Propuesta metodológica para la evaluación de la adhesión de selladores de conductos radiculares a la gutapercha

Resumen

Objetivo: Comparar la resistencia de unión de un sellador a base de resina epóxica y dos selladores a base de silicato de calcio (CSS) a discos de gutapercha utilizando un nuevo método.

Metodología: Se colocaron discos redondos de gutapercha (n = 60), de 10 mm de diámetro y 2 mm de grosor, sobre una placa de vidrio y se colocó una gota de cada sellador (AH Plus, EndoSequence BC Sealer y EndoSeal MTA) en su superficie. Se colocó otro disco idéntico sobre el primero y se aplicó un peso estandarizado (0.0981 N) sobre ellos utilizando un aparato especialmente desarrollado. Se prepararon diez muestras para cada sellador que fueron sometidas a una prueba de resistencia de unión por microshear realizada mediante un dispositivo diseñado específicamente acoplado a una máquina de pruebas universal. Se utilizó la prueba de Kruskal–Wallis seguida de un procedimiento post hoc para comparar grupos, considerando que el análisis preliminar de los datos brutos había indicado la no adherencia a una distribución gaussiana (Shapiro–Wilk, p < .05). El error alfa se estableció en 5%.

Resultados: En general, no ocurrió ningún fallo prematuro. Todos los selladores tuvieron algún grado de adhesividad a los discos de gutapercha, pero con una diferencia significativa entre ellos (Kruskal–Wallis, p = .019). El sellador a base de resina epóxica (AH Plus) tuvo valores de resistencia de unión por corte mediana significativamente más altos (1.43 MPa; 1.40–1.83) en comparación con EndoSeal MTA (0.53 MPa; 0.46–0.73) (p = .021) y EndoSequence BC Sealer (0.45 MPa; 0.34–0.46) (p = .023), mientras que el valor mediano más bajo se observó con EndoSequence BC Sealer (0.45 MPa; 0.34–0.46) (p < .05).

Conclusiones: Los selladores CSS tuvieron una unión más débil a la gutapercha en comparación con el sellador a base de resina epóxica AH Plus. La metodología propuesta es un método innovador y reproducible para probar la resistencia de unión de los selladores de conductos radiculares a la gutapercha.

Introducción

El desarrollo del primer sellador a base de silicato de calcio listo para usar en 2007 (iRoot SP; Innovative BioCeramix Inc.) atrajo la atención de la comunidad endodóntica, y desde entonces, se han lanzado varios otros selladores a base de silicato de calcio (CSS). La percepción preliminar positiva sobre su uso se basó en la afirmación de los fabricantes de que los CSS eran una versión exitosa de MTA con características de manejo y viscosidad optimizadas para llenar el espacio del conducto radicular, considerando su naturaleza hidrofílica, bioactividad y buen equilibrio entre propiedades fisicoquímicas y biológicas (Almeida et al., 2020; Candeiro et al., 2012; Giacomino et al., 2019; Lv et al., 2017; Silva et al., 2016, 2017). Además, la mayoría de los CSS son pastas inyectables listas para usar, lo que agiliza los procedimientos de llenado para dentistas de todos los niveles de habilidad y experiencia. Como consecuencia, los CSS han ganado gran aprobación entre los clínicos en la última década.

Originalmente, los CSS se desarrollaron para llenar todo el espacio del conducto sin un material central sólido, siguiendo el concepto de monobloque, una idea desarrollada con selladores a base de metacrilato (Tay & Pashley, 2007), que sostiene que el espacio del conducto radicular debería llenarse idealmente con un solo material, creando una única interfaz con las paredes dentinales que, teóricamente, proporcionaría un mejor sellado hermético a largo plazo (Tay & Pashley, 2007). No obstante, el uso de CSS solo no se recomienda ya que no sería posible penetrar en su masa después del fraguado final, en caso de que sea necesaria una retratamiento del conducto radicular. Así, la solución fue simplemente cementar un cono maestro de gutapercha en el espacio del conducto radicular, la llamada técnica de cono único, actuando como un núcleo para el CSS circundante. Además, el uso de un solo cono maestro ayudaría no solo en la distribución del sellador dentro del espacio del conducto, sino también proporcionaría un mejor control del límite apical del relleno del conducto radicular.

