Desarrollo de Microgrietas Dentinales tras la Preparación del Canal: Un Estudio Longitudinal in Situ de Micro–tomografía Computarizada Usando un Modelo de Cadáver

Resumen

Introducción: El propósito de este estudio fue evaluar el desarrollo de microfisuras dentinarias después de la preparación del conducto radicular con los sistemas Reciproc y ProTaper Universal utilizando un modelo de cadáver in situ mediante un sistema de imágenes de microtomografía computarizada (micro-CT). Métodos: En la autopsia, se excisaron 8 bloques óseos maxilares que tenían al menos los primeros y segundos dientes premolares (n = 16), se escanearon a una resolución de 13.18 mm y se distribuyeron aleatoriamente en 2 grupos (n = 8) según el protocolo de preparación: sistemas Reciproc y ProTaper Universal. Los conductos radiculares se prepararon hasta los instrumentos R25 y F2 en los grupos Reciproc y ProTaper Universal, respectivamente. Después de los procedimientos de preparación, las muestras se escanearon nuevamente, y las imágenes de sección transversal preoperatorias y postoperatorias registradas de las raíces (n = 19,060) se examinaron para identificar la presencia de defectos dentinarios. Resultados: En el grupo Reciproc, se analizaron 9176 imágenes de sección transversal y no se observó ninguna fisura. En el grupo ProTaper Universal, 244 de 9884 cortes de sección transversal (2.46%) presentaron defectos dentinarios; sin embargo, todos los defectos ya estaban presentes en las imágenes preoperatorias correspondientes, lo que indica que no se creó ninguna nueva microfisura después de la preparación del conducto. Conclusiones: La preparación del conducto radicular in situ de los premolares maxilares con los sistemas Reciproc y ProTaper Universal no indujo la formación de microfisuras dentinarias en un modelo de cadáver, como se observó mediante micro-CT. (J Endod 2017;43:1553–1558)

En los últimos años, la ocurrencia de fracturas radiculares en dientes sanos o tratados/restaurados endodónticamente se ha convertido en una gran preocupación en endodoncia. La fractura radicular se ha definido como un evento clínico devastador, y actualmente es una de las principales causas de pérdida dental. A lo largo de los años, se han sugerido varias etiologías hipotéticas para la fractura radicular, incluyendo hipótesis que sugieren que la fractura radicular comenzaría a partir de micro-grietas dentinales causadas por la deshidratación de la dentina, la colocación de postes y la corrosión, el diseño de los espaciadores o fuerzas excesivas durante los procedimientos de obturación. Algunos años después, Bier et al y Shemesh et al también correlacionaron la formación de microgrietas dentinales con la preparación del conducto radicular realizada por instrumentos de níquel-titanio (NiTi) accionados por motor. Dado que la preparación mecánica del conducto radicular se ha convertido en la norma para la conformación del conducto radicular, no es sorprendente que este fenómeno haya ganado cada vez más importancia en el campo de la investigación endodóntica. En general, la metodología utilizada en la mayoría de los estudios ex vivo sobre la formación de micro-grietas dentinales incluye el corte de la muestra, seguido de la observación postoperatoria de la superficie dentinal expuesta mediante dispositivos microscópicos ópticos. Sin embargo, este modelo experimental tiene algunas limitaciones críticas que reducen su fiabilidad general, como la naturaleza destructiva del método, la observación bidimensional, la ausencia de una inspección de rango completo del diente y la falta de seguimiento longitudinal, ya que no permite la evaluación de la muestra no preparada. De esta manera, es poco probable que los resultados reportados en la mayoría de estos estudios, en los que se observaron grietas en más del 40% de las muestras, reflejen la realidad clínica. La lógica científica detrás de este escenario inconcluso dictaría que las limitaciones de los métodos convencionales son propensas a errores sistemáticos de análisis y, en consecuencia, están lejos de ser un modelo experimental ideal.

Los recientes avances tecnológicos en el campo de la imaginología, como la introducción de la microtomografía computarizada (micro-CT) en la investigación dental, han llevado a una comprensión más completa sobre la formación de microfisuras dentinales. La micro-CT es una tecnología altamente precisa y no destructiva que permite la evaluación longitudinal de los especímenes a lo largo de los procedimientos experimentales; en consecuencia, cada diente sirve como su propio control, se pueden evaluar cientos de cortes por espécimen y se puede rastrear toda la extensión de los defectos. Al utilizar este método, De Deus et al. mostraron una clara falta de relación causal entre el desarrollo de microfisuras dentinales y la preparación del canal con sistemas rotatorios y reciprocantes. Esta conclusión fue confirmada posteriormente por otros estudios que utilizaron la misma metodología. Sin embargo, los autores informaron un número significativo de defectos preexistentes en las raíces, probablemente causados por fuerzas de extracción excesivas y/o condiciones de almacenamiento de los dientes. En consecuencia, estas condiciones tampoco representan un modelo experimental cercano a lo ideal. Así, incluso con un considerable cuerpo de evidencia acumulada durante los últimos 30 años, varios aspectos relacionados con la formación de fisuras y los procedimientos endodónticos siguen siendo inconclusos, y preguntas críticas aún están abiertas. Recientemente, se sugirió un modelo cadavérico como un enfoque metodológico ideal para una evaluación integral de la formación de microfisuras dentinales, ya que las propiedades viscoelásticas del aparato de sujeción absorberían las fuerzas aplicadas a los tejidos dentales durante los procedimientos de preparación del canal radicular.

