Influenza della lunghezza del perno in fibra sulla resistenza alla frattura di premolari trattati endodonticamente e restaurati con tecniche adesive dirette

Riassunto

Obiettivo: è assodato che il ricoprimento cuspidale è necessario per ridurre il rischio di frattura di elementi dentari trattati endodonticamente. Tuttavia, le nuove tecniche adesive con o senza l’impiego di perni in fibra hanno ampliato le possibilità cliniche nel restauro del dente trattato endodonticamente. Lo scopo di questo studio in vitro è di determinare l’effetto del perno in fibra e della sua lunghezza nella resistenza alla frattura di premolari trattati endodonticamente.

Materiali e metodi: trenta premolari mascellari monoradicolati intatti sono stati selezionati per questo studio e divisi in tre gruppi (10): restauro diretto MOD senza perno in fibra (gruppo A), restauro diretto MOD con perno in fibra corto (gruppo B), restauro diretto MOD con perno in fibra lungo (gruppo C). Tutti i campioni sono stati preparati con cavità MOD, trattati endodonticamente e restaurati con o senza perni in fibra. Tutti i campioni sono stati poi sottoposti a termociclaggio e a test di fatica ciclica, dopodiché sono stati sottoposti a test di fatica statica fino a frattura. I carichi e le modalità di frattura sono stati valutati.

Risultati: una differenza statisticamente significativa è stata evidenziata tra i gruppi B e C con il gruppo A. I gruppi B e C hanno dimostrato una maggior percentuale di fratture riparabili.

Conclusioni: i premolari trattati endodonticamente con cavità MOD e restaurati con resine composite dirette e perni in fibra lunghi o corti hanno mostrato valori di resistenza alla frattura comparabili. I restauri diretti “short post” possono rappresentare una valida alternativa nell’ambito dei restauri post-endodontici di premolari.

Il restauro del dente trattato endodonticamente costituisce una delle principali sfide quotidiane per il dentista generico¹. I fattori fondamentali per ottenere un risultato clinico predicibile e soddisfacente sono una corretta terapia endodontica, la scelta della tecnica restaurativa adatta e, conseguentemente, il mantenimento del sigillo coronale nel tempo^2,3. La rimozione del tessuto pulpare comporta delle alterazioni strutturali quali disidratazione⁴, demineralizzazione⁵, alterazione del collagene⁶ e perdita di propriocettori⁷ che non sono tuttavia direttamente correlati alla riduzione della resistenza del dente⁸. Il fattore primario di resistenza agli stress funzionali dell’elemento dentario trattato endodonticamente risulta essere la quantità di sostanza sana residua^9,10 che deve indirizzare a una corretta ricostruzione post-endodontica in modo da ridurre il più possibile il rischio di fratture. La letteratura internazionale è stata per molti anni concorde sul fatto che il restauro d’elezione del dente trattato endodonticamente, in grado di migliorarne la prognosi sopperendo alla sua fragilità e debolezza strutturale intrinseca, è rappresentato da un manufatto protesico indiretto a ricopertura cuspidale totale^11-13. Tuttavia la ricostruzione immediata di un dente trattato endodonticamente potrebbe diminuire il rischio di perdita del sigillo coronale e la conseguente microinfiltrazione, consigliandone pertanto l’esecuzione il più presto possibile¹⁴; una riabilitazione protesica “classica” potrebbe, nei casi clinici più complessi, non soddisfare tale condizione. Inoltre è sempre più attuale il concetto di odontoiatria minimamente invasiva, che porta al criterio di massima conservazione delle strutture dentali sane in modo da limitare l’indebolimento di quelle residue. Tale concetto è stato reso possibile dai notevoli progressi fatti nel campo delle tecniche adesive e delle resine composite^15,16. In quest’ottica sempre più frequentemente il clinico, spinto a volte anche dalle possibilità economiche dei pazienti, si affida a tecniche adesive dirette nel restauro del dente trattato endodonticamente^17-24. Questi materiali, che posseggono caratteristiche meccaniche più simili a quelle della dentina, consentono di creare una struttura biomeccanicamente più omogenea e prognosticamente più favorevole²⁵. Una problematica relativa ai materiali compositi è rappresentata dalla contrazione volumetrica subita in fase di polimerizzazione²⁶.

