Evaluación por micro-CT de la eficacia de la eliminación de tejido duro del conducto radicular y área de istmo mediante sistemas de irrigación de presión positiva y negativa.

Resumen

Objetivo: Evaluar la eliminación de residuos duros acumulados (AHTD) del sistema de conductos radiculares de los molares mandibulares mediante sistemas de irrigación de presión positiva y negativa, utilizando análisis de imágenes de micro-CT.

Metodología: Los molares mandibulares con un solo conducto en la raíz distal y 2 conductos conectados por un istmo en la raíz mesial fueron emparejados en función de dimensiones morfológicas similares utilizando evaluación de micro-CT y asignados a 2 grupos experimentales (n = 20 conductos mesiales y 10 distales), de acuerdo con el protocolo de irrigación: presión positiva apical (irrigación convencional) o presión negativa (sistema EndoVac). Se compararon estadísticamente los cambios en el volumen y área de superficie del conducto radicular, así como el porcentaje de superficie de la pared del conducto no instrumentada y los residuos duros acumulados (AHTD) después de la preparación del conducto, utilizando la prueba t de muestras independientes y la prueba U de Mann-Whitney, con el nivel de significancia establecido en 5%.

Resultados: El volumen, área de superficie y porcentaje de vóxeles estáticos en los sistemas de conductos radiculares mesiales o distales no mostraron diferencias significativas entre los grupos antes o después de la preparación del conducto radicular (P > 0.05). Después de la preparación, no se observaron AHTD en el conducto distal de ambos grupos. Sin embargo, en el sistema de conducto radicular mesial, el grupo de irrigación convencional se asoció con un porcentaje mediano significativamente mayor de AHTD (11.48%; IQR: 5.9–22.6; rango: 1.86–41.98) que el grupo EndoVac (3.40%; IQR: 1.5–7.3; rango: 0.82–12.84) (P < 0.05).

Conclusiones: Ningún protocolo de irrigación logró dejar el sistema de conductos mesiales libre de AHTD; sin embargo, la irrigación con presión negativa apical resultó en niveles más bajos de AHTD que la irrigación convencional.

Introducción

Los resultados del tratamiento de conductos radiculares dependen de procedimientos efectivos de limpieza y desinfección de los conductos, que eliminan o controlan los agentes causantes de la periodontitis apical. En términos de limpieza, se han evaluado principalmente instrumentos y soluciones/regímenes de irrigación por su capacidad para eliminar restos de tejido blando utilizando análisis histológicos (Walton 1976, Zuolo et al. 1992, Siqueira et al. 1997, Taha et al. 2010, De-Deus et al. 2011). Recientemente, varios autores también se han centrado en la acumulación de desechos de tejido duro (AHTD) en recesos, istmos, irregularidades y ramificaciones utilizando imágenes de microtomografía computarizada (micro-CT) (Paqué et al. 2009, 2011, 2012a, Robinson et al. 2013, De-Deus et al. 2015). Esta tecnología ha permitido a los investigadores monitorear y cuantificar la acumulación y eliminación de desechos radiopacos en varias áreas del sistema de conductos radiculares (Robinson et al. 2012, De-Deus et al. 2014, 2015).

Los desechos de tejido duro se forman durante la acción de corte de los instrumentos sobre la dentina y pueden acumularse en algunas áreas del sistema del conducto radicular. En los conductos infectados, los AHTD pueden contener bacterias y servir como un nidus para la reinfección del conducto radicular. Además, los desechos acumulados en el sistema del conducto pueden comprometer la desinfección y el llenado a fondo (Metzger et al. 2010). Los estudios han demostrado que las técnicas de instrumentación actuales son incapaces de proporcionar conductos libres de AHTD (Paqué et al. 2011, 2012a,b, Robinson et al. 2013, De-Deus et al. 2015). Dado que los AHTD generalmente se generan durante la instrumentación, mejorar la irrigación es, concebidamente, la mejor manera de prevenir la formación o eliminar los desechos acumulados.

