Diseño, metalurgia, propiedades mecánicas y capacidad de conformación de 3 sistemas recíprocos tratados térmicamente: una investigación multimétodo

Resumen

Objetivo Este estudio tuvo como objetivo comparar 3 sistemas reciprocantes en cuanto a diseño, metalurgia, propiedades mecánicas y capacidad de conformación.

Materiales y métodos Se analizaron los instrumentos New Reciproc Blue R25, WaveOne Gold Primary y REX 25 (n=41 por grupo) en relación con el diseño, la metalurgia y el rendimiento mecánico, mientras que la capacidad de conformación (paredes del canal sin tocar, volumen de dentina removida y desechos de tejido duro) se evaluó en 36 conductos radiculares anatómicamente emparejados de molares mandibulares. Los resultados se compararon utilizando ANOVA de una vía con pruebas post hoc de Tukey y Kruskal-Wallis con un nivel de significancia establecido en 5%.

Resultados Todos los instrumentos mostraron secciones transversales simétricas con cuchillas asimétricas, sin tierras radiales, sin defectos mayores y una relación casi equiatómica de níquel y titanio. Las temperaturas de inicio de la fase R más altas se observaron con WaveOne Gold (46.1°C) y REX (44.8°C), mientras que Reciproc Blue tuvo la temperatura de inicio de fase R más baja (34.5°C) y la temperatura de finalización más baja (20°C). WaveOne Gold tuvo el menor tiempo hasta la fractura (169 s) y la carga máxima más alta (301.6 gf) (P <0.05). El par máximo de Reciproc Blue (2.2 N.cm) y WaveOne Gold (2.1 N.cm) fueron similares (P >0.05), pero inferiores a REX (2.6 N.cm) (P <0.05). No se observaron diferencias estadísticas entre los instrumentos en el ángulo de rotación (P >0.05) y en la capacidad de conformación en ambos canales mesiales y distales (P >0.05).

Conclusión Aunque el diseño general, las fases de transición de temperatura y los parámetros de comportamiento mecánico fueron diferentes entre los instrumentos probados, fueron similares en términos de capacidad de conformación.

Relevancia clínica Todos los sistemas reciprocantes de NiTi tratados térmicamente mostraron una capacidad de conformación similar, sin errores clínicamente significativos.

Introducción

En los últimos años, los esfuerzos por reducir la ocurrencia de fracturas de instrumentos de NiTi resultaron en dos avances tecnológicos importantes: la cinemática oscilatoria asimétrica —comúnmente conocida como movimiento reciprocante— y el tratamiento térmico de la aleación de NiTi. El movimiento reciprocante alivia el estrés en el instrumento mediante una rotación especial en sentido antihorario para cortar la dentina y una corta rotación en sentido horario para aliviar el instrumento. En comparación con la rotación continua, esta cinemática extiende la vida útil del instrumento al aumentar su resistencia a la fatiga y reducir la ocurrencia de deformación plástica. El tratamiento térmico, a su vez, permitió el desarrollo de instrumentos de NiTi con una estructura cristalina en etapas intermedias entre las fases austenítica y martensítica, pero con una fase martensítica estable sustancial bajo la temperatura corporal. La alteración en la microestructura cristalina de la aleación de NiTi tiene una influencia significativa en sus propiedades mecánicas, ya que la fase martensítica tiene una mayor elasticidad y puede alcanzar una mayor deformación con un estrés relativamente bajo en comparación con la fase austenítica.

Reciproc Blue (VDW, Múnich, Alemania) y WaveOne

Gold (Dentsply Sirona Endodontics, Baillagues, Suiza) son ejemplos de instrumentos reciprocantes compuestos por cantidades sustanciales de martensita obtenidas mediante tratamientos térmicos patentados de la aleación de NiTi. Varios estudios de investigación han confirmado la mayor resistencia a la fatiga y flexibilidad de estos sistemas tratados térmicamente en comparación con los instrumentos convencionales de NiTi. Recientemente, se lanzó al mercado el sistema reciprocante REX (Medidenta, Las Vegas, NV, EE. UU.) con la propuesta de tener instrumentos de NiTi fabricados con diferentes tratamientos térmicos, equilibrando consistentemente la flexibilidad y resistencia dependiendo de la masa metálica de cada instrumento en la serie (https://bit.ly/3ZcKeEK). Este sistema incluye instrumentos para la ruta de deslizamiento mecánico [REX Glide Path (17/.05v)], con la aleación en color púrpura, e instrumentos que presentan diferentes tonalidades amarillentas para dar forma [REX 25 (25/.08v) y REX 40 (40/.06v)]. Hasta la fecha, no hay evidencia científica que respalde la eficacia o seguridad de estos nuevos instrumentos. Por lo tanto, este estudio tuvo como objetivo utilizar un enfoque multimétodo para comparar las características de diseño, características metalúrgicas, rendimiento mecánico y capacidad de conformación de los instrumentos REX con los bien conocidos sistemas Reciproc Blue y WaveOne Gold. La hipótesis nula probada fue que no habría diferencias entre los instrumentos probados en relación con las propiedades evaluadas.

