Sobre la causalidad entre los defectos dentinarios y la preparación del conducto radicular: una evaluación con micro-CT

Este estudio tuvo como objetivo evaluar la relación causa-efecto entre la preparación del canal con el sistema ProTaper Universal (PTU) y la formación de defectos dentinarios utilizando análisis de microtomografía computarizada (micro-CT). Se escanearon cuarenta canales mesiales de molares mandibulares con una configuración de canal tipo II de Vertucci a una resolución isotrópica de 14.16 µm. La muestra se asignó a un grupo experimental (n = 30) y un grupo de control (n = 10), y los canales mesiales se prepararon con el sistema PTU hasta el instrumento F2. Las muestras del grupo experimental fueron escaneadas y las imágenes de sección transversal de las raíces mesiales, antes y después de la preparación, fueron examinadas para identificar la presencia de defectos dentinarios. En el grupo de control, las muestras se seccionaron perpendicularmente al eje largo de la raíz en rebanadas de 1 mm de grosor (n = 80) y se examinaron bajo un microscopio óptico. Una vez que se detectó un defecto dentinario, la rebanada fue escaneada a través de micro-CT. En el grupo experimental, se observaron micro-grietas dentinarias en 4,828 rebanadas (24.04%). En todas las imágenes de sección transversal, los defectos dentinarios identificados en las imágenes postoperatorias ya estaban presentes en la imagen preoperatoria correspondiente. En el grupo de control, 13 de 80 rebanadas (16.25%) tenían al menos un defecto dentinario visualizado bajo estereomicroscopía, que fue identificado después de un escaneo adicional por micro-CT. La micro-CT mostró una fiabilidad similar a la de la microscopía óptica en la detección de defectos dentinarios, añadiendo la posibilidad de rastrear el tejido dentinario, antes y después de la preparación del canal, y proporcionando una visualización clara de las micro-grietas. La preparación del conducto radicular con el sistema PTU no indujo la formación de nuevos defectos dentinarios.

Introducción

En las últimas dos décadas, la preparación del conducto radicular con instrumentos rotatorios de níquel-titanio (NiTi) se ha convertido en el enfoque principal para ampliar mecánicamente el espacio del conducto radicular, superando la mayoría de los problemas iniciales. Sin embargo, recientemente se ha planteado una preocupación importante: la creación de defectos dentinarios después de la instrumentación rotatoria de NiTi impulsada por motor. Considerando que tales defectos también podrían actuar como un punto desencadenante para fracturas radiculares verticales, que posteriormente afectan la supervivencia del diente, este problema, sin duda, merece una investigación y consideración científica en profundidad. Los estudios publicados sobre este tema siempre abarcan procedimientos de corte y observación postoperatoria a través de la técnica de microscopía óptica. Bajo este enfoque metodológico, se ha afirmado que la preparación rotatoria de NiTi per se podría tener un papel etiológico en la creación de defectos dentinarios. Aunque estos estudios parecen experimentalmente sólidos a primera vista, ya que la mayoría de los grupos de control que utilizan dientes no preparados mostraron, en la mayoría de los casos, ningún defecto dentinario, el enfoque destructivo del método representa su principal desventaja, ya que la condición preoperatoria de la dentina es desconocida. Idealmente, los factores etiológicos involucrados en los defectos dentinarios deberían ser evaluados mediante modelos experimentales no destructivos, que ofrezcan un examen pre y postoperatorio del tejido dentinario. De esta manera, sería posible determinar si los defectos dentinarios observados en las muestras después de la instrumentación ya estaban presentes antes del procedimiento experimental, permitiendo el seguimiento de los cambios en el sustrato dentinario. Por lo tanto, es poco probable que los modelos experimentales basados en la observación microscópica postoperatoria de un solo momento proporcionen los insumos necesarios para crear una comprensión integral del fenómeno complejo y multifactorial de la formación y propagación de micro-grietas, así como su causalidad por procedimientos endodónticos.

La microtomografía computarizada de alta definición (micro-CT) permite la visualización y mediciones tridimensionales (3D) de la microestructura interna de objetos opacos sin ninguna preparación de muestra o fijación química. Esta tecnología ha abierto nuevas posibilidades en el campo de la investigación endodóntica, ya que permite evaluaciones cuantitativas y cualitativas volumétricas no destructivas.

