Avaliação por Microtomografia Computadorizada da Capacidade de Modelagem dos Sistemas XP-endo Shaper, iRaCe e EdgeFile em Canais Longos em Forma Oval
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Resumo
Introdução: Este estudo avaliou a capacidade de conformação dos sistemas XP-endo Shaper (FKG Dentaire SA, La Chaux-de-Fonds, Suíça), iRaCe (FKG Dentaire SA) e EdgeFile (EdgeEndo, Albuquerque, NM) utilizando tecnologia de microtomografia computadorizada (micro-CT).
Métodos: Trinta canais longos em forma oval de incisivos mandibulares foram pareados anatomicamente usando escaneamento de micro-CT (SkyScan1174v2; Bruker-microCT, Kontich, Bélgica) e distribuídos em 3 grupos (n = 10) de acordo com o protocolo de preparação do canal (ou seja, sistemas XP-endo Shaper, iRaCe e EdgeFile). Imagens coregistradas, antes e depois da preparação, foram avaliadas para medições morfométricas do volume, área de superfície, índice de modelo estrutural (SMI), paredes intocadas, área, perímetro, redondeza e diâmetro. Os dados foram comparados estatisticamente entre os grupos usando o teste de análise de variância unidirecional pós-hoc de Tukey e dentro dos grupos com o teste t de amostras pareadas (α = 5%).
Resultados: Dentro dos grupos, a preparação aumentou significativamente todos os parâmetros testados (P < .05). Nenhuma diferença estatística foi observada na média do aumento percentual do volume (〜52%) e da área de superfície (10.8%–14.2%) ou na média do percentual das paredes do canal não preparadas entre os grupos (8.17%–9.83%) (P > .05). O XP-endo Shaper alterou significativamente a geometria geral do canal radicular para uma forma mais cônica (SMI = 2.59) quando comparado com os outros grupos (P < .05). Após os protocolos de preparação, as mudanças na área, perímetro, redondeza e diâmetros menor e maior dos canais radiculares nos 5 mm do ápice radicular não mostraram diferença entre os grupos (P > .05).
Conclusões: Os sistemas XP-endo Shaper, iRaCe e EdgeFile mostraram uma habilidade de conformação semelhante. Apesar de o XP-endo Shaper ter alterado significativamente a geometria geral do canal radicular para uma forma mais cônica, nenhuma das técnicas foi capaz de preparar completamente os canais longos em forma oval dos incisivos mandibulares. (J Endod 2018;44:489–495)
O principal objetivo da preparação do canal radicular é remover a camada interna da dentina, permitindo que o irrigante alcance todo o comprimento do espaço do canal, erradicando populações bacterianas ou, pelo menos, reduzindo-as a níveis que permitam a cicatrização do tecido perirradicular.
No entanto, é amplamente reconhecido que cumprir esse objetivo com o arsenal endodôntico disponível pode ser uma tarefa desafiadora ao preparar canais radiculares achatados ou em forma oval. Portanto, para tornar a modelagem do canal mais eficiente e previsível, vários instrumentos de níquel-titânio (NiTi) com uma geometria e superfície otimizadas foram desenvolvidos nas últimas décadas.