Material y métodos

Un total de 123 nuevos instrumentos de NiTi de 25 mm (41 por grupo) de 3 sistemas reciprocantes [Reciproc Blue R25 (25/.08v), WaveOne Gold Primary (25/.07v) y REX 25 (25/.08v)] fueron analizados en cuanto a diseño, características metalúrgicas y rendimiento mecánico. Además, se emplearon veinticuatro instrumentos (8 por grupo) para probar la capacidad de conformación de Reciproc Blue [4 R25 y 4 R40 (40/.06v)], WaveOne Gold [4 Primary y 4 Large (45/.06v)] y REX [4 REX 25 y 4 REX 40 (40/.06v)] en conductos radiculares de molares mandibulares extraídos. Antes de su uso, los instrumentos seleccionados fueron examinados bajo un estereomicroscopio (×13.6 de aumento; Opmi Pico, Carl Zeiss Surgical, Alemania) en busca de defectos que los excluyeran de ser probados, pero ninguno fue excluido.

Diseño del instrumento

Se evaluó el número de hojas activas (en unidades) y los ángulos helicoidales (en grados) en las 6 flautas más coronales de 6 instrumentos seleccionados al azar de cada sistema bajo un estereomicroscopio (×13.6 de aumento; Opmi Pico) utilizando el software ImageJ v1.50e (Laboratorio de Instrumentación Óptica y Computacional, Madison, WI, EE. UU.). Estos mismos instrumentos fueron evaluados adicionalmente bajo microscopía electrónica de barrido (SEM) a aumentos de ×100 y ×500 (Hitachi S-2400, Hitachi, Tokio, Japón) en cuanto a su diseño de hoja activa (superficies radiales y simetría), forma de sección transversal, geometría de la punta (activa o no activa), acabado superficial, deformaciones y defectos.

Caracterización Metalúrgica

Se realizó un análisis elemental semi-cuantitativo de 3 instrumentos de cada sistema probado para evaluar las proporciones de níquel, titanio o cualquier otro elemento relevante, utilizando un microscopio electrónico de barrido (S-2400; Hitachi) equipado con un espectrómetro de energía dispersiva de rayos X (EDS) (Bruker Quantax; Bruker Corporation, Billerica, MA, EE. UU.) configurado a 20 kV y 3.1 A. El análisis se llevó a cabo a una distancia de 25 mm de la superficie (400 μm²) de cada instrumento utilizando un software dedicado con corrección ZAF (Systat Software Inc., San Jose, CA, EE. UU.). Se utilizó el método de calorimetría diferencial de barrido (DSC) (DSC 204 F1 Phoenix; Netzsch-Gerätebau GmbH, Selb, Alemania) para determinar las temperaturas de transición de fase de la aleación de los instrumentos siguiendo las directrices de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales y un protocolo previamente documentado. Las temperaturas de transformación de fase fueron analizadas por el software de Análisis Térmico Netzsch Proteus (Netzsch-Gerätebau GmbH). En cada grupo, la prueba DSC se realizó dos veces para confirmar los resultados. Los instrumentos probados incluyen Reciproc Blue R25, WaveOne Gold Primary, REX Glide Path, REX 25 y REX 40. A diferencia de los sistemas Reciproc Blue y WaveOne Gold, se probaron todos los instrumentos REX debido a las diferencias en su tratamiento térmico, según lo afirmado por el fabricante (https://bit.ly/3ZcKeEK).

Pruebas Mecánicas

El rendimiento mecánico de los sistemas seleccionados se evaluó a través de pruebas de fatiga cíclica, resistencia torsional y pruebas de flexión. El cálculo del tamaño de la muestra se basó en la mayor diferencia de 2 de los sistemas probados después de 6 mediciones iniciales considerando un error tipo alfa de 0.05 y una potencia del 80%. Para el tiempo hasta la fractura, el par máximo y el ángulo de rotación (WaveOne Gold vs. REX), se determinaron tamaños de muestra finales de 6, 10 y 70 instrumentos basados en tamaños de efecto de 111.8 (± 62.2), 0.6 (± 0.5) y 31.3 (± 47.2), respectivamente, mientras que, para la carga máxima en la prueba de flexión (WaveOne Gold vs. Reciproc Blue), un tamaño de efecto de 59.6 (± 36.7) resultó en un tamaño de muestra final de 8 instrumentos. Aunque el cálculo del tamaño de la muestra determinó que se necesitarían 70 instrumentos para evaluar el ángulo de rotación, este alto valor puede considerarse de baja relevancia clínica y, por lo tanto, el tamaño de la muestra se estableció en 10 para todos los parámetros.

