Agosto 2011

Preparazione meccanica del sistema canalare: finalità di sagomatura, tecniche e strumenti.

La preparazione del sistema canalare include sia l’allargamento sia la sagomatura dello spazio endodontico insieme alla sua disinfezione. Negli ultimi decenni si è assistito all’introduzione sul mercato di svariate metodologie di strumenti e conseguenti nuovi approcci allo spazio endodontico, con la finalità di raggiungere una drastica diminuzione della contaminazione batterica.

La Letteratura Internazionale è divenuta sempre più densa di nozioni e studi negli ultimi anni (grazie all’introduzione di innovative modalità di ricerca), senza trovare una conclusione riguardo a protocolli standardizzati per la qualità e l’appropriatezza clinica di differenti tecniche di strumentazione. Ciò è dovuto a problemi metodologici di ricerca, con l’introduzione di notevoli variabili in ogni studio, non permettendo quindi il confronto dei risultati ottenuti da essi.

Storia della preparazione canalare:

La storia dell’endodonzia affonda le proprie radici già nel ‘700 quando Fauchard iniziò a descrivere nel suo testo ‘Le chirurgien dentiste’ l’esistenza di strumenti per l’accesso cavitario del dente, la preparazione del sistema canalare e la cauterizzazione della polpa. Tale innovazione lo pone a tutti gli effetti tra i fondatori della moderna odontoiatria dato che in quel tempo non esistevano ancora descrizioni sistematiche di preparazione dei canali radicolari.

Edward Maynard fu accreditato invece di aver sviluppato il primo strumento manuale avvolgendo un filo rotondo con dei piccoli aghi per estirpare il tessuto pulpare. Lo sviluppo di tale strumentario (con le dovute modifiche in base a considerazioni anatomiche) fu presa in larga considerazione tanto che verso la metà del ‘800 i libri di testo raccomandano l’allargamento dei canali radicolari mediante strumenti manuali.

Nel 1885 furono introdotte le frese Gates Glidden e nel 1915 i K-file, anche se la loro standardizzazione avvenne inizialmente nel 1929 da parte di Trebitsch e successivamente da Ingle nel 1958. La specifica ISO per gli strumenti endodontici arrivò nel 1974.

Oltramare pare sia stato il primo descrittore della metodica con dispositivi meccanici rotanti. Inizialmente introdusse l’uso di sottili aghi con una sezione rettangolare che potessero essere applicati a dispositivi rotanti, introducendoli passivamente nel canale fino all’apice e poi azionati.

Nel 1928 una ditta austriaca (Bürmoos, Austria) introdusse il “Cursor filing contra-angle” (antenato dell’attuale contrangolo) che permetteva una combinazione di movimento rotazionale e verticale del file. Tale genere di dispositivo endodontico divenne popolare in Europa in seguito alla commercializzazione del sistema Racer (W&H) nel 1958, che lavorava con movimento verticale, e del Giromatic (Micromega, Besançon, Francia), dal movimento reciprocante di rotazione di 90°. Il limite di tali metodica era l’utilizzo di strumenti in acciaio che consentivano una rotazione limitata e/o un rigido movimento di “su e giù”; l’operatore poteva soltanto influire sulla velocità di rotazione e l’ampiezza del movimento verticale.

Il Canal Finder System (S.E.T., Gröbenzell, Germania) rappresentò il primo dispositivo con un moto parzialmente flessibile; infatti l’ampiezza del movimento verticale dipende dalla velocità rotazionale e dalla resistenza del file all’interno del canale e cambia in un movimento di rotazione a 90° all’aumentare della resistenza.

Il lavoro di Martin & Cunningham del 1970 rese gli ultrasuoni popolari per la preparazione del canale.

Nel 1971 il Laser iniziò ad essere sperimentato in endodonzia. Contemporaneamente anche dispositivi “non-strumentali” o “elettrofisici” furono introdotti, come la ionoforesi, dispositivi elettrochirurgici o la “non-instrumental technique” (NIT) di Lussi.

