Avaliação por Micro-CT da eficácia da remoção de tecido duro da raiz e área do istmo por sistemas de irrigação de pressão positiva e negativa

Resumo

Objetivo: Avaliar a remoção de detritos de tecido duro acumulados (AHTD) do sistema de canais radiculares de molares mandibulares por sistemas de irrigação de pressão positiva e negativa, utilizando análise de imagem de micro-CT.

Metodologia: Molares mandibulares com um único canal na raiz distal e 2 canais conectados por um istmo na raiz mesial foram pareados com base em dimensões morfológicas semelhantes usando avaliação de micro-CT e atribuídos a 2 grupos experimentais (n = 20 canais mesiais e 10 canais distais), de acordo com o protocolo de irrigação: pressão positiva apical (irrigação convencional) ou pressão negativa (sistema EndoVac). Mudanças no volume e na área de superfície do canal radicular, bem como a porcentagem da superfície da parede do canal não instrumentada e detritos de tecido duro acumulados (AHTD) após a preparação do canal foram comparadas estatisticamente usando o teste t de amostras independentes e o teste U de Mann-Whitney, com o nível de significância definido em 5%.

Resultados: O volume, a área de superfície e a porcentagem de voxels estáticos nos sistemas de canais radiculares mesiais ou distais não apresentaram diferenças significativas entre os grupos antes ou após a preparação do canal radicular (P > 0,05). Após a preparação, AHTD não foi observado no canal distal de ambos os grupos. No entanto, no sistema de canal radicular mesial, o grupo de irrigação convencional foi associado a uma porcentagem mediana significativamente maior de AHTD (11,48%; IQR: 5,9–22,6; intervalo: 1,86–41,98) do que o grupo EndoVac (3,40%; IQR: 1,5–7,3; intervalo: 0,82–12,84) (P < 0,05).

Conclusões: Nenhum protocolo de irrigação conseguiu tornar o sistema de canal mesial livre de AHTD; no entanto, a irrigação com pressão negativa apical resultou em níveis mais baixos de AHTD do que a irrigação convencional.

Introdução

Os resultados do tratamento de canal radicular dependem de procedimentos eficazes de limpeza e desinfecção do canal, que eliminam ou controlam os agentes causadores da periodontite apical. Em termos de limpeza, instrumentos e soluções/regimes de irrigação foram avaliados principalmente por sua capacidade de remover restos de tecido mole usando análise histológica (Walton 1976, Zuolo et al. 1992, Siqueira et al. 1997, Taha et al. 2010, De-Deus et al. 2011). Recentemente, vários autores também se concentraram na acumulação de detritos de tecido duro (AHTD) em recessos, istmos, irregularidades e ramificações usando imagens de tomografia computadorizada micro (micro-CT) (Paqué et al. 2009, 2011, 2012a, Robinson et al. 2013, De-Deus et al. 2015). Essa tecnologia permitiu que os pesquisadores monitorassem e quantificassem a acumulação e remoção de detritos radiopacos em várias áreas do sistema de canal radicular (Robinson et al. 2012, De-Deus et al. 2014, 2015).

Detritos de tecido duro são formados durante a ação de corte dos instrumentos sobre a dentina e podem ser acumulados em algumas áreas do sistema do canal radicular. Em canais infectados, o AHTD pode conter bactérias e servir como um nidus para reinfecção do canal radicular. Além disso, detritos acumulados no sistema do canal podem comprometer a desinfecção e o preenchimento adequados (Metzger et al. 2010). Estudos mostraram que as técnicas de instrumentação atuais são incapazes de fornecer canais livres de AHTD (Paqué et al. 2011, 2012a,b, Robinson et al. 2013, De-Deus et al. 2015). Como o AHTD é geralmente gerado durante a instrumentação, melhorar a irrigação é, conceitualmente, a melhor maneira de prevenir a formação ou remover detritos acumulados.

