RAFAEL MARQUES VILLAGRA

RAFAEL MARQUES VILLAGRA AVALIAÇÃO DA VIDA EM FADIGA DE INSTRUMENTOS ENDODÔNTICOS SUBMETIDOS A ENSAIOS DE FLEXÃO ROTATIVA EM DIFERENTES ÂNGULOS RECIPROCANTES 2014 Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Odontologia Av. Alfredo Baltazar da Silveira 580 cobertura 22790-710 i - Rio de Janeiro/RJ Tel./ Fax: (0xx21) 2497-8988

RAFAEL MARQUES VILLAGRA AVALIAÇÃO DA VIDA EM FADIGA DE INSTRUMENTOS ENDODÔNTICOS SUBMETIDOS A ENSAIOS DE FLEXÃO ROTATIVA EM DIFERENTES ÂNGULOS RECIPROCANTES Dissertação apresentada à Faculdade de Odontologia da Universidade Estácio de Sá, como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Odontologia (Endodontia). Orientadores: Mônica Aparecida Schultz Neves Hélio Pereira Lopes UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ RIO DE JANEIRO 2014 ii

AGRADECIMENTOS Agradeço toda a minha família, que sempre apoiou minhas decisões, tanto pessoais, quanto profissionais. Vocês são as pessoas que amo mais que tudo nesse mundo. Agradeço à Vanessa Bottino Rojas, pela ajudada principalmente nos primeiros meses de mestrado, quando me senti completamente perdido e você me deu a luz. Tive a oportunidade de conhecer no decorrer da minha vida, uma pessoa maravilhosa, um anjo por quem tenho um amor especial, e não encontro palavras de agradecimento. Obrigado por ter você na minha vida! Agradeço ao meu pai Rafael Villagra Cristaldo, que me encaminhou para a endodontia, em um momento que me encontrava indeciso profissionalmente. Agradeço em especial ao meu grande professor, mestre e amigo Marcelo Sendra, pois além de me aceitar no curso de especialização, também foi responsável pela minha paixão pela endodontia. Sou seu grande fã e você, meu grande espelho profissional e pessoal. Acredito que dificilmente conhecerei um profissional tão brilhante e com um caráter tão ímpar. Se hoje amo o que faço, você é o principal responsável, e lhe serei grato pelo resto de minha vida. A todos os meus amigos do mestrado e doutorado do PPGO da Universidade Estácio de Sá. Agradeço a professora Mônica Aparecida Schultz Neves, por toda ajuda e paciência, no desenvolvimento deste trabalho. Obrigado por ser minha orientadora, professora, amiga, enfim, serei eternamente grato obrigado por tudo. iii

Agradeço ao professor Hélio Pereira Lopes, que contribuiu imensamente para a realização deste trabalho, me ajudando nos momentos de dificuldade. Obrigado por fazer parte da minha história. Sua força, disponibilidade e enorme capacidade de ensinamento, com certeza me fez evoluir profissionalmente. Ao professor José Freitas Siqueira Júnior e todos os professores do PPGO da Universidade Estácio de Sá, pessoas sérias e profissionais ao extremo, todo meu respeito! Me sinto orgulhoso e privilegiado de aprender com uma equipe tão competente. Ao Instituto Militar de Engenharia (IME). À secretária Angélica Pedrosa, pelo carinho e atenção. É uma luta entre aqueles que irão dizer o que você não pode fazer e aquela parte de você que sabe, e sempre soube, que nós somos mais do que o nosso meio ambiente e que um sonho, apoiado por uma vontade incessante de alcançá-lo, é verdadeiramente uma realidade com chegada iminente Anthony Robbins iv

ÍNDICE Página RESUMO ABSTRACT LISTA DE FIGURAS LISTA DE ABREVIATURAS LISTA DE TABELAS vii viii ix x xi 1. INTRODUÇÃO 1 2. REVISÃO DE LITERATURA 3 3. JUSTIFICATIVA 9 4. HIPÓTESE 10 5. OBJETIVOS 11 6. MATERIAIS E MÉTODOS 12 7. RESULTADOS 17 8. DISCUSSÃO 20 9. CONCLUSÃO 23 10. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 24 11. ANEXO 29 vi