En endodoncia, el volumen de imagen resultante del escaneo de dientes, antes y después de los procedimientos de limpieza y conformación, puede ser registrado geométricamente en un sistema de coordenadas, lo que permite la identificación y medición de varios parámetros de resultado importantes, como los desechos de tejido duro empaquetados en las complejidades del conducto radicular, cambios en el volumen del conducto, porcentaje de paredes del conducto conformadas, grado de transporte y capacidad de dispersión de los irrigantes. Además, la micro-CT ya se ha utilizado con éxito para investigar grietas dentro de la estructura dental. Así, la tecnología micro-CT también podría ser un instrumento confiable para evaluar longitudinalmente el desarrollo de defectos dentinarios inducidos por técnicas de preparación del conducto radicular.

En este contexto, el presente estudio tuvo como objetivo evaluar la posible relación causa-efecto entre la preparación del conducto radicular realizada por un sistema rotatorio convencional de múltiples archivos de NiTi (ProTaper Universal [PTU]; Denstsply Maillefer, Ballaigues, Suiza) y la formación de defectos dentinarios utilizando un sistema de imagen de micro-CT.

Materiales y Métodos

Cálculo del Tamaño de la Muestra

El tamaño total de la muestra para este estudio se calculó después de una estimación del tamaño del efecto de los defectos dentinarios promovidos por el sistema PTU, como se informó anteriormente. De 50 muestras, los autores informaron la presencia de defectos dentinarios en 8 raíces. Siguiendo la familia de pruebas X2 y la prueba estadística de Varianza (G*Power 3.1 para Macintosh; Heinrich Heine, Universität Dusseldorf, Alemania), se ingresó un tamaño de efecto calculado de 0.32. También se especificó un error tipo alfa de 0.05 y una potencia beta de 0.95. Basado en estos parámetros, se indicaron veintitrés especímenes como el tamaño mínimo ideal requerido para observar el mismo efecto de los instrumentos PTU sobre la dentina radicular.

Selección de Muestras

El Comité Ético de la Universidad Grande Rio aprobó este estudio (protocolo nº 2223). Se obtuvieron ciento cincuenta y cuatro molares mandibulares humanos, con raíces completamente separadas y extraídos por razones no relacionadas con este estudio, de un grupo de dientes extraídos. Todas las raíces fueron inicialmente inspeccionadas por estereomicroscopía (Carl Zeiss Vision; Hallbergmoos, Alemania) bajo un aumento de 12X para detectar y excluir cualquier diente que presentara grietas preexistentes en la superficie externa de la raíz. Luego, se tomó una radiografía digital en la dirección buco-lingual para detectar posibles obstrucciones del conducto radicular y para determinar el ángulo de curvatura de la raíz mesial. El ángulo de curvatura se midió utilizando un programa de análisis de imágenes de código abierto (ImageJ v.1.47n; FIJI, Madison, WI, EE. UU.) y solo se seleccionaron dientes con curvatura moderada (que oscila entre 10º y 20º) de la raíz mesial. Además, los criterios de inclusión comprendieron solo molares en los que la calibración apical final de los canales mesiales permitió colocar un K-file tamaño 10 (Dentsply Maillefer) hasta la longitud de trabajo (WL). Como resultado, se seleccionaron 76 molares mandibulares y se almacenaron en una solución de timol al 0.1% a 5º C. Las muestras fueron pre-escanadas en una resolución isotrópica baja (70 µm) utilizando un escáner de micro-CT (SkyScan 1173; Bruker microCT, Kontich, Bélgica) para obtener un contorno general de la anatomía del conducto radicular. Basado en los modelos 3D del conducto radicular obtenidos de este conjunto de imágenes de pre-escaneo, se seleccionaron 40 molares mandibulares que presentaban la raíz mesial con una configuración de canal tipo II de Vertucci. Luego, estas muestras fueron re-escanadas a una resolución isotrópica aumentada (14.16 µm) a 70 kV y 114 µA. El escaneo se realizó mediante una rotación de 360º alrededor del eje vertical con un paso de rotación de 0.5º, un tiempo de exposición de la cámara de 7000 ms y un promedio de fotogramas de 5. Los rayos X fueron filtrados con un filtro de aluminio de 1 mm de grosor. Las imágenes fueron reconstruidas con el software NRecon 1.6.3 (Bruker microCT) utilizando una corrección de endurecimiento del haz del 40%, corrección de artefactos de anillo de 10, así como límites de contraste mínimo y máximo, lo que resultó en la adquisición de 700-800 secciones transversales por diente.