Numerosas soluções irrigantes e sistemas de entrega têm sido utilizados na preparação do canal radicular (Gu et al. 2009, Haapasalo et al. 2014). A irrigação convencional ou padrão utiliza vários tipos de agulhas adaptadas a uma seringa plástica descartável associada à pressão positiva apical. O uso de agulhas de irrigação flexíveis, que devem ser inseridas no canal o mais próximo possível do comprimento de trabalho, associadas a grandes volumes de irrigantes e trocas frequentes, são estratégias para melhorar os efeitos de limpeza e desinfecção da irrigação convencional (Chow 1983, Siqueira et al. 2000, Sedgley et al. 2005). O sistema EndoVac (SybronEndo, Orange, CA, EUA) compreende um regime de irrigação diferente que envolve pressão negativa apical e é composto por 3 componentes básicos: uma ponta de entrega mestre, uma macrocânula plástica e uma microcânula de aço inoxidável. A primeira é usada para entregar e evacuar o irrigante simultaneamente no nível da câmara pulpar, enquanto as 2 cânulas são usadas profundamente no canal em sequência para melhorar a irrigação no nível do canal apical. Como essas cânulas são usadas para aspirar o irrigante, um fluxo atual em direção apical é criado (Gu et al. 2009). O sistema EndoVac pode ser considerado seguro quando usado com NaOCl (Desai & Himel 2009), o que é confirmado por estudos que mostram baixa extrusão de NaOCl para irrigação EndoVac quando comparado a outros regimes (Mitchell et al. 2010, Iriboz et al. 2015). Quanto aos efeitos de limpeza e desinfecção, estudos que comparam o EndoVac com a irrigação convencional mostraram resultados inconclusivos. Enquanto alguns autores relataram melhor limpeza do canal apical (Nielsen & Craig Baumgartner 2007, Siu & Baumgartner 2010) e eliminação bacteriana superior (Hockett et al. 2008) ao usar o EndoVac, outros estudos relataram nenhuma diferença significativa na limpeza (Howard et al. 2011) ou desinfecção (Brito et al. 2009, Miller & Baumgartner 2010, Pawar et al. 2012).

Apesar da considerável quantidade de pesquisas realizadas sobre a irrigação do canal radicular utilizando diferentes metodologias (Haapasalo et al. 2014), até o momento, apenas um estudo tentou avaliar a redução da AHTD em canais radiculares de molares mandibulares utilizando o sistema EndoVac (Freire et al. 2015). Portanto, o objetivo deste estudo ex vivo foi avaliar as eficácias da desbridagem do canal radicular e do istmo com irrigação de pressão positiva apical (irrigação convencional) e negativa (sistema Endo-Vac) após a preparação dos canais radiculares em molares mandibulares utilizando análise de imagem por micro-CT. A hipótese nula testada foi que não havia diferença na eficácia desses protocolos de irrigação na redução da AHTD dentro do sistema de canal radicular de molares mandibulares.

Material e métodos

Seleção e preparação dos espécimes

Após a aprovação do comitê de ética, cento e sessenta molares mandibulares decoronados com duas raízes, extraídos por razões não relacionadas a este estudo, foram imagados com um scanner de micro-CT (SkyScan 1174v.2; Bruker-microCT, Kontich, Bélgica) configurado para 50 kV, 800 µA, e uma resolução isotrópica de 19,89 lm. A digitalização foi realizada através de uma rotação de 180° em torno do eixo vertical com um passo de rotação de 1° usando um filtro de alumínio de 0,5 mm de espessura. As imagens de projeção adquiridas foram reconstruídas em cortes transversais (NRecon v.1.6.9; Bruker-microCT), e modelos 3D dos sistemas de canais radiculares mesial e distal foram obtidos e avaliados (CTVol v.2.2.1; Bruker-microCT). Vinte dentes molares com 2 canais independentes conectados por um istmo do terço médio ao terço apical da raiz mesial (configuração de canal tipo II de Vertucci) e um único canal na raiz distal foram selecionados. Parâmetros morfológicos dos canais (curvatura, comprimento, volume e área de superfície) foram registrados (CTAn v.1.14.4; Bruker-microCT), e os espécimes foram pareados de acordo. Em seguida, um dente de cada par foi aleatoriamente atribuído a um dos 2 grupos experimentais, de acordo com o procedimento quimio-mecânico (Fig. 1).

