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Quanto contenuto in questa sezione è attinto da testi e da letteratura internazionale, e non rappresenta necessariamente la mia opinione.

 

 



 

 

Manipoli ultrasonici e sonici

 

- Manipoli ultrasonici

- Conclusioni sugli Ultrasuoni
- Manipoli sonici

- Confronto fra dispositivi Ultrasonici e sonici ed altri dispositivi e tecniche di preparazione del

  canale

- Conclusione comparativa sui dispositivi automatizzati

REFERENCES

 


 

 

 

 

 

 

Manipoli ultrasonici e sonici
 

 

Manipoli ultrasonici

 

Gli ultrasuoni sono creati da un generatore di corrente alternata ad alta frequenza (a 25000, 45000, 350000 hertz, ad esempio) che viene inviata a trasduttori. I trasduttori, di solito un quarzo o un disco di materiale ceramico, trasformano (effetto piezoelettrico) l'energia elettrica in onde alternate meccaniche sinusoidali pulsanti amplificate di tipo vibrazionale, appunto gli ultrasuoni. Gli ultrasuoni sono onde acustiche che vibrano tra i 18.000 hertz sino a 10 milioni di hertz circa, quindi al di sopra delle frequenze udibili dall'orecchio umano.
Gli ultrasuoni si diffondono sotto forma di onde di compressione o decompressione, con movimento (parallelo alla direzione delle onde di propagazione) di va e vieni delle particelle del mezzo di trasmissione.  L’interazione degli ultrasuoni con il mezzo circostante produce effetti meccanici, termici, chimici e di cavitazione.
L'effetto detergente degli ultrasuoni dipende da fenomeni di cavitazione e di vibrazione meccanico molecolare.
La cavitazione ultrasonica è una compressione ed espansione fisica, conosciuta da molti anni in idraulica, dovuta al fatto che gli ultrasuoni emessi dai trasduttori comprimono e poi espandono i fluidi. Le molecole di un liquido sottoposto all'azione degli ultrasuoni cambiano dimensione, e si creano crea bolle di pressione positiva e negativa che
 diventano instabili, collassano, e causano una "implosione" simile ad un vuoto da decompressione. Eeplodendo e implodendo rilasciano una "energia di impatto" che esercita azione detergente per pressioni localizzate esplodenti che arrivano a 1300 Bar.
La vibrazione e la pulitura meccanico molecolare è invece un effetto specifico, associabile ai fenomeni delle onde e delle variazioni di quiete degli elettroni, degli atomi, dei neutrini e di tutte le particelle elementari della materia. Il fenomeno della vibrazione meccanico-molecolare è intimamente correlato alla vibrazione (piezoelettrica o magnetostrittiva) dei trasduttori, ed è controllabile nello stato degli elettroni che compongono il liquido e che sono eccitati a muoversi molto velocemente ad alte frequenze, generando grandi energie localizzate in ogni punto del liquido sottoposto all'azione degli ultrasuoni.
 

 

 

                              

Cavitazione

 

Di conseguenza l'azione di uno inserto ultrasonico in parte dipende da un'azione meccanica diretta, in parte dall'attivazione di fenomeni che si verificano in un liquido in cui si può trovare immerso. I fabbricanti tendono oggi a produrre unità molti-funzionali, per uso parodontale, endodontico, conservativo, protesico, chirurgico, e mettono a disposizione inserti specificamente destinati all'uso. In Endodonzia si usano inserti progettati per rimuovere dal sistema canalare calcificazioni e frammenti di strumenti, per migliorare la preparazione ortograda del canale, per preparare la regione apicale del canale nella chirurgia endodontica.

Quanto segue si riferisce all'impiego degli ultrasuoni per la preparazione ortograda del canale radicolare.

Gli strumenti utilizzati su manipoli ultrasonici vanno da quelli tipo K standard, a quelli che assomigliano a tiranervi. L’Endodonzia ultrasonica è quindi basata sul suono (ad una frequenza di 20-25 kHz) come fonte di energia, capace di attivare una lima endodontica, a sua volta capace di conseguente attivazione tridimensionale nel mezzo circostante (Johnson & Zelikow 1987).

 

                              

 

Tutti i dispositivi ultrasonici, mentre vengono effettuate detersione e sagomatura mediante una lima vibrante, immettono un liquido irrigante/refrigerante, solitamente ipoclorito di sodio, nello spazio canalare. L'azione principale di detersione degli ultrasuoni inizialmente è stato pensato dipendesse dalla cavitazione (Johnson & Zelikow 1987). I manipoli ultrasonici usano lime K come strumento canalare. Prima che una lima N° 15 possa funzionare completamente, tuttavia, il canale deve essere allargato con strumenti manuali almeno fino al N° 20. Richman (1957) deve essere considerato il primo ad aver usato gli ultrasuoni in Endodonzia. Martin e Cunningham invece furono i primi a sviluppare un dispositivo, a verificarlo e a vederlo introdotto sul mercato nel 1976 (Cunningham & Martin 1975, Martin 1976, Martin et al. 1980, Martin & Cunningham 1982, Cunningham et al. 1982, Cunningham & Martin 1982, Martin 1990). Infine denominato Cavitron Endodontic System (Dentsply/Caulk; York, Pa., USA), il dispositivo è stato seguito sul mercato dall'unità Enac (Osada Electric Co., Los Angeles, Calif., USA) e dal Piezon Master 400 (Electro Medical Systems, SA, Switzerland), così come via via da altri dispositivi prodotti da concorrenti.