Preparación del Conducto Radicular

Se utilizó una delgada película de material de impresión de polieter para recubrir la superficie de las raíces y simular el ligamento periodontal, y cada muestra se colocó de forma coronal-apical dentro de un soporte de resina epóxica hecho a medida para agilizar los procesos de co-registro posteriores. Los conjuntos de imágenes de los especímenes después de la preparación se renderizaron y co-registraron con sus respectivos conjuntos de datos preoperatorios utilizando el algoritmo afín del software 3D Slicer 4.4.0 (disponible en http://www.slicer.org). Se accedió a los dientes y se confirmó la permeabilidad del conducto insertando un K-file de tamaño 10 a través del foramen apical antes y después de completar la preparación del conducto radicular. La longitud de trabajo (WL) se estableció deduciendo 1 mm de la longitud del conducto y un único operador experimentado realizó todas las preparaciones. Se prepararon tanto los conductos mesio-bucales como los mesio-linguales con instrumentos PTU impulsados a 300 rpm y un par de 2 Ncm (XSmart; Dentsply Maillefer) aplicando una suave presión apical hasta el instrumento F2. La irrigación se realizó de la misma manera para todos los especímenes utilizando 25 mL de NaOCl al 2.5%. Después de eso, los dientes se asignaron aleatoriamente a un grupo experimental (n = 30) y un grupo de control (n = 10).

Grupo Experimental

Después de la preparación del canal, las muestras (n = 30) fueron escaneadas y reconstruidas utilizando los parámetros mencionados anteriormente. Tres examinadores pre-calibrados revisaron las imágenes de las secciones transversales de las raíces mesiales, antes y después de la preparación, para identificar la presencia de defectos dentinarios, desde el nivel de la furcación hasta el ápice (n = 20,080). En primer lugar, se analizaron las imágenes postoperatorias, y se registró el número de sección transversal en el que se había observado un defecto dentinario. Luego, se examinó la imagen de sección transversal correspondiente preoperatoria para verificar la preexistencia de un defecto dentinario. Para validar el proceso de selección, los análisis de imágenes se repitieron dos veces con intervalos de 2 semanas; en caso de divergencia entre los examinadores, la imagen se examinó en conjunto hasta que se llegó a un acuerdo.

Grupo Control

Diez raíces mesiales con canales radiculares preparados fueron seccionadas transversalmente en ocho cortes en serie de 1 mm de grosor (n = 80) desde el ápice utilizando un disco de diamante montado en una sierra de baja velocidad (IsoMet; Buehler, Lake Bluff, IL, EE. UU.). Las secciones transversales obtenidas fueron examinadas bajo magnificación por los examinadores pre-calibrados. Una vez que se detectó una micro-grieta dentinaria, el corte fue escaneado a través de micro-CT utilizando los parámetros mencionados anteriormente. Este procedimiento se realizó para verificar la fiabilidad de la tecnología de micro-CT en la detección de micro-grietas en comparación con la microscopía óptica.

Resultados

El análisis bidimensional de las imágenes de secciones transversales reconstruidas en el grupo experimental (n = 20,080) reveló la presencia de micro-grietas dentinales en 4,828 cortes (24.04%). Sin embargo, todos los defectos dentinales identificados en las imágenes postoperatorias ya estaban presentes en la imagen preoperatoria correspondiente, lo que indica que los procedimientos de limpieza y conformación no estaban relacionados con la formación de nuevas micro-grietas dentinales (Fig. 1).

En el grupo de control, 13 de 80 secciones (16.25%) presentaron al menos un defecto dentinario visualizado bajo estereomicroscopía, que fue completamente identificado a través del análisis de micro-CT (Fig. 2).