O sistema iRaCe (FKG Dentaire SA, La Chaux-de-Fonds, Suíça) foi introduzido como uma sequência simplificada do sistema original RaCe (FKG Dentaire SA). Suas regiões de corte ativas são polidas eletroquimicamente e possuem áreas torcidas com bordas de corte alternadas. Os resultados de pesquisas sobre os instrumentos iRaCe mostraram algumas propriedades vantajosas em comparação com outros sistemas no que diz respeito à manutenção da curvatura do canal. Nos últimos anos, a empresa EdgeEndo (Albuquerque, NM) lançou 4 sistemas de afilamento constante diferentes (X1, X3, X5 e X7) para serem usados com a mesma peça de mão, velocidade, cinemática e torque conforme as configurações recomendadas de seus concorrentes. Os instrumentos reciprocantes (X1) e rotativos (X3, X5 e X7) são feitos de uma liga de NiTi tratada termicamente chamada Fire-Wire (EdgeEndo), que foi afirmada como aumentando a resistência à fadiga cíclica e a força de torque dos instrumentos. Mais recentemente, um novo sistema de arquivos conhecido como XP-endo Shaper (FKG Dentaire SA) foi introduzido. Este instrumento em forma de cobra é feito de uma liga proprietária (MaxWire [FKG Dentaire SA] [Martensite-Austenite electropolish-fleX]) que reage a diferentes níveis de temperatura. O arquivo tem um afilamento inicial de .01 em sua fase M quando está resfriado, mas, ao ser exposto à temperatura do corpo (35◦C), o afilamento muda para .04 de acordo com a memória molecular da fase A. Conforme declarado pelo fabricante, a ponta do XP-endo Shaper, a Booster Tip, tem 6 bordas de corte e permite que o instrumento comece a modelar após um caminho de deslizamento de pelo menos ISO 15 e aumente gradualmente seu campo de trabalho para alcançar ISO 30.
Várias metodologias foram desenvolvidas para avaliar a capacidade de conformação de sistemas de NiTi, mas atualmente a imagem de microtomografia computadorizada (micro-CT) em 3 dimensões, não destrutiva e de alta resolução, é considerada o padrão ouro. Embora haja evidências crescentes sobre a eficácia de vários sistemas rotatórios e reciprocantes, o conhecimento abrangente sobre a capacidade de conformação dos sistemas XP-endo Shaper, iRaCe e EdgeFile (EdgeEndo) ainda é insuficiente. Portanto, o objetivo deste estudo ex vivo foi avaliar a capacidade de conformação desses instrumentos em canais radiculares longos e ovalados de incisivos mandibulares utilizando a tecnologia de imagem de micro-CT.
Material e Métodos
Seleção de Especimes Dentários e Grupos
Após a aprovação do comitê de ética local, 100 incisivos mandibulares humanos não cariados, retos e de raiz única com ápices completamente formados foram selecionados aleatoriamente de um conjunto de dentes extraídos, montados em um suporte personalizado e imageados separadamente em uma resolução isotrópica de 26,7 μm utilizando um dispositivo de micro-CT (SkyScan 1174v.2; Bruker microCT, Kontich, Bélgica). Os parâmetros do scanner foram definidos em 50 kV, 800 μA, rotação de 180◦ em torno do eixo vertical e um passo de rotação de 0,7◦ utilizando um filtro de alumínio de 1 mm de espessura. As imagens de projeção adquiridas foram reconstruídas em cortes transversais utilizando o software NRecon v.1.6.9 (Bruker-microCT) com uma correção de endurecimento do feixe de 10%, suavização de 3, correção de artefato de anel de 3 e um coeficiente de atenuação variando de 0,002 a 0,120.
Modelos tridimensionais (3D) pré-operatórios da raiz e dos canais radiculares foram renderizados (CTVol v.2.2.1, Bruker microCT) para avaliação qualitativa da configuração do canal. Em seguida, parâmetros 3D e bidimensionais (2D) dos canais radiculares foram calculados de acordo com uma publicação anterior usando o software CTAn v.1.14.4 (Bruker microCT). As medições 3D (comprimento do canal radicular, volume, área de superfície e índice de modelo de estrutura [SMI]) foram baseadas em um modelo de volume renderizado em superfície do canal radicular no espaço 3D, estendendo-se do nível da junção cemento-esmalte no aspecto bucal da raiz até o ápice, enquanto a morfometria 2D (área, perímetro, redondeza e diâmetros menor e maior) foi realizada em intervalos de 1 mm nos 5 mm do ápice radicular em imagens de seção transversal binarizadas individuais do canal radicular, começando a 0,5 mm do forame apical. A forma do canal foi classificada calculando-se a razão média de aspecto, definida como a razão do diâmetro maior pelo diâmetro menor, de todas as fatias nos 10 mm do ápice radicular. Um canal foi identificado como um canal oval longo quando a razão do diâmetro longo para o diâmetro curto do canal era >2 (ou seja, quando 1 dimensão era pelo menos 2 vezes a de uma medida feita em ângulos retos).
