UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE FACULDADE DE ODONTOLOGIA
AVALIAÇÃO DOS PROTOCOLOS DE LIMPEZA DO CONDUTO RADICULAR PARA CIMENTAÇÃO DE PINO DE FIBRA DE VIDRO
Niterói 2019
UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE FACULDADE DE ODONTOLOGIA
AVALIAÇÃO DOS PROTOCOLOS DE LIMPEZA DO CONDUTO RADICULAR PARA CIMENTAÇÃO DE PINO DE FIBRA DE VIDRO
JOSÉ RODOLFO ESTRUC VERBICÁRIO DOS SANTOS
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. Gustavo Oliveira dos Santos
Niterói 2019
Prof. Dr. Gustavo Oliveira dos Santos
Instituição: Faculdade de Odontologia – Universidade Federal Fluminense (UFF) Decisão: _________________________Assinatura: ________________________
Prof. Dr. Glauco Botelho dos santos
Instituição: Faculdade de Odontologia – Universidade Federal Fluminense (UFF) Decisão: _________________________Assinatura: ________________________
Prof. Dr. Milton Carlos Kuga
Instituição: Faculdade de Odontologia – Universidade Estadual Paulista (UNESP) Decisão: _________________________Assinatura: ________________________
Dedico este trabalho a toda minha família e especial ao meu pai Plinio Verbicário, exemplo de profissional e de ser humano, razão por ter escolhido a Odontologia. A minha esposa Michele, pelo amor incondicional nos momentos mais difíceis de minha caminhada e pelo carinho, cuidado e zelo ao nosso filho Caio nas minhas ausências e viagens constantes como professor.
Agradeço ao grande profissional Milton Carlos Kuga, um dos maiores formadores de opinião que tive o prazer de conhecer, um cara ímpar, que me estendeu o braço para a pesquisa, e que me ensina a cada dia a simplificar a arte de ensinar na Odontologia. Muito obrigado, de coração.
Ao meu orientador Gustavo Oliveira dos Santos por abrir as portas para a realização de um grande sonho.
Aos meus amigos fiéis: Rudson, Gisela e Fábio Coutinho, equipe que tenho grande alegria de trabalhar e conviver por aproximadamente 12 anos.
Ao meu irmão Glauco Botelho, pela paciência, humildade e simplicidade em que transmite seus conhecimentos, um cara muito importante para o início de minha vida docência.
A equipe de Dentística da UFF: Eduardo, Jaime e José Guilherme, sempre solícitos quando precisei sanar minhas dúvidas.
E para finalizar, amigos também muito importantes na minha caminhada: Aldir Machado, Paulo Esteves, Clébio Ferreira, Tasso Dorchete, Maurício Tiradentes, Joubert Peixoto, Rodrigo Santana, Renato Paiva e Sávio Verdan.
Dos Santos JREV. Avaliação dos protocolos de limpeza do conduto radicular para cimentação de pino de fibra de vidro. [Dissertação]. Niterói: Universidade Federal Fluminense, Faculdade de Odontologia; 2019.
O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos dos protocolos de limpeza com irrigação convencional (IC), escova rotatória em movimento contínuo (ER) e irrigação ultrassônica contínua (IUC) sobre a presença de resíduos, incidência de túbulos dentinários abertos e a resistência de união da cimentação do pino de fibra de vidro no conduto radicular. O preparo dos condutos foi realizado em sessenta raízes de dentes bovinos. Trinta raízes bovinas, distribuídas aleatoriamente, de acordo com o protocolo de limpeza, foram submetidas à microscopia eletrônica de varredura para a avaliação da presença de resíduos e incidência de túbulos dentinários abertos no conduto radicular. Foram utilizados como protocolo de cimentação dos pinos de fibra de vidro nas raízes bovinas, um sistema adesivo autocondicionante e cimento convencional dual. Após 6 meses, foram obtidas discos de 1 mm de das secções dos terços cervical, médio e apical do conduto radicular e submetidos ao teste de push-out. Os dados obtidos da presença de resíduos foram analisados com o teste de Kruskal Wallis e Dunn e os de incidência de túbulos dentinários abertos e resistência de união foram avaliados através de análises de variância e teste de Tukey HSD para contraste entre as médias (α=0.05). ER e IUC demonstraram a menor presença de resíduos sobre a conduto radicular e os maiores valores de resistência de união (P < 0.05), independentemente do terço avaliado. CUI demonstrou a maior incidência de túbulos dentinários na dentina dos terços médio e apical do conduto radicular (P < 0.05). Pode-se concluir que os protocolos com ER e a IUC proporcionam melhor limpeza do conduto radicular e maior resistência de união, em relação à IC.
Palavras-chave: dentina, resistência de união, pino de fibra de vidro, sistema adesivo, cimento resinoso.
Dos Santos JREV. Evaluation of root canal cleaning protocols for fiberglass post cementation. [Dissertation]. Niteroi: Federal Fluminense University, School of Dentistry, 2019.
The objective of this study was to evaluate the effects of conventional irrigation (CI), rotary brush in continuous movement (RB) and continuous ultrasonic irrigation (CUI) cleaning protocols on the presence of residues, incidence of open dentin tubules and union strength of the cement of the fiberglass pin in the root canal. The preparation of the conduits was carried out in sixty roots canal of bovine teeth. Thirty bovine roots distributed according to the cleaning protocol were submitted to scanning electron microscopy to evaluate the presence of residues and the incidence of open dentinal tubules in the root canal. A self-etching adhesive system and dual conventional cement were used as rootstock cementation protocol for the roots. After 6 months, discs of 1mm depth were obtained from the sections of the cervical, middle and apical thirds of the root canal and submitted to the push-out test. After 6 months, sections of the cervical, middle and apical thirds of the pin space were obtained and submitted to the push-out test. Data obtained from the presence of residues were analysed with the Kruskal Wallis and Dunn test and the open dentin tubule incidence and bond strength were evaluated through analysis of variance and Tukey HSD test for contrast between means (α = 0.05). RB and CUI showed the lowest presence of residues on the root canal and the highest values of union strength (P <0.05), regardless of the third evaluated. CUI showed the highest incidence of dentin tubules in the dentine of the middle and apical thirds of the root canal (P <0.05). It can be concluded that the (RB) and (ICI) protocols provide better root canal cleanliness and higher union strength compared to CI.