Hasta donde saben los autores, la literatura científica actual carece de un informe experimental longitudinal in situ no destructivo sobre este tema. Por lo tanto, este estudio fue diseñado para investigar la posible relación causa-efecto entre la preparación del conducto radicular realizada por 2 sistemas de NiTi motorizados (Reciproc; VDW, Múnich, Alemania y ProTaper Universal; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Suiza) y la formación de microfisuras dentales en un modelo de cadáver utilizando tecnología de micro-CT.

Materiales y Métodos

Cálculo del Tamaño de la Muestra

El tamaño de muestra ideal para este modelo de cadáver sobre la formación de microfisuras se calculó en base al estudio de Arias et al. El tamaño de efecto estimado de 3.125 se introdujo junto con un error tipo alfa de 0.05 y una potencia-beta de 0.95 en un t test para la familia estadística de medias independientes (G*Power 3.1 para MacIntosh). Los resultados apuntaron a un tamaño mínimo total de muestra de 8 dientes para observar diferencias en microfisuras entre los grupos.

Selección de Muestra

Se recolectaron ocho bloques de hueso maxilar dentoalveolar que contenían de 3 a 5 dientes adyacentes de diferentes donantes adultos tras la autopsia, después de obtener el consentimiento informado de los familiares bajo un protocolo de investigación aprobado por el Departamento Forense local y el Comité Nacional de Ética en Investigación en Salud (protocolo #931.732). La edad de los donantes oscilaba entre 19 y 30 años (edad media, 23 años). Los criterios de inclusión fueron la presencia de primeros y segundos premolares maxilares no cariados rodeados de hueso alveolar y ligamento periodontal. Los bloques de hueso se mantuvieron almacenados a —20^◦C y se sometieron a los procedimientos experimentales dentro de un mes desde 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 a 4 horas, cada bloque de hueso fue escaneado en un dispositivo de micro-CT (SkyScan 1173; Bruker-microCT, Kontich, Bélgica) utilizando una resolución isotrópica de 13.18 mm 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 cámara de 1000 milisegundos 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 cortes 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 de 5 y límites de contraste (0.0095–0.03), resultando en la adquisición de 1100–1300 secciones transversales por bloque de hueso.

Preparación del Conducto Radicular

Después de los procedimientos de escaneo y reconstrucción, se seleccionaron los primeros y segundos premolares maxilares de cada bloque óseo para los procedimientos experimentales (n = 16). Los primeros premolares tenían 2 conductos, mientras que los segundos premolares solo tenían 1 conducto radicular. Después de la preparación convencional de la cavidad de acceso, se estableció la longitud de trabajo (WL) a 1 mm del foramen apical utilizando un K-file tamaño 10 (Dentsply Maillefer) con la ayuda de un localizador de ápice (Root ZX; J Morita USA Inc, Irvine, CA) y se confirmó mediante radiografía digital. Después de eso, se estableció el camino de deslizamiento explorando un K-file de acero inoxidable tamaño 15 (Dentsply Maillefer) hasta la WL. Luego, los dientes se asignaron aleatoriamente a 2 grupos experimentales (n = 8). En el grupo Reciproc, se activó el instrumento R25 (25/0.08) en movimiento reciprocante (VDW Silver; VDW) y se movió en dirección apical con ligera presión apical utilizando un movimiento de picoteo lento de entrada y salida de aproximadamente 3 mm de amplitud. Después de 3 movimientos de picoteo, se retiró el instrumento del conducto y se limpió. La WL se alcanzó en la tercera ola de instrumentación para todos los dientes. En el grupo ProTaper Universal, se utilizó el instrumento SX hasta la mitad de la WL, seguido de los instrumentos S1, S2, F1 y F2 hasta la WL completa, con un movimiento suave de entrada y salida (VDW Silver), de acuerdo con las instrucciones del fabricante (SX, S1 y S2, 300 rpm y 3 Ncm; F1 y F2, 300 rpm y 2 Ncm).