Discusión

Las micro-grietas dentinarias pueden propagarse a una fractura vertical de raíz que, en la mayoría de los casos, conduce a la extracción del diente. Estas fracturas tienen una etiología multifactorial y algunos autores atribuyen esta condición a una preparación biomecánica excesiva; eliminación excesiva de dentina durante la ampliación coronaria del canal y la preparación del poste; cantidad de estructura coronaria restante; patología parafuncional; y fuerzas excesivas durante el llenado del conducto radicular. En el estudio actual, se utilizó un modelo experimental de micro-CT para evaluar la presencia de defectos dentinarios antes y después de la preparación del conducto radicular con el sistema PTU. Esta metodología exime la necesidad de cortar las muestras y permite la comparación de la misma muestra antes y después de la instrumentación. Estas son las diferencias metodológicas más importantes con respecto a estudios anteriores. La fiabilidad de esta tecnología para detectar defectos dentinarios fue confirmada en este estudio, una vez que se identificó la extensión completa de las micro-grietas dentinarias visualizadas bajo estereomicroscopía convencional en las imágenes de micro-CT en sección transversal. Además, la naturaleza no destructiva de micro-CT permite superponer experimentos adicionales en las mismas muestras al rastrear posteriormente los defectos dentinarios después del retratamiento endodóntico, la preparación del poste y los procedimientos de remoción.

En el estudio actual, se utilizaron dientes extraídos almacenados en un medio líquido, al igual que en investigaciones anteriores sobre este tema. Las condiciones generales de almacenamiento antes, durante y después de los procedimientos endodónticos podrían afectar la incidencia de defectos dentinales. Sin embargo, la tecnología de micro-CT proporciona la posibilidad de examinar el tejido dentinal antes de la preparación del conducto radicular, lo cual es, de hecho, una característica muy adecuada e importante.

La ausencia de nuevos defectos dentinales encontrados después de la preparación del canal con el sistema PTU en el estudio actual contrasta marcadamente con los resultados de estudios anteriores, que mostraron que la preparación rotativa del canal con este sistema podría iniciar y/o propagar micro-grietas dentinales. Bier y colegas observaron grietas en el 16% de las secciones horizontales de las raíces instrumentadas con el sistema PTU. Kim y coautores informaron que el mismo sistema generó tensiones extremas de tracción y compresión en la dentina radicular en comparación con el sistema rotativo cónico constante ProFile (Dentsply Maillefer). Los autores también especularon que mayores concentraciones de estrés en la raíz resultarían en áreas dentinales más delgadas y, en consecuencia, en un mayor riesgo de crear defectos. Milani et al. observaron defectos dentinales en el 21% de los incisivos mandibulares (n = 4) preparados con el sistema PTU. Yoldas et al. probaron la secuencia completa (SX a F3) de instrumentos PTU en los canales mesiales de los molares mandibulares y observaron defectos dentinales en el 30% de la muestra (n = 6). Burklein et al. encontraron que la secuencia completa de archivos PTU causó grietas significativas completas (n = 3; 5%) e incompletas (n = 20; 23.3%) en los incisivos mandibulares. Asimismo, Liu et al. observaron grietas en la superficie apical de la raíz en el 25% de las raíces instrumentadas con el sistema PTU. En el grupo de control del presente estudio, en el cual solo se analizaron muestras con conductos radiculares previamente preparados y se utilizó el mismo método de aserrado que los estudios mencionados anteriormente, también se observó un mayor porcentaje de formación de micro-grietas (16.25%). Es importante mencionar que a pesar de seguir el mismo método de los estudios mencionados anteriormente, el estado basal de cada muestra era desconocido en este grupo.

La amplia gama de variación reportada en la literatura respecto a la incidencia de micro-grietas es una consecuencia clara de la diversidad de los métodos experimentales y los controles no preparados. El cuerpo acumulado de evidencia que correlaciona la preparación rotativa de NiTi con el desarrollo de defectos dentinarios se basa en gran medida en el seccionamiento de raíces de modelos experimentales. Como se mencionó anteriormente, los métodos de seccionamiento tienen un inconveniente significativo relacionado con la naturaleza destructiva del experimento, que probablemente es el principal responsable de los resultados algo poco convincentes reportados en la literatura. Es notable mencionar que los grupos de control que utilizaron dientes no preparados en estos estudios parecieron resultar en un enfoque metodológico sólido, ya que no se detectaron defectos dentinarios. Sin embargo, en estos grupos de control, utilizando dientes no preparados, los autores no tomaron en cuenta el daño potencial causado por la interacción entre los siguientes factores: (i) el estrés mecánico causado por la preparación rotativa de NiTi per se, (ii) el ataque químico a la dentina radicular producido por la irrigación a base de NaOCl, y (iii) el estrés provocado por los procedimientos de seccionamiento de raíces.