RESUMO Objetivos: Este estudo avaliou e analisou a influência da amplitude do ângulo de rotação empregado no movimento reciprocante, na resistência à fratura por fadiga do instrumento Reciproc. Materiais e Métodos: Quarenta instrumentos Reciproc R25 com 25mm de comprimento foram divididos em dois grupos iguais e submetidos aos ensaios de flexão rotativa estático e dinâmico. A metade de cada grupo foi acionada por movimento reciprocante em ângulos diferentes: 150º no sentido anti-horário com 30º horário, e no outro grupo, 75º anti-horário com 15º horário. O tempo de fratura dos instrumentos foi medido e os dados obtidos, analisados estatisticamente pelo teste t de Student s, com nível de significância de 5% (p<0,05). As superfícies fraturadas e os fios de corte dispostos na forma helicoidal dos instrumentos fraturados foram analisados pelo MEV. Resultados: Independentemente do ângulo reciprocante, os instrumentos submetidos ao ensaio dinâmico apresentaram resistência à fratura por flexão rotativa estatisticamente superior, em comparação ao ensaio estático. Menores ângulos reciprocantes promoveram um maior tempo de vida em fadiga, com diferença estatisticamente significante, independente da natureza do ensaio (estático ou dinâmico). Conclusões: A redução do ângulo no movimento reciprocante promove um aumento significativo na resistência à fratura por fadiga. O modelo dinâmico em relação ao estático, aumenta a vida em fadiga do instrumento Reciproc R25. Palavras-chave: Instrumentos de NiTi; fratura por flexão rotativa; movimento reciprocante; ensaio dinâmico; ensaio estático. vii

ABSTRACT Objectives: This study evaluated and analyzed the influence of the amplitude of the rotation angle used in reciprocating motion, on resistance to fatigue fracture of Reciproc instrument. Materials and Methods: Forty instruments Reciproc R25 with 25mm in length were divided into two equal and subjected to rotary bending tests (static and dynamic). Half of each group was driven under reciprocating movement with different angles: 150 counter-clockwise and 30º clockwise and in the other group, 75º counterclockwise with 15º clockwise. The time to fracture for each instrument was measured, and data obtained statistically analyzed by Student's t test, with the significance level set at 5% (p <0.05). SEM analyzed the fractured surfaces and cutting edges arranged in the helical shape of the fractured instruments. Results: Regardless of reciprocating angle, instruments undergone to dynamic test showed fracture resistance by rotary bending statistically superior compared to static test. Smaller reciprocating angles promoted a longer fatigue life, with a statistically significant difference, regardless of the nature of the test (static or dynamic). Conclusions: The angle reduction in reciprocating movement promotes a significant increase in resistance to fatigue fracture. The dynamic compared to the static model increases the fatigue life of the instrument Reciproc R25. Keywords: NiTi instruments; rotary bending fracture; reciprocating movement; dynamic test; static test. viii

LISTA DE FIGURAS Página Figura 1 - Instrumento Reciproc R25 VDW...12 Figura 2 - Tubo de aço inoxidável contendo o canal artificial...13 Figura 3 - Desenho esquemático do canal empregado no ensaio de flexão rotativa...... 13 Figura 4 - Motor elétrico I-Endo Dual...14 Figura 5 - Dispositivo para fixação do canal simulado e motor...15 Figura 6 - MEV Quanta FEG 250-FEI...16 Figura 7 - Ponta e início da haste de corte do instrumento Reciproc...18 Figura 8 - Secção na reta transversal na forma de S com o fio de corte voltado à esquerda......18 Figura 9 - Superfície fraturada sem deformação plástica no eixo helicoidal (100x)...19 Figura 10 - Superfície de fratura mostrando característica morfológicas do tipo dúctil (200x)...19 ix

LISTA DE ABREVIATURAS NiTi Níquel-Titânio MEV Microscopia Eletrônica de Varredura PQM Preparo Químico-Mecânico IME Instituto Militar de Engenharia Rpm Rotações por minuto x

LISTA DE TABELAS Página Tabela 1 - Tempo médio de fratura (segundos) e desvio padrão dos instrumentos submetidos aos ensaios estático e dinâmico com diferentes ângulos reciprocantes...17 xi

1. INTRODUÇÃO Após a introdução da liga de níquel-titânio (NiTi) na endodontia (WALIA et al., 1988), a confecção e o uso de instrumentos acionados a motor com esta liga metálica vêm revolucionando o tratamento endodôntico. Segundo alguns autores (GLOSSEN et al., 1995; PARK, 2001; PETERS, 2004), a instrumentação mecanizada em NiTi, reduz a fadiga física do operador e o tempo de tratamento, além de minimizar os erros associados aos instrumentos de aço inoxidável, o que é extremamente relevante no preparo de canais curvos (SCHÄFER & VLASSIS, 2004; GERGI et al., 2010). Todavia, a fratura de instrumentos endodônticos de NiTi acionados a motor, durante a instrumentação de canais radiculares curvos ainda preocupa, pois ela pode ocorrer sem sinal de deformação plástica visível previamente (PRUETT et al., 1997; SATTAPAN et al., 2000; VARELA-PATINO et al., 2005). Assim sendo, a falha desses instrumentos tem sido um aspecto problemático, uma vez que ela poderá ocorrer devido à flexão rotativa (tensões trativas e compressivas) e por suas combinações com tensão de torção (CHEUNG & LIU, 2009). Consequentemente, não só surgiram novos instrumentos com desenhos e conicidades variáveis, mas também, com ligas metálicas oriundas de tratamentos termomecânicos da liga NiTi convencional. Quanto ao acionamento, novos dispositivos mecânicos têm sido propostos comercialmente, objetivando melhorar o comportamento mecânico desses instrumentos em relação à fratura, limpeza e modelagem do canal radicular. Esses dispositivos (motores) além do giro contínuo, executam um 1

