Análisis de microtomografía computarizada de la morfología del conducto radicular de caninos mandibulares de raíz simple

Resumen

Objetivo: Investigar la anatomía de los dientes caninos mandibulares de raíz única utilizando microtomografía computarizada (μCT).

Metodología: Se seleccionaron cien caninos mandibulares humanos de raíz única rectos de un grupo de dientes extraídos y se evaluaron utilizando μCT. Se evaluó la anatomía de cada diente (longitud de las raíces, presencia de canales accesorios y deltas apicales, posición y diámetro mayor del foramen apical y distancia entre puntos de referencia anatómicos), así como los aspectos morfológicos bidimensionales y tridimensionales del canal (área, perímetro, factor de forma, redondez, diámetros mayor y menor, volumen, área de superficie e índice de modelo de estructura) en cada tercio del canal. Los resultados del análisis morfológico en cada tercio del canal se compararon estadísticamente utilizando la prueba de Friedman (α = 0.05).

Resultados: La longitud de las raíces varió de 12.53 a 18.08 mm. Treinta y un especímenes no tenían canales accesorios. La ubicación del foramen apical varió considerablemente. La distancia media desde el ápice de la raíz hasta el foramen apical mayor fue de 0.27 ± 0.25 mm, y el diámetro mayor del foramen apical mayor varió de 0.16 a 0.72 mm. Los diámetros mayor y menor medios del canal a 1 mm del foramen fueron de 0.43 y 0.31 mm, respectivamente. En general, el área media, perímetro, factor de forma, redondez, diámetros mayor y menor, volumen, área de superficie e índice de modelo de estructura (SMI) fueron 0.85 ± 0.31 mm², 3.69 ± 0.88 mm, 0.70 ± 0.09, 0.59 ± 0.11, 1.36 ± 0.36 mm  y  0.72 ± 0.14 mm,  13.33 ± 4.98 mm³, 63.5 ± 16.4 mm² y 3.35 ± 0.64, respectivamente, con diferencia estadística significativa entre los tercios (P < 0.05).

Conclusiones: La anatomía y morfología del conducto radicular de los caninos de raíz única varió ampliamente en diferentes niveles de la raíz.

Introducción

El papel principal de los estudios de laboratorio es desarrollar condiciones bien controladas que sean capaces de comparar de manera confiable ciertos factores. 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). Generalmente, el método más común para la selección de muestras en la investigación endodóntica ha sido la radiografía. Sin embargo, la precisión de la radiografía para evaluar la morfología del sistema de conductos radiculares se reduce porque solo proporciona una imagen bidimensional de una estructura tridimensional (Pascon et al. 2009). Además, la anatomía del conducto radicular se ha evaluado utilizando técnicas de aclaramiento, seccionamiento longitudinal y transversal y microscopía electrónica de barrido (Vertucci 1984). Sin embargo, estos métodos son invasivos y, por lo tanto, no pueden reflejar con precisión la morfología del objeto en estudio (Versiani et al. 2011a).

En los últimos años, la microtomografía computarizada (μCT) ha ganado una importancia creciente en el estudio de los tejidos duros en endodoncia, ya que ofrece una técnica reproducible que se puede aplicar tanto cuantitativa como cualitativamente para la evaluación tridimensional del sistema de conductos radiculares (Peters et al. 2001, Versiani et al. 2011a, b, 2012). En consecuencia, este método podría mejorar la coincidencia de los dientes para aumentar la validez interna de los experimentos ex vivo .

