Comparación de cinco sistemas rotatorios en cuanto a diseño, metalurgia, rendimiento mecánico y preparación de canales: una investigación multimétodo.

Resumen

Objetivos: Comparar el diseño, la metalurgia, el rendimiento mecánico y la preparación del canal de 5 sistemas rotatorios.

Material y métodos: Se compararon un total de 735 instrumentos de NiTi de 25 mm (tamaños 0.17[0.18]/.02v, 0.20/.04v, 0.20/.07v, 0.25/.08v, 0.30/.09v) de los sistemas ProTaper Gold, ProTaper Universal, Premium Taper Gold, Go-Taper Flex y U-File en cuanto a geometría general y acabado superficial (estereomicroscopía y microscopía electrónica de barrido), relación de níquel y titanio (espectroscopía de energía dispersiva), temperaturas de transformación de fase (calorimetría diferencial de barrido), rendimiento mecánico (pruebas de torsión y flexión) y superficie del canal no preparada (micro-CT). Se utilizaron ANOVA de una vía y pruebas de mediana de Mood para comparaciones estadísticas con un nivel de significancia establecido en 5%.

Resultados: El análisis estereomicroscópico mostró más espirales y ángulos helicoidales altos en el sistema Premium Taper Gold. Todos los conjuntos de instrumentos tenían espirales simétricas, sin tierras radiales, sin defectos mayores y una relación casi equiatómica entre los elementos de níquel y titanio, mientras que se observaron diferencias en la geometría de sus puntas y el acabado superficial. A temperatura ambiente (20 °C), la prueba de DSC reveló características martensíticas para ProTaper Gold y Go-Taper Flex, y características de austenita mixta más fase R para el Premium Taper Gold, mientras que ProTaper Universal y U-Files tenían características completamente austeníticas. En general, los instrumentos más grandes tenían mayor resistencia al par y valores de carga de flexión que los más pequeños, mientras que se observó una falta de consistencia y valores mixtos en el ángulo de rotación. Los instrumentos 0.25/.08v y 0.30/.09v de ProTaper Universal y U-File tuvieron los torques máximos más altos, los ángulos de rotación más bajos y las cargas de flexión más altas que otros sistemas probados (P < .05). No se notó diferencia significativa respecto a las paredes del conducto radicular no tocadas después de la preparación con los sistemas probados (P > .05).

Conclusiones: Aunque las diferencias observadas en la geometría general y las temperaturas de transformación de fase han influido en los resultados de las pruebas mecánicas, las áreas de superficie de canal no preparadas fueron equivalentes entre los sistemas.

Relevancia clínica: Los sistemas de preparación de conductos radiculares con geometrías similares pueden presentar diferentes comportamientos mecánicos pero una capacidad de conformación equivalente.

Introducción

La llegada de los sistemas rotatorios de níquel-titanio (NiTi) para la preparación de conductos radiculares proporcionó a los clínicos instrumentos con superelasticidad y una mayor capacidad para mantener el trayecto original del canal en comparación con los archivos manuales convencionales. Sin embargo, un intenso estrés de torsión que excede el 8% de deformación aplicado a la aleación de NiTi durante un corto período sobre el instrumento puede llevar a su deformación plástica y fractura inesperada. El mecanismo más a menudo asociado con esta ocurrencia es la falla torsional que, a su vez, es causada principalmente por el bloqueo de la convergencia, la acumulación de desechos en las ranuras y el bloqueo de la punta del instrumento en un canal estrecho mientras el vástago continúa rotando. A lo largo de los años, los fabricantes han intentado mejorar el rendimiento mecánico de los instrumentos rotatorios de NiTi cambiando algunas de sus características, incluyendo modificaciones en la geometría de la sección transversal, el ángulo helicoidal, el número de cuchillas, el acabado de la superficie y la disposición cristalográfica de la aleación. Otro enfoque para reducir el estrés sobre el instrumento y, en consecuencia, reducir la tasa de fractura es el uso de múltiples instrumentos en una secuencia específica. La mayoría de los sistemas rotatorios de NiTi actualmente disponibles están compuestos por 3 o más instrumentos, cada uno de ellos con diferentes características y valores específicos de par y velocidad determinados por los fabricantes para mejorar su seguridad en el uso. En un entorno clínico, es la combinación de todos estos factores la que influirá en el rendimiento de los instrumentos rotatorios durante la preparación mecánica de los conductos radiculares.

ProTaper Universal (PTU; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Suiza) es un ejemplo de un sistema rotatorio de múltiples archivos de larga duración hecho de aleación de NiTi convencional, que todavía está disponible hoy en día. Más recientemente, su fabricante lanzó el ProTaper Gold (PTG; Dentsply Maillefer), una nueva versión de este sistema, en la que los instrumentos tienen un diseño similar, pero la aleación ha sido tratada termomecánicamente, lo que resulta en una mejor resistencia a la fatiga. A lo largo de los años, otras empresas desarrollaron sistemas que imitan la apariencia física de los instrumentos PTU, como es el caso de Premium Taper Gold (Waldent, Shenzhen, China), Go-Taper Flex (Access, Shenzhen, China) y U-File (Dentmark, Ludhiana, India), y, recientemente, algunos estudios proporcionaron información importante sobre su seguridad, pero los clínicos aún desconocen los riesgos involucrados en el uso de productos sin respaldo científico.

