Capacidad de conformación de sistemas rotatorios multifilamento tratados térmicamente y de un solo archivo reciprocante: un estudio de micro-CT

Resumen

Objetivo: Investigar los cambios en la geometría tridimensional, en varios parámetros morfológicos de sección transversal y en la capacidad de centrado de los conductos radiculares preparados con diferentes sistemas de preparación utilizando tecnología de imagen por tomografía microcomputada.

Metodología: Se emparejaron sesenta y cuatro conductos mesiales de molares mandibulares en función de dimensiones morfológicas similares utilizando evaluación por micro-CT y se asignaron a cuatro grupos experimentales (n = 16), de acuerdo con la técnica de preparación del conducto: sistemas Reciproc, WaveOne, Twisted File y HyFlex CM. Se compararon los cambios en varios parámetros morfológicos 2D (área, perímetro, factor de forma, redondez, diámetro menor y mayor) y 3D [volumen, área superficial, índice de modelo estructural (SMI)], así como el transporte del conducto, con los valores preoperatorios utilizando las pruebas de Kruskal–Wallis y ANOVA post hoc de Tukey con el nivel de significancia establecido en 5%.

Resultados: La preparación aumentó significativamente todos los parámetros evaluados en los grupos experimentales. No se observaron diferencias significativas entre los grupos respecto a los cambios en el volumen, área superficial, SMI, factor de forma y redondez del conducto radicular después de la preparación (P > 0.05). En el tercio apical, el grupo Reciproc tuvo cambios significativamente mayores en el área del conducto, perímetro, diámetros mayor y menor que los otros grupos (P < 0.05). En general, los sistemas Twisted File y HyFlex CM se asociaron con significativamente menos transporte que los instrumentos reciprocantes, Reciproc y WaveOne (P < 0.05).

Conclusiones: Los procedimientos de conformación llevaron al aumento del espacio del conducto radicular sin evidencia de errores significativos en la preparación. Los cambios en los parámetros 3D no fueron diferentes entre los grupos, mientras que, en el tercio apical, Reciproc se asoció con cambios significativamente mayores en varios parámetros 2D en comparación con los otros grupos. Los sistemas Twisted File y HyFlex CM pudieron mantener la anatomía original del conducto con menos transporte del conducto que Reciproc y WaveOne; sin embargo, estas diferencias son poco probables que tengan una relevancia clínica.

Introducción

Los informes han demostrado que los instrumentos reciprocantes disminuyen el tiempo de preparación, aumentan la vida útil por fatiga cíclica y tienen una capacidad de conformación similar a la de los sistemas rotatorios convencionales (Berutti et al. 2012, De-Deus et al. 2013, Robinson et al. 2013). Los procesos termomecánicos patentados también han dado lugar al desarrollo de sistemas rotatorios de NiTi con características únicas (Gutmann & Gao 2012). El sistema Twisted File (SybronEndo, Orange, CA, EE. UU.) ha sido desarrollado con tres características de diseño, a saber, tratamiento térmico R-phase, torsión del metal y acondicionamiento superficial especial, que se afirma que mejoran la resistencia, flexibilidad y resistencia a la fatiga (Pedullà et al. 2013) y así minimizar el transporte incluso en conductos radiculares severamente curvados (Gergi et al. 2010, Capar et al. 2014, Ordinola-Zapata et al. 2014). El sistema HyFlex CM (Coltène–Whaledent, Altstätten, Suiza) se fabrica utilizando una metodología innovadora para controlar la memoria del material (Saber et al. 2014). Se ha afirmado que proporciona una flexibilidad superior que permite un mejor mantenimiento de la curvatura original del conducto y aumenta la eficiencia y seguridad durante la preparación del conducto (Peterset al. 2012, Zhao et al. 2013).