1. INTRODUÇÃO
A retenção intrarradicular do pino de fibra de fibra está relacionado com fatores dependentes da técnica de cimentação intrarradicular e/ou fatores que envolvem a qualidade do substrato dentinário (1-3). A presença de uma superfície dentinária livre de resíduos é crucial para que ocorra uma adequada adesão do sistema de cimentação resinoso na dentina radicular (4,5).
Diversos protocolos de irrigação com substâncias químicas já foram propostos para a limpeza da dentina do espaço intrarradicular preparado para pino de fibra (2,6). Entretanto, as soluções irrigadoras interagem negativamente com os monômeros presentes no cimento resinoso, comprometendo o seu grau de conversão e a adesão na dentina radicular (1,7).
Durante o preparo intrarradicular são utilizadas brocas sem refrigeração, que ocasionam a plastificação e precipitação de materiais utilizados na obturação endodôntica sobre a superfície dentinária (8). Estes resíduos são de difícil remoção se utilizados apenas os protocolos químicos (6,7). Sendo assim, o protocolo de limpeza mecânico é uma alternativa, pois evita uma possível interação química com os sistemas de cimentação resinosos.
A irrigação ultrassônica continua (CUI) é uma opção (9). Por outro lado, necessita de dispositivos especiais e insertos específicos para a sua utilização. A escova de limpeza de canal radicular acionada em movimento rotatório continuo é uma alternativa de baixo custo, para remover por atrito os resíduos da superfície dentina (10-12). Entretanto, inexistem estudos que avaliem a eficiência destes métodos mecânicos em relação à limpeza da dentina radicular e seus efeitos sobre o sistema de cimentação de pinos de fibra, com o adesivo auto condicionante e cimento resino convencional dual.
2. PROPOSIÇÃO
O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos dos protocolos de limpeza com irrigação convencional, escova em movimento rotatório contínuo e irrigação ultrassônica continua na remoção de resíduos e contagem de túbulos dentinários abertos na superfície dentinária do espaço preparado para pino e sobre a resistência de união do sistema de cimentação com o adesivo auto condicionante (Scotchbond Universal) associado com o cimento resinoso convencional dual (Relyx Ultimate), nos terços cervical, médio e apical do conduto radicular. A ausência de diferenças entre os protocolos de limpeza foi considerada como a hipótese nula.
3. MATERIAL E MÉTODOS
O projeto foi submetido à Comissão de Ética em Pesquisa em Animais, da FOAr-UNESP (no 26/2017). Sessenta incisivos bovinos extraídos hígidos, com similar anatomia radicular e ausência de alterações estruturais foram selecionados em mantidos em solução de timol a 0.1%, em 4°C. No momento de uso, foram previamente lavados em água corrente por 12 horas.
As raízes foram padronizadas com 17 mm de comprimento, a partir do ápice radicular. O preparo químico-mecânico e a obturação do canal radicular foram realizados conforme descrito por Aranda-Garcia et al. (13). Após a condensação vertical da obturação endodôntica e restauração provisória da abertura cervical dos canais radiculares com cimento provisório (Coltosol; Coltene, Rio de Janeiro, RJ, BR), as raízes foram mantidas em estufa, com umidade relativa a 100%, a 37ºC, por 7 dias.
3.1. PREPARO DOS ESPÉCIMES
O preparo do conduto radicular foi realizado com broca de largo #1 (Dentsply, Ballaigues, Switzerland) e complementado pela broca #1 (White Post DC; FGM, Joinville, SC, Brasil), no comprimento de 11mm. O preparo foi realizado sem refrigeração. Após o preparo do conduto, os espécimes foram aleatoriamente divididos em 3 grupos, de acordo com o protocolo de limpeza do conduto radicular:
➢ Grupo IC (irrigação convencional): O conduto radicular foi apenas irrigado com 10 mL de água destilada, com uma cânula de irrigação endodôntica 30G (Navitip; Ultradent, South Jordan, UT, EUA), com movimentos no sentido cervical para apical, na amplitude de 3mm e penetrando na extensão de 10 mm. A irrigação foi realizada durante 1 minuto. Em seguida, o conteúdo do conduto radicular foi aspirado com auxílio de ponta de aspiração (Capillary tips; Ultradent, South Jordan, UT, EUA);
➢ Grupo ER (escova rotatória com movimento contínuo): O conduto radicular foi inicialmente preenchido com água destilada e a escova de limpeza de canal radicular (MKLife, Porto Alegre, RS, BR) foi acionada com movimento rotatório contínuo, com 1200 rpm e 4N (XSmart Plus; Dentsply Sirona, York, PE, EUA), por 15s. A mesma operação foi novamente repetida por mais 3 vezes, totalizando 1 minuto de ação mecânica da escova no conduto radicular;
➢ Grupo IUC (irrigação ultrassônica contínua): Neste grupo, foi utilizado o inserto (E1; Helse, Santa Rosa de Viterbo, SP, BR) adaptado em unidade ultrassônica (Ultrawave XS; Ultradent, South Jordan, UT, EUA), na potência 5. O inserto foi introduzido a 1 mm aquém do comprimento do conduto radicular e movimentado no sentido cervical para apical, por 1 min, sob contínua irrigação com água destilada.
Após a conclusão dos protocolos de limpeza, o conduto radicular foi novamente irrigado com 5 mL de água destilada e seco com pontas de papel absorvente.