Independientemente de los avances mencionados, la tecnología actual para la preparación mecánica aún no logra desbridar todas las paredes del conducto radicular, dejando aletas o recesos sin tocar que pueden albergar biopelículas bacterianas residuales y pueden servir como una posible causa de infección persistente y mal resultado del tratamiento. Por lo tanto, un análisis en profundidad que incluya los instrumentos de NiTi que componen cada sistema rotatorio debería incluir el análisis múltiple de todas estas variables siguiendo un concepto de investigación multimétodo previamente defendido. El presente estudio tiene como objetivo llenar un vacío en la literatura al evaluar el sistema completo de instrumentos de preparación del conducto radicular de los sistemas PTU (Dentsply Maillefer), PTG (Dentsply Maillefer), Premium Taper Gold (Waldent), Go-Taper Flex (Access) y U-File (Dentmark) utilizando la investigación multimétodo para evaluar el diseño, la metalurgia, el rendimiento mecánico y la preparación del canal. Las hipótesis nulas a probar eran que no hay diferencias entre los instrumentos en cuanto a su (i) rendimiento mecánico y (ii) capacidad de conformación.

Material y métodos

Se seleccionaron un total de 735 instrumentos de NiTi de 25 mm (tamaños 0.17[0.18]/0.02v, 0.20/0.04v, 0.20/0.07v, 0.25/0.08v y 0.30/0.09v) de 5 sistemas rotatorios diferentes (dos hechos de aleación de NiTi convencional [PTU (Lote 1032529) y U-File (Lote AB2240404B)] y tres tratados térmicamente [PTG (Lote 1523909), Premium Taper Gold (Lote 201808) y Go-Taper Flex (Lote 17110103)]) y se realizaron comparaciones en cuanto a diseño, metalurgia, rendimiento mecánico y preparación del canal.

Diseño de los instrumentos

Se inspeccionaron seis instrumentos seleccionados al azar de cada tipo bajo estereomicroscopía (× 3.4 y × 13.6 aumentos; Opmi Pico, Carl Zeiss Surgical, Alemania) y se evaluaron en cuanto a (a) el número de hojas activas (en unidades); (b) el ángulo helicoidal tomando las medidas medias de los 6 ángulos más coronales de la hoja activa, evaluados en triplicado; y (c) la distancia (en mm) desde las 3 líneas de medición marcadas en la parte no cortante de los instrumentos hasta la punta utilizando un calibrador digital (resolución de 0.01 mm; Mitutoyo, Aurora, IL, EE. UU.). Las mediciones se realizaron en triplicado, se promediaron y se consideraron discrepantes si los valores eran superiores a 0.1 mm de la posición de la línea de referencia; y (d) la presencia de defectos o deformaciones como hojas faltantes, torcidas o distorsionadas. Los mismos instrumentos fueron luego inspeccionados bajo microscopía electrónica de barrido convencional (SEM) (× 100 y × 500 aumentos; S-2400, Hitachi, Tokio, Japón) para evaluar (a) la simetría de los espirales en sus hojas activas (simétricas o asimétricas; con o sin tierras radiales); (b) geometría de la punta (activa o no activa); (c) forma de la sección transversal; (d) marcas producidas en la superficie por el proceso de mecanizado; y (e) deformaciones o defectos menores.

Caracterización metalúrgica

Se realizó un análisis elemental semicuantitativo mediante espectroscopia de rayos X por dispersión de energía y microscopía electrónica de barrido (EDS/SEM) a una distancia de 25 mm en la superficie (400 µm2) de 3 instrumentos de cada tipo utilizando un dispositivo SEM (20 kV y 3.1A; S-2400, Hitachi) conectado a un detector EDS (Bruker Quantax, Bruker Corporation, Billerica, MA, EE. UU.) con un software dedicado con corrección ZAF (Systat Software Inc., San José, CA, EE. UU.). Se utilizó calorimetría diferencial de barrido (análisis DSC; DSC 204 F1 Phoenix; Netzsch-Gerätebau GmbH, Selb, Alemania) para evaluar las características metalúrgicas de los instrumentos. Esta prueba se llevó a cabo en un fragmento de 3 a 5 mm (7 a 10 mg) adquirido de la porción activa coronal de 2 instrumentos diferentes de 0.20/0.07v de cada sistema, de acuerdo con la guía de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales. En primer lugar, las muestras se sometieron a un baño de grabado químico (45% de ácido nítrico, 30% de agua destilada y 25% de ácido fluorhídrico) durante 2 minutos, y luego se montaron en una bandeja de aluminio, con una bandeja vacía como control. Se realizaron ciclos térmicos bajo una atmósfera de nitrógeno gaseoso (N2) con temperaturas que oscilaban entre 150 y − 150 °C (tasa de enfriamiento/calefacción: 10 K/min). Se crearon gráficos DSC (software de análisis térmico Netzsch Proteus; Netzsch-Gerätebau GmbH) para la evaluación visual de las temperaturas de transformación. En cada grupo, la prueba DSC se realizó dos veces para confirmar los resultados.