La prueba de fatiga cíclica se llevó a cabo en un aparato de tubo curvado de acero inoxidable no cónico (radio de 6 mm y ángulo de 86°) de acuerdo con una metodología previamente reportada, utilizando glicerina como lubricante. Los instrumentos probados se adaptaron a un micromotor de reducción 6:1 (Sirona Dental Systems GmbH, Bensheim, Alemania) alimentado por un motor controlado por par (VDW Silver; VDW GmbH) configurado en modos RECIPROC ALL (Reciproc Blue y REX) o WAVEONE ALL (WaveOne Gold) y activado en una posición estática. La prueba se realizó a temperatura ambiente (20 °C) siguiendo las directrices de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales aplicadas a materiales de NiTi superelásticos. La fractura se detectó mediante inspección visual y auditiva. El tiempo hasta la fractura (en segundos) se registró utilizando un cronómetro digital, y el tamaño del fragmento (en mm) se midió con un calibrador digital para control experimental.

Se realizaron pruebas de resistencia torsional y de flexión de acuerdo con estándares internacionales. En la prueba torsional, los instrumentos se sujetaron en su extremo apical a 3 mm y se giraron en sentido antihorario a un ritmo constante de 2 rotaciones por minuto para evaluar el par máximo (en N.cm) y el ángulo de rotación (en grados) antes de la fractura. En la prueba de flexión, cada instrumento se montó en el soporte de archivos del motor y se posicionó a 45° en relación con el suelo, mientras que su extremo apical a 3 mm estaba conectado a un cable conectado a una máquina de pruebas universal (Instron 3400; Instron Corporation, Canton, MA, EE. UU.). La carga máxima necesaria para un desplazamiento de 45° del instrumento, utilizando una carga de 20 N y 15 mm/min de velocidad constante, se registró en gramos/fuerza (gf).

Capacidad de Conformación

Después de la aprobación del Comité de Ética local (Protocolo CE-FMDUL 13/10/20), se seleccionaron al azar noventa y cuatro molares mandibulares de dos raíces con ápices completamente formados de un grupo de dientes extraídos y se escanearon a un tamaño de píxel de 11.93 μm en un dispositivo de tomografía computarizada micro (micro-CT) (SkyScan 1173; Bruker-microCT, Kontich, Bélgica) configurado a 70 kV, 114 mA, rotación de 360° con pasos de 0.7°, utilizando un filtro de aluminio de 1 mm de grosor. Las proyecciones adquiridas se reconstruyeron en secciones transversales axiales utilizando parámetros estandarizados de suavizado (1), coeficiente de atenuación (0.05–0.007), endurecimiento del haz (20%) y correcciones de artefactos de anillo (5) (NRecon v.1.6.9; Bruker-microCT). Se creó un modelo tridimensional (3D) de la anatomía interna de cada diente (CTAn v.1.14.4; Bruker-microCT) y se evaluó cualitativamente (CTVol v.2.2.1; Bruker-microCT) en relación con la configuración del conducto radicular. Luego, se calcularon el volumen y el área de superficie de los conductos mesial y distal desde la unión cemento-esmalte hasta el ápice. Basado en estos parámetros, las muestras se emparejaron anatómicamente para crear 3 grupos de 4 dientes (n = 12 conductos). Luego, cada conjunto de dientes se asignó al azar a un grupo experimental de acuerdo con el sistema de preparación: Reciproc Blue, WaveOne Gold y REX.

Después de la preparación convencional de la cavidad de acceso, se confirmó la patencia apical utilizando un K-file tamaño 10 (Dentsply Sirona Endodontics). Luego se realizó el camino de deslizamiento con un K-file tamaño 15 (Dentsply Sirona Endodontics) hasta la longitud de trabajo (WL), establecida a 1 mm del foramen apical. Todos los canales fueron inicialmente preparados con instrumentos tamaño 25, de acuerdo con cada grupo (Reciproc Blue R25, WaveOne Gold Primary y REX 25) y luego los canales distales fueron ampliados con instrumentos tamaño 40 (Reciproc Blue R40 y REX 40) o tamaño 45 (WaveOne Gold Large). Los instrumentos fueron activados en movimiento reciprocante alimentados por un motor eléctrico (VDW Silver; VDW) configurado en los modos “RECIPROC ALL” (Reciproc Blue y REX) o “WAVEONE ALL” (WaveOne Gold). Cada instrumento se movió en dirección apical utilizando un movimiento de picoteo lento de entrada y salida de aproximadamente 3 mm de amplitud con presión ligera. Después de 3 movimientos de picoteo, el instrumento fue retirado del canal y limpiado. Se alcanzó la WL después de 3 ondas de instrumentación. Cada instrumento se utilizó en un diente y se desechó. La irrigación se realizó con un total de 15 mL de NaOCl al 2.5% por canal, seguido de un enjuague final con 5 mL de EDTA al 17% (3 min) y 5 mL de agua destilada utilizando una jeringa equipada con una aguja NaviTip de 30-G (Ultradent, South Jordan, UT, EE. UU.) posicionada a 2 mm de la WL. Todos los procedimientos fueron realizados por un operador con amplia experiencia en el uso de sistemas reciprocantes.