Strumenti in NiTi furono descritti per la prima volta da Walia et al., dimostrando una spiccata capacità di preparazione e adattamento allo spazio endodontico.

Obiettivi della preparazione meccanica:

Ciò che emerge da una riesamina della Letteratura Internazionale è che tra i principali fini della strumentazione meccanica ci sia la creazione di uno spazio adeguato da permettere la collocazione di irriganti e medicamenti antibatterici; tale procedura facilita l’eradicazione dei batteri e ne elimina i prodotti tossici dal sistema canalare.

Gli obbiettivi possono essere riassunti in:

  • rimozione di tessuto vitale e necrotico dal canale principale;
  • creazione di un sufficiente spazio per gli irriganti e la medicazione;
  • preservazione dell’integrità e localizzazione dell’anatomia apicale canalare;
  • abolizione di danni iatrogeni al sistema canalare e alla struttura radicolare;
  • facilità di otturazione canalare;
  • abolizione di successive irritazioni e/o infezioni dei tessuti periradicolari;
  • preservazione di dentina radicolare per permettere la funzionalità a lungo termine del dente.

Tecniche di preparazione canalare includono la preparazione manuale, preparazione automatizzata del canale radicolare, preparazione sonica e ultrasonica, l’uso del laser, e il NIT.

Ingle introdusse la prima tecnica standardizzata, portando alla lunghezza di lavoro i files, dando al canale la forma (per conicità e diametro) dell’ultimo strumento usato.

Schilder enfatizzò la necessità dell’intera detersione del sistema con la rimozione di tutto il tessuto organico dell’intero spazio canalare e irrigazione abbondante, coniando l’espressione “ciò che viene fuori dal canale è importante tanto quanto quello che gli si mette dentro” (“what comes out is as important as what goes in”).

Egli delineò alcune linee guida da un punto di vista del design della preparazione:

  • continua conicità della preparazione dall’apice all’accesso cavitario;
  • il diametro trasversale deve essere sempre più stretto procedendo verso l’apice;
  • la preparazione canalare deve ricalcare la forma originaria del canale;
  • il forame apicale dovrebbe rimanere nella sua posizione originale;
  • l’apertura apicale dovrebbe essere tenuta la più piccola possibile.

e degli obbiettivi biologici:

  • la strumentazione deve essere confinata all’interno della radice;
  • non forzare residui necrotici oltre il forame;
  • rimozione di tutto il tessuto dallo spazio canalare;
  • creazione di un sufficiente spazio per la medicazione intracanalare.

Alla base di una corretta preparazione canalare bisogna conoscere l’anatomia radicolare, tenendo presente le variabili dell’apice, i canali accessori e le ramificazioni; le comunicazioni tra lo spazio canalare e quello parodontale e la zona della forca. A ciò si unisce la presenza di notevoli quantità di microorganismi e tossine sia nella polpa necrotica sia nella dentina radicolare infetta, come dimostrato da lavori di Ørstavik & PittFord, Dahlen & Haapasalo.

La presenza dei suddetti requisiti permette al clinico di evitare la formazione dei seguenti danni iatrogeni alla struttura radicolare:

  • ZIP: tendenza dello strumento a raddrizzarsi all’interno di una radice canalare curva. Ciò risulta in un sovra-allargamento del canale lungo il lato esterno, comportando una sotto-preparazione della porzione interna della curvatura nella porzione apicale;
  • GINOCCHIO (ELBOW): è associato con lo “zip” e descrive una regione ristretta del canale al punto di massima curvatura come risultato di un allargamento coronale irregolare lungo l’aspetto interno della curvatura e lungo l’aspetto esterno apicalmente;
  • LEDGING: risultante sulla porzione esterna della curva dall’utilizzo di strumenti poco flessibili con una punta tagliente e lavorante.
  • PERFORAZIONE: distruzione del cemento radicolare e irritazione e/o infezione del legamento parodontale e difficili da sigillare. Causate da strumenti rigidi con punta lavorante arriva.
  • STRIPPING: sovra-preparazione e raddrizzamento lungo l’aspetto interno della curvatura radicolare. Le pareti radicolari a livello della forca sono spesso sottili e vengono definite come “zone di pericolo”.
  • BLOCCO APICALE: compattazione di tessuto o detriti con successiva perdita di lunghezza di lavoro e pervietà canalare;
  • DANNO DEL FORAME APICALE: la dislocazione o l’allargamento del forame apicale può portare ad una scorretta determinazione della lunghezza di lavoro, raddrizzamento dei canali curvi, sovra-estensione e sovra-preparazione. Come conseguenza di ciò si può avere un’irritazione del tessuto periapicale dovuto all’estrusione di irriganti o di materiale di otturazione a causa della mancanza dello stop apicale.

