Evaluación In Vivo del Torque Operativo Generado por Dos Instrumentos Rotatorios de Níquel-Titanio durante la Preparación del Conducto Radicular

Resumen

Objetivos. Este estudio in vivo evaluó el torque operativo y el tiempo de preparación de los sistemas rotatorios ProTaper NEXT (Dentsply Maillefer; Ballaigues, Suiza) y EdgeFile X7 (EdgeEndo; Albuquerque, Nuevo México, Estados Unidos) durante la preparación del conducto radicular de premolares maxilares.

Materiales y métodos. Se seleccionaron diez premolares maxilares de doble raíz con conductos independientes. Cada conducto de cada diente se preparó con uno de los sistemas rotatorios (n = 10), ProTaper NEXT o EdgeFile X7. Los instrumentos se rotaron a 300 rpm con un torque máximo de 2 N.cm mediante un motor eléctrico (KaVo; Biberach, Alemania) que registraba automáticamente los valores de torque cada 1/10 de segundo (ds). Análisis estadístico Se registraron el torque operativo (N.cm) y el tiempo de preparación (s) del primer instrumento de modelado (tamaño 17/.04) de ambos sistemas rotatorios y se compararon estadísticamente mediante la prueba U de Mann-Whiney con un nivel de significación fijado en el 5%.

Resultados. Ningún instrumento presentó deformación de la flauta ni sufrió fallo intracanal. No se encontraron diferencias entre los instrumentos en cuanto a los valores máximos (pico) de torque (p > 0,05). EdgeFile X7 17/.04 requirió un tiempo de preparación significativamente menor (3,75 segundos, intervalo intercuartílico [IQR]: 3,2-9,0) que ProTaper NEXT X1 (15,45 segundos, IQR: 8,35-21,1) (p < 0,05). Los valores medios de torque operatorio de ProTaper NEXT X1 (0,26 N.cm; IQR: 0,18-0,49) fueron significativamente superiores en comparación con EdgeFile X7 17/.04 (0,09 N.cm; IQR: 0,05-0,17) (p < 0,05).

Conclusiones. Aunque no se encontraron diferencias entre los valores medios de torque máximo de los instrumentos ProTaper NEXT X1 y EdgeFile X7 17/.04, los resultados del torque operativo y el tiempo de instrumentación se vieron afectados por sus diferentes diseños y aleaciones durante la preparación clínica de conductos radiculares.