Pruebas mecánicas

El rendimiento mecánico de todos los instrumentos en cada sistema fue evaluado mediante pruebas de resistencia torsional y de flexión de acuerdo con las especificaciones internacionales ANSI/ADA Nº28-2002 e ISO3630-3631:2008. El instrumento 0.20/0.07v se utilizó como referencia para el cálculo del tamaño de la muestra basado en la mayor diferencia observada entre los sistemas después de las 6 mediciones iniciales de cada prueba. El cálculo del tamaño del efecto para el par máximo (0.26 ± 0.18; U-File vs Go-Taper Flex), ángulo de rotación (410.5 ± 226.6; Premium Taper Gold vs Go-Taper Flex) y prueba de carga de flexión (356.5 ± 188.3; U-File vs Premium Taper Gold), con un poder del 80% y un error tipo alfa de 0.05, resultó en 9, 6 y 6 instrumentos, respectivamente, para observar diferencias entre los sistemas. Con el fin de contrarrestar que no se realizó el cálculo del tamaño de la muestra para los otros tamaños de instrumentos, se estableció un total de 10 instrumentos para cada prueba.

Antes de cada prueba, los instrumentos seleccionados fueron inspeccionados visualmente bajo estereomicroscopía (× 13.6 de aumento) y no se detectaron deformaciones ni defectos. En la prueba torsional, cada instrumento fue fijado en sus 3 mm apicales y se rotó en el sentido de las agujas del reloj a una velocidad constante (2 rotaciones/min) hasta la fractura (TT100 Odeme Dental Research, Luzerna, Santa Catarina, Brasil). Luego, se calcularon el par máximo (en N.cm) y el ángulo de rotación (en grados) antes de la fractura. Para la prueba de resistencia a la flexión, los instrumentos se montaron primero en el soporte de archivos del motor, que fue posicionado a 45° respecto al suelo. Luego, sus 3 mm apicales se unieron a un cable conectado a una máquina de pruebas universal (Instron EMIC DL-200 MF, São José dos Pinhais, Brasil), configurada a una velocidad constante de 15 mm/min y una carga de 20 N, hasta que se produce un desplazamiento de 45°. La carga máxima para el desplazamiento se registró en gramos/fuerza (gf).

Preparación del conducto radicular

Después de la aprobación de este protocolo de investigación (#CE202003) por el Comité de Ética local, se seleccionaron aleatoriamente cien molares mandibulares de dos raíces con ápices completamente formados de un grupo de dientes extraídos y se obtuvieron imágenes a 19 µm (tamaño de píxel) con el sistema de micro-CT SkyScan 1174v.2 (Bruker-microCT, Kontich, Bélgica) configurado a 50 kV, 800 mA, rotación de 180° con pasos de 0.6°, utilizando un filtro de aluminio de 1 mm de grosor. Las proyecciones adquiridas se reconstruyeron utilizando parámetros estandarizados para suavizado (3), coeficiente de atenuación (0.01–0.15), endurecimiento del haz (15%) y correcciones de artefactos de anillo (3) (NRecon v.1.6.9; Bruker-microCT). Se utilizó el software CTAn v.1.14.4 (Bruker-microCT) para crear modelos tridimensionales (3D) de la anatomía interna de cada diente, que fueron evaluados en cuanto a la configuración del canal (software CTVol v.2.2.1; Bruker-microCT). Luego, se calcularon los parámetros morfométricos de los conductos radiculares, incluyendo longitud, volumen, área superficial e índice de modelo de estructura, desde el nivel de la unión cemento-esmalte hasta el ápice (software CTAn v.1.14.4; Bruker-microCT). Basado en estas mediciones, se emparejaron las muestras para crear 5 grupos de 4 dientes, en un total de 55 conductos radiculares. Después de verificar la normalidad (prueba de Shapiro–Wilk) y la homocedasticidad (prueba de Levene) de los parámetros (P > 0.05; prueba ANOVA de una vía), se confirmó la homogeneidad de los grupos. Luego, cada conjunto de dientes con canales anatómicamente emparejados (n = 11) fue asignado aleatoriamente a 1 de los 5 grupos experimentales de acuerdo con el protocolo de preparación con sistemas PTG, Premium Taper Gold, Go-Taper Flex, PTU y U-File.

Se prepararon cavidades de acceso convencionales y se confirmó la patencia apical con un K-file de tamaño 10 (Ready Steel; Dentsply Maillefer). Se realizó el camino de deslizamiento con un K-file de tamaño 15 (Ready Steel; Dentsply Maillefer) a la longitud de trabajo (WL), establecida a 0.5 mm del foramen. El procedimiento de conformación se realizó hasta la WL con los instrumentos adaptados a un micromotor de ángulo 6:1 (Sirona Dental Systems GmbH) rotando en una dirección continua en sentido horario (VDW Silver; VDW GmbH) con suaves movimientos de entrada y salida, de acuerdo con las instrucciones de los fabricantes. Después de 3 movimientos, se retiró el instrumento y se limpió, y se repitió el procedimiento hasta alcanzar la WL. Los canales mesiales se prepararon secuencialmente con instrumentos de 0.17[0.18]/0.02v, 0.20/0.04v, 0.20/0.07v y 0.25/0.08v, mientras que los canales distales se ampliaron aún más con un instrumento de 0.30/0.09v. Se utilizó un instrumento para 2 canales y luego se desechó. Después de cada paso, se realizó la irrigación con un total de 15 mL de NaOCl al 2.5% por canal utilizando una jeringa desechable equipada con una aguja NaviTip de 30-G (Ultradent, South Jordan, UT) posicionada a 1 mm de la WL. Se realizó una irrigación final con 5 mL de EDTA al 17% y 5 mL de agua destilada. Las preparaciones quimio-mecánicas fueron realizadas por un único operador con gran experiencia en el uso de sistemas rotatorios en clínicas. Luego, los conductos radiculares se secaron ligeramente (puntos de papel ProTaper Gold; Dentsply Maillefer) y se llevó a cabo una última exploración y reconstrucción por micro-CT como se mencionó anteriormente.

