Shaping Ability of Reciprocating and Rotary Systems After Root Canal Retreatment: a CBCT Study

Abstract The purpose of this in vitro study was to evaluate the shaping ability of reciprocating and continuous rotary systems after root canal retreatment. After preparation and root canal filling, mesial canals of 54 mandibular molars were distributed into 3 groups (n=18), according to the filling material removal and re-instrumentation protocols: WOG group - WaveOne Gold system; PTN group - ProTaper Next system; and PTU group - ProTaper Universal system. Cone-beam computed tomographic (CBCT) images acquisition of the mesial root canals was performed at different moments: (1) before instrumentation (unprepared root canals), (2) after preparation and filling, (3) after filling material removal and (4) re-instrumentation. The apical transportation (AT), centering ability (CA) and change in root canal diameter were assessed by CBCT analysis. The remaining filling material quantification was performed by radiographic examination. The statistical analyses were performed using the 3-way ANOVA, Tukey-Kramer, Kruskal-Wallis and Dunn multiple Comparison tests (p<0.05). The tested instruments did not show full CA (=1.0). PTN group had greater AT at the 5th mm in comparison with the WOG group (p<0.05). After re-instrumentation, WOG group had greater root canal diameter change at the 1st and 5th mm than PTN and PTU groups (p<0.05). There was no significant difference among groups when comparing the amount of remaining filling material after re-instrumentation (p>0.05). The tested systems provided minimal alteration in root canal morphology at the apical portion after root canal retreatment. However, WOG promoted greater change in root canal diameter.

Resumo O objetivo deste estudo in vitro foi avaliar a capacidade de modelagem de sistemas rotatórios e reciprocantes após o retratamento do canal radicular. Após o preparo e obturação do canal radicular, os canais mesiais de 54 molares inferiores foram distribuídos em 3 grupos, de acordo com os protocolos de remoção do material obturador e re-instrumentação: (n=18): grupo WOG - sistema WaveOne Gold; Grupo PTN - sistema ProTaper Next; e grupo PTU - sistema ProTaper Universal. A análise das imagens de tomografia computadorizada de feixe cônico foi realizada em diferentes momentos: (1) antes da instrumentação (canais radiculares não preparados), (2) após o preparo e obturação, (3) após a remoção do material obturador e (4) re-instrumentação. O transporte apical (TA), a capacidade de centralização (CC) e a mudança no diâmetro do canal radicular foram avaliados por análise tomográfica. A quantificação do restante do material obturador foi realizada por exame radiográfico. As análises estatísticas foram realizadas utilizando os testes de ANOVA de 3 fatores, Tukey-Kramer, Kruskal-Wallis e Comparações Múltiplas de Dunn (p<0,05). Os instrumentos não apresentaram CC perfeita (=1,0). PTN apresentou maior TA no 5º mm em comparação ao grupo WOG (p<0,05). Após a re-instrumentação, o grupo WOG apresentou maior aumento no diâmetro do canal radicular no 1° e 5° mm do que os grupos PTN e PTU. Não houve diferença significativa entre os grupos em relação à remoção do material obturador (p>0,05). Os sistemas testados proporcionaram alteração mínima na morfologia do canal radicular na porção apical após o retratamento do canal radicular. No entanto, WOG promoveu maior alteração no diâmetro do canal radicular.

Evaluation of Apical Transportation by Three Rotary Systems in Extracted Teeth with Curved Canals / Evaluación de la transportación apical con tres sistemas rotatorios en dientes extraídos con conductos curvos

Abstract The aim of this study was to compare the apical transportation in extracted teeth using three different rotary nickel-titanium systems (Mtwo, Hyflex CM, and Typhoon). Sixty extracted first molars were randomly divided into three groups (n=20 in each group) with similar root canal curvatures (25-52 degrees). All root canals were prepared to size 30 using a crown-down preparation technique for each rotary system. Loss of working length and apical transportation were determined by X-ray evaluation. Comparisons between the groups were performed using one-way analysis of variance (ANOVA) or Kruskal-Wallis tests, and the post hoc analyses employed were Dunn´s or Tukey´s multiple comparison tests. No significant differences were detected between the different rotary systems in the loss of working length and apical transportation. This in vitro study showed that the use of these three rotary systems are safe and useful for instrumentation in curved canals; however, further in vivo research is essential to compare the effectiveness and safety of these systems for use in curved canals.