L’immediata conseguenza è rappresentata dalla competizione che si crea tra le forze di contrazione e quella di adesione che lega il composito alle strutture dentali, generando uno stress lungo le pareti cavitarie durante il processo di polimerizzazione^27-32. La conseguenza clinica dello stress da contrazione è rappresentata dalla formazione di gap marginali³³ con conseguente ipersensibilità termica e possibili microinfiltrazioni con sviluppo di carie secondarie. Tuttavia, la ricerca ha apportato innovazioni tecniche previste per limitare lo stress da contrazione, quali le metodiche di stratificazione del composito³⁴, le tecniche di polimerizzazione³⁵ e la composizione stessa dei compositi³⁶. L’introduzione in commercio di perni in fibra di varia natura^37,38 ha ampliato la gamma di possibili soluzioni restaurative a disposizione del clinico. Questi perni prevedono la cementazione adesiva all’interno della porzione più coronale del canale radicolare, opportunamente preparata al loro alloggiamento. La loro ritenzione si basa sulla formazione di uno strato ibrido che conferisce un’adesione di tipo prevalentemente micromeccanico alla ricostruzione. Per questo motivo la preparazione intracanalare del post space e la successiva detersione delle pareti dentinali si propone di rimuovere i detriti di guttaperca, cemento endodontico e smear layer per predisporre i tubuli dentinali alla formazione di resin tags. Le convenzionali tecniche di detersione del post space tuttavia non assicurano una completa rimozione dei detriti, soprattutto nelle porzioni più apicali³⁹. L’inserzione di un perno in fibra è indicata qualora le strutture coronali residue non siano in grado di ritenere il core build up. Alcuni Autori affermano che il perno rinforzi il dente stesso, altri che un perno in fibra permetta una più omogenea distribuzione degli stress occlusali lungo la radice e che, in caso di fallimento, renda la frattura coronale meno catastrofica e spesso riparabile^40-44. La principale critica mossa all’inserzione di un perno all’interno del canale radicolare è l’ulteriore sacrificio di sostanza dentale in seguito a preparazione del post space con ulteriore indebolimento del dente⁴⁵. Le manovre di detersione del post space sono meno efficaci e predicibili nelle aree più profonde, e questo risulta in una minor forza di adesione del perno alla dentina radicolare in queste aree^39,46.

Uno degli argomenti solo marginalmente trattato dalla ricerca negli ultimi anni è l’estensione intracanalare dei perni in fibra. Secondo Nakamura et al., la ritenzione aumentava del 30% per un perno portato da 7 a 11 mm di lunghezza, contro un 40% di incremento per un aumento di lunghezza da 5 a 11 mm. Oltre 11 mm di lunghezza non si ha più valido incremento della ritenzione. Attualmente molti Autori ritengono che per la ritenzione e la stabilità dei perni in fibra, considerati passivi, giochi un ruolo più importante la cementazione adesiva, rispetto alla profondità raggiunta dai perni e alle loro dimensioni⁴⁷. Gli stessi Autori sono comunque concordi nel ritenere valida una profondità di 9 mm ai fini della ritenzione del perno; questo dato deve necessariamente confrontarsi con altri due parametri clinicamente rilevanti – da un lato la lunghezza media delle radici, dall’altro il mantenimento del sigillo apicale – e risulta pertanto che un’estensione intracanalare del perno di 8 e 10 mm è compatibile con l’alloggiamento e la cementazione del perno stesso. La cementazione di un perno in fibra “corto” con un’estensione intracanalare di 3-5 mm⁴⁸ con una minima o nulla preparazione del canale radicolare permette di non sacrificare struttura dentale sana, evitando un ulteriore indebolimento del dente, e di sfruttare per l’adesione la porzione di canale radicolare laddove la detersione e l’adesione risultano più efficaci. Lo scopo di questo studio in vitro è valutare la resistenza alla fatica statica del dente trattato endodonticamente restaurato con tecniche adesive dirette seguendo l’attuale concetto di approccio mininvasivo, anche nella cementazione di un perno in fibra.