Com o objetivo de aumentar a validade interna do experimento, 30 incisivos mandibulares com um único canal radicular longo e oval foram selecionados e emparelhados para criar 10 grupos de 3 dentes com base nos aspectos morfológicos dos sistemas de canais radiculares. Em seguida, 1 dente de cada grupo foi atribuído aleatoriamente a 1 dos 3 grupos experimentais (n = 10) de acordo com o protocolo de preparação do canal (ou seja, XP-endo Shaper, iRaCe ou EdgeFile). Após verificar a suposição de normalidade (teste de Shapiro-Wilk) e homocedasticidade (teste de Levene), o grau de homogeneidade (linha de base) dos 3 grupos em relação aos parâmetros morfométricos 2D (área, perímetro, redondeza e diâmetro) e 3D do canal radicular (comprimento, volume, área de superfície e SMI) foi estatisticamente confirmado em um nível de significância de 5% (P > .05, teste de análise de variância de uma via) (Tabelas 1 e 2).
Preparação do Canal Radicular
Cavidades de acesso convencionais foram preparadas, os canais foram acessados e a permeabilidade foi confirmada com um arquivo K tamanho 10 (FKG Dentaire SA). Quando a ponta do instrumento estava visível através do forame principal, 0,5 mm foi subtraído para determinar o comprimento de trabalho (WL). Nenhuma alargamento coronal foi realizado, e um caminho de deslizamento foi alcançado até o WL com um arquivo K tamanho 15 (FKG Dentaire SA). Em seguida, as preparações do canal radicular foram realizadas por operadores previamente treinados em cada sistema. No grupo 1 (n = 10), a ponta do instrumento XP-endo Shaper foi inserida no canal, e o instrumento foi ativado no modo de rotação (Rooter, FKG Dentaire SA; 800 rpm e 1,0 Ncm), aplicando movimentos longos e leves para cima e para baixo. Uma vez que atingiu o WL, mais 5 movimentos para cima e para baixo foram aplicados ao longo de todo o WL, e o instrumento foi removido do canal enquanto estava girando. No grupo 2, os instrumentos iRaCe R1 (15/.06), R2 (25/.04) e R3 (30/.04) foram usados sequencialmente em movimento rotativo até o WL (motor FKG Rooter, 600 rpm e 1,5 Ncm). No grupo 3, o instrumento Edge-File X1 (25/.06) foi ativado em movimento reciprocante usando a configuração do motor WaveOne (motor VDW Silver; VDW GmbH, Munique, Alemanha) até atingir o WL. A preparação apical final foi então realizada usando o instrumento rotativo EdgeFile X7 (30/.04) (motor VDW Silver; 350 rpm e 3 Ncm). Nos grupos iRace e EdgeFile, após os instrumentos terem negociado até o WL, eles foram usados com um movimento leve de escovação. A irrigação foi realizada ao longo do
procedimento de preparação com um total de 18 mL de uma solução de hipoclorito de sódio a 2,5% pré-aquecida (38◦C 1◦C) administrada usando uma agulha NaviTip 30-G (Ultradent, South Jordan, UT) adaptada a uma seringa plástica descartável colocada até 2 mm abaixo do WL, com um movimento suave de entrada e saída. Em todos os grupos, o protocolo de preparação foi repetido ao longo de todo o comprimento do canal até que um ponto mestre de guta-percha tamanho 30/.04 se ajustasse ao WL. Em seguida, os canais foram irrigados com 3 mL de EDTA a 17% (5 minutos), 3 mL de hipoclorito de sódio a 2,5% (5 minutos) e 2 mL de água destilada (1 minuto) e secos com pontos de papel. As raízes foram então submetidas a uma varredura pós-operatória e reconstrução aplicando os parâmetros iniciais.
Análise de Micro-CT
Modelos pré e pós-operatórios dos canais foram renderizados com o software CTAn v.1.14.4 e coregistrados com seus respectivos conjuntos de dados pré-operatórios usando o módulo de registro rígido do software 3D Slicer 4.3.1 (disponível em http://www.slicer.org). Uma comparação qualitativa entre os grupos foi realizada usando modelos codificados por cores dos canais radiculares correspondentes (cores verde e vermelha indicam superfícies de canal pré e pós-operatórias) com o software CTVol v.2.2.1 (Bruker microCT) (Fig. 1).