movimento denominado de alternado ou reciprocante, com diferentes ângulos de rotação (GAMBARINI et al., 2012b). Novos instrumentos de NiTi recentemente introduzidos como o Reciproc (VDW, Munique, Alemanha) feito de uma liga de NiTi-especial chamado M-Wire foram criadas através de um processo de tratamento térmico inovador. Dentre os benefícios desta liga (M-Wire), temos o aumento da flexibilidade dos instrumentos e maior resistência à fadiga (Bürlein et al., 2012). Assim sendo, essas inovações precisam ser investigadas para determinar, qual a opção mais conveniente e segura para o tratamento do elemento dentário. 2

2. REVISÃO DE LITERATURA 2.1. Fraturas dos Instrumentos Endodônticos A fratura de instrumentos endodônticos é uma grande preocupação na clínica diuturna. Os instrumentos de aço inoxidável geralmente demonstram alguma deformação plástica antes da fratura por flexão rotativa, permitindo que o profissional avalie as alterações no instrumento, indicando quando este deve ser descartado, diminuindo assim um possível acidente. Entretanto, os instrumentos de NiTi podem sofrer uma fratura dentro de seu limite elástico, porém sem antes apresentar algum sinal de deformação plástica (PRUETT et al., 1997; DE DEUS et al., 2010). A fratura dos instrumentos endodônticos pode ocorrer por torção ou por flexão rotativa. A fratura por torção ocorre quando a ponta ou outra parte do instrumento prende dentro do canal, enquanto a haste permanece com seu movimento de rotação, ultrapassando o limite de resistência do material, tornando a fratura inevitável. O instrumento fraturado por torção, muitas vezes pode demonstrar sinais específicos, tais como uma deformação plástica (PLOTINO et al., 2009; LOPES et al., 2010b). 3

Segundo GAMBARINI et al. (2012a), a fratura por flexão rotativa ocorre quando o instrumento é submetido a ciclos repetitivos de tensão e compressão. Para esses autores, o risco pode aumentar quando o instrumento for submetido a um canal de curvatura acentuada e com menor raio de curvatura. A maior preocupação do profissional durante o acionamento do instrumento de NiTi mecanizado em movimento de alargamento por rotação contínua, é a fratura por fadiga de baixo ciclo. A resistência à fratura por fadiga de baixo ciclo, refere-se ao número de ciclos que um instrumento pode suportar, antes de ocorrer a fratura (LOPES et al., 2010b). BARDSLEY et al. (2011) afirmaram que a força exercida no sentido apical e o torque, representam alguns dos fatores que podem influenciar diretamente na incidência de fratura do instrumento endodôntico. Para YOU et al. (2010), a utilização de instrumento de NiTi reduz o risco de fratura por torção quando comparado ao instrumento de aço inoxidável. Além disso, a confecção de um pré-alargamento cervical durante o preparo químico-mecânico, também pode diminuir a tensão sobre o instrumento e consequentemente, seu risco de fratura. De acordo com SHEN et al. (2011), a presença de algumas variáveis durante os ensaios que avaliam o comportamento mecânico dos instrumentos de NiTi em relação à fratura por fadiga, pode representar uma desvantagem nos exames laboratoriais. Dentre essas, as propriedades mecânicas do material, o desenho e as dimensões do instrumento. Segundo YOU et al. (2010), durante a preparação de um canal radicular, dois ou mais instrumentos rotatórios de NiTi podem ser utilizados 4

sequencialmente ou em combinação, de acordo com a variação anatômica do canal. Ao se utilizar de uma série de instrumentos, alguns desses podem sofrer maior desgaste em relação a outros. Por essa razão, não se pode afirmar com precisão, o real tempo de vida em fadiga de um instrumento endodôntico. O acabamento superficial de um instrumento endodôntico também pode influenciar na fratura por fadiga. Em um estudo realizado por LOPES et al. (2010c), os instrumentos fabricados com acabamento superficial por eletropolimento, apresentaram aumento significativo na resistência à fratura por fadiga. GAVINI et al. (2012) testaram a resistência à fratura por fadiga do instrumento Reciproc em movimentos de alargamento em rotação contínua e alternada, utilizando dezoito instrumentos em cada grupo. Os resultados demonstraram que a cinemática do movimento influenciou significantemente na resistência à fratura por fadiga, ou seja, o número de ciclos do movimento alternado foi quase o dobro, em relação ao movimento contínuo. 2.2. Ensaios de Flexão Estático e Dinâmico Flexibilidade pode ser definida como a flexão elástica de um instrumento endodôntico, quando submetido a uma carga aplicada na sua extremidade e na direção perpendicular ao longo do eixo do instrumento. Um instrumento menos flexível será automaticamente mais rígido, quando apresenta maior resistência à flexão elástica (LOPES et al., 2013). A fratura dos instrumentos endodônticos de NiTi por fadiga é uma grande preocupação para o profissional, pois geralmente surge sem aviso 5

