UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE FACULDADE DE ODONTOLOGIA
RESISTÊNCIA À FRATURA DE DIFERENTES SISTEMAS DE RETENTORES INTRARRADICULARES.
Niterói 2018
UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE FACULDADE DE ODONTOLOGIA
AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO BIOMECÂNICO DE DIFERENTES SISTEMAS DE RETENTORES INTRARRADICULARES
RENATA PARANHOS MACHADO VELHO LIMA MILIONI
Dissertação apresentada à Faculdade de Odontologia da Universidade Federal Fluminense, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre, pelo Programa de Pós-Graduação em Odontologia.
Área de Concentração: Clínica Odontológica
Orientador: Prof. Dr. Raphael Vieira Monte Alto
Niterói 2018
FICHA CATALOGRÁFICA
Ficha catalográfica automática - SDC/BNO Bibliotecária responsável: Lúcia Espogeiro
- CRB7/4708
M637r Milioni, Renata Paranhos Machado Velho Lima
RESISTÊNCIA À FRATURA DE DIFERENTES SISTEMAS DE RETENTORES INTRARRADICULARES / Renata Paranhos Machado Velho Lima Milioni ; Raphael Vieira Monte Alto, orientador. Niterói, 2018.
36 f. : il.
Dissertação (mestrado)-Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.22409/PPGO.2018.m.05707004777
1. Dente não vital. 2. Fratura dos dentes. 3. Técnica para retentor intra-radicular. 4. Produção intelectual. I.
Título II. Monte Alto,Raphael Vieira, orientador. III. Universidade Federal Fluminense. Faculdade de Odontologia.
DEDICATÓRIA
Dedico esse trabalho aos meus avós Reynaldo Goulart Machado Velho e Neuza Paranhos (in memorian), onde quer que eles estejam, que me ensinaram sempre a agir com honestidade e integridade, e assim sigo na minha vida profissional e agora, acadêmica.
AGRADECIMENTOS
Iniciarei meus agradecimentos a Deus, por ter colocado no meu caminho muitas pessoas a quem eu possa agradecer:
Agradeço aos meus pais TERESA CRISTINA e ANTONIO ALFREDO, pelo amor e o brilho nos olhos de vocês quando anuncio cada conquista, o que me dá cada mais força para seguir em frente. Não menos importante, meu padrasto NEY TORRES, pelo carinho ao longo de todos esses anos e principalmente pela sua disponibilidade, disposição e amor incondicional com a minha filha. Obrigada por cuidar dela com tanto amor nos momentos que estive ausente. Ao meu irmão JOÃO PAULO e ao meu tio REYNALDO FILHO pelo seu carinho, admiração e confiança. Agradeço aos meus sogros, ANA MARIA e DOMINGOS, meus fiéis pacientes. Obrigada por acreditarem em mim desde o início de tudo e pelo respeito e orgulho que vocês sentem por mim. Ao meu grande amor, PEDRO MILIONI, obrigada pelo seu amor, pelo seu carinho, seu companheirismo, pela sua paciência, por ser o primeiro a me dar força, por acreditar no meu potencial. Foi você quem me deu o primeiro empurrão para seguir esse caminho. Temos o mundo pela frente e seguiremos sempre juntos na realização dos nossos sonhos. Obrigada por ser um pai e um marido tão maravilhoso. À minha eterna princesa, boneca e florzinha, minha filha, CECÍLIA. Obrigada por encher meu coração de felicidade e entender os momentos em que não pude te dar atenção, um dia você entenderá a razão de tudo isso.
Às minhas amigas de faculdade, obrigada por vibrarem junto comigo e principalmente à minha endodontista preferida, LUCIANA FONSECA, por ser incansável na preparação dos nossos canais, espero que nosso trabalho, nos renda bons frutos. Meus eternos agradecimentos ao professor PAULO VINICIUS SOARES, por acreditar no nosso projeto, à UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLANDIA, por me receber
tão bem e principalmente ao ALEXANDRE MACHADO por ser tão prestativo e se disponibilizar a me ajudar a executar nossa pesquisa. Não tenho palavras para expressar a minha imensa gratidão. Ao Técnico de Prótese dentária LAURO COSTA, do laboratório San Freitas e à LYGIA MADI, da empresa Angelus, por proporcionarem a confecção dos nossos pinos. Às minhas queridas amigas, MONIQUE SOLON e KARIN EGGER, obrigada pela amizade, pela parceria e pela disponibilidade de vocês, vocês são inspiração para mim. E por fim, ao meu querido orientador RAPHAEL MONTE ALTO. Obrigada por dividir seu conhecimento, suas aulas, suas fotos maravilhosas, suas piadas. Obrigada por ter me acolhido há anos atrás e ter acreditado no meu trabalho. Obrigada por me permitir fazer parte da sua equipe e poder ser mais um braço direito no meio de tantos que você tem. Sinto um orgulho enorme de estar participando e me sinto imensamente honrada. Obrigada por todas as oportunidades que você me deu até hoje e espero ser com meus futuros alunos, tão generosa como você é. Serei uma eterna admiradora do seu trabalho. Obrigada pela sua amizade. Obrigada!
RESUMO
Milioni RPMVL. Resistência à fratura de diferentes sistemas de retentores intrarradiculares [dissertação]. Niterói: Universidade Federal Fluminense, Faculdade de Odontologia; 2018.