 

La Dentsply mette attualmente ancora a disposizione la Cavitron Technology in Endodonzia. Gli inserti PEC consentono l’impiego dall’unità Cavitron con i diversi strumenti Cavi-endo, che vengono usati per la detersione canalare e nei ritrattamenti, per la rimozione di strumenti fratturati, perni, materiale da otturazione. Inoltre la Dentsply fornisce inserti da utilizzare su unità che impiegano la Piezo Technology (Satelec and EMS): ProUltra Endodontics Tips (per Endodonzia non chirurgica) e ProUltra Surgical Tips (per Endodonzia chirurgica).

L'Osada Electric Co. ha al momento presente in catalogo l'unità ENAC OE505, con una varietà di inserti per l’Endodonzia ortograda e chirurgica.
L'EMS produce al momento una gamma di unità ultrasoniche con inserti per rimuovere frammenti di strumenti, calcificazioni e perni, per detergere il sistema canalaree  per la chirurgia endodontica.


In letteratura gli studi sul funzionamento dalle unità ultrasoniche riportano risultati molto variabili, da notevoli (Cunningham & Martin 1975, Martin 1976, Martin et al. 1980,  Cunningham et al. 1982, Cunningham & Martin 1982,
Martin & Cunningham 1982, Krell & Neo 1985, Scott & Walton 1986, Yamaguchi et al. 1988, Cameron 1988, Haidet et al. 1989, Briggs et al. 1989) a deludenti (Pedicord et al. 1986, Chenail & Teplitsky 1988, Baker et al. 1988, Walsh et al. 1990).
La sperimentazione sugli strumenti ultrasonici fu effettuata intensivamente soprattutto al Guy’s Hospital di Londra. Furono studiati attentamente i meccanismi coinvolti, e questo gruppo di ricercatori mise in discussione il ruolo che implosione e cavitazione rivestono nel processo (Ahmad et al. 1987, 1988). Essi ritenevano che un fenomeno fisico differente, di "flusso continuo acustico", fosse responsabile della detersione. Conclusero che "con l'unità Cavi-Endo la cavitazione transitoria non svolge un ruolo nella pulizia del canale"; e che, tuttavia, il flusso continuo acustico sembrava essere il meccanismo principale coinvolto (Ahmad et al. 1987). Precisarono che il flusso continuo acustico dipendeva dalla ampiezza libera di oscillazione del file all’interno del canale, e che il file vibrante era impedito nella sua azione dalle pareti del canale che lo limitavano. Il gruppo del Guy’s Hospital rilevò che le lime più piccole generavano il flusso continuo acustico più grande, e quindi i canali più puliti. Dopo che i canali erano stati completamente preparati, con qualsiasi tecnica, suggerivano di ritornare all'inerno di esse con un file N° 15 completamente libero di oscillare con flusso abbondante di ipoclorito di sodio all’1% (Ahmad et al. 1987). In un altro studio, il gruppo del Guy’s Hospital concluse che i canali radicolari dovevano essere allargati almeno alla misura di una file N° 40 ISO, per ottenere spazio sufficiente a consentire la libera vibrazione, a piena ampiezza, di una lima ultrasonica N° 15 (Ahmad et al. 1988).
Altri, compreso Martin, lo sviluppatore, suggerirono che fosse invece usata solamente una lima N° 15 (Martin et al. 1980, Chenail & Teplitsky 1988).
 