Grupos Protocolo de limpeza do conduto
radicular
IC irrigação convencional
ER escova rotatória com movimento
contínuo
3.2. AVALIAÇÃO DA PRESENÇA DE RESÍDUOS NO CONDUTO RADICULAR
Nesta avaliação, foram utilizados 30 espécimes, distribuídos nos 3 grupos (n = 10), de acordo com os protocolos descritos. Inicialmente os espécimes foram imersos, até 16 mm, em uma matriz contendo silicone de condensação previamente manipulada (Precise SX; Dentsply, Petrópolis, RJ, BR). Em seguida, os espécimes foram removidos do molde e clivados com auxílio de um cinzel, no sentido vestíbulo-lingual, e 1 metade foi selecionada para a avaliação da presença de resíduos.
Três demarcações foram realizadas, tanto na parede externa do conduto radicular como no interior do canal radicular, para a posterior visualização da mesma área na microscopia eletrônica de varredura, similar ao descrito por Schmidt et al (14). Após a demarcação das áreas, cada metade selecionada foi moldada com silicone de adição de média viscosidade (Express XT; 3M, Sumaré, SP, BR) e obtido uma réplica com resina epóxi (EpoKwick FC; Buehler, Lake Bluff, IL, EUA). As réplicas foram submetidas aos procedimentos técnicos e obtenção de imagem exatamente do local previamente demarcado (JCM-6390LV; JEOL, Peabody, MA, EUA), com magnificação de 500X.
Imediatamente após a obtenção das réplicas, as metades dos espécimes foram unidas com resina (Topdam; FGM, Joinville, SC, BR) e os espécimes novamente inseridos na matriz contendo silicone de condensação (14). Em seguida, foram submetidos a um dos protocolos de limpeza do conduto radicular, removidos da matriz com silicone e a metade previamente selecionada foi novamente moldada com silicone de adição. A réplica de resina epóxi obtida foi submetida à análise em microscopia eletrônica de varredura, exatamente da área previamente determinada, com idênticos parâmetros aos definidos anteriormente, com magnificação de 500X.
A presença de resíduos sobre a superfície dentinária do conduto radicular foi estabelecida conforme escores estabelecidos por Escalante-Otárola et al (15).
3.3. AVALIAÇÃO DA PRESENÇA DE TÚBULOS DENTINÁRIOS ABERTOS NO CONDUTO RADICULAR
Após a obtenção das imagens para a avaliação da presença de resíduos no conduto radicular, uma imagem foi obtida para avaliação da incidência de túbulos dentinários abertos na área previamente determinada, tanto antes como após o uso dos protocolos de limpeza, com magnificação de 2,000X. A contagem de túbulos dentinários abertos foi realizada conforme descrito por Belizário et al (16).
3.4. ENSAIO DE PUSH-OUT
Trinta espécimes foram utilizados neste experimento, distribuídos em 3 grupos (n = 10), de acordo com o protocolo de limpeza do conduto radicular. A superfície externa do pino de fibra (White Post DC #1; FGM, Joinville, SC, BR) foi limpa com álcool 70%, e submetida ao condicionamento com ácido fosfórico a 37% (Power Etching; BM4, Palhoça, SC, BR), por 1 minutos. Em seguida, o sistema adesivo universal (Scotchbond Universal; 3M, St Louis, MI, EUA) foi aplicado em toda a sua extensão e submetido à fotoativação (Valo; Ultradent, Salt Lake, UT, EUA), por 20 segundos
O sistema adesivo universal (Scotchbond Universal; 3M, St Louis, MI, EUA) foi aplicado na dentina do conduto radicular, seguindo as recomendações do fabricante. O cimento resino dual (Relyx Ultimate; 3M, Sumaré, SP, BR) foi inserido no local com pontas no 2, adaptadas na seringa Precision (Maquira, Maringa, PR, BR) (17.). Imediatamente após, o pino de fibra foi inserido no canal radicular e o conjunto submetido à fotoativação (Valo; Ultradent, South Jordan, UT, EUA) por 40 s, em cada face radicular. Os espécimes foram armazenados em água destilada por 6 meses, renovada a cada 15 dias, em temperatura a 37oC.
Após este período, os espécimes foram incluídos em resina poliéster (Maxi Rubber, Diadema, SP, Brasil) e obtidos três secções, com espessura de 2.0 mm + 0.1, dos terços apical, médio e cervical do conduto radicular de cada raiz, conforme descrito por Ramos et al. (18). O teste de push-out foi realizado na velocidade de 0.5 mm/min, até que ocorresse o deslocamento do pino de fibra e/ou sistema de cimentação da dentina radicular, em máquina de ensaio eletromecânica, com célula de carga de 5 kN.
As pontas dos insertos utilizados, nos terços cervical, médio e apical do conduto radicular, respectivamente com 0.5, 0.8 e 1.4 mm de diâmetro, foi cuidadosamente posicionada para que tocasse toda a área possível, a fim de evitar o contato somente com a superfície do pino de fibra (19). A área de adesão e os valores de resistência de união foram calculados como previamente descrito por Magro et al. (20).
Após a conclusão do teste de push-out, cada secção foi examinada com em estereomicroscópio, com 10X de aumento (Leica 125; Wetzlar, GER), para determinar a frequência do padrão de fratura ocorrido para cada um dos protocolos avaliados, aos quais serão classificados em 4 tipos, de acordo com Ramos et al (1): (1) adesiva, entre pino de fibra e o cimento resinoso; (2) adesiva, entre a dentina e o cimento resinoso; (3) coesiva, no cimento resinoso e (4) mista, combinação de 2 ou mais padrões de fratura.
