Questo protocollo descrive un modello standardizzato di solco artificiale per confrontare cinque tecniche di attivazione degli irriganti, inclusi un sistema multisonico e due laser all'erbio, per la rimozione di sigillanti a base di silicato di calcio durante il ritrattamento endodontico.
Articolo di ricerca
Rimozione di due sigillanti a base di silicato di calcio pronti all'uso da scanalature artificiali mediante un sistema multisonico e laser all'erbio: uno studio in vitro
In questo articolo
Sommario
Abstract
Gli otturatori a base di silicato di calcio aderiscono alla dentina e sono difficili da rimuovere durante il ritrattamento. Questo studio ha confrontato cinque tecniche per rimuovere due otturatori a base di silicato di calcio pronti all'uso da solchi artificiali. Sono stati realizzati solchi nel terzo apicale e coronale di 200 incisivi centrali superiori estratti, riempiti con CeraSeal (n = 100) o BioRoot Flow (n = 100). Dopo 30 giorni, l'otturatore è stato rimosso mediante irrigazione con ago della siringa, irrigazione ultrasonica passiva, un sistema multisonico (GentleWave G4), attivazione con laser Er:YAG in modalità R-SWEEPS o attivazione con laser Er,Cr:YSGG (n = 20 per gruppo). Due osservatori ciechi hanno assegnato un punteggio al materiale residuo da 0 a 3. I punteggi sono stati confrontati mediante i test di Kruskal-Wallis e di Dunn, mentre l'effetto dell'otturatore e la sua interazione con la tecnica sono stati analizzati con il test di Scheirer-Ray-Hare. La tecnica ha influenzato il punteggio residuo in entrambe le regioni (p < 0,001), mentre non è stato rilevato alcun effetto significativo dell'otturatore né dell'interazione. GentleWave G4 ha prodotto i punteggi più bassi e ha ripulito completamente il solco fino al 75% (15 su 20) dei campioni, mentre l'irrigazione con ago della siringa non ha rimosso alcun otturatore da nessun solco. I laser e l'irrigazione ultrasonica passiva hanno mostrato risultati intermedi, e l'irrigazione ultrasonica passiva non si è differenziata dall'ago per BioRoot Flow. Nelle condizioni testate, la rimozione dell'otturatore a base di silicato di calcio da solchi artificiali è dipesa dalla tecnica, mentre non è stato rilevato alcun effetto statisticamente significativo dell'otturatore. Nessuna tecnica ha permesso una rimozione completa.
Introduzione
I sigillanti a base di silicato di calcio sono ampiamente utilizzati con la tecnica del cono singolo poiché sono biocompatibili, stimolano la biomineralizzazione e si legano chimicamente alla dentina1,2. La stessa chimica ne complica la rimozione. Questi materiali reagiscono con il liquido dei tubuli dentinali e precipitano idrossiapatite, formando una zona di infiltrazione minerale e tappi cementizi all'interno dei tubuli3,4 e, dopo la presa, la loro durezza resiste agli strumenti da taglio3. La recuperabilità riflette la resistenza fisica acquisita dopo la presa, che dipende dalla composizione5,6,7. Nonostante questi vantaggi clinici, non è stato possibile ottenere una rimozione completa durante il ritrattamento8,9.
I sistemi di ritrattamento in nichel-titanio raggiungono la lunghezza working nella maggior parte dei canali ma lasciano residui misurabili, indipendentemente dal sistema di lima o dalla cinematica10,11,12, e la ritrattamento senza solvente ha prodotto le percentuali più elevate di pervietà per questi sigillanti13,14. La pervietà non equivale a pulizia. Bardini et al.9 hanno recuperato la lunghezza working in ogni campione, ma non hanno rimosso completamente alcun sigillante. I residui persistono nelle zone inaccessibili agli strumenti, poiché le lime seguono un percorso circolare e lasciano inalterate le estensioni eccentriche del canale5,15. Solchi artificiali isolano questo compartimento inaccessibile agli strumenti e permettono un confronto diretto tra metodi di irrigazione8,16,17. L'attivazione supplementare migliora la rimozione18, tuttavia l'irrigazione ultrasonica passiva perde efficacia in zona apicale, dove il contatto tra la punta e la parete smorza l'oscillazione, i gas intrappolati ostacolano la cavitazione e la punta non riesce a raggiungere la zona apicale8,19,20.
Due tecnologie affrontano questi limiti in modo diverso. Il sistema multisonico (GentleWave G4) eroga energia acustica a banda larga attraverso una piattaforma fluida che riempie l'intero sistema canalare ed è stato testato durante il ritrattamento21,22. I laser all'erbio agiscono mediante irrigazione attivata da laser, in cui l'energia assorbita dall'irrigante genera bolle di vapore la cui espansione e collasso producono flussi fotoacustici e onde d'urto23,24. La lunghezza d'onda regola questo meccanismo. Un diodo a 980 nm ha migliorato la rimozione del sigillante rispetto all'irrigazione manuale, ma non ha prodotto cavitazione potenziata da surfattante, fenomeno che gli autori hanno attribuito alla necessità di una lunghezza d'onda nell'infrarosso medio23. Le lunghezze d'onda Er:YAG (2940 nm) ed Er,Cr:YSGG (2780 nm) soddisfano tale requisito. Entrambe le lunghezze d'onda sono fortemente assorbite dall'acqua, quindi l'irrigante stesso converte la luce emessa in energia meccanica che alimenta il flusso, mentre l'energia d'impulso, la durata dell'impulso e la geometria della punta determinano la cavitazione risultante24. I due laser sono stati utilizzati con basse energie d'impulso destinate all'attivazione dell'irrigante piuttosto che all'ablazione dei tessuti, ma in modalità diverse. Nella tecnica chiamata emissione fotoacustica potenziata da onde d'urto risonanti (R-SWEEPS), il laser Er:YAG eroga coppie di impulsi sincronizzati al tempo dell'oscillazione della prima bolla, in modo che il secondo impulso acceleri il collasso e amplifichi l'onda d'urto emessa25, con la punta posizionata all'orifizio del canale; il laser Er,Cr:YSGG attiva l'irrigante con singoli impulsi erogati attraverso una punta radiale posta all'interno del canale.
