Análise por microtomografia computadorizada da morfologia do canal radicular de caninos mandibulares de raiz única

Resumo

Objetivo: Investigar a anatomia dos dentes caninos mandibulares de raiz única usando microtomografia computadorizada (μCT).

Metodologia: Cento dentes caninos mandibulares humanos de raiz única e reta foram selecionados de um grupo de dentes extraídos e avaliados usando μCT. A anatomia de cada dente (comprimento das raízes, presença de canais acessórios e deltas apicais, posição e diâmetro maior do forame apical e distância entre marcos anatômicos) assim como os aspectos morfológicos bidimensionais e tridimensionais do canal (área, perímetro, fator de forma, redondeza, diâmetro maior e menor, volume, área de superfície e índice de modelo de estrutura) foram avaliados. Os resultados da análise morfológica em cada terço do canal foram comparados estatisticamente usando o teste de Friedman (α = 0.05).

Resultados: O comprimento das raízes variou de 12,53 a 18,08 mm. Trinta e um espécimes não tinham canais acessórios. A localização do forame apical variou consideravelmente. A distância média do ápice radicular ao forame apical maior foi de 0,27 ± 0,25 mm, e o diâmetro maior do forame apical maior variou de 0,16 a 0,72 mm. Os diâmetros médios maior e menor do canal a 1 mm do forame foram de 0,43 e 0,31 mm, respectivamente. No geral, a média da área, perímetro, fator de forma, redondeza, diâmetros maior e menor, volume, área de superfície e índice de modelo de estrutura (SMI) foram 0,85 ± 0,31 mm², 3,69 ± 0,88 mm, 0,70 ± 0,09, 0,59 ± 0,11, 1,36 ± 0,36 mm  e  0,72 ± 0,14 mm,  13,33 ± 4,98 mm³, 63,5 ± 16,4 mm² e 3,35 ± 0,64, respectivamente, com diferença estatística significativa entre os terços (P < 0,05).

Conclusões: A anatomia e morfologia do canal radicular de caninos de raiz única variaram amplamente em diferentes níveis da raiz.

Introdução

O principal papel dos estudos em laboratório é desenvolver condições bem controladas que sejam capazes de comparar de forma confiável certos fatores. O principal fator de confusão dos estudos ex vivo é a anatomia do sistema de canal radicular em investigação. Consequentemente, os resultados podem demonstrar o efeito da anatomia do canal em vez da variável de interesse (De-Deus 2012). Geralmente, o método mais comum para seleção de amostras em pesquisas endodônticas tem sido a radiografia. No entanto, a precisão da radiografia na avaliação da morfologia do sistema de canal radicular é reduzida porque fornece apenas uma imagem bidimensional de uma estrutura tridimensional (Pascon et al. 2009). Além disso, a anatomia do canal radicular foi avaliada usando técnicas de clareamento, seccionamento longitudinal e transversal e microscopia eletrônica de varredura (Vertucci 1984). No entanto, esses métodos são invasivos e, portanto, não podem refletir com precisão a morfologia do objeto em estudo (Versiani et al. 2011a).

Nos últimos anos, a microtomografia computadorizada (μCT) ganhou uma importância crescente no estudo de tecidos duros em endodontia, pois oferece uma técnica reprodutível que pode ser aplicada quantitativa e qualitativamente para a avaliação tridimensional do sistema de canais radiculares (Peters et al. 2001, Versiani et al. 2011a, b, 2012). Consequentemente, este método pode melhorar a correspondência dos dentes para aumentar a validade interna de experimentos ex vivo .

Na pesquisa endodôntica, diferentes grupos de dentes têm sido utilizados. Entre eles, o canino mandibular de raiz única tem sido amplamente utilizado para testar materiais e técnicas (Spångberg 1990). Embora sua morfologia tenha sido investigada anteriormente (De-Deus 1975, Vertucci 1984, Pécora et al. 1993), nenhuma pesquisa foi realizada para avaliar sua anatomia em detalhes usando tomografia computadorizada de alta resolução. Assim, considerando que uma compreensão aprofundada das variações na morfologia do canal radicular do canino de raiz única é essencial para seu uso experimental em pesquisa endodôntica, bem como para superar problemas relacionados aos procedimentos de modelagem e limpeza, o objetivo deste estudo ex vivo foi investigar a anatomia do canal radicular de dentes caninos humanos mandibulares de raiz única extraídos usando microtomografia computadorizada.