Após a preparação da cavidade de acesso, o comprimento de trabalho (WL) foi determinado sob magnificação, introduzindo um arquivo tipo K tamanho 10 no canal até que alcançasse o forame apical. O WL foi estabelecido
0,5 mm antes do forame. Em seguida, o forame apical de cada raiz foi selado com resina epóxi de secagem rápida para criar um sistema de extremidade fechada. Depois, os dentes foram montados verticalmente até a região cervical em blocos feitos de um material de impressão de silicone (President Jet, Coltène AG, Cuyahoga Falls, OH, EUA) para os passos do procedimento químico-mecânico. Após a irrigação inicial com 2 mL de NaOCl a 2,5%, todos os canais foram alargados usando o sistema rotatório BioRaCe (FKG Dentaire, La Chaux-de-Fonds, Suíça) operado a 500 rpm, de forma coroa-para-baixo, até os instrumentos BR5 (tamanho 40, .04 taper) e BR6 (tamanho 50, .04 taper) nos canais radiculares mesial e distal, respectivamente. Os regimes de irrigação foram os seguintes (Fig. 1):

1. Grupo de pressão positiva apical (n = 20 canais mesiais e 10 canais distais): a irrigação durante os procedimentos de preparação foi realizada usando uma agulha NaviTip de 30 gauge (Ultradent, South Jordan, UT, EUA) adaptada a uma seringa plástica descartável colocada até 3 mm antes do WL em cada canal usando 2 mL de NaOCl a 2,5% após cada instrumento. Um adicional de 4,5 mL de NaOCl a 2,5% seguido de 2,5 mL de EDTA a 17% e 2,5 mL de NaOCl a 2,5% foi utilizado na irrigação final.
2. Grupo de pressão negativa apical (n = 20 canais mesiais e 10 canais distais): cada canal foi irrigado com 2 mL de NaOCl a 2,5% a cada troca de instrumento usando a ponta mestre EndoVac colocada acima da abertura de acesso. Após a preparação apical, a macrocânula plástica (tamanho 55, .02 taper) foi inserida 3 mm antes do WL e a irrigação foi realizada com 2 mL de NaOCl entregue coronariamente pela ponta mestre durante um período de 30 s. Em seguida, a câmara pulpar foi mantida cheia de irrigante enquanto a microcânula (tamanho 32, .02 taper) foi colocada no WL por 6 s; em seguida, a microcânula foi posicionada 2 mm do WL por mais 6 s. Três ciclos desses movimentos para cima e para baixo foram realizados, resultando em 36 s de irrigação com NaOCl com a microcânula. Este procedimento de ‘microirrigação’ foi repetido usando EDTA a 17% como irrigante (3 ciclos) e depois com NaOCl (3 ciclos). No final do último ciclo, a microcânula foi deixada no WL para remover o excesso de irrigante.
   O volume total de NaOCl por grupo foi de 13 mL para cada canal mesial e 15 mL para o canal distal. O volume total de EDTA foi de 2,5 mL por canal. A taxa de fluxo do irrigante foi de 2 mL por 30s e 2 mL por 36s durante e após a preparação do canal, respectivamente (Fig. 1).