Independientemente del sellador endodóntico utilizado, se desea su capacidad para adherirse tanto a las paredes dentinales como a la gutapercha para evitar huecos en las interfaces sellador/dentina y sellador/gutapercha. Un hueco en cualquiera de estos enlaces se convertirá en una oportunidad para que los microorganismos invadan y colonizen el conducto radicular relleno. Aunque varias organizaciones internacionales han desarrollado métodos para evaluar las propiedades físicas y biológicas de los materiales de obturación endodóntica (ANSI/ADA, 2000; ISO, 2012), aún no existe un requisito estándar para probar la adhesión (Goracci et al., 2004). En un entorno de laboratorio, esta propiedad se ha evaluado principalmente mediante pruebas de resistencia a la tracción y se han reportado hallazgos contradictorios debido a la heterogeneidad de los protocolos experimentales (Silva et al., 2019). Por ejemplo, mientras que algunos estudios informaron una mayor resistencia de unión para iRoot SP en comparación con selladores a base de resina epóxica (Gokturk et al., 2017; Madhuri et al., 2016; Nagas et al., 2012), otros reportaron una menor unión (Gade et al., 2015), o incluso ninguna diferencia (Sagsen et al., 2011) entre ellos. No obstante, la resistencia de unión de CSS se ha probado solo en las paredes dentinales, mientras que aún falta conocimiento sobre su capacidad de adhesión a los materiales de relleno de núcleo, lo cual también es importante en términos de capacidad de sellado y estabilidad del relleno. De hecho, este tema ha sido raramente explorado en la literatura (Hiraishi et al., 2005, 2006; Tagger et al., 2003a, 2003b; Teixeira et al., 2009), a pesar de que tiene el mismo nivel de importancia que la adhesión a la dentina. De hecho, esto puede ayudar a explicar la falta de métodos de laboratorio adecuados y específicamente diseñados para evaluar la capacidad de unión de un determinado sellador al material de núcleo de gutapercha.

Considerando la falta de información sobre la adhesión de CSS a la gutapercha, el objetivo de este estudio fue proponer un nuevo método para cuantificar la resistencia a la fuerza de unión a la gutapercha y comparar la fuerza de unión de dos CSS (EndoSequence BC Sealer; Brasseler; y EndoSeal MTA; Maruchi) a la gutapercha. Se utilizó un sellador a base de resina epoxi (AH Plus; Dentsply De Trey) para la comparación. La hipótesis nula probada fue que no habría una diferencia significativa en la resistencia a la fuerza de unión de los selladores a la gutapercha.

Materiales y métodos

Cálculo del tamaño de la muestra

Basado en los resultados de un estudio piloto, se estimó un tamaño del efecto de 0.78 para el método de selección. Este valor se introdujo en un método de la familia F (ANOVA: efectos fijos, omnibus, unidireccional) en G × Power para Mac 3.1 (Heinrich Heine, Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Alemania), junto con parámetros de error tipo alfa del 5% y potencia beta del 95%. El software indicó un número de 10 muestras por grupo para observar un efecto significativo.

