Avaliação de Micro-CT de Áreas de Canal Não Instrumentadas com Diferentes Amplições Realizadas por Sistemas de NiTi

O objetivo deste estudo foi comparar a porcentagem da área não instrumentada dos canais radiculares preparados com diferentes ampliações usando sistemas de reciprocidade de arquivo único (Reciproc e WaveOne) e um sistema rotatório convencional de múltiplos arquivos (BioRaCe) por meio de análise micro-tomográfica computacional. Trinta raízes mesiais de molares mandibulares com curvatura moderada (10° a 20°) apresentando uma configuração de canal tipo II de Vertucci e volume interno semelhante foram escolhidas e escaneadas em uma resolução isotrópica de 14,16 µm. A amostra foi dividida em 3 grupos (n=10) de acordo com o sistema utilizado para a preparação do canal radicular: grupos Reciproc, WaveOne e BioRaCe. Segundos e terceiros escaneamentos foram realizados após os canais serem preparados com instrumentos de tamanhos 25 e 40, respectivamente. As imagens registradas dos voxels da área de superfície dos canais, antes e depois da preparação, foram examinadas do nível de furcação até o ápice para quantificar a superfície não instrumentada. Os dados estatísticos foram comparados usando GLM para medidas repetidas com um nível de significância estabelecido em 5%. Os sistemas de instrumentação não influenciaram a porcentagem de superfícies de canais radiculares intocadas (p=0,690), enquanto uma redução significativa na porcentagem de voxels estáticos foi observada após a ampliação do canal radicular (p=0,010) em todos os grupos (p=0,507). Nenhum dos sistemas foi capaz de preparar toda a área de superfície do canal radicular mesial dos molares mandibulares. O aumento do tamanho apical final resultou em um efeito positivo significativo na capacidade de conformação dos sistemas testados.

Introdução

A recente introdução no mercado de sistemas de arquivo único reciprocante de níquel-titânio (NiTi) levantou novas perspectivas sobre a preparação mecânica do espaço do canal radicular. O conceito de usar um único instrumento para preparar todo o canal radicular é interessante porque economiza custos em comparação com os sistemas rotatórios de múltiplos arquivos e a curva de aprendizado é consideravelmente reduzida devido à simplificação dos procedimentos técnicos. Além disso, no sistema Reciproc (VDW, Munique, Alemanha), o instrumento R25 não requer necessariamente a criação de um caminho de deslizamento suave e previsível para a maioria dos casos.

Estudos recentes relataram que sistemas reciprocantes de arquivo único superaram a preparação rotatória contínua convencional de NiTi. No entanto, embora a capacidade de modelagem dos sistemas reciprocantes tenha se mostrado adequada, surgiram algumas dúvidas em relação à quantidade de fragmentos dentinários, irrigantes, tecido pulpar remanescente, bactérias e seus subprodutos que podem ser extrudados para os tecidos perirradiculares como resultado do tratamento do canal radicular. Além disso, há uma preocupação de que esse tipo de preparação, na qual uma quantidade substancial de dentina é removida em um curto período de tempo usando um único instrumento reciprocante de grande afilamento e corte rápido, produza uma desbridagem mecânica menos eficiente do que os sistemas rotatórios de múltiplos arquivos, que consistem em uma ampliação mais lenta, suave e gradual do espaço do canal radicular.

As melhorias no software de imagem trouxeram avanços claros para o uso da microtomografia computadorizada (micro-CT) no campo da pesquisa endodôntica. Esta ferramenta científica não invasiva permite a visualização das características morfológicas do dente de maneira detalhada e precisa. Além disso, a tecnologia de imagem micro-CT também tem sido utilizada para avaliar a capacidade de conformação dos instrumentos e técnicas atuais. Essencialmente, “capacidade de conformação” refere-se à área da superfície dentinária que é mecanicamente removida durante os procedimentos de preparação do canal e pode ser considerada um parâmetro de resultado adequado para comparar diferentes técnicas de instrumentação. Em geral, os resultados da micro-CT revelaram que mais da metade das paredes dentinárias (variando de 59,6% a 79,9%) permaneceram não preparadas em canais de forma oval, independentemente da técnica de instrumentação. Assim, para que uma instrumentação com um único arquivo baseada em reciprocidade seja considerada uma alternativa aos sistemas rotatórios de múltiplos arquivos, ela deve ser capaz de preparar uma quantidade semelhante da área da superfície do canal.

