Microfisuras dentales radiculares: ¿un fenómeno experimental post-extracción?

Resumen

Objetivo: Investigar la prevalencia, ubicación y patrón de microfisuras preexistentes en dientes no tratados endodónticamente de cadáveres frescos. Se utilizó la tecnología de microtomografía computarizada (micro-CT) como herramienta analítica que permite el análisis completo de la dentina radicular con los dientes conservados en su alvéolo original.

Metodología: Como estudio piloto y para validar el método presente, se realizaron una serie de 4 escaneos de alta resolución en un espécimen de bloque óseo con dientes recolectados post-mortem: (i) bloque óseo completo incluyendo los dientes, (ii) diente molar segundo extraído de forma atraumática del bloque óseo, (iii) diente extraído deshidratado para inducir defectos dentinarios y (iv) bloque óseo completo tras la reinserción del diente extraído en su alvéolo correspondiente. En el estudio principal, se recolectaron post-mortem cuarenta y dos bloques óseos dentoalveolares maxilares y mandibulares, cada uno conteniendo de 3 a 5 dientes adyacentes (un total de 178 dientes) y se escanearon en un dispositivo de micro-CT. Todas las imágenes de secciones transversales de los 178 dientes (n = 65 530) fueron examinadas desde la unión cemento-esmalte hasta el ápice para identificar la presencia de defectos dentinarios.

Resultados: En el estudio piloto, las microfisuras observables cuando el diente deshidratado estaba fuera del bloque óseo permanecieron detectables cuando se escaneó todo el bloque óseo más el diente reinserido. Esto significa que el proceso de detección reveló la presencia de las mismas microfisuras en ambas situaciones experimentales (el diente fuera y dentro del bloque óseo maxilar). De un total de 178 dientes en los bloques óseos extraídos de cadáveres, se analizaron 65 530 imágenes de cortes transversales y no se detectaron microfisuras dentinales.

Conclusiones: Este modelo in situ cadavérico reveló la falta de microfisuras dentinales preexistentes en dientes no tratados endodónticamente. Por lo tanto, el hallazgo de microfisuras dentinales observadas en imágenes de cortes transversales anteriores de dientes extraídos almacenados es insostenible y no válido. Se debe asumir que las microfisuras observadas en dientes extraídos almacenados sometidos a procedimientos de conducto radicular son resultado del proceso de extracción y/o las condiciones de almacenamiento post-extracción. Por lo tanto, como consecuencia, la presencia de tales microfisuras dentinales en dientes extraídos almacenados – observables en imágenes de cortes transversales de las raíces – debe ser referida como microfisuras dentinales experimentales.

Introducción

Durante la investigación de fracturas radiculares verticales (FRVs), se ha evaluado la integridad microestructural de la dentina radicular y el cemento utilizando modelos experimentales destructivos (sección de dientes) (Hin et al. 2013, Liu et al. 2013, (sección de dientes) (Hin et al. 2013, Liu et al. 2013, Arias et al. 2014, Ashwinkumar et al. 2014, Karataş et al. 2016, Saber & Schäfer 2016, Bahrami et al. 2017, Kfir et al. 2017) y no destructivos (tomografía computarizada micro [micro-CT]) (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a,b, Bayram et al. 2017, Pradeep Kumar et al. 2017, Zuolo et al. 2017). La mayoría de estos estudios utilizaron dientes que habían sido almacenados durante períodos de tiempo variables (Hin et al. 2013, Liu et al. 2013, De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a, Karataş et al. 2016, Bayram et al. 2017, Zuolo et al. 2017) o fueron extraídos recientemente (Ashwinkumar et al. 2014, Saber & Schäfer 2016, Kfir et al. 2017, PradeepKumar et al. 2017) con solo unos pocos estudios realizados utilizando modelos cadavéricos (Arias et al. 2014, Bahrami et al. 2017, De-Deus et al. 2017b).

