DOI: 10.29166/odontologia.vol22.n2.2020-45-59
URL: http://revistadigital.uce.edu.ec/index.php/odontologia/article/view/2384

Artículos científico

Fatiga cíclica de cuatro sistemas reciprocantes en una canaleta dinámica de raíces simuladas

Cyclical fatigue of four reciprocating systems in a dynamic dump of simulating roots

Fadiga cíclica de quatro sistemas reciprocantes em uma com canais simulados


Daicy Elizabeth Correa Abad1; Paola Daniela Hidalgo Araujo2

RECIBIDO: 29/03/2019 ACEPTADO: 05/05/2020 PUBLICADO: 01/07/2020

  1. Estudiante de la Facultad de Odontología de la Universidad Central del Ecuador (UCE).
  2. PhD en Dentística; Especialista en Endodoncia; Doctora en Odontología de la Facultad de Odontología de la Universidad Central del Ecuador (UCE).

CORRESPONDENCIA

Daicy Elizabeth Correa Abad

Facultad de Odontología, Universidad Central del Ecuador. Av. América y Universitaria s/n. Quito, Ecuador

danielahidalgoaraujo@yahoo.es

RESUMEN

En conductos radiculares curvos, la utilización de limas que eviten desvíos y fracturas del instrumento por fatiga y que mantengan curvaturas originales son aspectos importantes en el tratamiento endodóntico. Objetivo: Se evaluó la resistencia a la fatiga cíclica de cuatro sistemas reciprocantes en una canaleta dinámica que simuló tres curvaturas diferentes. Materiales y Método: Estudio in vitro; la muestra con 48 limas se dividió en cuatro grupos (n= 12/grupo): WaveOne® (WO), WaveOne® Gold (WOG), Reciproc® (R) y Reciproc® Blue (RB), cuatro limas de cada sistema se usaron en una canaleta que simuló tres angulaciones 45°, 60° y 90°; montadas en un motor X-Smart Plus®, las limas se introdujeron 23 mm en los conductos para ser activadas continuamente a 300/500 oscilaciones/minuto hasta que se produjo la fractura. Se registró tiempo y zona de fractura. Se realizó el test Kruskal Wallis con un nivel de confianza del 95% para las comparaciones. Resultados: RB presentó mayor resistencia a la fatiga cíclica que WO y WOG en todas las angulaciones y que R a 90° (p= <0,05). R presentó mayor resistencia que WOG a 45° y 60°, sin embargo, a 90° WOG fue superior que R y WO (p<0,05). No hubo diferencias en cuanto a la zona de fractura que aconteció en la porción apical. Conclusiones: La resistencia se reduce cuando aumenta el grado de curvatura. RB fue significativamente más resistente a la fatiga cíclica que WO y WOG en todas las angulaciones y que R a 90°. La zona de fractura se produjo en la porción apical de las limas.

Palabras clave: Conducto radicular; fatiga cíclica; resistencia de materiales; resistencia flexional; estrés mecánico.


ABSTRACT

In the curved canals, the use of files that avoid deviations and fractures of the instrument due to fatigue and that maintain original curvatures are important aspects in endodontic treatment. Objective: The resistance to cyclic fatigue of four reciprocating systems was evaluated in a dynamic gutter that stimulated three different curvatures. Materials and Method: In vitro study, the sample with 48 files was divided into four groups (n = 12 /group): WaveOne® (WO), WaveOne® Gold (WOG), Reciproc® (R) and Reciproc® Blue (RB), four files from each system were used in a gutter that simulated three angulations 45o , 60 o and 90 o . The files which were mounted on an X-smart Plus® were inserted 23 mm into the conduits to be continuously activated at 300/500 oscillations per minute until the fracture occurred. Time and fracture zone were recorded. The Krustal Wallis test was performed with a 95% confidence level for the comparisons. Results: RB presented greater resistance to cyclic fatigue than WO and WOG at 45o and 60o, however, at 90o WOG was higher than R and WO (p<0.05). There were no differences regarding the fracture zone occurred in the apical portion. Conclusions: The resistance decreases when the degree of curvature increases. RB was significantly more resistance to cyclic fatigue than WO and WOG at all angulations and R at 90o. The fracture zone occurred in the apical portion of the files.

