc.).

Resultados

No geral, nenhuma falha prematura ocorreu, o que significa que todos os selantes tinham propriedades adesivas aos discos de guta-percha, sem falha pré-teste. Gráficos de violino (Figura 3) mostram a mediana e o intervalo interquartil, bem como a distribuição dos dados de resistência à força de adesão em cada grupo experimental. Uma diferença significativa na força de adesão foi observada entre os selantes (Kruskal–Wallis, p = .019). O selante à base de resina epóxi (AH Plus) teve valores medianos de força de adesão significativamente mais altos (1.43 MPa; 1.40–1.83) do que o EndoSeal MTA (0.53 MPa; 0.46–0.73) (p = .021) e o EndoSequence BC Sealer (0.45 MPa; 0.34–0.46) (p = .023). O menor valor mediano foi observado com o EndoSequence BC Sealer (p < .05).

Discussão

A adesão é uma combinação de mecanismos físicos e químicos que permitem a ligação de um material a outro (Erickson, 1992). Na Endodontia, a adesão representa a capacidade de um selante de se unir à dentina e ao material de preenchimento do núcleo (Ørstavik et al., 1983). A propriedade de adesão dos materiais dentários tem sido estudada desde o desenvolvimento do modelo experimental proposto por Grossman (1976). Posteriormente, foi aprimorada utilizando uma máquina de teste universal para medir a carga necessária para causar a falha da ligação (Ørstavik et al., 1983). Desde então, a resistência de ligação dos materiais de preenchimento à dentina tem sido medida por meio de testes de tração na dentina radicular externa ou na superfície da parede do canal radicular com métodos de puxar ou empurrar (Goracci et al., 2004). Além disso, a análise qualitativa da superfície descolada dos materiais de preenchimento (falha coesiva) ou da superfície dentinária (falha adesiva) melhorou a compreensão sobre a influência de vários fatores na adesão intracanal (Saleh et al., 2003). No entanto, enquanto os selantes podem se unir à dentina por meio de seu entrelaçamento mecânico nos túbulos dentinários e/ou por adesão química, o material do núcleo (guta-percha) não possui adesão nem à dentina nem ao selante (Tay & Pashley, 2007).

Investigações anteriores se concentraram principalmente na qualidade de adesão dos selantes ao dentina, enquanto apenas alguns estudos avaliaram a resistência de união entre a guta-percha e o selante (Hiraishi et al., 2005, 2006; Tagger et al., 2003a, 2003b; Teixeira et al., 2009), o que também é essencial para cumprir um dos requisitos básicos do preenchimento do canal radicular, que é selar o espaço do canal radicular (Grossman, 1976). Na maioria desses estudos, discos de guta-percha e/ou Resilon estavam em contato com uma pequena quantidade de um selante colocado em um tubo, enquanto um laço de fio era envolto em torno do conjunto colado e uma força de cisalhamento era aplicada (Hiraishi et al., 2005, 2006; Teixeira et al., 2009). Na proposta atual, no entanto, uma grande área de contato entre o selante e os discos de guta-percha foi obtida, bem como a padronização da espessura do filme de selante usando um aparelho específico (Figura 1), evitando assim falhas prematuras. Além disso, outras configurações específicas (Figura 2) permitiram que o dispositivo de carga de cisalhamento se alinhasse mais próximo da interface adesiva. Dessa forma, a validade interna deste experimento foi melhorada ao eliminar o momento de flexão criado pelo método anterior, que poderia distorcer a verdadeira resistência de união por cisalhamento dos materiais.

Os resultados apresentados demonstraram que a adesão do selante à base de resina epóxi à guta-percha superou a do CSS, e, portanto, a hipótese nula foi rejeitada. Estudos anteriores já demonstraram alguma resistência de união dos selantes à base de resina epóxi à guta-percha (Tagger et al., 2003a, 2003b; Teixeira et al., 2009), mas os resultados presentes confirmaram que o AH Plus teve uma adesão superior à guta-percha em comparação ao CSS, o que pode ser explicado por dois fatores: (i) a possibilidade de que o CSS não endureça em condições de laboratório (Silva et al., 2021) e (ii) a natureza hidrofóbica da guta-percha (Hegde & Arora, 2015; Hegde & Murkey, 2017), que diminuiria sua interação com o CSS considerando sua natureza hidrofílica. Pode-se argumentar que os resultados presentes foram consequência do uso inadequado do CSS com guta-percha em vez de cones de guta-percha pré-revestidos em biocerâmica. No entanto, até agora, nenhum fabricante divulgou que o CSS não deve ser usado com pontos de guta-percha regulares. Na verdade, foi relatado que apenas 22,1% dos usuários de CSS utilizaram guta-percha pré-revestida em seus preenchimentos de canais radiculares (Guivarc'h et al., 2020), o que endossa o propósito deste estudo. Além disso, o EndoSeal MTA teve maior adesão à guta-percha do que o EndoSequence BC Sealer e isso pode ser uma consequência da composição diferente do CSS. O EndoSeal MTA é um selante à base de pozolana. Pozolanas são uma ampla classe de materiais silicosos ou silicosos e aluminóides que, em si mesmos, possuem pouco ou nenhum valor cimentício, mas que, em forma finamente dividida e na presença de água, reagem quimicamente com hidróxido de cálcio a temperatura ambiente para formar compostos que possuem propriedades cimentícias. A quantificação da capacidade de uma pozolana de reagir com hidróxido de cálcio e água é dada pela medição de sua atividade pozolânica. Pozolana são pozolanas de origem vulcânica que ocorrem naturalmente (Singh, 2018). No geral, a reação pozolânica com hidróxido de cálcio e água otimiza o fluxo de um substrato pré-misturado, garantindo consistência de trabalho adequada e capacidade de endurecimento (Yoo et al., 2016). A incorporação de cimento de pozolana de partículas pequenas, que é um agregado mineral com hidratação de silicato de cálcio aquoso, resultou em um MTA de rápida solidificação sem a adição de um acelerador químico (Choi et al., 2013).

É importante enfatizar que a guta-percha disponível comercialmente pode variar em sua composição e propriedades físico-químicas dependendo do fabricante. Portanto, é provável que os resultados das forças de adesão por cisalhamento diferem quando diferentes marcas de guta-percha são comparadas e esta é uma clara limitação do estudo atual. Além disso, cones de guta-percha revestidos específicos foram recomendados para serem usados com algumas marcas de CSS e sua adesão, bem como sua adaptação interfacial, também devem ser avaliadas em estudos futuros. Infelizmente, a metodologia presente não permite medir a resistência de adesão dos selantes de canal radicular em relação a cones mestres de guta-percha individuais e, portanto, não pretende imitar as condições clínicas da vida real. Por outro lado, o presente estudo apresenta uma maneira inovadora e reproduzível para testar a adesão entre guta-percha convencional ou modificada a vários tipos de selantes de canal radicular.

Conclusões

O CSS teve uma ligação fraca com a guta-percha. O selante de canal radicular à base de resina epóxi (AH Plus) teve valores de ligação maiores em comparação ao CSS, enquanto o EndoSeal MTA teve maior adesão à guta-percha do que o EndoSequence BC Sealer. O presente estudo introduz um método inovador e reproduzível para testar a resistência de ligação entre guta-percha convencional ou modificada a diferentes tipos de selantes de canal radicular.

Autores: Gustavo De-Deus, Diogo S. Oliveira, Daniele M. Cavalcante, Marco Simões-Carvalho, Felipe G. Belladonna, Leandro S. Antunes, Erick M. Souza, Emmanuel J. N. L. Silva, Marco A. Versiani

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