Modelos codificados por colores de modelos pre y postoperatorios co-registrados de las raíces y conductos radiculares (software 3D Slicer 4.3.1; http://www.slicer.org) fueron renderizados (CTAn v.1.14.4; Bruker-microCT) para comparación cualitativa de grupos (CTVol v.2.2.1; Bruker-microCT), mientras que la evaluación cuantitativa se realizó calculando morfometría postoperatoria (volumen, área superficial e índice de modelo de estructura) utilizando el software CTAn v.1.14.4 (Bruker-microCT). Luego, se determinó el porcentaje de paredes de conductos no tocadas mediante la fórmula (A_u/A_b) × 100, en la cual A_u es el área del conducto no preparado y A_b es el área del conducto antes de la preparación. Todos los análisis fueron realizados por un examinador cegado a los protocolos de conformación.

Análisis estadístico

Se utilizó la prueba de Shapiro–Wilk para evaluar la normalidad de los datos. Los datos con distribución no gaussiana fueron evaluados con la prueba de mediana de Mood no paramétrica, mientras que los resultados distribuidos normalmente se compararon con ANOVA de un solo factor y pruebas post hoc de Tukey. Los resultados se resumieron utilizando ya sea la media y desviación estándar o la mediana y rango intercuartílico dependiendo de la distribución de la muestra con un nivel de significancia establecido en 5% (SPSS v22.0 para Windows; SPSS Inc., Chicago, IL, EE. UU.).

Resultados

Diseño de los instrumentos

La inspección estereomicroscópica de los instrumentos mostró que el sistema Premium Taper Gold generalmente tenía de 1 a 3 espirales más y ángulos helicoidales superiores (⁓8°) que los otros sistemas probados, que eran bastante similares en estos aspectos (Tabla 1). Las posiciones de las líneas de medición fueron consistentes en los instrumentos PTG y PTU, mientras que en los sistemas restantes se pudieron observar discrepancias, con todos los instrumentos U-File presentando desviaciones superiores a 0.1 mm (Tabla 1).

El análisis SEM reveló que todos los conjuntos de instrumentos tenían espirales simétricas sin tierras radiales, pero con geometría de punta completamente diferente. Todos los instrumentos de todos los sistemas tenían una forma triangular de sección transversal convexa, excepto por el Premium Taper Gold que presentó una geometría triangular en los archivos 0.20/0.07v, 0.25/0.08v y 0.30/0.09v. Además, mientras que los instrumentos PTG y PTU 0.30/0.09v tenían una sección transversal triangular cóncava, los otros instrumentos tenían un diseño triangular (Fig. 1). El análisis visual y microscópico de todos los instrumentos no revela deformaciones o defectos importantes. En contraste, el análisis SEM de las superficies de los instrumentos revela que los instrumentos PTG, PTU y Go-Taper Flex tenían marcas paralelas horizontales resultantes del proceso de fabricación, mientras que se observaron menos irregularidades en la superficie de los instrumentos Premium Taper Gold y U-File (Fig. 2).

Caracterización metalúrgica

El análisis EDS/SEM confirmó que todos los sistemas estaban hechos de aleación de NiTi. En todos los instrumentos, los elementos de níquel y titanio tenían una proporción casi equiatómica sin trazas de otros componentes metálicos. A temperatura ambiente (20 °C), la prueba DSC reveló características martensíticas para PTG (Rs ~ 49.0 °C; Rf ~ 31.1 °C) y Go-Taper Flex (Rs ~ 43.4 °C; Rf ~ 24.9 °C), y una mezcla de austenita más fase R para el Premium Taper Gold (Rs ~ 26.8 °C; Rf ~ 16.1 °C), mientras que PTU y U-Files tenían características completamente austeníticas (temperaturas Rs inferiores a 20 °C) (Fig. 3).

Pruebas mecánicas

En general, los resultados de resistencia al par y carga de flexión de los instrumentos 0.20/0.07v, 0.25/0.08v y 0.30/0.09v fueron más altos que los de los archivos 0.17[0.18]/0.02v y 0.20/0.04v, mientras que se observó una falta de consistencia y valores mixtos en el ángulo de rotación. Aunque también se pudieron observar algunos resultados inconsistentes en las otras pruebas mecánicas, los instrumentos 0.25/0.08v y 0.30/0.09v de los sistemas PTU y U-File presentaron los torques máximos y cargas de flexión más altos (menos flexibilidad), así como los ángulos de rotación más bajos (P < 0.05), en comparación con los otros 3 sistemas. Una visión general según los tamaños de los instrumentos muestra que los valores medianos de torque más altos se encontraron en los archivos de tamaño más pequeño PTG (0.18/0.02v con 0.60 N.cm; 0.20/0.04v con 1.06 N.cm) y en los de tamaño más grande U-File (0.20/0.07v con 1.32 N.cm; 0.25/0.08v con 1.91 N.cm; 0.30/0.09v con 2.95 N.cm), mientras que los instrumentos más grandes del sistema Premium Taper Gold tuvieron el torque más bajo (P < 0.05). Premium Taper Gold también mostró la carga de flexión más baja (más flexibilidad) en 4 de los 5 instrumentos, y el ángulo de rotación más alto en 3 de ellos (Fig. 4; Tabla 2).