Lo scopo finale per il clinico è quello di rimuove, attraverso la strumentazione, lo “smear layer” e i cosiddetti “debris”. Il primo è definito come un pellicola superficiale di detriti o sulle superfici canalari dopo la strumentazione sia con strumenti manuali sia meccanici; esso è costituito da particelle di dentina, residui di polpa vitale o necrotica, componenti batteriche e irriganti. I “debris” sono i detriti, costituiti da scaglie di dentina, tessuto residuo e particelle lassamente adese alle pareti canalari.

Gli studi presenti in Letteratura analizzano quasi sempre le pareti attraverso il SEM (Microscopio a Scansione Elettronica), rilevando una disomogenea preparazione e detersione, soprattutto nella parte apicale.

Quando il clinico affronta la lettura di un’analisi in vitro riguardante la valutazione dell’azione degli strumenti lungo l’intero tratto canalare, deve porre attenzione alla sezione “materiali e metodi”, notando il substrato in cui gli strumenti vengono valutati. Infatti si è notato come i blocchi di resina differiscano dal dente estratto sia per quanto riguarda la microdurezza (resina < dente) che per le dimensioni dei detriti; ciò influisce sia sui tempi di lavorazione che sugli stress degli strumenti.

Lo studio della variazione dell’anatomia in seguito alla preparazione ha visto negli anni l’introduzione di nuove tecniche di indagine, arrivando, ad oggi, a sfruttare le potenzialità della micro-CT nella fase pre- e post-trattamento. Il vantaggio di tale metodica è quello di replicare in 3D il sistema canalare, la possibilità di ripetere le misurazioni e di confrontare le immagini ottenute, osservando il rapporto tra superfici trattate e non trattate.

ESTRUSIONE DI FRAMMENTI APICALI:

In alcuni studi si è anche presa in considerazione l’estrusione di materiale durante la preparazione di denti; essendo studi in vitro su denti estratti, c’è anche da sottolineare la mancanza di uno stop apicale per il mantenimento delle soluzioni irriganti, costringendo a studi senza l’uso delle stesse. I risultati delle ricerche eseguite hanno un range piuttosto ampio, documentando dagli 0.01 mg a 1.3 g di detriti estrusi. Pur aggiustando i risultati con le dovute correzioni procedurali, è improbabile che non si verifichi comunque una fuoriuscita apicale di componenti intracanalari, attivando meccanismi di fagocitosi, dolore post-operatorio e batteriemie.

VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA:

Per “sicurezza” si intende: rottura degli strumenti, blocco apicale, perdita di lunghezza di lavoro, perforazione, aumento della temperatura e estrusione di detriti.

La separazione degli strumenti è attestata attorno al 2-6%; questa può essere correlata al tipo, design e qualità dello strumento usato, il materiale di cui sono costituiti, la velocità rotazionale e il torque, pressione e flessione durante la preparazione, l’angolo e il raggio di curvatura, la frequenza d’uso, le tecniche di sterilizzazione e l’esperienza dell’operatore. Le lime Hedström sono risultate più facili alla rottura rispetto agli altri strumenti.