prévio. A fratura por fadiga ocorre devido à repetição de tensões alternadas compressivas e trativas, acumuladas no ponto de flexão máxima do instrumento, dentro do limite elástico, em rotação em um canal curvo (LOPES et al., 2013). O teste de flexão rotativa empregado para avaliar a resistência à fadiga pode ser estático ou dinâmico. No ensaio estático, o instrumento gira no interior de um canal artificial curvo mantendo uma distância fixa, ou seja, sem realizar um deslocamento longitudinal de avanço e retrocesso. De maneira oposta, no ensaio dinâmico, o instrumento realiza movimentos longitudinais de avanço e retrocesso, enquanto gira no interior de um canal curvo (LOPES et al., 2013). Segundo YAO et al. (2006), a maioria dos estudos sobre fadiga disponível na literatura, se utilizou de um modelo estático sob condições experimentais bem controladas. LOPES et al. (2013) utilizaram também um modelo dinâmico, incorporando um movimento cíclico axial, simulando melhor a realidade do ambiente clínico. Por meio desta metodologia, pode-se constatar que o movimento axial, aumenta significativamente a vida útil dos instrumentos de NiTi rotatório. Um estudo realizado por LI et al. (2002), buscou investigar sobre a possível relação entre o número de avanços e retrocessos, e a fratura por fadiga em instrumentos de NiTi rotatório. Os resultados revelaram que esse movimento (avanço e retrocesso), pode ser um fator crucial na prevenção da fratura por fadiga do instrumento. 2.3. Movimento Reciprocante ou Alternado 6

Recentemente, foram introduzidos no mercado, novos sistemas de NiTi mecanizado, que utilizam o movimento de alargamento alternado (reciprocante). Entre esses podemos destacar os sistemas Reciproc (VDW, Munique, Alemanha) e WaveOne (Dentsply Tulsa Dental Specialties, Tulsa, OK, EUA). De acordo com os fabricantes, o movimento reciprocante reduz a tensão de rotação sobre o instrumento, devido à inversão periódica do ângulo de rotação. Os instrumentos WaveOne giram 170 no sentido anti-horário, seguido de uma rotação de 50 no sentido horário, enquanto que os instrumentos Reciproc, 150º no sentido anti-horário, seguido de uma rotação de 30º no sentido horário. Em um estudo, KIM et al. (2012) avaliaram a resistência à fratura por fadiga e a resistência à fratura por torção, em três marcas de instrumentos: Reciproc, WaveOne e ProTaper (Dentsply Tulsa Dental Specialties, Tulsa, OK, EUA). De acordo com a metodologia desse estudo, os resultados revelaram que o instrumento Reciproc apresentou maior resistência à fratura por fadiga entre os grupos, enquanto que o WaveOne, demonstrou significantemente maior resistência em relação ao ProTaper. Quanto à resistência à fratura por torção, o WaveOne foi significantemente superior, seguido pelo Reciproc e ProTaper. GAVINI et al. (2012) realizaram uma pesquisa avaliando a resistência a fadiga de trinta e seis instrumentos Reciproc R25, divididos em dois grupos. Um grupo utilizou movimento rotatório e o outro, movimento reciprocante, e todos sob ensaio dinâmico. Os resultados mostraram que o movimento 7

reciprocante, aumenta a resistência à fadiga no instrumento Reciproc R25, quando em comparação com o movimento de rotação contínua. LOPES et al. (2013), demonstraram que os instrumentos Reciproc apresentam maior vida em fadiga, quando comparados aos instrumentos Mtwo (VDW, Munique, Alemanha). Esses resultados confirmam que o aumento da flexibilidade e o movimento reciprocante dinâmico, influenciam no aumento da resistência à fadiga, de instrumento de NiTi mecanizado, durante a instrumentação de canal radicular curvo. Recentemente, PLOTINO et al. (2014) empregaram diferentes ângulos no movimento reciprocante aos instrumentos Reciproc e WaveOne, objetivando avaliar a eficiência de corte desses instrumentos. Os resultados revelaram maior eficiência de corte para o Reciproc, em todos os ângulos utilizados. 8

3. JUSTIFICATIVA A avaliação da vida em fadiga de instrumentos endodônticos acionados em diferentes ângulos de rotação no movimento reciprocante, quando submetidos a ensaios mecânicos dinâmicos e estáticos, ainda não está bem documentada pela literatura, devido ao pouco tempo disponível no mercado. 9