Introducción

Actualmente, muchas marcas diferentes de instrumentos rotatorios de níquel-titanio (NiTi) están disponibles en el mercado. Los recientes avances en metalurgia y procesos de fabricación han permitido el desarrollo de instrumentos que son más flexibles y resistentes a la fractura debido a su diseño innovador y tratamientos térmicos.
El sistema ProTaper NEXT (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Suiza) presenta un diseño patentado que incorpora un cono variable y un núcleo rectangular descentrado.
Los instrumentos están hechos de aleación de NiTi M-Wire, lo que mejora su flexibilidad y resistencia a la fatiga cíclica. Según el fabricante, el eje de rotación de ProTaper NEXT difiere de su centro de masa. Así, solo dos puntos de la sección transversal rectangular contactan las paredes del canal a la vez, lo que potencialmente mejora la eficiencia de conformación de los instrumentos. Los instrumentos EdgeFile X7 (Edge Endo; Albuquerque, Nuevo México, Estados Unidos) tienen un cono constante de 0.04, sección transversal triangular y ángulo de hélice variable. También se fabrican mediante un proceso propietario llamado FireWire, que es una combinación de tratamiento térmico y aplicaciones criogénicas que potencialmente no solo aumenta la flexibilidad y resistencia, sino que también reduce el efecto de memoria de forma inherente a los instrumentos de NiTi (Fig. 1).
Un estudio previo ha demostrado que los instrumentos EdgeFile tenían mayor resistencia a la fatiga cíclica en comparación con Vortex Blue (Dentsply Sirona) y los instrumentos EndoSequence (Brasseler USA, Savannah, Georgia, Estados Unidos). De manera similar, ProTaper NEXT ha mostrado una resistencia superior a la fatiga cíclica en comparación con ProTaper Universal (Dentsply Sirona) y Hyflex CM (Colténe Whaledent; Cuyahoga Falls, Ohio, Estados Unidos). Sin embargo, aún hay datos limitados sobre la resistencia torsional de estos sistemas rotatorios de NiTi tratados térmicamente. Además, la mayoría de las pruebas de laboratorio generalmente proporcionan solo información sobre una sola propiedad mecánica a la vez. Por el contrario, muchos factores diferentes pueden generar estrés en los instrumentos durante la preparación del conducto radicular en clínicas.
Recientemente, se propuso una nueva metodología para investigar el rendimiento de la instrumentación rotatoria in vivo mediante el uso de un software dedicado que registra variaciones mínimas en el torque, en intervalos de tiempo cortos, generado por un motor endodóntico durante la preparación del conducto radicular. Se demostró que el torque requerido para que los instrumentos rotatorios Twisted-File (TF) (KerrEndo; Orange, California, Estados Unidos) alcanzaran el término apical del canal, por ejemplo, se redujo significativamente por un aplanamiento coronal previo. El torque de los instrumentos TF también se vio afectado por la técnica operativa, siendo que un movimiento hacia adentro (o movimiento de picoteo) requería más torque en comparación con el movimiento hacia afuera o de cepillado.
Considerando que la alta precisión de este nuevo método de medición de torque operativo podría proporcionar información útil sobre el rendimiento clínico de diferentes instrumentos endodónticos, el presente estudio tuvo como objetivo comparar el torque operativo y el tiempo de preparación del primer instrumento de conformación (tamaño 17/.04) de los sistemas rotatorios ProTaper NEXT y EdgeFile X7 de NiTi, durante la preparación del conducto radicular de premolares maxilares de doble raíz in vivo.

Materiales y Métodos

Diez pacientes (4 hombres, 6 mujeres) de entre 21 y 65 años, (media: 43.6 ± 12.42), sin antecedentes médicos contributivos, que requerían tratamiento de conducto radicular de premolares maxilares de doble raíz, fueron seleccionados entre aquellos que participaban en un proyecto de investigación clínica sobre la anatomía dental basado en tomografía computarizada de haz cónico en la Clínica Dental de la Universidad “Sapienza” de Roma (Protocolo del Comité Ético no. 528/17).

Se obtuvo el consentimiento informado de cada paciente antes del procedimiento experimental. Tras el examen clínico y radiográfico, solo se incluyeron los dientes que presentaban dos raíces y dos conductos independientes, categorizados como de dificultad mínima o moderada según el Formulario de Evaluación y las Directrices para la Dificultad de Casos Endodónticos de la Asociación Americana de Endodoncistas. Los criterios de exclusión fueron dientes con anomalías, antecedentes de trauma, tratamiento endodóntico previo, reabsorción radicular, conductos no patentados, curvaturas severas de los conductos (>30), conductos más grandes que un K-file de tamaño 20, o cualquier otro tipo de configuración de conducto.

Se prepararon cavidades de acceso endodóntico convencionales utilizando fresas redondas, siguiendo la anestesia local y el aislamiento con dique de goma. La irrigación se realizó utilizando hipoclorito de sodio al 5% y se confirmó la permeabilidad con un K-file manual de tamaño 10. La longitud de trabajo (LW) se estableció utilizando un localizador de ápice electrónico (Apex ID; Kerr, Orange, California, Estados Unidos) y se creó un camino de deslizamiento manual en ambos canales bucales y palatales hasta un K-file de tamaño 15. Uno de los canales se asignó aleatoriamente para su preparación con uno de los dos sistemas rotatorios: ProTaper NEXT o EdgeFile X7. El segundo canal del mismo diente se preparó luego con el otro sistema. Se tuvo cuidado de asegurar el mismo número de canales palatales y bucales en cada grupo (n = 10).