Después de secar ligeramente los conductos radiculares con puntos de papel (VDW), se realizó un escaneo final y reconstrucción utilizando los parámetros mencionados anteriormente, seguido de la co-registro de conjuntos de datos adquiridos antes y después de la preparación (software 3D Slicer 4.3.1; http://www.slicer.org). La capacidad de conformación se evaluó midiendo 3 parámetros: (i) el volumen (en mm³) de dentina removida después de la preparación, (ii) el volumen (en mm³) de desechos de tejido duro creados por los protocolos de preparación, y (iii) el porcentaje de paredes de conducto no preparadas, de acuerdo con metodologías publicadas en estudios anteriores. Todos los análisis fueron realizados por un examinador cegado a los protocolos de conformación. Se excluyeron las interconexiones de conductos y las anatomías accesorias para los análisis.

Análisis Estadístico

Se utilizaron las pruebas de Shapiro-Wilk y Lilliefors para verificar la normalidad de los datos. Se realizaron pruebas ANOVA de un solo factor y pruebas post hoc de Tukey para comparar el ángulo helicoidal, el tiempo hasta la fractura, el ángulo de rotación, la carga máxima de flexión, el volumen y el área de superficie del conducto radicular, el volumen de dentina removida, los desechos de tejido duro en los conductos mesiales y las paredes de conducto intactas, mientras que se utilizó la prueba de Kruskal-Wallis para evaluar el par máximo hasta la fractura y el volumen de desechos de tejido duro en los conductos distales, con un nivel de significancia establecido en 5% (SPSS v25.0 para Windows; SPSS Inc., Chicago, IL, EE. UU.). Dependiendo de la distribución de los datos, los resultados se resumieron como valores de media (desviación estándar) o mediana (rango intercuartílico).

Resultados

Diseño del Instrumento

La evaluación estereomicroscópica reveló un número similar de hojas y ángulos helicoidales en los instrumentos REX y WaveOne Gold (Tabla 1). El análisis SEM (Fig. 1) mostró que todos los instrumentos tenían secciones transversales simétricas con hojas asimétricas y sin tierras radiales. El instrumento WaveOne Gold tenía una sección transversal en forma de paralelogramo desplazado, mientras que REX y Reciproc Blue tenían un perfil en forma de S invertida. Ninguna de las puntas pudo ser identificada como activa, y la geometría general y los ángulos de transición a la hoja variaron entre los instrumentos. Mientras que la punta de Reciproc Blue y WaveOne Gold era plana en su extremo, mostraba una forma similar a una bala en el instrumento REX. A mayor aumento, todos los instrumentos mostraron un acabado superficial similar con un patrón de marcas horizontales paralelas creadas por el proceso de fabricación de molienda. En los instrumentos REX, también fue posible observar algunos desbordamientos de metal en las hojas.

Características Metalúrgicas

El análisis EDS/SEM reveló una composición casi equiatómica de los elementos níquel y titanio en todos los instrumentos (Relación Ni/Ti 1.016, 1.032 y 1.028 para los instrumentos Reciproc Blue, WaveOne Gold y REX, respectivamente), sin ningún otro elemento metálico rastreable. Las curvas de enfriamiento y calentamiento de los instrumentos probados obtenidas por los análisis DCS se representan en la Fig. 2. La comparación entre los sistemas (Fig. 2a) mostró curvas de temperatura de transformación distintas sugiriendo la presencia de la fase R en todos ellos a la temperatura de prueba (20 °C). Las temperaturas de inicio de fase R más altas se observaron en los instrumentos WaveOne Gold Primary (46.1 °C) y REX 25 (44.8 °C). Reciproc Blue R25 tuvo las temperaturas de inicio (34.5 °C) y final (20 °C) de fase R más bajas (Figura 2a). Las temperaturas de inicio y final austeníticas más bajas (8.5 °C) y más altas (51.3 °C) se observaron en el instrumento WaveOne Gold Primary. La prueba DSC de los instrumentos REX (Fig. 2b) demostró un tratamiento térmico similar entre REX Glide Path y REX 25 con diferencias menores en las temperaturas de transformación de fase R, en la transformación de enfriamiento de martensita B19’ y en la transformación austenítica durante las curvas de calentamiento. Por otro lado, REX 40 mostró diferencias importantes, principalmente en el enfriamiento (transformación de fase R a martensita B19’) y en el calentamiento, con transformaciones de martensita B19’ y fase R casi perfectamente superpuestas a austenita-B2 (Fig. 2b).

Rendimiento Mecánico

WaveOne Gold tuvo el menor tiempo hasta la fractura y la mayor carga máxima (P < 0.05), mientras que no se observaron diferencias estadísticas en estos parámetros entre los instrumentos Reciproc Blue y REX (P > 0.05). Los valores de torque máximo de Reciproc Blue y WaveOne Gold fueron similares (P > 0.05), pero inferiores al instrumento REX (P < 0.05). No se observó diferencia entre los instrumentos en el ángulo de rotación (P > 0.05) (Tabla 1).