Preparación del conducto radicular

No se observó diferencia estadística entre los sistemas rotatorios en cuanto a los parámetros morfométricos 3D medidos antes o después de los procedimientos de conformación (P > 0.05), y en el porcentaje de área de superficie del canal no preparado (P > 0.05) (Tabla 3). Ningún sistema fue capaz de preparar toda la superficie de los conductos radiculares mesiales y distales de los molares mandibulares (Fig. 5).

Discusión

El concepto de investigación multimétodo se describe como un enfoque de métodos mixtos que utiliza simultáneamente múltiples metodologías cualitativas y cuantitativas en el diseño del estudio. La principal ventaja de la investigación mixta multimétodo es la capacidad de compensar las debilidades de las pruebas incluidas en los análisis. Por ejemplo, aunque se pueden identificar diferencias entre grupos utilizando metodologías cuantitativas, esas diferencias pueden ser difíciles de justificar o explicar si no están contextualizadas e integradas con información no cuantificable. Por lo tanto, un enfoque multimétodo mixto proporciona más información, mejor comprensión y una validación interna y externa superior que una evaluación de método único o doble. En el presente estudio, los resultados obtenidos en pruebas cuantitativas (torque máximo, ángulo de rotación, carga de flexión máxima, área del canal de superficie no preparada) del conjunto básico completo de instrumentos (5 tamaños diferentes) de 5 sistemas rotatorios disponibles en el mercado se explicaron en función de su evaluación cualitativa (diseño general, acabado superficial y disposición cristalográfica de la aleación metálica), y se realizaron de acuerdo con directrices internacionales o metodologías bien establecidas y validadas. En general, los resultados revelaron diferencias en las propiedades mecánicas de los sistemas y se rechazó la primera hipótesis nula. Por otro lado, los porcentajes de superficies de canal no preparadas fueron similares entre los sistemas, lo que llevó a la aceptación de la segunda hipótesis nula. En relación con el enfoque multimétodo utilizado en este estudio, es importante señalar que la prueba de fatiga cíclica no se incluyó como un método cuantitativo de análisis considerando la falta de directrices estandarizadas para probar instrumentos de NiTi y varios inconvenientes metodológicos recientemente reportados en la literatura.

Se ha aceptado ampliamente que el diseño y las propiedades metalúrgicas de los instrumentos rotatorios de NiTi tienen un impacto significativo en su rendimiento mecánico. En general, considerando sus grandes dimensiones en D3 (posición en la que el instrumento está bloqueado durante la prueba de torsión), los instrumentos de gran tamaño y cónicos 0.20/0.07v, 0.25/0.08v y 0.30/0.09v mostraron valores de resistencia al par más altos que los instrumentos más pequeños. El parámetro mecánico con más resultados mixtos fue el ángulo de rotación. Es difícil diferenciar un comportamiento típico en los instrumentos más pequeños 0.17[0.18]/0.02v; sin embargo, se observaron ángulos de rotación más bajos en los sistemas Go-Taper Flex, ProTaper Universal y U-Files, lo cual es de alguna manera consistente con los altos valores observados en su par máximo, un indicador de mayor rigidez.

Se puede asumir que la composición de la aleación no tuvo impacto en el rendimiento mecánico de los instrumentos, considerando que todos los sistemas estaban hechos por cantidades similares de elementos de níquel y titanio, sin trazas de otros metales. Por otro lado, la combinación de la geometría general, evaluada por estereomicroscopía y SEM, y el arreglo cristalográfico de la aleación, determinado por el análisis de temperatura de transformación de fase DSC, puede explicar parcialmente casi todos los hallazgos mecánicos. Por ejemplo, el alto número de espirales en el sistema Premium Taper Gold junto con el pequeño volumen del núcleo de sus instrumentos (sección transversal triangular) (Fig. 1) son características geométricas que mejoran la flexibilidad. La asociación de estas características con su mejor acabado superficial (Fig. 2) y la aleación de austenita mixta más fase R (Fig. 3), características que mejoran tanto la flexibilidad como la resistencia a la fractura, ayuda a explicar el par máximo general más bajo, el mayor ángulo de rotación y los valores de carga de flexión más bajos de los instrumentos Premium Taper Gold en comparación con los otros sistemas (Tabla 2; Fig. 4). En contraste, el arreglo completamente austenítico del PTU (Rs ⁓10.6 °C) y U-File (Rs ⁓18.1 °C) (Fig. 3) explica su menor ángulo de rotación y mayor carga de flexión (menos flexibilidad) en comparación con los otros 3 sistemas martensíticos (PTG, Premium Taper Gold y Go-Taper Flex) (Fig. 4). Las diferencias específicas observadas al comparar algunos instrumentos PTU y U-File, y también los sistemas martensíticos (PTG y Go-Taper Flex) (Fig. 4), podrían explicarse por la calidad de su acabado superficial (Fig. 2) y otras características no evaluadas en la presente investigación, como las dimensiones reales de los instrumentos, considerando que la mayoría de ellos eran similares en términos de los otros parámetros probados.