4. HIPÓTESE A redução do ângulo de rotação de um instrumento endodôntico de NiTi mecanizado no movimento reciprocante, durante ensaios mecânicos estático e dinâmico em flexão rotativa, aumenta sua resistência à fratura por fadiga. 10

5. OBJETIVOS Objetivo geral: Avaliar e analisar a influência da amplitude do ângulo de rotação empregado no movimento de alargamento reciprocante, na resistência à fratura por fadiga, do instrumento Reciproc R25. Objetivos específicos: Avaliar e analisar a resistência à fratura por fadiga do instrumento Reciproc R25, em ensaios estático e dinâmico, em diferentes ângulos reciprocantes. Analisar por meio do microscópio eletrônico de varredura, as características das superfícies de fratura e a configuração das hastes de corte helicoidais dos instrumentos fraturados. 11

6. MATERIAIS E MÉTODOS Nesse estudo foram selecionados aleatoriamente, quarenta instrumentos Reciproc R25 (VDW, Munique, Alemanha). Todos os instrumentos tinham diâmetros nominais de 0,25 mm em D0 e comprimento de 25 mm. A conicidade é variável, sendo de 0,08 mm nos três milímetros a partir da ponta. Desses, dez foram utilizados em cada ensaio (Figura 1). Figura 1 - Instrumento Reciproc R25 (FONTE: www.vdw-dental.com). 6.1. Teste de Flexão Rotativa Determina o comportamento de materiais quando submetidos a cargas flutuantes. Uma carga alternada é aplicada a um corpo de prova (instrumento endodôntico) e o número de ciclos necessários para produzir o colapso (período de fadiga) é registrado. Para o ensaio de flexão rotativa foi utilizado um canal artificial de tubo de aço inoxidável (Figura 2), medindo 1,4 mm de diâmetro interno e 19 mm de comprimento total. O comprimento do arco foi de 9 mm de comprimento e 6 mm de raio (medido na superfície interna côncava do tubo). O arco está situado entre dois segmentos retos, medindo o superior 7 e o inferior 3 mm de comprimento (Figura 3). A fim de reduzir a fricção do instrumento minimizando 12

a liberação de calor durante os ensaios, o canal foi preenchido com glicerina, tanto na condição estática, como na dinâmica. Figura 2 - Tubo de aço inoxidável com o canal artificial (FONTE: LOPES et al., 2010a). Figura 3 Desenho esquemático do canal empregado no ensaio de fadiga. (FONTE: LOPES et al., 2010a). 13

6.1.1. Ensaio de Flexão Rotativa Estático No ensaio de flexão rotativa estático foi utilizado um aparato mecânico específico, previamente desenvolvido e descrito por LOPES et al. (2010a). Depois de fixado em uma peça de mão W&H Dentalwerk (Bürmoos GMBH, Áustria) com redução de 16:1, os instrumentos foram operados na velocidade de 300 rpm, por meio de um motor elétrico I-Endo Dual (SALETEC, ACTEON Group, Merignac, França) (Figura 4), o qual possui rotação de 360º e controle de torque. Os ângulos reciprocantes utilizados foram: 150º anti-horário com retorno horário de 30º e 75º anti-horário com retorno de 15º horário. Os instrumentos foram ensaiados em um comprimento fixo ou seja, sem oscilação axial (ensaio mecânico de flexão rotativa estático). Figura 4 - Motor elétrico I-Endo Dual (Fonte: www.acteongroup-products.com). 6.1.2. Ensaio de Flexão Rotativa Dinâmico Os instrumentos foram submetidos ao mesmo protocolo descrito no ensaio estático, porém neste, um aparato mecânico (Figura 5) promoveu um 14

movimento axial (vai e vem) com 3 mm de amplitude, oscilando a cada dois segundos. Em ambos os testes, o tempo de fratura foi controlado por um mesmo avaliador, com auxílio de um relógio digital (Technos, Manaus, Brasil). O tempo no momento da fratura foi determinado de forma visual e/ou audível. Os dados obtidos nos ensaios de flexão rotativa foram estatisticamente analisados pelo teste t de Student, com nível de significância de 5% (p<0,05). Figura 5 - Dispositivo para fixação do canal simulado e motor (FONTE: LOPES et al., 2010a.) Pediram para trocar de foto 6.2. Análise por MEV Após a fratura, os segmentos maiores dos instrumentos foram acondicionados em frascos de Becker contendo acetona e submetidos à limpeza em unidade ultrassônica (THORTON MOD T14C/Timer P 110 v 60 Hz, Belo Horizonte, Minas Gerais). Após a secagem, os instrumentos foram 15

observados através do microscópio eletrônico de varredura Quanta FEG 250 (FEI, Europe NanoPort, Eindhoven, Holanda) (Figura 6), do laboratório do Instituto Militar de Engenharia (IME). As superfícies fraturadas e os fios de corte dispostos na forma helicoidal dos instrumentos fraturados foram analisados, objetivando identificar o tipo de fratura e a possível presença de deformação plástica no eixo helicoidal. Figura 6 Microscópio eletrônico de varredura Quanta FEG 250 16