Capacidad de Conformación

Se confirmó la homogeneidad de los grupos respecto a los parámetros morfométricos de volumen y área superficial en los conductos radiculares mesiales y distales (P > 0.05) (Tabla 2). No se observaron diferencias estadísticas entre los sistemas probados respecto al volumen de residuos de tejido duro (P > 0.05), la dentina removida después de la preparación (P > 0.05), y el porcentaje de paredes de conducto no tocadas en ambos conductos mesiales y distales (P > 0.05). Ninguno de los protocolos de preparación fue capaz de preparar todas las superficies del conducto radicular (Fig. 3) o de dejar los conductos radiculares libres de residuos de tejido duro (Tabla 2). Los porcentajes medios de paredes de conducto no preparadas fueron del 21.8% (Reciproc Blue), 17.4% (REX) y 21.5% (WaveOne Gold) en los conductos mesiales (Tabla 2), y del 16.8% (Reciproc Blue), 13.6% (REX) y 17.0% (WaveOne Gold) en los conductos distales (Tabla 2).

Discusión

La presente investigación proporciona respuestas a una serie de preguntas sobre el comportamiento mecánico de 3 sistemas reciprocantes a través del uso de un análisis de investigación multimétodo. La principal ventaja de este enfoque es la posibilidad de compensar las debilidades de cada prueba proporcionando más información, mejor comprensión y una validación interna y externa superior. Además, este enfoque evita el fenómeno de la “compartimentalización del conocimiento”, es decir, el conocimiento sobre un dominio específico compuesto por varias partes separadas, no entrelazadas, generalmente obtenidas en métodos de evaluación únicos o dobles. En este estudio, se evaluaron el diseño general, la calidad de fabricación, la composición elemental y las temperaturas de transformación de fase de los sistemas reciprocantes de NiTi Reciproc Blue, WaveOne Gold y REX para lograr una mejor comprensión de los resultados obtenidos en las pruebas de fatiga cíclica, resistencia torsional, carga de flexión y capacidad de conformación. A pesar de las similitudes en cuanto a los ángulos helicoidales (Tabla 1), constitución elemental y capacidad de conformación (Tabla 2, Fig. 3), se observaron diferencias significativas en el diseño general (Fig. 1), propiedades mecánicas (Tabla 1) y fases de transición de temperatura (Fig. 2), y la hipótesis nula fue parcialmente rechazada.

El análisis del rendimiento mecánico de los sistemas de preparación de NiTi debe hacerse teniendo en cuenta varios factores. Dado que las aleaciones de los instrumentos probados en este estudio eran similares en términos de constitución elemental, la información sobre sus temperaturas de transformación de fase (arreglos cristalográficos austeníticos y martensíticos) y diseño son de suma importancia para explicar su comportamiento mecánico. Considerando las diferencias en las dimensiones de los instrumentos disponibles en cada sistema probado, el primer análisis DSC se realizó solo en instrumentos con un tamaño de punta 25 y reveló la presencia de aleación de fase R en todos ellos a la temperatura de prueba (20 °C) (Fig. 2a). La aleación de fase R se caracteriza como una fase cristalina intermedia que ocurre a lo largo de un rango de temperatura muy estrecho en la curva de calentamiento o enfriamiento entre las formas martensíticas y austeníticas. Este cambio de fase en la estructura cristalina de la aleación resulta en una menor resistencia a la deformación elástica (alta flexibilidad y baja rigidez), aumentando su resistencia a la fatiga cíclica, mientras reduce su resistencia torsional en comparación con las aleaciones austeníticas convencionales. La fase intermedia R tiene temperaturas específicas para su formación representadas por Rs, para el inicio de la formación de fase, y Rf para el final. En el presente estudio, REX tuvo la temperatura Rf más alta (34.2 °C), seguido por WaveOne Gold (28.8 °C) y Reciproc Blue (20 °C) (Fig. 2a). Considerando que las pruebas mecánicas se realizaron de acuerdo con un estándar internacional para probar la temperatura de transformación de aleaciones de níquel-titanio a temperatura ambiente (20 °C), se esperaría que todos los instrumentos tuvieran características martensíticas durante la prueba. En contraste, a temperatura corporal (36°C), el instrumento que se acercaría más rápidamente al arreglo cristalográfico austenítico sería el Reciproc Blue. Por lo tanto, dependiendo de la temperatura de prueba, los instrumentos pueden presentar cambios en su comportamiento. Dado que este es el primer estudio que evalúa el sistema REX, el segundo análisis DSC se realizó en su conjunto de instrumentos (Fig. 2b) y confirmó la afirmación del fabricante de que estos instrumentos están hechos con diferentes tratamientos térmicos personalizados. Sin embargo, los resultados de DSC sugieren solo diferencias menores en las temperaturas de transformación de fase R y martensítica B19’ tanto en enfriamiento como en calentamiento.