Keywords: Root canal; cyclic fatigue; material resistance; flexural strength; mechanical stress.


RESUMO

Em canais radiculares curvos, o uso de limas que evitem desvios e fraturas do instrumento devido à fadiga e que mantêm as curvaturas originais são aspectos importantes no tratamento endodôntico. Objetivo: avaliar a resistência à fadiga cíclica de quatro sistemas reciprocantes em uma canaleta artificial que simula três curvaturas diferentes. Materiais e Método: estudo in vitro; a amostra com 48 limas foi dividida em quatro grupos (n = 12 / grupo): WaveOne® (WO), WaveOne® Gold (WOG), Reciproc® (R) e Reciproc® Blue (RB), quatro limas de cada sistema foram usadas em uma canaleta que simulo três angulações 45 °, 60 ° e 90 °; se montaram em um motor X Smart Plus®, as limas foram inseridas 23 mm nos condutos para serem ativadas continuamente a 300/350 oscilações / minuto até ocorrer uma fratura. O tempo e a zona de fratura foram registrados. O teste de Kruskal Wallis foi realizado com um nível de confiança de 95% para as comparações. Resultados: O RB apresenta maior resistência à fadiga cíclica que o WO e o WOG em todas as angulações e que R a 90 ° (p = <0,05). R apresentou maior resistência que WOG a 45 ° e 60 °, no entanto, a 90 ° WOG foi maior que R e WO (p <0,05). No existiu diferença na zona de fratura que ocorreu na porção apical. Conclusões: a resistência diminui quando o grau de curvatura aumenta. RB foi significativamente mais resistente à fadiga cíclica do que WO e WOG em todos os ângulos e R a 90 °. A zona de fratura ocorre na parte apical das limas.

Palavras-chave: Endodontia; fadiga cíclica; resistência de materiais; resistência à flexão; estresse mecânico.

INTRODUCCIÓN

El tratamiento endodóntico busca devolver la función del órgano dentario por medio de procedimientos químico-mecánicos, el éxito o fracaso del procedimiento dependen directa o indirectamente de la respuesta de estructuras adyacentes1,2, ante las alteraciones pulpares y sus repercusiones sobre los tejidos periapicales(3).

Los sistemas de limas fueron fabricados inicialmente en acero al carbono, como la lima K; sin embargo, en conductos radiculares curvos, se presentaban inconvenientes como la rigidez de la aleación y el tiempo de trabajo4,5, esto promovió la evolución de los instrumentos para conseguir una adaptación mejor a la anatomía original del conducto radicular6.

Con la mejor calidad de los instrumentos disminuyeron eventos iatrogénicos, repisas, cremalleras, perforaciones, transportaciones y desvíos gracias a la elasticidad, flexibilidad y eficacia de corte7, se redujo la fatiga cíclica o fractura de las limas ocasionada cuando el eje del instrumento contra la pared interna de la curvatura se comprime, mientras que el lado opuesto se tensiona, el movimiento de la lima dentro del conducto ocasionaría un punto máximo de compresión en la curvatura provocando la fractura inesperada7,8.

La aleación NiTi permitió mayor resistencia a la fatiga cíclica de las limas, fue desarrollada por W. F. Buehler, ingeniero metalúrgico (Naval Ordenance Laboratory), quien le dio el nombre de Nitinol (Ni de níquel, Ti de titanio y “nol” por las siglas del laboratorio). Se conocieron las propiedades termodinámicas de la aleación y los conceptos relacionados al efecto de memoria de forma y super-elasticidad a altas temperaturas, así como alta resistencia a la corrosión y biocompatibilidad con el órgano dental. En la actualidad el NiTi es muy utilizado por las características y propiedades específicas de resistencia, amortiguación, elasticidad e histéresis al estrés9-11; además, tratamientos patentados de calentamiento-enfriamiento han dado a los instrumentos una capa de óxido de titanio que se puede visualizar en su superficie, permitiendo así controlar temperaturas de transición gracias a una aleación en que las limas tienen la capacidad de volver a su estado natural12.