En la investigación endodóntica, se han utilizado diferentes grupos de dientes. Entre ellos, el canino mandibular de raíz única se ha utilizado extensamente para probar materiales y técnicas (Spångberg 1990). Aunque su morfología ha sido investigada previamente (De-Deus 1975, Vertucci 1984, Pécora et al. 1993), no se ha realizado ninguna investigación para evaluar su anatomía en detalle utilizando tomografía computarizada de alta resolución. Así, considerando que una comprensión exhaustiva de las variaciones en la morfología del conducto radicular del canino de raíz única es esencial para su uso experimental en la investigación endodóntica, así como para superar problemas relacionados con los procedimientos de conformación y limpieza, el propósito de este estudio ex vivo fue investigar la anatomía del conducto radicular de dientes caninos mandibulares humanos de raíz única extraídos utilizando microtomografía computarizada.

Materiales y métodos

Después de la aprobación del comité de ética, se seleccionaron al azar cien dientes caninos mandibulares humanos de raíz simple y recta con ápices completamente formados y un solo conducto radicular de un grupo de dientes extraídos, se les quitó la corona y se almacenaron en viales plásticos individuales etiquetados que contenían una solución de timol al 0.1%. Después de ser lavados en agua corriente durante 24 h, cada diente fue secado, montado en un accesorio personalizado y escaneado en un escáner μCT (SkyScan 1174v2; Bruker-microCT, Kontich, Bélgica) a una resolución isotrópica de 19.6 μm.

Las imágenes de cada espécimen fueron reconstruidas desde el ápice hasta el nivel de la unión cemento-esmalte con un software dedicado (NRecon v. 1.6.3; Bruker-microCT), proporcionando secciones transversales axiales de la estructura interna de las muestras. Para cada diente, se realizó una evaluación de la longitud total del conducto (aproximadamente 790 cortes) sumando hasta 79 035 cortes. Se utilizó el software Data-Viewer v. 1.4.4 (Bruker-microCT) para evaluar la longitud de las raíces, la presencia de conductos accesorios y deltas apicales, la posición del foramen apical mayor y la distancia entre varios puntos anatómicos en el ápice. También se midió el diámetro mayor del foramen apical mayor, así como los diámetros bucolingual y mesiodistal del conducto radicular 1 mm antes del foramen apical. Se utilizó el software CTAn v. 1.12 (Bruker-microCT) para la evaluación bidimensional (área, perímetro, factor de forma, redondez, diámetro mayor y diámetro menor) y tridimensional (volumen, área de superficie e índice de modelo estructural) del conducto radicular.

El área y el perímetro se calcularon utilizando el algoritmo de Pratt (Pratt 1991). La apariencia de la sección transversal, en forma redonda o más parecida a una cinta, se expresó como redondez y factor de forma. La redondez de un objeto bidimensional discreto se define como 4.A/(p.[d_max]²), donde ‘A’ es el área y ‘d_max’ es el diámetro mayor. El valor de la redondez varía de 0 a 1, siendo 1 un círculo. El factor de forma se calcula mediante la ecuación (4.p.A)/P², donde ‘A’ y ‘P’ son el área y el perímetro del objeto, respectivamente. La elongación de objetos individuales resulta en valores más pequeños del factor de forma. El diámetro mayor se definió como la distancia entre los dos píxeles más distantes en ese objeto. El diámetro menor se definió como la cuerda más larga a través del objeto que se puede trazar en la dirección ortogonal a la del diámetro mayor. El volumen se calculó como el volumen de los objetos binarizados dentro del volumen de interés. Para la medición del área superficial del conjunto de datos tridimensionales multicapa, se utilizaron dos componentes para la superficie medida en un plano bidimensional; primero, los perímetros de los objetos binarizados en cada nivel de sección transversal y, segundo, las superficies verticales expuestas por las diferencias de píxeles entre secciones transversales adyacentes. El índice de modelo de estructura (SMI) implica una medición de la convexidad de la superficie en una estructura tridimensional. El SMI se deriva como 6.((S’.V)/S²), donde S es el área superficial del objeto antes de la dilatación y S’ es el cambio en el área superficial causado por la dilatación. V es el volumen del objeto inicial, no dilatado. Una placa ideal, un cilindro y una esfera tienen valores de SMI de 0, 3 y 4, respectivamente (Hildebrand & Ru€egsegger 1997). Se utilizaron los software CTVox v. 2.4 y CTVol v. 2.2.1 (Bruker-microCT) para la visualización y evaluación cualitativa de los especímenes.