7. RESULTADOS 7.1. Ensaios de Flexão Rotativa As médias e desvios-padrão dos tempos de fratura nos ensaios em flexão rotativa realizados são mostrados na Tabela 1. Independentemente do ensaio estático ou dinâmico, a vida em fadigado instrumento Reciproc R25 foi significativamente maior nos ensaios com ângulos de rotação menores. O movimento reciprocante submetido a menores ângulos comprovou que o tempo de vida em fadiga do instrumento até a fratura foi significantemente maior se comparados aos ângulos propostos pelo fabricante. ENSAIO MECÂNICO ÂNGULO RECIPROCANTE 150º anti-horário - 30º horário 75º anti-horário - 15º horário Dinâmico Estático 469 (58) 617 (68) 374 (46,50) 462 (42,12) Tabela 1. Tempo médio de fratura (segundos) e desvio padrão dos instrumentos submetidos aos ensaios estático e dinâmico com diferentes ângulos reciprocantes 7.2. Análise do MEV Três instrumentos Reciproc R25 foram selecionados para análise no MEV. Observou-se uma ponta cônica circular de vértice truncado, apresentando curva de transição na passagem da base da ponta, para a aresta de corte (Fig. 7). A seção reta transversal na forma de S invertido, apresentou duas arestas cortantes em forma de filete e dois canais helicoidais com perfil 17

sinuoso e fio de corte voltado à esquerda (Figura 8). Os fios de corte estavam distantes 180º. MEV 20kv x 150 Figura 7- Ponta e início da haste de corte do instrumento Reciproc. MEV 20kv x 150 Figura 8- Seção reta transversal do instrumento Reciproc na forma de S com fio de corte voltado à esquerda. Após os ensaios de flexão rotativa, três instrumentos de cada grupo foram selecionados para análise no MEV. Nenhuma deformação plástica foi observada no eixo helicoidal das hélices dos instrumentos, junto à superfície de 18

fratura (Figura 9). A superfície fraturada revelou características morfológicas do tipo dúctil (Figura 10). Figura 9 - Instrumento fraturado sem deformação plástica nas hélices (100x). Figura 10 - Superfície de fratura mostrando características morfológicas do tipo dúctil (500x). 19

8. DISCUSSÃO Este estudo comparou e avaliou a influência do ângulo reciprocante sobre a vida em fadiga dos instrumentos endodônticos Reciproc R25, submetidos a ensaios de flexão rotativa estáticos e dinâmicos. Os ensaios estáticos e dinâmicos foram conduzidos num único canal metálico, a fim de garantir a padronização das dimensões do canal (LOPES et al., 2010a). O uso de canais artificiais padronizados em ensaios de fadiga minimiza a influência de outras variáveis (YAO et al., 2006). No presente estudo, um tubo metálico foi utilizado objetivando padronizar a totalidade do comprimento do canal, o comprimento do raio de curvatura, e o comprimento do arco. No entanto, deve-se ter em mente que os comprimentos reais do arco e o raio do canal cilíndrico curvo, não são os mesmos que os do instrumento posicionado no interior do tubo (PLOTINO et al., 2009). Estas discrepâncias ocorrem devido à flexibilidade do instrumento e a relação entre o diâmetro do instrumento e o diâmetro interior do canal, podendo contribuir para variações na vida em fadiga de instrumentos endodônticos, testados em canais cilíndricos. No ensaio de flexão rotativa, os dois parâmetros estudados são a natureza do ensaio (estático ou dinâmico) e o valor do ângulo do movimento alternado (reciprocante). Em relação à natureza do ensaio, os nossos resultados revelaram que o tempo para ocorrer a fratura de instrumentos endodônticos acionados em canais curvos, foi significativamente superior no 20

