Efeito da sequência de processamento durante a fabricação de instrumentos endodônticos Niti em suas propriedades mecânicas / Effect of the processing sequence during the manufacture of niti endodontic instruments on their mechanical properties

As características geométricas e técnicas de fabricação das limas endodônticas afetam o desempenho clínico e sua resistência à fratura, flexibilidade e outras propriedades. Um parâmetro muito explorado na Endodontia é a utilização de tratamentos térmicos, que promovem um aumento na resistência à fadiga e flexibilidade destes materiais. Neste estudo pretendeu-se avaliar o efeito de diferentes processos de tratamento térmico/usinagem nas propriedades físicas, flexibilidade, resistência torcional e à fadiga flexural dos instrumentos Prodesign Logic (PDL), verificando se a sequência de processamento dos instrumentos levaria a comportamentos mecânicos diferentes. Este sistema é fabricado a partir de um método inovador que envolve a realização do tratamento térmico para obtenção de memória de forma no fio NiTi anteriormente à usinagem. A hipótese nula a ser testada é que o momento de aplicação dos procedimentos de tratamento térmico e usinagem não afetariam as propriedades físicas e mecânicas de instrumentos endodônticos de NiTi. Para grupos de comparação, foram utilizados protótipos de instrumentos com as mesmas características geométricas e dimensionais, sendo um grupo de instrumentos sem tratamento térmico aplicado (SEP) e outro com o tratamento térmico realizado de forma convencional, após a usinagem do instrumento (HTP). Foram realizadas caracterização física e microestrutural com ensaios de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e testes de difratometria de Raios-X (DRX), além de ensaios mecânicos divididos em testes de torção, dobramento em 45 e resistência à fadiga flexural. Os resultados mostraram que macroscopicamente não houve nenhuma alteração importante nas características dos três grupos de instrumentos, exceto mudanças de cor devido a diferentes sequências de processamento. Os resultados de DSC mostraram que à temperatura ambiente a liga é principalmente austenítica no grupo SEP e que após o tratamento térmico realizado nos grupos PDL e HTP, houve uma mudança nas temperaturas de transformação, com um aumento da temperatura de Af e predominância da liga NiTi em fase R. Os resultados de XDR confirmaram os achados do DSC. As diferenças nos parâmetros medidos entre diferentes tipos de instrumentos nos ensaios de resistência torcional, dobramento a 45º e fadiga flexural foi sempre considerada com um nível de significância de 95%. Os resultados para os ensaios de flexão mostraram que o grupo HTP mostrou-se o mais flexível, com os mais baixos valores de momento de dobramento, seguido por PDL e SEP. Nos resultados dos ensaios de torção foi possível observar que SEP apresentou valores mais altos de torque seguido por PDL e HTP (p<.05). Os ensaios de resistência à fadiga mostraram valores médios de NCF maiores para HTP, seguido por PDL e SEP. Entretanto, um pior comportamento do PDL só seria evidenciado clinicamente se os instrumentos fossem usados um número de vezes maior do que o recomendado pelo fabricante. Pode-se concluir que alterar o processo de fabricação dos instrumentos endodônticos, invertendo-se as etapas de usinagem e tratamento térmico, levou, de fato, a uma mudança no comportamento mecânico de instrumentos Prodesign Logic em relação aos prótótipos.