Los resultados de los análisis bidimensionales y tridimensionales de cada tercio del conducto radicular se compararon estadísticamente utilizando la prueba de Friedman con un nivel de significancia establecido en 5%. El análisis de datos se realizó con SPSS v. 17.0 para Windows (SPSS Inc, Chicago, IL, EE. UU.).

Resultados

La reconstrucción tridimensional de la anatomía interna reveló que todos los especímenes tenían solo un conducto radicular principal (Fig. 1). La longitud de las raíces medida desde el ápice hasta la unión cemento-esmalte en el aspecto bucal de la raíz varió de 12.53 a 18.08 mm (15.57 ± 1.20 mm). Treinta y un especímenes no tenían conductos accesorios (Fig. 2a), y cuatro especímenes tenían un conducto lateral en el tercio medio (Fig. 2b). No se observaron conductos accesorios en el tercio cervical de las muestras, y se observaron deltas apicales en seis especímenes (Fig. 2c). En 62 caninos, el número de conductos accesorios en el tercio apical varió de 1 a 3, en un total de 112 conductos (Fig. 2d).

La ubicación del foramen apical mayor varió considerablemente, tendiendo a los aspectos disto-bucal (26%), distal (24%) y bucal (22%) de la raíz. En cinco especímenes, el foramen apical coincidió con el ápice anatómico, pero la posición del foramen también ocurrió en los aspectos lingual (12%) y disto-lingual (11%) de la raíz.

Los tamaños y distancias medias (± SD) entre los puntos de referencia en el ápice se muestran en la Fig. 3. La distancia perpendicular desde el ápice de la raíz hasta el foramen apical mayor varió de 0 a 1.06 mm (0.27 ± 0.25 mm). El diámetro mayor del foramen apical mayor fue de 0.42 ± 0.13 mm, variando de 0.16 a 0.72 mm. El diámetro buco-lingual del conducto radicular a 1 mm del foramen apical varió de 0.26 a 0.52 mm (media de 0.43 mm) y fue más largo que su diámetro mesio-distal que varió de 0.19 a 0.41 mm (media de 0.31 mm).

Los resultados del análisis bidimensional (área, perímetro, factor de forma, redondez y diámetro mayor y menor) y tridimensional (volumen, área superficial y SMI) se detallan en las Tablas 1 y 2, respectivamente. Se observó una diferencia estadística significativa entre los tercios cervical, medio y apical en todos los datos analizados (P < 0.05). En el tercio apical, el área, el perímetro, el diámetro mayor, el diámetro menor, el volumen y el área superficial fueron significativamente menores, mientras que el factor de forma, la redondez y el SMI fueron significativamente mayores que en los tercios medio y cervical (P < 0.05). La Figura 4 muestra la configuración bidimensional del conducto radicular, demostrando que su apariencia en sección transversal variaba en diferentes niveles de la raíz en un mismo diente, incluyendo formas redondas, ovaladas, planas e irregulares.

Discusión

El conocimiento de la anatomía del conducto radicular y sus variaciones es un requisito básico para el tratamiento exitoso del conducto radicular (Vertucci 2005). La importancia de la anatomía del conducto ha sido enfatizada por estudios que demuestran que las variaciones en la geometría del conducto antes de la limpieza y conformación tuvieron un mayor efecto en los cambios que ocurrieron durante la preparación que las técnicas de instrumentación (Peters et al. 2001). El propósito principal de este estudio fue evaluar los caninos mandibulares con un solo conducto radicular que se extendía desde la cámara pulpar hasta el ápice (tipo I) (Vertucci 1974). Se ha informado que la prevalencia de la configuración del conducto radicular tipo I en caninos mandibulares varió del 78% al 98% de la muestra (Vertucci 1984, Pécora et al. 1993), pero ocasionalmente, puede tener dos raíces y dos conductos (Versiani et al. 2011a).