Com objetivo determinar a resistência à fratura de raízes restauradas com diferentes sistemas de retentores intrarradiculares, quarenta raízes bovinas foram distribuídas aleatoriamente em quatro grupos (n=10) representados pelo tipo de técnica utilizada para a restauração: PFV- pinos de fibra de vidro diretos; PFVR- pinos de fibra de vidro modelados com resina composta; PFVI- pinos de fibra de vidro anatômicos indiretos; e NMF- núcleos metálicos fundidos. As raízes foram incluídas em resina de poliestireno para simulação do ligamento periodontal. Após a inclusão, os espécimes foram submetidos a teste de resistência à fratura em máquina de ensaio mecânico. Os dados tabulados foram submetidos ao teste estatístico ANOVA e não houve diferença estatística significativa entre os grupos experimentais em relação resistência à fratura. Entretanto, os grupos PFV e PFVR apresentaram padrão de fratura reparável quando comparados com os grupos PFVI e NMF. Dessa forma, pode-se concluir que pinos de fibra anatômicos diretos, são alternativas conservadoras, efetivas e seguras na reabilitação de raízes com canais amplos e com pouco remanescente coronário.
Palavras-chave Dente não vital, Fratura dos dentes, Técnica para retentor intra-radicular.
ABSTRACT
Milioni RPMVL. Fracture Resistance of different intraradicular retainers techniques [dissertation]. Niterói: Universidade Federal Fluminense, Faculdade de Odontologia; 2018.
In order to determine the fracture strength of roots restored with different intraradicular retainers techniques, forty bovine roots were randomly distributed in four groups (n = 10) represented by the type of technique used for restoration: PFV – direct glass fiber posts, PFVR – direct anatomic post, PFVI – indirect anatomic post, NMF – cast metal cores. The roots were embedded in polystyrene resin to simulate the periodontal ligament. After that, the specimens were submitted to fracture strength test in a mechanical test machine. The tabulated data were submitted to the ANOVA statistical test and there was no statistically significant difference between the experimental groups in relation to fracture resistance. However, the PFV and PFVR groups showed reparable fracture pattern when compared to the PFVI and NMF groups. It can be concluded that direct anatomical fiber posts are conservative, effective and safe alternatives in the rehabilitation of roots with large canals and with little coronary remaining.
.
1 - INTRODUÇÃO
Dentes tratados endodonticamente são mais susceptíveis a falhas biomecânicas principalmente quando há perda significante de estrutura dentária.1 Nesses
casos é necessário a utilização de retentores intrarradiculares, justamente porque a estrutura remanescente é insuficiente para sustentar e reter adequadamente a restauração final.2,3 Diversas técnicas estão disponíveis para
a restauração de dentes com tratamento endodôntico e dentro desse contexto, optar por um método inadequado no momento de restaurar esse dentes pode comprometer a longevidade dos mesmos.4
A susceptibilidade à fratura de dentes que receberam retentores intrarradiculares também está relacionada à quantidade de remanescente dentário e às características do retentor utilizado, como material, módulo de elasticidade, diâmetro e comprimento.5
Retentores metálicos fundidos foram durante anos a principal escolha para uso clínico. Além de apresentarem custo relativamente baixo e técnica simples, os núcleos metálicos fundidos quando corretamente executados possuem adaptação justaposta às paredes do canal radicular, o que proporciona retenção adequada.1,2,6 Estudos demonstraram que núcleos metálicos fundidos possuem
boa resistência à fratura,2,4,7 mas devido ao alto módulo de elasticidade, estes
podem exercer uma ação de cunha na raiz quando submetidos à grandes tensões, resultando em fraturas irreparáveis. 1,7
Diante desse cenário, a utilização de pinos de metal vêm sendo gradativamente, substituída pelo uso de retentores reforçados por fibra de vidro.8 Pinos de fibra
de vidro possuem módulo de elasticidade similar ao da dentina1,2 e este aspecto
ajuda na dissipação das tensões exercidas pelas cargas oclusais de maneira mais uniforme ao longo da estrutura radicular.5,9
Entretanto, quando nos deparamos com condutos mais amplos e principalmente com pouca ou nenhuma estrutura coronária, o uso de pinos de fibra de vidro pré-fabricados pode ser limitado.2 Nesses casos, pinos de fibra de vidro
pré-fabricados não apresentam justaposição às paredes do canal radicular, o que pode gerar uma camada espessa de cimento resinoso para compensar a adaptação imprecisa.7 Camadas espessas de cimento resinoso possuem maior
probabilidade de apresentarem bolhas e irregularidades estruturais.2,6 Essas
irregularidades são geradas pela contração de polimerização, a qual é responsável pela formação de áreas de concentração de tensão, as quais podem desencadear linhas de fratura e consequente diminuição da resistência de união do cimento ao canal,9 resultando em casos extremos no deslocamento do pino, uma das principais falhas relacionadas aos retentores reforçados por fibra de vidro.5
Dessa forma, como propostas para evitar esse problema, técnicas de anatomização dos pinos de fibra de vidro, têm sido empregadas. A técnica de anatomização direta do pino de fibra de vidro pré-fabricado consiste no reembasamento do retentor com resina composta, a fim de copiar o interior do canal radicular. Nessa técnica, a resina composta ocupa os espaços existentes entre pino e paredes do canal, deixando o conjunto justaposto às paredes, o que aumenta a retenção e diminui a espessura da camada de cimento. Dessa forma é possível obter um retentor com boa adaptação e retenção, além de propriedades mecânicas favoráveis.3,9
Com o mesmo intuito, a técnica de anatomização indireta também pode ser utilizada. A partir da modelagem do conduto com resina acrílica, um pino de fibra de vidro é fabricado em laboratório, através de sistema CAD-CAM, obtendo-se uma peça única, livre de interfaces com ótima adaptação, retenção e propriedades mecânicas superiores.9
A quantidade e qualidade do remanescente dentinário são os fatores que irão ditar o tipo de técnica restauradora a ser adotada.10 Diante do exposto, o
presente estudo tem como objetivo avaliar a resistência a fratura de diferentes sistemas de retentores intrarradiculares em raízes amplas e consequentemente o padrão de fratura mais favorável. Duas hipóteses foram pesquisadas. A primeira, que as técnicas de anatomização de pinos de fibra de vidro direta e indireta apresentariam resistência à fratura superior à técnica de pinos de fibra de vidro pré-fabricados. A segunda seria que as técnicas de anatomização de pinos de fibra de vidro direta e indireta, apresentariam padrão de fratura considerado favorável.