Preparación de muestras

Se produjeron sesenta discos redondos de gutapercha, con un diámetro de 10 mm y un grosor de 2 mm, a partir de hojas de gutapercha de 1 mm de grosor utilizando una tecnología patentada (Dentsply Sirona Endodontics). La producción de estos discos de gutapercha incluyó primero la creación de hojas de gutapercha mediante plastificación en un horno de secado de laboratorio a 80°C, seguido de un proceso de enfriamiento a temperatura ambiente, para obtener discos de gutapercha de 10 mm (∅) extraídos de estas hojas utilizando un punzón metálico automático. Se empleó un procedimiento metalográfico estandarizado con papeles abrasivos de carburo de silicio grueso (grano 180 a 600) para producir discos de gutapercha con una rugosidad superficial similar en ambas caras. Posteriormente, se evaluaron la microdureza (durometro MicroMet 5100; Buehler Ltd.), la rugosidad superficial y la planitud (datos 2D) en uno de estos discos con un perfilómetro óptico de banco (ZeGage Pro; Zygo Corporation) para asegurar la estandarización de los discos.

Los discos se distribuyeron aleatoriamente en 3 grupos (n = 20) según los selladores utilizados: AH Plus, EndoSequence BC Sealer y EndoSeal MTA. Usando un micropipeta automática de 0.5 ml (Sigma-Aldrich Inc.), se entregó una gota de 0.1 mL de cada sellador, preparado de acuerdo con las especificaciones de los fabricantes, en el centro de un disco de gutapercha colocado sobre una placa de vidrio (Figura 1a,b). Luego, se alineó otro disco idéntico (Figura 1c) y se colocó sobre el primero (Figura 1d), y se aplicó un peso (0.0981 N) sobre los discos durante 200 s utilizando un aparato especialmente desarrollado (Figura 1e,f) con el objetivo de estandarizar la distribución de la capa y el grosor del sellador. Después de retirar el material extruido sobre la superficie externa de los discos utilizando una punta de aplicador de microcepillo dental, las muestras se almacenaron a 37°C en contacto con gasas humedecidas en solución salina tamponada con fosfato (pH 7.2) durante 7 días. Después de la configuración, las muestras experimentales se midieron con un calibrador digital para asegurar un grosor de 4.1 ± 0.05 mm. Las muestras no estándar fueron reemplazadas. Se prepararon diez muestras por grupo y se sometieron a la prueba de unión por microshear.

Prueba de unión por microshear

La resistencia a la unión por corte entre discos de gutapercha y sellador se probó utilizando un dispositivo especialmente diseñado acoplado a una máquina de ensayo universal (Instron 4444; Instron Corporation) (Figura 2a). Cada muestra fue atrapada en un contenedor que medía 4.1 mm de grosor y 10.1 mm de diámetro, compuesto por una parte estática y una parte removible (Figura 2b). Después de asegurar la estabilización de la muestra (Figura 2c), la parte móvil del contenedor se unió a la máquina Instron (Figura 2d) y se desplazó verticalmente (longitudinalmente a la película de sellador) (Figura 2e) a una velocidad constante de 0.5 mm/min para producir una fuerza de corte que resultó en el despegue de la interfaz disco-sellador. La prueba de unión por microshear se realizó en un orden aleatorio (es decir, la carga se aplicó aleatoriamente sobre las muestras) por un operador ciego al sellador específico bajo prueba. La resistencia de unión se determinó utilizando un programa de software de computadora en tiempo real que trazó una curva de carga/tiempo durante la prueba. La carga de fallo de unión se registró cuando se observó un descenso brusco en el gráfico y/o por el desalojo completo del material. La fuerza de corte requerida para separar los discos de gutapercha se registró en Newtons (N) para cada muestra y luego se dividió por su área de superficie de contacto, calculada como el área de un círculo mediante la fórmula A = π.r², donde π es la constante 3.14 y r es el radio del disco. Los resultados de la resistencia a la unión por corte se expresaron en Mega Pascales (MPa).

Análisis estadístico

El análisis preliminar de los datos en bruto indicó la no adherencia a una distribución gaussiana (Shapiro–Wilk, p = .036), y los datos se expresaron como mediana y rango intercuartílico. Se realizó una prueba de Kruskal–Wallis seguida de un procedimiento estadístico post hoc que realizó comparaciones entre los selladores utilizando un error alfa estándar establecido en 5% (SPSS v.24; SPSS Inc.).