No obstante, el análisis DSC reveló que el instrumento REX tenía una mayor composición martensítica que el Reciproc Blue a temperatura ambiente (20 °C) (Fig. 2a), no se observaron diferencias entre ellos en las pruebas de fatiga cíclica, ángulo de rotación (prueba de torsión) y resistencia a la flexión (Tabla 1), hallazgos que pueden explicarse por el mayor núcleo metálico (Fig. 1) y mayor número de hojas (Tabla 1) de los instrumentos REX. Las diferencias en el diseño también ayudan a explicar el mayor par máximo a fractura observado durante la prueba de resistencia a la torsión de los instrumentos REX (Tabla 1). Por otro lado, aunque el WaveOne Gold también tenía una alta composición martensítica (Fig. 2a), mostró un menor tiempo hasta la fractura (fatiga cíclica) y flexibilidad (resistencia a la flexión) que REX y Reciproc Blue (Tabla 1). Nuevamente, el diseño del WaveOne Gold con su gran diseño de sección transversal y conicidad (Fig. 1) puede explicar los resultados. Aunque solo se observaron diferencias menores en los tratamientos térmicos de los instrumentos REX (Fig. 2b), podrían influir en su comportamiento clínico. Por ejemplo, a la temperatura de prueba (20° C), el menor As de REX Glide Path indica una composición más austenítica en comparación con otros instrumentos, lo que puede traducirse en una mejor resistencia a la torsión. A su vez, REX 40 tuvo el mayor As entre los instrumentos REX. Esto significa que este instrumento tratado térmicamente con gran conicidad puede presentar una alta resistencia al par y flexibilidad durante los procedimientos de conformación, un aspecto importante que puede prevenir la fractura por estrés torsional.

En los últimos años, parece haber una tendencia en la industria a desarrollar tratamientos térmicos patentados de la aleación NiTi con el fin de crear instrumentos ultraflexibles con una cantidad superior de disposición cristalográfica martensítica a temperaturas superiores a 30°C y/o cambiando el diseño con un mayor número de espirales y un núcleo metálico reducido. En el laboratorio, estos cambios suelen mejorar algunas propiedades mecánicas del instrumento, incluyendo la resistencia a la fatiga cíclica, el ángulo de rotación y la flexibilidad (resistencia a la carga de flexión baja), pero, por otro lado, pueden comprometer su resistencia torsional. Además, en el entorno clínico, los instrumentos ultraflexibles generalmente necesitan aplicar más presión apical para alcanzar la longitud de trabajo, lo que puede llevar a una deformación plástica temprana o fractura. Por lo tanto, considerando la inviabilidad de crear un solo instrumento que combine todas las mejores características metalúrgicas y mecánicas con la tecnología disponible, las últimas generaciones de sistemas rotatorios están incluyendo, en el mismo conjunto, instrumentos con diferentes diseños y disposiciones cristalográficas. En teoría, esto permite personalizar un instrumento para mejorar su resistencia a la fractura y/o flexibilidad dependiendo de la morfología del canal o fase de tratamiento. Esta es, por ejemplo, la propuesta de algunos sistemas lanzados recientemente, incluyendo el EdgeSequel Sapphire (EdgeEndo, Albuquerque, NM), el ProTaper Ultimate (Dentsply Sirona Endodontics, Baillagues, Suiza), el Genius Proflex (Medidenta, Las Vegas, NV), el One Endo File (NanoEndo LCC, Chattanooga, TN) y el sistema REX evaluado en este estudio. Aunque el análisis DSC demostró diferencias en el tratamiento térmico entre los instrumentos REX, no se tradujo en un mejor rendimiento de conformación en dientes extraídos en comparación con los otros sistemas probados (Tabla 2). La investigación multimétodo aplicada a este estudio incluyó no solo la evaluación de propiedades metalúrgicas y mecánicas de los instrumentos, sino también la evaluación de varios parámetros de capacidad de conformación obtenidos de la preparación del conducto radicular de molares extraídos utilizando imágenes de micro-CT, una herramienta analítica que permite el seguimiento longitudinal de una muestra en diferentes momentos. Se realizaron esfuerzos preliminares para asegurar la coincidencia anatómica de los especímenes en cada grupo de acuerdo con algunos parámetros morfométricos con el fin de crear una línea base confiable y mejorar la validez interna del estudio. Aunque se pudieron observar diferencias en el diseño general de los instrumentos (Fig. 1) y en su comportamiento mecánico (Tabla 1), no se observaron diferencias significativas entre ellos en cuanto al volumen de desechos de tejido duro, la dentina removida después de la preparación y el porcentaje de paredes del canal no tocadas en ambos canales mesiales y distales (Tabla 2). Además, no se observó fractura de instrumentos ni desviación significativa del canal original. Estos hallazgos pueden explicarse por el uso de instrumentos con dimensiones similares, protocolos de preparación y cinemáticas en especímenes anatómicamente equilibrados, corroborando estudios recientes de micro-CT. Ninguno de los protocolos de preparación fue capaz de preparar todas las superficies del conducto radicular o dejar los conductos radiculares libres de desechos de tejido duro, lo que también está de acuerdo con publicaciones anteriores. Además, este resultado concuerda con otros estudios que también mostraron que no había diferencia en el porcentaje de áreas de canal no tocadas en dientes extraídos después de usar Reciproc Blue y WaveOne Gold. No se pudo hacer una comparación con el sistema REX ya que este es el primer estudio que evaluó su capacidad de conformación.