Le evidenze a sostegno di questi metodi basati sull'energia nel modello del solco sono scarse. Lo studio più simile ha mantenuto costante l'irrigazione ultrasonica passiva su tutti i campioni, senza un controllo non attivato né un braccio con laser o multisonico26. In precedenza, il nostro gruppo ha confrontato le stesse cinque tecniche per la detersione di tessuto necrotico e detriti da canali ovali minimamente strumentati, in cui i due laser all'erbio si sono avvicinati all'efficacia del sistema multisonico27; tuttavia, tale studio ha esaminato un tessuto molle debolmente aderente in un canale già strumentato, non un sigillante solidamente adeso alla dentina in una zona non raggiungibile dagli strumenti, e non includeva una variabile relativa al materiale. BioRoot Flow, una formulazione pronta all'uso, non è stato studiato durante il ritrattamento, e i dati pubblicati riguardano soltanto il suo predecessore in forma di polvere e liquido12,15. Rimane inoltre da chiarire se la tecnica più efficace dipenda anche dal tipo di sigillante, poiché l'unico studio che ha riportato una differenza di questo tipo non ha mai testato formalmente l'interazione5.
Lo scopo del presente studio è stato quindi determinare se due approcci basati sull'energia, in grado di aggirare i limiti apicali dell'attivazione ultrasonica — GentleWave G4 e attivazione con laser all'erbio — rimuovono il sigillante a base di silicato di calcio indurito da siti inaccessibili agli strumenti, e se tale effetto dipende dalla formulazione del sigillante. A tal fine, l'irrigazione con ago (SNI, controllo non attivato), l'irrigazione ultrasonica passiva (PUI), GentleWave G4, R-SWEEPS ed Er,Cr:YSGG sono stati confrontati per valutare la rimozione di due sigillanti a base di silicato di calcio pronti all'uso da scanalature artificiali nei terzi apicale e coronale. Le ipotesi nulle erano che la tecnica non avrebbe influenzato il sigillante residuo, che i due sigillanti non sarebbero risultati diversi tra loro e che l'effetto della tecnica non sarebbe dipeso dal sigillante. Questo protocollo è stato progettato come strumento di laboratorio per isolare l'energia trasmessa attraverso l'irrigante dall'azione di taglio degli strumenti; è adatto per confrontare sistemi di attivazione in condizioni standardizzate e non ha lo scopo di riprodurre l'anatomia completa del canale né la composizione materiale di un caso clinico di ritrattamento.
Protocollo
Questo studio di laboratorio è stato approvato dal comitato etico istituzionale della Kocaeli Health and Technology University (numero di approvazione 31/22) ed è stato condotto in conformità ai principi etici delineati nella Dichiarazione di Helsinki e nelle linee guida PRILE 202128 (File Supplementare 1 e File Supplementare 2). Il consenso informato per l'utilizzo dei denti estratti è stato ottenuto dai donatori. Il modello del campione, la preparazione della scanalatura e la valutazione hanno seguito un protocollo descritto8. Tutti i materiali, gli strumenti e il software utilizzati in questo protocollo sono elencati nella Tabella dei Materiali.
Calcolo della dimensione del campione
La dimensione del campione è stata basata su un'indagine precedente che ha utilizzato lo stesso modello di solco artificiale e lo stesso sistema di valutazione26. In quello studio, è stata effettuata un'analisi a priori della potenza statistica (dimensione dell'effetto = 0,6, α = 0,05, potenza = 0,95) indicava n = 12 per ciascun gruppo, valore aumentato dagli autori a 15 per compensare eventuali perdite. Per aumentare la precisione, il presente studio ha utilizzato n = 20 per ciascun gruppo, per un totale di 400 scanalature. Questo calcolo riguardava l'effetto principale della tecnica di rimozione; non è stato effettuato alcun calcolo separato a priori per la tecnica × interazione del sigillante. Un'analisi di sensibilità post hoc basata sulla distribuzione chi-quadrato della statistica di Scheirer-Ray-Hare (statsmodels 0.14.6) ha mostrato che le 200 scanalature analizzate in ciascuna regione garantivano una potenza dell'80% (α = 0,05) per rilevare un'interazione di dimensione dell'effetto w = 0,24 (4 gradi di libertà) e un effetto principale del sigillante di w = 0,20 (1 grado di libertà), pertanto effetti di dimensione inferiore a questi, al di sotto dell'effetto medio di Cohen pari a w = 0,3, potrebbero non essere stati rilevati.
Criteri di selezione del campione
Sono stati utilizzati duecento incisivi centrali superiori umani estratti. Dopo l'estrazione, i denti sono stati disinfettati in NaOCl al 2%, risciacquati con acqua distillata e conservati in soluzione di timolo fino all'uso. Sono stati inclusi i denti con un canale radicolare singolo e dritto e apice integro, e la presenza di un singolo canale è stata confermata radiograficamente. Sono stati esclusi i denti con curvatura, calcificazione, trattamento pregresso, riassorbimento o dimensione apicale iniziale di #30 o superiore. Le corone sono state sezioni a una lunghezza standard, con una lunghezza lavorativa di 18 mm. La randomizzazione è stata effettuata in due fasi mediante un generatore web-based di sequenze casuali (random.org): i 200 denti sono stati inizialmente assegnati ai due sigillanti (n = 100 ciascuno), e successivamente i denti di ciascun sigillante sono stati assegnati alle cinque tecniche di rimozione (n = 20/gruppo), in modo che l'assegnazione fosse stratificata per sigillante. Le sequenze casuali sono state generate e applicate da un ricercatore che non ha effettuato la valutazione, e i campioni sono stati etichettati con identificatori codificati per mantenere gli osservatori in cecità sia rispetto al sigillante che alla tecnica di rimozione.
AVVERTENZA: I denti umani estratti rappresentano un potenziale rischio biologico. Manipolare tutti i campioni utilizzando dispositivi di protezione individuale adeguati, tra cui guanti, mascherina e occhiali protettivi.
Preparazione del campione
Dopo aver confermato la pervietà con un file K di dimensione ISO 10, i canali sono stati allargati fino alla dimensione 40/0,04 alla lunghezza di lavoro utilizzando un sistema di strumentazione endodontica rotante sotto irrigazione con ipoclorito di sodio al 3% (NaOCl), seguito da un risciacquo con 5 mL di NaOCl al 3% e 5 mL di acido etilendiamminotetraacetico (EDTA) al 17%. Tutte le soluzioni di NaOCl sono state preparate diluendo una soluzione madre al 5,25% con acqua distillata: NaOCl al 3% mescolando NaOCl al 5,25% e acqua distillata in un rapporto volumetrico di 4:3 (ad esempio, 100 mL di NaOCl al 5,25% e 75 mL di acqua distillata), e NaOCl al 5% in un rapporto volumetrico di 20:1 (ad esempio, 100 mL di NaOCl al 5,25% e 5 mL di acqua distillata).