Com base no contexto mencionado acima, o objetivo deste estudo foi comparar a porcentagem da área não instrumentada dos canais radiculares preparados com diferentes ampliações usando sistemas reciprocantes de arquivo único (Reciproc e WaveOne [Dentsply Maillefer, Baillagues, Suíça]) e um sistema rotatório convencional de múltiplos arquivos (BioRaCe [FKG Dentaire, La-Chaux-de-Fonds, Suíça]) utilizando análise de micro-CT. As hipóteses nulas testadas foram que: (i) Os sistemas reciprocantes de arquivo único e o sistema rotatório de múltiplos arquivos têm habilidades de conformação semelhantes; (ii) Os sistemas reciprocantes de arquivo único têm habilidade de conformação semelhante entre si; (iii) Uma preparação apical maior não melhora a habilidade de conformação dos sistemas reciprocantes e rotatórios.

Material e Métodos

Cálculo do Tamanho da Amostra

A ANOVA de medidas repetidas com interações dentro entre foi selecionada da família de testes F no software G*Power 3.1.7 (Heinrich Heine Universität, Düsseldorf, Alemanha). Uma estimativa do tamanho do efeito de 0.3 foi determinada usando dados previamente relatados. Nesse estudo, os autores calcularam a porcentagem de voxels estáticos entre canais radiculares preparados com sistemas rotatórios GT (tamanho apical 20; Dentsply Tulsa Dental, Tulsa, OK, EUA) e Profile (tamanho apical 40; Dentsply Maillefer). Um erro tipo alfa de 0.05, potência beta de 0.95, correlação entre medidas repetidas de 0.7, correção de não esfericidade de 1, número de grupos (dentro dos sujeitos) de 2 e número de medições (entre os sujeitos) de 3 também foram especificados. Com base nesses parâmetros, 20 dentes foi o tamanho total da amostra necessário para detectar diferenças estatisticamente significativas.

Seleção de Amostras

Este estudo foi revisado e aprovado pelo Comitê de Ética, Núcleo de Estudos em Saúde Coletiva (Protocolo nº 2283 - CEP/HUPE). Trezentos primeiros molares mandibulares extraídos selecionados de um conjunto de dentes extraídos armazenados foram radiografados na direção bucolingual. O ângulo de curvatura da raiz mesial foi calculado usando o software AxioVision v.4.5 (Carl Zeiss Vision GmbH, Hallbergmoos, Alemanha). Apenas raízes com curvatura variando de 10° a 20° (curvatura moderada) foram escolhidas. Além disso, os critérios de inclusão compreendiam apenas molares em que a medição apical final dos canais mesiais permitiu a colocação de um K-file ISO tamanho 10 (Dentsply Maillefer) até o comprimento de trabalho (WL). As porções coronais e raízes distais de todos os dentes foram removidas utilizando uma serra de baixa velocidade (Isomet; Buehler Ltd, Lake Bluff, IL, EUA) com resfriamento a água, deixando raízes mesiais com aproximadamente 12±1 mm de comprimento para evitar a introdução de variáveis de confusão. Como resultado, 134 espécimes foram selecionados e armazenados em solução de timol a 0,1% a 5 °C.

Para obter um esboço geral da anatomia do canal, as raízes mesiais foram pré-escanadas em uma resolução isotrópica relativamente baixa (70 µm) usando um scanner de micro-CT (SkyScan 1173; Bruker microCT, Kontich, Bélgica) a 70 kV e 114 mA. Com base nos modelos tridimensionais do canal radicular obtidos a partir desse conjunto de imagens de pré-escan, 30 espécimes com uma configuração de canal tipo II de Vertucci (dois canais com dois orifícios saindo da câmara pulpar, mas se unindo antes do ápice para formar um canal) foram escolhidos.

