Sobre a Causalidade Entre Defeitos Dentinais e Preparação de Canal Radicular: Uma Avaliação por Micro-CT

Este estudo teve como objetivo avaliar a relação de causa e efeito entre a preparação do canal com o sistema ProTaper Universal (PTU) e a formação de defeitos dentinários utilizando análise de microtomografia computadorizada (micro-CT). Quarenta canais mesiais de molares mandibulares com uma configuração de canal tipo II de Vertucci foram escaneados em uma resolução isotrópica de 14,16 µm. A amostra foi dividida em um grupo experimental (n = 30) e um grupo controle (n = 10), e os canais mesiais foram preparados com o sistema PTU até o instrumento F2. As amostras do grupo experimental foram escaneadas e as imagens de seção transversal das raízes mesiais, antes e depois da preparação, foram analisadas para identificar a presença de defeitos dentinários. No grupo controle, as amostras foram seccionadas perpendicularmente ao eixo longo da raiz em fatias de 1 mm de espessura (n = 80) e examinadas sob microscópio óptico. Uma vez que um defeito dentinário foi detectado, a fatia foi escaneada através de micro-CT. No grupo experimental, microfissuras dentinárias foram observadas em 4.828 fatias (24,04%). Em todas as imagens de seção transversal, os defeitos dentinários identificados nas imagens pós-operatórias já estavam presentes na imagem pré-operatória correspondente. No grupo controle, 13 de 80 fatias (16,25%) apresentaram pelo menos um defeito dentinário visualizado sob estereomicroscopia, que foi identificado após um novo escaneamento por micro-CT. A micro-CT mostrou confiabilidade semelhante à da microscopia óptica na detecção de defeitos dentinários, adicionando a possibilidade de rastrear o tecido dentinário, antes e depois da preparação do canal, e proporcionando uma visualização clara das microfissuras. A preparação do canal radicular com o sistema PTU não induziu a formação de novos defeitos dentinários.

Introdução

Nos últimos duas décadas, a preparação do canal radicular com instrumentos rotatórios de níquel-titânio (NiTi) tornou-se a abordagem padrão para aumentar mecanicamente o espaço do canal radicular, com a maioria dos problemas iniciais sendo atualmente superados. No entanto, recentemente, uma preocupação importante foi levantada: a criação de defeitos dentinários após a instrumentação rotatória de NiTi acionada por motor. Considerando que tais defeitos também poderiam ser um ponto de gatilho para fraturas radiculares verticais, que afetam subsequentemente a sobrevivência do dente, essa questão, sem dúvida, merece uma investigação científica aprofundada e consideração. Estudos publicados sobre este tema sempre abrangem procedimentos de corte e observação pós-operatória através da técnica de microscopia óptica. Sob essa abordagem metodológica, foi afirmado que a preparação rotatória de NiTi por si só pode ter um papel etiológico na criação de defeitos dentinários. Embora esses estudos pareçam experimentalmente sólidos à primeira vista, como a maioria dos grupos de controle que usaram dentes não preparados mostraram, na maioria dos casos, nenhum defeito dentinário, a abordagem destrutiva do método representa sua principal desvantagem, uma vez que a condição pré-operatória da dentina é desconhecida. Idealmente, os fatores etiológicos envolvidos em defeitos dentinários deveriam ser avaliados por modelos experimentais não destrutivos, que oferecem exame pré e pós-operatório do tecido dentinário. Dessa forma, seria possível determinar se os defeitos dentinários observados nas amostras após a instrumentação já estavam presentes antes do procedimento experimental, permitindo o acompanhamento das mudanças no substrato dentinário. Portanto, é improvável que modelos experimentais baseados em observação microscópica pós-operatória de único momento forneçam as informações necessárias para criar uma compreensão abrangente do fenômeno complexo e multifatorial da formação e propagação de microfissuras, bem como sua causalidade por procedimentos endodônticos.

A tomografia computadorizada micro de alta definição (micro-CT) permite a visualização e medições tridimensionais (3D) da microestrutura interna de objetos opacos sem qualquer preparação de amostra ou fixação química. Essa tecnologia abriu novas possibilidades no campo da pesquisa em endodontia, pois permite avaliações quantitativas e qualitativas volumétricas não destrutivas.

Na endodontia, o volume de imagem resultante da digitalização dos dentes, antes e depois dos procedimentos de limpeza e modelagem, pode ser geometricamente registrado em um único sistema de coordenadas, permitindo a identificação e medição de vários parâmetros de resultado importantes, como detritos de tecido duro acumulados nas complexidades do canal radicular, mudanças no volume do canal, porcentagem das paredes do canal modeladas, grau de transporte e espalhabilidade dos irrigantes. Além disso, a micro-CT já foi utilizada com sucesso para investigar fissuras na estrutura dental. Assim, a tecnologia micro-CT também poderia ser um instrumento confiável para avaliar longitudinalmente o desenvolvimento de defeitos dentinários induzidos por técnicas de preparo do canal radicular.

Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar a potencial relação de causa e efeito entre a preparação do canal radicular realizada por um sistema rotatório multi-file NiTi convencional (ProTaper Universal [PTU]; Denstsply Maillefer, Ballaigues, Suíça) e a formação de defeitos dentinários utilizando um sistema de imagem micro-CT.

Materiais e Métodos

Cálculo do Tamanho da Amostra

O tamanho total da amostra para este estudo foi calculado após uma estimativa do tamanho do efeito dos defeitos dentinários promovidos pelo sistema PTU, conforme relatado anteriormente. De 50 amostras, os autores relataram a presença de defeitos dentinários em 8 raízes. Seguindo a família de testes X2 e o teste estatístico de Variância (G*Power 3.1 para Macintosh; Heinrich Heine, Universität Dusseldorf, Alemanha), um tamanho de efeito calculado de 0.32 foi inserido. O erro do tipo alfa foi definido como 0.05 e a potência beta como 0.95. Com base nesses parâmetros, vinte e três espécimes foram indicados como o tamanho mínimo ideal necessário para observar o mesmo efeito dos instrumentos PTU sobre a dentina radicular.

Seleção de Amostras

O Comitê de Ética da Universidade Grande Rio aprovou este estudo (protocolo nº 2223). Cento e cinquenta e quatro molares mandibulares humanos, com raízes completamente separadas e extraídos por razões não relacionadas a este estudo, foram obtidos de um conjunto de dentes extraídos. Todas as raízes foram inicialmente inspecionadas por estereomicroscopia (Carl Zeiss Vision; Hallbergmoos, Alemanha) sob 12X de ampliação para detectar e excluir qualquer dente apresentando fissuras preexistentes na superfície externa da raiz. Em seguida, uma radiografia digital foi realizada na direção buco-lingual para detectar possíveis obstruções do canal radicular e determinar o ângulo de curvatura da raiz mesial. O ângulo de curvatura foi medido usando um programa de análise de imagem de código aberto (ImageJ v.1.47n; FIJI, Madison, WI, EUA) e apenas dentes com curvatura moderada (variando de 10º a 20º) da raiz mesial foram selecionados. 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 tamanho 10 (Dentsply Maillefer) até o comprimento de trabalho (WL). Como resultado, 76 molares mandibulares foram selecionados e armazenados em solução de timol a 0,1% a 5º C. Os espécimes foram pré-escanados em uma resolução isotrópica baixa (70 µm) usando um scanner de micro-CT (SkyScan 1173; Bruker microCT, Kontich, Bélgica) para obter um contorno geral da anatomia do canal radicular. Com base nos modelos 3D do canal radicular obtidos a partir desse conjunto de imagens pré-escanadas, 40 molares mandibulares apresentando a raiz mesial com uma configuração de canal tipo II de Vertucci foram selecionados. Em seguida, esses espécimes foram re-escanados em uma resolução isotrópica aumentada (14,16 µm) a 70 kV e 114 µA. A digitalização foi realizada por rotação de 360º ao redor do eixo vertical com um passo de rotação de 0,5º, tempo de exposição da câmera de 7000 ms e média de quadros de 5. Os raios X foram filtrados com um filtro de alumínio de 1 mm de espessura. As imagens foram reconstruídas com o software NRecon 1.6.3 (Bruker microCT) usando correção de endurecimento do feixe de 40%, correção de artefato de anel de 10, bem como limites de contraste mínimo e máximo, resultando na aquisição de 700-800 seções transversais por dente.

Preparação do Canal Radicular

Um filme fino de material de impressão de poliether foi utilizado para revestir a superfície das raízes para simular o ligamento periodontal e cada amostra foi colocada coronal-apicalmente dentro de um suporte de resina epóxi feito sob medida para agilizar os processos de co-registro posteriores. Os conjuntos de imagens dos espécimes após a preparação foram renderizados e co-registrados com seus respectivos conjuntos de dados pré-operatórios usando o algoritmo afim do software 3D Slicer 4.4.0 (disponível em http://www.slicer.org). Os dentes foram acessados e a permeabilidade do canal foi confirmada pela inserção de um K-file tamanho 10 através do forame apical antes e após a conclusão da preparação do canal radicular. O WL foi estabelecido subtraindo 1 mm do comprimento do canal e um único operador experiente realizou todas as preparações. Tanto os canais mesio-bucais quanto os mesio-linguais foram preparados com instrumentos PTU acionados a 300 rpm e torque de 2 Ncm (XSmart; Dentsply Maillefer), aplicando uma pressão apical suave até o instrumento F2. A irrigação foi realizada exatamente da mesma maneira para todos os espécimes usando 25 mL de NaOCl a 2,5%. Após isso, os dentes foram aleatoriamente designados a um grupo experimental (n = 30) e a um grupo controle (n = 10).