El uso de una tecnología de imagen de alta resolución no destructiva, que es la micro-CT, ha hecho posible obtener una visión más confiable sobre el fenómeno de la formación de microfisuras dentinarias. La micro-CT permite observar la estructura interna de objetos opacos (por ejemplo, dientes) al escanear cientos de cortes por espécimen, donde se puede mapear la extensión completa de las líneas de fisura (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a,b, Bayram et al. 2017, PradeepKumar et al. 2017, Zuolo et al. 2017). El uso de micro-CT permite así observar la dentina radicular y el cemento en su estado original, es decir, después de la extracción, y luego examinarlos nuevamente después de los procedimientos de conductos radiculares. Basado en este método, se han extraído dos conclusiones principales: (i) la falta de relación entre la formación de microfisuras dentinarias y la preparación mecánica de los conductos radiculares con instrumentos de níquel-titanio (NiTi) per se (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a,b, Bayram et al. 2017, Zuolo et al. 2017) y (ii) el reconocimiento de microfisuras preexistentes como un fenómeno en dientes no tratados (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a,b, Bayram et al. 2017, PradeepKumar et al. 2017, Zuolo et al. 2017). Las microfisuras preexistentes son defectos microestructurales en las raíces de dientes no tratados endodónticamente, siendo su etiología atribuida a factores como la edad, tensiones parafuncionales (Yang et al. 1995, Chan et al. 1998) o procedimientos restaurativos (Kishen 2006, Shemesh et al. 2009).

Aunque rara vez se informa en estudios de seccionamiento destructivo, se han observado microfisuras preexistentes en muestras no tratadas endodónticamente, incluso en los estudios iniciales que se centraron principalmente en la relación entre el desarrollo de defectos dentinarios y las técnicas de preparación del conducto radicular (Arias et al. 2014, Karataş et al. 2016, Bahrami et al. 2017, Kfir et al. 2017). Curiosamente, el uso de la tecnología de micro-CT en estudios que utilizan dientes almacenados reveló una alta incidencia (que varía del 12.31% al 41.44%) de microfisuras preexistentes en las imágenes de referencia adquiridas de dientes no tratados (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a, Bayram et al. 2017, Zuolo et al. 2017). De hecho, la información proporcionada por grupos de control no tratados ha sido significativa y controvertida. Con mayor frecuencia, no se pueden observar microfisuras cuando se seccionan horizontalmente dientes sanos almacenados (Shemesh et al. 2009, Karataş et al. 2016, Kfir et al. 2017), mientras que en algunos estudios que utilizan modelos cadavéricos se han informado microfisuras en los grupos de control no tratados (Arias et al. 2014, Bahrami et al. 2017). Por el contrario, se informó de una baja prevalencia de microfisuras preexistentes al evaluar dientes recién extraídos (7.1%) (PradeepKumar et al. 2017) o en un modelo cadavérico (2.46%) (De-Deus et al. 2017b) al utilizar tecnología de micro-CT. Esto significa que el fenómeno de las microfisuras preexistentes debe reconsiderarse como una consecuencia de la nueva evidencia proporcionada por el método de imagen de micro-CT y el uso de dientes recién extraídos (De-Deus et al. 2017b, PradeepKumar et al. 2017) o dientes dentro de un modelo cadavérico (De-Deus et al. 2017b).

En resumen, la existencia de microfisuras preexistentes ha sido controvertida. La aparición algo desconcertante de microfisuras preexistentes ha creado interés en los factores etiológicos potenciales, así como en determinar si las fracturas verticales radiculares (FVR) son precedidas por tales defectos microestructurales. Considerando su etiología aún desconocida, así como la falta de conocimiento sobre este fenómeno, el estudio actual tuvo como objetivo investigar la prevalencia, ubicación y patrón de microfisuras preexistentes en dientes no tratados endodónticamente de cadáveres frescos. Se utilizó tecnología de micro-CT como herramienta analítica que permitió el análisis completo de la dentina radicular con los dientes retenidos en su alvéolo original. La hipótesis central que se estaba probando era que las microfisuras preexistentes ocurren con alta frecuencia en dientes no tratados endodónticamente.