3.5. ANÁLISE ESTATÍSTICA
Os dados obtidos foram inicialmente submetidos ao teste de Shapiro-Wilk. Os dados obtidos da presença de resíduos foram analisados com o teste de Kruskal Wallis e Dunn e os de incidência de túbulos dentinários abertos e resistência de união analisados com ANOVA e Tukey. Todos os testes foram avaliados com nível de significância de 5%.
4. RESULTADOS
4.1. AVALIAÇÃO DA PRESENÇA DE RESÍDUOS NO CONDUTO RADICULAR
Em todos os terços do conduto radicular analisado, IC demonstrou maior presença de resíduos na dentina em relação ao ER e IUC (P < 0.05). Não houve diferença entre ER e IUC (P > 0.05). A tabela 1 demonstra a mediana, valores mínimo e máximo e 1o e 3o quartil dos escores atribuídos à presença de resíduos na dentina dos terços do conduto radicular. A figura 1 demonstra a imagem representativa da dentina, antes e após o uso dos protocolos de limpeza, nos terços do conduto radicular (500X).
Tabela 1. Mediana, valores máximo e mínimo, primeiro e terceiro quartil dos escores atribuídos à presença de resíduos na dentina do conduto radicular de fibra, em função dos protocolos de limpeza e terços do conduto radicular.
IC ER IUC cervical mediana 3b 1a 2a Vmax-Vmin 3 - 2 2 - 1 2 -2 1Q - 3Q 3 -3 1 - 2 2 - 2 médio mediana 3b 2a 2a Vmax-Vmin 3 - 2 2 - 2 2 - 2 1Q - 3Q 3 - 3 2 - 2 2 - 2 apical mediana 3b 1a 2a Vmax-Vmin 4 - 3 2 - 1 2 - 1 1Q - 3Q 3 -3 2 - 1 2 - 1
ab Letras diferentes na mesma linha indicam diferenças estatística (P < 0,05). IC, protocolo de limpeza convencional; ER, protocolo de limpeza com escova rotatória; IUC, protocolo de limpeza com irrigação ultrassônica contínua; Vmx, valor máximo; Vmin, valor mínimo, 1Q, primeiro quartil; 3Q, terceiro quartil.
Figura 1 - Imagem representativa da presença de resíduos na dentina, antes (B) e após (A) o uso dos protocolos de limpeza com irrigação convencional (IC), escova em movimento rotatório contínuo (ER) e irrigação ultrassônica contínua (IUC), nos terços do conduto radicular de fibra. Escala: 500X.
4.2. AVALIAÇÃO DA PRESENÇA DE TÚBULOS DENTINÁRIOS ABERTOS NO CONDUTO RADICULAR
No terço cervical do conduto radicular, IC demonstrou a menor incidência de túbulos dentinários abertos (P < 0,05). Não houve diferença entre ER e IUC (P > 0,05). Nos terços médio e apical, IUC demonstrou a maior incidência de túbulos dentinários abertos em relação ao ER e IC (P < 0,05), que foram similares entre si (P > 0,05). A tabela 2 demonstra a média aritmética e desvio padrão da quantidade de túbulos dentinários abertos, dos terços do conduto radicular. A figura 2 demonstra a imagem representativa da dentina, antes e após o uso dos protocolos de limpeza, nos terços do conduto radicular (2.000X).
Tabela 2. Média aritmética e desvio padrão da quantidade de túbulos dentinários abertos na superfície da dentina do conduto radicular, em função dos protocolos de limpeza e terços do conduto radicular.
IC ER IUC cervical média 19,00b 36,20a 47,40a desvio padrão 6,48 11,39 10,74 médio média 21,00b 29,20b 51,00a desvio padrão 4,53 7,98 9,11 apical média 26,00b 36,60b 56,00a desvio padrão 5,92 8,14 11,74
ab Letras diferentes na mesma linha indicam diferenças estatística (P < 0,05). IC, protocolo de limpeza convencional; ER, protocolo de limpeza com escova rotatória; IUC, protocolo de limpeza com irrigação ultrassônica contínua.
Figura 2 - Imagem representativa da quantidade de túbulos dentinários abertos na dentina, antes (B) e após (A) o uso dos protocolos de limpeza com irrigação convencional (IC), escova em movimento rotatório contínuo (ER) e irrigação ultrassônica contínua (IUC), nos terços do conduto radicular de fibra (2.000X).
4.3. ENSAIO DE PUSH-OUT
Independentemente do terço do conduto radicular analisado, CI proporcionou o menor valor de resistência de união do sistema de cimentação na dentina radicular (P < 0,05). Não houve diferença entre os valores demonstrados entre CUI e RB (P > 0,05). A tabela 3 demonstra a média aritmética e desvio padrão dos valores de resistência de união do sistema de cimentação, após o uso dos protocolos de limpeza nos terços do conduto radicular. Em relação ao padrão de falha, CI apresentou a maior incidência de falha tipo 2. Por sua vez, RB e CUI apresentaram a maior incidência de fratura tipo 3. A figura 3 apresenta a distribuição do padrão de fratura ocorrido nos grupos avaliados.
Tabela 3. Média aritmética e desvio padrão dos valores da resistência de união (em MPa) da cimentação do pino de fibra de vidro no conduto radicular, em função do protocolo de limpeza e terço do conduto radicular.
CI RB CUI
cervical 24,26 + 3,85 b 36,19 + 2,70 a 34,81 + 3,55 a médio 25,28 + 3,83 b 33,45 + 2,27 a 32,49 + 4,85 a apical 24,41 + 5,84 b 33,60 + 3,65 a 35,61 + 3,94 a
ab Letras diferentes na mesma linha indicam diferenças estatística (P < 0,05). IC, protocolo de limpeza convencional; ER, protocolo de limpeza com escova rotatória; IUC, protocolo de limpeza com irrigação ultrassônica contínua.