Actualmente, hay muy poca información sobre la capacidad de conformación de estos nuevos instrumentos en molares mandibulares (Capar et al. 2014, Ordinola-Zapata et al. 2014, Saber et al. 2014). Por lo tanto, el propósito de este estudio ex vivo fue comparar la capacidad de conformación de sistemas de reciprocación de un solo archivo (Reciproc y WaveOne) y sistemas rotatorios multifilamento tratados térmicamente (Twisted File y HyFlex CM) en la preparación de conductos radiculares mesiales moderadamente curvados de dientes molares mandibulares, utilizando tomografía computarizada micro (micro-CT). La hipótesis nula probada fue que no hay diferencias en los conductos radiculares moderadamente curvados preparados con sistemas de reciprocación de un solo archivo y sistemas rotatorios multifilamento tratados térmicamente en cuanto a cambios en la geometría tridimensional, en parámetros morfológicos de sección transversal y en la capacidad de centrado.

Materiales y métodos

Selección y preparación de muestras

Se obtuvo la aprobación para el protocolo del estudio del comité de ética local. De un grupo de 250 dientes molares mandibulares con ápices completamente formados, se seleccionaron raíces mesiales moderadamente curvas (10° a 20°) mediante el método de Schneider (Schneider 1971) utilizando radiografías bucolinguales digitalizadas y el software AxioVision 4.5 (Carl Zeiss Vision GmbH, Hallbergmoos, Alemania). Los criterios de inclusión comprendían solo molares con dos canales independientes en la raíz mesial en los que la medición apical final permitía colocar un K-file tamaño 10 (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Suiza) a la longitud de trabajo (WL). Basado en estos criterios, se seleccionaron 96 molares mandibulares.

Después de la decoronación y resección de la raíz distal, las muestras se desinfectaron en 0.5% de cloramina T y se almacenaron en agua destilada a 4 °C. Para obtener un contorno general de la anatomía del conducto radicular, cada diente se secó ligeramente, se montó en un accesorio personalizado y se escaneó previamente en una resolución isotrópica relativamente baja (70 μm) utilizando un escáner micro-CT (SkyScan 1174v2; Bruker micro-CT, Kontich, Bélgica) a 50 kV y 800 μA. El escaneo se realizó a través de una rotación de 180° alrededor del eje vertical con un paso de rotación de 1° utilizando un filtro de aluminio de 0.5 mm de grosor. Después de que las imágenes de proyección adquiridas se reconstruyeron en cortes transversales (NRecon v.1.6.9; Bruker micro-CT), se obtuvieron modelos 3D y varios parámetros morfológicos de los conductos mesiales (longitud, volumen y área superficial) (CTAn v.1.14.4; Bruker micro-CT).

Basado en los modelos 3D de este conjunto de imágenes pre-escaneadas, se seleccionaron 32 raíces mesiales de molares mandibulares con un sistema de configuración de conducto tipo IV de Vertucci (64 conductos). Estas raíces se escanearon nuevamente a una resolución isotrópica aumentada de 19.6 μm, utilizando 50 kV, 800 μA, rotación de 180° alrededor del eje vertical y un paso de rotación de 0.7°. Las imágenes de proyección se reconstruyeron luego (NRecon v.1.6.9; Bruker micro-CT) y se seleccionó el volumen de interés que se extendía desde el nivel de la furcación hasta el ápice de la raíz, resultando en la adquisición de aproximadamente 650–750 cortes transversales por diente. Posteriormente, estas 32 raíces se emparejaron para crear ocho grupos de cuatro basados en los aspectos morfológicos mencionados de los conductos radiculares. Una raíz de cada grupo se asignó aleatoriamente a uno de los cuatro grupos experimentales (n = 16) y se utilizó el lanzamiento de una moneda para definir qué grupo sería tratado con cada una de las siguientes técnicas de preparación: sistemas Reciproc (VDW GmbH, Múnich, Alemania), WaveOne (Dentsply Maillefer), Twisted File (SybronEndo) y Hyflex CM (Coltène–Whaledent). El número de muestras por grupo (n = 16) se basó en una publicación anterior (Gergi et al. 2014) en la que se utilizó una metodología similar para evaluar los sistemas Reciproc, WaveOne y Twisted File Adaptive.