2 - METODOLOGIA
2.1 Seleção dos dentes:
40 incisivos bovinos de tamanhos e formatos semelhantes foram selecionados a partir de medidas feitas do diâmetro mésio distal e vestíbulo lingual, com auxílio de um paquímetro digital. Os incisivos foram divididos aleatoriamente em 4 grupos (n=10): PFV- restaurado com pino de fibra de vidro pré-fabricado; PFVR- restaurado com pino de fibra de vidro modelado com resina composta; PFVI- restaurado com pino de fibra de vidro anatômico indireto; NMF- restaurado com núcleo metálico fundido.
Os dentes selecionados foram armazenados em solução de Tymol 0,2% (Pharmacia Biofarma LTDA, Uberlandia, Minas Gerias, Brasil)11
Os dentes bovinos selecionados foram limpos com curetas periodontais e profilaxia com pedra pomes e água. Os dentes foram seccionados na altura da junção cemento-esmalte, com auxílio de disco diamantado em baixa rotação de forma que obtivesse um remanescente radicular com comprimento de 15 mm, caracterizando elementos dentários com ausência de remanescente coronário.
2.2 Tratamento endodôntico
2.2.1 Instrumentação do canal radicular
Os dentes foram submetidos o tratamento endodôntico com instrumentação do canal radicular utilizando brocas Gates-Glidden (Dentsply Malleiffer, Ballaigues, Switzerland), em toda extensão do conduto. Irrigação abundante com hipoclorito de sódio a 5,25% (Fórmula & Ação,São Paulo, Brasil) até alcançar o forame apical. Instrumentação apical foi realizada com lima #140 (Dentsply Malleiffer, Ballaigues, Switzerland) como complementação da remoção do tecido pulpar junto com a solução irrigadora. Irrigação final com EDTA 17% (Biodinâmica, Ibiporã, Paraná, Brasil) foi realizada durante 5 min como toalete final seguido de
remoção do EDTA com hipoclorito 5,25%. Os condutos foram secos com cones de papel absorvente #80 (Tanari,Manaus, Amazonas, Brasil).
2.2.2 Obturação dos dentes:
A obturação dos canais foi realizada com cones de gutta-percha (Dentsply Malleiffer) e cimento endodôntico (Sealer26, Dentsply Mailleifer). O cone principal foi cortado com ponta termoaquecida de aparelho endodôntico (Easy Endo, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil) e os terços médio e cervical foram preenchidos com cones de guta percha acessórios (Dentsply Malleiffer). Todo conjunto foi termoplastificado com compactador de Mc Spadden #60 (Dentsply Malleiffer) e submetido a condensação vertical com calcadores de Niquel Titânio #80 (Easy Endo, Belo Horizonte, Minas gerais, Brasil). Após a conclusão do tratamento de canal, as raízes ficaram armazenadas em água destilada.
2.3 Inclusão e simulação do ligamento periodontal
Os dentes foram incluídos em resina de poliestireno e o ligamento periodontal simulado com material de moldagem à base de poliéter (Impregum, 3M-ESPE, Seinfield, Germany)12. Para desenvolvimento da inclusão, cada raiz foi
mensurada nos sentidos mesio-distal e vestíbulo-lingual, com auxílio de um paquímetro digital, nas porções média e apical, para obtenção da espessura da camada de cera que simula o espaço do ligamento periodontal (em torno de 0,4 mm). Então, as raízes foram cobertas com cera rosa n. 7 (Newwax, Technew, Rio de Janeiro, Brasil) plastificada. Uma lima endodôntica foi inserida no canal proporcionando alinhamento entre a direção do conduto e coroa. Nesse momento cada raiz foi fixada em um filme radiográfico nº1 com orifício no centro. Cada raiz é colocada perpendicularmente à mesa móvel de um delineador para verificar se a raiz está posicionada de acordo com o seu longo eixo.
Um cilindro de PVC (Tigre, Brasil) foi apoiado sobre o filme radiográfico que estava preso à raiz, de forma que a raiz estivesse no centro do cilindro. (figura 01) Este cilindro foi então fixado com cera rosa 7 no filme radiográfico. (figura
02)
Figura1: Preparo para inclusão - Raizes fixadas ao filme radiográfico com cilindro de PVC
Figura 02: Fixação do cilindro de PVC ao conjunto.