Figura 3 - Distribuição da frequência do padrão de fratura demonstrado após o uso dos protocolos de limpeza. CI, protocolo de limpeza convencional; RB, protocolo de limpeza com escova rotatória; CUI, protocolo de limpeza com irrigação ultrassônica contínua; Tipo 1 (adesiva, cimento/pino); Tipo 2 (adesiva, cimento/dentina); Tipo 3 (coesiva); Tipo 4 (mista).
5. DISCUSSÃO
No presente estudo, os protocolos de limpeza com a escova em movimento rotatório contínuo e a irrigação ultrassônica continua proporcionaram menor presença de resíduos e maior quantidade de túbulos dentinários abertos na superfície dentinária do conduto radicular. Adicionalmente, também proporcionaram os maiores valores de resistência de união da cimentação do pino de fibra de vidro no conduto radicular.
As análises em MEV foram realizadas em réplicas de resina epóxi da dentina do conduto radicular, obtidas antes e após o uso dos protocolos de limpeza. Os locais onde foram obtidas as imagens foram previamente demarcados, conforme descrito por Schmidt et al. (14). Isto nos possibilitou averiguar as condições da dentina antes e após o uso dos protocolos de limpeza, conforme demonstrado nas figuras 1 e 2.
Os protocolos ER e IUC demonstraram a menor presença de resíduos na superfície dentinária. Durante o preparo intrarradicular com brocas, há a elevação da temperatura local (21,22). Isto ocasiona a plastificação e precipitação dos materiais utilizados na obturação endodôntica sobre a dentina (8,9). Em nosso estudo, observamos que a ação mecânica (ER ou IUC) no interior do espaço intrarradicular é necessária para a complementação da limpeza da superfície dentinária. Estes resultados são compartilhados com os resultados demonstrados em análises após o preparo mecânico dos canais radiculares (10-12,23).
A ação física potencializa o deslocamento dos resíduos da dentina radicular (24-26). Portanto, nós atribuímos a melhor eficiência de limpeza após o uso da escova em movimento rotatório continuo, em comparação ao protocolo de irrigação convencional (12,26,27), devido ao atrito das cerdas da escova com a dentina. Tal fato proporciona a remoção dos resíduos da superfície dentinária (10,11,25), conforme demonstrado nas imagens da figura 1, realizadas antes e após o uso deste protocolo.
Por outro lado, a CUI demonstrou similar presença de resíduos ao do protocolo com RB. Muito embora neste protocolo não tenhamos permitido o contato do inserto com a dentina, o maior volume de solução irrigadora utilizado e a agitação ultrassônica em toda a extensão do conduto radicular favoreceram a remoção de resíduos da superfície dentinária (12,23,24,28).
A CUI demonstrou a maior incidência de túbulos dentinários abertos, nos terços médio e apical do conduto radicular. Curiosamente, a agitação ultrassônica proporcionou maior desobstrução da embocadura dos túbulos dentinários, provavelmente devido aos fenômenos físicos de cavitação envolvidos, que favorecerem o deslocamento de partículas (12,23,30).
Resíduos dos materiais utilizados no tratamento endodôntico interfere negativamente sobre a adesão dos sistemas adesivos e/ou de cimentação de pino de fibra na dentina do canal radicular (16,20,31-33). Em RB e CUI, os valores de resistência de união foram similares entre si, mas superiores ao demonstrado em CI, sugerindo que a adesão do sistema de cimentação teve interferência dos resíduos presentes na dentina.
Em nosso estudo utilizamos o adesivo Universal autocondicionante e o cimento convencional dual. O Scotchbond Universal possui em sua composição monômeros fosfatados ácidos e o copolímero de metacrilato de ácidos poliacrílicos (VCP) que interagem quimicamente com a hidroxiapatita (34,35). Entretanto, a adesão com a dentina radicular também requer uma superfície livre de resíduos (8,31,32), uma vez que a maior resistência de união ocorre por retenção micromecânica da matriz de colágeno com a dentina intertubular (32,36,37).
A desobstrução do canal radicular e preparo com brocas do conduto radicular ocasionou a precipitação de resíduos de difícil remoção, principalmente da dentina intertubular, sendo necessária a ação mecânica do RB ou CUI para a limpeza da superfície dentinária e reduzir os efeitos deletérios sobre resistência de união da cimentação do pino de fibra de vidro no conduto radicular, mesmo com o potencial do adesivo autocondicionante universal penetrar na smear layer e promover uma desmineralização superficial da dentina (38). Isto é observado por meio da maior incidência do tipo 2 de fratura no CI, ao passo que, a tipo 3 foi a de maior incidência no RB e CUI.
Desta forma, este estudo demonstra a importância da realização de um protocolo de limpeza mecânica (RB ou CUI) das superfícies dentinária antes da cimentação do pino de fibra de vidro com o sistema adesivo autocondicionante e o cimento resinoso convencional dual.
6. CONCLUSÕES
Em conclusão, a escova em movimento rotatório contínuo e a irrigação ultrassônica contínua proporcionam menor presença de resíduos, maior quantidade de túbulos dentinários abertos na superfície dentinária e os maiores valores de resistência de união da cimentação do pino de fibra de vidro no conduto radicular.
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27. Al-Ali M, Sathorn C, Parashos P. Root canal debridement efficacy of different final irrigation protocols. Int Endod J 2012; 45:898-906.
28. Ferreira NS, Camargo CH, Palo RM, Martinho FC, Gomes AP. Comparison of the effectiveness of 3 irrigation devices for the cleaning of root canal walls instrumented with oscillatory and rotary techniques. Gen Dent 2015; 63:71-4.
29. Aranda-Garcia AJ, Kuga MC, Chavéz-Andrade GM, et al. Effect of final irrigation protocols on microhardness and erosion of root canal dentin. Microsc Res Tech 2013; 76:1079-83.