Materiales y métodos

Selección de la muestra

Cuarenta y dos bloques óseos dentoalveolares maxilares y mandibulares, cada uno conteniendo de 3 a 5 dientes adyacentes (un total de 178 dientes), fueron recolectados post-mortem durante la autopsia de varios donantes adultos. Los miembros de la familia dieron su consentimiento informado, el cual fue obtenido bajo un protocolo de investigación aprobado por el Departamento Forense local y el Comité Nacional de Ética en Investigación en Salud (número de protocolo 931.732). La edad de los donantes osciló entre 19 y 44 años (edad media, 31 años). Los criterios de inclusión fueron la presencia de primeros y segundos premolares y molares maxilares o mandibulares no cariados, rodeados de hueso alveolar y ligamento periodontal. Los bloques óseos con dientes se almacenaron a —20 °C y se sometieron a los procedimientos experimentales dentro de los 40 días posteriores a su recolección.

Antes de los procedimientos de escaneo, los bloques de hueso congelados se retiraron del congelador y se colocaron en un refrigerador a una temperatura constante de 8°C para un descongelamiento lento. Después de 3–4 h, cada bloque de hueso se escaneó en un dispositivo de micro-CT (SkyScan 1173; Bruker-microCT, Kontich, Bélgica) utilizando una resolución isotrópica de 13.18 lm a 90 kV y 88 mA a través de una rotación de 360° alrededor del eje vertical, con un paso de rotación de 0.5°, un tiempo de exposición de la cámara de 1000 ms y un promedio de cuadros de 5. Los rayos X fueron filtrados con un filtro de aluminio de 1 mm de grosor. Las imágenes adquiridas se reconstruyeron en secciones transversales con el software NRecon v.1.6.10 (Bruker-microCT) utilizando parámetros estandarizados para el endurecimiento del haz (15%), corrección de artefactos de anillo y límites de contraste (0.0095–0.03), resultando en la adquisición de 1300–1600 secciones transversales por bloque de hueso.

Estudio piloto – método de validación

La validación del presente método se basó en 4 escaneos de micro-CT de alta resolución de un solo bloque de hueso que contenía 3 dientes (un premolar, un primer molar y un segundo molar) siguiendo los mismos parámetros descritos anteriormente. La secuencia de escaneos de micro-CT fue la siguiente: (i) bloque de hueso completo, (ii) diente extraído, (iii) diente extraído deshidratado y (iv) bloque de hueso completo después de la reinserción del diente extraído en su alvéolo (Fig. 1). La integridad de la dentina (la presencia de microfisuras dentales) se evaluó mediante el análisis de las imágenes transversales obtenidas en el paso de reconstrucción, desde la unión cemento-esmalte hasta el ápice radicular, por 3 examinadores calibrados a ciegas. El proceso de calibración se basó en sesiones de visualización utilizando imágenes de secciones transversales con microfisuras identificadas previamente. El análisis de imágenes se repitió dos veces en intervalos de 2 semanas para validar el proceso de identificación de microfisuras.

En la primera exploración, no se observaron microfisuras (Figs 2a,b y 3a,b). Luego, el segundo molar maxilar fue extraído atraumáticamente del bloque óseo evitando tocar o dañar los tejidos circundantes (Fig. 1c,d y e). Esta técnica implicó un despegue cuidadoso de 2/3 de las raíces con periotomos hasta que ocurrió la luxación y, para minimizar el daño potencial al diente, se utilizaron fuerzas de extracción solo para la retirada del diente, y no para aflojarlo. El molar extraído fue escaneado inmediatamente, y las imágenes secciones transversales fueron examinadas como se describió anteriormente. No se observaron microfisuras en la segunda exploración (Figs 2c y 3c).