Resina de poliestireno autopolimerizável foi manipulada e vertida no interior do cilindro de PVC. Decorrido 2 horas de inclusão os dentes foram removidos do alvéolo artificial e limpos com jatos de bicarbonato e água fervente para remoção da cera 7. (figura 03) O material à base de poliéter foi inserido no alvéolo e o dente introduzido com pressão digital. Após polimerização, os excessos foram removidos com lâmina de bisturi e os espécimes armazenados em água destilada.
Figura 03: Raiz bovina incluída em alvéolo artificial a base de resina de poliestireno.
2.4 Preparo dos condutos:
Os condutos foram preparados com brocas de largo n. 3, 4 e 5 (Microdont, São Paulo, Brasil), removendo a gutta-percha e criando espaço para retentores de 10,0 mm de comprimento. Em seguida foi utilizada a broca n. 3 do sistema de pinos de fibra de vidro (Whitepost 3DC, FGM, Santa Catarina, Brasil) obedecendo o mesmo comprimento, para a uniformização das paredes radiculares;
2.5 Preparo dos Pinos
Grupo PFV: Pinos de fibra de vidro pré-fabricados
Os pinos de fibra de vidro (Whitepost 3DC, FGM) foram limpos com auxílio de uma gaze embebida com álcool a 70% seguido de aplicação de agente de união bifuncional silano (Prosil, FGM) em sua superfície, aguardando o tempo de 1 min. Adesivo universal (Âmbar, FGM) foi aplicado e fotoativado por 20
segundos(Bluephase N, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein), para posterior cimentação adesiva.
Grupo PFVR: Pinos pré-fabricados de fibra de vidro modelados com resina composta
Os pinos de fibra de vidro pré-fabricados tiveram suas superfícies tratadas como descrito no grupo PFV. Após a lubrificação das raízes com gel de glicerina (KY, Johnson & Johnson, São Paulo, Brasil) o pino foi recoberto com resina composta (NT Premium, Coltene, Rio de Janeiro, Brasil) e inserido no conduto, sendo a resina fotoativada por 10 s e o conjunto removido para fotoativação final fora do conduto em todas as faces. Foi aplicado adesivo universal nos pinos modelados seguido de fotoativação por 30 s em todas as faces. Os condutos foram enxaguados abundantemente para posterior cimentação dos pinos.
Grupo PFVI: Pinos de fibra de vidro anatômicos indiretos
Pinos pré-fabricados de policarbonato (Pinjet, Angelus, Londrina, Paraná, Brasil) foram cobertos com resina acrílica vermelha (Pattern resin, GC America, USA), manipulada de acordo com o fabricante, e o conjunto foi introduzido nos condutos previamente isolados com gel de glicerina. Os pinos modelados serviram como padrão de modelo para a fresagem de blocos de fibra de vidro (Fiber CAD Post and Core, Angelus) pelo sistema CAD-CAM. (figura 04) Os pinos anatômicos fresados foram limpos com álcool, seguido de aplicação de silano aguardando o tempo de 1 min, terminando com aplicação de adesivo e posterior fotoativação por 30 segundos em cada face.
Figura 04: Pino de fibra de vidro fresado a partir de padrão de resina acrílica.
Grupo NMF: Pinos de metal
Pinos pré-fabricados de policarbonato (Pinjet, Angelus, Londrina, Brasil) foram cobertos com resina acrílica vermelha (Pattern resin, GC America, UAS), manipulada de acordo com o fabricante, e o conjunto introduzido nos condutos previamente isolados com gel de glicerina. Em seguida, cada padrão passou por acabamento e foi submetido a processo de fundição para confecção de pinos com liga metálica à base de Níquel Cromo (Kromalit, Knebel,Porto Alegre, RS, Brazil)
2.6 Confecção da porção coronária
Com a intenção de padronizar a porção coronária dos pinos, foram confeccionadas matrizes de acetato (Bioart, São Carlos, São Paulo, Brasil) em uma plastificadora a vácuo (Plastvac, Bioart) a partir de um padrão de um preparo de um incisivo central superior. Nos dois grupos em que um padrão de resina acrílica foi confeccionado, essa porção coronária foi feita com a mesma resina acrílica. Nos outros grupos de pinos de fibra de vidro a porção coronária
foi confeccionada em resina composta (NT Premium, Coltene, Rio de Janeiro, Brasil)
2.7 Cimentação dos pinos
2.7.1 Preparo dos substratos:
Todas as raízes foram submetidas a profilaxia com água e pedra pomes. Exceto nas raízes que receberam pinos metálicos, foi realizado condicionamento com ácido fosfórico 37% (Condac, FGM, Brasil) somente na porção onde havia esmalte, por 15 segundos, lavou-se abundantemente seguido de secagem com pontas de papel absorvente (Tanari, Manaus, Amazonas, Brasil). O sistema de adesivo universal (Ambar Universal, FGM, Brasil) foi aplicado e fotopolimerizado por 30 segundos. Nas raízes que receberam os pinos de metal após a profilaxia com pedra pomes e água foi realizado secagem com pontas de papel absorvente.