Las fortalezas del presente estudio se basan en la evaluación multimétodo de diferentes instrumentos reciprocantes utilizando metodologías validadas por estándares internacionales o métodos previamente establecidos con alta validez interna, lo que permitió una comprensión robusta y confiable de su rendimiento mecánico. Las limitaciones incluyen la falta de otras pruebas como eficiencia de corte, microdureza, resistencia a la pandeo y mediciones de las dimensiones de los instrumentos. Por lo tanto, los estudios futuros deberían incluir metodologías adicionales para evaluar otros sistemas de NiTi rotatorios o reciprocantes con diferentes diseños y arreglos cristalográficos.

Conclusiones

Bajo las condiciones de este estudio multimétodo, los sistemas reciprocantes Reciproc Blue, WaveOne Gold y REX fueron similares en cuanto a composición elemental y capacidad de conformación, pero mostraron diferencias significativas en su diseño general, fases de transición de temperatura y comportamiento mecánico.

Autores: Emmanuel J. N. L. Silva, Jorge N. R. Martins, Natasha C. Ajuz, Henrique dos Santos Antunes, Victor Talarico Leal Vieira, Francisco Manuel Braz‑Fernandes, Felipe Gonçalves Belladonna, Marco Aurélio Versiani

Referencias:

1. Parashos P, Messer HH (2006) Fractura de instrumentos rotatorios de NiTi y sus consecuencias. J Endod 32:1031–1043. https://doi.org/10. 1016/j.joen.2006.06.008
2. Sattapan B, Nervo GJ, Palamara JE et al (2000) Defectos en archivos rotatorios de níquel-titanio después del uso clínico. J Endod 26:161–165. https://doi.org/10.1097/00004770-200003000-00008
3. Yared G (2008) Preparación de canal utilizando solo un instrumento rotatorio de Ni-Ti: observaciones preliminares. Int Endod J 41:339–344. https://doi.org/10.1111/j.1365-2591.2007.01351.x
4. De-Deus G, Moreira EJ, Lopes HP et al (2010) Vida útil de fatiga cíclica extendida de instrumentos F2 ProTaper utilizados en movimiento recíproco. Int Endod J 43:1063–1068. https://doi.org/10.1111/j.1365-2591.2010.01756.x
5. Caballero-Flores H, Nabeshima CK, Binotto E et al (2019) Incidencia de fracturas de instrumentos de un sistema de un solo archivo recíproco por estudiantes en un programa de posgrado en endodoncia: un estudio retrospectivo transversal. Int Endod J 52:13–18. https://doi. org/10.1111/iej.12982
6. De-Deus G, Cardoso ML, Simões-Carvalho M et al (2021) Ruta de deslizamiento con instrumento de búsqueda impulsado por movimiento recíproco: rendimiento y tasa de fractura. J Endod 47:100–104. https://doi.org/10. 1016/j.joen.2020.09.015
7. Ruivo LM, Rios MA, Villela AM et al (2021) Incidencia de fracturas de instrumentos Reciproc durante el retratamiento de conductos radiculares realizado por estudiantes de posgrado: un estudio clínico retrospectivo transversal. Restor Dent Endod 46:e49. https://doi.org/10.5395/rde.2021.46.e49
8. Gavini G, Santos MD, Caldeira CL et al (2018) Instrumentos de níquel-titanio en endodoncia: una revisión concisa del estado del arte. Braz Oral Res 18:e67. https://doi.org/10.1590/1807-3107bor-2018.vol32.0067
9. Zupanc J, Vahdat-Pajouh N, Schafer E (2018) Nuevas aleaciones de NiTi tratadas termomecánicamente - una revisión. Int Endod J 51:1088– 1103. https://doi.org/10.1111/iej.12924
10. Zhou H, Peng B, Zheng Y (2013) Una visión general de las propiedades mecánicas de los instrumentos endodónticos de níquel-titanio. Endod Topics 29:42–54. https://doi.org/10.1111/etp.12045
11. Kaval ME, Capar ID, Ertas H (2016) Evaluación de la fatiga cíclica y resistencia torsional de nuevos archivos rotatorios de níquel-titanio con diversas propiedades de aleación. J Endod 42:1840–1843. https://doi.org/10.1016/j.joen.2016.07.015
12. Plotino G, Grande NM, Mercade Bellido M et al (2017) Influencia de la temperatura en la resistencia a la fatiga cíclica de los archivos rotatorios ProTaper Gold y ProTaper Universal. J Endod 43:200–202. https://doi. org/10.1016/j.joen.2016.10.014
13. Silva EJ, Martins JNR, Lima CO et al (2020) Pruebas mecánicas, caracterización metalúrgica y capacidad de conformación de instrumentos rotatorios de NiTi: una investigación multimétodo. J Endod 46:1485–1494. https://doi.org/10.1016/j.joen.2020.07.016
14. Martins JNR, Silva EJNL, Marques D et al (2022) Comparación de cinco sistemas rotatorios en cuanto a diseño, metalurgia, rendimiento mecánico y preparación de canal: una investigación multimétodo. Clin Oral Investig 26:3299–3310. https://doi.org/10.1007/ s00784-021-04311-x
