A Preparação do Canal Mesial Médio Aumenta o Risco de Fratura na Raiz Mesial dos Molares Mandibulares

Resumo

Introdução: O objetivo desta investigação foi avaliar o efeito da presença e preparação dos canais mesiais médios (MM) na resistência à fratura da raiz mesial de molares mandibulares. Métodos: Quarenta raízes mesiais intactas de primeiros molares mandibulares com 2 (n = 20) ou 3 (n = 20) canais independentes a partir do nível de furcação até pelo menos 5 mm apicalmente foram selecionadas com base em escaneamento micro–tomográfico pré-operatório. As raízes selecionadas foram então distribuídas em 2 grupos experimentais (n = 10) e 2 grupos de controle (n = 10) de acordo com o comprimento da raiz, configuração do canal (2 ou 3 canais independentes) e espessura da raiz no nível de furcação. Nos grupos experimentais 1 (2 canais independentes) e 3 (3 canais independentes), os canais radiculares foram alargados até o instrumento rotatório ProTaper Next X3 (Dentsply Sirona, Ballaigues, Suíça), enquanto nos grupos 2 (2 canais independentes) e 4 (3 canais independentes) os canais radiculares não foram preparados. Os espécimes foram embutidos em resina acrílica após suas superfícies serem revestidas com uma fina camada de silicone e submetidos a um teste de resistência à fratura usando uma máquina de ensaio universal. Os tipos de extensão e curso da fratura foram registrados e comparados estatisticamente com o teste qui-quadrado, enquanto a resistência à fratura foi analisada usando análise de variância unidirecional e testes post hoc de Tukey (α = 5%).

Resultados: Nenhuma diferença estatística na resistência à fratura foi observada entre raízes não preparadas com 2 (grupo 2, 696.1 ± 186.3 N) ou 3 (grupo 4, 558.4 ± 154.6 N) canais independentes (P ˃ .05), enquanto os menores valores foram obtidos nas raízes preparadas com um canal MM (grupos 3, 377.1 ± 77.2 N) (P ˂ .05). A resistência média à fratura observada nas raízes preparadas com 2 canais (grupo 1, 528.4 ± 134.3 N) não mostrou diferença estatisticamente significativa em comparação com raízes não preparadas com 3 canais (grupo 4, 558.4 ± 154.6 N) (P ˃ .05). O teste do qui-quadrado revelou nenhuma diferença significativa na extensão da fratura, tipos e cursos entre os grupos (P ˃ .05). As extensões de fratura em todos os grupos foram principalmente do tipo central e bucal-central, enquanto a maior frequência de curso de fratura foi dos tipos curvados e em zigue-zague.

Conclusões: A resistência à fratura das raízes mesiais dos molares mandibulares diminuiu após a preparação dos canais mesiais com instrumentos de grande afunilamento. A preparação do canal MM diminuiu ainda mais a resistência à fratura das raízes mesiais. A fratura resultante exibiu um padrão distinto no plano bucolingual. (J Endod 2020;46:1323–1329.)

A fratura vertical da raiz (FVR) foi descrita como uma fratura longitudinal confinada dentro da estrutura da raiz. Geralmente, está orientada na direção bucal-lingual enquanto se estende verticalmente ao longo da raiz. Ocorre com mais frequência em dentes que já receberam tratamento endodôntico. Os fatores de risco que aumentam a predileção da FVR em um dente podem ser amplamente categorizados como fatores anatômicos (não iatrogênicos) e fatores iatrogênicos. Os fatores iatrogênicos incluem o grau de alargamento do canal radicular, a forma do canal preparado e a preparação/colocação do espaço para o pino, enquanto os fatores anatômicos (não iatrogênicos) incluem o número de canais, a espessura dentinária remanescente, a presença de istmo e as dimensões da raiz. Também foi relatado que a maioria dos casos de FVR estava relacionada a dentes com raízes apresentando uma dimensão mesiodistal na seção transversal mais estreita do que sua dimensão bucolingual, indicando que essa anatomia específica pode ser um fator de risco significativo que predispõe esses dentes à FVR. Pelo mesmo motivo, a FVR está entre as principais causas de perda de molares mandibulares tratados endodonticamente, com taxas de extração variando de 51,8% a 67%.