2.7.2 Cimentação dos pinos:
Após os preparos dos substratos e pinos, a cimentação de todos os grupos foi realizada com cimento resinoso dual (Allcem Core, FGM), introduzido com pontas de automistura intracanais, seguido pela introdução dos pinos em seus respectivos canais. Os excessos de cimento foram removidos e logo após, cada face foi fotopolimerizada por 40 segundos. (justificar utilização do adesivo)
2.8 Resistência à fratura:
O ensaio de resistência à fratura foi realizado em máquina de ensaios mecânicos (EMIC DL- 2000, São José dos Pinhais, PR, Brasil). As amostras foram posicionadas sobre um suporte o qual foi rosqueado na base inferior da máquina. A célula de carga utilizada foi de 500Kg/5000N. Os espécimes foram submetidos a uma carga compressiva em uma angulação de 45º, com velocidade de 1,0mm/min até que ocorressem as fraturas. A força requerida para causar a fratura foi mensurada (N) por meio de software acoplado à máquina de ensaio. (figura 05)
Figura 05: Posicionamento em 45º do espécime na máquina de ensaio mecânico para teste de resistência à fratura.
2.9 Padrão de fratura
O padrão de fratura foi classificado de acordo com o grau de destruição da raiz. Foram consideradas como favoráveis, os padrões que provavelmente diante daquela situação admitiriam reparo e como não favorável, os padrões que se apresentassem impossibilitados de serem restaurados. 11
Tabela1- Classificação do padrão de falha.
Classificação Característica da falha (Região) favorável ou não
favorável Tipo I Fratura da porção coronária ou descolamento do núcleo
de preenchimento
Sim
Tipo II Fratura no terço cervical radicular Sim
Tipo III Fratura no terço médio radicular Não
Tipo IV Fratura no terço apical Não
Avaliação do comportamento biomecânico de diferentes sistemas de retentores intrarradiculares
Renata Paranhos Machado Velho Lima Milioni,MSc student*
Raphael Vieira Monte Alto, Adjunct professor
*Corresponding author: Raphael Vieira Monte Alto –
Keywords: tooh, nonvital, post and core technique, tooh fracture
Evaluation of the biomechanical behavior of different intraradicular posts systems
Introduction:
Endodontically treated teeth are more susceptible to biomechanical failures especially when there is significant loss of tooth structure.1 In such cases, the use
of intraradicular posts is necessary, precisely because the remaining structure is insufficient to sustain and adequately retain the final restoration.2,3 Several
techniques are available for the restoration of teeth with endodontic treatment and within this context, opting for an inadequate method when restoring these teeth can compromise their longevity.4
The susceptibility to fracture of teeth that received intraradicular posts is also related to the amount of dental remnant and the characteristics of the post used, such as material, modulus of elasticity, diameter and length.5
Cast metal post and core have been the main choice for clinical use for years. In addition, to presenting relatively low cost and simple technique, the cast metal post when correctly executed have an adaptation juxtaposed to the walls of the root canal, which provides adequate retention.1,2,6 Studies have shown that casts
metal posts and cores have good fracture resistance, 2,4,7 but due to the high
modulus of elasticity, they can exert a wedge action on the root when subjected to high tensions, resulting in irreparable fractures. 1,7
In view of this scenario, the use of cast metal posts has gradually been replaced by the use of fiberglass reinforced posts.8 Fiberglass posts have a modulus of
elasticity similar to dentin1,2 and this aspect helps in the dissipation of the tensions
exerted occlusal loads more evenly along the root structure.5,9
However, when faced with flared root canals and especially with little or no coronary structure, the use of prefabricated fiberglass posts may be limited.2 In
such cases, prefabricated fiberglass posts do not present juxtaposition to the walls of the root canal, which can generate a thick layer of resin cement to compensate for imprecise adaptation.7 Thick layers of resin cement are more
likely to exhibit bubbles and structural irregularities.2,6 These irregularities are
generated by the polymerization shrinkage, which is responsible for the formation of stress concentration zone, that start fracture lines and consequent decrease the bond strength of the cement to the root canal9 , resulting in extreme cases, in
the displacement of the post, one of the main failures related to the prefabricated fiberglass posts.5
Thus, as proposals to avoid this problem, techniques of relining fiberglass post have been employed. The direct anatomical fiber post technique consists of the relining of a prefabricated fiber post with composite resin, in order to copy the interior of the root canal. In this technique, the composite resin occupies the spaces between the post and the walls of the root canal, leaving the assembly juxtaposed to the walls, which increases retention and decreases the thickness of the cement layer. In this way it is possible to obtain a retainer with good adaptation and retention, in addition to favorable mechanical properties.3,9
With the same intention, the indirect anatomical technique can also be used. From the modeling of the interior of root canal with acrylic resin, a fiberglass post is manufactured in the laboratory, through a CAD-CAM system, obtaining a single part, free of interfaces with optimum adaptation, retention and superior mechanical properties.9
The amount and quality of the remaining dentin are the factors that will dictate the type of restorative technique to be adopted.10 In light of the above, the present
study aims to evaluate the fracture resistance of different intraradicular post systems in flared bovine roots and, consequently, fracture pattern. Two hypotheses were investigated. First, the direct and indirect fiberglass post anatomic techniques would present superior fracture resistance to the
prefabricated fiberglass post technique. The second would be the direct and indirect fiberglass post anatomic techniques would present a favorable fracture pattern.