ensaio dinâmico, em comparação ao ensaio estático. Esta observação está de acordo com outros estudos (LI et al., 2002; LOPES et al., 2010a). No ensaio estático, o instrumento não se move axialmente. Portanto, as tensões alternadas de compressão e tração, ficam concentradas em uma pequena área do instrumento, induzindo alterações microestruturais da liga metálica. Inversamente, no modelo dinâmico, o instrumento se move axialmente ao longo da curvatura, o que permite que as tensões sejam distribuídas ao longo do eixo do instrumento. Ao impedir a concentração de tensões na mesma área, a vida em fadiga do instrumento é prorrogada. Em relação ao valor do ângulo reciprocante, independentemente da natureza do ensaio (estático ou dinâmico), a vida em fadiga foi significativamente maior, quando os instrumentos foram impulsionados pelo movimento de rotação alternada (reciprocante), com ângulos menores (75 para a esquerda e 15 no sentido horário). Estes resultados estão de acordo com outros estudos (GAMBARINI et al., 2012b; GAVINI et al., 2012; KIM et al., 2012; PLOTINO et al., 2012; SHIN et al., 2014). Quando operado dentro de um canal curvo, o instrumento rotatório experimenta tensões alternadas de tração e compressão, que podem levar à sua ruptura. Um instrumento em movimento reciprocante, também é submetido a estas tensões alternadas, embora em valores mais baixos, devido à menor distância angular, percorrida pelo instrumento em cada ciclo (75 para a esquerda e 15 no sentido horário). Consequentemente, o instrumento utilizado no movimento reciprocante pode ser empregado na instrumentação de canais radiculares curvos por períodos mais longos, antes de ocorrer a fratura (LI et al., 2002; WAN et al., 2011). Isto 21

pode ser explicado pelo fato de que, quando o instrumento é acionado por movimentos com ângulos menores em cada ciclo realizado, as tensões trativas e compressivas são distribuídas em torno (ao redor) de diferentes pontos circundantes da haste helicoidal do instrumento endodôntico. De modo semelhante a estudos anteriores (PLOTINO et al., 2012; GAMBARINI et al., 2012a), a vida em fadiga foi avaliada pelo tempo e não pelo número de ciclos até a fratura (NCF), tal como utilizado por outros trabalhos (KIM et al., 2012; GAVINI et al., 2012). O tempo até a fratura representa informação de maior relevância clínica, porque é muito mais fácil para o operador controlar o tempo, do que o valor do número de ciclos do instrumento (WAN et al., 2011). A avaliação do NCF durante o movimento alternado não pode ser obtida por meio da multiplicação da velocidade de rotação, pelo tempo decorrido até a fratura por fadiga. Em vez disso, para determinar o NCF nesta situação, é necessário conhecer a amplitude (ângulo) do movimento de oscilação em cada ciclo, assim como, a frequência de oscilação dentro de uma unidade de tempo constante, que normalmente não são parâmetros fornecidos pelos fabricantes. Isso explica porque no presente estudo não optamos por considerar o NCF, na avaliação da resistência à fratura por fadiga. A análise por MEV revelou características morfológicas de fratura tipo dúctil e ausência de deformação plástica na haste helicoidal dos instrumentos ensaiados. Isto está em consonância com estudos anteriores (GAMBARINI et al., 2012a; LOPES et al., 2007). A morfologia da fratura não foi afetada pelos parâmetros sob investigação. 22

9. CONCLUSÃO Dentro dos parâmetros avaliados deste estudo, concluiu-se que: A redução do ângulo do movimento alternado (reciprocante) aumenta o tempo na fratura por fadiga do instrumento Reciproc R25. O tempo para a fratura dos instrumentos Reciproc R25 submetidos a ensaios de rotação em flexão rotativa foi maior no ensaio dinâmico, em comparação com o modelo estático. Pela análise através do MEV, as superfícies de fratura apresentaram características tipo dúctil e ausência de deformação plástica na configuração das hastes de corte helicoidais dos instrumentos fraturados. 23

10. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Bardsley S, Peters CI, Peters OA (2011). The effect of three rotational speed settings on torque and apical force with vortex rotary instruments in vitro. J Endod 37: 860-864. Bürklein S, Hinschitza R, Dammaschke T, Schäfer E (2012). Shaping ability and cleaning effectiveness of two single-file systems in severely curved root canals of extracted teeth: Reciproc and WaveOne versus Mtwo and ProTaper. Int Endod J 45: 449-461. Cheung GS, Liu CS (2009). A retrospective study of endodontic treatment outcome between nickel-titanium rotary and stainless steel hand filing techniques. J Endod 35: 938-943. De Deus G, Moreira JL, Lopes HP, Elias NC (2010). Extended cyclic fatigue life of F2 ProTaper instruments used in reciprocating movement. Int Endod J 43: 1063 1068. Gambarini G, Gergi R, Naaman A, Osta N, Al Sudani D (2012a). Cyclic fatigue analysis of twisted file rotary NiTi instruments used in reciprocating motion. Int Endod J 45: 802 806. Gambarini G, Rubini AG, Al Sudani D, Gergi R, Culla A, De Angelis F, Di Carlo S, Pompa G, Osta N, Testarelli L (2012b). Influence of different angles of reciprocation on the cyclic fatigue of nickel-titanium endodontic instruments. J Endod 38: 1408-1411. 24