A raiz mesial dos molares mandibulares geralmente apresenta 2 canais principais (mesiobucal [MB] e mesiolingual [ML]); no entanto, um canal adicional localizado na ranhura de desenvolvimento entre os 2 canais principais, chamado de canal mesial médio (MM), foi relatado. O canal MM pode existir com seu próprio orifício ou ramificar-se dos canais MB ou ML e terminar de forma independente ou se unir a 1 desses canais principais. Estudos anteriores utilizando ferramentas analíticas convencionais relataram que a frequência do canal MM varia de 0,26% a 6%. No entanto, investigações recentes baseadas em análise de alta ampliação in vivo e tecnologia de microtomografia computadorizada não destrutiva (micro-CT) demonstraram que sua incidência pode ser tão alta quanto 46,1%. Um estudo anterior mostrou que raízes mesiais de molares mandibulares com 2 canais principais são mais suscetíveis a fraturas verticais do que a raiz distal com um único canal; no entanto, a literatura endodôntica atual carece de estudos que examinem a influência da preparação do canal radicular na resistência à fratura para raízes que apresentam canais extras e morfologia suscetível.

Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da preparação do canal MM na resistência à fratura das raízes mesiais dos molares mandibulares. A hipótese nula testada foi que nem a presença nem a preparação do canal MM afetavam significativamente a resistência à fratura das raízes mesiais dos primeiros molares mandibulares.

Materiais e métodos

Cálculo do Tamanho da Amostra

O tamanho da amostra foi calculado usando o tamanho do efeito (2,03) de um estudo anterior sobre fratura radicular. Este valor foi inserido em uma análise a priori de variância (ANOVA) selecionada da família do teste F (efeitos fixos, omnibus, 1 via) usando um erro do tipo alfa de 0,05 e um poder beta de 0,90 (G*Power 3.1 para Macintosh; Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Alemanha). O software indicou um número de 10 espécimes por grupo como o tamanho mínimo ideal necessário para observar um efeito significativo.

Seleção da Amostra e Grupos

Este protocolo de estudo foi aprovado pelo comitê de ética da universidade local (KAEK/67). Duzentos e sessenta e nove dentes de primeiros molares mandibulares foram coletados de uma subpopulação turca e armazenados a 37^◦C com 100% de umidade durante todos os procedimentos experimentais. Para evitar a introdução de variáveis de confusão, as porções coronais e as raízes distais de todos os dentes foram removidas usando uma serra de baixa velocidade com resfriamento a água (Isomet; Buehler Ltd, Lake Bluff, IL). Em seguida, as raízes mesiais foram escaneadas em um sistema de micro-CT (SkyScan 1172; Bruker-microCT, Kontich, Bélgica) a 10 mm (tamanho do pixel), 100 kV, 100 mA, rotação de 180^◦ em torno do eixo vertical, um passo de rotação de 0,4^◦, tempo de exposição da câmera de 1400 milissegundos e uma média de quadro de 3. Os raios X foram filtrados com filtros de alumínio de 500 mm de espessura e filtros de cobre de 38 mm de espessura. Os dados foram reconstruídos usando o software NRecon v.1.7.4.2 (Bruker-microCT) com uma correção de endurecimento do feixe de 45% e um coeficiente de atenuação variando de 0,0 a 0,06. O software Data Viewer v.1.5.6 (Bruker-microCT) foi utilizado para avaliar a configuração do canal radicular de cada espécime e excluir espécimes que apresentavam defeitos, linhas de craqueamento, fissuras, cáries, reabsorção, fraturas ou formação radicular incompleta.