Después de verificar la suposición de normalidad (prueba de Shapiro–Wilk), se confirmó el grado de homogeneidad (línea base) de los cuatro grupos con respecto a la longitud, volumen y área superficial de los conductos radiculares mediante la prueba ANOVA de una vía, con un nivel de significancia del 5%.

Preparación del conducto radicular

Se accedió a los conductos radiculares y se ensanchó el tercio coronal con una fresa de acero inoxidable número 1 LA Axxess (SybronEndo), seguida de irrigación con 5 mL de NaOCl al 2.5%. Se confirmó la permeabilidad insertando un K-file tamaño 10 (Dentsply Maillefer) a través del foramen apical, antes y después de completar la preparación del conducto radicular. Para todos los grupos, se creó un camino de deslizamiento explorando un K-file de acero inoxidable tamaño 15 (Dentsply Maillefer) hasta WL, que se estableció 1 mm por encima del foramen apical. En cada grupo, los instrumentos se accionaron con el motor VDW Silver (VDW GmbH), de acuerdo con las instrucciones del fabricante, y un único operador experimentado realizó todas las preparaciones.

Se introdujeron Reciproc R25 (tamaño 25, .08 de conicidad) y WaveOne Primary (tamaño 25, .08 de conicidad) en el canal hasta sentir resistencia y luego se activaron en movimiento reciprocante. Los instrumentos se movieron suavemente hacia abajo hasta alcanzar el WL. Los instrumentos Twisted File y HyFlex CM se utilizaron en rotación continua en sentido horario de manera crown-down. En el grupo Twisted File, se utilizó el instrumento tamaño 25, .08 de conicidad hasta dos tercios del conducto radicular, seguido del instrumento tamaño 25, .06 de conicidad 2 mm por debajo del WL. Luego, se llevaron los instrumentos tamaños 25, .04 de conicidad, 25, .06 de conicidad y 25, .08 de conicidad hasta el WL. En el grupo HyFlex CM, se utilizó el instrumento tamaño 25, .08 de conicidad hasta que se dio forma a dos tercios del conducto radicular, seguido de los instrumentos tamaños 20, .04 de conicidad, 25, .04 de conicidad, 20, .06 de conicidad y 25, .08 de conicidad hasta el WL. En todos los grupos, después de tres suaves movimientos de entrada y salida en dirección apical, se retiró el instrumento del canal y se limpió, hasta alcanzar el WL. Para evitar la fractura del instrumento, cada juego de instrumentos se utilizó para ensanchar solo dos canales.

Entre cada paso de preparación, se realizó irrigación con jeringas desechables y agujas NaviTip de 30-G (Ultradent, South Jordan, UT, EE. UU.) llevadas hasta 2 mm por encima de la longitud de trabajo (WL), utilizando un total de 20 mL de NaOCl al 2.5% por canal. Se realizó un enjuague final con 5 mL de EDTA al 17% (pH = 7.7), administrado a una tasa de 1 mL min^—1 durante 5 min, seguido de un enjuague de 5 min con 5 mL de agua destilada. Luego, los canales se secaron con puntos de papel absorbente (Dentsply Maillefer), y las raíces se sometieron a un escaneo micro-CT postoperatorio y reconstrucción, aplicando los parámetros mencionados anteriormente.