Resultados

En general, no ocurrió fallo prematuro, lo que significa que todos los selladores tenían propiedades adhesivas a los discos de gutapercha, sin fallos previos a la prueba. Los gráficos de violín (Figura 3) muestran la mediana y el rango intercuartílico, así como la distribución de los datos de resistencia a la unión en cada grupo experimental. Se observó una diferencia significativa en la resistencia a la unión entre los selladores (Kruskal–Wallis, p = .019). El sellador a base de resina epóxica (AH Plus) tuvo valores de resistencia a la unión mediana significativamente más altos (1.43 MPa; 1.40–1.83) que EndoSeal MTA (0.53 MPa; 0.46–0.73) (p = .021) y EndoSequence BC Sealer (0.45 MPa; 0.34–0.46) (p = .023). El valor mediano más bajo se observó con EndoSequence BC Sealer (p < .05).

Discusión

La adhesión es una combinación de mecanismos físicos y químicos que permiten la unión de un material a otro (Erickson, 1992). En Endodoncia, la adhesión representa la capacidad de un sellador para unirse a la dentina y al material de relleno del núcleo (Ørstavik et al., 1983). La propiedad de adhesión de los materiales dentales ha sido estudiada desde el desarrollo del modelo experimental propuesto por Grossman (1976). Más tarde, se mejoró utilizando una máquina de ensayo universal para medir la carga requerida para causar la falla de unión (Ørstavik et al., 1983). Desde entonces, la resistencia de unión de los materiales de relleno a la dentina se ha medido a través de pruebas de tracción en la dentina radicular externa o en la superficie de la pared del conducto radicular con métodos de extracción o empuje (Goracci et al., 2004). Además, el análisis cualitativo de la superficie despegada de los materiales de relleno (falla cohesiva) o de la superficie dentinaria (falla adhesiva) mejoró la comprensión sobre la influencia de varios factores en la adhesión intracanal (Saleh et al., 2003). Sin embargo, aunque los selladores pueden unirse a la dentina mediante su entrelazado mecánico en los túbulos dentinarios y/o por adhesión química, el material del núcleo (guta-percha) carece de adhesión tanto a la dentina como al sellador (Tay & Pashley, 2007).

Investigaciones anteriores se han centrado principalmente en la calidad de adhesión de los selladores al dentina, mientras que solo unos pocos estudios evaluaron la resistencia de unión entre la gutapercha y el sellador (Hiraishi et al., 2005, 2006; Tagger et al., 2003a, 2003b; Teixeira et al., 2009), lo cual también es esencial para cumplir uno de los requisitos básicos del llenado del conducto radicular, que es sellar el espacio del conducto radicular (Grossman, 1976). En la mayoría de estos estudios, los discos de gutapercha y/o Resilon estaban en contacto con una pequeña cantidad de un sellador colocado en un tubo, mientras que un lazo de alambre estaba envuelto alrededor del ensamblaje unido y se aplicaba una fuerza de corte (Hiraishi et al., 2005, 2006; Teixeira et al., 2009). Sin embargo, en la propuesta actual, se obtuvo una gran área de contacto entre el sellador y los discos de gutapercha, así como la estandarización del grosor de la película del sellador utilizando un aparato específico (Figura 1), evitando así fallos prematuros. Además, otros montajes específicos (Figura 2) permitieron que el dispositivo de carga por corte se alineara más cerca de la interfaz adhesiva. De esta manera, la validez interna de este experimento se mejoró al eliminar el momento de flexión creado por el método anterior, que podría distorsionar la verdadera resistencia de unión por corte de los materiales.