Dos espécimes escaneados, 20 raízes mesiais mostrando 2 canais independentes (MB e ML) e 20 raízes mostrando 3 canais independentes (MB, MM e ML) do nível de furcação até pelo menos 5 mm na direção apical foram selecionadas. As raízes selecionadas (N = 40) foram então distribuídas em 2 grupos experimentais (n = 20) e 2 grupos de controle (n = 20) de acordo com o comprimento da raiz (10,0 ± 1,0 mm), o número de orifícios de canal radicular no terço coronário (2 ou 3 canais independentes) e a espessura da raiz no nível de furcação (tanto nas direções bucolingual quanto mesiodistal), visando criar grupos experimentais bem equilibrados e baseados na anatomia (Tabela 1). A espessura da dentina foi calculada de acordo com um estudo anterior.

Preparação da Amostra

Nos grupos experimentais 1 (n = 10, 2 canais independentes) e 3 (n = 10, 3 canais independentes), os canais radiculares foram inicialmente negociados com um arquivo K tamanho 06 (Dentsply Sirona, Ballaigues, Suíça), e a patência foi estabelecida até um arquivo K tamanho 10 (Dentsply Sirona). O comprimento de trabalho foi determinado 1 mm antes do forame apical. Os canais radiculares foram progressivamente alargados com instrumentos ProTaper Next X1 (tamanho 17, .04 taper), X2 (tamanho 25, .06 taper) e X3 (tamanho 30, .07 taper) (Dentsply Sirona) de acordo com as instruções do fabricante. Um total de 15 mL de hipoclorito de sódio a 5,25% entregue através de uma agulha 31-G (NaviTip; Ultradent Products, Inc, South Jordan, UT) colocada até 2 mm antes do comprimento de trabalho foi utilizado como irrigante em cada raiz. A irrigação final foi realizada com 5 mL de EDTA a 17% por 1 minuto, seguida de 5 mL de água destilada. Um único endodontista experiente realizou todos os procedimentos de preparação. Os canais radiculares nos grupos 2 (n = 10, 2 canais independentes) e 4 (n = 10, 3 canais independentes) não receberam tratamento e serviram como controles.

Teste de Resistência à Fratura

As raízes foram cobertas com folha de alumínio de 0,2 mm de espessura e embutidas em resina acrílica (Meliodent; Bayer Dental, Leverkusen, Alemanha) usando moldes plásticos cilíndricos (20 X 20 mm), alinhando seu eixo vertical com um transferidor e expondo 2 mm de suas porções coronais. Após a polimerização completa da resina, as raízes foram removidas do molde acrílico e as folhas de alumínio foram substituídas por uma fina camada de silicone (Oranwash L plus Indurent Gel; Zhermack, Badia Polestine, Itália) para simular o ligamento periodontal. Cada bloco de acrílico foi posicionado e estabilizado na placa inferior de uma máquina de teste universal (AGS-X; Shimadzu Corporation, Tóquio, Japão) para permitir que a ponta de uma ponta esférica de aço inoxidável (1 mm de diâmetro) fosse posicionada no centro da superfície coronal da raiz sobre a dentina sadia, evitando o orifício do canal radicular. A carga foi aplicada a uma velocidade de cabeçote de 1 mm/min até que a fratura ocorresse, o que foi representado por uma queda acentuada na força detectada por um software dedicado (Trapezium X, Shimadzu Corporation). A força necessária para a fratura foi registrada em newtons. Todas as raízes foram mantidas em um ambiente de 100% de umidade durante todo o teste de fratura. Após o procedimento experimental, 2 avaliadores previamente calibrados examinaram as raízes sob ampliação de X10 (Stemi 2000; Carl Zeiss, Göttingen, Alemanha) juntos e classificaram a extensão horizontal (completa, bucal-central, oral-central, central ou mesiodistal) e o curso (reto, oblíquo, curvo ou em zigue-zague) das fraturas de acordo com a classificação proposta por von Arx e Bosshardt. Se os avaliadores não conseguissem chegar a um consenso, um terceiro examinador era consultado.

Análise Estatística

Os parâmetros anatômicos pré-operatórios (Tabela 1) e os dados de resistência à fratura revelaram distribuição normal (teste de Shapiro-Wilk, P ˃ .05), e os resultados foram comparados estatisticamente entre os grupos usando análise de variância unidirecional e testes post hoc de Tukey. A distribuição, extensão, tipos e cursos da fratura foram comparados com o teste qui-quadrado. As análises estatísticas foram realizadas com SPSS v.21 (IBM Corp, Armonk, NY) com um limite de significância estabelecido em 5%.