AVVERTENZA: L'ipoclorito di sodio è caustico per la pelle, gli occhi e le membrane mucose. Preparare e manipolare tutte le soluzioni indossando guanti e occhiali protettivi, evitando l'estruzione oltre il forame apicale.
Le radici sono state incorporate in materiale da impronta all'interno di provette da centrifuga e divise longitudinalmente con un disco diamantato, senza penetrare lo spazio del canale. Qualsiasi radice nella quale lo spazio del canale fosse stato penetrato durante la divisione sarebbe stata esclusa e sostituita con un dente preparato nello stesso modo; nessuna radice ha soddisfatto questo criterio nella serie attuale. Due scanalature artificiali, lunghe 4 mm, larghe 0,2 mm e profonde 0,5 mm, sono state realizzate sulla parete del canale mediante una punta per scaling profilattico montata su un'unità endodontica ultrasonica piezoelettrica impostata al 40% di potenza, sotto un microscopio operatorio odontoiatrico con ingrandimento ×20. Le scanalature sono state eseguite su pareti opposte del canale, a una distanza di 2-6 mm e 10-14 mm dall'apice (Figura 1). Dopo la preparazione delle scanalature, lo strato di detriti (smear layer) è stato rimosso utilizzando 2 mL di EDTA al 17%.
Le scanalature di 100 denti sono state riempite con CeraSeal e quelle degli altri 100 denti con BioRoot Flow utilizzando punti di guttaperca. Il completamento del riempimento delle scanalature è stato confermato mediante microscopio operatorio odontoiatrico a un ingrandimento di ×20. Le semiradici sono state ricomposte all'interno di provette Eppendorf, la cavità d'accesso è stata sigillata con un materiale da otturazione provvisorio, il forame apicale e le superfici radicolari sono stati ricoperti con cera e i campioni sono stati mantenuti a 37 °C e umidità del 100% per 30 giorni. Successivamente, la polimerizzazione del sigillante è stata verificata mediante microscopio operatorio odontoiatrico a un ingrandimento di ×20.
Procedure di rimozione
I campioni per ogni sigillante sono stati assegnati a cinque tecniche di rimozione (n = 20 per gruppo), con SNI utilizzato come controllo non attivato. I gruppi SNI, PUI, R-SWEEPS ed Er,Cr:YSGG hanno seguito un unico regime di irrigazione composto da sei cicli di somministrazione-attivazione, tre con NaOCl al 5% seguiti da tre con EDTA al 17%. In ciascun ciclo, 5 mL di irrigante sono stati somministrati in 150 s a 2 mL/min mediante una pompa di irrigazione, quindi l'irrigante presente nel canale è stato attivato per 20 s con la tecnica in esame. I tre cicli con NaOCl sono stati completati prima dei tre cicli con EDTA, in modo che ogni campione ricevesse 15 mL di NaOCl al 5% e 15 mL di EDTA al 17% (30 mL in totale) e sei attivazioni di 20 s ciascuna (tre per ogni irrigante, 120 s in totale). Il tempo di trattamento nei tre gruppi attivati è stato quindi di circa 17 min (6 × 150 s di somministrazione più 6 × 20 s di attivazione).
Nel gruppo SNI, gli irriganti sono stati somministrati attraverso un ago da 30 G posizionato a 2 mm dalla lunghezza lavorativa senza attivazione; questo gruppo ha ricevuto gli stessi volumi, portata e sequenza di irriganti dei gruppi attivati, ma non è stato previsto alcun intervallo di attesa tra le somministrazioni al posto dei periodi di attivazione, in modo che il tempo totale di esposizione fosse di circa 15 minuti (6 × 150 s).
Nel gruppo PUI, l'irrigante è stato attivato utilizzando una punta IrriSafe di dimensione 20 montata sull'unità endodontica piezoelettrica ad ultrasuoni al 40% di potenza, con la punta posizionata a 2 mm dalla lunghezza lavorativa, per tre cicli di 20 secondi per ogni irrigante.
Nel gruppo R-SWEEPS, l'irrigante è stato attivato con un laser Er:YAG a 2940 nm in modalità R-SWEEPS, utilizzando una punta radiale (diametro di 400 µm, lunghezza di 14 mm) posizionata all'orifizio del canale senza penetrare all'interno del canale, per tre cicli di 20 s per ogni irrigante, con spruzzo d'aria e d'acqua disattivati. In questa modalità, ogni impulso da 15 mJ viene erogato come uno di una coppia sincronizzata con una frequenza di ripetizione delle coppie di impulsi di 15 Hz (30 mJ per coppia), fornendo una potenza media di 0,45 W, 9 J per ogni attivazione di 20 s e 54 J per campione; l'energia dell'impulso corrisponde a una densità energetica di 11,9 J/cm2 all'estremità della punta da 400 µm.
Nel gruppo Er,Cr:YSGG, l'irrigante è stato attivato con un laser Er,Cr:YSGG a 2780 nm in modalità H (25 mJ per impulso, 50 Hz, 1,25 W; 25 J ogni 20 s di attivazione e 150 J per campione) utilizzando una punta radiale RFT2 posizionata a 2 mm dalla lunghezza lavorativa, per tre cicli di 20 s per ogni irrigante, con spruzzo d'aria e d'acqua disattivati. In entrambi i gruppi con laser, il canale è stato riempito con l'irrigante erogato dalla pompa prima dell'attivazione del laser, e i parametri corrispondevano alle impostazioni predefinite del produttore per l'attivazione degli irriganti endodontici, applicate senza modifiche. Tabella 1 riporta i parametri completi di irradiazione, inclusi l'energia per impulso, la densità energetica e l'energia totale erogata.