Se han utilizado numerosas soluciones de irrigación y sistemas de entrega en la preparación del conducto radicular (Gu et al. 2009, Haapasalo et al. 2014). La irrigación convencional o estándar utiliza varios tipos de agujas adaptadas a una jeringa de plástico desechable asociada con presión positiva apical. El uso de agujas de irrigación flexibles, que deben insertarse en el conducto lo más cerca posible de la longitud de trabajo, asociadas con grandes volúmenes de irrigantes y cambios frecuentes, son estrategias para mejorar los efectos de limpieza y desinfección de la irrigación convencional (Chow 1983, Siqueira et al. 2000, Sedgley et al. 2005). El sistema EndoVac (SybronEndo, Orange, CA, EE. UU.) comprende un régimen de irrigación diferente que involucra presión negativa apical y está compuesto por 3 componentes básicos: una punta de entrega maestra, una macrocánula de plástico y una microcánula de acero inoxidable. La primera se utiliza para entregar y evacuar el irrigante simultáneamente a nivel de la cámara pulpar, mientras que las 2 cánulas se utilizan en profundidad en el conducto en secuencia para mejorar la irrigación a nivel del conducto apical. Debido a que estas cánulas se utilizan para aspirar el irrigante, se crea un flujo de corriente en dirección apical (Gu et al. 2009). El sistema EndoVac puede considerarse seguro cuando se utiliza con NaOCl (Desai & Himel 2009), lo que se confirma con estudios que muestran baja extrusión de NaOCl para la irrigación EndoVac en comparación con otros regímenes (Mitchell et al. 2010, Iriboz et al. 2015). En cuanto a los efectos de limpieza y desinfección, los estudios que comparan EndoVac con irrigación convencional han mostrado resultados inconclusos. Mientras que algunos autores informaron una mejor limpieza del conducto apical (Nielsen & Craig Baumgartner 2007, Siu & Baumgartner 2010) y una eliminación bacteriana superior (Hockett et al. 2008) al usar el EndoVac, otros estudios informaron que no hubo diferencias significativas en la limpieza (Howard et al. 2011) o desinfección (Brito et al. 2009, Miller & Baumgartner 2010, Pawar et al. 2012).

A pesar de la considerable cantidad de investigaciones realizadas sobre la irrigación del conducto radicular utilizando diferentes metodologías (Haapasalo et al. 2014), hasta la fecha solo un estudio intentó evaluar la reducción de AHTD en los conductos radiculares de molares mandibulares utilizando el sistema EndoVac (Freire et al. 2015). Por lo tanto, el propósito de este estudio ex vivo fue evaluar las eficacias de la limpieza del conducto radicular y del istmo de los protocolos de irrigación de presión positiva apical (irrigación convencional) y negativa (sistema Endo-Vac) después de la preparación de los conductos radiculares en molares mandibulares utilizando análisis de imágenes de micro-CT. La hipótesis nula probada fue que no había diferencia en la eficacia de estos protocolos de irrigación en la reducción de AHTD dentro del sistema de conductos radiculares de los molares mandibulares.

Material y métodos

Selección y preparación de muestras

Después de la aprobación del comité de ética, se obtuvieron imágenes de ciento sesenta molares mandibulares decoronados de dos raíces, extraídos por razones no relacionadas con este estudio, utilizando un escáner de micro-CT (SkyScan 1174v.2; Bruker-microCT, Kontich, Bélgica) configurado a 50 kV, 800 µA, y una resolución isotrópica de 19.89 lm. El escaneo se realizó mediante 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. Las imágenes de proyección adquiridas se reconstruyeron en secciones transversales (NRecon v.1.6.9; Bruker-microCT), y se obtuvieron y evaluaron modelos 3D de los sistemas de conductos radiculares mesial y distal (CTVol v.2.2.1; Bruker-microCT). Se seleccionaron veinte dientes molares con 2 conductos independientes conectados por un istmo desde el tercio medio hasta el tercio apical de la raíz mesial (configuración del canal tipo II de Vertucci) y un solo conducto en la raíz distal. Se registraron parámetros morfológicos de los conductos (curvatura, longitud, volumen y área de superficie) (CTAn v.1.14.4; Bruker-microCT), y las muestras se emparejaron en consecuencia. Luego, un diente de cada par se asignó aleatoriamente a uno de los 2 grupos experimentales, de acuerdo con el procedimiento quimio-mecánico (Fig. 1).