Resultados

Tabela 2 apresenta as estatísticas descritivas para os valores de resistência à fratura, enquanto Tabela 3 revela os tipos e cursos de extensão da fratura observados em todos os espécimes. Os valores médios de resistência à fratura medidos nas raízes mesiais não preparadas com 2 (grupo 2, 696.1 ± 186.3 N) ou 3 (grupo 4, 558.4 ± 154.6 N) canais independentes não mostraram diferença significativa (P ˃ .05), enquanto os menores valores foram observados nas raízes preparadas com um canal MM (grupos 3, 377.1 ± 77.2 N) (P ˂ .05). A resistência à fratura no grupo 1 (raízes preparadas com 2 canais, 528.4 ± 134.3 N) também não mostrou diferença estatisticamente significativa em comparação com raízes não preparadas com 3 canais (grupo 4, 558.4 ± 154.6 N) (P ˃ .05) (Tabela 2). O exame estereomicroscópico dos espécimes fraturados (Fig. 1) revelou que as extensões de fratura em todos os grupos foram principalmente nos tipos central (n = 16) e bucal-central (n = 21), enquanto as maiores frequências de curso de fratura foram curvas (n = 23) e oblíquas (n = 8) (Tabela 3). O teste qui-quadrado não revelou diferença significativa nos tipos de fratura entre os diferentes grupos (P ˃ .05).

Discussão

Atualmente, uma atenção considerável tem sido dada às terapias minimamente invasivas na odontologia. Essa abordagem visa preservar o tecido dentário duro saudável para evitar falhas estruturais. Na endodontia, a preservação da dentina pericervical, estendendo-se aproximadamente 4 mm coronais e 4 mm apicais ao osso crestal alveolar, tem sido considerada crucial, uma vez que essa estrutura é responsável por transferir a carga funcional para o osso alveolar circundante. Portanto, a resistência à fratura tem sido relacionada à quantidade de estrutura radicular residual nesse nível. O presente estudo avaliou a resistência à fratura de raízes mesiais contendo 2 ou 3 canais independentes na face pericervical da raiz. Como em todos os testes laboratoriais experimentais, a padronização dos dentes é sempre uma tarefa desafiadora devido a possíveis variações nas propriedades mecânicas da dentina, tempo de armazenamento e meio de armazenamento após a extração, e essa é uma das limitações do presente estudo. Não obstante, a seleção rigorosa das amostras e a distribuição homogênea com base em dados morfométricos de raízes e canais radiculares obtidos por análise de micro-CT visavam aumentar a validade interna do método e, consequentemente, a confiabilidade dos resultados.

No geral, os resultados desta investigação mostraram que, embora a preparação dos canais MM tenha reduzido significativamente a resistência à fratura da raiz mesial, sua presença não foi encontrada como um fator predisponente, e a hipótese nula foi parcialmente rejeitada.

Um estudo recente demonstrou que o alargamento do canal MM com o instrumento ProTaper Next X2 ou X3 resultou em uma dentina radicular significativamente mais fina em comparação com os canais MB e ML, com quase 26% das seções transversais analisadas mostrando menos de 0,5 mm de espessura de dentina, o que pode explicar parcialmente os resultados observados no presente estudo. Também foi revelado que as raízes mesiais com canais MM exibiam uma forma de raiz assimétrica em sua seção transversal, com um profundo sulco radicular distal de desenvolvimento que comumente resulta em uma espessura de dentina de 0,5 a 1 mm. Portanto, a maior suscetibilidade à fratura dos espécimes selecionados seria atribuída ao efeito combinado da redução da espessura da dentina, da forma irregular do canal e da seção transversal assimétrica da raiz mesial. Além disso, é importante notar que a depressão radicular no aspecto interproximal pode predispor a raiz mesial do molar mandibular não apenas à fratura, mas também à perfuração radicular quando os canais são preparados com instrumentos de grande afunilamento. Esses fatores iatrogênicos podem comprometer o resultado a longo prazo do tratamento endodôntico.