Resumen El objetivo del presente estudio fue comparar la transportación apical en dientes extraídos utilizando tres sistemas rotatorios de níquel-titanio (Mtwo, Hyflex CM y Typhoon). Sesenta primeros molares extraídos se dividieron aleatoriamente en tres grupos (n=20 en cada grupo) con curvaturas del conducto radicular similares (25-52 grados). Todos los conductos radiculares se prepararon usando una técnica corono apical para cada sistema rotatorio. La pérdida de la longitud de trabajo y la transportación apical se determinaron mediante evaluación radiográfica. Las comparaciones entre los grupos se realizaron utilizando análisis de varianza de una vía (ANOVA) o Kruskal-Wallis, y los análisis post hoc empleados fueron las pruebas de comparación múltiple de Dunn o Tukey. No se detectaron diferencias significativas entre los diferentes sistemas rotatorios en la pérdida de la longitud de trabajo y transportación apical. Este estudio demostró que el uso de estos tres sistemas es seguro y útil para su instrumentación en conductos curvos; sin embargo, investigación in vivo es necesaria para comparar la efectividad y seguridad de estos sistemas para su uso en conductos curvos.

The influence of new heat­treated NiTi alloy on shaping ability and apical transportation of maxillary molars. The evaluation of the larger apical preparation on mesiobuccal and distobuccal canals of maxillary molars: a micro-computed study / Influência de diferentes tratamentos na liga de Ni-Ti no preparo e transporte apical de molares superiores. Avaliação do efeito da variação do diâmetro do preparo apical de canais mesio-vestibulares e disto-vestibulares de molares superiores: análise por meio de microCT

The aim of this study was to evaluate canal transportation; centering ability; dentin thickness; change in volume, and time spent on shaping ability of maxillary molars prepared with mechanized NiTi file systems composed of a conventional NiTi alloy (Mtwo), a CM-Wire (Prodesign R and Hyflex CM) NiTi alloy, R-phase (Twisted File Adaptive) and an M-Wire (Reciproc) NiTi alloy]. With the purpose of understanding the role of new treated NiTi alloys in larger apical preparations, this type of preparation was evaluated in the mesiobuccal (MB) and distobuccal canal (DB) of maxillary molars, as well as, in the second mesiobuccal (MB2) canals in extracted maxillary first molars by means of micro-computed tomographic (micro- CT) imaging. For the second mesiobuccal canal (MB2) evaluation, thirty maxillary molars with Vertucci type IV canal configuration were selected and randomly divided into 3 groups (n = 10): Reciproc [REC; VDW, Munich, Germany], Prodesign R [PDR; Easy, Belo Horizonte, Brazil] and Mtwo [MO; VDW, Munich, Germany]. To assess the mesiobuccal and distobuccal canals, a total of 45 extracted maxillary molars were selected according to the following criteria: MB canals exhibiting curvatures according to the Weine classification in the 20-30 degree range; and DB canals presenting curvatures in the 0-5 degree range. These teeth were randomly assigned to three groups, Reciproc (REC) [40.06]; Hyflex CM (HF) [40.06] [Coltene, Cuyahoga Falls, OH, USA] and Twisted file Adaptive (TFA) [35.04]. After root canal preparation, all the teeth were scanned to evaluate parameters previously cited. In particular, the percentage of negotiability of the MB2 canal was evaluated. All parameters were statistically compared using the Kruskal-Wallis and Dunn's Multiple comparison tests within groups with a significance level of 5%. For MB2 canals, no statistically significant difference was observed among the three groups with regard to the values of canal transportation, centering ability, remaining dentin thickness in the coronal third, number of specimens with thickness under 0.5 mm in the danger zone, and apical volume (P>0.05). However, the entire volume of the canal in Group MO differed statistically from that of Group PDR (P<0.05), but Group REC did not differ statistically from Groups MO and PDR (P>0.05). Group PDR demanded more time to reach WL than use of the MO and REC systems. For MB and DB canals, the trend of canal transportation was towards inner curvature in apical third, while in the coronal third it was towards the outer curve. There was no difference in apical transportation values in the first apical millimeters for both canals. In MB canal, at 3 and 4 mm, the Reciproc transportation value was significantly lower than that of Hyflex CM(P<0.05). In the DB canal, at 2 and 4 mm, Reciproc showed substantially higher values than Group TFA (P<0.05). There was no statistically significant difference between the two canals among the three systems for centering ability in the apical third and the remaining dentin thickness (RDT). For DB canal, there was no significant difference in shaping time, but in the MB canal, Group TFA was swifter than Reciproc and Hyflex CM. The initial changes in volume (apical/entire) after canal preparation was statistically significant within groups in MB and DB canals for percentage and volume of dentin removed. TFA had the lowest values for the apical and entire volumes of dentin removed in both canals compared with Reciproc and Hyflex CM (P<0.05). TFA had the lowest percentage of dentin removed from the entire MB canal, and from the apical and entire volume of DB canal. For negotiating and shaping the MB2 canal, the three file systems had similar performance. However, the REC system reached the full working length faster than PDR. The MO and REC systems removed more dentin in the inner furcation area when compared with PDR. For MB and BD canals, the heat treated NiTi alloy systems used for larger apical preparation evenly maintained the morphology of the MB and DB canals of maxillary molars. In shaping procedures, the larger apical preparation produced slight canal transportation without evidence of significant preparation errors. However, these variations may not be feasible of clinical significance. Use of TFA was swifter for preparing the MB canal and produced fewer changes in volume parameters. The TFA system was able to preserve the original canal anatomy with less canal transportation than the Reciproc and Hyflex CM systems.(AU)