WO es un sistema con sección transversal en forma de S, con tres zonas a lo largo de su longitud de trabajo, triangular convexa en la zona apical y dos zonas trapezoidales convexas en la zona media y coronal13,14, permite eliminar la dentina del conducto por medio de su movimiento de 170° antihorario, 50° horario y 350 oscilaciones por minuto15, está disponible en tres presentaciones: Small, Primary y Large13,16, se fabrica con aleación M-Wire17.

WOG viene en cuatro presentaciones: Small, Primary, Medium y Large18-19, a diferencia de su antecesor, presenta una sección transversal en forma de paralelogramo20, está fabricada bajo un tratamiento de calentamiento-enfriamiento con una capa superficial de óxido de titanio que le da la coloración dorada19.

Los sistemas R y RB presentan una sección transversal en forma de S21,20, vienen en tres presentaciones: R25, R40 y R50 a 21, 25 y 31 mm7,19,20,22, están fabricadas con una aleación “M-Wire”, mejorada en el caso del sistema R17 y un tratamiento de calentamiento-enfriamiento con una capa superficial de óxido de titanio que le da la coloración azulada en los sistemas RB19,20, trabajan con un movimiento de 150° antihorario, 30° horario y 300 oscilaciones por minuto, que permite una correcta eliminación de detritus del interior del conducto radicular15.

Cuando los conductos radiculares presentan curvaturas pronunciadas, los sistemas reciprocantes se han convertido en primera elección por la ayuda que estos brindan, mejor técnica de instrumentación y menor tiempo de trabajo que la técnica convencional23.

Estudios sobre la resistencia a la fractura de diversos sistemas rotatorios son importantes, en especial cuando existe curvatura radicular; el objetivo del estudio fue evaluar la resistencia a la fatiga cíclica de los sistemas WO, WOG, R y RB, valorando el tiempo de vida útil, grados de curvatura y zona de la lima de fractura en conductos radiculares curvos.

 

Materiales y métodos

Estudio in vitro, en conductos simulados se evaluó la resistencia a la fatiga de limas de diferentes sistemas reciprocantes. Para el experimento, se fabricó una canaleta en una caja metálica de 8 x 14 cm en la cual se diseñaron tres conductos que simulan curvaturas de dientes naturales: 45°, 60° y 90°20. Siguiendo las recomendaciones de Mohammad et al.7, y Keskin et al.20, se crearon tres conductos artificiales de forma cónica, según las dimensiones de los instrumentos a utilizar: 1,5mm de diámetro, ángulo de curvatura de 10 mm desde la punta del instrumental y un radio de curvatura de 5 mm (figura N°1); un canal abierto en la parte superior para la entrada de las limas y un depósito circular al final del canal para la porción de la lima fracturada; la parte anterior se cubrió con un vidrio de 4mm de espesor para evitar que la lima resbale o salte7,20.

Figura 1. Canaleta dinámica de raíces simuladas.

Fuente: Base de datos de la Investigación
Elaborado: Los autores


La muestra se conformó con 48 limas (25/0.25), divididas en cuatro grupos de 12 limas: WO y WOG (Denstply Maillefer, Ballaigues, Switzerland) Ø=25 mm, con conicidad de 0.08 y 0.07 respectivamente, así como, R y RB (VDW, Munich, Germany) Ø=25 mm, conicidad de 0.08. Adicionalmente, 3 subgrupos de 4 limas, fueron utilizados en cada una de las tres curvaturas: 45°, 60° y 90°.