Materiali e metodi

30 premolari monoradicolati e monocanalari umani estratti per motivi parodontali sono stati selezionati per questo studio. I denti sono stati sottoposti a scaling immediatamente dopo l’estrazione e conservati in cloramina all’1% a 4 °C. Tutti i campioni sono stati trattati endodonticamente con k-file 08-10, Pathfiles 1-2-3 (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Switzerland), Protaper Rotanti S1, S2, F1, F2, F3 (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Switzerland); l’irrigazione è stata effettuata alternativamente con ipoclorito di sodio al 5% (Niclor 5, Ogna, Muggiò, Italy) e EDTA al 10% (Tubuliclean, Ogna, Muggiò, Italy). I canali sono stati asciugati con coni di carta medium e otturati con tecnica dell’onda continua di condensazione utilizzando il sistema DownPack (HuFriedy, Chicago, IL, USA) e Obtura II (Obtura Corporation, Fenton, Missouri). Sono stati utilizzati coni di guttaperca medium (Inline, B.M. Dentale S.a.S., Torino, Italy) e cemento endodontico Pulp Canal Sealer EWT (Kerr, Sybron, Romulus, Mich.). Sono state preparate cavità MOD con il margine cervicale situato a 1 mm dalla linea amelo-cementizia. Lo spessore delle pareti residue, misurato alla base di queste con un calibro, era di 2 + 0,2 mm. I campioni così preparati sono stati divisi in 3 gruppi: nel gruppo A non è stato cementato alcun perno in fibra. Nel B il perno è stato cementato con un’estensione intracanalare di 3 mm, misurati dal gradino cervicale. Nel gruppo C il perno è stato cementato con un’estensione intracanalare di 8 mm con lo stesso riferimento. I post space sono stati preparati con frese calibrate Torpan ISO 110 (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Switzerland). Il post-space cleaning è stato effettuato con EDTA 10% 2,5 ml per 60 sec con brushing continuo. Il protocollo di cementazione adesiva dei perni in fibra prevede mordenzatura del post space per 60 sec con acido ortofosforico al 37% (Dentsply), risciacquo con spray aria acqua per 60 sec, asciugatura con coni di carta medium, applicazione di adesivo total-etch (XP Bond + self cure activator, Dentsply) sulle pareti canalari e sul perno con un microbrush, applicazione di cemento duale (Core-X-Flow, Dentsply) all’interno del canale con puntale dedicato fornito dal produttore, fotopolimerizzazione con lampada LED 1100 mw/sec (Translux, Haereus Kulzer) per 40 sec.

Dopo aver messo una matrice circonferenziale tipo Automatrix (Dentsply DeTrey Gmbh, Konstanz) si è proceduto al restauro coronale con lo stesso protocollo per tutti i campioni: mordenzatura con acido ortofosforico al 37% per 60 sec, risciacquo per 60 sec con spray aria acqua, asciugatura, applicazione dell’adesivo total etch 2 passaggi (XP-Bond Dentsply) in doppio strato, fotopolimerizzazione con lampada LED 1100 mw/sec (Translux, Haereus Kulzer) per 60 sec. Il restauro è stato effettuato con un materiale composito nanoibrido, tinta A2, con stratificazione obliqua e fotopolimerizzazione per 40 sec dopo ogni apporto. Tutti i campioni sono stati sottoposti a termociclaggio, 3000 cicli tra 5 e 55 °C per 60 sec ciascuno. Quindi, tutti sono stati inglobati in resina fotopolimerizzabile grazie a una dima ottenuta al CAD-CAM. Sui campioni così ottenuti è stato effettuato il test di fatica ciclica (Mini Bionics II; MTS Systems, Eden Prairie, MN, USA). Dopo una fase di precondizionamento con 20.000 cicli con un’angolazione di 30 gradi rispetto all’asse lungo del dente, a una frequenza di 8 Hz iniziando con un carico di 20 N per 5000 cicli e poi di 50 N fino al raggiungimento dei 20.000 cicli. ìÈ stata usata una pallina in acciaio con diametro di 10 mm. Il carico è stato applicato al solco centrale della faccia occlusale con direzione verso la cuspide vestibolare. I campioni sono poi stati sottoposti a fatica statica con una Instron Machine (Instron, Canton, MA, USA) e una punta arrotondata del diametro di 2 mm.

È stato applicato un carico alla velocità costante di 2 mm/min, con un’angolazione di 30 gradi rispetto all’asse lungo del dente, usando come sito di carico sempre il solco centrale della faccia occlusale con direzione verso la cuspide vestibolare. Sono stati rilevati i carichi di frattura in Newton. Le fratture sono poi state classificate in riparabili e non riparabili se avvenivano sopra o sotto la linea amelo-cementizia. Il test di Kolmogorov-Smirnov ha rilevato una normale distribuzione dei dati. Per questo l’analisi statistica è stata condotta con test ANOVA e un test di Dunnet per confronti multipli. Per comparare le modalità di frattura dei campioni è stato invece impiegato il test χ². Le differenze sono state considerate statisticamente significative quando p<0,05. Tutte le analisi statistiche sono state effettuate con il software SPSS 13 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA).