TECNICHE DI PREPARAZIONE MANUALE:

La “tecnica delle Forze Bilanciate” introdotta da Roane & Sabala si presenta come la modalità di preparazione manuale che garantisce una migliore detersione del canale tra le tecniche non meccaniche. In alcuni studi si nota però una tendenza alla perforazione, alla frattura dello strumento e al decentramento del canale.

Essa richiede l’uso di K-file in acciaio o in NiTi con punte modificate in una tecnica stepdown. Tale metodica prevede che gli strumenti sono introdotti nel canale con un movimento di 180° in senso orario e contemporaneo avanzamento apicale (fase di posizionamento), seguito da una rotazione di 120° in senso antiorario con un’adeguata pressione apicale (fase di taglio). La fase finale di rimozione prevede un movimento in senso orario e ritiro del file dal canale.

Un paragone tra i K-files in NiTi usati con tale tecnica e gli strumenti meccanici rotanti dimostrano una qualità sovrapponibile delle due metodiche di preparazione ma un tempo maggiore di esecuzione per quella manuale.

Sistema NiTi

Aspetto metallurgico:

Le leghe NiTi sono costituite da circa il 55% di Nichel e 45% di Titanio, che fornisco a queste le caratteristiche di superelasticità e memoria di forma. Il modulo di elasticità è significativamente più basso per tali leghe rispetto all’acciaio, cosicché meno forze vengano applicate a livello delle pareti radicolari durante la fase di sagomatura.

Le suddette proprietà sono riconducibili all’organizzazione del reticolo cristallino in due stadi a seconda della temperatura e della deformazione a cui sono sottoposti gli strumenti:

fase austenitica (fase a temperatura ambiente e di riposo) e fase martensitica (fase di lavoro e deformazione). Gli strumenti passano quindi tra questi due stadi a seconda degli stress che subiscono, modificando e/o recuperando la propria forma iniziale. E’ importante ricordare come le caratteristiche di design dello strumento (angolo di taglio, numero delle lame, design della punta, conicità e sezione trasversale), influenzino la flessibilità, l’efficacia di taglio e la resistenza torsionale.

Sistema motore:

Negli anni si è passati ad azionare i NiTi prima a basse velocità e a torque elevati (con elevato numero di separazioni), e successivamente a velocità e torque più controllati e costanti, permettendo alla lega di permanere entro i limiti di elasticità dello strumento. Rimane sempre consigliato dalle ditte produttrici l’esecuzione di un preflaring manuale o meccanico per ottenere un “glide path”, riducendo ulteriormente il torque e la fatica ciclica, facendo agire lo strumento in maniera più passiva possibile.

Studi sulla preparazione canalare usando i Sistemi NiTi

ABILITA’ DI DETERSIONE:

Molti studi riguardanti i NiTi si sono focalizzati sull’abilità di centratura, mantenimento della curvatura del canale, sicurezza di lavoro; solo pochi studi invece si sono soffermati sulla abilità di detersione. Tutti i tipi di sistemi meccanici dimostrano una permanenza di detriti all’interno dei canali a differenti livelli, con i ProTaper, FlexMaster e HERO 642 che raggiungono i risultati migliori di detersione e sagomatura, associati però all’utilizzo di EDTA e ipoclorito.

Ciò che emerge da tutti i campioni analizzati nei differenti studi è la parziale o totale assenza di preparazione del terzo apicale e con la conseguente difficoltà degli irriganti di raggiungere tali porzioni. Schäfer e Lohmann conclusero nella loro analisi che i differenti sistemi NiTi si discostano tra loro per il design delle lame, con successiva differente capacità di rimozione dei detriti. Quindi, un angolo di taglio attivo taglia e rimuove le porzioni di dentina, un angolo di taglio negativo brunisce la dentina tagliata a livello delle pareti canalari, riducendo la pervietà dei tubuli dentinali.

RADDRIZZAMENTO:

Ottimi risultati si sono ottenuti per quanto riguarda il mantenimento della centratura del canale anche in canali molto curvi.