O objetivo principal deste experimento de resistência à fratura in vitro foi comparar a variação relativa nos valores de resistência à fratura entre os diferentes grupos experimentais. Os resultados desta investigação mostraram os maiores valores de resistência à fratura nas raízes não preparadas com 2 canais independentes (grupo 2) (Tabela 2). Isso pode ser devido ao dentina coronária mais espessa (mais de 1 mm) nas direções distal/mesial. Curiosamente, a resistência à fratura nas raízes não preparadas com canais MM (grupo 4) foi semelhante às raízes mesiais preparadas com 2 canais independentes (grupo 1) (Tabela 2). De acordo com um estudo anterior, a porcentagem de seções transversais da raiz mesial com uma espessura de dentina < 1 mm após a preparação dos canais MB e ML com o instrumento ProTaper Next X3 foi semelhante àquela observada nas raízes não preparadas com canais MM.

Com base nessas descobertas, se um aumento apical adicional de uma raiz mesial com um canal MM for necessário para melhorar a desinfecção, pode ser recomendado o uso de um instrumento final menos afunilado com uma ponta maior. Isso ajudaria a mitigar o risco de perfuração e fratura da raiz. A influência do alargamento do canal radicular com instrumentos de diferentes designs em formas de seção transversal de raiz variáveis ainda precisa ser determinada por estudos adicionais.

A maioria das fraturas observadas aqui ocorreu na localização média da raiz, com um curso curvado passando pela concavidade criada pela presença do sulco distal de desenvolvimento, independentemente do grupo experimental (Tabela 3). Todas as fraturas ocorreram na direção bucolingual, de acordo com os relatos anteriores. Essa direção tem sido associada a uma espessura diminuída da dentina proximal na raiz mesial. Em biomecânica, sabe-se que o estresse de tração na direção circumferencial causa uma quantidade diferente de expansões dependendo da espessura das paredes quando o estresse é aplicado em uma direção radial perpendicular ao eixo longo de um cilindro. Portanto, partes finas de um vaso de parede assimétrica se expandiriam mais prontamente do que partes mais grossas, e essa rápida expansão resulta em curvatura para fora, o que também cria estresse de tração adicional que pode levar a fissuras ou fraturas na superfície interna das partes de parede grossa. Portanto, a espessura de dentina mais fina geralmente relacionada ao aspecto distal das raízes mesiais dos molares mandibulares pode influenciar a distribuição de estresse nas paredes do canal radicular, levando à acumulação na direção bucolingual pela curvatura para fora das paredes de dentina mais finas ao redor dos canais radiculares. Além disso, apesar de experimentos mecânicos mostrarem que os estresses funcionais são predominantemente distribuídos na dentina cervical, a remoção da dentina radicular desloca os padrões de estresse mais apicalmente e ao longo do plano bucolingual, contribuindo para a propagação da fratura na direção bucolingual, como observado no presente estudo. Finalmente, considerando que o papel do tamanho da instrumentação na fratura vertical é ainda não claro, estudos futuros devem ser projetados para avaliar a influência da preparação do canal com diferentes tamanhos na resistência à fratura de raízes com formas de seção transversal variáveis, seja utilizando dentes contralaterais emparelhados extraídos de pacientes com idade conhecida ou o método de análise de elementos finitos com modelos tridimensionais de raízes reais e osso alveolar adquiridos pela tecnologia de micro-CT.

Conclusão

O estudo atual destacou a influência das características anatômicas da raiz mesial dos molares mandibulares na instrumentação do canal e na subsequente predisposição a fraturas. Constatou-se que a resistência à fratura das raízes mesiais diminuiu significativamente após a preparação dos canais mesiais com instrumentos de grande afunilamento. Além disso, embora a presença de canais MM não tenha sido considerada um fator predisponente, sua preparação reduziu a resistência à fratura da raiz mesial dos molares mandibulares.

Autores: Ali Keleş, Cangül Keskin, Emrah Karataşlioğlu, Anil Kishen, Marco Aurélio Versiani

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