Después de la preparación de la cavidad de acceso, la longitud de trabajo (WL) se determinó bajo magnificación introduciendo un archivo tipo K de tamaño 10 en el canal hasta que alcanzó el foramen apical. La WL se estableció
0.5 mm por encima del foramen. A continuación, el foramen apical de cada raíz se selló con resina epóxica de fraguado rápido para crear un sistema de extremo cerrado. Luego, los dientes se montaron verticalmente hasta la región cervical en bloques hechos de un material de impresión de silicona (President Jet, Coltène AG, Cuyahoga Falls, OH, EE. UU.) para los pasos del procedimiento quimio-mecánico. Después de la irrigación inicial con 2 mL de NaOCl al 2.5%, todos los canales se ampliaron utilizando el sistema rotatorio BioRaCe (FKG Dentaire, La Chaux-de-Fonds, Suiza) operado a 500 rpm, de manera crown-down, hasta los instrumentos BR5 (tamaño 40, .04 taper) y BR6 (tamaño 50, .04 taper) en los canales radiculares mesial y distal, respectivamente. Los regímenes de irrigación fueron los siguientes (Fig. 1):

1. Grupo de presión positiva apical (n = 20 canales mesiales y 10 canales distales): la irrigación durante los procedimientos de preparación se realizó utilizando una aguja NaviTip de 30 gauge (Ultradent, South Jordan, UT, EE. UU.) adaptada a una jeringa plástica desechable colocada hasta 3 mm por debajo de la WL en cada canal utilizando 2 mL de NaOCl al 2.5% después de cada instrumento. Se utilizó un adicional de 4.5 mL de NaOCl al 2.5% seguido de 2.5 mL de EDTA al 17% y 2.5 mL de NaOCl al 2.5% en la irrigación final.
2. Grupo de presión negativa apical (n = 20 canales mesiales y 10 canales distales): cada canal se irrigó con 2 mL de NaOCl al 2.5% en cada cambio de instrumento utilizando la punta maestra de EndoVac colocada por encima de la apertura de acceso. Después de la preparación apical, se insertó la macrocánula plástica (tamaño 55, .02 taper) a 3 mm por debajo de la WL y la irrigación se realizó con 2 mL de NaOCl entregado coronariamente por la punta maestra durante un período de 30 s. Luego, la cámara pulpar se mantuvo llena de irrigante mientras la microcánula (tamaño 32, .02 taper) se colocaba en la WL durante 6 s; a continuación, la microcánula se posicionó a 2 mm de la WL durante otros 6 s. Se realizaron tres ciclos de estos movimientos hacia arriba y hacia abajo, resultando en 36 s de irrigación con NaOCl utilizando la microcánula. Este procedimiento de ‘microirrigación’ se repitió utilizando EDTA al 17% como irrigante (3 ciclos) y luego con NaOCl (3 ciclos). Al final del último ciclo, la microcánula se dejó en la WL para eliminar el exceso de irrigante.
   El volumen total de NaOCl por grupo fue de 13 mL para cada canal mesial y 15 mL para el canal distal. El volumen total de EDTA fue de 2.5 mL por canal. La tasa de flujo de irrigante fue de 2 mL por 30s y 2 mL por 36s durante y después de la preparación del canal, respectivamente (Fig. 1).