ASPETTI DI SICUREZZA:

Esistono due tipi di frattura: torsionale e flessoria. Le prime possono essere condizionate dall’aspetto macroscopico dello strumento: se esso si presenta con deformazione plastica si frattura in seguito ad elevati torque, mentre se è privo di apparenti segni di infrazione, si frattura per fatica. Le fratture flessorie sono dovute a difetti a livello della superficie dello strumento e possono avvenire a causa della fatica ciclica.

Altri fattori possono essere riconducibili alle variabili anatomiche come il raggio e l’angolo di curvatura, la frequenza d’uso e l’esperienza dell’operatore.

CONCLUSIONI:

  • l’uso di strumenti NiTi risulta in un minor raddrizzamento e migliore centratura della preparazione dei canali curvi;
  • l’uso dei soli strumenti NiTi non garantisce una completa detersione delle pareti canalari;
  • la detersione diminuisce dalla corona all’apice del canale;
  • l’uso di chelanti in pasta durante la preparazione non rimuove completamente lo smear layer;
  • l’uso di strumenti NiTi con angolo di taglio attivo è superiore agli strumenti con piani radiali in termini di detersione canalare;
  • quando usati secondo le indicazioni della casa produttrice i NiTi sono sicuri da usare;
  • la presenza di punte non lavoranti sembra essere più sicura;
  • motori con velocità costante, basso torque e controllo di torque sono raccomandati.

ULTRASUONI:

Richman fu il primo ad introdurre gli ultrasuoni in endodonzia e Howard Martin nel 1976 sviluppò un dispositivo per la preparazione e detersione del canale nominandolo “endosonico”. Gli ultrasuoni prevedono una frequenza di oscillazione di 25-40 kHz che, applicata ad un file, permette di iniziare un effetto acustico nei fluidi di irrigazione; tale effetto si associa ad un effetto cavitazione.

Dati i possibili effetti negativi che possono avere durante la preparazione, lasciando solchi longitudinali lungo le pareti, controbilanciati dalla loro elevata capacità di detersione e attivazione degli irriganti, riservano l’utilizzo degli ultrasuoni proprio a queste ultime due fasi.

LASER:

Il primo utilizzo del Laser venne riportato da Weichman & Johnson, utilizzando un laser a CO2.

L’irradiazione laser è stata dimostrata essere in grado di cambiare o modificare la struttura della dentina, riducendone la permeabilità e fondendo o carbonizzando la superficie. A ciò si associa il possibile danno termico alle strutture dure del dente che può comportare rotture o danni ai tessuti molli come anchilosi, lisi del cemento e rimodellamento osseo.

In conclusione il laser è raccomandato solo per la fase di disinfezione del sistema canalare.

PREPARAZIONE DI CANALI RADICOLARI OVALI:

Nella recente Letteratura sono disponibili pochi dati riguardo alla preparazione di canali radicolari con forma ovalare. In una ricerca compiuta dal gruppo di Wu et al. su 180 denti venne riscontrata questo tipo di sezione trasversale nel 25% dei casi. Secondo i criteri usati da Wu et al. e da Wu & Wesselink solo i denti con una distanza bucco-linguale di 1.5 volte superiore a quella mesio-distale sono definiti “ovali”. Le difficoltà nel trattamento di questi canali risiede nella detersione, sagomatura e otturazione dei versanti linguale e buccale del sistema canalare. La preparazione eseguita con strumenti in acciaio include un alto rischio di perforazione nonché indebolisce significativamente la struttura della radice. E’ difatti consigliato un movimento di “spazzolamento” (brushing) delle pareti durante la preparazione; tale metodo consente una diminuzione dei detriti e dello smear layer in recessi che, diversamente, possono permanere e accumularsi sulle pareti, inficiando la qualità dell’otturazione e limitando il successo a lunga distanza.

Numerosi studi mostrano il confronto di sezioni canalari trasversali, pre- e post-strumentazione, realizzate con metodica NiTi; si nota una preparazione inadeguata delle porzioni linguali e buccali, con circa il 20% della superficie canalare non strumentata.

