On the Causality Between Dentinal Defects and Root Canal Preparation: A Micro-CT Assessment

Abstract This study aimed to evaluate the cause-effect relationship between canal preparation with ProTaper Universal (PTU) system and dentinal defects formation using micro-computed tomography (micro-CT) analysis. Forty mesial canals of mandibular molars with a type II Vertucci's canal configuration were scanned at an isotropic resolution of 14.16 µm. The sample was assigned to an experimental (n = 30) and a control (n = 10) groups, and the mesial canals were prepared with PTU system up to F2 instrument. The specimens from the experimental group were scanned and the cross-section images of the mesial roots, before and after preparation, were screened to identify the presence of dentinal defects. In the control group, the specimens were sectioned perpendicularly to the long axis of the root into 1-mm-thick slices (n = 80) and examined under optical microscope. Once a dentinal defect was detected, the slice was scanned through micro-CT. In the experimental group, dentinal micro-cracks were observed in 4,828 slices (24.04%). In all cross-section images, dentinal defects identified in the postoperative images were already present in the corresponding preoperative image. In the control group, 13 out of 80 slices (16.25%) had at least one dentinal defect visualized under stereomicroscopy, which was identified after a further micro-CT scanning. Micro-CT showed reliability as similar as optical microscopy in detecting dentinal defects, adding the possibility of tracking the dentinal tissue, before and after canal preparation, and providing a clear visualization of micro-cracks. Root canal preparation with PTU system did not induce the formation of new dentinal defects.

Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar a relação de causa-efeito entre o preparo do canal radicular com o sistema ProTaper Universal (PTU) e a formação de defeitos dentinários usando a análise por micro-tomografia computadorizada (micro-CT). Quarenta raízes mesiais de molares inferiores com a configuração tipo II de Vertucci foram escaneadas com resolução isotrópica de 14.16 μm. A amostra foi distribuída em um grupo experimental (n = 30) e um grupo controle (n = 10), e os canais mesiais foram preparados com o sistema PTU até a lima F2. As amostras do grupo experimental foram escaneadas e as imagens de secção transversal das raízes mesiais, antes e após o preparo, foram analisadas ​​para identificar a presença de defeitos dentinários. No grupo controle, os dentes foram seccionados perpendicularmente em relação ao longo eixo da raiz em fatias de 1 mm de espessura (n = 80) e examinados ao microscópio óptico. Uma vez detectado um defeito dentinário, a fatia foi escaneada através da micro-CT. No grupo experimental, defeitos dentinários foram observados em 4.828 secções transversais (24,04%). Em todas as imagens de secção transversal, os defeitos dentinários após os procedimentos experimentais já estavam presentes na secção pré-operatória correspondente. No grupo controle, 13 das 80 fatias (16,25%) apresentaram pelo menos um defeito dentinário visualizado através do microscópio, o qual foi identificado em um escaneamento posterior. A micro-CT mostrou confiabilidade com a microscopia óptica para detecção e visualização dos defeitos dentinários, permitindo acompanhar o tecido dentinário antes e depois do preparo do canal. O preparo do canal radicular com o sistema PTU não induziu a formação de novos defeitos dentinários.

Micro-CT Evaluation of Non-instrumented Canal Areas with Different Enlargements Performed by NiTi Systems

The aim of this study was to compare the percentage of non-instrumented area of root canals prepared with different enlargements using single-file reciprocating systems (Reciproc and WaveOne) and a conventional multi-file rotary (BioRaCe) system by micro-computed tomographic analysis. Thirty mesial roots of mandibular molars with moderate curvature (10° to 20°) presenting a type II Vertucci canal configuration and similar internal volume were chosen and scanned at an isotropic resolution of 14.16 µm. The sample was assigned to 3 groups (n=10) according to the system used for root canal preparation: Reciproc, WaveOne, and BioRaCe groups. Second and third scans were taken after the canals were prepared with instruments sizes 25 and 40, respectively. The recorded images of the surface area voxels of the canals, before and after preparation were examined from the furcation level to the apex to quantify the non-instrumented surface. Statistical data were compared using GLM for repeated-measures with a significance level set at 5%. Instrumentation systems did not influence the percentage of untouched root canal surfaces (p=0.690) whilst a significant reduction in the percentage of static voxels was observed after the enlargement of the root canal (p=0.010) in all groups (p=0.507). None of the systems was able to prepare the entire surface area of the mesial root canal of mandibular molars. The increased final apical size resulted in a significant positive effect on the shaping ability of the tested systems.

Resumo O objetivo deste estudo foi comparar a porcentagem de área não-instrumentada de canais radiculares preparados com diferentes ampliações utilizando sistemas reciprocantes de lima única (Reciproc e WaveOne) e um sistema rotatório convencional de múltiplas limas (BioRaCe) usando a análise da micro tomografia computadorizada. Trinta raízes mesiais de molares inferiores com curvatura moderada (10º a 20º) apresentando a configuração classe II de Vertucci e semelhança de volume do canal foram selecionadas e escaneadas em uma resolução isotrópica de 14,16 µm. A amostra foi dividida em 3 grupos (n=10) de acordo com o sistema utilizado para a preparação do canal radicular: grupo Reciproc, grupo WaveOne e grupo BioRaCe. Segundo e terceiro escaneamentos foram realizados após os canais serem preparados com instrumentos tamanhos 25 e 40, respectivamente. As imagens registradas de voxels da área de superfície dos canais, antes e após o preparo, foram examinadas desde o nível da furca até o ápice para quantificar a superfície não instrumentada. Os dados foram comparados estatisticamente através de GLM para medidas repetidas com um nível de significância de 5%. Os sistemas de instrumentação não influenciaram o percentual de superfícies não tocadas dos canais radiculares (p=0,690), enquanto que uma redução significativa no percentual de voxels estáticos foi observada após o alargamento do canal radicular (p=0,010) em todos os grupos (p=0,507). Nenhum dos sistemas foi capaz de preparar toda a área de superfície do canal mesial dos molares inferiores. O aumento do tamanho final apical resultou num efeito positivo significativo sobre a capacidade de modelar dos sistemas testados.