30. Jiang LM, Verhaagen B, Versluis M, et al. Influence of the oscillation direction of an ultrasonic file on the cleaning efficacy of passive ultrasonic irrigation. J Endod 2010; 36:1372-6.
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ANEXO 1
Título do artigo: Effect of mechanical cleaning protocols in the fiber post space on the adhesive interface between universal adhesive and root dentin
Revista para a qual será enviado: Journal of Endodontics
José Rodolfo Estruc Verbicário dos Santos*; Gustavo Oliveira dos Santos*; Keren Cristina Fagundes Jordão-Basso**; Wilfredo Gustavo Escalante-Otárola**; Gabriela Mariana Castro-Núnez; Milton Carlos Kuga**
Abstract:
Introduction: The aim of this study was to evaluate the effects of cleaning protocols using conventional irrigation (CI), rotary brush with continuous rotary motion (RB), and continuous ultrasonic irrigation (CUI) on the presence of residues, incidence of open dentinal tubules and bond strength of the cementation system to dentin of fiber post space. Methods: Sixty bovine incisors were used for post space preparation. Thirty roots were divided into three groups according to the cleaning protocol (n=10) and submitted to scanning electron microscopy to evaluate the presence of residues, and the incidence of open dentinal tubules on dentin surface. Similar protocols were performed in the other thirty roots (n = 10), and luted with self-etching adhesive system (Scotchbond Universal) and dual conventional cement (Relyx Ultimate). After 6 months, cervical, middle and apical thirds sections of post space were submitted to push-out testing. Results: RB and CUI showed the lowest presence of residues on dentin surface and the highest bond strength values (P < .05), regardless of the dentin third. CUI presented the highest incidence of open dentinal tubules in middle and apical thirds (P < .05). Conclusion: Mechanical cleaning protocols, such as rotary brush with continuous rotary motion and continuous ultrasonic irrigation, presented better surface cleaning and higher bond strength of cementation system than conventional irrigation protocol.
Key Words
Bond strength, dentin; fiber posts, pushout bond strength, self-adhesive cement.
Significance
The presence of residues may compromise the adhesive interface between the cementation system and root dentin. Mechanical cleaning protocols in the post space present better cleansing potential on dentin surface, without the negative effects after chemicals protocols.
Introduction
Glass-fiber post retention is associated with the quality of dentin substrate and luting technique (1-3). A residue-free dentin surface is essential for an adequate bonding of resin cementation system to root dentin (4,5).
Several dentin cleaning protocols have been proposed for fiber post space (2,6). However, irrigating solutions can react negatively with monomers from resin cement compromising the degree of conversion and bonding to root dentin (1,7).
Moreover, intraradicular post preparation uses drills without refrigeration causing plastification of gutta-percha and precipitate formation on dentin surface (8). These residues are difficult to be removed when only chemical protocols are used for dentin cleansing (6,7). Thus, a mechanical cleaning protocol is an alternative treatment, moreover, it avoids a chemical interaction with resin cementation systems.
Continuous ultrasonic irrigation (CUI) is another technique (9), however, it requires specific devices and inserts. Root canal cleaning using rotary brush with continuous rotary motion is a low-cost alternative to remove debris from dentin surface (10-12). However, no studies have evaluated the efficiency of these mechanical procedures on the root dentin cleaning, and its effects on the fiber post cementation system using self-etching adhesive and conventional dual resin cement.
Therefore, the aim of the present study was to evaluate the effects of mechanical cleaning protocols using conventional irrigation (CI), rotary brush with continuous rotary motion (RB), and continuous ultrasonic irrigation (CUI) on the presence of residues, incidence of open dentinal tubules and bond strength of cementation system (Scotchbond Universal and Relyx Ultimate) to cervical, middle and apical thirds of the post space. No difference among the cleaning protocols was considered as the null hypothesis.
Materials and Methods
This study was approved by the Research Ethics Committee of FOAr-UNESP (26/2017). Sixty bovine incisors with similar root anatomy and absence of structural alterations were selected and kept in 0.1% thymol solution at 4oC until use.
Roots were standardized with 17 mm length, from the root apex. Chemical-mechanical preparation and root canal obturation were performed according to Aranda-Garcia et al. (13). After vertical condensation obturation, the cavity access was restored with provisional cement (Coltosol, Coltene, Rio de Janeiro, RJ, Brazil), then, the roots were kept in 100% relative humidity at 37ºC, for 7 days.
The post space preparation was carried out with #1 Largo drill (Dentsply, Ballaigues, Switzerland) and #1 bur (White Post DC; FGM, Joinville, SC, Brazil), 11 mm length. The preparation was performed without refrigeration.
Experimental groups
After post preparation, the specimens were randomly divided into 3 groups, according to the cleaning protocol:
CI (conventional irrigation): Post space was irrigated with 10 mL of distilled water using a 30G irrigation cannula (Navitip; Ultradent, South Jordan, UT, USA), with cervical to apical movement, 3mm width and 10mm deep. Irrigation was carried out for 1 minute, then post space was aspirated with an aspiration tip (Capillary tips; Ultradent, South Jordan, UT, USA);
RB (rotary brush): post space was filled with distilled water, then a rotary brush (MK Life, Porto Alegre, RS, Brazil) was used with continuous rotary motion, 1200 rpm, and 4N (XSmart Plus; Dentsply Sirona, York, PE, USA), for 15s. This procedure was performed 4 times, thus, a total of 1 minute of mechanical cleaning brush using rotary brush was carried out in the post space;
CUI (continuous ultrasonic irrigation): an insert (E1; Helse, Santa Rosa de Viterbo, SP, Brazil) was adapted in ultrasonic device (Ultrawave XS; Ultradent, South Jordan, UT, USA) using power setting of 5. The insert was introduced 1 mm below the post space length with cervical to apical movement for 1 minute under continuous irrigation with distilled water.