Análisis de imágenes de Micro-CT

Se generaron modelos 3D de los conductos radiculares después de la preparación y se co-registraron con sus respectivos conjuntos de datos preoperatorios utilizando el módulo de registro rígido del software 3D Slicer 4.3.1 (disponible en http:// www.slicer.org). Se examinaron imágenes emparejadas de los conductos para calcular el volumen (mm3), el área de superficie (mm2) y la cantidad de superficie de pared de conducto no instrumentada (voxeles estáticos) para ambos sistemas de conductos radiculares mesial y distal (CTAn v.1.14.4; Bruker micro-CT). Se asumió que los voxeles de superficie que permanecían en el mismo lugar después de la preparación del conducto radicular (voxeles estáticos) representaban aspectos no instrumentados de las paredes del conducto (Peters et al. 2001). Luego, se calculó el porcentaje de aumento de los parámetros de volumen y área de superficie restando las puntuaciones de los conductos tratados de las registradas para los contrapartes no tratados, para toda la longitud de los conductos y para el área del istmo del sistema de conductos mesiales. Para los fines de este estudio, la región de interés del área del istmo también comprendía el área de cada conducto mesial.

Para el análisis cuantitativo de AHTD, las máscaras de etiqueta de los conjuntos de datos registrados de cada diente se importaron en el software Fiji (Fiji v.1.47n; Madison, WI, EE. UU.) y se normalizaron. La secuencia de imágenes resultante de esta operación se utilizó posteriormente para identificar el AHTD mediante operaciones morfológicas. La cuantificación del AHTD se realizó mediante la diferencia entre el espacio del conducto radicular no preparado y el preparado utilizando procedimientos de posprocesamiento, expresada como el porcentaje del volumen total del sistema de conductos después de la preparación. La presencia de un material con densidad similar a la dentina en regiones previamente ocupadas por aire en el espacio del conducto radicular no preparado se consideró escombros y se cuantificó mediante la intersección entre imágenes antes y después de la instrumentación del conducto (Robinson et al. 2012). Los modelos de conductos radiculares codificados por colores (colores verde y rojo que indican las superficies del conducto pre y postoperatorias, respectivamente) y los escombros (en color negro) permitieron la comparación cualitativa de los conductos radiculares emparejados antes y después de la preparación.

Análisis estadístico

Se utilizó la prueba de Shapiro–Wilk para evaluar la normalidad de los datos. Antes de la preparación del conducto radicular, los valores de volumen y área superficial de la región del conducto radicular o del istmo tenían una distribución normal y se compararon entre grupos utilizando la prueba t de muestras independientes. Los datos obtenidos después de la preparación del conducto (volumen, área superficial, voxel estático y AHTD) estaban sesgados y se expresaron como mediana y rango intercuartílico (IQR). La comparación estadística entre grupos se realizó utilizando la prueba U de Mann–Whitney no paramétrica, y el nivel de significancia se estableció en 5%.

Resultados

Los resultados de los parámetros de volumen, área superficial y voxel estático evaluados en ambos grupos, antes y después de la preparación, se detallan en la Tabla 1. Pre y postoperatoriamente, se confirmó el grado de homogeneidad (línea base) de los grupos con respecto a la longitud, volumen y área superficial de los conductos radiculares y el istmo (P > 0.05). Además, el porcentaje de voxeles estáticos después de la preparación de los conductos radiculares no mostró diferencia significativa entre los grupos (P > 0.05).

La Figura 2 muestra la distribución del AHTD después de la preparación del conducto radicular utilizando protocolos de irrigación por presión positiva y negativa en dos molares mandibulares representativos. Después de la preparación, no se observó AHTD en el conducto distal de ambos grupos. En el sistema de conductos radiculares mesiales, el grupo de irrigación convencional tuvo un porcentaje mediano de AHTD significativamente más alto (11.48%; IQR: 5.9–22.6; rango: 1.86–41.98) que el grupo EndoVac (3.40%; IQR: 1.5–7.3; rango: 0.82–12.84) (P < 0.05) (Fig. 2). En general, se observó AHTD en los tercios medio y apical del conducto radicular después de la irrigación convencional, mientras que la presión negativa dejó AHTD principalmente en el tercio coronal. Por lo tanto, se rechazó la hipótesis nula probada.