Todas las limas fueron rotadas hasta su fractura y se determinó el tiempo de vida útil y zona de la lima que se fracturó en cada conducto20. Las limas de los sistemas reciprocantes fueron nuevas y se utilizaron en un motor X-Smart Plus® (Dentsply Sirona), se excluyeron limas que no guardaron los valores de velocidad en el sistema del motor, vástagos de las limas que no ingresaron correctamente en el contra-ángulo de la pieza de mano del motor o que en el momento de accionarlas se fracturaron fuera del canal artificial.

Se colocó glicerina en el interior de los conductos artificiales para evitar la fricción y calentamiento del metal, luego se instaló la lima en el contra-ángulo y se seleccionó en la biblioteca de limas del motor utilizando el programa preestablecido "Reciproc ALL" diseñado específicamente para los instrumentos R R25 y RB R25 y el programa "WaveOne ALL" diseñado específicamente para los instrumentos WO y WOG, y se accionaron automáticamente a 300 - 500 oscilaciones por minuto según las indicaciones de cada fabricante; todas las limas se activaron a 23 mm dentro del conducto; por medio de un cronómetro se determinó el tiempo hasta la fractura, además se midió la zona de fractura (zona apical: 1-8 mm, media: 8-16 mm o coronal: 16-23 mm) a través de una regla de endodoncia (figura N°2).

Figura 2. Sistema reciprocante accionado. A. Toma del tiempo B. Medición de la zona fracturada

Fuente: Base de datos de la Investigación
Elaborado: Los autores


Los datos fueron analizados y procesados mediante el programa estadístico BioEstat® Versión 5.3, al existir heterocesticidad, se cotejó entre grupos por medio del test Kruskal Wallis con comparaciones de Student-Newman-Keuls y una confiabilidad del 95%, para determinar la diferencia estadística entre grupos. Se consideraron resultados menores a 0.05 como estadísticamente significativos.

 

Resultados

La estadística descriptiva de los sistemas reciprocantes en las diferentes angulaciones demostró que a una curvatura de 45° existió mayor resistencia a la fatiga cíclica en el sistema RB con un promedio de 1461,0 segundos (±89,58), todas las limas se fracturaron en la porción apical entre 3 y 4 mm (tabla N°1).

Tabla 1. Medias y desviación estándar a 45°.

Fuente: Base de datos de la Investigación
Elaborado: Los autores


Cuando la curvatura fue de 60°, la mayor vida media alcanzó el sistema RB, con un promedio de 1146,0 segundos (±28,23), superior a los otros sistemas; todas las fracturas se presentaron en la porción apical de la lima entre 2 y 6 mm (tabla N°2).

Tabla 2. Medias y desviación estándar a 60°.

Fuente: Base de datos de la Investigación
Elaborado: Los autores


En la mayor curvatura, a 90°, el tiempo se redujo drásticamente en todos los sistemas, existió una mayor resistencia a la fatiga cíclica del sistema RB, donde el tiempo para la fractura tuvo un promedio de 195,0 segundos (±14,76); la zona de fractura se mantuvo en la porción apical para todos los grupos entre 4 y 7 mm (tabla N°3).

Tabla 3. Media y desviación estándar 90°.

Fuente: Base de datos de la Investigación
Elaborado: Los autores


La estadística descriptiva mostró que conforme aumenta la angulación disminuye la resistencia a la fatiga. Para determinar si las diferencias fueron estadísticamente significativas se realizó el test de Kruskal Wallis con una confiabilidad del 95%, comparando con cada una de las tres diferentes angulaciones, se determinó una diferencia significativa entre grupos (p= <0,01). A 90° WO y WOG con 60° y R y RB con 45° que fueron lo valores menores en cada grupo (tabla 4).

Tabla 4. Kruskal Wallis test for comparison between angulations of each group

Fuente: Base de datos de la Investigación
Elaborado: Los autores


Para la comparación entre grupos se utilizó la prueba de Kruskal Wallis con una confiabilidad del 95%. Los resultados determinaron que existía diferencia significativa (p= <0.05). Se utilizó el método de Student-Newman-Keuls para realizar las comparaciones entre los grupos y determinar qué valores eran estadísticamente significativos. Los instrumentos RB se asociaron con los valores de resistencia a la fatiga cíclica más altos entre todos los instrumentos (P <.05) a 90°.