After cleaning protocols, the post space was irrigated with 5 mL of distilled water and dried with absorbent paper points.
Presence of residues
30 specimens were divided into 3 groups (n = 10), according to the protocols described earlier. Specimens were included in a matrix with condensation silicone (Precise SX; Dentsply, Petrópolis, RJ, Brazil) up to 16 mm. Then, specimens were removed from the matrix and split into two halves using a chisel in buccolingual direction, and one half was used for presence of residues evaluation.
Three demarcations were performed at cervical, middle and apical thirds to be assessed with scanning electron microscopy, in accordance with Schmidt et al. (14). After that, each half was molded using medium viscosity addition silicone (Express XT, 3M, Sumaré, SP, Brazil), and an epoxy resin replica (EpoKwick FC; Buehler, Lake Bluff, IL, USA) was
obtained. The replicas were submitted to image acquisition (JCM-6390LV; JEOL, Peabody, MA, USA) to analyze the demarcations, at 500X magnification.
Then, the specimen’s halves were joined with resin (Topdam; FGM, Joinville, SC, Brazil), and included into a matrix with condensation silicone (14). Afterwards, specimens were subjected to cleaning protocols, they were removed from silicon matrix and molded using addition silicone. The replica was subjected to scanning electron microscopy at 500X magnification.
The presence of residues on dentin surface was evaluated according to Escalante-Otárola et al scores (15).
Presence of open dentinal tubules
After the presence of residues assessment, an image was obtained to evaluate the incidence of open dentinal tubules in the demarked area before and after cleaning protocols, at 2.000X magnification. The counting of open dentinal tubules was performed according to Belizário et al (16).
Push out testing
Thirty specimens were divided into 3 groups (n = 10) according to the post space cleaning protocol. External surface of fiber post (White Post DC # 1; FGM, Joinville, SC, Brazil) was cleansed with 70% alcohol, and etched with 37% phosphoric acid (Power Etching, BM4, Palhoça, SC, Brazil) for 1 minute. Then, a universal adhesive system (Scotchbond Universal, 3M, St Louis, MI, USA) was applied throughout its length and light-cured (Valo; Ultradent, Salt Lake, UT, USA) for 20 seconds.
Universal adhesive system (Scotchbond Universal, 3M, St Louis, MI, USA) was applied according to the manufacturer's recommendations. Afterwards, dual resin cement (Relyx Ultimate, 3M, Sumaré, SP, Brazil) was inserted using a Precision syringe (Maquira, Maringa, PR, Brazil) (17). After that, the fiber post was placed in the root canal and the whole set was light-cured (Valo; Ultradent, South Jordan, UT, USA) for 40s, in each root face. Specimens were stored in distilled water for 6 months at 37ºC. Distilled water was changed every 15 days.
Then, specimens were included in polyester resin (Maxi Rubber, Diadema, SP, Brazil), and three sections were obtained with 2.0mm + 0.1mm thickness from the apical, middle and cervical thirds of post space, according to Ramos et al. (18). Specimens were submitted to a push-out testing using an electromechanical test machine (EMIC, São José dos Pinhais, PR, Brazil), at 0.5mm/min speed with 5kN load cell, until complete displacement of fiber post
and/or cementation system.
The insert points were used in the cervical, middle and apical thirds of the post space (0.5, 0.8 and 1.4mm width), and were positioned to touch the entire area (19). Adhesive area and bond strength values were calculated according to Magro et al. (20).
After push-out testing, each dentin section was evaluated using stereomicroscope (Leica 125; Wetzlar, Germany) to analyze the failure mode, at 10X magnification. Failure mode was classified as: Type 1 (Adhesive): when occurred between post and cement; Type 2 (Adhesive): between dentin and cement; Type 3 (Cohesive): within cement, and Type 4 (mixed): when both types of failure were combined, according to Ramos et al (1).
Statistical analysis
Data were submitted to Shapiro-Wilk test. Presence of residues data were analyzed using Kruskal Wallis and Dunn tests. ANOVA and Tukey tests were used to evaluate the incidence of open dentinal tubules and bond strength to dentin. All tests were performed at 5% significance level.
Results
Presence of residues
CI presented the highest values of presence of residues in all dentin thirds (P < .05). No difference was found between RB and CUI protocols (P > .05). Table 1 shows the median, minimum and maximum values and 1st and 3rd quartiles of presence of residues on dentin. Figure 1 shows a representative image, before and after cleaning protocols (500X).
Incidence of open dentinal tubules
CI presented the lowest values of open dentinal tubules in the cervical third (P < .05). No difference was found between RB and CUI protocols (P> 0.05). Regarding the middle and apical thirds, CUI showed the highest incidence of open dentinal tubules (P > .05), RB and CUI protocols were similar to each other. Table 2 shows the mean and standard deviation of open dentinal tubules amount. Figure 2 shows a representative image, before and after cleaning protocols (2.000X).
Bond strength
CI presented the lowest bond strength value of cementation system, regardless of the dentin third (P < .05). No difference was found between CUI and RB (P > .05). Table 3 shows the mean and standard deviation of bond strength values after cleaning protocols. Failure mode
CI presented the highest incidence of type 2 failure mode. RB and CUI presented higher incidence of type 3 failure mode. Figure 3 shows the distribution of failure mode in all groups.
Discussion
The present study has observed that mechanical cleaning protocols using rotary brush with continuous rotary motion (RB), and continuous ultrasonic irrigation (CUI) showed less residues and more open dentinal tubules on dentin surface than conventional cleaning. Moreover, both mechanical protocols presented the highest bond strength values of cementation system to root dentin.
SEM evaluations were performed on epoxy resin replicas of intraradicular dentin, before and after cleaning protocols. Images were obtained of demarcated area as described by Schmidt et al. (14). Thus, dentin was analyzed before and after cleaning protocols, as it is shown in Figures 1 and 2.