Os parâmetros pós-operatórios (volume, área de superfície, SMI, área, perímetro, redondeza e diâmetros menor e maior) foram adquiridos com o software CTAn v.1.14.4. Em seguida, o incremento no diâmetro por milímetro no canal apical (conicidade) foi determinado antes e depois da preparação nas direções mesiodistal e buccolingual. As médias dos aumentos percentuais (D%) dos parâmetros de volume, área de superfície e SMI foram calculadas de acordo com a fórmula ([Pa–Pb]/ Pb)*100, onde Pb e Pa representam os valores dos parâmetros avaliados antes e depois da preparação, respectivamente. Modelos de superfície registrados espacialmente das raízes também foram comparados em relação à área não preparada do canal radicular, que foi calculada utilizando as distâncias entre a superfície dos canais radiculares antes e depois da preparação determinadas em cada ponto da superfície. Em seguida, a porcentagem da área de superfície não preparada restante foi calculada usando a fórmula (Au/Ab)*100, onde Au representa a área do canal não preparado e Ab a área do canal radicular antes da preparação. Um examinador cego em relação aos protocolos de preparação realizou as análises.
Análise Estatística
Os dados foram distribuídos normalmente (teste de Shapiro-Wilk) e homocedasticamente (teste de Levene) em relação ao comprimento do canal, área de superfície, SMI, área, perímetro, redondeza e diâmetro, e comparados entre grupos usando a análise de variância unidirecional com o teste post hoc de Tukey, enquanto as análises estatísticas do volume e das paredes do canal não tocadas foram realizadas com o teste de Kruskal-Wallis. O teste t de amostras pareadas foi utilizado para comparar os parâmetros pré e pós-preparação dentro dos grupos. O nível de significância foi estabelecido em 95% (SPSS v17.0; SPSS Inc, Chicago, IL).
Resultados
Tabelas 1 e 2 exibem a análise dos parâmetros testados em 3D (comprimento do canal, volume, área de superfície, SMI e área não preparada) e 2D (área, perímetro, redondeza e diâmetros menor e maior), respectivamente, antes e após a preparação do canal radicular de 30 incisivos mandibulares utilizando diferentes sistemas. De modo geral, os protocolos de preparação aumentaram significativamente todos os parâmetros medidos em cada grupo (P< .05). A avaliação qualitativa, exibida como sobreposições de áreas não preparadas (verde) e preparadas (vermelho), mostrou que todos os grupos mantiveram a forma geral do canal. Canais que apresentavam uma geometria mais achatada ou uma maior extensão bucolingual mostraram mais áreas de paredes do canal não tocadas após a preparação (Fig. 1).
Nenhuma diferença estatística foi observada entre os grupos em relação ao aumento percentual médio do volume (〜52%) e da área de superfície (10,8%–14,2%) ou ao percentual médio da área de superfície restante não preparada (8,17%–9,83%) (Tabela 1, P > .05). Em relação ao aumento percentual do parâmetro SMI, o sistema XP-endo Shaper alterou significativamente a geometria 3D geral do canal radicular (SMI) para uma forma mais cônica (2,59) quando comparado aos sistemas iRaCe (2,34) e EdgeFile (2,28) (Tabela 1, P < .05). Uma comparação dos parâmetros morfométricos 2D dos canais radiculares nos 5 mm do ápice radicular não mostrou diferença entre os grupos (Tabela 2, P > .05). Após a preparação, o afunilamento médio do canal apical aumentou 3 vezes na direção mesiodistal em todos os grupos (de .02–.06), enquanto nenhuma variação significativa foi observada na direção bucolingual (Fig. 2).