The geometric characteristics and manufacturing techniques of endodontic instruments affect clinical performance, fracture resistance, flexibility and other properties. A parameter widely explored in Endodontics is the use of heat treatments, which promote an increase in the resistance to fatigue and flexibility of these materials. This study aimed to evaluate the effect of different heat treatment / machining processes on the physical properties, flexibility, torsional strength and flexural fatigue of Prodesign Logic (PDL) instruments, verifying whether the processing sequence of the instruments would lead to different mechanical behaviors. This system is manufactured using an innovative method that involves performing thermal treatment to obtain shape memory in the NiTi wire prior to machining. The null hypothesis to be tested is that the moment of application of the heat treatment and machining procedures would not affect the physical and mechanical properties of NiTi endodontic instruments. For comparison groups, instrument prototypes with the same geometric and dimensional characteristics were used, being one group of instruments without thermal treatment applied (SEP) and another with thermal treatment carried out in a conventional manner, after machining the instrument (HTP). Physical and microstructural characterization were performed with differential scanning calorimetry (DSC) tests and X-ray diffractometry (XRD) tests, in addition to mechanical tests divided into torsion tests, 45° bending and resistance to flexural fatigue. The results showed that macroscopically there were no major change in the characteristics of the three groups of instruments, except for color changes due to different processing sequences. The DSC results showed that at room temperature the alloy is mainly austenitic in the SEP group and that after the heat treatment carried out in the PDL and HTP groups, there was a change in the transformation temperatures, with an increase in the Af temperature and predominance of the NiTi alloy in phase R. The XRD results confirmed the DSC findings. Differences in the parameters measured between different types of instruments in the tests of torsional resistance, bending at 45º and flexural fatigue were always considered with a significance level of 95%. The results for the flexibility tests showed that the HTP group proved to be the most flexible, with the lowest values, followed by PDL and SEP. In the results of the torsion tests it was possible to observe that SEP presented higher values of torque followed by PDL and HTP (p <.05). Fatigue resistance tests showed higher mean NCF values for HTP, followed by PDL and SEP. However, a worse behavior of the PDL would only be evidenced clinically if the instruments were used several times greater than that recommended by the manufacturer. It can be concluded that changing the manufacturing process of endodontic instruments, inverting the machining and heat treatment steps, led, in fact, to a change in the mechanical behavior of Prodesign Logic instruments in relation to the prototypes.

Influence of cyclic flexural deformation on the torsional resistance of CM files in comparison to conventional NiTi instruments

As propriedades mecânicas dos instrumentos endodônticos são afetadas por fatores como microestrutura, diâmetro, geometria, composição química, e tratamentos termomecânicos aplicados durante o processo de fabricação. Os instrumentos de NiTi com Memória Controlada (CM) sofrem um tratamento térmico especial que os tornam mais flexíveis e resistentes à fadiga que instrumentos de NiTi convencional. O objetivo deste estudo é avaliar como a fadiga influencia nas propriedades torcionais dos instrumentos CM, quando comparados com instrumentos superelásticos (SE) com geometria e características dimensionais similares. Instrumentos novos Hyflex CM (HF; Coltene/ Whaladent Inc.), Typhoon CM (TYP; Clinician´s Choice Dental Products), RaCe (RC; FKG, La-Chaux De Fonds, Switzerland) e Protaper Universal F2 (F2; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Switzerland), todos de calibre e conicidade 30/.06, foram avaliados. Características geométricas e dimensionais como o diâmetro, comprimento de pitch e ângulo helicoidal foram medidos ao longo da parte ativa dos instrumentos. A fadiga flexural (Nf) e a resistência torcional para cada instrumento (n=10) foram determinadas de acordo com a especificação ISO-3630. Dez novos instrumentos de cada sistema foram fadigados a 3/4 de Nf e depois submetidos à torção até a ruptura. Os dados foram analisados utilizando o teste ANOVA (α=.05). A superfície longitudinal, bem como a superfície de fratura após a fadiga foi examinada com um microscópio eletrônico de varredura (MEV). Os resultados mostram que os instrumentos CM tiveram valores de Nf significativamente maiores quando comparados aos instrumentos SE, com HF exibindo o maior Nf (P = .001). Os valores de torque médio para F2 foram os mais elevados (P = .001), seguido de TYP, HF e RC. Instrumentos CM pré-carregados a 3/4 de Nf e submetidos à torção até a ruptura tiveram valores de torque menores quando comparados aos instrumentos não carregados (HF P = .003; TYP P =.001), enquanto os instrumentos SE não apresentaram diferenças significativas (F2 P = .059; RC P =.079). A superfície de fratura dos instrumentos CM mostraram maiores superfícies lisas de fraturas e menores regiões de dimples, em relação aos instrumentos SE. Conclui-se que a vida em fadiga dos instrumentos CM foi significativamente maior quando comparada aos instrumentos SE, com o instrumento HF apresentando o valor de Nf maior. Os valores de torque para F2 foram maiores entre todos os instrumentos. Portanto a resistência torcional dos instrumentos CM pode ser comprometida após o pré carregamento em fadiga