Análise de imagem de Micro-CT

Modelos 3D dos canais radiculares após a preparação foram renderizados e co-registrados 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). Imagens correspondentes dos canais foram examinadas para calcular volume (mm3), área de superfície (mm2) e a quantidade de superfície da parede do canal não instrumentada (voxels estáticos) para ambos os sistemas de canais radiculares mesial e distal (CTAn v.1.14.4; Bruker micro-CT). Assumiu-se que os voxels de superfície que permaneceram no mesmo lugar após a preparação do canal radicular (voxels estáticos) representavam aspectos não instrumentados das paredes do canal (Peters et al. 2001). Em seguida, o aumento percentual dos parâmetros de volume e área de superfície foi calculado subtraindo as pontuações dos canais tratados daquelas registradas para os correspondentes não tratados, para o comprimento total dos canais e para a área do istmo do sistema de canal mesial. Para os fins deste estudo, a região de interesse da área do istmo também compreendia a área de cada canal mesial.

Para a análise quantitativa da AHTD, as máscaras de rótulo dos conjuntos de dados registrados de cada dente foram importadas para o software Fiji (Fiji v.1.47n; Madison, WI, EUA) e normalizadas. A sequência de imagens resultante dessa operação foi utilizada para identificar a AHTD por meio de operações morfológicas. A quantificação da AHTD foi realizada pela diferença entre o espaço do canal radicular não preparado e o preparado, utilizando procedimentos de pós-processamento, expressa como a porcentagem do volume total do sistema do canal após a preparação. A presença de um material com densidade semelhante à da dentina em regiões anteriormente ocupadas por ar no espaço do canal radicular não preparado foi considerada detrito e quantificada pela interseção entre imagens antes e depois da instrumentação do canal (Robinson et al. 2012). Modelos de canais radiculares codificados por cores (cores verde e vermelha indicando superfícies do canal pré e pós-operatórias, respectivamente) e detritos (na cor preta) permitiram a comparação qualitativa dos canais radiculares correspondentes antes e depois da preparação.

Análise estatística

O teste de Shapiro–Wilk foi utilizado para avaliar a normalidade dos dados. Antes da preparação do canal radicular, os valores de volume e área de superfície da região do canal radicular ou do istmo apresentaram uma distribuição normal e foram comparados entre os grupos usando o teste t de amostras independentes. Os dados obtidos após a preparação do canal (volume, área de superfície, voxel estático e AHTD) apresentaram assimetria e foram expressos como mediana e intervalo interquartil (IQR). A comparação estatística entre os grupos foi realizada usando o teste U de Mann–Whitney não paramétrico, e o nível de significância foi fixado em 5%.

Resultados

Os resultados dos parâmetros de volume, área de superfície e voxel estático avaliados em ambos os grupos, antes e após a preparação, estão detalhados na Tabela 1. Pré e pós-operatório, o grau de homogeneidade (linha de base) dos grupos em relação ao comprimento, volume e área de superfície dos canais radiculares e do istmo foi confirmado (P > 0,05). Além disso, a porcentagem de voxels estáticos após a preparação dos canais radiculares não mostrou diferença significativa entre os grupos (P > 0,05).

A Figura 2 mostra a distribuição do AHTD após a preparação do canal radicular usando protocolos de irrigação por pressão positiva e negativa em dois molares mandibulares representativos. Após a preparação, o AHTD não foi observado no canal distal de ambos os grupos. No sistema de canal radicular mesial, o grupo de irrigação convencional teve uma porcentagem mediana de AHTD significativamente maior (11,48%; IQR: 5,9–22,6; intervalo: 1,86–41,98) do que o grupo EndoVac (3,40%; IQR: 1,5–7,3; intervalo: 0,82–12,84) (P < 0,05) (Fig. 2). No geral, o AHTD foi observado nos terços médio e apical do canal radicular após a irrigação convencional, enquanto a pressão negativa deixou o AHTD principalmente no terço coronal. Assim, a hipótese nula testada foi rejeitada.