Procedimentos de Escaneamento e Reconstrução de Micro-CT

Para o procedimento experimental, o ápice da raiz mesial de cada dente foi selado com cola quente, embutido em um filme fino de polissiloxano de polivinila e, em seguida, colocado coronal-apicalmente dentro de um suporte de resina epóxi feito sob medida (Ø 18 mm), que foi adaptado a um suporte de amostra de um dispositivo de micro-CT de alta energia (SkyScan 1173). Cada procedimento de escaneamento foi realizado a 70 kV e 114 mA com uma resolução isotrópica de 14,16 µm. Um filtro de alumínio de 1 mm de espessura foi utilizado para reduzir artefatos e cada projeção foi adquirida em 250 ms, a cada passo de 0,5° através de uma rotação de 360°. A média de quadros de 5 e movimentos aleatórios de 20 também foram aplicados na fase de aquisição para aumentar a relação sinal-ruído e reduzir artefatos de anel.

As imagens de projeção adquiridas foram reconstruídas em cortes transversais usando software proprietário (NRecon v.1.6.9; Bruker micro-CT) com parâmetros padronizados para endurecimento do feixe (40%), correção de artefato de anel de 10, bem como limites de contraste mínimo e máximo. O volume de interesse foi escolhido estendendo-se do nível de furcação até o ápice da raiz.

Após isso, os espécimes foram aleatoriamente atribuídos (http://www.random.org) em 3 grupos experimentais (n=10), de acordo com o sistema utilizado para a preparação do canal radicular: grupos Reciproc, WaveOne e BioRaCe. Após verificar a normalidade dos dados (p>0.05; teste de Shapiro-Wilk), o grau de homogeneidade dentro dos grupos em relação ao comprimento da raiz, grau de curvatura da raiz mesial e volume inicial dos canais foi estatisticamente confirmado (ANOVA de um fator, p>0.05).

Preparação do Canal Radicular

Os canais radiculares foram acessados e a permeabilidade foi confirmada inserindo um K-file tamanho 10 através do forame apical antes e após a conclusão da preparação do canal radicular. Para todos os grupos, um caminho de deslizamento foi criado utilizando um K-file de aço inoxidável tamanho 15 (Dentsply Maillefer) até o WL, que foi estabelecido a 1 mm do comprimento do canal. Em cada grupo, os instrumentos foram acionados com o motor VDW Silver (VDW GmbH), de acordo com as instruções de cada fabricante. Um único operador experiente realizou todas as preparações.

No grupo Reciproc, o arquivo Reciproc R25 (25/0.08) foi introduzido no canal até que a resistência fosse sentida e, em seguida, ativado em movimento reciprocante. O instrumento foi movido na direção apical usando um movimento de picote para dentro e para fora com uma amplitude de cerca de 3 mm e uma leve pressão apical. Após três movimentos de picote, o instrumento foi removido do canal e suas lâminas foram limpas. Este procedimento foi realizado até que o instrumento alcançasse o WL. Depois, o instrumento Reciproc R40 (40/0.06) foi utilizado com o mesmo protocolo. O grupo WaveOne foi preparado com os instrumentos WaveOne Primary (25/0.08) e Large (40/0.08) até o WL usando o protocolo descrito para o grupo Reciproc. No grupo BioRaCe, a preparação foi realizada de maneira crown-down com o sistema BioRaCe usando a seguinte sequência: BR0 (25/0.08), BR1 (15/0.05), BR2 (25/0.04), BR3 (25/0.06), BR4 (35/0.04) e

BR5 (40/0.04) instrumentos. O motor foi ajustado para 500-600 rpm e 1 N/cm2. Após três movimentos constantes, o instrumento foi removido do canal e limpo. Este procedimento foi repetido até que o WL fosse alcançado.