Nel gruppo GentleWave G4, il campione riassemblato è stato mantenuto nel tubo da centrifuga; è stata costruita una piattaforma sull'estremità coronale della radice utilizzando la resina SoundSeal del produttore per creare una sigillatura ermetica tra lo strumento endodontico per l'irrigazione e l'apertura del canale, e il ciclo automatico di procedura del sistema GentleWave G4 con software ProControl è stato eseguito utilizzando i fluidi procedurali forniti dal produttore nella seguente sequenza: NaOCl al 3% per 5 minuti, acqua distillata per 30 secondi, EDTA all'8% per 2 minuti e un ultimo risciacquo con acqua distillata per 30 secondi (circa 8 minuti in totale). Lo strumento per la procedura è stato mantenuto in posizione dalla piattaforma per l'intera durata del ciclo. Le concentrazioni degli irriganti, le portate, la degasificazione e i tempi del ciclo sono preimpostati dal produttore e non possono essere modificati dall'operatore; pertanto, questo gruppo differiva dagli altri quattro gruppi per concentrazione, volume e tempo di trattamento degli irriganti (si veda la sezione Discussione).
Valutazione del sigillante residuo
Le metà delle radici sono state separate ed esaminate al microscopio operatorio odontoiatrico con un ingrandimento di ×20. Il sigillante residuo in ogni scanalatura è stato valutato su una scala a quattro punti29: 0, nessun sigillante nella scanalatura; 1, sigillante presente in meno della metà; 2, sigillante presente in più della metà; e 3, scanalatura completamente riempita. Due osservatori esperti, in cieco rispetto al tipo di sigillante e alla tecnica di rimozione, hanno valutato indipendentemente le scanalature; l'accordo tra gli osservatori è stato κ = 0,92 (kappa di Cohen). I disaccordi sono stati risolti per consenso.
Analisi statistica
I dati sono stati analizzati utilizzando Python 3.9.6 con le librerie SciPy 1.13.1, statsmodels 0.14.6 e scikit-posthocs 0.14.0. Le scanalature apicali e coronali sono state analizzate separatamente. I punteggi del sigillante residuo nei 10 gruppi sono stati confrontati mediante il test di Kruskal-Wallis, seguito dal test di Dunn con correzione di Bonferroni. L'epsilon-quadrato è stato calcolato come dimensione dell'effetto. Gli effetti del sigillante e della tecnica di rimozione, insieme alla loro interazione, sono stati esaminati utilizzando il test di Scheirer-Ray-Hare. Per ciascuna tecnica di rimozione, i due sigillanti sono stati confrontati mediante il test U di Mann-Whitney con correzione di Bonferroni, e come dimensione dell'effetto è stato riportato il delta di Cliff con intervalli di confidenza bootstrappati al 95%. Il livello di significatività è stato fissato al 5%.
Risultati
Valutazione del sigillante residuo
Sono state realizzate complessivamente 400 incisioni, 200 apicali e 200 coronali, e nessun campione è andato perduto durante le procedure.
I punteggi del sigillante residuo differivano tra i 10 gruppi in entrambe le regioni (p < 0,001; Tabella 2). SNI lasciava ogni solco completamente riempito. Il suo punteggio mediano era 3,0 per entrambi i sigillanti in entrambe le regioni, e nessuno degli 80 solchi irrigati esclusivamente con ago raggiunse un punteggio pari a 0. GentleWave G4 produsse i punteggi mediani più bassi, 0,5 per CeraSeal e 1,0 per BioRoot Flow nella regione apicale, e 0,0 per entrambi i sigillanti nella regione coronale. La rimozione completa dopo l'uso di GentleWave G4 fu registrata nel 50% (10 su 20) dei solchi apicali e nel 75% (15 su 20) di quelli coronali contenenti CeraSeal, e nel 45% (9 su 20) e nel 60% (12 su 20) dei corrispondenti solchi con BioRoot Flow. PUI, R-SWEEPS ed Er,Cr:YSGG mostrarono valori mediani compresi tra 1,0 e 3,0 e tassi di rimozione completa compresi tra il 10% (2 su 20) e il 35% (7 su 20).
Confronto tra le tecniche di rimozione
GentleWave G4 differiva da SNI per entrambi i sigillanti in entrambe le regioni (p < 0,001) e ha prodotto anche punteggi inferiori rispetto a PUI con BioRoot Flow in entrambe le regioni (p < 0,001 apicalmente, p = 0,004 in senso coronale; Tabella 2). R-SWEEPS ed Er,Cr:YSGG differivano da SNI con CeraSeal in entrambe le regioni (p = 0,020 e p = 0,004 apicalmente, p = 0,001 e p = 0,011 in senso coronale), mentre con BioRoot Flow, solo il confronto apicale Er,Cr:YSGG ha raggiunto la significatività (p = 0,028). L'PUI non differiva dall'SNI con BioRoot Flow in nessuna delle due regioni, né dall'SNI con CeraSeal nella regione coronale (Tabella 2). I valori di p aggiustati con il metodo di Bonferroni per tutte le 45 comparazioni a coppie in ciascuna regione sono elencati in File Supplementare 3.
Effetto del tipo di sigillante e dell'interazione tra tecnica e sigillante
Nessun effetto statisticamente significativo del sigillante è stato rilevato in nessuna delle due regioni, anche se il confronto coronale si è avvicinato alla soglia (p = 0,065), e l'interazione tra sigillante e tecnica di rimozione non è risultata significativa (Tabella 2). All'interno di ciascuna tecnica, i due sigillanti non hanno mostrato differenze significative dopo la correzione per confronti multipli (p > 0,05; File Supplementare 3).
Il sigillante residuo è persistito in almeno una scanalatura in ogni gruppo. La proporzione più alta di scanalature prive di sigillante è stata del 75% (15 su 20), registrata per CeraSeal trattato con GentleWave G4 nella regione coronale, mentre la più bassa è stata dello zero per entrambi i sigillanti irrigati esclusivamente con ago (Figura 2).
Questi risultati indicano che, nelle condizioni testate, la quantità di sigillante rimasta in una scanalatura non accessibile allo strumento dipendeva dalla tecnica di rimozione; non è stato rilevato alcun effetto statisticamente significativo della formulazione del sigillante; e nessuna delle cinque tecniche ha svuotato completamente tutte le scanalature. Poiché il gruppo GentleWave G4 differiva dagli altri gruppi anche per concentrazione dell'irrigante, durata del trattamento e regime terapeutico, le differenze tra le tecniche non possono essere attribuite esclusivamente all'energia di attivazione.