Discussão

Detritos de tecido duro acumulados podem potencialmente interferir na desinfecção ao impedir o fluxo do irrigante e neutralizar os efeitos antibacterianos da solução irrigante (Paqué et al. 2012a). Além disso, pode interferir no preenchimento do canal ao impedir fisicamente que o material de preenchimento alcance algumas áreas do sistema de canal radicular (Metzger et al. 2010, Freire et al. 2015). Foi hipotetizado que as partículas de dentina cortadas das paredes do canal por instrumentos rotatórios são ativamente compactadas em restos de tecido mole das áreas de difícil acesso do canal radicular e se tornam mais resistentes à remoção por irrigação convencional com seringa e agulha (Paqué et al. 2009, 2012a). Até o momento, apenas alguns estudos tentaram investigar diferentes esquemas de irrigação para a capacidade de reduzir AHTD no sistema de canal radicular de molares mandibulares (Paqué et al. 2011, 2012a,b). No geral, a principal conclusão desses estudos foi que procedimentos de irrigação sequenciais ou suplementares durante ou após a preparação do canal radicular resultaram em menos AHTD em sistemas de canal radicular que contêm istmo. Usando a tecnologia de micro-CT, foi relatado recentemente que o volume percentual de AHTD reduziu de 4,10% para 2,12% (redução percentual de 53,65%) após um protocolo de irrigação final usando o Sistema EndoVac no sistema de canal radicular mesial de molares mandibulares (Freire et al. 2015), o que está de acordo com os resultados presentes.

Os achados do presente estudo revelaram que ambos os protocolos de irrigação conseguiram tornar os canais radiculares distais livres de AHTD, demonstrando a eficácia do regime de irrigação convencional quando utilizado em canais radiculares com anatomia única. No entanto, apesar de seu desempenho significativamente melhor, o EndoVac não foi capaz de remover completamente a AHTD do sistema de canal radicular mesial de dentes molares mandibulares. Nesta configuração anatômica do canal, a porcentagem mediana de AHTD foi significativamente menor em canais irrigados com EndoVac (3,4%) quando comparada com a irrigação convencional (11,48%). Esses resultados podem ser explicados pela ação de lavagem mecânica criada pelo sistema EndoVac, que é mais provável de remover detritos das áreas de difícil acesso do canal radicular em comparação com a irrigação convencional com agulha de seringa (Shin et al. 2010, Siu & Baumgartner 2010).

A limpeza e desinfecção do canal radicular ocorrem como uma combinação dos efeitos mecânicos da preparação e dos efeitos quimio-mecânicos da irrigação. Como o processo de irrigação é auxiliado pela ação de lavagem mecânica, a taxa de fluxo do irrigante desempenha um papel importante na remoção dos detritos do espaço do canal radicular, durante e após a preparação do canal radicular. No presente estudo, a taxa de fluxo do irrigante foi definida em
0,066 mL s—1 (Fig. 1). Embora alguns autores tenham recomendado o uso de taxas de fluxo mais altas em protocolos de irrigação positiva (Boutsioukis et al. 2007, Khan et al. 2013), a taxa de fluxo de 0,066 mL s—1 foi escolhida no presente estudo devido à impossibilidade de aplicar uma taxa de fluxo mais alta com sistemas de pressão negativa apical (Brunson et al. 2010). Consequentemente, pode-se argumentar que tal taxa baixa para irrigação com seringa pode ter enviesado os resultados em favor do sistema de pressão negativa apical. No entanto, em um estudo in vitro recente, foi demonstrado que o uso de irrigação com pressão positiva com uma taxa de fluxo de 4 mL min—1 (ou 0,066 mL s—1 como no presente estudo) foi capaz de alcançar a máxima eficácia (Park et al. 2013).

É importante ressaltar que os grupos experimentais neste estudo diferiram não apenas no modo de entrega do irrigante (pressão positiva vs. pressão negativa), mas também no protocolo de entrega, que não foi possível padronizar. Na verdade, essa falta de padronização é um problema muito comum em estudos que utilizam o protocolo do sistema EndoVac, porque o irrigante não é entregue dentro do sistema do canal radicular, mas na câmara pulpar. No grupo de irrigação com seringa, a ponta da agulha de extremidade aberta foi posicionada a 3 mm do WL, seguindo a profundidade de inserção da macrocânula plástica do EndoVac. Esse nível também foi escolhido porque estudos anteriores relataram que pode melhorar a substituição do irrigante e o estresse de cisalhamento nas paredes (Shen et al. 2010), enquanto reduz o risco de encravamento e extrusão do irrigante (Boutsioukis et al. 2014). Por outro lado, na segunda etapa do procedimento de irrigação no grupo de pressão negativa, a microcânula do EndoVac foi colocada no WL, seguindo as recomendações do fabricante. Assim, apesar dos resultados relatados refletirem diferenças reais entre os protocolos testados, permanece incerto em que magnitude a diferença na entrega do irrigante afetou os resultados (Adorno et al. 2015), e mais estudos são necessários.