Gavini G, Caldeira CL, Akisue E, Candeiro GT, Kawakami DA (2012). Resistance to flexural fatigue of Reciproc R25 files under continuous rotation and reciprocating movement. J Endod 38: 684-687. Glossen CR, Haller RH, Dove SB, del Rio CE (1995). A comparison of root canal preparations using Ni-Ti hand, NiTi engine-driven, and K-Flex endodontic instruments. J Endod 21: 146-151. Kim HC, Kwak SW, Cheung GSP, Ko DH, Chung SM, Lee WC (2012). Cyclic fatigue and torsional resistance of two new nickel-titanium instruments used in reciprocation motion: Reciproc versus WaveOne. J Endod 38: 541-544. Li UM, Lee BS, Shih CT, Lan WH, Lin CP (2002). Cyclic fatigue of endodontic nickel-titanium rotary instruments: static and dynamic tests. J Endod 28: 448-451. Lopes HP, Moreira EJ, Elias CN, de Almeida RA, Neves MS (2007). Cyclic fatigue of ProTaper instruments. J Endod 33: 55-57. Lopes HP, Britto IMO, Elias CN, Oliveira JCM, Neves MAS, Moreira EJL, Siqueira JF Jr (2010a). Cyclic fatigue resistance of ProTaper Universal instruments when subjected to static and dynamic tests. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 10: 401-404. Lopes HP, Elias CN, Siqueira JF Jr, Batista MMD (2010b). Fratura dos instrumentos endodônticos: fundamentos teóricos e práticos. In: Lopes HP & Siqueira JF Jr. Endodontia: Biologia e Técnica. 3ªed. Rio de Janeiro, RJ: Guanabara Koogan, 481-505. 25

Lopes HP, Elias CN, Vieira VTL, Moreira EJL, Marques RVL, Oliveira JCM, Debelian G, Siqueira JF Jr (2010c). Effects of electropolishing surface treatment on the cyclic fatigue resistance of BioRace nickel-titanium rotary instruments. J Endod 36: 1653-1657. Lopes HP, Elias CN, Vieira MVB, Siqueira JF Jr, Mangelli M, Lopes WSP, Vieira VTL, Alves FRF, Oliveira JCM, Soares TG (2013). Fatigue life of Reciproc and Mtwo instruments subjected to static and dynamic tests. J Endod 39: 693-696. Park H (2001). A comparison of Greater Taper files, ProFiles, and stainlesssteel files to shape curved root canals. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 91: 715-718. Peters OA (2004). Current challenges and concepts in the preparation of root canal systems: a review. J Endod 30: 559-567. Plotino G, Grande NM, Cordaro M, Testarelli L, Gambarini G (2009). A review of cyclic fatigue testing of nickel-titanium rotary instruments. J Endod 35: 1469-1476. Plotino G, Rubini AG, Grande NM, Testarelli L, Gambarini G (2012). Cyclic fatigue of Reciproc and WaveOne reciprocating instruments. Int Endod J 45: 614-618. Plotino G, Giansiracusa RA, Grande NM, Testarelli L, Gambarini G (2014). Cutting efficiency of Reciproc and WaveOne reciprocating instruments. J Endod 40: 1228-1230. 26

Pruett JP, Clement DJ, Carnes DL (1997). Cyclic fatigue testing of nickeltitanium endodontic instruments. J Endod 23: 77-85. Sattapan B, Nervo GJ, Palamara JE, Messer HH (2000). Defects in rotary nickel-titanium instruments files after clinical use. J Endod 26: 161-165. Schäfer E, Vlassis M (2004). Comparative investigation of two rotary nickeltitanium instruments: ProTaper versus RaCe. Part 1. Shaping ability in simulated curved canals. Int Endod J 37: 229-238. Shen Y, Qian W, Abtin H, Gao Y, Haapasalo M (2011). Fatigue testing of controlled memory wire Nickel-Titanium rotary instruments. J Endod 37: 997-1001. Varela-Patinõ P, Biedma BM, Liébana CR, Cantatore G, Bahillo JG (2005). The influence of a manual glide path on the separation rate of NiTi rotary instruments. J Endod 31: 114-116. Walia HM, Brantley WA, Gerstein H (1988). An initial investigation of bending and torsional properties of nitinol root canal files. J Endod 14: 346-351. Wan J, Rasimick BJ, Musikant BL, Deutsch AS (2011). A comparison of cyclic fatigue resistance in reciprocating and rotary nickel-titanium instruments. Austr Endod J 37: 122-127. Yao JH, Schwartz SA, Beeson TJ (2006). Cyclic fatigue of three types of rotary Nickel-Titanium files in a dynamic model. J Endod 32: 55-57. 27

You SY, Bae KS, Baek SH, Kum KY, Shon WJ, Lee W (2010). Lifespan of one Nickel-Titanium rotary file with reciprocating motion in curved root canals. J Endod 36: 1991 1994. 28

ANEXOS 29