O objetivo deste estudo foi avaliar o transporte do canal, a centralização do canal, a espessura dentinária, a alteração volumétrica e o tempo de trabalho de diferentes sistemas mecanizados de níquel-titânio compostos por ligas convencional (Mtwo) e tratados termicamente (CMWire (Prodesign R e Hyflex CM), M-Wire (Reciproc) e fase-R (Twisted file adaptive) em preparos de canais em molares superiores. O papel dos novos instrumentos de níquel titânio tratados termicamente em preparos apicais mais amplos de canais mésio-vestibulares e distovestibulares dos molares superiores foi avaliado, como também o preparo do canal mésiopalatino (CMP), por meio da microtomografia computadorizada (µ-CT). No estudo do canal mésio-palatino, 30 primeiros molares superiores com configuração tipo IV de Vertucci foram selecionados e divididos em 3 grupos (n = 10): Reciproc [REC; VDW, Munich, Germany], Prodesign R [PDR; Easy, Belo Horizonte, Brazil] and Mtwo [MO; VDW, Munich, Germany]. No estudo dos canais mésio-vestibulares e disto-vestibulares, o total de 45 molares superiores foram selecionados com angulação da raiz mésio vestibular de 20 a 30 graus e apresentando a raiz disto-vestibular com angulação de 0 a 5 graus, de acordo com a classificação de Weine. Os dentes foram aleatoriamente distribuídos em 3 grupos (n=15): Reciproc (40.06) [REC, VDW, Munich, Germany]; Hyflex CM (40.06) [HF, Coltene, Cuyahoga Falls, OH, USA]; e Twisted file Adaptive (35.04) [TFA, SybronEndo, Orange, CA]. Após o preparo dos canais mésio-palatino, mésio-vestibular, e disto-vestibular, todos os dentes foram escaneados para avaliação dos parâmetros previamente citados. Especificamente, na avaliação do canal mésiopalatino, foi avaliada a porcentagem de canais que alcançaram patência. Todos os parâmetros foram avaliados estatisticamente pelo teste de Kruskal-Wallis e pelo teste Dunn's de múltipla comparação entre grupos, com nível de significância de 5%. O canal mésio-palatino não apresentou diferença estatisticamente significante em relação ao transporte, centralização, remanescente de dentina no terço cervical, quanto ao número de espécime abaixo de 0,5 mm de espessura na zona de perigo e no volume apical (P>0.05). O volume total do canal no grupo MO diferenciou-se do volume total do grupo PDR (P<0.05), enquanto essa diferença não foi evidenciada entre os grupos REC comparado aos grupos MO e PDR (P>0.05). O grupo PDR demandou maior tempo para atingir o comprimento de trabalho comparado aos sistemas MO e REC. Na análise dos canais MV e DV dos molares superiores, o transporte coronal direcionou-se para o interior da curvatura do canal, enquanto no terço apical o transporte direcionou-se para o lado externo da curvatura. O transporte apical no primeiro milímetro de ambos os canais (MV e DV) foi equivalente entre os grupos (P>0.05). O canal MV apresentou nos níveis 3 e 4 mm transporte do grupo Reciproc significantemente menor do que no grupo Hyflex CM (P<0.05). Em relação ao transporte apical, no canal DV, nos milímetros 2 e 4 apicais do grupo Reciproc transportou significantemente mais comparado ao grupo TFA (P<0.05). Contudo, a centralização apical de ambos os canais e a quantidade de remanescente dentinário apical não se diferiram estatisticamente (P<0.05). O preparo do canal MV foi mais rápido com o sistema TFA comparado ao Reciproc e do Hyflex CM (P<0.05), enquanto no canal DV não foi evidenciado diferenças em relação ao tempo de preparo (P>0.05). A porcentagem e o volume de dentina removida em todo o canal e na região apical, após o preparo do canal apresentou diferenças significantes entre os grupos. O grupo TFA teve as menores porcentagens e valores de dentina removida no volume total do canal e no volume apical, em ambos os canais, comparado com os sistemas Reciproc e Hyflex CM (P<0.05). No canal MP, os três sistemas avaliados prepararam e patenciaram semelhantemente os canais MP. Contudo, o sistema Reciproc foi mais rápido para alcançar o comprimento de trabalho do que o sistema Prodesign R. Os grupos Mtwo e Reciproc removeram mais dentina na região voltada para o interior da furca quando comparado ao Prodesign R. Os sistemas compostos por ligas tratadas termicamente em preparos com maior ampliação apical mantiveram a morfologia dos canais MV e DV. Os sistemas promoveram discretos transportes, sem evidência de erros no preparo. Contudo, essas variações não são passíveis de significância clínica. O grupo do TFA foi mais rápido e promoveu menores alterações nos parâmetros volumétricos. O grupo do TFA foi capaz de preservar a anatomia original do canal com menor grau de transporte comparado ao Reciproc e Hyflex CM.(AU)