Análisis de imágenes 3D y 2D

Los modelos 3D de los conductos radiculares, antes y después de la preparación, se reconstruyeron sobre la base de escaneos micro-CT y se coregistraron utilizando el módulo de registro rígido del software de código abierto 3D Slicer 4.3.1 (disponible en http://www.slicer.org/). Los modelos de conductos radiculares codificados por colores (verde indicando superficies de conductos preoperatorios y rojo postoperatorios) permitieron la comparación cualitativa de los conductos radiculares emparejados antes y después de la conformación utilizando el software CTVol v.2.2.1 (Bruker micro-CT). CTAn v.1.14.4 (Bruker micro-CT) se utilizó para medir el volumen, área de superficie, índice de modelo estructural (SMI), área, perímetro, factor de forma, redondez, diámetros menor y mayor de los conductos radiculares, antes y después de la preparación. Descripciones detalladas de los criterios utilizados para el cálculo de estos parámetros se publicaron en otro lugar (Peters et al. 2001a, Versiani et al. 2011, 2013a,b, Siqueira et al. 2013). El aumento mediano porcentual (%D) y el rango intercuartílico de cada parámetro analizado se calcularon restando las puntuaciones de los conductos tratados de las registradas para los contrapartes no tratados. La evaluación 3D se realizó para la longitud total del canal, mientras que la evaluación 2D se llevó a cabo para los 5 mm apicales del conducto radicular en un total de 250 secciones transversales por canal.

Transporte del canal

El transporte del canal se evaluó a partir de los centros de gravedad que se calcularon para cada sección y se conectaron a lo largo del eje z con una línea ajustada en un total de 10 572 (Reciproc), 10 608 (WaveOne), 10 595 (Twisted File) y 10 583 (HyFlex CM) secciones transversales, utilizando XLSTAT-3DPlot para Windows (Addinsoft, Nueva York, NY, EE. UU.). El transporte medio (en mm) se calculó luego comparando los centros de gravedad antes y después del tratamiento para los tercios coronal, medio y apical de los canales. Las mediciones representativas también se presentaron gráficamente en diagramas.

Análisis estadístico

Se utilizó la prueba de Shapiro–Wilk para evaluar la normalidad de los datos. Se compararon el aumento porcentual mediano (%D) y el rango intercuartílico de los parámetros 3D y 2D entre grupos utilizando la prueba de Kruskal–Wallis, mientras que el transporte del canal se evaluó estadísticamente con ANOVA de un solo sentido post hoc de Tukey (SPSS v17.0 para Windows; SPSS Inc., Chicago, IL, EE. UU.). El nivel de significancia se estableció en 5%.

Resultados

Preparación del canal

Los resultados del análisis 3D y 2D se detallan en la Tabla 1. La preparación aumentó significativamente todos los parámetros en cada grupo experimental. La comparación entre los sistemas no reveló diferencias significativas entre ellos en cuanto a los cambios en los parámetros 3D (volumen, área superficial y SMI) (P > 0.05) y en la apariencia en sección transversal del canal radicular después de la preparación (factor de forma y redondez) (P > 0.05). El grupo Reciproc tuvo cambios significativamente mayores en el área, perímetro, diámetros mayor y menor del canal apical que los otros grupos (P < 0.05), mientras que el sistema HyFlex CM produjo la menor alteración en el diámetro mayor, en comparación con los otros sistemas (P < 0.05).

Preoperatoriamente, las secciones transversales de los canales tenían forma ovalada (redondez media de ~0.65 y factor de forma de ~0.85) y eran cónicas (SMI de ~2.9) en todos los grupos (Fig. 1a). Después de la preparación, el contorno de los canales era más grande y mostraba una conicidad suave en todos los grupos experimentales (Fig. 1b). Los cambios en la forma del canal, mostrados como superposiciones de áreas no preparadas (verde) y preparadas (rojo), tenían áreas intactas principalmente en el aspecto interno de los canales (Fig. 1b).

Transporte del canal

Los resultados del transporte del canal se resumen en la Tabla 2 y Fig. 1(c,d). En general, los sistemas rotatorios (Twisted File y HyFlex CM) tuvieron significativamente menos transporte que los instrumentos reciprocantes (Reciproc y WaveOne) (P < 0.05). En el tercio apical, se observó significativamente menos transporte tras el uso de HyFlex CM en comparación con otros sistemas (P < 0.05).