A 45° y 60° RB presentó una vida media mayor estadísticamente significativa (p= <0.05) que WO y WOG, pero no que R. En cambio, a 90° RB tuvo estadísticamente mayor resistencia a la fatiga cíclica (p= <0.05) que WO, WOG y R (tabla 5).

Tabla 5. Comparison between systems at different angulations (45°, 60° and 90°). Kruskal Wallis test

Fuente: Base de datos de la Investigación
Elaborado: Los autores


Estadísticamente, a 45° y 60° R fue superior que WOG, pero no que WO; sin embargo, solo RB fue superior a 90°. No hubo diferencias estadísticamente significativas entre R y WO en ninguna de las angulaciones (tabla 5).

En cuanto a la zona de fractura no existió diferencia entre los grupos de estudio, el 100% de los instrumentos se fracturó en la porción apical, con una media de 3 a 6,5 mm.

 

Discusión

En base a la metodología propuesta en el presente estudio, se encontró que la resistencia a la fatiga cíclica de las limas disminuye cuando la curvatura es mayor, especialmente a 90°; la vida media de las limas equivaldría a pocos minutos de activación continua, aumentaría el riesgo de fractura con el grado de angulación y tiempo de trabajo. RB demostró ser más resistente a la fatiga cíclica que WO y WOG en todas las angulaciones y que R a 90° de curvatura. Todas las limas se fracturaron en la porción apical.

Keskin et al.20, presentaron una simulación de la anatomía de las raíces naturales en su tamaño, diámetro, forma, longitud, ángulo y radio de curvatura a través de bloques de resina, sin embargo, la dureza del material en comparación con la dentina era diferente igual que el reblandecimiento por contacto durante el movimiento de la lima dentro del conducto. Por esta razón se utilizó una canaleta dinámica metálica según la metodología propuesta por Mohammad et al.7 y Keskin et al.20,24.

La canaleta es un modelo dinámico para determinar la fatiga cíclica, hace que las limas aumenten su resistencia, sin embargo, en la parte clínica estas variables son subjetivas, la principal limitación es que las limas pueden entrar holgadamente y necesitar mayor flexibilidad que en un conducto real, sin embargo, el método propuesto es útil ya que permitió ajustar las variables que afectarían la resistencia a la fatiga cíclica como el diámetro del canal, estandarizado a 1,5 mm para logar un mínimo contacto entre la lima, la pared del canal y la longitud de ingreso de la misma7,8.

Keskin, et al.33, compararon la resistencia a la fatiga cíclica de WOG, R y RB, a 60 ° de angulación, en concordancia con nuestro estudio, observaron que RB es superior a WO y R. Sin embargo, en su estudio WOG tuvo mayor resistencia a la fatiga cíclica que R, lo difiere de nuestros resultados donde WO tuvo menor resistencia a 60°. En cuanto a la zona de fractura no encontraron diferencia entre la longitud media de los fragmentos fracturados como fue observado en nuestros datos.

Ha sido explicado por los fabricantes de WOG y RB que los tratamientos térmicos a los que fueron sometidos aumentaron la flexibilidad y la resistencia a la fatiga cíclica de los instrumentos7,13,20, no obstante, no encontramos una diferencia significativa a 45° y 60° entre R y RB o entre WO y WOG; en cambio al 90° si se demostró una mayor vida media de WOG y RB que WO y R respectivamente.

Estudios anteriores suelen estudiar a 60° como una sola referencia de curvatura para determinar la resistencia a la fatiga cíclica7,13,20, en el presente estudio se realizó la comparación de tres curvaturas, 45°, 60° y 90°con un radio de 5mm, comparación que no se ha realizado anteriormente, estas curvaturas son consideradas como severas según el método de Schneider en 1971. Se determinó que la resistencia a la fatiga cíclica disminuye si aumenta el grado de curvatura.