Todos los instrumentos se activaron en movimiento rotatorio a 300 rpm con un par máximo establecido en 2 N.cm generado por un micromotor de contraángulo 1:1 (KaVo, Biberach, Alemania) alimentado por un motor eléctrico (KaVo) (Fig. 2) con un movimiento hacia adentro (o de picoteo) (amplitud corta y progresión intermitente del archivo 1 mm a la vez) y ligera presión apical, hasta la LW. Este motor tiene un software dedicado que permite mediciones de par precisas de 0.01 N.cm registradas automáticamente en una tarjeta de memoria incorporada en cada decisegundo (ds), es decir, una décima de segundo. En este estudio, solo se utilizaron los valores de par referidos al primer instrumento de cada secuencia para la comparación debido a sus dimensiones similares (tamaño 17/.04). Además, se registró el tiempo de preparación durante el movimiento hacia adentro del instrumento 17/.04 desde el orificio hasta la LW en segundos (s) con un cronómetro digital.

Con el objetivo de prevenir sesgos relacionados con las habilidades de los operadores, un endodoncista experimentado, previamente capacitado en ambos sistemas rotatorios, realizó todos los tratamientos de conducto radicular bajo magnificación (4×) proporcionada por un microscopio quirúrgico. Los archivos se limpiaron cada 5 segundos de uso para prevenir la acumulación de desechos en las flautas, durante los cuales los conductos radiculares se irrigaron con 3 mL de hipoclorito de sodio al 5% utilizando una aguja desechable de 28 G y una jeringa de plástico. No se utilizó pasta lubricante.

Se utilizaron nuevos instrumentos para preparar cada canal. Después de usar el primer instrumento rotatorio de NiTi, la preparación del conducto radicular se completó de acuerdo con las pautas de los fabricantes utilizando los instrumentos secuenciales de cada sistema, pero los datos de torque no se registraron debido a las discrepancias en sus dimensiones.

Después de la preparación, se realizó un enjuague final con 3 mL de ácido etilenodiaminotetraacético al 17% durante 5 minutos en cada canal. Los canales se secaron con puntos de papel y se obturaron utilizando la técnica de condensación vertical en caliente. Las cavidades de acceso se restauraron utilizando material de relleno compuesto (Sonic-Fill, Kerr, Bioggio, Suiza).

Todos los instrumentos 17/.04 fueron inspeccionados bajo una magnificación de 10 × en busca de signos visibles de deformación o fractura. Los datos de torque registrados en la tarjeta de memoria del motor se exportaron como un documento de hoja de cálculo digital.

Un análisis de potencia para las variables de interés se basó en un estudio previo para calcular el tamaño de la muestra (n = 10) con al menos un 80% de potencia para detectar una diferencia significativa en los valores medios de torque con α = 0.05. Los datos adquiridos durante el procedimiento experimental no se distribuyeron normalmente (prueba de Shapiro–Wilk, p < 0.05) y los resultados se compararon estadísticamente utilizando la prueba no paramétrica de Mann–Whitney U utilizando SPSS 20.0 Statistics (IBM Co., Armonk, Nueva York, Estados Unidos). El nivel de significancia se estableció en 5%.

Resultados

Ningún instrumento mostró deformación de flauta o sufrió falla intracanal. La Tabla 1 muestra los datos descriptivos (mediana y rango intercuartílico) del par máximo y el tiempo de preparación obtenidos después de usar los instrumentos rotatorios ProTaper NEXT X1 y Edge-File X7 17/.04 para dar forma a los conductos radiculares de los premolares maxilares. El instrumento EdgeFile X7 alcanzó la WL en significativamente menos tiempo que ProTaper NEXT (p < 0.05). La preparación del conducto radicular con ProTaper NEXT X1 requirió un valor de par mediano significativamente más alto en comparación con el instrumento EdgeFile X7 17/.04 (p < 0.05).

El par máximo (pico) registrado para el instrumento EdgeFile X7 17/.04 varió de 0.04 a 2.0 N.cm, mientras que para ProTaper NEXT X1 varió de 1.01 a 2.0 N.cm. Sin embargo, no se encontró una diferencia estadísticamente significativa (p > 0.05) entre los instrumentos probados en cuanto a los valores de par máximo.