Con el objetivo de inducir el desarrollo de defectos dentinarios, el segundo molar fue sometido a un proceso de deshidratación utilizando una serie estándar de alcoholes en grados (50%, 60%, 70%, 80%, 90% y 100% de etanol). Luego, el diente fue colocado en un gabinete auto-deshidratador (deshidratador automático Bel-Art claro 2.0, Wayne, NJ, EE. UU.) y escaneado semanalmente para verificar la presencia de microfisuras. Después de un período de 3 meses, la exploración (tercera exploración) reveló claramente la presencia de microfisuras dentinarias (Figs 2d y 3d). Posteriormente, la muestra fue cuidadosamente reinserta en su alvéolo original y todo el bloque óseo fue escaneado nuevamente (cuarta exploración). El análisis de imagen de las secciones transversales reveló que las microfisuras observadas cuando el diente estaba fuera del bloque óseo permanecieron detectables cuando se escaneó todo el bloque óseo (Figs 2e,f y 3e,f).

Análisis de imágenes

La visualización y el análisis cualitativo de los conjuntos de imágenes reconstruidas de los 42 bloques óseos se evaluaron utilizando el software CTVol v.2.3 (Bruker-microCT). Todas las imágenes transversales de los 178 dientes (n = 65 530) se examinaron desde la unión cemento-esmalte hasta el ápice para identificar la presencia de defectos dentinarios. Tres examinadores previamente calibrados, cegados al diseño experimental, examinaron todas las imágenes en intervalos de 2 semanas. En caso de divergencia, las imágenes se evaluaron juntas hasta alcanzar un acuerdo total (De-Deus et al. 2016).

Resultados

En el estudio piloto, las microfisuras observadas cuando el diente estaba fuera del bloque óseo permanecieron detectables cuando se escaneó todo el segmento maxilar, lo que validó el método de evaluación de microfisuras dentinarias en un modelo de cadáver fresco a través de la tecnología de micro-CT (Figs 1–3).

De un total de 178 dientes en los bloques óseos extraídos de cadáveres, se analizaron 65 530 imágenes de sección transversal y no se detectaron microfisuras dentinarias. Las Figs 4 y 5 muestran imágenes representativas de los tercios coronal, medio y apical de una selección de dientes evaluados en el estudio.

Discusión

En el estudio actual, se evaluó la incidencia de microfisuras dentinarias en dientes no tratados endodónticamente in situ a través de imágenes de micro-CT de 178 dientes en bloques óseos maxilares y mandibulares obtenidos de 42 cadáveres frescos. No se observó ninguna microfisura dentinaria preexistente, refutando la hipótesis central. La ausencia de tales microfisuras dentinarias en una metodología que se encuentra bajo condiciones cercanas a in vivo – un modelo de cadáver humano – sugiere que las microfisuras pueden ocurrir debido a la manipulación post-extracción o las condiciones de almacenamiento de los dientes experimentales. Este hallazgo significa que tales microfisuras dentinarias – observables en imágenes transversales de las raíces – pueden no existir en el entorno clínico; de hecho, hasta ahora este tipo de defecto dentinario solo ha sido observable bajo condiciones experimentales post-extracción (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a, Bayram et al. 2017, PradeepKumar et al. 2017, Zuolo et al. 2017).

El resultado presente contrasta con el conocimiento acumulado sobre la formación de microfisuras dentinarias que se ha publicado desde 2009 (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a, Bayram et al. 2017, PradeepKumar et al. 2017, Zuolo et al. 2017). De hecho, el concepto de que las microfisuras dentinarias son un fenómeno experimental post-extracción está parcialmente respaldado por nuevos conocimientos sobre este tema. Shemesh et al. (2018) informaron sobre el impacto de las condiciones ambientales en el tejido dentinario y demostraron que la pérdida de agua produce tensiones que son suficientes para inducir defectos dentinarios espontáneos, demostrando experimentalmente que la respuesta biomecánica de la dentina radicular está altamente influenciada por su grado de hidratación. Esto está de acuerdo con hallazgos previos que mostraron que las concentraciones residuales de microdeformación en raíces hidratadas eran un fenómeno controlado y también que la dentina deshidratada tenía menor tenacidad (Jameson et al. 1993, Kahler et al. 2003, Kruzic et al. 2003) y era más frágil (Huang et al. 1992). Así, los resultados reportados en el estudio de Adorno et al. (2013) pueden considerarse como una consecuencia de la deshidratación dental, ya que la propagación de microfisuras continuó en secciones radiculares incluso después de 1 mes de almacenamiento, a pesar de que no se aplicó más estrés a la dentina. En este sentido, el proceso de deshidratación que los dientes sufren fuera del entorno oral puede explicar la alta prevalencia (12.31% a 41.44%) de microfisuras dentinarias en las imágenes de referencia de dientes almacenados no tratados endodónticamente evaluados a través de la tecnología de micro-CT (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a, Bayram et al. 2017, Zuolo et al. 2017), considerando que los dientes extraídos se obtuvieron de bancos de dientes que utilizaron una variedad de condiciones de almacenamiento.