DISPONIBILITÀ DEI DATI:
I dati grezzi che supportano i risultati di questo studio sono disponibili nel File Supplementare 4.
Figura 1: Schema del modello di scanalatura artificiale. (A) Una scanalatura apicale (2–6 mm dall'apice) e una scanalatura coronale (10–14 mm dall'apice) sono state realizzate su pareti opposte del canale radicolare di una radice preparata con una lunghezza operativa di 18 mm. (B) Sezione trasversale di una scanalatura di dimensioni pari a 4 mm di lunghezza, 0,2 mm di larghezza e 0,5 mm di profondità, riempita con sigillante. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 2: Distribuzione dei punteggi di sigillante residuo nelle scanalature apicali (A,B) e coronali (C,D) per CeraSeal (A,C) e BioRoot Flow (B,D) dopo la rimozione mediante cinque tecniche. I punteggi variano da 0 (nessun sigillante nella scanalatura) a 3 (scanalatura completamente riempita). n = 20 per gruppo. Abbreviazioni: PUI = irrigazione ultrasonica passiva; SNI = irrigazione con ago della siringa. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
| Parametro | R-SWEEPS | Er,Cr:YSGG |
| Tipo di laser | Er:YAG | Er,Cr:YSGG |
| Lunghezza d'onda (nm) | 2940 | 2780 |
| Dispositivo | LightWalker AT-S | Waterlase iPlus |
| Modalità | R-SWEEPS (impulsi pulsati, coppie di impulsi sincronizzati) | Modalità H (impulsi singoli pulsati) |
| Energia per impulso (mJ) | 15 | 25 |
| Energia per coppia di impulsi (mJ) | 30 | Non applicabile (impulsi singoli) |
| Frequenza di ripetizione (Hz) | 15 (coppie di impulsi) | 50 |
| Potenza media (W) | 0,45 | 1,25 |
| Punta | Radiale, diametro 400 µm, lunghezza 14 mm | Punta radiale RFT2 |
| Densità di energia sulla faccia terminale della punta (J/cm²) | 11,9 | Non definita (emissione laterale attraverso la punta radiale) |
| Posizione della punta | Orifizio del canale, senza entrare nel canale | 2 mm al di sotto della lunghezza di lavoro |
| Getto d'aria/acqua | Spento/spento | Spento/spento |
| Attivazione | 3 × 20 s per irrigante (6 × 20 s per campione) | 3 × 20 s per irrigante (6 × 20 s per campione) |
| Energia per attivazione di 20 s (J) | 9 | 25 |
| Energia totale per campione (J) | 54 | 150 |
Tabella 1: Parametri di irradiazione laser utilizzati nei gruppi R-SWEEPS ed Er,Cr:YSGG. I valori corrispondono ai parametri preimpostati dai produttori per l'attivazione dell'irrigante e sono stati applicati senza modifiche. In modalità R-SWEEPS, ogni impulso da 15 mJ viene erogato come uno di una coppia sincronizzata, in modo che la frequenza di ripetizione delle coppie di impulsi di 15 Hz produca una potenza media di 0,45 W (2 × 15 mJ × 15 Hz). La densità energetica è l'energia dell'impulso divisa per l'area della sezione trasversale della faccia terminale della punta; è indicata solo per la punta da 400 µm, poiché la punta con emissione radiale emette lateralmente e il valore relativo alla faccia terminale non è definito. L'energia totale è la potenza media moltiplicata per il tempo totale di attivazione (6 × 20 s per campione). La durata dell'impulso è fissata dalla modalità selezionata per ciascun dispositivo e non è stata modificata. In entrambi i gruppi laser, l'irrigante è stato somministrato separatamente mediante la pompa di irrigazione, e il laser è stato applicato con gli spruzzi d'aria e d'acqua spenti. Abbreviazioni: R-SWEEPS = risonante shock wave enhanced emission photoacoustic streaming.
| Tecnica | Sigillante | Mediana apicale (IQR) | Punteggio apicale 0, n (%) | Mediana coronale (IQR) | Punteggio coronale 0, n (%) |
| SNI | CeraSeal | 3.0 (3.0-3.0)c | 0 (0) | 3.0 (3.0-3.0)d | 0 (0) |
| BioRoot Flow | 3.0 (3.0-3.0)c | 0 (0) | 3.0 (3.0-3.0)d | 0 (0) | |
| PUI | CeraSeal | 2.0 (0.8-3.0)ab | 5 (25) | 2.0 (0.0-3.0)bcd | 6 (30) |
| BioRoot Flow | 3.0 (3.0-3.0)bc | 2 (10) | 3.0 (1.8-3.0)cd | 4 (20) | |
| GentleWave G4 | CeraSeal | 0.5 (0.0-1.2)a | 10 (50) | 0.0 (0.0-0.2)a | 15 (75) |
| BioRoot Flow | 1.0 (0.0-1.2)a | 9 (45) | 0.0 (0.0-1.0)ab | 12 (60) | |
| R-SWEEPS | CeraSeal | 2.0 (1.0-3.0)ab | 3 (15) | 1.0 (0.0-2.2)abc | 7 (35) |
| BioRoot Flow | 2.5 (1.8-3.0)bc | 2 (10) | 2.5 (0.0-3.0)bcd | 6 (30) | |
| Er,Cr:YSGG | CeraSeal | 2.0 (1.0-3.0)ab | 4 (20) | 1.5 (0.8-3.0)abc | 5 (25) |
| BioRoot Flow | 2.0 (1.0-3.0)ab | 4 (20) | 3.0 (1.0-3.0)cd | 4 (20) |
Tabella 2: Punteggi residui del sigillante nei solchi apicali e coronali dopo la rimozione con cinque tecniche. I punteggi variano da 0 (nessun sigillante nel solco) a 3 (solco completamente riempito); il punteggio 0 indica rimozione completa. n = 20/ogni gruppo. I punteggi sono stati confrontati mediante il test di Kruskal-Wallis seguito dal test di Dunn con correzione di Bonferroni, separatamente per ciascuna regione. Apicale: H = 80,66, p < 0,001, epsilon-quadrato = 0,377. Coronal: H = 84,80, p < 0,001, epsilon-quadrato = 0,399. L'effetto del sigillante e l'interazione tra sigillante e tecnica sono stati valutati mediante l'estensione di Scheirer-Ray-Hare del test di Kruskal-Wallis ed entrambi non sono risultati significativi in nessuna delle due regioni (sigillante: p = 0,147 apicale, p = 0,065 coronale; interazione: p = 0,478 apicale, p = 0,890 coronale). Lettere sovrascritte identiche indicano assenza di differenza significativa tra i gruppi all'interno di una stessa regione; lettere diverse indicano differenza significativa. I valori esatti di p aggiustati per tutti i confronti a coppie sono riportati nel File Supplementare 3. Abbreviazioni: IQR = intervallo interquartile; PUI = irrigazione ultrasonica passiva; SNI = irrigazione con ago a siringa.