La Figura 1 muestra gráficos representativos del par generado en intervalos de tiempo concisos (1/10 de segundo) durante el uso clínico de los instrumentos ProTaper NEXT X1 (Fig. 3A) y EdgeFile X7 17/.04 (Fig. 3B) en cada canal de un mismo diente. Los gráficos muestran el aumento del par a lo largo del tiempo, lo que refleja la progresión del instrumento desde el orificio del canal (tiempo cero) hasta la longitud de trabajo (WL), utilizando movimientos hacia adentro de amplitud variable (longitud de onda), y paradas regulares para limpiar las flautas (puntos planos).

Discusión

En el presente estudio, se utilizó una metodología recientemente desarrollada para comparar in vivo el par operativo generado por dos sistemas rotatorios diferentes durante la preparación del conducto radicular del mismo diente.

El par operativo de los instrumentos rotatorios de NiTi puede variar dependiendo de varios factores, incluyendo la anatomía del conducto, la dureza de la dentina, la técnica de instrumentación, el diseño y las dimensiones de los instrumentos, la experiencia del operador y los ajustes mecánicos de velocidad y par. Con el objetivo de optimizar la comparación entre instrumentos, se tuvo cuidado en este estudio para minimizar el sesgo relacionado con la anatomía y el operador, incluyendo la selección del mismo tipo de diente (premolares maxilares) que mostraban morfologías similares de raíz y conducto radicular. Para prevenir diferencias relacionadas con la dureza de la dentina y las calcificaciones (que pueden depender de la edad), en cada diente, cada conducto fue asignado a uno de los sistemas probados.

Se ha demostrado que cuanto más pequeñas son las dimensiones del conducto, mayor es el par necesario para cortar la dentina, eliminar los desechos y avanzar hacia el término del conducto. En un estudio in vivo anterior que empleó la metodología utilizada aquí, se observó que el par y el tiempo de preparación durante la preparación del conducto radicular con el instrumento TF 35/.04 eran significativamente menores en los conductos que habían sido previamente ensanchados coronariamente. Por lo tanto, en la presente investigación, se estableció un camino de deslizamiento manual a un archivo K de tamaño 15 sin ensanchamiento coronario previo. En consecuencia, el par operativo se midió desde el comienzo del procedimiento de conformación del conducto, sin la influencia de un ensanchamiento coronario previo.

La edad de los pacientes y la dureza de la dentina pueden influir en la normalidad de los valores de torque: cuanto más dura es la dentina, más torque se necesita para cortar y avanzar dentro del conducto radicular. Esto explica por qué utilizamos un instrumento en el primer conducto y el otro en el segundo conducto del mismo diente, para minimizar el sesgo mencionado anteriormente. Las Fig. 1 y 2 muestran la duración de la instrumentación y los valores máximos de torque. En casi todos los casos, el torque más alto se generó en el tercio apical y los valores de torque aumentaron proporcionalmente a la inserción (engagement de la hoja) del instrumento. Sin embargo, en algunos casos, el torque registrado en la parte coronal fue mayor que el torque registrado en la parte media. Esto podría estar relacionado con la presencia de algunas calcificaciones cerca del orificio.

Para ambos sistemas rotatorios multifiles probados, el instrumento 17/.04 es recomendado por los fabricantes en el primer paso de los procedimientos de conformación. Considerando que los instrumentos secuenciales de estos sistemas difieren en sus dimensiones (tamaño y conicidad), dificultando la comparación entre ellos, en el presente estudio se midió el torque operativo solo para el primer instrumento de conformación de cada sistema, que presenta un tamaño nominal y conicidad iguales (17/.04), pero diferencias notadas en el diseño de las hojas y el tratamiento térmico. Tales diferencias impactaron los valores medios de torque operativo, corroborando estudios previos que correlacionaron el diseño de los instrumentos con su rendimiento. Los instrumentos rotatorios con superficies radiales o superficies de corte más amplias son más propensos a contactar una gran área de superficie de las paredes de los conductos radiculares, aumentando su resistencia lateral y, en consecuencia, el torque generado durante los procedimientos de preparación.