Discussão
Este estudo avaliou os efeitos de 2 sistemas de preparação recentemente lançados (XP-endo Shaper e EdgeFile) na geometria do canal radicular usando tecnologia de micro-CT. O sistema rotatório iRaCe foi utilizado como técnica de referência para comparação. Apesar das diferenças no design da seção transversal e na cinemática relatadas como afetando a capacidade de modelagem dos sistemas de preparação de NiTi, uma comparação entre os grupos após a preparação não revelou diferenças no aumento percentual do volume e da área de superfície, nas superfícies do canal não preparadas e em alguns parâmetros 2D (área, perímetro, redondeza e diâmetro) neste estudo. Esses resultados podem ser explicados pelo modo de ação do XP-endo Shaper e pelas dimensões semelhantes dos instrumentos finais utilizados nos outros grupos experimentais. O fabricante afirmou que a liga de NiTi da qual o XP-endo Shaper é feito pode mudar sua estrutura cristalina à temperatura do corpo para se adaptar à parede do canal radicular. Operando a 800 rpm, seu design de núcleo adaptativo (tamanho ISO 30/.01) é capaz de começar a modelar um canal radicular no tamanho ISO 15 e alcançar o tamanho ISO 30, além de aumentar o afunilamento de .01 para pelo menos .04, atingindo uma preparação final do canal de um mínimo de 30/.04 em tamanho, que são as dimensões dos instrumentos finais utilizados nos grupos EdgeFile e iRace.
A convexidade da superfície (geometria 3D) do canal radicular e a forma da seção transversal no terço apical neste estudo foram avaliadas usando parâmetros morfométricos de SMI e arredondamento. Uma placa ideal, cilindro e esfera têm valores de SMI de 0, 3 e 4, respectivamente, enquanto o valor de arredondamento de um objeto 2D discreto varia de 0 a 1, com 0 significando uma linha e 1 um círculo perfeito. No terço apical, a similaridade dos grupos em relação aos valores de arredondamento após a preparação (Tabela 2) pode ser justificada porque os canais radiculares costumavam ser anatomicamente mais arredondados nesse nível. Além disso, como seria esperado após o uso de instrumentos rotatórios e reciprocantes cônicos, o aumento dos valores de SMI mostrou que os canais radiculares em forma de oval longo se tornaram mais em forma de tronco de cone após a preparação. Curiosamente, apesar de sua forma específica pré-definida, pequeno diâmetro e afunilamento estreito, o instrumento XP-endo Shaper alterou significativamente o canal radicular para uma forma mais cônica (SMI = 2,59) do que os sistemas EdgeFile (SMI = 2,28) e iRace (SMI = 2,34) (Tabela 1). Isso pode ser explicado porque o instrumento XP-endo Shaper deve ser ativado a uma alta velocidade de rotação usando movimentos longos de cima para baixo durante a preparação do canal.
Mesmo com os avanços feitos no desenvolvimento de instrumentos de NiTi com diferentes propriedades metalúrgicas e designs geométricos, neste estudo a qualidade da preparação do canal radicular foi menos que ideal. Em concordância com relatórios anteriores, todos os sistemas testados deixaram uma porcentagem média relativamente alta de paredes de canal não tocadas (8,17%– 9,83%), principalmente quando a forma do canal tinha uma geometria plana, o que confirma uma afirmação anterior de que variações na geometria do canal antes dos procedimentos de modelagem têm mais influência nas mudanças que ocorreram durante a preparação do que as técnicas de instrumentação em si. Áreas não tocadas em canais necróticos podem abrigar biofilmes bacterianos residuais não afetados e servir como uma causa potencial de infecção persistente. Considerando que a infecção remanescente é um fator de risco importante para a periodontite apical pós-tratamento, a preparação quimio-mecânica assume um papel fundamental no tratamento porque atua mecanicamente e quimicamente nas comunidades bacterianas que colonizam o canal principal. A faixa média das áreas de canal não tocadas neste estudo foi menor em comparação com relatórios anteriores que usaram uma metodologia semelhante, provavelmente devido às diferenças nas abordagens de amostragem e nos protocolos de preparação; no entanto, nenhuma diferença foi observada entre os grupos experimentais, possivelmente devido ao movimento leve de escovação usado após os instrumentos iRaCe e EdgeFile alcançarem o WL.