Materiais e métodos

Após a aprovação do comitê de ética, cem dentes caninos humanos mandibulares de raiz única e reta, com ápices totalmente formados e um único canal radicular, foram selecionados aleatoriamente de um conjunto de dentes extraídos, decoronados e armazenados em frascos plásticos individuais rotulados contendo solução de timol a 0,1%. Após serem lavados em água corrente por 24 horas, cada dente foi seco, montado em um suporte personalizado e escaneado em um scanner μCT (SkyScan 1174v2; Bruker-microCT, Kontich, Bélgica) com uma resolução isotrópica de 19,6 μm.

Imagens de cada espécime foram reconstruídas do ápice até o nível da junção cemento-esmalte com software dedicado (NRecon v. 1.6.3; Bruker-microCT), fornecendo seções transversais axiais da estrutura interna das amostras. Para cada dente, a avaliação foi realizada para o comprimento total do canal (aproximadamente 790 fatias), totalizando até 79 035 fatias. O software Data-Viewer v. 1.4.4 (Bruker-microCT) foi utilizado para avaliar o comprimento das raízes, a presença de canais acessórios e deltas apicais, a posição do forame apical maior e a distância entre vários marcos anatômicos no ápice. O diâmetro maior do forame apical maior, bem como os diâmetros bucolingual e mesiodistal do canal radicular a 1 mm do forame apical, também foram medidos. O software CTAn v. 1.12 (Bruker-microCT) foi utilizado para a avaliação bidimensional (área, perímetro, fator de forma, redondeza, diâmetro maior e diâmetro menor) e tridimensional (volume, área de superfície e índice de modelo de estrutura) do canal radicular.

A área e o perímetro foram calculados usando o algoritmo de Pratt (Pratt 1991). A aparência da seção transversal, em forma redonda ou mais semelhante a uma fita, foi expressa como redondeza e fator de forma. A redondeza de um objeto discreto bidimensional é definida como 4.A/(p.[d_max]²), onde ‘A’ é a área e ‘d_max’ é o diâmetro maior. O valor da redondeza varia de 0 a 1, sendo 1 um círculo. O fator de forma é calculado pela equação (4.p.A)/P², onde ‘A’ e ‘P’ são a área e o perímetro do objeto, respectivamente. A elongação de objetos individuais resulta em valores menores do fator de forma. O diâmetro maior foi definido como a distância entre os dois pixels mais distantes naquele objeto. O diâmetro menor foi definido como a corda mais longa através do objeto que pode ser desenhada na direção ortogonal ao diâmetro maior. O volume foi calculado como o volume de objetos binarizados dentro do volume de interesse. Para a medição da área de superfície do conjunto de dados tridimensionais em múltiplas camadas, foram utilizados dois componentes para a superfície medida em um plano bidimensional; primeiro, os perímetros dos objetos binarizados em cada nível de seção transversal e, segundo, as superfícies verticais expostas por diferenças de pixels entre seções transversais adjacentes. O índice de modelo de estrutura (SMI) envolve uma medição da convexidade da superfície em uma estrutura tridimensional. O SMI é derivado como 6.((S’.V)/S²), onde S é a área de superfície do objeto antes da dilatação e S’ é a mudança na área de superfície causada pela dilatação. V é o volume do objeto inicial, não dilatado. Uma placa ideal, cilindro e esfera têm valores de SMI de 0, 3 e 4, respectivamente (Hildebrand & Ru€egsegger 1997). O software CTVox v. 2.4 e CTVol v. 2.2.1 (Bruker-microCT) foram usados para visualização e avaliação qualitativa dos espécimes.

Os resultados das análises bidimensionais e tridimensionais de cada terço do canal radicular foram comparados estatisticamente usando o teste de Friedman com o nível de significância definido em 5%. A análise dos dados foi realizada com o SPSS v. 17.0 para Windows (SPSS Inc, Chicago, IL, EUA).

Resultados

A reconstrução tridimensional da anatomia interna revelou que todas as amostras tinham apenas um canal radicular principal (Fig. 1). O comprimento das raízes medido do ápice até a junção cemento-esmalte na face bucal da raiz variou de 12,53 a 18,08 mm (15,57 ± 1,20 mm). Trinta e uma amostras não tinham canais acessórios (Fig. 2a), e quatro amostras tinham um canal lateral no terço médio (Fig. 2b). Nenhum canal acessório foi observado no terço cervical das amostras, e deltas apicais foram observados em seis amostras (Fig. 2c). Em 62 caninos, o número de canais acessórios no terço apical variou de 1 a 3, totalizando 112 canais (Fig. 2d).