En este estudio, el operador intentó usar el instrumento hasta la longitud de trabajo (WL) utilizando una presión apical mínima. En general, el rendimiento de ambos sistemas permitió preparar los canales de manera suave y los límites de par se alcanzaron solo en algunos canales. Sin embargo, el instrumento EdgeFile X7 17./04 alcanzó la WL con significativamente menos tiempo y par en comparación con ProTaper NEXT X1 (Tabla 1). Dado que todos los instrumentos se rotaron utilizando la misma configuración del motor, este hallazgo podría explicarse por diferencias en el ángulo de corte, el diseño de la sección transversal y las características de la aleación. El proceso de fabricación de instrumentos rotatorios de NiTi también puede influir en el par generado durante la preparación del conducto radicular. Teóricamente, un diseño que permita una mayor eficiencia de corte debería requerir menos par y también menos tiempo para la preparación del conducto radicular. En el presente estudio, los resultados indican que los instrumentos EdgeFile X7 17/.04 fueron más efectivos en la preparación de conductos radiculares in vivo que ProTaper NEXT X1.

En este estudio in vivo, los valores de torque operativo registrados fueron generalmente más bajos que el máximo establecido en el motor, de acuerdo con hallazgos previos utilizando la misma metodología. El límite de torque (2 N.cm) se alcanzó solo en pocos casos (dos para EdgeFile X7 y tres para el grupo ProTaper NEXT) y no se encontró una diferencia estadísticamente significativa entre los dos instrumentos probados en cuanto a los valores de torque máximo (Tabla 1). Estos resultados están en consonancia con la especificación ISO 3630–1, que reveló que la falla torsional para un instrumento rotatorio de tamaño 20/.04 fue inferior a 1 N.cm. En consecuencia, no se pudo observar deformación de la flauta ni separación del instrumento. Sin embargo, incluso si no se encontró diferencia en cuanto a los valores de torque máximo, la metodología fue capaz de evaluar diferencias estadísticamente significativas en los valores de torque operativo medio entre los instrumentos probados, sugiriendo que registrar solo los valores de torque máximo resultaría en un análisis parcial del torque real de instrumentación. Así, un análisis dinámico del torque a lo largo de los procedimientos de instrumentación podría ser un parámetro más confiable, y la relevancia clínica de estos hallazgos necesita ser abordada.

En clínicas, se prefieren valores de torque bajos para rotar instrumentos de NiTi durante la preparación del conducto radicular, ya que se ha informado que el alto estrés inducido por el corte de la dentina es la principal causa de fractura de instrumentos y desarrollo de fisuras dentinarias. Sin embargo, el torque generado durante la conformación del canal refleja no solo la energía soportada por el instrumento de NiTi, sino también los esfuerzos aplicados a la dentina radicular. Curiosamente, los resultados presentes fueron más bajos que los reportados en un estudio de laboratorio utilizando un sistema de NiTi tratado térmicamente y reciprocante (WaveOne Gold; Dentsply Sirona). Las diferencias en la metodología (in vivo o ex vivo), la cinemática y la morfología del conducto radicular de los dientes seleccionados podrían explicar la divergencia de los resultados. Además, dado que las propiedades de la dentina se preservan in vivo y el estrés intracanal se detecta mediante el torque operativo real, los resultados presentes pueden considerarse más precisos en comparación con estudios que utilizan dientes extraídos.