Cada conjunto de instrumentos se utilizó para agrandar 2 dientes, y un operador experimentado realizó todos los procedimientos experimentales después de un entrenamiento sustancial con los sistemas. Durante la preparación, se entregaron un total de 30 mL de hipoclorito de sodio al 2.5% en cada conducto radicular utilizando una aguja de doble puerto lateral NaviTip de 31 calibres (Ultradent Products Inc, South Jordan, UT). Se realizó una irrigación final con 5 mL de EDTA al 17% y 5 mL de agua bidistilada, seguida de un secado con puntos de papel absorbente (Dentsply Maillefer). Luego, los bloques óseos se sometieron a una nueva exploración y reconstrucción aplicando los parámetros iniciales.

Análisis de Imágenes

Los conjuntos de imágenes reconstruidas de los bloques óseos antes y después de la preparación del canal fueron co-registrados utilizando el algoritmo afín del software 3D Slicer v.4.6.2 (disponible en http://www.slicer.org). CTVol v.2.3 (Bruker-microCT) se utilizó para la visualización tridimensional y el análisis cualitativo de los bloques óseos (Fig. 1). Luego, todas las imágenes de sección transversal de los dientes premolares (n = 19,060) fueron examinadas desde la unión cemento-esmalte hasta el ápice por 3 examinadores previamente calibrados que estaban cegados a los grupos experimentales, con el objetivo de identificar la presencia de defectos dentinarios. Para validar el proceso de selección, los análisis de imágenes se repitieron dos veces con intervalos de 2 semanas; en caso de divergencia, las imágenes se examinaron juntas hasta alcanzar un acuerdo.

Resultados

Figuras 2 y 3 muestran imágenes representativas de los tercios coronal, medio y apical de las raíces de los dientes premolares antes y después de la preparación con los sistemas Reciproc y ProTaper Universal, respectivamente. En el grupo Reciproc, se analizaron 9176 imágenes de secciones transversales y no se observó ninguna fisura. En el grupo ProTaper Universal, 244 de 9884 cortes de sección transversal (2.46%) presentaron defectos dentinarios. Estos defectos se observaron en solo 1 diente y ya estaban presentes en las imágenes preoperatorias correspondientes (Fig. 4).

Discusión

En el estudio actual, se utilizó un modelo de cadáver in situ para estudiar el efecto de la preparación del conducto radicular con 2 sistemas de NiTi bien establecidos (Reciproc y ProTaper Universal) sobre el desarrollo de defectos dentinarios a través de imágenes de micro-CT. Los defectos dentinarios observados después de los procedimientos de preparación ya estaban presentes en las imágenes preoperatorias correspondientes, lo que indica que no se creó ninguna nueva microfisura por los sistemas probados. De hecho, los defectos estaban ubicados en el borde de solo 1 diente (Fig. 4), y estas fisuras probablemente fueron causadas durante los procedimientos para remover el bloque óseo de la mandíbula. Por lo tanto, el agrandamiento mecánico del sistema de conducto radicular de los premolares maxilares en este estudio no podría asociarse con la formación de microfisuras. Los resultados presentes contrastan marcadamente con varias publicaciones anteriores que han demostrado una clara correlación entre las preparaciones de conductos radiculares y la iniciación y/o propagación de fisuras dentinarias.

Hoy en día, la mayoría de los estudios que correlacionan la preparación mecánica y el desarrollo de defectos dentinarios se basan en métodos de seccionamiento de raíces y observación directa mediante microscopía óptica. Se evaluaron aquí los instrumentos ProTaper Universal y Reciproc utilizados en rotación y reciprocación, respectivamente, debido a los informes contrastantes sobre su impacto en la dentina radicular que resulta en defectos dentinarios. En estos estudios, la incidencia de microfisuras dentinarias después de la preparación con el sistema ProTaper Universal hasta el instrumento F2 osciló entre el 50% y el 80%, mientras que la preparación con

los instrumentos Reciproc R25 causó fisuras en el 5% al 65% de la muestra. Esta alta incidencia de fisuras observadas después de la preparación del canal con estos instrumentos está lejos de la realidad del entorno clínico, lo que sugiere un gran inconveniente en este modelo experimental destructivo. Por lo tanto, esta discrepancia de resultados puede explicarse razonablemente por diferencias significativas entre los modelos experimentales.