Los resultados presentes demostraron que la adhesión del sellador a base de resina epóxica a la gutapercha superó al CSS, y por lo tanto, se rechazó la hipótesis nula. Estudios previos ya han demostrado cierta resistencia de unión de los selladores a base de resina epóxica a la gutapercha (Tagger et al., 2003a, 2003b; Teixeira et al., 2009), pero los resultados presentes confirmaron que AH Plus tenía una mejor unión a la gutapercha que el CSS, lo que podría explicarse por dos factores: (i) la posibilidad de que el CSS no se endurezca en condiciones de laboratorio (Silva et al., 2021) y (ii) la naturaleza hidrofóbica de la gutapercha (Hegde & Arora, 2015; Hegde & Murkey, 2017), lo que disminuiría su interacción con el CSS considerando su naturaleza hidrofílica. Se podría argumentar que los resultados presentes fueron consecuencia del uso inadecuado del CSS con gutapercha en lugar de conos de gutapercha prerecubiertos de biocerámica. Sin embargo, hasta ahora, ningún fabricante ha divulgado que el CSS no debe usarse con puntos de gutapercha regular. De hecho, se ha informado que solo el 22.1% de los usuarios de CSS han empleado gutapercha prerecubierta en sus rellenos de conductos radiculares (Guivarc'h et al., 2020), lo que respalda el propósito de este estudio. Además, EndoSeal MTA tuvo mayor adhesión a la gutapercha que EndoSequence BC Sealer y esto puede ser consecuencia de la diferente composición del CSS. EndoSeal MTA es un sellador a base de puzolana. Las puzolanas son una amplia clase de materiales silíceos o silíceos y aluminosos que, en sí mismos, poseen poco o ningún valor cementante, pero que, en forma finamente dividida y en presencia de agua, reaccionarán químicamente con hidróxido de calcio a temperatura ordinaria para formar compuestos que poseen propiedades cementantes. La cuantificación de la capacidad de una puzolana para reaccionar con hidróxido de calcio y agua se da al medir su actividad puzolánica. Las puzolanas son puzolanas de origen volcánico que ocurren de forma natural (Singh, 2018). En general, la reacción puzolánica con hidróxido de calcio y agua optimiza el flujo de un sustrato premezclado asegurando una consistencia de trabajo adecuada y capacidad de fraguado (Yoo et al., 2016). La incorporación de cemento de puzolana de partículas pequeñas, que es un agregado mineral con hidratación de silicato de calcio acuoso, resultó en un MTA de fraguado rápido sin la adición de un acelerador químico (Choi et al., 2013).

Es importante enfatizar que la gutapercha disponible comercialmente puede variar en su composición y propiedades fisicoquímicas dependiendo del fabricante. Por lo tanto, es probable que los resultados de las resistencias de unión por corte difieran cuando se comparan diferentes marcas de gutapercha y esta es una clara limitación del estudio actual. Además, se han recomendado conos de gutapercha específicamente recubiertos para ser utilizados con algunas marcas de CSS y su adhesión, así como su adaptación interfacial, también deberían ser evaluadas en estudios futuros. Desafortunadamente, la metodología presente no permite medir la resistencia de unión de los selladores de conductos radiculares sobre conos maestros de gutapercha individuales y, por lo tanto, no pretende imitar las condiciones clínicas de la vida real. Por otro lado, el presente estudio presenta una forma innovadora y reproducible para probar la unión entre gutapercha convencional o modificada y varios tipos de selladores de conductos radiculares.

Conclusiones

El CSS tenía una unión débil con la gutapercha. El sellador de conductos radiculares a base de resina epóxica (AH Plus) tenía valores de unión más altos en comparación con el CSS, mientras que EndoSeal MTA tenía una mayor adhesión a la gutapercha que EndoSequence BC Sealer. El presente estudio introduce un método innovador y reproducible para probar la resistencia de unión entre gutapercha convencional o modificada y diferentes tipos de selladores de conductos radiculares.

Autores: Gustavo De-Deus, Diogo S. Oliveira, Daniele M. Cavalcante, Marco Simões-Carvalho, Felipe G. Belladonna, Leandro S. Antunes, Erick M. Souza, Emmanuel J. N. L. Silva, Marco A. Versiani

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