Introduction: To evaluate the influence of cyclic deformation on the torsional resistance of NiTi controlled memory (CM) files, when compared to superelastic (SE) instruments with similar geometric and dimensional characteristics. Methods: New 30/.06 HyFlex (HF; Coltene/Whaledent,Inc, Cuyahoga Falls, OH), Typhoon (TYP; Clinician's Choice Dental Products, New Milford, CT), RaCe (RC; FKG, La-Chaux De Fonds, Switzerland), and ProTaper Universal F2 instruments (F2; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Switzerland) were assessed. Diameter, pitch length and helical angle were measure along the active part of the instruments. Flexural fatigue and torsion to failure tests for each file (n = 10) were carried out. Ten new instruments of each type of file were fatigued to 3/4 of their fatigue life and then submitted to torsion until rupture. The longitudinal surface, as well as the fracture surface after fatigue was examined with a scanning electron microscope. Data were analyzed using one-way analysis of variance (α = .05). Results: CM files had a significantly higher mean number of cycles to fracture (Nf) when compared to SE instruments, HF exhibiting the highest Nf (P = .001). The mean torque value for F2 was the highest (P = .001). CM files pre-cycled to 3/4 Nf had a significantly lower torque than the new files (HF P = .003, TYP P = .001), whereas the SE instruments displayed no significant differences (F2 P = .059, RC P = .079). The surface fracture of CM files displayed larger smooth areas and smaller dimple region than SE instruments. Conclusion: Fatigue life of CM instruments was significantly higher than SE instruments, with HF displaying the highest mean Nf values. Torque value for F2 was significantly higher among all of the instruments. Cyclic flexural loading significantly reduced the torsional resistance of CM instruments

RECIPROC: comparativo entre a cinemática reciprocante e rotatória em canais curvos / RECIPROC: a comparison between reciprocating and rotational kinematics in curved canals

Objetivo: Comparou o tempo de preparo, ocorrência de fratura e manutenção do trajeto do canal em canais artificiais do instrumento Reciproc R25 em movimento reciprocante e rotação contínua anti-horária. Material e Métodos: Foram utilizados dois grupos contendo 10 canais artificiais em blocos de acrílico cada, sendo um o grupo controle, instrumentado com movimento reciprocante, e o grupo teste utilizando rotação contínua anti-horária a 300rpm para a instrumentação. Resultados: os resultados mostraram que houve diferença estatística significante em relação ao tempo de preparo entre os grupos, uma vez que a rotação contínua anti-horária proporcionou um menor tempo de preparo; ambos mantiveram o trajeto original do canal sem qualquer desvios no terço apical e ocorreu uma fratura no grupo da rotação contínua. Conclusão: o sistema Reciproc manteve a trajetória original do canal, não influenciou na incidência de fratura dos instrumentos e demandou menor tempo de preparo utilizando rotação contínua. Portanto, o sistema Reciproc pode ser utilizado com rotação contínua anti-horária desde que velocidade, torque e pressão apical sejam respeitados e se empregue os instrumento uma única vez.

Objective: This study aimed to compare the preparation time, occurrence of fracture and maintenance of the canal path in artificial canals using Reciproc R25 instrument moving reciprocating and continuous counterclockwise rotation. Methods: Two groups of 10 Simulated rootcanals, each one in an artificial acrylic block, was instrumented with reciprocating motion (control group) and using counterclockwise continuous rotation to 300rpm (test group). Results: The results showed statistically significant difference in relation to the preparation time between the groups, since the counterclockwise continuous rotation allowed shorter preparation time, both kinematics kept the original route of the canal without any deviations in the apical third. A fracture occurred in the group of continuous rotation. Conclusion: The Reciproc system kept the original trajectory of the canals and did not influence the incidence of instruments fracture. A less preparation time was required when the continuous rotation was used. Therefore, the Reciproc system can be used with counterclockwise continuous rotation since that speed, torque and apical pressure are respected. The instrument also should be employed just one time.