Grupo Experimental

Após a preparação do canal, os espécimes (n = 30) foram escaneados e reconstruídos usando os parâmetros mencionados. Três examinadores pré-calibrados analisaram as imagens de seção transversal das raízes mesiais, antes e depois da preparação, para identificar a presença de defeitos dentinários, do nível de furcação até o ápice (n = 20.080). Primeiramente, as imagens pós-operatórias foram analisadas, e o número da seção transversal em que um defeito dentinário foi observado foi registrado. Em seguida, a imagem correspondente da seção transversal pré-operatória também foi examinada para verificar a pré-existência de um defeito dentinário. Para validar o processo de triagem, as análises de imagem foram repetidas duas vezes com intervalos de 2 semanas; em caso de divergência entre os examinadores, a imagem foi examinada em conjunto até que um acordo fosse alcançado.

Grupo Controle

Dez raízes mesiais com canais radiculares preparados foram seccionadas transversalmente em oito fatias seriadas de 1 mm de espessura (n = 80) a partir do ápice usando um disco de diamante montado em uma serra de baixa velocidade (IsoMet; Buehler, Lake Bluff, IL, EUA). As seções transversais obtidas foram examinadas sob ampliação pelos examinadores pré-calibrados. Uma vez que uma micro-fissura dentinária foi detectada, a fatia foi escaneada através de micro-CT usando os parâmetros mencionados. Este procedimento foi realizado para verificar a confiabilidade da tecnologia de micro-CT na detecção de micro-fissuras quando comparada à microscopia óptica.

Resultados

A análise bidimensional das imagens de seções transversais reconstruídas no grupo experimental (n = 20.080) revelou a presença de microfissuras dentinais em 4.828 fatias (24,04%). No entanto, todos os defeitos dentinais identificados nas imagens pós-operatórias já estavam presentes na imagem pré-operatória correspondente, indicando que os procedimentos de limpeza e modelagem não estavam relacionados à formação de novas microfissuras dentinais (Fig. 1).

No grupo de controle, 13 de 80 fatias (16,25%) apresentaram pelo menos um defeito dentinário visualizado sob estereomicroscopia, que foi totalmente identificado através da análise de micro-CT (Fig. 2).

Discussão

Microfissuras dentinárias podem propagar-se para uma fratura vertical da raiz que, na maioria dos casos, leva à extração do dente. Essas fraturas têm etiologia multifatorial e alguns autores atribuem essa condição à preparação biomecânica excessiva; remoção excessiva de dentina durante o alargamento coronário do canal e preparação de pinos; quantidade de estrutura coronária remanescente; patologia parafuncional; e forças excessivas durante o preenchimento do canal radicular. No estudo atual, um modelo experimental de micro-CT foi utilizado para avaliar a presença de defeitos dentinários antes e depois da preparação do canal radicular com o sistema PTU. Essa metodologia isenta a necessidade de cortar os espécimes e permite a comparação da mesma amostra antes e depois da instrumentação. Essas são as diferenças metodológicas mais importantes em relação a estudos anteriores. A confiabilidade dessa tecnologia para detectar defeitos dentinários foi confirmada aqui, uma vez que a extensão total das microfissuras dentinárias visualizadas sob estereomicroscopia convencional foi identificada nas imagens de seção transversal de micro-CT. Além disso, a natureza não destrutiva do micro-CT permite sobrepor experimentos adicionais nos mesmos espécimes, rastreando posteriormente os defeitos dentinários após retratamento endodôntico, preparação de pinos e procedimentos de remoção.

No estudo atual, dentes extraídos armazenados em um meio líquido foram utilizados, assim como em pesquisas anteriores sobre este assunto. As condições gerais de armazenamento antes, durante e após os procedimentos endodônticos podem afetar a incidência de defeitos dentinários. No entanto, a tecnologia de micro-CT oferece a possibilidade de examinar o tecido dentinário antes da preparação do canal radicular, o que é, de fato, uma característica muito adequada e importante.