15. Martins JNR, Silva EJNL, Marques D et al (2022) (2022) Diseño, características metalúrgicas y comportamiento mecánico de instrumentos endodónticos de NiTi de cinco sistemas rotatorios tratados térmicamente diferentes. Materials (Basel). 15:1009. https://doi.org/10.3390/ma15031009
16. ASTM International. ASTM:F2004-7—método de prueba estándar para la temperatura de transformación de aleaciones de níquel-titanio por análisis térmico, 2004.
17. Martins JNR, Silva EJ, Marques D et al (2021) Diseño, características metalúrgicas, rendimiento mecánico y preparación de canal de seis instrumentos recíprocos. Int Endod J 54:1623–1637. https://doi. org/10.1111/iej.13529
18. ASTM International. ASTM:F2516-07—métodos de prueba estándar para pruebas de tensión de materiales superelásticos de níquel-titanio, 2007.
19. ANSI/ADA Especificación N° 28-2002. Archivos y limas de conducto radicular, tipo K para uso manual. 2002.
20. ISO 3630-3631:2008. Odontología - instrumentos de conducto radicular - parte 1: requisitos generales y métodos de prueba. 2008.
21. Paqué F, Laib A, Gautschi H et al (2009) Análisis de acumulación de desechos de tejido duro mediante escaneos de tomografía computarizada de alta resolución. J Endod 35:1044–1047. https://doi.org/10.1016/j.joen.2009.04.026
22. De-Deus G, Belladonna FG, Silva EJ et al (2015) Evaluación de micro-CT de áreas de canal no instrumentadas con diferentes ampliaciones realizadas por sistemas de NiTi. Braz Dent J 26:624–629. https://doi. org/10.1590/0103-6440201300116
23. 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
24. Schoenfeld A (1986) Sobre tener y usar conocimiento geométrico. En: Hiebert J (ed) Conocimiento conceptual y procedimental: El caso de las matemáticas, 1ª ed. Lawrence Erlbaum Associates, Hillsdale, NJ
25. Lopes HP, Gambarra-Soares T, Elias CN et al (2013) Comparación de las propiedades mecánicas de instrumentos rotatorios hechos de alambre de níquel-titanio convencional, M-wire, o aleación de níquel-titanio en fase R. J Endod 39:516–520. https://doi.org/10.1016/j.joen.2012.12.006
26. Shen Y, Zhou HM, Zheng YF et al (2013) Desafíos y conceptos actuales del tratamiento termomecánico de instrumentos de níquel-titanio. J Endod 39:163–172. https://doi.org/10.1016/j.joen.2012.11.005
27. Versiani MA, Leoni GB, Steier L et al (2013) Estudio de micro-tomografía computarizada de canales en forma ovalada preparados con el archivo autoajustable, Reciproc, WaveOne y sistemas ProTaper universales. J Endod 39:1060–1066. https://doi.org/10.1016/j.joen.2013.04.009
28. Martins JNR, Silva EJNL, Marques D et al (2021) Comparación de diseño, metalurgia, rendimiento mecánico y capacidad de conformación de instrumentos similares a réplicas y falsificados del sistema ProTaper Next. Int Endod J 54:780–792. https://doi.org/10.1111/iej.13463
29. Belladonna FG, Carvalho MS, Cavalcante DM et al (2018) Evaluación de la capacidad de conformación de micro-tomografía computarizada del nuevo instrumento Reciproc tratado térmicamente en azul. J Endod 44:1146–1150. https://doi.org/10.1016/j.joen.2018.03.008
30. Gagliardi J, Versiani MA, de Sousa-Neto MD et al (2015) Evaluación de las características de conformación de ProTaper Gold, ProTaper NEXT y ProTaper Universal en canales curvados. J Endod 41:1718–1724. https://doi.org/10.1016/j.joen.2015.07.009
31. Martins JNR, Silva EJNL, Marques D et al (2020) Rendimiento mecánico y características metalúrgicas de ProTaper Universal y 6 sistemas similares a réplicas. J Endod 46:1884–1893. https://doi.org/10.1016/j.joen.2020.08.021
32. Zuolo ML, Zaia AA, Belladonna FG et al (2018) Evaluación de micro-CT de la capacidad de conformación de cuatro sistemas de instrumentación de conductos radiculares en canales en forma ovalada. Int Endod J 51:564–571. https://doi.org/10.1111/iej.12810
33. De-Deus G, Marins J, Silva EJ et al (2021) Acumulación de desechos de tejido duro producidos durante la preparación de conductos con níquel-titanio rotatorio y recíproco. J Endod 41:676–681. https://doi.org/10.1016/j.joen.2014.11.028
34. Pérez Morales MLN, González Sánchez JA, Olivieri JG et al (2021) Evaluación tomográfica micro-computarizada y estudio comparativo de la capacidad de conformación de 6 archivos de Níquel-Titanio: un estudio in vitro. J Endod 47:812–819. https://doi.org/10.1016/j.joen.2020.12.021