Discusión

Los desechos acumulados de tejido duro pueden interferir potencialmente con la desinfección al prevenir el flujo de irrigante y neutralizar los efectos antibacterianos de la solución irrigante (Paqué et al. 2012a). Además, puede interferir con el llenado del canal al impedir físicamente que el material de llenado llegue a algunas áreas del sistema de conductos radiculares (Metzger et al. 2010, Freire et al. 2015). Se ha hipotetizado que las partículas de dentina cortadas de las paredes del canal por instrumentos rotatorios se empacan activamente en los restos de tejido blando de las áreas de difícil acceso del conducto radicular y se vuelven más resistentes a la eliminación por irrigación convencional con jeringa y aguja (Paqué et al. 2009, 2012a). Hasta la fecha, solo unos pocos estudios han intentado investigar diferentes esquemas de irrigación para la capacidad de reducir AHTD en el sistema de conductos radiculares de molares mandibulares (Paqué et al. 2011, 2012a,b). En general, la conclusión principal de estos estudios fue que los procedimientos de irrigación secuenciales o suplementarios durante o después de la preparación del conducto radicular resultaron en menos AHTD en sistemas de conductos radiculares que contienen istmos. Utilizando tecnología de micro-CT, se informó recientemente que el volumen porcentual de AHTD se redujo del 4.10% al 2.12% (reducción porcentual del 53.65%) después de un protocolo de irrigación final utilizando el Sistema EndoVac en el sistema de conductos radiculares mesiales de molares mandibulares (Freire et al. 2015), lo cual está de acuerdo con los resultados presentes.

Los hallazgos del presente estudio revelaron que ambos protocolos de irrigación lograron dejar los conductos radiculares distales libres de AHTD, demostrando la eficacia del régimen de irrigación convencional cuando se utiliza en conductos radiculares con anatomía simple. Sin embargo, a pesar de su rendimiento significativamente mejor, EndoVac no fue capaz de eliminar completamente AHTD del sistema de conductos radiculares mesiales de los dientes molares mandibulares. En esta configuración anatómica del conducto, el porcentaje medio de AHTD fue significativamente menor en los conductos irrigados con EndoVac (3.4%) en comparación con la irrigación convencional (11.48%). Estos resultados pueden explicarse por la acción de lavado mecánico creada por el sistema EndoVac, que es más probable que elimine los desechos de las áreas de difícil acceso del conducto radicular en comparación con la irrigación convencional con jeringa (Shin et al. 2010, Siu & Baumgartner 2010).

La limpieza y desinfección del conducto radicular ocurre como una combinación de los efectos mecánicos de la preparación y los efectos quimio-mecánicos de la irrigación. A medida que el proceso de irrigación se ve favorecido por la acción de lavado mecánico, la tasa de flujo del irrigante juega un papel importante en la eliminación de los desechos del espacio del conducto radicular, durante y después de la preparación del conducto radicular. En el presente estudio, la tasa de flujo del irrigante se estableció en
0.066 mL s—1 (Fig. 1). A pesar de que algunos autores han recomendado el uso de tasas de flujo más altas en protocolos de irrigación positiva (Boutsioukis et al. 2007, Khan et al. 2013), la tasa de flujo de 0.066 mL s—1 fue elegida en el presente estudio debido a la imposibilidad de aplicar una tasa de flujo más alta con sistemas de presión negativa apical (Brunson et al. 2010). En consecuencia, se puede argumentar que una tasa tan baja para la irrigación con jeringa puede haber sesgado los resultados a favor del sistema de presión negativa apical. Sin embargo, en un estudio in vitro reciente, se demostró que el uso de irrigación con presión positiva con una tasa de flujo de 4 mL min—1 (o 0.066 mL s—1 como en el presente estudio) fue capaz de lograr la máxima efectividad (Park et al. 2013).