File supplementare 1: Lista di controllo PRILE 2021 per il presente studio. Cliccare qui per scaricare il file.
File supplementare 2: Diagramma di flusso PRILE 2021 che riassume il flusso di lavoro sperimentale. Cliccare qui per scaricare il file.
File Supplementare 3: aggiustamento di Bonferroni p-valori. Valori p aggiustati con il metodo di Bonferroni del test di Dunn per tutte le 45 comparazioni a coppie tra i 10 gruppi in ciascuna regione, e comparazioni con il test U di Mann-Whitney tra i due sigillanti all'interno di ciascuna tecnica, con delta di Cliff e intervalli di confidenza bootstrappati al 95%. Fare clic qui per scaricare questo file.
File Supplementare 4: Punteggi grezzi del sigillante residuo per tutte e 400 le scanalature. Cliccare qui per scaricare il file.
Discussione
La tecnica di rimozione ha determinato la quantità di sigillante residuo, mentre non è stato rilevato alcun effetto statisticamente significativo del sigillante né della sua interazione con la tecnica; pertanto, l'ipotesi nulla iniziale è stata rigettata, mentre le altre due sono state mantenute. GentleWave G4 ha lasciato il minor quantitativo residuo di sigillante e ha ripulito completamente la scanalatura fino al 75% dei campioni, mentre SNI non ne ha rimosso alcuno. I due laser e il PUI si sono collocati in posizione intermedia, e il loro vantaggio rispetto all'ago ha mostrato variazioni in base alla regione e al tipo di sigillante.
La scanalatura artificiale è stata scelta perché isola la variabile di interesse. Una scanalatura di dimensioni fisse trattiene un volume riproducibile di sigillante in una sede che nessuno strumento tocca, quindi il punteggio riflette l'energia trasmessa attraverso l'irrigante piuttosto che qualsiasi azione di taglio8,16. Diversi passaggi di questo protocollo sono fondamentali affinché questa isolazione sia mantenuta, e a ciascuno corrisponde un'azione correttiva. Primo, le dimensioni della scanalatura devono essere riprodotte esattamente; una scanalatura tagliata più profonda o più larga del previsto trattiene un volume diverso di sigillante, e i punteggi non sono più confrontabili tra i vari campioni. La scanalatura è stata preparata sotto un microscopio operatorio odontoiatrico con ingrandimento ×20, ed è stato specificato in anticipo nel protocollo l'esclusione di qualsiasi radice in cui lo spazio canalare fosse stato penetrato durante la divisione. Secondo, le scanalature devono essere completamente riempite prima della presa; un'eventuale bolla lasciata al momento del posizionamento viene conteggiata come materiale rimosso, motivo per cui il riempimento completo è stato verificato al microscopio operatorio odontoiatrico prima di riassemblare le due metà. Terzo, il sigillante deve essere completamente indurito prima dell'inizio della rimozione, poiché un sigillante parzialmente indurito si sposta più facilmente; pertanto, la completa polimerizzazione è stata confermata al microscopio operatorio odontoiatrico dopo il periodo di conservazione di 30 giorni. Quarto, la posizione della punta e l'impostazione della nebulizzazione determinano l'energia effettivamente trasmessa alla scanalatura; pertanto, le punte laser e ultrasoniche sono state posizionate alle profondità specificate in precedenza, e le nebulizzazioni di aria e acqua sono state disattivate, con l'irrigante fornito separatamente tramite pompa. Infine, la valutazione (scoring) è il passaggio più soggetto alla variabilità dell'osservatore; due osservatori sono stati calibrati prima della valutazione, sono rimasti in cieco rispetto ai gruppi, e ogni disaccordo è stato risolto per consenso, con un accordo inter-osservatore di κ = 0,92. Questo accordo affronta la soggettività che limita la valutazione dei denti divisi3. I sigillanti sono stati posizionati senza cono maestro, in modo che il materiale residuo fosse costituito esclusivamente dal sigillante e non dalla guttaperca26.
Il fatto che nessuna tecnica svuoti completamente ogni solco è in linea con la letteratura. La rimozione completa di questi sigillanti non è stata ottenuta mediante irrigazione con ago, attivazione ultrasonica o ritrattamento rotante1,8,9, e i residui si accumulano in zona apicale, dove l'accesso e lo scambio di fluidi sono più limitati1,20. Il comportamento di SNI ha fornito il risultato più chiaro. Somministrato senza attivazione, lasciava ogni solco pieno, confermando che il solo volume di irrigante e il tempo di contatto (30 mL per 15 min) non sono sufficienti a dislocare il sigillante polimerizzato da una recessione non strumentata e che è necessaria una qualche forma di energia8,18.
GentleWave G4 si è distaccato da SNI per entrambi i sigillanti e in entrambe le regioni, ottenendo anche punteggi inferiori rispetto a PUI per BioRoot Flow. La sua piattaforma fluidica circola un irrigante disgassato attraverso l'intero canale e genera energia acustica a banda larga che il contatto della punta con la parete non attenua, un meccanismo che invece indebolisce l'efficacia di PUI in senso apicale19,21,22. I laser hanno agito tramite flusso fotoacustico, riducendo i punteggi rispetto all'ago, soprattutto per CeraSeal; l'effetto su BioRoot Flow ha raggiunto la significatività solo in senso apicale con Er,Cr:YSGG. PUI non ha mostrato differenze rispetto a SNI per BioRoot Flow in nessuna delle due regioni, risultato in linea con quanto riportato in letteratura, secondo cui l'attivazione ultrasonica non è universalmente efficace contro questi sigillanti5. In uno studio istologico precedente sui canali ovali necrotici, gli stessi due laser, inclusa GentleWave G4, sono stati utilizzati per rimuovere i residui tissutali27. Il posizionamento delle tecniche è stato simile nel presente studio: GentleWave G4 al primo posto, l'ago all'ultimo, e i laser in posizioni intermedie, ma la differenza tra i laser e GentleWave G4 è risultata maggiore. Il substrato spiega questa differenza: il tessuto necrotico e i detriti sono debolmente aderenti e si trovano all'interno di un canale già strumentato, mentre un sigillante a base di silicato di calcio polimerizzato è fortemente legato alla dentina in una cavità profonda 0,5 mm, che il flusso deve penetrare; pertanto, lo scambio fluido continuo e completo del canale offerto da GentleWave G4 ha un vantaggio rispetto al flusso pulsato e centrato sulla punta dei laser. Anche le misurazioni dei risultati differiscono: una percentuale istomorfometrica nello studio precedente e un punteggio ordinale nel presente, pertanto i due studi non possono essere confrontati numericamente.