A ausência de novos defeitos dentinários encontrados após a preparação do canal com o sistema PTU no estudo atual contrasta marcadamente com os resultados de estudos anteriores, que mostraram que a preparação rotatória do canal com este sistema poderia iniciar e/ou propagar micro-fissuras dentinárias. Bier e colegas observaram fissuras em 16% das seções horizontais das raízes instrumentadas com o sistema PTU. Kim e coautores relataram que o mesmo sistema gerou tensões extremas de tração e compressão na dentina radicular em comparação com o sistema rotatório de afilamento constante ProFile (Dentsply Maillefer). Os autores também especularam que concentrações de estresse radicular mais altas resultariam em áreas dentinárias mais finas e, consequentemente, no aumento do risco de criação de defeitos. Milani et al. observaram defeitos dentinários em 21% dos incisivos mandibulares (n = 4) preparados com o sistema PTU. Yoldas et al. testaram a sequência completa (SX a F3) dos instrumentos PTU nos canais mesiais dos molares mandibulares e observaram defeitos dentinários em 30% da amostra (n = 6). Burklein et al. descobriram que a sequência completa dos arquivos PTU causou fissuras significativas completas (n = 3; 5%) e incompletas (n = 20; 23,3%) em incisivos mandibulares. Da mesma forma, Liu et al. observaram fissuras na superfície apical da raiz em 25% das raízes instrumentadas com o sistema PTU. No grupo controle do presente estudo, no qual apenas amostras com canais radiculares previamente preparados foram analisadas e o mesmo método de serragem utilizado nos estudos acima mencionados foi empregado, também foi observado um percentual mais alto de formação de micro-fissuras (16,25%). É importante mencionar que, apesar de seguir o mesmo método dos estudos acima mencionados, o estado basal de cada amostra era desconhecido neste grupo.

A ampla gama de variação relatada na literatura em relação à incidência de microfissuras é uma consequência clara da diversidade dos métodos experimentais e dos controles não preparados. O corpo acumulado de evidências que correlaciona a preparação rotatória de NiTi ao desenvolvimento de defeitos dentinários é amplamente baseado na seção de raízes de modelos experimentais. Como já mencionado aqui, os métodos de seção têm uma desvantagem significativa relacionada à natureza destrutiva do experimento, que é provavelmente a principal responsável pelos resultados um tanto pouco convincentes relatados na literatura. É importante mencionar que os grupos de controle que utilizaram dentes não preparados nesses estudos pareceram resultar em uma abordagem metodológica sólida, uma vez que nenhum defeito dentinário foi detectado. No entanto, nesses grupos de controle, utilizando dentes não preparados, os autores não levaram em conta os danos potenciais causados pela interação entre os seguintes fatores: (i) o estresse mecânico causado pela preparação rotatória de NiTi per se, (ii) o ataque químico à dentina radicular produzido pela irrigação à base de NaOCl, e (iii) o estresse provocado pelos procedimentos de seção de raízes.

Pode-se especular que a seção das raízes de dentes armazenados nos quais os canais foram previamente preparados com um sistema rotativo e irrigados com NaOCl desencadeia a ocorrência de vários tipos de defeitos dentinários, que geralmente não ocorrem nas seções de controle não preparadas. De acordo com um estudo anterior, a irrigação do canal radicular de pré-molares unirradiculares maduros com 5,25% de NaOCl afetou suas propriedades dentinárias o suficiente para alterar suas características de deformação, o que parece induzir a dentina a se tornar mais quebradiça. Assim, desafiando nossas descobertas atuais e as derivadas da seção da raiz, os fatores mencionados acima parecem ter um forte impacto na integridade da dentina radicular quando considerados em conjunto.

Uma vez que os procedimentos modernos de desinfecção de canais dependem da tecnologia de modelagem atualmente disponível, um conhecimento abrangente da relação causal-efeito entre microfissuras dentinárias e preparação de canal motorizada é de suma importância para prever a segurança ideal dos procedimentos endodônticos. Essa questão científica deve ser considerada uma área crítica para futuras pesquisas a fim de minimizar potenciais efeitos colaterais prejudiciais, como a criação de defeitos dentinários. Possivelmente, o caráter instigante dos resultados atuais pode levar outros grupos de pesquisa a seguir e aprimorar essa metodologia longitudinal de micro-CT, trazendo a possibilidade de entender melhor o verdadeiro efeito da preparação motorizada no tecido dentinário radicular.

A tecnologia de imagem micro-CT permite rastrear o tecido dentinário antes e depois da preparação do canal radicular, proporcionando uma visualização clara de microfissuras e sugerindo que vários fatores juntos podem ser responsáveis pela formação de defeitos dentinários, em vez de apenas a técnica de instrumentação mecânica. Não foi possível inferir alguma relação causal entre a formação de microfissuras dentinárias e a preparação do canal radicular com o sistema rotatório PTU.

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

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