Aunque los caninos son los dientes más largos de la boca, se ha reportado una enorme variación en su tamaño y forma (Pécora et al. 1993, Woelfel & Scheid 2002). En el presente estudio, la longitud de las raíces varió de 12.53 a 18.08 mm (15.57 ± 1.20 mm). Estos resultados son similares a los de Woelfel y Scheid (2002) quienes reportaron una longitud media de 15.9 mm (9.5–22.2 mm) en 316 caninos mandibulares.

Un canal accesorio se ha definido como cualquier rama del canal o cámara pulpar principal que se comunica con la superficie externa de la raíz, mientras que un delta apical es la presencia de múltiples canales accesorios en o cerca del ápice (Asociación Americana de Endodoncistas 2012). En el presente estudio, el 69% de la muestra tenía canales accesorios ubicados en los tercios medio (n = 4) y apicales (n = 65). Los deltas apicales se observaron solo en el 6% de la muestra. De-Deus (1975) investigó la frecuencia, ubicación y dirección de los canales accesorios en 1140 dientes humanos utilizando la técnica de aclaramiento. Encontró que solo tres de 44 caninos mandibulares (6.8%) tenían uno o dos canales accesorios. Usando el mismo método, Vertucci (1984) evaluó cien caninos mandibulares y encontró deltas apicales en seis dientes y canales accesorios en el 30% de la muestra, ubicados en los tercios cervical (n = 1), medio (n = 5) y apical (n = 24). Tales diferencias podrían explicarse a través de diferencias en el origen de la muestra o factores raciales, así como los métodos de evaluación. Sin embargo, estos resultados confirman la evidencia de que, en los caninos mandibulares, los canales accesorios son más prevalentes en el tercio apical (Vertucci 1984).

El concepto clásico de la anatomía radicular apical se basa en tres hitos anatómicos e histológicos: la constricción apical, la unión cemento-dentinaria y el foramen apical (Kuttler 1955). Aunque, teóricamente, es deseable preparar el canal hasta la constricción apical (Ricucci & Langeland 1998), este hito presenta variaciones morfológicas que hacen que su identificación sea impredecible (Dummer et al. 1984). En el presente estudio, se observó la constricción única tradicional en el 52% de la muestra. Este resultado está respaldado por estudios previos en diferentes grupos de dientes, utilizando microscopía (Dummer et al. 1984) y micro-CT (Meder-Cowherd et al. 2011), en los que se observaron diferentes tipos de constricción apical.

En el presente estudio, la distancia desde el ápice hasta el foramen mayor varió de 0 a 1.06 mm (0.27 0.25 mm), y la colocación excéntrica del foramen mayor fue reconocida en casi todos los especímenes (95%), a menudo situada en el aspecto bucal de la raíz, como se observó anteriormente (Kuttler 1955, Chapman 1969, Burch & Hulen 1972, De-Deus 1975, Dummer et al. 1984, Blasković-Subat et al. 1992, Pécora et al. 1993, Vertucci 2005, Martos et al. 2009, 2010). En la literatura, la distancia media entre el foramen apical mayor y el ápice radicular anatómico en caninos mandibulares se ha informado como 0.35 mm (Green et al. 1956), 0.47 ± 0.35 mm (Dummer et al. 1984), y 0.42 ± 0.32 mm (Martos et al. 2009), que fueron mayores que los resultados presentes. Estas disimilitudes probablemente están relacionadas con el origen de la muestra, factores raciales y los métodos de evaluación. Radiográficamente, un foramen apical ubicado bucal o lingualmente se superpone sobre la estructura radicular, dificultando la visualización del punto de salida del instrumento (Nekoofar et al. 2006, Martos et al. 2009, 2010). Por lo tanto, el desplazamiento del foramen mayor tiene el potencial de causar una medición incorrecta del canal y podría resultar en una sobredimensionamiento durante la preparación del conducto radicular (Kuttler 1955, De-Deus 1975, Dummer et al. 1984, Wu et al. 2000, Nekoofar et al. 2006).