No presente estudo, o diâmetro maior do canal radicular foi definido como a distância entre os 2 pixels mais distantes na imagem binarizada do canal, enquanto o diâmetro menor foi a corda mais longa através do canal radicular que poderia ser desenhada na direção ortogonal ao diâmetro maior. Após a preparação, os diâmetros menor e maior no canal apical aumentaram de 0,23–0,30 mm e de 0,36–0,45, respectivamente (Tabela 2). Isso significa que o diâmetro final da preparação no WL foi equivalente aos tamanhos ISO 30 e 45 nas direções mesiodistal e buccolingual, respectivamente, o que também pode ser explicado pelo movimento de escovação utilizado com os instrumentos finais. Por outro lado, o afunilamento médio do canal aumentou principalmente na direção mesiobucal, mas, como seria esperado após o uso de instrumentos com afunilamento constante, um afunilamento contínuo que aumentasse progressivamente da direção apical para a coronal não pôde ser observado (Fig. 2). Isso pode ser explicado por irregularidades anatômicas na forma original do sistema de canais radiculares, que impedem que os instrumentos toquem todas as superfícies das paredes do canal (Fig. 1 e Tabela 1).
O papel fundamental dos estudos baseados em laboratório é desenvolver condições bem controladas que possam comparar de forma confiável certos fatores. Portanto, no presente estudo, teve-se o cuidado de garantir que a amostra fosse anatomicamente compatível em termos de parâmetros geométricos pré-operatórios determinados por imagens de micro-CT. Este procedimento cria uma linha de base confiável e assegura a comparabilidade dos grupos pela padronização da morfologia do canal em cada amostra, aumentando a validade interna e potencialmente eliminando viéses anatômicos significativos que podem confundir os resultados. Além disso, canais longos e em forma oval foram selecionados porque essa variação anatômica tem sido considerada um desafio difícil na prática clínica, e os canais radiculares foram preparados por dentistas com experiência em cada um dos protocolos testados.
O conceito de usar um único instrumento de NiTi para preparar todo o canal radicular foi proposto há alguns anos. Em várias situações clínicas, esta é uma proposta interessante porque pode ser econômica e pode encurtar a curva de aprendizado para os profissionais adotarem a nova técnica. Recentemente, vários fabricantes têm desenvolvido instrumentos seguindo essa proposta de "um arquivo formador", como os sistemas Self-Adjusting File (ReDent-Nova, Ra’anana, Israel), Reciproc (VDW) e WaveOne (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Suíça). Neste estudo, o XP-endo Shaper de arquivo único foi tão eficaz na preparação de canais longos e em forma oval de incisivos mandibulares quanto os outros sistemas de múltiplos arquivos testados. No entanto, ele não conseguiu alcançar áreas que os outros instrumentos não puderam acessar, apesar de sua extrema flexibilidade e capacidade de contrair e expandir dentro do canal radicular, conforme declarado pelo fabricante. No entanto, também é importante ressaltar que neste estudo o protocolo do XP-endo Shaper foi finalizado quando um ponto mestre de guta-percha tamanho 30/.04 se ajustou ao WL, o que aconteceu muito rapidamente na maioria das amostras assim que o instrumento alcançou o WL e 5 movimentos de vai-e-vem foram aplicados. Portanto, é plausível hipotetizar que a capacidade de modelagem do XP-endo Shaper poderia ser otimizada aumentando o tempo de preparação, o número de movimentos de vai-e-vem e/ou sua velocidade de rotação. Isso ainda precisa ser determinado por estudos adicionais.
Conclusões
Dentro das limitações deste estudo, pode-se concluir que os sistemas XP-endo Shaper, iRaCe e EdgeFile mostraram uma habilidade de modelagem semelhante. Apesar do sistema XP-endo Shaper alterar significativamente a geometria geral do canal radicular para uma forma mais cônica, nenhuma das técnicas foi capaz de preparar completamente os canais longos em forma oval dos incisivos mandibulares.
Autores: Marco A. Versiani, Kleber K.T. Carvalho, Jardel F. Mazzi-Chaves, Manoel D. Sousa-Neto
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