Mediante este estudio se comprobó que el sistema RB presenta la mayor resistencia a la fatiga cíclica en comparación con R, WO y WOG a 45°, 60° y 90°, resultado que se afirma en un estudio reciente que informó la superioridad en cuanto a la resistencia que presentan RB a 60°, el efecto del tratamiento térmico de la aleación es evidente en los resultados obtenidos19.

Se han presentado valores de resistencia de WOG significativamente mayores que los de R a 60°20, datos que difieren con los del presente estudio. Nieto y Mendoza21, también comparan el sistema WOG con R., manifestaron que WOG presentó mayor resistencia a la fractura a 90°, ya que tuvieron mayor incidencia de puntas deformadas, esto se atribuye a que la aleación oro es menos resistente que la aleación M-Wire tradicional, al contrario, no encontramos diferencia entre estos sistemas a 90°.

En el estudio de Pedullá et al.13, se comparan los sistemas WO con R, los autores no encontraron diferencias significativas, resultados concordantes con nuestro estudio ya que tampoco observamos diferencia significativa a 45°, 60° y 90° grados de curvatura.

Similarmente a los resultados obtenidos en los artículos tomados como referencia7,20 con los obtenidos en el presente estudio no hubo diferencia significativa en cuanto a la zona de fractura (mm) ya que los cuatro sistemas sufrieron una ruptura a nivel de la zona apical, en una media de 3 a 6,5 mm.

Mohammad et al.7, afirman que la velocidad recomendada para el movimiento de los sistemas reciprocantes es de 300 a 500 rpm, valores que fueron utilizados como rangos utilizados en el momento de accionar las limas para valorar la resistencia a la fatiga cíclica.

Aunque la fractura se presentó en la porción apical de las limas, Yared et al.25, recomiendan que los sistemas rotatorios de NiTi pueden utilizarse de forma segura hasta la longitud de trabajo; no obstante, cuando los conductos son muy estrechos o presentan curvaturas en el tercio medio o coronal, no serán de tanto éxito, ya que el tratamiento térmico al que han sido sometidos hace que sean seguros cuando únicamente se curva la porción apical. Esta consideración es importante, si se requiere ampliar será necesario aumentar la conicidad del instrumento o realizar una terminación manual.

Para los sistemas reciprocantes se recomienda que los instrumentos tengan un solo uso; pero se debe considerar que el uso único puede incluir la preparación de al menos 3 conductos radiculares en la mayoría de los dientes molares, que pueden ser complejos, dependiendo de la anatomía del sistema de conducto radicular14. Nuestros resultados a 90° equivalen a pocos minutos de trabajo, sugieren la posibilidad de fractura en raíces de molares con mayor curvatura donde debería considerarse el uso único por conducto.

En similitud a los resultados presentados, varios estudios han demostrado mayor resistencia a la fractura cíclica de RB, lo que podría determinar que está indicado para trabajar con mayor seguridad en un conducto curvo; sin embargo, nuevas investigaciones deben realizarse procurando incluir otras variables clínicas, además siendo el tamaño de la muestra una limitación en este estudio experimental, otras pesquisas experimentales o ensayos clínicos aleatorizados con una cantidad influyente de muestras deberían permitir encontrar hallazgos más concluyentes.

 

Conclusión

La resistencia a la fatiga cíclica de WaveOne, WaveOne Gold, Reciproc y Reciproc Blue se reduce cuando aumenta el grado de curvatura a 90°. La hipótesis nula fue rechazada porque la resistencia a la fatiga cíclica de las limas Reciproc Blue fue significativamente mayor que WaveOne y WaveOne Gold a 45°, 60° y 90° y que Reciproc a 90°. La zona de fractura se produce en la porción apical de las limas en conductos curvos simulados.




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Daicy Elizabeth Correa Abad; https://orcid.org/0000-0001-9149-7902
Paola Daniela Hidalgo Araujo; https://orcid.org/0000-0002-8751-0753

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