Entre cada etapa de preparação, os canais radiculares foram irrigados com 2 mL de NaOCl a 5,25% por 1 min, fornecido por uma bomba peristáltica VATEA (ReDent-Nova, Ra’anana, Israel) a uma taxa de 2 mL/min, conectada a uma ponta Endo-Eze de 30 gauge (Ultradent Products Inc., South Jordan, UT, EUA) inserida até 2 mm do forame apical. A aspiração foi realizada com um SurgiTip (Ultradent Products Inc.) conectado a uma bomba de sucção de alta velocidade. Após a preparação do canal, uma nova irrigação com 20 mL de NaOCl foi realizada por 10 min. Assim, um volume total de 40 mL de irrigante foi utilizado por canal em um tempo total de 30 min. Uma irrigação final com 5 mL de EDTA a 17% (pH=7,7), administrada a uma taxa de 1 mL/min por 3 min, seguida por uma irrigação de 5 minutos com 5 mL de água bi-destilada foi realizada. Em seguida, os canais foram secos com pontos de papel absorvente (Dentsply Maillefer).

Foram realizadas duas micro-CT pós-operatórias de cada espécime após a preparação do canal com instrumentos R25 e R40 no grupo Reciproc, WaveOne Primary e Large no grupo WaveOne, e BR3 e BR5 no grupo BioRaCe, utilizando os parâmetros mencionados.

Processamento e Análise de Imagens

Após a reconstrução, os conjuntos de canais pré e pós-operatórios (diâmetros apicais 25 e 40) foram registrados usando um plugin de registro rígido semi-automático implementado na interface do software FIJI. Os passos de otimização do algoritmo de registro rígido foram repetidos até que os conjuntos de imagens não diferissem por mais de 0,4 de tolerância. O registro multi-resolução foi utilizado para otimizar a eficiência do registro. Todos os conjuntos de dados de micro-CT foram registrados sem qualquer procedimento de processamento de imagem prévio e foram examinados do nível de furcação até o ápice para avaliar a quantidade de área de superfície não instrumentada. Em resumo, após um limiar automático para segmentar os espaços do canal radicular pré e pós-operatório (algoritmo de limiar mínimo), a superfície de dentina não instrumentada foi calculada subtraindo o canal preparado do canal original. A partir do conjunto de imagens resultante (voxels estáticos), a área da superfície foi calculada. A porcentagem da área não instrumentada foi calculada em relação à área do canal sadio (número total de voxels de superfície) dividindo o número de voxels de superfície estáticos pelo número total de voxels de superfície, conforme descrito pela fórmula:

número de voxels estáticos × 100/número total de voxels de superfície

Todos os procedimentos de análise de imagem foram realizados usando um programa de análise de imagem de código aberto (Fiji v.1.47n; Fiji, Madison, WI, EUA).

Análise Estatística

A distribuição normal dos dados foi confirmada (teste de Shapiro-Wilk, p>0,05) e o GLM para medidas repetidas (SPSS para Windows v17.0; SPSS Inc., Chicago, IL, EUA) foi escolhido para a análise, considerando a natureza dependente do desenho do estudo. Os tamanhos de preparação apical foram testados como efeito dentro dos sujeitos, enquanto os sistemas de instrumentação foram definidos como efeito entre os sujeitos. A significância foi estabelecida em α=5%.

Resultados

A Figura 1 exibe a porcentagem de voxels estáticos observados em cada grupo e diferentes diâmetros de arquivos apicais.

Sistemas de instrumentação não influenciaram a porcentagem de superfícies de canais radiculares intocados (p=0.690), enquanto uma redução significativa na porcentagem de voxels estáticos foi observada após o alargamento do canal radicular (p=0.010) em todos os grupos (p*interação=0.507). A Figura 2 exibe renderizações volumétricas tridimensionais de espécimes representativos em cada grupo antes e depois da instrumentação com diferentes diâmetros de tamanho apical.