Otro estudio importante utilizó micro-CT para evaluar la prevalencia, ubicación y patrón de microfisuras dentinales preexistentes en 633 dientes extraídos recientemente que no habían sido tratados endodónticamente y encontró defectos dentinales en 45 dientes (7.1% de la muestra) (PradeepKumar et al. 2017). De manera similar, De-Deus et al. (2017b) utilizando un modelo cadavérico también informaron un 2.46% de defectos dentinales en las imágenes de referencia de dientes no tratados endodónticamente. De acuerdo con los resultados presentes, estos importantes hallazgos establecen una prevalencia más realista de microfisuras dentinales preexistentes en dientes extraídos, en contraste con el número sustancial de defectos reportados en estudios previos de micro-CT utilizando dientes almacenados (De-Deus et al. 2014, 2015, 2016, 2017a, Bayram et al. 2017, Zuolo et al. 2017). Estos hallazgos enfatizan la baja prevalencia de microfisuras preexistentes y generan serias dudas sobre la validez de la mayoría de los estudios sobre fisuras dentinales utilizando dientes extraídos, ya que las fisuras son probablemente una consecuencia de las condiciones experimentales posteriores a la extracción. Basado en esta evidencia científica, se puede inferir que la deshidratación del tejido dentinal es la principal causa de microfisuras en dientes no tratados endodónticamente reportados en la última década. La prevalencia de este fenómeno es, por lo tanto, una función de la interacción entre el origen del espécimen – almacenamiento versus dientes extraídos recientemente/modelo cadavérico, y el método analítico utilizado – seccionado versus micro-CT no destructivo. En un sentido más amplio, el desarrollo de VRFs en dientes tratados endodónticamente se atribuye generalmente a factores como la edad, la anatomía de la raíz y del conducto radicular, la función masticatoria y/o la presencia de interferencias excusivas o parafunciones a las que los dientes podrían estar sujetos durante la vida de un paciente (Arias et al. 2014).

Sin embargo, es posible que los VRFs se desarrollen como consecuencia de dientes agrietados o partidos que se iniciaron originalmente desde la corona. Por lo tanto, es importante considerar las posibles implicaciones de las condiciones bajo las cuales se almacenan los dientes al analizar los resultados de los estudios de laboratorio, ya que la deshidratación involuntaria introducirá fallos experimentales sistemáticos, independientemente del cuidado tomado durante el resto del experimento. Esto sugiere fuertemente que los enfoques in situ, como los modelos que utilizan cadáveres frescos, deberían considerarse como un estándar de oro para evaluar el comportamiento del tejido dentinario en términos de iniciación y propagación de grietas.

La metodología utilizada en el estudio actual parece ser cercana a un modelo experimental ideal para estudiar el fenómeno de las microgrietas y el estado general de la dentina. El uso de un modelo cadavérico in situ, en el que el hueso y el ligamento periodontal permanecieron preservados y también las propiedades viscoelásticas del aparato de sujeción, junto con un método de imagen altamente preciso y no destructivo (micro-CT) para la evaluación de la integridad del tejido dentinario tiene claras ventajas sobre otras metodologías utilizadas previamente en el estudio de defectos dentinarios, es decir, el seccionamiento y el análisis de micro-CT de dientes almacenados. Además, el modelo cadavérico evita el impacto de las extracciones dentales y, por lo tanto, el uso de periotomos, luxadores o fórceps, que generalmente se sugieren como generadores de defectos dentinarios. Sin embargo, es necesario enfatizar que la muestra utilizada en el estudio actual tiene una limitación, el rango de edad de los cadáveres que fue entre 19 y 44 años (edad media, 31 años). Por lo tanto, el trabajo futuro debería centrarse en evaluar la presencia de defectos dentinarios en cadáveres más viejos.