Discusión

El presente estudio comparó la capacidad de conformación de dos sistemas de archivo único reciprocante (Reciproc y WaveOne) y dos sistemas rotatorios multifiles tratados térmicamente (Twisted File y HyFlex CM) en los conductos radiculares mesiales de molares mandibulares utilizando tecnología de micro-CT.

La comparación entre grupos no reveló diferencias significativas respecto a los cambios en los parámetros 3D de los conductos después de la preparación, y la primera hipótesis nula probada fue aceptada. Este resultado no está de acuerdo con una publicación reciente que utilizó una metodología similar en la que los sistemas Reciproc y WaveOne mostraron cambios mayores en volumen y área superficial en comparación con el sistema Twisted File Adaptive (Gergi et al. 2014) y podría explicarse como consecuencia de la similitud en las dimensiones del instrumento final utilizado en cada grupo (tamaño 25, .08 de conicidad) y la distribución de la muestra basada en parámetros morfológicos 3D del conducto radicular.

El papel principal de los estudios de laboratorio es desarrollar condiciones bien controladas que sean capaces de comparar de manera confiable ciertos factores (Versiani et al. 2013a). El principal factor de confusión de los estudios ex vivo es la anatomía del sistema de conductos radiculares en investigación. En consecuencia, los resultados podrían demostrar el efecto de la anatomía del conducto en lugar de la variable de interés (De-Deus 2012). La influencia de la anatomía del conducto en el resultado de la preparación del conducto radicular también ha sido enfatizada por estudios que demuestran que las variaciones en la geometría del conducto antes de los procedimientos de conformación tuvieron un mayor efecto en los cambios que ocurrieron durante la preparación que las técnicas de instrumentación (Peters et al. 2001a,b). En los últimos años, la micro-CT ha ganado una creciente popularidad en endodoncia, ya que ofrece una técnica reproducible que se puede aplicar para la evaluación 3D del sistema de conductos radiculares (Peters et al. 2001a, Versiani et al. 2011, Robinson et al. 2013). En consecuencia, este método podría mejorar la coincidencia de los dientes para aumentar la validez interna de los experimentos ex vivo. Así, sobre la base de los datos de micro-CT, es posible mejorar aún más la selección de muestras utilizando parámetros morfológicos establecidos para proporcionar una línea base consistente (Versianiet al. 2013a). En el presente estudio, se realizaron varios intentos para crear una línea base confiable para asegurar la comparabilidad de los grupos mediante la estandarización de la morfología 3D del conducto de la muestra, lo que probablemente eliminaría sesgos anatómicos potencialmente significativos que podrían confundir los resultados.

En este estudio, se evaluó la geometría 3D y la forma de sección transversal de los canales mesiales utilizando tres parámetros morfométricos: SMI, factor de forma y redondez, respectivamente. SMI implica una medición de la convexidad de la superficie en una estructura tridimensional. Una placa ideal, un cilindro y una esfera tienen valores de SMI de 0, 3 y 4, respectivamente (Peters et al. 2001a).

Antes de la preparación, los valores de SMI (2.59–2.77) indicaban una geometría similar a un tronco de cono del sistema de conductos radiculares, que se volvieron más cilíndricos después de la preparación (2.82–3.02). Como era de esperar, los valores de factor de forma y redondez indicaron que los canales se volvieron más redondos después de la preparación. Curiosamente, la similitud en la geometría 3D de los conductos radiculares antes y después de la preparación también se reflejó en dos dimensiones, ya que no se pudo observar ninguna diferencia entre los grupos en cuanto a redondez y factor de forma en el tercio apical.