Risultati

I valori medi di resistenza alla frattura sono espressi in tabella 1. Il test di ANOVA per misure ripetute ha mostrato la presenza di una differenza significativa tra i gruppi (p<0,05). L’analisi post-hoc per confronti multipli ha evidenziato una differenza statisticamente significativa tra i gruppi B e C con il gruppo A. La valutazione dei tipi di frattura è espressa in tabella 2. L’analisi statistica ha dimostrato che l’inserimento di un perno in fibra induce un numero simile di fratture riparabili e non riparabili.

Discussione

Questo studio è stato condotto su premolari mascellari perché questi elementi dentari hanno una forma anatomica che li rende più soggetti a frattura cuspidale sotto carico occlusale; alcuni ricercatori hanno studiato l’incidenza di questo tipo di fratture nel cavo orale e hanno trovato che è più elevata nei premolari superiori^24,49. Inoltre, molti studi riguardanti la resistenza alla frattura hanno utilizzato i premolari che facilitano la comparazione dei risultati²⁰. I denti trattati endodonticamente dimostrano una più bassa resistenza alla frattura a causa della perdita di sostanza coronale per carie, fratture, precedenti restauri o trattamenti endodontici⁹. La perdita di parti anatomiche della corona dentaria come il tetto della camera pulpare o la cresta marginale causa automaticamente una diminuzione di resistenza alla frattura. Secondo Reeh et al., il trattamento endodontico di per sé ha un piccolo effetto sul dente, riducendone la rigidità del 5%, dovuto interamente alla cavità di accesso¹⁰. Le procedure restaurative e, in particolare, lo smarrimento dell’integrità della cresta marginale sono i maggiori fattori in grado di contribuire alla perdita di rigidità del dente. Inoltre, la disidratazione dentinale in seguito a terapia endodontica può ridurre la resilienza dell’elemento dentario e, di conseguenza, aumentare la probabilità di frattura⁴. La sopravvivenza clinica del dente trattato endodonticamente dipende perciò dal materiale scelto per il restauro, dalla struttura sana residua, dalla tecnica restaurativa e dall’interazione tra materiale, dente e cavità orale. Il termociclaggio è un processo di invecchiamento in vitro utilizzato per riprodurre gli stress termici che normalmente avvengono nella cavità orale in due modi: l’acqua calda può velocizzare l’idrolisi dei componenti resinosi del materiale composito, e maggiore è il coefficiente termico contrazione-espansione del materiale restaurativo che può generare degli stress all’interfaccia dente-restauro. Inoltre, Habekost L.V. et al. hanno dimostrato che il termociclaggio non causa un’aggiuntiva riduzione della resistenza alla frattura del dente trattato endodonticamente⁵⁰. Nel cavo orale i denti sono sottoposti a carico ciclico attraverso la masticazione; per simulare al meglio le condizioni cliniche il test di fatica ciclica è stato effettuato prima di quello a fatica statica^51,52. Il carico ciclico è stato considerato un test essenziale per valutare i restauri adesivi perché è paragonabile alla funzione masticatoria fisiologica. Questo studio ha evidenziato che la resistenza alla frattura dei premolari mascellari trattati endodonticamente è diminuita nei gruppi restaurati senza perno con ricostruzione diretta. Il perno in fibra ha mostrato di rinforzare le indebolite strutture residue coronali, probabilmente per una miglior distribuzione dei carichi lungo l’interfaccia adesiva⁵³.