A localização do forame apical maior variou consideravelmente, tendendo para os aspectos disto-bucal (26%), distal (24%) e bucal (22%) da raiz. Em cinco espécimes, o forame apical coincidiu com o ápice anatômico, mas a posição do forame também ocorreu nos aspectos lingual (12%) e disto-lingual (11%) da raiz.

Os tamanhos e distâncias médias (± DP) entre marcos de referência no ápice são mostrados na Fig. 3. A distância perpendicular do ápice da raiz ao forame apical maior variou de 0 a 1,06 mm (0,27 ± 0,25 mm). O diâmetro maior do forame apical maior foi de 0,42 ± 0,13 mm, variando de 0,16 a 0,72 mm. O diâmetro buco-lingual do canal radicular 1 mm antes do forame apical variou de 0,26 a 0,52 mm (média de 0,43 mm) e foi maior que seu diâmetro mesio-distal que variou de 0,19 a 0,41 mm (média de 0,31 mm).

Os resultados da análise bidimensional (área, perímetro, fator de forma, redondeza e diâmetro maior e menor) e tridimensional (volume, área de superfície e SMI) estão detalhados nas Tabelas 1 e 2, respectivamente. Uma diferença estatística significativa entre os terços cervical, médio e apical foi observada em todos os dados analisados (P < 0,05). No terço apical, a área, o perímetro, o diâmetro maior, o diâmetro menor, o volume e a área de superfície foram significativamente menores, enquanto o fator de forma, a redondeza e o SMI foram significativamente maiores do que nos terços médio e cervical (P < 0,05). A Figura 4 mostra a configuração bidimensional do canal radicular, demonstrando que sua aparência em seção transversal variou em diferentes níveis da raiz em um mesmo dente, incluindo formas redondas, ovais, planas e irregulares.

Discussão

O conhecimento da anatomia do canal radicular e suas variações é um requisito básico para o tratamento endodôntico bem-sucedido (Vertucci 2005). A importância da anatomia do canal foi enfatizada por estudos que demonstraram que variações na geometria do canal antes da limpeza e modelagem tiveram um efeito maior nas mudanças que ocorreram durante a preparação do que as técnicas de instrumentação (Peters et al. 2001). O principal objetivo deste estudo foi avaliar caninos mandibulares com um único canal radicular que se estendia da câmara pulpar até o ápice (tipo I) (Vertucci 1974). Foi relatado que a prevalência da configuração do canal radicular tipo I em caninos mandibulares variou de 78% a 98% da amostra (Vertucci 1984, Pécora et al. 1993), mas ocasionalmente, pode ter duas raízes e dois canais (Versiani et al. 2011a).

Embora os caninos sejam os dentes mais longos da boca, uma enorme variação em seu tamanho e forma foi relatada (Pécora et al. 1993, Woelfel & Scheid 2002). No presente estudo, o comprimento das raízes variou de 12,53 a 18,08 mm (15,57 ± 1,20 mm). Esses resultados são semelhantes aos de Woelfel e Scheid (2002), que relataram um comprimento médio de 15,9 mm (9,5–22,2 mm) em 316 caninos mandibulares.

Um canal acessório foi definido como qualquer ramificação do canal ou câmara pulpar principal que se comunica com a superfície externa da raiz, enquanto um delta apical é a presença de múltiplos canais acessórios na ou perto da apex (American Association of Endodontists 2012). No presente estudo, 69% da amostra tinha canais acessórios localizados nos terços médio (n = 4) e apical (n = 65). Deltas apicais foram observados apenas em 6% da amostra. De-Deus (1975) investigou a frequência, localização e direção dos canais acessórios em 1140 dentes humanos usando a técnica de clareamento. Ele descobriu que apenas três dos 44 caninos mandibulares (6,8%) tinham um ou dois canais acessórios. Usando o mesmo método, Vertucci (1984) avaliou cem caninos mandibulares e encontrou deltas apicais em seis dentes e canais acessórios em 30% da amostra, localizados nos terços cervicais (n = 1), médio (n = 5) e apical (n = 24). Tais diferenças poderiam ser explicadas por diferenças na origem da amostra ou fatores raciais, bem como pelos métodos de avaliação. No entanto, esses resultados confirmam a evidência de que, nos caninos mandibulares, os canais acessórios são mais prevalentes no terço apical (Vertucci 1984).

O conceito clássico da anatomia radicular apical é baseado em três marcos anatômicos e histológicos: a constrição apical, a junção cemento-dentinária e o forame apical (Kuttler 1955). Embora, teoricamente, seja desejável preparar o canal até a constrição apical (Ricucci & Langeland 1998), esse marco apresenta variações morfológicas que tornam sua identificação imprevisível (Dummer et al. 1984). No presente estudo, a constrição única tradicional foi observada em 52% da amostra. Esse resultado é apoiado por estudos anteriores em diferentes grupos de dentes, utilizando microscopia (Dummer et al. 1984) e micro-CT (Meder-Cowherd et al. 2011), nos quais diferentes tipos de constrição apical foram observados.