Aunque el uso de dientes no preparados como controles parece validar las conclusiones principales de los estudios de seccionamiento de raíces, estos grupos solo pudieron controlar las tensiones mecánicas causadas por el sistema de preparación mecánica de NiTi en sí, dejando de lado la interacción así como el efecto acumulativo de todas las fuentes de tensiones a las que fueron sometidos los grupos experimentales, como el ataque químico de la irrigación a base de hipoclorito de sodio y el procedimiento de seccionamiento. Curiosamente, se han reportado defectos dentinarios también en los dientes de control no tratados en 2 estudios de seccionamiento de raíces, y los autores explicaron que su presencia se debía a fuerzas inducidas durante la extracción, cargas excesivas causadas por disfunción oclusal antes de la extracción, trauma previo y/o los procedimientos de corte. Es importante considerar que, debido a que las técnicas de seccionamiento convencionales permiten la evaluación de solo unas pocas secciones por diente, existe una verdadera posibilidad de pasar por alto defectos existentes a lo largo de la raíz, lo que significa que los grupos de control en estos estudios probablemente subestimaron la presencia de microfisuras previas al tratamiento. Por otro lado, un resultado marcadamente diferente fue reportado por un estudio previo que utilizó tecnología de micro-CT, en el cual se observaron 9016 secciones con defectos dentinarios en el grupo de control, demostrando la fiabilidad de este método.

Una preocupación adicional con respecto a los estudios sobre la generación de fisuras está relacionada con las condiciones de almacenamiento de las muestras, ya que se ha demostrado recientemente que la respuesta biomecánica de la dentina radicular a la instrumentación del conducto radicular se ve influenciada por la hidratación de la dentina. En raíces hidratadas, la instrumentación con instrumentos de NiTi manuales, reciprocantes o rotatorios no resultó en concentraciones residuales de microtensión. Considerando que la propagación de fisuras puede continuar en secciones radiculares incluso después de 1 mes de almacenamiento sin estrés adicional sobre la dentina, el estado base de la muestra es crucial para la fiabilidad de los estudios de laboratorio sobre el desarrollo de microfisuras dentinales. La temperatura necesaria de almacenamiento no está exactamente definida por datos científicos, y el efecto de diferentes temperaturas de almacenamiento sobre el comportamiento biomecánico y biológico se discute de manera controvertida. No hay un acuerdo internacional, regulaciones generales o estándares de bancos de tejidos sobre una temperatura de almacenamiento específica para los dientes. Declaraciones recientes de la Asociación Americana de Bancos de Tejidos recomiendan una temperatura de almacenamiento de —20^◦C durante un máximo de 6 meses de almacenamiento y —40^◦C para períodos más largos de preservación en congelación profunda. De hecho, las influencias de la duración del almacenamiento y la temperatura de congelación sobre las propiedades biomecánicas de los dientes no se comprenden completamente y aún están por determinarse. En este estudio, la temperatura de almacenamiento de —20^◦C, como lo recomienda la Asociación Americana de Bancos de Tejidos, y el descongelamiento lento para los procedimientos de escaneo y preparación no afectaron la estructura del hueso o los dientes.

La principal motivación para este estudio proviene del resultado de 2 estudios in vivo y 2 estudios utilizando modelos de cadáveres humanos frescos, en los cuales no se observó ninguna fisura después de diferentes procedimientos cuando el diente se mantuvo in situ. Según los autores, las propiedades viscoelásticas del aparato de sujeción absorberían las fuerzas aplicadas a los tejidos dentales, previniendo la formación de microfisuras después de diferentes procedimientos endodónticos, lo que respalda los resultados actuales. En este estudio, el uso de un modelo de cadáver fresco in situ en el que el hueso y el ligamento periodontal permanecieron intactos, asociado a una metodología altamente precisa y no destructiva en la evaluación de las muestras, está respaldado por un estudio previo en el que se sugirieron estos enfoques metodológicos como un método más reproducible para probar microfisuras. Además, se dio un paso más durante la selección y distribución de las muestras para reducir la influencia de otros factores de confusión que se han correlacionado con dientes agrietados, como el medio y tiempo de almacenamiento, grupo de dientes, la anatomía de la raíz y del conducto radicular, la edad y el sexo de los pacientes, las morfologías de la raíz y del canal, así como la función masticatoria y la presencia de interferencias excusivas o cualquier parafunción a la que los dientes pudieran estar sometidos durante la vida del paciente. Se espera que el carácter provocador de los resultados actuales pueda llevar a otros grupos de investigación a seguir y mejorar esta metodología de micro-CT longitudinal in situ, brindando la posibilidad de comprender mejor la complejidad del desarrollo de microfisuras dentinales en los dientes.

Por lo tanto, bajo las condiciones de este estudio de modelo de cadáver in situ, se puede concluir que la preparación del conducto radicular de los premolares maxilares con los sistemas Reciproc y ProTaper Universal no indujo la formación de microfisuras dentinales, como se observó mediante imágenes de micro-CT.

Autores: Gustavo De-Deus, DDS, MSc, PhD, Júlio César de Azevedo Carvalhal, Felipe Gonçalves Belladonna, MSc, Emmanuel João Nogueira Leal Silva, Ricardo Tadeu Lopes, Renato Evando Moreira Filho, Erick Miranda Souza, José Claudio Provenzano, Marco Aurélio Versiani

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