Non è stata rilevata alcuna differenza statisticamente significativa tra i due sigillanti all'interno di nessuna tecnica, e la tecnica che ha prodotto i punteggi residui più bassi non ha mostrato variazioni in base al sigillante. Questo risultato contrasta con quanto osservato da Peña-Bengoa et al.5, i quali hanno notato che la tecnica supplementare più efficace differiva tra due sigillanti, sebbene non abbiano mai testato formalmente l'interazione. CeraSeal e BioRoot Flow sono entrambi a base di tricalciosilicato2,7, e la rimovibilità è correlata alla resistenza fisica che un materiale acquisisce durante la presa, la quale dipende dalla sua composizione5,6. La resistenza alla presa non è stata misurata nel presente studio, pertanto i punteggi comparabili non possono essere attribuiti a una simile resistenza alla presa; indicano soltanto che, nelle condizioni testate, qualsiasi differenza nella rimovibilità tra le due formulazioni era troppo piccola per essere rilevata con 20 scanalature per gruppo, e il confronto coronale (p = 0,065) suggerisce che BioRoot Flow potrebbe lasciare residui leggermente maggiori. Altrove, CeraSeal ha ottenuto risultati scarsi2, e sarebbe necessario un campione più ampio o una misurazione diretta del materiale indurito per risolvere definitivamente la questione.
Questo studio è stato condotto in vitro su denti monoradicolati e i suoi punteggi descrivono una scanalatura artificiale piuttosto che un canale completo; pertanto, i risultati non possono essere trasferiti direttamente al trattamento clinico di ritrattamento. Una scanalatura è una cavità a pareti piane con geometria fissa e accesso diretto al fluido dal canale principale, mentre gli istmi, le lamelle e i canali laterali di una radice naturale sono più stretti, più lunghi e collegati al canale principale in modo meno prevedibile; la scanalatura, quindi, probabilmente sovrastima ciò che qualsiasi tecnica riesce a ottenere in ambito clinico, e il risultato trasferibile è il confronto tra le tecniche, non la percentuale assoluta di rimozione. Clinicamente, il sigillante residuo in queste cavità potrebbe proteggere i microrganismi residui dalla disinfezione e limitare il contatto tra il nuovo irrigante, il sigillante e la dentina; pertanto, una tecnica che svuota più frequentemente la scanalatura, come ha fatto GentleWave G4 in questo caso, potrebbe migliorare la pulizia del sistema canalare durante il ritrattamento, anche se l'effetto di queste differenze sulla guarigione periapicale deve ancora essere verificato. Le scanalature contenevano solo sigillante, senza guttaperca, ed è stata effettuata una valutazione bidimensionale mediante un punteggio ordinale; questo punteggio rappresenta l'esito consolidato per il modello8,16,26,29 e la sua affidabilità è stata confermata dall'accordo tra gli osservatori, ma la microscopia elettronica a scansione permetterebbe di analizzare l'interfaccia tra sigillante e dentina con un ingrandimento maggiore, mentre la microtomografia computerizzata consentirebbe di quantificare il volume residuo in tre dimensioni. I parametri del laser corrispondevano alle impostazioni predefinite del produttore e la durata dell'impulso, l'energia per impulso e la frequenza di ripetizione non sono stati modificati, benché questi parametri, insieme alla forma e alla posizione della punta, influenzino la cavitazione e l'esito dell'irrigazione attivata con laser24,30. Il principale limite riguarda il braccio GentleWave G4. Il suo protocollo è fissato dal produttore e prevede l'uso di NaOCl al 3% e EDTA all'8% per circa 8 minuti, mentre gli altri gruppi hanno ricevuto NaOCl al 5% ed EDTA al 17% per circa 17 minuti (15 minuti nel gruppo SNI, che non ha previsto intervalli di attivazione). GentleWave G4 ha ottenuto i punteggi più bassi nonostante la concentrazione inferiore e la durata più breve, quindi la direzione del fattore confondente è conservativa; tuttavia, in questo disegno sperimentale, il dispositivo e il regime di irrigazione non possono essere separati, e le differenze tra le tecniche non possono essere attribuite esclusivamente all'energia di attivazione. Studi futuri dovrebbero uniformare il tipo di irrigante e il tempo di esposizione tra i diversi sistemi e confermare questi risultati in canali completamente otturati.
Il protocollo può essere modificato entro certi limiti. Il sigillante, il periodo di conservazione prima della rimozione, l'irrigante e la sua concentrazione, il dispositivo di attivazione e i suoi parametri possono essere modificati per affrontare altre domande, a condizione che vengano mantenuti costanti tra i gruppi confrontati. Il braccio GentleWave G4 illustra un vincolo: il regime di irrigazione è fissato dal produttore, quindi qualsiasi confronto con altre tecniche introduce differenze nell'irrigante e nella durata che devono essere dichiarate. Tre elementi non dovrebbero essere modificati, poiché definiscono il modello: le dimensioni (4 × 0,2 × 0,5 mm) e la posizione delle scanalature, che determinano il volume del sigillante e la sua distanza dalla punta8,16; la verifica del riempimento completo e della polimerizzazione prima della rimozione; e la valutazione in cieco della scanalatura da parte di due osservatori calibrati mediante una scala a quattro punti29. Se le scanalature vengono riempite utilizzando un cono maestro o se viene aggiunto un solvente, il punteggio non isola più il sigillante da altre variabili, e l'esperimento dovrebbe essere descritto come un modello di ritrattamento piuttosto che secondo questo protocollo. La risoluzione dei problemi riguarda principalmente il montaggio: il materiale da impronta nel tubo e il sigillo di cera impediscono perdite nella sezione ricomposta durante l'attivazione, e un campione che perde dovrebbe essere risigillato prima del trattamento invece che escluso. Oltre alle due direzioni sopra menzionate, il protocollo con scanalature artificiali può essere utilizzato per testare nuove formulazioni di sigillanti e solventi o agenti chelanti prima di studi completi di ritrattamento, per confrontare impostazioni laser (energia dell'impulso, durata dell'impulso, frequenza di ripetizione, geometria della punta e posizione della punta) o punte ultrasoniche in condizioni di irrigazione identiche, per verificare la rimozione di medicamenti intracanalari come l'idrossido di calcio16, per combinare il punteggio ordinale con valutazioni mediante microtomografia computerizzata o microscopia elettronica a scansione delle stesse scanalature, e per modellare altri siti non accessibili agli strumenti, come gli istmi e i canali laterali, modificando la geometria della scanalatura.