Estudio comparativo in vitro de la transportación del canal radicular, utilizando tres sistemas rotatorios de níquel-titanio: HERO Shaper, Protaper Universal y RaCe / Comparative in vitro study of root canal transportation, using three nickeltitanium rotary systems: HERO Shaper, ProTaper Universal, and RaCe

Introducción: el objetivo de este estudio in vitro fue comparar el grado de transportación de los canales radicularesutilizando tres técnicas de instrumentación rotatoria: HERO Shaper, ProTaper Universal y RaCe. Métodos: se seleccionó una muestrade treinta canales vestibulares de molares humanos superiores con ángulo de curvatura entre 25 y 35° con conductos finos y formación radicular completa que fue dividida en tres grupos arbitrarios de diez conductos cada uno, los que fueron preparados por los sistemas de instrumentación rotatoria HERO Shaper, ProTaper Universal y Race respectivamente, todos hasta el diámetro # 30 a la longitud de trabajo,utilizando el motor Endo-Mate TC NSK con control de torque y velocidad controlada. Se tomaron radiografías previas y posteriores a la instrumentación, las que fueron digitalizadas con escáner Agfa Duoscan T1200 a resolución de 2.400 dpi en escala de grises, luego mediante el método de morfometría lineal utilizando el sistema computacional para imágenes digitales NIH ImageJ se hicieron un totalde 12 mediciones por canal, 4 para el ancho total radicular, 4 para la pared cóncava y 4 para la pared convexa, todos a 1, 2, 4 y 6 mm, respectivamente, desde el vértice radiográfico del conducto. Los datos obtenidos fueron analizados mediante el análisis estadístico no paramétrico Mann Whitney Rank Sum y Kruskal Wallis para muestras independientes. Resultados: se observa transportación del canal radicular hacia la pared cóncava al utilizar el sistema ProTaper Universal, siendo estadísticamente significativa. (p = 0,01). Conclusión:el sistema rotatorio ProTaper Universal produce mayor número de transportaciones al compararlo con los sistemas RaCe y HERO Shaper.

Introduction: the objective of this in vitro study was to compare the degree of transportation of root canals using three rotary systems: HERO Shaper, ProTaper Universal, and Race. Methods: a sample of thirty buccal root canals of upper molars with curvatures between 25 and 35º was divided into three random groups of ten canals each, which were then instrumented by using the rotary systems HERO Shaper, ProTaper Universal, and Race respectively, all to a diameter # 30 to the working length, using the motor NSK Endo-Mate TCto control torque and speed. Radiographs were taken before and after mechanical instrumentation, and they were scanned with DuoScanAgfa T1200 scanner at a resolution of 2400 dpi gray scale. Afterwards, by the method of lineal morphometry and using the computer system for digital images NIH imageJ, a total of 12 measurements per root canal were done: 4 for the total root width, 4 for the concave wall and 4for the convex wall, all at 1, 2, 4 and 6 mm respectively from the radiographic apex of the canal. The data were analyzed by using the Mann Whitney Rank Sum and Kruskal Wallis nonparametric statistical analysis for independent samples. Results: Transportation was observed fromthe root canal to the concave wall when the ProTaper Universal system was used, being statistically significant (p = 0,01). Conclusion: the ProTaper Universal rotary system produced the greatest number of transportations when compared with HERO Shaper and RaCe systems.