Como se indicó en el primer estudio sobre microgrietas dentinales utilizando un modelo cadavérico y micro-CT (De-Deus et al. 2017b), no existe un acuerdo internacional, regulaciones generales o estándares de bancos de tejidos sobre una temperatura de almacenamiento específica para dientes dentro de bloques óseos. Una declaración de la Asociación Americana de Bancos de Tejidos (2008) recomendó una temperatura de almacenamiento de —20 °C durante un máximo de 6 meses y —40 °C para períodos más largos de conservación en congelación profunda. Sin embargo, la influencia del tiempo de almacenamiento y las temperaturas de congelación en las propiedades biomecánicas de los dientes no se comprende del todo y aún está por determinarse. En el presente estudio, la temperatura de almacenamiento de los bloques óseos cadavéricos siguió la utilizada por De-Deus et al. (2017b) y no afectó la estructura del hueso o los dientes, que fue de —20 °C, como se recomendó, con un período de descongelación lenta antes de la exploración y los procedimientos experimentales posteriores.

También se han planteado preocupaciones sobre si la resolución de escaneo de las imágenes de micro-CT puede o no ser suficiente para detectar microgrietas más pequeñas (Pop et al. 2015, De-Deus et al. 2016, PradeepKumar et al. 2017). No obstante, la validación del método de imagen de micro-CT para la observación de los defectos dentinales en dientes extraídos ya se ha informado (De-Deus et al. 2016); se demostró que los defectos visualizados mediante la observación directa de la dentina con microscopía de luz reflejada (utilizando el método de seccionamiento) también se visualizan en las imágenes de corte transversal reconstruidas obtenidas mediante escaneos de micro-CT de alta resolución. Sin embargo, lo mismo no es necesariamente válido cuando los dientes se escanean dentro de bloques óseos cadavéricos. Por lo tanto, debido al carácter innovador de la observación de los defectos dentinales en las imágenes escaneadas de bloques óseos cadavéricos, fue necesaria la validación del método para eliminar cualquier posibilidad de resultados falsos negativos. Los resultados revelaron que el proceso de detección fue capaz de demostrar la presencia de las mismas microgrietas en ambos montajes experimentales (diente fuera y dentro del bloque óseo maxilar), validando el método para evaluar microgrietas dentinales en un modelo cadavérico fresco a través de la tecnología de micro-CT.

El resultado de este estudio sugiere que futuros trabajos deberían centrarse en la existencia de microfisuras dentinales en la raíz de dientes no tratados endodónticamente. Mientras tanto, hasta que se demuestre lo contrario, se debe asumir que las microfisuras dentinales observadas en dientes extraídos almacenados sometidos a procedimientos de conducto radicular son, de hecho, un resultado del proceso de extracción y/o de las condiciones de almacenamiento post-extracción. Como consecuencia, la presencia de tales microfisuras dentinales en dientes extraídos almacenados – observables en imágenes seccionales de las raíces bajo condiciones experimentales – debería ser referida como microfisuras dentinales experimentales.

Conclusiones

Este modelo in situ cadavérico reveló la ausencia de microfisuras dentinales preexistentes en dientes no tratados endodónticamente. Esto significa que la prevalencia de microfisuras dentinales observadas en imágenes seccionales anteriores de dientes extraídos almacenados es defectuosa. También cuestiona si las microfisuras – observables en imágenes seccionales de raíces en dientes extraídos - realmente ocurren en dientes no tratados endodónticamente en el entorno clínico.

Autores: G. De-Deus, D. M. Cavalcante, F. G. Belladonna, J. Carvalhal, E. M. Souza, R. T. Lopes, M. A. Versiani, E. J. N. L. Silva & P. M. H. Dummer

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