Aunque muchos estudios se basan en parámetros mecánicos para evaluar el rendimiento de los sistemas rotatorios de NiTi, una comprensión más completa también debería incluir la evaluación de su efectividad en la preparación del sistema de conductos radiculares. Es bien sabido que ciertos microorganismos pueden invadir los túbulos dentinarios a diferentes profundidades y organizarse en biopelículas, lo que en última instancia puede llevar a la periodontitis apical. Teniendo esto en cuenta, la capacidad de un determinado instrumento mecánico para raspar las paredes dentinarias adquiere un interés especial debido a su potencial capacidad para eliminar la dentina infectada y/o interrumpir las biopelículas bacterianas. Por lo tanto, la presente investigación multimétodo utilizó una metodología de imagen altamente precisa, no destructiva y bien establecida para evaluar la capacidad de conformación de los sistemas probados en relación con el porcentaje de paredes dentinarias tocadas por los instrumentos siguiendo el protocolo de preparación mecánica recomendado por los fabricantes. Si bien las disimilitudes metalúrgicas de los instrumentos probados se reflejaron claramente en los resultados obtenidos en las pruebas mecánicas, la evaluación de micro-CT del porcentaje de áreas no preparadas de los conductos radiculares mesiales de los molares mandibulares no reveló diferencias entre los sistemas (Tabla 3; Fig. 5). Como se informó anteriormente, este parámetro no se ve afectado al comparar protocolos de preparación similares con instrumentos similares cuando se toma el cuidado adecuado para equilibrar los grupos en relación con parámetros morfométricos como la configuración del conducto, longitud, volumen, área de superficie y geometría 3D. De hecho, este resultado corrobora una publicación anterior en la que la geometría original del conducto radicular tuvo una mayor influencia en el resultado de los procedimientos de conformación que los protocolos de preparación. No obstante, diferencias puntuales en instrumentos específicos no pudieron promover diferencias significativas en la conformación del conducto radicular. Es importante señalar que se produjeron deformaciones plásticas severas en dos instrumentos 0.25/0.08v y hubo una fractura de un instrumento 0.18/0.02v del sistema Premium Taper Gold, posiblemente relacionada con su diseño y características metalúrgicas, como se comentó anteriormente.

Para el análisis de micro-CT, no se realizó un estudio piloto considerando que la tecnología de micro-CT ya había sido validada para la evaluación de áreas de superficie no preparadas del espacio del conducto radicular después de la instrumentación. Así, la estimación del tamaño de la muestra se llevó a cabo inicialmente a pequeña escala para evaluar la viabilidad, duración, costo y eventos adversos, y para mejorar el diseño del estudio antes de llevar a cabo un proyecto de investigación a gran escala. Los cálculos se basaron en los resultados de las mayores diferencias entre 2 sistemas (Premium Taper Gold y Go-Taper Flex) en referencia a las áreas no preparadas medidas después de los procedimientos de conformación de los primeros 3 conductos emparejados, considerando un tamaño del efecto de 1.14, una desviación estándar de 5.60, una potencia del 80% y un error tipo alfa de 0.05. En estas condiciones, se requieren un total de 378 conductos radiculares emparejados por grupo para hacer inferencias estadísticas (es decir, el tamaño mínimo de la muestra que permitiría observar diferencias entre grupos). Sin embargo, en este estudio, se utilizaron instrumentos con dimensiones similares para preparar anatomías de conductos estrictamente seleccionadas y emparejadas. Además, cada diente sirvió como su propio control, ya que se utilizó una herramienta analítica no destructiva para analizar el mismo espécimen antes y después de los protocolos experimentales. Esto significa que se esperaría un resultado similar, como fue, confirmando hallazgos similares reportados en publicaciones anteriores. Por otro lado, un resultado diferente indicaría un posible sesgo en la selección y distribución de la muestra, lo cual no es el caso del presente estudio. En resumen, si alguien espera observar diferencias en tales condiciones estandarizadas, se requeriría un tamaño de muestra enorme, inviable e irrealista, ya que el tamaño del efecto es considerablemente pequeño. Por lo tanto, basándose en estos argumentos y considerando el bajo impacto clínico que este hallazgo podría tener en un tamaño de muestra tan grande (378 conductos emparejados por grupo), se definieron un total de 11 conductos por grupo, siguiendo publicaciones anteriores.