2- Methods:
2.1 Selection of teeth:
40 bovine incisors of similar size and shape were selected from the distal mesius and buccolingual diameters measurements, with the aid of a digital caliper. The incisors were randomly divided into 4 groups (n = 10): FGP-restored with prefabricated fiberglass post; FGRP-restored with fiberglass post relined with composite resin; IAFP-restored with indirect anatomic fiberglass post; CMP- Restored with a cast metal post and core. The selected teeth were stored in 0.2%
Tymol solution (Pharmacia Biofarma LTDA, Uberlandia, Minas Gerais, Brazil).11
The selected bovine teeth were cleaned with periodontal curettes and prophylaxis with pumice stone and water. The teeth were sectioned at the cementoenamel junction, using a diamond disk in a low rotation, in order to obtain a root remainder with a length of 15 mm, characterizing dental elements with absence of remaining coronary structure.
2.2 Endodontic treatment
2.2.1 Root canal instrumentation
The teeth were submitted to endodontic treatment with root canal instrumentation using Gates-Glidden drills (Dentsply Malleiffer, Ballaigues, Switzerland), throughout the canal extension. Abundant irrigation with 5.25% sodium hypochlorite (Formula & Action, São Paulo, Brazil) until reaching the apical foramen. Apical instrumentation was performed with # 140 file (Dentsply Malleiffer, Ballaigues, Switzerland) as a complement to removal of the pulp tissue along with the irrigating solution. Final irrigation with EDTA 17% (Biodynamic,
Ibiporã, Paraná, Brazil) was performed for 5 min as final toilet followed by removal of EDTA with 5.25% hypochlorite. The root canal were dried with # 80 absorbent paper cones (Tanari, Manaus, Amazonas, Brazil).
2.2.2 Teeth filling:
Teeth filling was performed with gutta-percha cones (Dentsply Malleiffer) and endodontic cement (Sealer26, Dentsply Mailleifer). The main cone was cut with a thermoheated endodontic appliance (Easy Endo, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil) and the middle and cervical thirds were filled with gutta accessories (Dentsply Malleiffer). Each set was thermoplastic with a Mc Spadden # 60 (Dentsply Malleiffer) compactor and subjected to vertical condensation with Nickel Titanium # 80 (Easy Endo, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil). After the canal treatment was completed, the roots were stored in distilled water.
2.3 Inclusion and simulation of the periodontal ligament
The teeth were included in polystyrene resin and the periodontal ligament was simulated with polyether-based molding material (Impregum, 3M-ESPE,
Seinfield, Germany).12 For the development of inclusion, each root was measured
in the mesio-distal and buccolingual directions, with the aid of a digital caliper, in the middle and apical portions, to obtain the thickness of the wax layer that simulates periodontal ligament space (around of 0.4 mm). Then, the roots were covered with plastified.pink wax n. 7 (Newwax, Technew, Rio de Janeiro, Brazil) An endodontic file was inserted into the canal providing alignment between the canal and crown direction. At that moment, each root was fixed in a radiographic film nº1 with orifice in the center. Each root is placed perpendicular to the movable table of an eyeliner to check if the root is positioned according to its long axis. A PVC cylinder (Tigre, Brazil) was supported on the radiographic film that was attached to the root, so that the root was in the center of the cylinder. This cylinder was then fixed with pink wax 7 on the radiographic film. Self-curing polystyrene resin was handled and poured inside the PVC cylinder. After 2 hours of inclusion,
the teeth were removed from the artificial alveolus and cleaned with bicarbonate jets and boiling water to remove the wax. The polyether-based material was inserted into the alveolus and the tooth introduced with digital pressure. After polymerization, the excesses were removed with a scalpel blade and the specimens stored in distilled water.
2.4 Post Space preparation:
The post spaces were prepared at low speed with drill n. 3, 4 and 5 (Microdont, São Paulo, Brazil), removing the gutta-percha and creating space for 10.0 mm . The corresponding drill #3 of the fiberglass post system (Whitepost 3DC, FGM, Santa Catarina, Brazil) was used, obeying the same length, for the
uniformization of the root walls;
2.5 Post preparation
Group FGP: Prefabricated fiberglass posts
Prefabricated Fiberglass posts (Whitepost 3DC, FGM) were cleaned with a gauze soaked with 70% alcohol. Then the fiber post was coated with a layer of the silane coupling agent (Prosil, FGM) for 1 min, and the surface was gently air dried. Universal adhesive (Amber, FGM) was applied and photoactivated for 20 seconds (Bluephase N, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) for subsequent adhesive cementation.
FGRP Group: Prefabricated fiberglass posts relined with composite resin
Prefabricated fiberglass posts had their surfaces treated as described in the FGP group. After, the roots were lubricated with glycerin gel (KY, Johnson & Johnson, São Paulo, Brazil), the post was covered with composite resin (NT Premium, Coltene, Rio de Janeiro, Brazil) and inserted into the canal, the resin being photoactivated by 10 seconds and the set was removed for final photoactivation
out of the canal, on all faces. The anatomic post was tried in again in order to ensure adequate adaptation. The root canals and the relined fiber posts were then rinsed abundantly with water to remove the lubricant gel. Universal adhesive was applied on the relined fiber posts followed by photoactivation for 30 s on all faces.