La ubicación de la unión cemento-dentinaria varía considerablemente. En general, se encuentra aproximadamente a 1 mm del foramen mayor y puede no coincidir con la constricción apical (Nekoofar et al. 2006). Su diámetro también varía extensamente y se determinó que es de 298 μm para los caninos (Ponce & Vilar Fernández 2003). En el presente estudio, los diámetros buco-linguales y mesio-distales promedio del conducto radicular a 1 mm del foramen apical fueron de 0.43 y 0.31 mm, respectivamente. Estos resultados son coherentes con Wu et al. (2000) quien también investigó los diámetros de los conductos en la región apical de los caninos mandibulares y encontró que los diámetros buco-linguales y mesio-distales promedio a 1 mm del foramen mayor eran de 0.47 y 0.36 mm, respectivamente. Estos resultados tienen implicaciones definitivas para los procedimientos de conformación y limpieza porque solo el diámetro mesio-distal es evidente en las radiografías. Además, muestra que el tamaño del conducto radicular a 1 mm del foramen mayor en caninos mandibulares es similar al diámetro de los K-files de tamaño 35–45.

Se ha pensado que el diámetro del foramen apical mayor es el factor más importante que influye en el rendimiento de los localizadores de ápice electrónicos para medir la longitud de trabajo (Nekoofar et al. 2006). En el presente estudio, el tamaño medio del foramen apical mayor fue similar a la punta de un K-file de tamaño 40 (0.42 0.13 mm), pero varió de 0.16 a 0.72 mm. Green (1956) también estudió la anatomía del ápice radicular de 50 caninos mandibulares y encontró que el diámetro apical era similar al de un K-file de tamaño 30. Considerando que la muestra fue recolectada al azar, esta variación podría estar relacionada con las condiciones fisiológicas y patológicas de los dientes en el momento de la extracción (Martos et al. 2009, 2010).

En general, la evaluación cualitativa (Fig. 1) mostró que el conducto radicular de los caninos mandibulares era más ancho mesiodistalmente que bucolingualmente. Esta condición fue más evidente en el tercio cervical en comparación con los tercios medio y apical. Los resultados del área, perímetro, volumen y superficie reflejaron esta característica morfológica porque fueron significativamente mayores en el cervical que en los tercios medio y apical. Desafortunadamente, estos resultados no pueden compararse con otros ya que no hay información sobre este tema en la literatura hasta la fecha. Por lo tanto, la relevancia clínica de tales hallazgos aún debe determinarse. Sin embargo, estos parámetros morfológicos deben tenerse en cuenta al seleccionar una muestra en estudios de laboratorio, ya que se ha considerado que las variaciones en la geometría del canal afectan los resultados de tales estudios (Peters et al. 2001).

Los canales pueden tener diferentes formas en sección transversal en diferentes niveles de la raíz en un mismo diente (Wu et al. 2000). Los recesos en canales de forma plana, irregular u ovalada pueden no estar incluidos en una preparación redonda creada por la rotación de instrumentos, y por lo tanto, permanecen sin preparar (Wu et al. 2000, Vertucci 2005, Versiani et al. 2011b). En el presente estudio, la apariencia en sección transversal se evaluó utilizando dos parámetros morfométricos: factor de forma y redondez. En general, los resultados mostraron que mientras el factor de forma disminuía del tercio apical al cervical, la redondez aumentaba. Esto significa que el conducto radicular en el tercio apical era más redondo o ligeramente ovalado en comparación con los tercios medio y cervical. Es interesante notar que los resultados de este estudio no fueron diferentes de los obtenidos con métodos convencionales (Wu et al. 2000). No obstante, los algoritmos utilizados en la evaluación de μCT permiten una descripción de la forma del conducto radicular matemáticamente. De esta manera, los datos más importantes respecto a la apariencia en sección transversal de los conductos radiculares fueron su variación. Los valores mínimos y máximos de redondez y factor de forma en todos los tercios fueron similares, a pesar de la diferencia significativa de las medias observadas entre los tercios. Esto significa que el mismo canal puede tener diferentes formas en sección transversal a lo largo de la raíz.