En general, los resultados obtenidos al probar los instrumentos PTU y PTG corroboran informes anteriores en términos de proporciones de níquel y titanio, temperaturas de transformación de fase, pruebas de resistencia a la torsión y flexión, y área de superficie del canal no preparado. Desafortunadamente, no fue posible comparar los resultados de los instrumentos Premium Taper Gold, Go-Taper Flex y U-File con estudios previos debido a la falta de información disponible. La principal fortaleza del presente estudio fue el uso de un protocolo de investigación multimétodo siguiendo directrices internacionales y metodologías bien establecidas y previamente validadas. Una de las principales preocupaciones respecto a la evaluación del área de superficie del canal no preparado es el sesgo anatómico que puede actuar como un factor de confusión. Para asegurar la comparabilidad, se realizó un esfuerzo inicial para identificar, seleccionar y emparejar los canales de acuerdo con varios parámetros morfométricos. Considerando la naturaleza ex vivo de esta evaluación de micro-CT, la validez externa de los resultados tiende a ser mayor que una evaluación mecánica de laboratorio pura de los sistemas rotatorios, lo que también puede considerarse otra fortaleza de este estudio. Como limitaciones, no se evaluaron las dimensiones reales de los instrumentos, una información que podría haber añadido una justificación adecuada para algunos resultados, y que otras pruebas, como la microdureza y la eficiencia de corte, también podrían haberse utilizado en este protocolo multimétodo. Estas limitaciones podrían ser opciones para futuros estudios.

Conclusiones

La presente investigación multimétodo permitió obtener información importante sobre el conjunto principal de instrumentos de 5 sistemas rotatorios desde diferentes perspectivas, con el fin de evaluar su rendimiento mecánico y eficiencia de conformación en términos de áreas de superficie de canal preparadas. Se observó que la geometría de los instrumentos y las temperaturas de transformación de fase influenciaron los resultados de las pruebas mecánicas, pero no el procedimiento de conformación. Los sistemas PTU y U-File eran completamente austeníticos a la temperatura de prueba, mientras que los otros revelaron características martensíticas. En general, los instrumentos Premium Taper Gold mostraron altos ángulos de rotación y flexibilidad, mientras que los instrumentos PTU y U-File tenían bajos ángulos de rotación y alta resistencia a la carga de flexión. Aunque no se observó diferencia en el porcentaje de superficies de canal no preparadas entre los sistemas, los instrumentos Premium Taper Gold sufrieron deformaciones permanentes en algunos instrumentos durante la preparación del canal.

Autores: Jorge N. R. Martins, Emmanuel João Nogueira Leal Silva, Duarte Marques, Felipe Gonçalves Belladonna, Marco Simões‐Carvalho, Rui Pereira da Costa, António Ginjeira, Francisco Manuel Braz Fernandes, Marco Aurélio Versiani

Referencias:

1. Kuhn WG, Carnes DL Jr, Clement DJ, Walker WA (1997) Efecto del diseño de la punta de los archivos de níquel-titanio y acero inoxidable en la preparación del conducto radicular. J Endod 23:735–738
2. Thompson SA (2000) Una visión general de las aleaciones de níquel-titanio utilizadas en odontología. Int Endod J 33:297–310
3. Sattapan B, Nervo GJ, Palamara JE, Messer HH (2000) Defectos en archivos rotatorios de níquel-titanio después del uso clínico. J Endod 26:161–165
4. Silva E, Vieira VTL, Hecksher F, Dos Santos Oliveira MRS, Dos Santos AH, Moreira EJL (2018) Fatiga cíclica utilizando canales severamente curvados y resistencia torsional de instrumentos reciprocantes tratados térmicamente. Clin Oral Investig 22:2633–2638
5. Blum JY, Cohen A, Machtou P, Micallef JP (1999) Análisis de las fuerzas desarrolladas durante la preparación mecánica de dientes extraídos utilizando instrumentos rotatorios Profile NiTi. Int Endod J 32:24–31
6. Wei X, Ling J, Jiang J, Huang X, Liu L (2007) Modos de falla de los instrumentos rotatorios de níquel-titanio ProTaper después del uso clínico. J Endod 33:276–279
7. McSpadden JT (2007) Dominando la instrumentación endodóntica. 1ª ed. Cloudland Institute, Chattanooga
8. Condorelli GG, Bonaccorso A, Smecca E, Schafer E, Cantatore G, Tripi TR (2010) Mejora de la resistencia a la fatiga de los archivos endodónticos de NiTi mediante modificaciones de superficie y de volumen. Int Endod J 43:866–873
9. Zhou H, Peng B, Zheng Y (2013) Una visión general de las propiedades mecánicas de los instrumentos endodónticos de níquel-titanio. Endod Top 29:42–54
10. Elnaghy AM, Elsaka SE (2016) Propiedades mecánicas de los instrumentos rotatorios de níquel-titanio Pro-Taper Gold. Int Endod J 49:1073–1078
11. Martins JNR, Nogueira Leal Silva EJ, Marques D, Ginjeira A, Braz Fernandes FM, Deus G, Versiani MA (2020) Influencia de la cinemática en la resistencia a la fatiga cíclica de instrumentos rotatorios de marca original y similares. J Endod 46:1136–1143
12. Alcalde M, Duarte MAH, Amoroso Silva PA, Souza Calefi PH, Silva E, Duque J, Vivan R (2020) Propiedades mecánicas de los sistemas rotatorios Pro-Taper Gold, EdgeTaper Platinum, Flex Gold y Pro-T. Eur Endod J 5:205–211
13. Martins JNR, Silva E, Marques D, Belladonna F, Simoes-Carvalho M, Camacho E, Braz Fernandes FM, Versiani MA (2021) Comparación del diseño, metalurgia, rendimiento mecánico y capacidad de conformación de instrumentos similares y falsificados del sistema ProTaper Next. Int Endod J 54:780–792
14. Love RM (2004) Invasión de los túbulos dentinarios por bacterias del conducto radicular. Endod Top 9:52–65
15. 15.          Arnold M, Ricucci D, Siqueira JF Jr (2013) Infección en una red compleja de ramificaciones apicales como causa de periodontitis apical persistente: un informe de caso. J Endod 39:1179–1184
16. Ricucci D, Candeiro GTM, Bugea C, Siqueira JF Jr (2016) Infección intraradicular apical compleja y biofilms mineralizados extraradiculares como causa de canales húmedos y fracaso del tratamiento: informe de 2 casos. J Endod 42:509–512
17. Hunter A, Brewer JD (2015) Diseñando investigación multimétodo. En: Hesse-Biber S, Johnson RB (eds) El manual de Oxford de investigación multimétodo y métodos mixtos. Oxford University Press, Oxford
18. ASTM International (2004) ASTM F2004 − 17: Método de prueba estándar para la temperatura de transformación de aleaciones de níquel-titanio mediante análisis térmico. 1–5
19. Especificación ANSI/ADA Nº28–2002. Archivos y limas de conducto radicular, tipo K para uso manual
20. ISO3630–3631:2008. Odontología – instrumentos de conducto radicular – Parte 1: Requisitos generales y métodos de prueba
21. Martins JNR, Silva EJNL, Marques D, Belladonna F, Simões-Carvalho M, Vieira VTL, Antunes HS, Braz Fernandes FM, Versiani MA (2021) Diseño, características metalúrgicas, rendimiento mecánico y preparación de canales de seis instrumentos reciprocantes. Int Endod J 54:1623–1637
22. Creswell JW (2014) Diseño de investigación: enfoques cualitativos, cuantitativos y de métodos mixtos, 4ª ed. Sage Publications, Thousand Oaks
23. Peters OA, Laib A, Ruegsegger P, Barbakow F (2000) Análisis tridimensional de la geometría del conducto radicular mediante tomografía computarizada de alta resolución. J Dent Res 79:1405–1409
24. Hulsmann M (2019) Investigación que importa: estudios sobre la fatiga de instrumentos de conducto radicular rotatorios y reciprocantes de NiTi. Int Endod J 52:1401–1402
25. Zupanc J, Vahdat-Pajouh N, Schafer E (2018) Nuevas aleaciones de NiTi tratadas termomecánicamente - una revisión. Int Endod J 51:1088–1103
26. Kramkowski TR, Bahcall J (2009) Una comparación in vitro de la resistencia a la torsión y a la fatiga cíclica de los archivos rotatorios de níquel-titanio ProFile GT y Pro-File GT Series X. J Endod 35:404–407
27. Vieira AR, Siqueira JF Jr, Ricucci D, Lopes WSP (2012) Infección de los túbulos dentinarios como causa de enfermedad recurrente y fracaso tardío del tratamiento endodóntico: un informe de caso. J Endod 38:250–254
28. Peters OA, Schonenberger K, Laib A (2001) Efecto de cuatro técnicas de preparación de Ni-Ti en la geometría del conducto radicular evaluada por microtomografía computarizada. Int Endod J 34:221–230
29. Peters OA, Peters CI, Schonenberger K, Barbakov F (2003) Preparación rotatoria de conductos radiculares Pro-Taper: efectos de la anatomía del canal en la forma final analizada por micro CT. Int Endod J 36:86–92
30. Zuolo ML, Zaia AA, Belladonna FG, Silva EJNL, Souza EM, Versiani MA, Lopes RT, De-Deus G (2018) Evaluación por micro-CT de la capacidad de conformación de cuatro sistemas de instrumentación de conductos radiculares en canales de forma ovalada. Int Endod J 51:564–571
31. Stringheta CP, Bueno CES, Kato AS, Freire LG, Iglecias EF, Santos M, Pelegrine RA (2019) Evaluación micro-tomográfica de la capacidad de conformación de cuatro sistemas de instrumentación en conductos radiculares curvados. Int Endod J 52:908–916
32. Silva E, Martins JNR, Lima CO, Vieira VTL, Fernandes FMB, De-Deus G, Versiani MA (2020) Pruebas mecánicas, caracterización metalúrgica y capacidad de conformación de instrumentos rotatorios de NiTi: una investigación multimétodo. J Endod 46:1485–1494
33. Weyh DJ, Ray JJ (2020) Resistencia a la fatiga cíclica y comparación metalúrgica de sistemas de archivos endodónticos rotatorios. Gen Dent 68:36–39
34. Hieawy A, Haapasalo M, Zhou H, Wang ZJ, Shen Y (2015) Comportamiento de transformación de fase y resistencia a la flexión y fatiga cíclica de los instrumentos ProTaper Gold y ProTaper Universal. J Endod 41:1134–1138
35. Versiani MA, Leoni GB, Steier L, De-Deus G, Tassani S, Pecora JD, de Sousa-Neto MD (2013) Estudio por micro-tomografía computarizada de canales de forma ovalada preparados con el archivo autoajustable, Reciproc, WaveOne y sistemas ProTaper Universal. J Endod 39:1060–1066