Discussão

A principal descoberta do presente estudo apontou uma habilidade de conformação semelhante entre os sistemas reciprocantes (Reciproc e WaveOne) e o sistema rotatório convencional de múltiplos arquivos (BioRaCe) em relação à porcentagem de áreas não instrumentadas dos canais radiculares mesiais dos molares mandibulares; portanto, a primeira hipótese testada foi aceita. Essa descoberta está de acordo com estudos anteriores. Assim, mesmo em uma anatomia de canal mais desafiadora, como as raízes mesiais dos molares mandibulares, os sistemas reciprocantes apresentaram uma habilidade de conformação comparável aos sistemas convencionais, o que é um aspecto importante, pois uma abordagem de arquivo único envolve menos etapas procedimentais e uma curva de aprendizado mais curta.

O segundo resultado do presente estudo representa a habilidade de conformação semelhante entre os sistemas reciprocantes de arquivo único testados; assim, a segunda hipótese também foi confirmada. Seria razoável supor que quanto maior o afilamento, maior a quantidade de área de superfície preparada das paredes do canal radicular. No entanto, isso não foi confirmado pelos resultados atuais, nos quais ambos os sistemas reciprocantes têm afilamentos maiores (0,06 e 0,08) do que o sistema rotatório de múltiplos arquivos (0,04 e 0,06); isso concorda com um estudo anterior. Juntas, essas descobertas indicam que o tamanho do afilamento pode não ser crítico para os sistemas NiTi acionados por motor em relação à quantidade de área de superfície preparada das paredes do canal.

A habilidade de modelagem semelhante do Reciproc e do WaveOne também foi inesperada, uma vez que o último possui um núcleo e um afunilamento maiores e uma seção transversal diferente. Essas características indicariam menos flexibilidade e deveriam ter influenciado a habilidade de modelagem em canais curvados, como os utilizados no presente estudo. Apesar das diferenças marcantes no design geral, os instrumentos Reciproc e WaveOne também possuem características comuns importantes, como a cinemática de movimento (reciprocidade), liga (M-Wire) e tamanho da ponta, que podem explicar os resultados semelhantes encontrados aqui e em outros estudos.

Uma premissa original do estudo atual é que preparações apicais maiores poderiam afetar a área da superfície do canal tocada pelos instrumentos, o que foi estatisticamente confirmado, levando à rejeição da terceira hipótese. Preparações apicais maiores têm sido relacionadas à melhoria dos procedimentos de desinfecção e limpeza, uma vez que essa abordagem aumenta significativamente a lavagem do irrigante na região apical, reduzindo a carga bacteriana no sistema de canal. De fato, isso não pode ser considerado um resultado surpreendente, já que um estudo anterior de micro-CT já demonstrou uma melhoria na habilidade de modelagem quando preparações apicais maiores foram realizadas.

Sem dúvida, o foco principal do presente estudo foi na qualidade geral da preparação do canal radicular por sistemas de arquivo único reciprocantes, que é um tópico de interesse da pesquisa científica e clínica atual. Uma porcentagem de área de canal não tocada variando de 27,68% a 60,77% sublinha a capacidade de modelagem menos que ideal do arsenal disponível para preparar o espaço do canal radicular. Consequentemente, esses achados enfatizam o papel fundamental da irrigação e dos materiais de curativo intracanal na tentativa de compensar o estado subótimo da desbridagem mecânica, atuando em toda a área do canal não tocada.

Nestas condições experimentais, sistemas reciprocantes e rotativos mostraram capacidade de modelagem semelhante, independentemente da porcentagem de paredes de canal radicular não instrumentadas; no entanto, todos os sistemas produziram uma preparação mecânica subótima dos canais mesiais dos molares mandibulares. Tamanhos apicais finais maiores mostraram um efeito positivo convincente na capacidade de modelagem dos sistemas testados.

Autores:  Gustavo De-Deus, Felipe Gonçalves Belladonna, Emmanuel João Nogueira Leal Silva, Juliana Roter Marins, Erick Miranda Souza, Renata Perez, Ricardo Tadeu Lopes, Marco Aurélio Versiani, Sidnei Paciornik, Aline de Almeida Neves

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