RB and CUI protocols showed the lowest presence of residues on dentin surface. During intraradicular preparation using rotary burs, the local temperature rise (21,22) causing the plastification and precipitation of obturation materials on dentin (8,9). Furthermore, this study has observed that mechanical action (RB or CUI) inside the intraradicular space is necessary to complement the dentin surface cleaning. This finding is in agreement with previous studies (10-12,23).
Mechanical action potentiates the residues displacement on root dentin (24-26). Therefore, rotary brush with continuous rotary motion was more efficient than conventional irrigation protocol (12,26,27), due to the brush bristles friction on dentin. It removed residues from dentin surface (10,11,25), as it is shown in Figure 1.
In addition, CUI showed similar presence of residues to RB protocol. Although CUI did not present insert contact with dentin, a great volume of irrigating solution with the ultrasonic agitation inside the post space favored the residues removal from dentin surface (12,23,24,28).
CUI showed the highest incidence of open dentinal tubules in the middle and apical thirds of post space. Moreover, ultrasonic agitation promoted greater unblocking of dentinal tubules probably due to the physical phenomena of cavitation, which favored the particles displacement (12,23,30).
Residues from endodontic material negatively affect bonding of adhesive system/ cementation systems to root dentin (16,20,31-33) Furthermore, RB and CUI presented similar bond strength values and higher than CI, it suggested that presence of residues on dentin affected cementation system bonding.
This study has used a self-etching adhesive and a dual conventional cement. Scotchbond Universal adhesive contains acidic phosphate monomers and copolymer of polyacrylic acid methacrylate (VCP), which chemical interact with hydroxyapatite (35). However, bonding to root dentin requires a residue-free surface (8,31,32), since higher bond strength mainly occurs due to micromechanical interlocking of collagen matrix with intertubular dentin (32).
Root canal disobturation and post space preparation using drills cause precipitation of endodontic material, which are difficult to remove, especially when these residues are on intertubular dentin (8,9). An efficient dentin cleaning requires a mechanical treatment, such as RB or CUI. These procedures are effective to clean the dentin surface and reduce the deleterious effects on the bond strength of the cementation system. It explains the higher incidence of failure mode type 2 in CI, whereas type 3 was the highest incidence failure mode in RB and CUI.
Thus, this study has shown the relevance of mechanical cleaning protocol (RB or CUI) on dentin surfaces prior to fiber post cementation using self-etching adhesive and conventional dual resin cement.
Therefore, rotary brush and the continuous ultrasonic irrigation presented the lowest presence of residues, a greater number of open dentinal tubules, and the highest bond strength values of cementation system to root dentin.
Acknowledgements
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35. Mine A, De Munck J, Cardoso MV, et al. Dentin-smear remains at self-etch adhesive interface. Dent Mater 2014; 30:1147-53.
Tables
Table 1. Median, maximum and minimum values, first and third quartiles of scores attributed to the presence of residues on dentin thirds according to cleaning protocols in the post space.
CI RB CUI cervical Median 3b 1a 2a Vmax-Vmin 3 – 2 2 – 1 2 -2 1Q - 3Q 3 -3 1 – 2 2 - 2 middle Median 3b 2a 2a Vmax-Vmin 3 – 2 2 – 2 2 - 2 1Q - 3Q 3 - 3 2 – 2 2 - 2 apical Median 3b 1a 2a Vmax-Vmin 4 - 3 2 – 1 2 - 1 1Q - 3Q 3 -3 2 – 1 2 - 1
ab Different letters on the same line indicate statistical differences (P <0.05). CI: conventional cleaning protocol; RB: rotary brush; CUI: continuous ultrasonic irrigation; Vmax1: maximum value; Vmin: minimum value, 1Q, first quartile; 3Q, third quartile.
Table 2. Mean and standard deviation of open dentinal tubules amount on dentin surface, according to cleaning protocols and post space thirds.
CI RB CUI Cervical Mean 19.00b 36.20a 47.40a standard deviation 6.48 11.39 10.74 Middle Mean 21.00b 29.20b 51.00a standard deviation 4.53 7.98 9.11 Apical Mean 26.00b 36.60b 56.00a standard deviation 5.92 8.14 11.74
ab Different letters on the same line indicate statistical differences (P <0.05). CI: conventional cleaning protocol; RB: rotary brush; CUI: continuous ultrasonic irrigation.
Table 3. Mean and standard deviation of bond strength (MPa) of the cementation system (Scotchbond Universal and Relyx Ultimate) to dentin, according to the cleaning protocol and post space third.
CI RB CUI
Cervical 24.26 + 3.85 b 36.19 + 2.70 a 34.81 + 3.55 a Middle 25.28 + 3.83 b 33.45 + 2.27 a 32.49 + 4.85 a
Apical 24.41 + 5.84 b 33.60 + 3.65 a 35.61 + 3.94 a
ab Different letters on the same line indicate statistical differences (P <0.05). CI: conventional cleaning protocol; RB: rotary brush; CUI: continuous ultrasonic irrigation.
Figures
Figure 1. Representative image of presence of residues before (B) and after (A) conventional irrigation (CI), rotary brush (RB), and continuous ultrasonic irrigation (CUI) cleaning protocols, in the dentin thirds of the post space. Scale: 500X.
Figure 2. Representative image of open dentinal tubules amount before (B) and after (A) conventional irrigation (CI), rotary brush (RB), and continuous ultrasonic irrigation (CUI) cleaning protocols. Scale: 2.000X.
Figure 3. Distribution of failure mode frequency after cleaning protocols. CI: conventional cleaning protocol; RB: rotary brush; CUI: continuous ultrasonic irrigation; Type 1 (adhesive, cement / post); Type 2 (adhesive, cement / dentin); Type 3 (cohesive); Type 4 (mixed).
ANEXO 2