IAFP Group: Indirect anatomical fiberglass posts
Prefabricated polycarbonate pins (Pinjet, Angelus, Londrina, Paraná, Brazil) were covered with Red Acrylic Resin (Pattern America, USA), handled according to the manufacturer, and the set was introduced into previously lubricated canals with glycerin gel. The modeling pins served as a model standard for Fiber CAD Post and Core (Angelus) milling by the CAD-CAM system. The milled anatomical posts were cleaned with alcohol, followed by silane application for 1 min, finishing with adhesive application and subsequent photoactivation for 30 seconds on each face.
CMP Group: Cast Metal posts and core
Prefabricated polycarbonate pins (Pinjet, Angelus, Londrina, Brazil) were covered with Red Acrylic Resin (Pattern America, UAS), manipulated according to the manufacturer, and the set introduced into the previously lubricated canals with glycerin gel . Afterwards, each pattern was finished and submitted to a casting process for the manufacture of nickel-chromium alloys (Kromalit, Knebel, Porto Alegre, RS, Brazil)
2.6 Preparation of the coronary portion
With the intention of standardizing the coronary portion of the posts, acetate matrices (Bioart, São Carlos, Sao Paulo, Brazil) were made in a vacuum plasticizer (Plastvac, Bioart) from a standard for a preparation of a central upper incisor. In both groups in which an acrylic resin pattern was made, this coronary
portion was made with the same acrylic resin. In the other groups of fiberglass posts, the coronary portion was made of composite resin (NT Premium, Coltene, Rio de Janeiro, Brazil)
2.7 Posts Luting Procedure
2.7.1 Preparation of the substrates:
All roots were submitted to prophylaxis with water and pumice stone. Except for the roots that received cast metal post and core, conditioning was performed with 37% phosphoric acid (Condac, FGM, Brazil) only in the portion there was enamel for 15 seconds, washed abundantly followed by drying with absorbent paper tips (Tanari, Manaus, Amazonas, Brazil). The universal adhesive system (Universal Ambar, FGM, Brazil) was applied and photopolymerized for 30 seconds. In the roots that received the cast metal posts, after prophylaxis with pumice stone and water, were performed drying with absorbent paper tips.
2.7.2 Posts cementation:
After the substrates and posts were prepared, cementation of all groups was performed with dual resin cement (Allcem Core, FGM), introduced with intracanal self-mixing tips, followed by the introduction of the posts in their respective roots. The cement excesses were removed and soon after, each face was photopolymerized for 40 seconds.
2.8 Fracture Resistance Test:
The fracture strength test was performed in a mechanical test machine (EMIC DL-2000, São José dos Pinhais, PR, Brazil). The samples were positioned on a support which was threaded into the lower base of the machine. The load cell used was 500Kg / 5000N. The specimens were subjected to a compressive load
at a 45º angle, with a velocity of 1.0mm/min until fractures occurred. The force required to cause the fracture was measured (N) by software coupled to the test machine.
2.9 Fracture Pattern
The fracture pattern was classified according to the degree of root destruction. The standards that were likely to be considered as favorable would be considered as repairable, and those standards that would not be restored could be considered as non repairable.11
Table 1 - Classification of fault pattern.
Classification Fault characteristic (Region) Repairable or non repairable Type I Fracture of the coronary portion or
detachment of the filling nucleus
Yes
Type II Fracture in the cervical third root Yes Type III Fracture in the middle third root Not
Type IV Fracture in the apical third Not
2.10 Statistical analysis
Anova One Way statistical test was performed, for analysis of the maximum fracture resistance.
In order to categorize the types of faults in relation to the fault site, the Kruskal-Wallis statistical test was performed and followed by the Tukey test comparing
each of the groups. The Kruskal-Wallis test was also performed in order to classify the type of failure in relation to the fracture pattern.
3- Results
Table 2 shows the mean values of fracture strength (N) and standard deviation (±) for the experimental groups. The one-way analysis of variance (1-way ANOVA) showed no statistically significant difference between the experimental groups in the resistance to fracture of flared roots (p = 0.181).
Table 2 - Mean of fracture resistance (N) and standard deviation (±) for experimental groups:
Groups Maximum Fracture Resistance (N) and Standard Deviation
FGP 514,3 ± 97,89A
FGRP 489,1 ± 48,10A
IAFP 456,1 ± 70,07A
CMP 429,0 ± 125,25A
Table 3 shows the results of the Kruskal-Wallis test applied to the failure characteristics data and it was possible to verify that the FGP and FGRP groups presented similar but statistically different characteristics of the IAFP and CMP groups.
Table 3 - Failure characteristics (region) for the experimental groups. Failure characteristics (region)
25% Median 75% Statistical
category
FGP Coronary Coronary Cervical A
FGRP Coronary Coronary Coronary A
CMP Cervical-middle Middle Middle-Apical B
In Table 4 the Kruskal-Wallis test was performed in order to categorize the type of fracture and it was verified that the specimens of the FGP and FGRP groups presented predominantly a reparable fracture pattern, whereas the specimens of the IAFP and CMP groups presented predominance faults of the non-repairable type.
Table 4- Failure Mode for Experimental Groups.