Las pruebas de laboratorio generalmente se centran en evaluar un solo parámetro del comportamiento mecánico de los instrumentos. Sin embargo, en clínicas, se aplican simultáneamente esfuerzos de torsión, cíclicos y de flexión moderada a los instrumentos endodónticos durante los procedimientos de preparación. En este estudio in vivo, por ejemplo, se registraron más de 100 mediciones de torque y velocidad en tiempo real y se graficaron para cada conducto radicular. La Fig. 3 muestra que es posible observar que durante la progresión de los instrumentos en el canal hasta la WL, tanto las irregularidades anatómicas como el movimiento de picoteo cambiaron el acoplamiento del instrumento contra las paredes del canal, promoviendo variaciones en el torque generado. Se observaron valores de torque más bajos y longitudes de onda más cortas en la primera mitad de las gráficas, mientras los instrumentos estaban ampliando las porciones coronal y media del canal, reflejando su progresión más fácil a medida que la amplitud y frecuencia del movimiento hacia adentro son función de la resistencia de la progresión del instrumento en el canal. La información detallada proporcionada por estas gráficas puede ser útil en el análisis del rendimiento clínico de los instrumentos rotatorios de NiTi durante los procedimientos de preparación. En consecuencia, este enfoque metodológico puede considerarse mucho más confiable y relevante para los clínicos que las pruebas de laboratorio, también porque factores que influyen en el torque, como la humedad de la dentina y el tejido pulpar intracanal, no se alteran por el proceso de extracción y/o almacenamiento.

A pesar de que el tamaño nominal de los instrumentos probados era el mismo (17/.04), EdgeFile X7 tiene un ángulo de conicidad constante, mientras que ProTaper NEXT incorpora un diseño de conicidad regresiva variable, lo que resulta en una mayor dimensión de su parte coronal. En consecuencia, el acoplamiento de los sistemas probados dentro de las paredes del conducto radicular fue diferente. La progresión inicial del instrumento EdgeFile X7 en el canal resultó en valores de torque más bajos y un movimiento de picoteo de menor amplitud, con aumentos repentinos (valores de torque pico) (Fig. 1B), lo que podría estar relacionado con un acoplamiento resultante del bloqueo por conicidad. Por otro lado, el diseño y la conicidad variable de ProTaper NEXT resultaron en un mayor acoplamiento del instrumento, generando más torque durante todo el procedimiento con una progresión gradual hacia el final del procedimiento de conformación (Fig. 1A).

En la mayoría de los casos, el torque pico y una mayor amplitud del movimiento de picoteo se observaron en los últimos 4 a 5 segundos de los gráficos, que corresponden al tercio apical (Fig. 1). Estos hallazgos están probablemente relacionados con la mayor dificultad de hacer avanzar los instrumentos en la región más estrecha del canal o al efecto de bloqueo por conicidad cuando la parte coronal del instrumento se acopla completamente, generando más estrés. A pesar de que la competencia del operador se ha considerado un factor importante para reducir la falla de los instrumentos rotatorios de NiTi, los resultados presentes indican que incluso cuando el mismo clínico preparó los canales utilizando el mismo movimiento, las características individuales de cada instrumento resultaron en diferentes patrones de manipulación y generación de torque.

En el presente estudio, solo se probó el primer instrumento de cada secuencia porque, en un estudio previo, se demostró que el estrés torsional aplicado en los instrumentos siguientes está relacionado con el uso clínico y las características del primer instrumento rotatorio de NiTi.4 Por lo tanto, más variables podrían influir en el comportamiento clínico intracanal de los instrumentos. Además, el objetivo principal del presente estudio era mostrar si las diferencias en el diseño y el proceso de fabricación podrían influir significativamente en el par operativo, clínicamente. Obviamente, las diferencias en la anatomía dental, la edad y la dureza de la dentina, y las diferencias en las dimensiones y los afilados de los archivos rotatorios de NiTi podrían influir en los valores del par operativo, pero estas variables no afectaron los resultados del estudio comparativo que diseñamos. La investigación futura debería considerar el uso del par clínico operativo también para la comparación entre diferentes instrumentos, técnicas, secuencias y cinemáticas.

Dentro de las limitaciones de este estudio in vivo, se puede concluir que las diferencias en el diseño y la aleación de los instrumentos probados impactaron el par operativo y el tiempo para preparar los conductos radiculares de los premolares maxilares.

Autores: Gianluca Gambarini, Massimo Galli, Marco Seracchiani, Dario Di Nardo, Marco A. Versiani, Lucila Piasecki, Luca Testarelli

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