A ação mecânica dos instrumentos nas paredes do canal inclui a remoção da camada interna de dentina infectada para remover ou interromper biofilmes bacterianos (Paqué & Peters 2011), o que pode melhorar o resultado do tratamento de canal radicular. No presente estudo, a porcentagem de paredes de canal radicular não instrumentadas foi expressa como uma porcentagem do número de superfície de voxel estático em relação ao número total de voxels de superfície (Peters et al. 2001). Estudos anteriores relataram que a porcentagem média de áreas não tratadas após a preparação com diferentes sistemas rotatórios variou de 59% a 79% em canais distais de formato oval longo (Paqué et al. 2010) e de 39% a 42% em canais mesiais independentes de molares mandibulares (Yang et al. 2011). Esses altos valores percentuais foram associados à cinemática dos instrumentos rotatórios (movimento de picote) e à presença de recessos em canais de formato oval longo, que não foram incluídos na preparação arredondada criada pela rotação dos instrumentos. No presente estudo, os valores percentuais medianos de áreas não preparadas não foram diferentes entre os grupos no canal distal (27,83% e 23,11%) e no sistema de canal radicular mesial quando o istmo não foi incluído na análise (23,72% e 20,04%, respectivamente). Esses valores percentuais mais baixos em comparação com os previamente relatados podem ser explicados como consequência de diferenças no protocolo de preparação, tamanhos dos instrumentos e a configuração do canal radicular utilizada aqui.

O papel principal dos estudos baseados em laboratório é desenvolver condições bem controladas que sejam capazes de comparar de forma confiável certos fatores (Versiani et al. 2013). Um dos fatores de confusão mais importantes em estudos ex vivo é a anatomia do sistema de canais radiculares em investigação. Consequentemente, os resultados podem refletir os efeitos da anatomia do canal em vez da variável de interesse (Peters et al. 2001). No presente estudo, a distribuição par a par dos espécimes com base na configuração e morfologia (comprimento, volume e área de superfície) dos sistemas de canais radiculares mesial e distal provavelmente eliminou ou, pelo menos, reduziu substancialmente potenciais viéses anatômicos significativos que poderiam interferir nos resultados. Portanto, nenhuma diferença em relação ao volume, área de superfície e porcentagem de voxels estáticos foi observada antes ou depois da preparação do canal radicular entre os grupos experimentais nos quais o mesmo protocolo de preparação mecânica foi utilizado (Tabela 1). Assim, com base nos dados de micro-CT, é possível melhorar a seleção de amostras usando parâmetros morfológicos estabelecidos para fornecer uma linha de base consistente, o que aumenta a validade interna dos experimentos ex vivo (Versiani et al. 2013, Marceliano-Alves et al. 2015).

Conclusões

Detritos acumulados de tecido duro não foram observados nos canais distais de molares mandibulares. Nenhuma das abordagens de irrigação conseguiu tornar o sistema de canal mesial livre de AHTD. A irrigação com pressão negativa apical resultou em níveis significativamente mais baixos de AHTD em comparação com a irrigação convencional apenas no sistema de canal radicular mesial.

Autores: M. A. Versiani, F. R. F. Alves, C. V. Andrade-Junior, M. F. Marceliano-Alves, J. C. Provenzano, I. N. Rôças, M. D. Sousa-Neto & J. F. Siqueira Jr

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