Repairable or non repairable
25% Median 75% Statistical
category
FGP Repairable Repairable Repairable A
FGRP Repairable Repairable Repairable A IAFP non repairable non repairable non repairable B
CMP non repairable Repairable - non
repairable
non repairable B
4- Discussion:
Intraradicular posts are regularly indicated in the rehabilitation of endodontically treated teeth. According to some authors, the intraradicular posts do not contribute to the strengthening of the dental element.13,14 The main reason for its
use, is to promote the retention and reinforcement for the coronary portion of the restoration through a more favorable pattern in the transmission of forces.13
The present study evaluated the fracture strength of different systems of intraradicular pots in flared roots and the fracture patterns due to different restorative techniques. There was no statistically significant difference between the values of fracture resistance of the evaluated systems. This rejects the hypothesis that direct and indirect anatomical fiberglass posts would present greater fracture resistance than prefabricated fiberglass posts only. However, the
analysis of the failure modes of the intraradicular posts systems corroborate with the results of other studies, showing that there are differences between the failure patterns found for the systems tested.1,3,5
With the intention of reproducing more critical situations, the specimens were made in such a way as to simulate weakened roots without the presence of remaining coronary structure (ferule). This probably justifies the results found. Teeth with coronary remnants present superior fracture resistance when
compared to non-remnant teeth.10 The presence of a coronary remnant improves
the biomechanical stability of the tooth, which increases its resistance to the incident forces of the occlusal loads.10 Another study further complements,
stating that the coronary remnant is determinant in the stress distribution, fracture resistance and fracture pattern.4
Although several studies have demonstrated that Cast metal posts and cores exhibit high fracture strength, these posts have been gradually replaced by fiberglass posts, precisely because when subjected to extreme loads, cast metal posts and cores, in most cases, cause catastrophic fractures.2, 4-6,15 As noted in
this study. Probably, prefabricated fiberglass posts have more favorable fracture patterns because their elastic modulus is similar to dentin.4 A post that exhibits
modulus of elasticity similar to dentin helps in the distribution of stresses caused by occlusal loading more uniformly.5,9,16
The modulus of elasticity is reported as an important property in the choice of the material of the intraradicular posts.14 As shown in other studies, in posts made of
more rigid materials, the stress concentration tends to be located in the most apical third of the root, creating a possible wedge effect15, which justifies the
fracture pattern presented by cast metal pots and indirect anatomic glass fiber posts. The type of resin matrix and the process used to promote bonding between fibers and matrix can be considered as an important factor in determining the degree of stiffness of the pin and fiber.14 In prefabricated fiberglass posts, the
tension tends to be more homogeneously distributed along the root structure.4,13,14
In the present study prefabricated fiberglass posts and direct anatomical posts behaved in a similar manner, presenting a favorable fracture pattern. However, it is important to note that studies that evaluated the bond strength of the prefabricated fiber posts, point out that the main reason for their failures is their
displacement, which is facilitated when having a reduced amount of coronary structure.5,15,17,18 Furthermore, the lack of an accurate adaptation of prefabricated
fiberglass posts to the walls of flared roots and with great structural loss contributes to the formation of a thick layer of resin cement14, 15,17-19. Thick layers
of resin cement are more likely to fail, such as the formation of bubbles or fracture lines caused by the increase in tension generated by the high polymerization shrinkage of the resin cement, which facilitates the decementation.7,9,20,21
In such cases, fiberglass posts anatomic techniques are employed. Direct and indirect anatomical techniques can make a well-fitted retainer to the root canal walls, which will give it high union and retention values. These values are attributed to a high hydraulic pressure exerted on the cement against the dentin walls at the moment of cementation, resulting in a better contact between the post, cement and dentin. This pressure prevents the formation of bubbles in the cement, eliminating possible fault-triggering sites.9,22 The close contact of the
post with the canal walls allows a better transmission of loads, decreases the concentration of stresses and improves the contact between the adhesive surfaces.22 This fact may justify the more favorable fracture pattern presented by
fiber posts relined with composite resin.
According to the manufacturers the fiberglass posts used in both anatomical techniques have the same composition, around 80% glass fiber and 20% epoxy resin. However, some factors influencing the mechanical properties of fiberglass posts must be considered: modulus of elasticity and bending, surface treatment of fibers and the way they are impregnated in the resin matrix, the union between the fibers and the resin matrix , fiber density, diameter, orientation, position and water absorption capacity of the matrix.14 In addition, it is important to consider
that in the direct anatomical technique, the fiberglass post is relined with composite resin and this resin occupies the space existing between the surface of the post and the wall of the canal, a retainer with a larger resin volume is made, that is, it will be less rigid when compared with the fiber pin made by the indirect technique. The type of resin matrix and the process used to promote the union between fibers and matrix are considered important factors in determining the degree of stiffness of the pins and fiber.14 As said earlier, rigid posts have loads
tensions located more towards the middle third apical root,4 which justifies the
Cementation of intraradicular retainers is a procedure discussed in the literature. In a study that evaluated the bond strength of cemented fiberglass posts in bovine roots using different adhesive cementation protocols, it was concluded that there is no statistically significant difference in the type of adhesive cementation used.23
In addition, the use of adhesives in dentin self-etching technique presents satisfactory and long-lasting results, and the use of compatible dual resin
cements facilitates the cementation process.24
4- CONCLUSÕES:
Os sistemas de retentores intrarradiculares estudados apresentaram o mesmo valor para resistência à fratura em raízes com canal alargado. Os pinos metálicos fundidos e os pinos de fibra de vidro anatômico indireto
apresentaram padrão de fratura considerado desfavorável.
As técnicas dos Pinos de fibra de vidro pré-fabricados e Pinos de fibra de vidro modelados direto apresentaram padrão de fratura considerado favorável.
5 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS:
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