El SMI describe la geometría de un objeto en forma de placa o cilindro (Hildebrand & Rüegsegger 1997) y se ha utilizado para evaluar la geometría del conducto radicular (Peters et al. 2000, Versiani et al. 2011a,b, 2012). El SMI se determina mediante un aumento infinitesimal de la superficie, mientras que el cambio en el volumen está relacionado con los cambios en el área de la superficie, es decir, con la convexidad de la estructura. Estos datos tridimensionales son imposibles de obtener utilizando técnicas convencionales como radiografías o molienda. Si una placa perfecta se amplía, el área de la superficie no cambia, lo que da un SMI de cero. Sin embargo, si una varilla se expande, el área de la superficie aumenta con el volumen y el SMI se normaliza de manera que las varillas perfectas reciben una puntuación SMI de 3 (Peters et al. 2000). En general, el SMI medio varió de 2.20 a 2.54, lo que indica que los sistemas de conductos radiculares tenían una geometría similar a un tronco de cono. Sin embargo, también se observó una gran discrepancia entre los valores mínimos y máximos de SMI en los tres tercios (0.52–3.61). Si estas disimilitudes de los parámetros morfológicos en cada tercio no se tuvieron en cuenta durante la selección de muestras en estudios ex vivo , podría comprometer los resultados.

Ex vivo los experimentos se han utilizado con frecuencia para evaluar materiales y técnicas en odontología. En endodoncia, se han utilizado una variedad de dientes en experimentos de laboratorio, incluidos incisivos centrales maxilares, premolares, molares y caninos. La reproducción de la situación clínica puede considerarse la principal ventaja del uso de dientes humanos extraídos. Por otro lado, la amplia gama de variaciones en la morfología tridimensional del conducto radicular dificulta la estandarización (Hülsmann et al. 2005). Así, si no se tiene en cuenta el sesgo de selección al elegir la muestra, ciertas conclusiones pueden ser incorrectas. Sobre la base de datos de μCT, debería ser posible mejorar aún más la selección de muestras utilizando parámetros morfológicos establecidos para proporcionar una línea base consistente. A medida que el estado del conocimiento actual sobre la anatomía del conducto radicular avanza rápidamente, la clarificación de los propósitos de los protocolos de selección de muestras puede ayudar a los investigadores en el campo a llegar a conclusiones significativas (De-Deus 2012).

Conclusiones

La anatomía y morfología del conducto radicular de los caninos de raíz única variaron ampliamente en diferentes niveles de la raíz. En resumen:

1. La longitud media de las raíces caninas mandibulares fue de 15.57 ± 1.20 mm;

2. No se observaron conductos accesorios en el tercio cervical, y los deltas apicales se observaron solo en el 6% de la muestra;

3. La ubicación del foramen apical mayor varió considerablemente, tendiendo al aspecto bucal de la raíz;

4. La distancia media desde el ápice radicular hasta el foramen apical mayor fue de 0.27  0.25 mm;
5. El tamaño medio del foramen apical mayor fue de 0.42 ± 0.13 mm;

6. En el tercio apical, el área, perímetro, diámetro mayor, diámetro menor, volumen y área de superficie fueron significativamente menores, mientras que el factor de forma, redondez y SMI fueron significativamente mayores que en los tercios medio y cervical.

Autores: M. A. Versiani, J. D. Pécora & M. D. Sousa-Neto

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