Es importante señalar que los grupos experimentales en este estudio diferían no solo en el modo de entrega del irrigante (presión positiva vs. presión negativa), sino también en el protocolo de entrega, que no fue posible estandarizar. De hecho, esta falta de estandarización es un problema muy común en los estudios que utilizan el protocolo del sistema EndoVac, porque el irrigante no se entrega dentro del sistema del conducto radicular, sino en la cámara pulpar. En el grupo de irrigación con jeringa, la punta de la aguja de extremo abierto se posicionó a 3 mm de la longitud de trabajo (WL) siguiendo la profundidad de inserción de la macrocánula plástica de EndoVac. Este nivel también se eligió porque estudios previos han informado que puede mejorar el reemplazo del irrigante y el esfuerzo cortante en las paredes (Shen et al. 2010), mientras que reduce el riesgo de cuña y extrusión del irrigante (Boutsioukis et al. 2014). Por otro lado, en el segundo paso del procedimiento de irrigación en el grupo de presión negativa, la microcánula de EndoVac se colocó en la WL, siguiendo las recomendaciones del fabricante. Así, a pesar de que los resultados reportados reflejan diferencias reales entre los protocolos probados, sigue sin estar claro en qué magnitud la diferencia en la entrega del irrigante afectó los resultados (Adorno et al. 2015), y se requieren más estudios.

La acción mecánica de los instrumentos sobre las paredes del canal incluye la eliminación de la capa interna de dentina infectada para eliminar o interrumpir los biofilms bacterianos (Paqué & Peters 2011), lo que puede mejorar el resultado del tratamiento de conducto. En el presente estudio, el porcentaje de paredes de conducto radicular no instrumentadas se expresó como un porcentaje del número de superficie de voxel estático respecto al número total de voxeles de superficie (Peters et al. 2001). Estudios previos han informado que el porcentaje medio de áreas no tratadas después de la preparación con diferentes sistemas rotatorios osciló entre el 59% y el 79% en canales distales de forma ovalada larga (Paqué et al. 2010) y entre el 39% y el 42% en canales mesiales independientes de molares mandibulares (Yang et al. 2011). Estos altos valores porcentuales se asociaron con la cinemática de los instrumentos rotatorios (movimiento de picoteo) y la presencia de recesos en canales de forma ovalada larga, que no se incluyeron en la preparación redondeada creada por la rotación de los instrumentos. En el presente estudio, los valores porcentuales medianos de áreas no preparadas no fueron diferentes entre los grupos en el canal distal (27.83% y 23.11%) y en el sistema de conducto radicular mesial cuando el istmo no se incluyó en el análisis (23.72% y 20.04%, respectivamente). Estos valores porcentuales más bajos en comparación con los reportados anteriormente podrían explicarse como consecuencia de diferencias en el protocolo de preparación, tamaños de instrumentos y la configuración del conducto radicular utilizada en este estudio.

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. 2013). Uno de los factores de confusión más importantes en los estudios ex vivo es la anatomía del sistema de conductos radiculares en investigación. En consecuencia, los resultados podrían reflejar los efectos de la anatomía del conducto en lugar de la variable de interés (Peters et al. 2001). En el presente estudio, la distribución por pares de las muestras basada en la configuración y morfología (longitud, volumen y área superficial) de los sistemas de conductos radiculares mesial y distal probablemente eliminó o, al menos, redujo sustancialmente sesgos anatómicos potencialmente significativos que podrían interferir con los resultados. Por lo tanto, no se observaron diferencias respecto al volumen, área superficial y porcentaje de vóxeles estáticos antes o después de la preparación del conducto radicular entre los grupos experimentales en los que se utilizó el mismo protocolo de preparación mecánica (Tabla 1). Así, basándose en datos de micro-CT, es posible mejorar la selección de muestras utilizando parámetros morfológicos establecidos para proporcionar una línea base consistente, lo que mejora la validez interna de los experimentos ex vivo (Versiani et al. 2013, Marceliano-Alves et al. 2015).

Conclusiones

No se observaron restos de tejido duro acumulados en los canales distales de los molares mandibulares. Ningún enfoque de irrigación logró hacer que el sistema de canal mesial estuviera libre de AHTD. La irrigación con presión negativa apical resultó en niveles significativamente más bajos de AHTD en comparación con la irrigación convencional solo en el sistema de canal radicular mesial.

Autores: M. A. Versiani, F. R. F. Alves, C. V. Andrade-Junior, M. F. Marceliano-Alves, J. C. Provenzano, I. N. Rôças, M. D. Sousa-Neto & J. F. Siqueira Jr

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