Root Canal Filling: Fracture Strength of Fiber-Reinforced Composite-Restored Roots and Finite Element Analysis

ABSTRACT

The aims of this study were to evaluate the effect of root canal filling techniques on root fracture resistance and to analyze, by finite element analysis (FEA), the expansion of the endodontic sealer in two different root canal techniques. Thirty single-rooted human teeth were instrumented with rotary files to a standardized working length of 14 mm. The specimens were embedded in acrylic resin using plastic cylinders as molds, and allocated into 3 groups (n=10) G(lateral) - lateral condensation; G(single-cone) - single cone; G(tagger) - Tagger's hybrid technique. The root canals were prepared to a length of 11 mm with the #3 preparation bur of a tapered glass fiber-reinforced composite post system. All roots received glass fiber posts, which were adhesively cemented and a composite resin core was built. All groups were subjected to a fracture strength test (1 mm/min, 45°). Data were analyzed statistically by one-way ANOVA with a significance level of 5%. FEA was performed using two models one simulated lateral condensation and Tagger's hybrid technique, and the other one simulated the single-cone technique. The second model was designed with an amount of gutta-percha two times smaller and a sealer layer two times thicker than the first model. The results were analyzed using von Mises stress criteria. One-way ANOVA indicated that the root canal filling technique affected the fracture strength (p=0.004). The G(lateral) and G(tagger) produced similar fracture strength values, while G(single-cone) showed the lowest values. The FEA showed that the single-cone model generated higher stress in the root canal walls. Sealer thickness seems to influence the fracture strength of restored endodontically treated teeth.

RESUMO

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da técnica de obturação na resistência à fratura de raízes e analisar, por meio de análise de elementos finitos (AEF), a expansão do cimento endodôntico em duas diferentes técnicas de obturação. Trinta dentes humanos unirradiculares foram instrumentados com limas rotatórias, com um comprimento de trabalho padronizado (14 mm). Os espécimes foram embutidos em um cilindro plástico com resina acrílica, e distribuídos em 3 grupos (n=10) G(lateral) - condensação lateral; G(cone único) - cone único; G(tagger) - técnica híbrida de Tagger. Os canais radiculares foram preparados num comprimento de 11 mm com a broca de preparo do sistema de pinos de fibra reforçado por compósito. Todas as raízes receberam pinos de fibra de vidro, as quais foram adesivamente cimentadas, e a reconstrução do núcleo foi realizada com resina composta. Todos os grupos foram submetidos ao teste de resistência à fratura (1 mm/min, 45°). Os dados foram submetidos ao teste de análise de variância 1 fator. A AEF foi executada através de dois modelos um simulou a técnica da condensação lateral e a técnica híbrida de Tagger, e o outro simulou a técnica do cone único. O último foi desenhado com a guta-percha duas vezes menor e com a espessura de cimento duas vezes maior que o primeiro modelo. Os resultados foram analisados usando o critério de tensão Von Mises. A análise de variância a um fator indicou que a técnica de obturação afetou a resistência à fratura (p=0.004). G(lateral) e G(tagger) obtiveram similares valores de resistência à fratura, enquanto G(cone único) apresentou os menores valores. A AEF mostrou que o modelo do cone único gerou um aumento de tensão nas paredes do canal radicular. A espessura do cimento pareceu influenciar a resistência à fratura dos dentes tratados endodonticamente e restaurados.