No presente estudo, a distância do ápice ao forame maior variou de 0 a 1,06 mm (0,27 0,25 mm), e o posicionamento excêntrico do forame maior foi reconhecido em quase todos os espécimes (95%), frequentemente localizado no aspecto bucal da raiz, como observado anteriormente (Kuttler 1955, Chapman 1969, Burch & Hulen 1972, De-Deus 1975, Dummer et al. 1984, Blasković-Subat et al. 1992, Pécora et al. 1993, Vertucci 2005, Martos et al. 2009, 2010). Na literatura, a distância média entre o forame apical maior e o ápice radicular anatômico em caninos mandibulares foi relatada como sendo 0,35 mm (Green et al. 1956), 0,47 ± 0,35 mm (Dummer et al. 1984) e 0,42 ± 0,32 mm (Martos et al. 2009), que foram superiores aos resultados presentes. Essas dissimilaridades estão provavelmente relacionadas à origem da amostra, fatores raciais e os métodos de avaliação. Radiograficamente, um forame apical localizado bucalmente ou lingualmente é sobreposto à estrutura radicular, dificultando a visualização do ponto de saída do instrumento (Nekoofar et al. 2006, Martos et al. 2009, 2010). Portanto, o deslocamento do forame maior tem o potencial de causar uma medição incorreta do canal e pode resultar em sobreinstrumentação durante a preparação do canal radicular (Kuttler 1955, De-Deus 1975, Dummer et al. 1984, Wu et al. 2000, Nekoofar et al. 2006).

A localização da junção cemento-dentinária varia consideravelmente. Em geral, está localizada aproximadamente a 1 mm do forame maior e pode não coincidir com a constrição apical (Nekoofar et al. 2006). Seu diâmetro também varia extensivamente e foi determinado em 298 μm para caninos (Ponce & Vilar Fernandez 2003). No presente estudo, os diâmetros médios buco-linguais e mesio-distais do canal radicular a 1 mm do forame apical foram de 0,43 e 0,31 mm, respectivamente. Esses resultados estão de acordo com Wu et al. (2000), que também investigaram os diâmetros dos canais na região apical de caninos mandibulares e descobriram que os diâmetros médios buco-linguais e mesio-distais a 1 mm do forame maior eram de 0,47 e 0,36 mm, respectivamente. Esses resultados têm implicações definitivas para os procedimentos de modelagem e limpeza, pois apenas o diâmetro mesio-distal é evidente em radiografias. Além disso, mostra que o tamanho do canal radicular a 1 mm do forame maior em caninos mandibulares é semelhante ao diâmetro de arquivos K de tamanho 35–45.

O diâmetro do forame apical maior tem sido considerado o fator mais importante que influencia o desempenho dos localizadores eletrônicos de ápice para medir o comprimento de trabalho (Nekoofar et al. 2006). No presente estudo, o tamanho médio do forame apical maior foi semelhante à ponta de um K-file tamanho 40 (0,42 0,13 mm), mas variou de 0,16 a 0,72 mm. Green (1956) também estudou a anatomia do ápice radicular de 50 caninos mandibulares e encontrou o diâmetro apical semelhante ao de um K-file tamanho 30. Considerando que a amostra foi coletada aleatoriamente, essa variação pode estar relacionada às condições fisiológicas e patológicas dos dentes no momento da extração (Martos et al. 2009, 2010).

No geral, a avaliação qualitativa (Fig. 1) mostrou que o canal radicular dos caninos mandibulares era mais largo mesiodistalmente do que bucolingualmente. Essa condição foi mais evidente no terço cervical em comparação com os terços médio e apical. Os resultados da área, perímetro, volume e área de superfície refletiram essa característica morfológica, pois foram significativamente maiores no cervical do que nos terços médio e apical. Infelizmente, esses resultados não podem ser comparados com outros, pois não há informações sobre este assunto na literatura até o momento. Assim, a relevância clínica de tais descobertas ainda precisa ser determinada. No entanto, esses parâmetros morfológicos devem ser considerados ao selecionar uma amostra em estudos baseados em laboratório, pois variações na geometria do canal têm sido consideradas como afetando os resultados de tais estudos (Peters et al. 2001).