Por otro lado, el área, el perímetro, los diámetros menor y mayor de los canales en el tercio apical fueron significativamente diferentes entre los sistemas después de los procedimientos de preparación. Así, se rechazó la segunda hipótesis nula. En los conductos radiculares infectados, el mejor resultado del tratamiento se logra generalmente cuando la infección del conducto radicular se erradica o se reduce a niveles compatibles con la curación perirradicular (Siqueira et al. 2010). En consecuencia, puede ser razonable suponer que una preparación más grande permitiría una mejor desinfección (Hülsmann et al. 2005). En general, el grupo Reciproc se asoció con aumentos significativos en el área, el perímetro y el diámetro mayor del canal en comparación con los otros sistemas, lo cual está de acuerdo con un estudio previo (Gergi et al. 2014). Las disimilitudes en el diseño de la sección transversal entre los instrumentos pueden explicar esta diferencia. Como se mencionó anteriormente, la capacidad de corte de un instrumento endodóntico es el resultado de la compleja interrelación de parámetros como el diseño de la sección transversal, el ángulo helicoidal y de corte, las propiedades metalúrgicas, el tratamiento de superficie y la cinemática del movimiento (Capar et al. 2014). Reciproc tiene una geometría de doble filo en forma de S, lo que significa bordes de corte afilados y un área de sección transversal más pequeña; combinada con el movimiento recíproco, la eficiencia de corte de Reciproc se mejora utilizando un movimiento de picoteo (Giansiracusa Rubini et al. 2014), explicando su rendimiento. Estudios previos han demostrado que los instrumentos Twisted File y HyFlex CM tienen un comportamiento de corte eficiente en comparación con otros sistemas rotatorios de NiTi cuando se aumenta la velocidad de rotación o cuando se utilizan en acción lateral (Morgental et al. 2013, Peters et al. 2014). En el presente estudio, los valores más bajos de los sistemas rotatorios respecto a los parámetros 2D pueden estar relacionados con la cinemática del movimiento (movimiento de picoteo), los instrumentos de menor conicidad alcanzando WL antes del tamaño del instrumento 25, .08 de conicidad y la ocurrencia de deformación plástica y ruptura de los bordes de corte como resultado del tratamiento térmico propietario de la aleación.

Los resultados presentes revelaron que los sistemas rotatorios (Twisted File y HyFlex CM) produjeron significativamente menos transporte que los sistemas reciprocantes (Reciproc y WaveOne), y la tercera hipótesis nula también fue rechazada. Este hallazgo está corroborado por estudios previos (Zhao et al. 2013, Bürklein et al. 2014) y puede atribuirse a la mejor flexibilidad del Twisted File y HyFlex CM (Saber et al. 2014), como resultado del pretratamiento térmico de la aleación durante la fabricación que la hace más dúctil, reduciendo la magnitud de las fuerzas restauradoras (Pongione et al. 2012, Saber et al. 2014). Aunque se obtuvieron diferencias significativas respecto al transporte del canal, la relevancia clínica de las medias alcanzadas por los instrumentos rotatorios (0.08 mm) y reciprocantes (0.10–0.11 mm) sigue siendo cuestionable (Hülsmann et al. 2005, Saber et al. 2014) y probablemente tenga una importancia limitada en estos canales moderadamente curvados. Así, se puede suponer que todos los instrumentos mantuvieron bien la curvatura original del canal.

Conclusión

Dentro de las limitaciones de este estudio ex vivo, se puede concluir que ninguno de los sistemas de NiTi fue capaz de preparar las paredes completas del sistema de conducto radicular. En general, los procedimientos de conformación llevaron a la ampliación del espacio del conducto radicular sin evidencia de errores de preparación significativos. Los cambios en los parámetros 3D no fueron diferentes entre los grupos, mientras que, en el tercio apical, Reciproc se asoció con cambios significativamente mayores en varios parámetros 2D (área, perímetro, diámetros mayor y menor) en comparación con los otros grupos. Los sistemas Twisted File y HyFlex CM pudieron mantener la anatomía original del conducto con menos transporte del conducto y mejor capacidad de centrado que Reciproc y WaveOne; sin embargo, estas diferencias son poco probables que tengan relevancia clínica.

Autores: M. F. V. Marceliano-Alves, M. D. Sousa-Neto, S. R. Fidel, L. Steier, J. P. Robinson, J. D. Pécora², M. A. Versiani

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