Conclusione
Nell'ambito dei limiti di questo studio in vitro, la rimozione del sigillante a base di silicato di calcio da scanalature artificiali è risultata dipendente dalla tecnica impiegata, mentre non è stato rilevato alcun effetto statisticamente significativo del sigillante nelle condizioni testate. GentleWave G4 ha rimosso la maggior quantità di sigillante, SNI la minore, mentre i laser e il PUI si sono collocati in posizioni intermedie. Poiché il protocollo GentleWave G4 differiva anche per quanto riguarda l'irrigante e la durata, il suo vantaggio non può essere attribuito esclusivamente all'energia di attivazione. Nessuna tecnica ha ottenuto una rimozione completa del sigillante in tutti i campioni, pertanto la ritrattamento di questi materiali rimane incompleto indipendentemente dal metodo scelto.
Dichiarazioni
Gli autori dichiarano di non avere conflitti di interessi relativi a questo studio.
CONTRIBUTI DEGLI AUTORI:
Taha Özyürek ha contribuito alla definizione del concetto, alla metodologia, alla supervisione e alla revisione e modifica del manoscritto. Mustafa Gündoğar ha contribuito alla metodologia, all'indagine e alla revisione e modifica del manoscritto. Olcay Özdemir ha contribuito all'indagine e all'analisi formale. Ali Aminimofrad ha contribuito all'indagine e alla gestione dei dati. Hande Özyürek ha contribuito all'analisi formale e alla stesura della bozza originale.
Ringraziamenti
Questa ricerca non ha ricevuto alcun finanziamento specifico da agenzie pubbliche, commerciali o senza scopo di lucro.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| BioRoot Flow | Septodont, Saint-Maur-des-Fossés, Francia | 340S/0.5 | Sigillante pronto all'uso a base di silicato di calcio |
| CeraSeal | Meta Biomed, Cheongju, Repubblica di Corea | Lotto 230521-01 | Sigillante pronto all'uso a base di silicato di calcio |
| Chloraxid 5,25% | Cerkamed, Stalowa Wola, Polonia | Lotto 1105261 | Soluzione di ipoclorito di sodio, diluita al 3% e al 5% |
| Strumento per procedura CleanFlow | Sonendo Inc., Laguna Hills, CA, USA | GW-PST-PI10 | Strumento monouso del sistema GentleWave G4 |
| Microscopio operatorio dentale OMS 3200 R2 | Zumax, Suzhou, Cina | Non applicabile | Preparazione delle scanalature, verifica del riempimento completo e dell'indurimento del sigillante, e valutazione del sigillante residuo, tutti a ingrandimento ×20 |
| EndoSolution | Cerkamed, Stalowa Wola, Polonia | Lotto 2105261 | Irrigante al 17% di EDTA |
| GentleWave G4 | Sonendo Inc., Laguna Hills, CA, USA | 10053 | Sistema multisonico per la detersione ultrasonica |
| Punta IrriSafe calibro 20 | Satelec, Acteon Group, Merignac, Francia | F43806 | Punta per irrigazione ultrasonica passiva |
| LightWalker AT-S | Fotona, Lubiana, Slovenia | Non applicabile | Laser Er:YAG a 2940 nm, modalità R-SWEEPS |
| Ago, calibro 30 | Ultradent Products Inc., South Jordan, UT, USA | Non disponibile | Irrigazione con ago per siringa |
| Unità ultrasonica Newtron P5 XS B.LED | Satelec, Acteon Group, Merignac, Francia | Non applicabile | Generatore ultrasonico per la preparazione delle scanalature e per l'irrigazione ultrasonica passiva |
| Punta per ablazione profilattica (Newtron) | Satelec, Acteon Group, Merignac, Francia | Non disponibile | Preparazione delle scanalature artificiali (potenza al 40%) |
| Python 3.9.6 | Python Software Foundation, Beaverton, OR, USA | Non applicabile | Analisi statistica |
| Punta radiale, 400 µm × 14 mm | Fotona, Lubiana, Slovenia | Lotto 003029 | Punta di consegna del laser Er:YAG |
| Generatore di sequenze casuali | random.org | Non applicabile | Assegnazione online dei campioni ai gruppi |
| Punta radiale RFT2 | BIOLASE Inc., Foothill Ranch, CA, USA | Lotto 2217Q | Punta di consegna del laser Er,Cr:YSGG |
| scikit-posthocs 0.14.0 | Libreria Python open-source | Non applicabile | Test di Dunn con correzione di Bonferroni |
| SciPy 1.13.1 | Libreria Python open-source | Non applicabile | Test di Kruskal-Wallis e test U di Mann-Whitney |
| SoundSeal | Sonendo Inc., Laguna Hills, CA, USA | GW-SYS-SOSE | Resina utilizzata per costruire la piattaforma che sigilla lo strumento per la procedura al campione |
| statsmodels 0.14.6 | Libreria Python open-source | Non applicabile | Test di Scheirer-Ray-Hare |
| VDW.ROTATE | VDW, Monaco di Baviera, Germania | MSTVROT325AST | Sistema rotante in nichel-titanio, calibro 40/.04 |
| Waterlase iPlus | BIOLASE Inc., Foothill Ranch, CA, USA | Non applicabile | Laser Er,Cr:YSGG a 2780 nm, modalità H |
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