Os canais podem ter diferentes formas em seção transversal em diferentes níveis da raiz de um mesmo dente (Wu et al. 2000). Recessos em canais com formas plana, irregular ou oval podem não estar incluídos em uma preparação redonda criada pela rotação de instrumentos e, assim, permanecem não preparados (Wu et al. 2000, Vertucci 2005, Versiani et al. 2011b). No presente estudo, a aparência em seção transversal foi avaliada usando dois parâmetros morfométricos: fator de forma e redondeza. No geral, os resultados mostraram que, enquanto o fator de forma diminuiu do terço apical para o cervical, a redondeza aumentou. Isso significa que o canal radicular no terço apical era mais redondo ou ligeiramente oval em comparação com os terços médio e cervical. É interessante notar que os resultados deste estudo não foram diferentes daqueles obtidos com métodos convencionais (Wu et al. 2000). No entanto, os algoritmos utilizados na avaliação de μCT permitem uma descrição matemática da forma do canal radicular. Dessa forma, os dados mais importantes sobre a aparência em seção transversal dos canais radiculares foram sua variação. Os valores mínimo e máximo de redondeza e fator de forma em todos os terços foram semelhantes, apesar da diferença significativa das médias observadas entre os terços. Isso significa que o mesmo canal pode ter diferentes formas em seção transversal ao longo da raiz.

O SMI descreve a geometria semelhante a uma placa ou cilindro de um objeto (Hildebrand & Rüegsegger 1997) e tem sido utilizado para avaliar a geometria do canal radicular (Peters et al. 2000, Versiani et al. 2011a,b, 2012). O SMI é determinado por um aumento infinitesimal da superfície, enquanto a mudança no volume está relacionada a alterações da área da superfície, ou seja, à convexidade da estrutura. Esses dados tridimensionais são impossíveis de serem obtidos usando técnicas convencionais, como radiografias ou moagem. Se uma placa perfeita é ampliada, a área da superfície não muda, resultando em um SMI de zero. No entanto, se uma barra é expandida, a área da superfície aumenta com o volume e o SMI é normalizado de modo que barras perfeitas recebem uma pontuação SMI de 3 (Peters et al. 2000). No geral, a média do SMI variou de 2,20 a 2,54, o que indica que os sistemas de canais radiculares tinham uma geometria semelhante a um tronco de cone. No entanto, também foi observada uma grande discrepância entre os valores mínimo e máximo de SMI em todos os terços (0,52–3,61). Se essas dissimilaridades dos parâmetros morfológicos em cada terço não forem levadas em consideração durante a seleção da amostra em estudos ex vivo , isso pode comprometer os resultados.

Ex vivo experimentos têm sido frequentemente utilizados para avaliar materiais e técnicas em odontologia. Na endodontia, uma variedade de dentes tem sido utilizada em experimentos baseados em laboratório, incluindo incisivos centrais maxilares, pré-molares, molares e caninos. A reprodução da situação clínica pode ser considerada a principal vantagem do uso de dentes humanos extraídos. Por outro lado, a ampla gama de variações na morfologia tridimensional do canal radicular torna a padronização difícil (Hülsmann et al. 2005). Assim, se o viés de seleção não for levado em conta ao selecionar a amostra, certas conclusões podem ser incorretas. Com base em dados de μCT, deve ser possível melhorar ainda mais a seleção da amostra usando parâmetros morfológicos estabelecidos para fornecer uma linha de base consistente. À medida que o estado do conhecimento atual sobre a anatomia do canal radicular avança rapidamente, a clarificação dos propósitos dos protocolos de seleção de amostras pode ajudar os investigadores na área a chegar a conclusões significativas (De-Deus 2012).

Conclusões

A anatomia e morfologia do canal radicular do canino de raiz única variaram amplamente em diferentes níveis da raiz. Em resumo:

1. O comprimento médio das raízes dos caninos mandibulares foi de 15,57 ± 1,20 mm;

2. Nenhum canal acessório foi observado no terço cervical, e deltas apicais foram observados apenas em 6% da amostra;

3. A localização do forame apical maior variou consideravelmente, tendendo para o aspecto bucal da raiz;

4. A distância média do ápice radicular ao forame apical maior foi de 0,27  0,25 mm;
5. O tamanho médio do forame apical maior foi de 0,42 ± 0,13 mm;

6. No terço apical, área, perímetro, diâmetro maior, diâmetro menor, volume e área de superfície foram significativamente menores, enquanto o fator de forma, redondeza e SMI foram significativamente maiores do que no terço médio e cervical.

Autores: M. A. Versiani, J. D. Pécora & M. D. Sousa-Neto

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