I perni in fibra, che hanno un modulo di elasticità simile alla dentina, quando sottoposti a compressione, possono assorbire meglio le forze concentrate lungo la radice, che può diminuire la probabilità di frattura^54-56. D’altra parte, alcuni studi hanno evidenziato come premolari mascellari trattati endodonticamente e restaurati senza perno mostrassero una resistenza alla frattura simile a quelli con il perno, il che può essere attribuito a una maggior rimozione di struttura dentale nella preparazione dell’alloggiamento per il perno^3,42,57. Uno studio condotto da Soares et al.⁴¹ ha concluso che l’uso di un perno in fibra di vetro non rinforza il complesso dente-restauro. I perni non hanno restituito la resistenza alla frattura nei casi di maggior perdita di sostanza dentale e, in realtà, hanno ridotto la resistenza alla frattura nei casi di moderata perdita di sostanza dentale. Queste incoerenze possono essere attribuite al materiale da restauro coronale, al tipo di dente e alla direzione di applicazione del carico, che sono diversi in questi lavori. Nel nostro studio i restauri diretti con il “perno corto” (short post) hanno mostrato valori di resistenza alla frattura simili ai restauri diretti con il “perno lungo”. Questi risultati sono in accordo con uno studio condotto da McLaren et al.⁴⁸, che ha concluso che il carico di frattura non era influenzato dalla lunghezza del perno. Al contrario Giovani et al.⁵⁷ hanno indicato che le radici restaurate con un perno della lunghezza di 10 mm avevano una resistenza alla frattura maggiore di quelle con un perno di 8 e 6 mm. Queste conclusioni possono essere spiegate dalle differenze tra i campioni testati: il nostro studio ha usato premolari mascellari con cavità MOD caricati con una inclinazione di 30° rispetto all’asse lungo della radice. Giovani et al., invece, hanno usato dei canini mascellari dopo aver rimosso la corona e averli restaurati con un perno e un moncone; i campioni sono stati caricati con un’inclinazione di 135° rispetto all’asse lungo della radice. Nel nostro studio i campioni restaurati con tecnica adesiva diretta, associata alla cementazione di un perno, hanno mostrato valori di resistenza alla frattura comparabili con quelli ottenuti in altri studi, che hanno valutato premolari mascellari trattati endodonticamente con cavità MOD e restaurati con tecnica adesiva indiretta a ricopertura cuspidale⁵⁸.

Questo dato è attribuibile alla capacità delle moderne tecniche adesive e dei materiali compositi di ultima generazione di ricostituire un continuum tra le pareti vestibolari e orali nei denti con cavità MOD in seguito a perdita di entrambe le creste marginali, situazione clinica di frequente riscontro⁵⁹. I risultati ottenuti mostrano come nel restauro diretto del dente trattato endodonticamente con cavità MOD la cementazione di un perno in fibra ne aumenti la resistenza alla frattura in maniera statisticamente significativa. L’estensione intracanalare del perno in fibra (5 o 10 mm), invece, non è stato rilevato essere un fattore che influisce in maniera statisticamente significativa sulla resistenza alla frattura. Nei gruppi B e C l’inserimento di un perno ha portato a una più alta incidenza di fallimenti favorevoli e riparabili. Questi risultati sono in accordo con altri studi presenti in letteratura¹.  La percentuale di fratture favorevoli ottenute in questo studio, superiore a quella di altri studi simili, può essere giustificata dal tipo di resina composita utilizzato. Venus Diamond, a causa della sua bassa contrazione può influire sulla tipologia di frattura dei campioni. Una resina composita a ridotta contrazione, riducendo la deflessione delle pareti residue e lo stress sull’interfaccia adesiva, può accrescere la resistenza degli elementi dentari giustificando un aumento di fratture coronali riparabili³⁵.

Conclusioni

Le moderne tecniche restaurative adesive dirette, che si avvalgono di materiali compositi di ultima generazione a contrazione ridotta, sono una valida alternativa alle tecniche indirette nel restauro di premolari devitalizzati con cavità MOD. L’inserimento di una ritenzione intracanalare aumenta la resistenza alla frattura dell’elemento dentario restaurato (figure 1-4).  Non essendo state rilevate differenze statisticamente significative tra l’inserimento di un perno lungo o corto, la cementazione di un perno in fibra all’interno del canale radicolare per pochi mm (3-5 mm), con una minima o nulla preparazione del post space, può rappresentare una valida alternativa alla cementazione di un perno in fibra con estensione intraradicolare convenzionale (figure 5-8). In questo modo si può evitare un ulteriore sacrificio di sostanza dentale by-passando lo step di preparazione del post space. Si sfrutta così sia la funzione di ritenzione del perno sia la migliore adesione nel terzo coronale del canale.

Ringraziamenti

Per questo studio si ringraziano Maicol Roglio, Alberto Gambino e Alberto Iuso per la collaborazione nella preparazione dei campioni, Heraeus Kulzer e Renzo Zago per la fornitura dei materiali compositi, Dentsply per il rifornimento dei perni in fibra.

Corrispondenza

Nicola Scotti

Via Nizza 230 – 10125 Torino

Tel. 011.6503939

Fax 011.6690602

e-mail nicola.scotti@unito.it

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