La detersione dei recessi canalari può essere aumentata dall’uso di tecniche ultrasoniche e soniche per l’attivazione degli irriganti (ipoclorito di sodio ed EDTA).

DIMENSIONE APICALE DELLA PREPARAZIONE:

La misura finale della preparazione apicale rimane controversa. Alla base di ciò sono stati proposti due concetti.

Il primo mira ad una rimozione circonferenziale di dentina, con l’obbiettivo di aumentare almeno di tre dimensioni rispetto al primo file introdotto alla lunghezza di lavoro. Infatti, basandosi su risultati di studi anatomici, il diametro del forame apicale è di circa 500-680 μm e il diametro minore del canale radicolare del forame è di circa 300-350 μm. L’esatta determinazione del primo file che interagisce con le strutture dipende dal grado di pre-flaring e dal tipo di strumento usato. Eseguendo un adeguato pre-flaring può essere introdotto uno strumento di diametro maggiore alla lunghezza di lavoro stabilita.

Il secondo concetto mira a mantenere il forame apicale il più piccolo possibile, come suggerito da Schilder; questo concetto include il sondaggio del terzo apicale, stabilire la pervietà con un strumento #10 introdotto 1 mm oltre apice, il diametro apicale, la regolarizzazione dello spazio apicale e portare il terzo apicale almeno ad una misura di #20.

In una revisione della Letteratura, Friedman et al. raccomandano una preparazione apicale più larga possibile in combinazione con un’abbondante irrigazione e l’uso di idrossido di calcio come medicazione intermedia. E’ infatti accertato da studi di Ørstavik e al. come l’alloggiamento di idrossido di calcio per almeno una settimana riduca il numero di campioni presentanti colonie batteriche insieme a corrette procedure di detersione e strumentazione.

CONCLUSIONI:

La riduzione dei batteri intracanalari è dovuta principalmente all’effetto degli irriganti (e delle medicazioni) e solo parzialmente alla strumentazione dei canali.

La strumentazione meccanica permette la rimozione di una certa quantità di tessuto infetto e dentina dal canale radicolare e facilità l’azione degli irriganti. Sebbene sia riportato che ad una preparazione apicale maggiore corrisponda una riduzione statisticamente significativa dei batteri intracanalari, il significato dell’estensione della preparazione apicale finale rimane ancora da chiarire.

Il clinico deve tenere a mente i seguenti punti:

  • la preparazione meccanica del canale radicolare può risultare in una significativa riduzione di batteri ma non lascia i canali stessi privi di batteri in campioni riproducibili;
  • la preparazione meccanica lascia le pareti canalari coperte di detriti e smear layer se non accompagnata da abbondante irrigazione;
  • la preparazione meccanica deve essere assistita e completata da protocolli di intenda disinfezione usando appropriati irriganti e medicazione intermedia;
  • le tecniche di preparazione e gli strumenti e la preparazione finale devono essere definite individualmente per ogni sistema canalare;
  • l’uso degli strumenti NiTi facilita la preparazione, specialmente nei canali radicolari curvi.

Mechanical preparation of root canals: shaping goals, techniques and means

MICHAEL HU¨ LSMANN, OVE A. PETERS & PAUL M.H. DUMMER - Endodontic Topics 2005, 10, 30–76

Introduction
Preparation of the root canal system is recognized as
being one of the most important stages in root canal
treatment (1, 2). It includes the removal of vital and
necrotic tissues from the root canal system, along with
infected root dentine and, in cases of retreatment, the
removal of metallic and non-metallic obstacles. It aims
to prepare the canal space to facilitate disinfection by
irrigants and medicaments. Thus, canal preparation is
the essential phase that eliminates infection. Prevention
of reinfection is then achieved through the provision of
a fluid-tight root canal filling and a coronal restoration.
Although mechanical preparation and chemical disinfection
cannot be considered separately and are
commonly referred to as chemomechanical or biomechanical
preparation the following review is intended to
focus on the mechanical aspects of canal preparation
cavity. Chemical disinfection by means of irrigation and
medication will be reviewed separately in this issue.
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