Se puede especular que la sección de raíces de dientes almacenados en los que los canales fueron previamente preparados con un sistema rotatorio e irrigados con NaOCl desencadena la aparición de varios tipos de defectos dentinarios, que generalmente no ocurren en las secciones de control no preparadas. Según un estudio previo, la irrigación del conducto radicular de premolares maduros de raíz simple con NaOCl al 5.25% afectó sus propiedades dentinarias lo suficiente como para alterar sus características de deformación, lo que parece inducir a la dentina a volverse más quebradiza. Así, desafiando nuestros hallazgos actuales y los derivados de la sección de raíces, los factores mencionados anteriormente parecen tener un fuerte impacto en la solidez de la dentina radicular cuando se consideran en conjunto.

Dado que los procedimientos modernos de desinfección de canales dependen de la tecnología de conformación actualmente disponible, un conocimiento integral de la relación causa-efecto entre micro-grietas dentinarias y la preparación de canales motorizada es de suma importancia para predecir la seguridad óptima de los procedimientos endodónticos. Este problema científico debe ser considerado como un área crítica para futuras investigaciones para minimizar los posibles efectos secundarios dañinos, como la creación de defectos dentinarios. Posiblemente, el carácter provocador de los resultados actuales puede llevar a otros grupos de investigación a seguir y mejorar esta metodología longitudinal de micro-CT, brindando la posibilidad de comprender mejor el verdadero efecto de la preparación motorizada en el tejido dentinario radicular.

La tecnología de imagen de micro-CT permite rastrear el tejido dentinario antes y después de la preparación del conducto radicular, proporcionando una visualización clara de micro-grietas y sugiriendo que varios factores en conjunto pueden ser responsables de la formación de defectos dentinarios en lugar de la técnica de instrumentación mecánica exclusivamente. No fue posible inferir alguna relación causal entre la formación de micro-grietas dentinarias y la preparación del conducto radicular con el sistema rotatorio PTU.

Autores: Gustavo De-Deus, Felipe Gonçalves Belladonna, Juliana Roter Marins, Emmanuel João Nogueira Leal Silva, Aline de Almeida Neves, Erick Miranda Souza, Alessandra de Castro Machado, Ricardo Tadeu Lopes, Marco Aurélio Versiani

Referencias:

1. Sathorn C, Palamara JEA, Messer HH. Una comparación de los efectos de dos técnicas de preparación de conductos en la susceptibilidad a fracturas radiculares y el patrón de fractura. J Endod 2005;31:283-287.
2. Tsesis I, Rosen E, Tamse A, Taschieri S, Kfir A. Diagnóstico de fracturas radiculares verticales en dientes tratados endodónticamente basado en índices clínicos y radiográficos: una revisión sistemática. J Endod 2010;36:1455-1458.
3. Kim HC, Lee MH, Yum J, Versluis A, Lee CJ, Kim BM. Relación potencial entre el diseño de instrumentos rotatorios de níquel-titanio y la fractura radicular vertical. J Endod 2010;36:1195-1199.
4. Bier CAS, Shemesh H, Tanomaru-Filho M, Wesselink PR, Wu MK. La capacidad de diferentes instrumentos rotatorios de níquel-titanio para inducir daño dentinario durante la preparación del conducto. J Endod 2009;35:236-238.
5. Shemesh H, Bier CAS, Wu MK, Tanomaru-Filho M, Wesselink PR. Los efectos de la preparación y el llenado del conducto en la incidencia de defectos dentinarios. Int Endod J 2009;42:208-213.
6. Yoldas O, Yilmaz S, Atakan G, Kuden C, Kasan Z. Formación de microgrietas dentinarias durante las preparaciones de conductos radiculares con diferentes instrumentos rotatorios de NiTi y el Archivo Autoajustable. J Endod 2012;38:232-235.
7. Liu R, Kaiwar A, Shemesh H, Wesselink PR, Hou B, Wu MK. Incidencia de grietas radiculares apicales y desgarros dentinarios apicales después de la preparación del conducto con archivos manuales y rotatorios a diferentes longitudes de instrumentación. J Endod 2013;39:129-132.
8. Liu R, Hou BX, Wesselink PR, Wu MK, Shemesh H. La incidencia de microgrietas radiculares causadas por 3 sistemas de archivo único diferentes frente al Sistema ProTaper. J Endod 2013;39:1054-1056.
9. Bürklein S, Tsotsis P, Schäfer E. Incidencia de defectos dentinarios después de la preparación del conducto radicular: instrumentación reciprocante frente a rotatoria. J Endod 2013;39:501-504.
10. Versiani MA, Leoni GB, Steier L, De-Deus G, Tassani S, Pécora JD, et al. Estudio de micro-tomografía computarizada de conductos de forma ovalada preparados con el Archivo Autoajustable, Reciproc, WaveOne y sistemas ProTaper Universal. J Endod 2013;39:1060-1066.
11. Paqué F, Boessler C, Zehnder M. Niveles acumulados de residuos de tejido duro en raíces mesiales de molares mandibulares después de pasos de irrigación secuenciales. Int Endod J 2010;44:148-153.
12. De-Deus G, Marins J, Neves Ade A, Reis C, Fidel S, Versiani MA, et al. Evaluación de residuos de tejido duro acumulados utilizando micro-CT y software gratuito para procesamiento y análisis de imágenes. J Endod 2014;40:271-276.
13. De-Deus G, Marins J, Silva EJ, Souza E, Belladonna FG, Reis C, et al. Residuos de tejido duro acumulados producidos durante la preparación de conductos de níquel-titanio reciprocantes y rotatorios. J Endod 2015;41:676-687.
14. De-Deus G, Belladonna FG, Silva EJNL, Marins JR, Souza EM, Perez R, et al. Evaluación de micro-CT de áreas de conducto no instrumentadas después de diferentes ensanchamientos realizados por sistemas de NiTi. Braz Dent J 2015;26:624-629.
15. Paqué F, Zehnder M, De-Deus G. Comparación basada en microtomografía de la técnica de archivo único F2 ProTaper reciprocante frente a la secuencia completa rotatoria. J Endod 2011;37:1394-1397.
16. Versiani MA, De-Deus G, Vera J, Souza EM, Steier L, Pécora JD, et al. Mapeo 3D de las áreas irrigadas del espacio del conducto radicular utilizando micro-tomografía computarizada. Clin Oral Investig 2015;19:859-866.
17. De-Deus G, Silva EJ, Marins J, Souza E, Neves Ade A, Gonçalves Belladonna F, et al. Falta de relación causal entre microgrietas dentinarias y preparación del conducto radicular con sistemas de reciprocación. J Endod 2014;40:1447-1450.
18. De-Deus G, Belladonna FG, Souza EM, Silva EJ, Neves Ade A, Alves H, et al. Evaluación micro-tomográfica del efecto de los sistemas ProTaper Next y Twisted File Adaptive sobre las grietas dentinarias. J Endod 2015;41:1116-1119.
19. Schneider SW. Una comparación de las preparaciones de conductos en conductos radiculares rectos y curvados. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 1971;32:271-275.
20. Vertucci FJ. Morfología del conducto radicular y su relación con los procedimientos endodónticos. Endod Top 2005;10:3-29.
21. Bortoluzzi EA, Souza EM, Reis JMSN, Esberard RM, Tanomaru-Filho M. Resistencia a la fractura de incisivos bovinos después de tratamiento intra-radicular con MTA en un modelo experimental de diente inmaduro. Int Endod J 2007;40:684-691.
22. Milani AS, Froughreyhani M, Rahimi S, Jafarabadi MA, Paksefat S. El efecto de la preparación del conducto radicular en el desarrollo de grietas en la dentina. Iran Endod J 2012;7:177-182
23. Sim TP, Knowles JC, Ng YL, Shelton J, Gulabivala K. Efecto del hipoclorito de sodio en las propiedades mecánicas de la dentina y la deformación de la superficie dental. Int Endod J 2001;34:120-132.
24. Souza EM, Calixto AM, Lima CN, Pappen FG, De-Deus G. Influencia similar de soluciones de hipoclorito de sodio alcalino estabilizado y neutro en la resistencia a la fractura de dientes bovinos tratados en el conducto radicular. J Endod 2014;40:1600-1603.