L'efficacia della tecnica ultrasonica nella detersione finale di canali preparati con tecnica step-back è stata dimostrata da un gruppo della Ohio State/US Navy; c’era una differenza enorme nella detersione ottenuta in canali irrigati soltanto mediante un ago durante la preparazione, e invece in canali preparati in modo tradizionale e successivamente sottopostiper 3 minuti a strumentazione ultrasonica utilizzando una lima N° 15 con irrigazione di ipoclorito di sodio al 5.25% (Archer et al. 1992).
Un altro gruppo britannico giunse a conclusioni simili studiando il modello oscillatorio dei files endosonici (Walmsley & Williams 1989); questi ricercatori riportarono che l'ampiezza di spostamento più grande si verificava alla punta, se non costretta, e che l’impedimento maggiore si aveva quando lo strumento arrivava a lavorare nel terzo apicale di un canale curvo. Questo è lo stesso effetto inibente notato dal gruppo del Guy’s Hospital, che impediva alla punta di muoversi liberamente e quindi di tagliare e di determinare il flusso continuo acustico responsabile della detersione (Ahmad et al. 1987).
Krell et al. (1988) all'Università dello Iowa osservarono lo stesso fenomeno, che l’irrigante non poteva avanzare verso l’apice se non quando alla lima era consentita vibrazione libera. I ricercatori britannici inoltre segnalarono i risultati migliori in canali curvi impiegando lime K precurvate (Lumley & Walmsley 1992).
Al Guy’s Hospital fu indagato un altro fenomeno interessante della preparazione ultrasonica del canale, con risultati in contrasto con altri studi precedenti (Cunningham & Martin 1982): gli ultrasuoni, se impiegati usando acqua come irrigante, aumentavano la conta dei batteri vivi in canali radicolari simulati (Ahmad et al. 1990); questo risultato fu ritenuto conseguenza dalla mancanza di cavitazione, e degli effetti di diffusione batterica determinata dal flusso continuo acustico; dopo sostituzione dell’acqua con ipoclorito del sodio (2.5%), tuttavia, tutti i batteri risultavano uccisi, risultato che ancora una volta dimostrava l'importanza di usare una soluzione irrigante con proprietà battericida.
Ahmad & Pitt Ford (1989) compararono fra loro due unità ultrasoniche”, Cavi-Endo e Enac; essi valutarono la sagomatura del canale e la formazione di "gomiti"; non osservarono "differenza significativa… nell'entità dell’allargamento apicale"; trovarono, tuttavia, che l'unità Enac dimostrava una tendenza più marcata a produrre "gomiti", così come deviazione apicale e variazioni di ampiezza della preparazione. Ahmad (1990) del gruppo del Guy’s Hospital, suggerì: "i fabbricanti di unità ultrasoniche prendano in considerazione l’idea di disegni differenti dei files"; egli stimò i K-Flex più efficienti dei normali K files.

 

 

Conclusioni sugli Ultrasuoni


Si può trarre la conclusione che gli ultrasuoni hanno aggiunto qualcosa alla pratica della terapia canalare. Non esiste dubbio sul fatto che che i canali risultino meglio detersi se viene usata oscillazione ultrasonica con ipoclorito del sodio dopo la conclusione della preparazione. Ma le lime devono essere piccole e libere nel canale, specialmente in canali curvi, perchè la detersione ultrasonica sia ottimale.
 

 

 

 

 

Manipoli sonici

 

 

SONIC AIR MM 1500 - Chart: click on the image below            MECASONIC MM 1400 - Chart: click on the image below
 

   

 

 

 

Uno dei più conosciuti manipoli sonici endodontici è il Micro Mega 1500 (or 1400) Sonic Air Endo System (Medidenta/Micro Mega). Come una turbina, si connette alla normale linea dell’aria, ad una pressione di 0.4 MPa. La pressione dell’aria può essere variata con un anello regolabile sul manipolo, per dare una gamma oscillatoria di 1.500 - 3.000 cicli al secondo. Acqua corrente, come irrigante/refrigerante, è immessa dal manipolo nel canale.
Walmsley et al. (1989) studiarono il modello oscillatorio delle lime soniche. Osservarono che fuori dal canale, in aria, le lime soniche oscillavano con un grande movimento ellittico alla punta. Una volta caricate, come in un canale, tuttavia, il movimento oscillatorio si tramutava in un movimento longitudinale, "una forma particolarmente efficiente di vibrazione per la preparazione dei canali radicolari".
L’efficacia del manipolo sonico Micro Mega deriva dalla tipologia di strumenti canalari speciali utilizzati e dalla capacità di controllare la pressione dell’aria, e quindi il modello oscillatorio. Le tre tipologie di file che vengono usate con il Micro Mega 1500 sono il file RispiSonic, sviluppato dal Dott. Retano Spina in Italia, il file Shaper Sonic (Medidenta; Woodside, N.Y.) sviluppato dal Dott. J. M. Laurichesse in Francia, ed il file Trio Sonic (Medidenta; Woodside, N.Y.) (denominato in Europa anche Heliosonic e Triocut File).
Il Rispi Sonic assomiglia al vecchio file "a coda di topo". Lo ShaperSonic assomiglia ad un robusto tiranervi pungente. Il TrioSonic assomiglia ad una lima di Hedström a tripla elica. Tutti questi strumenti hanno punte non taglienti di sicurezza. Il RispiSonic ha 8 lame taglienti e lo Shaper Sonic ne ha 16. Le misure ISO vanno dal N° 15 al N° 40. Gli strumenti hanno diverse dimensioni dello stelo. Lo strumento deve essere sintonizzato con l'anello di regolazione dell'unità ad un'ampiezza ottimale di oscillazione della punta di 0.5 millimetri. Come nella preparazione ultrasonica, questi strumenti devono essere liberi di oscillare nel canale, di limare le pareti, e di rimuovere i detriti e i residui pulpari. Per introdurre lo strumento più piccolo, un N° 15, il canale deve essere allargato a lunghezza di lavoro con strumenti manuali fino al N° 20.
Gli strumenti sonici, con punte di sicurezza di 1.5-2.0 millimetri, cominciano la loro azione di raspatura lontano dall’area apicale. Questa è è conosciuta come "lunghezza sonica". Quando lo strumento risulta "comodo" nel canale, è utilizzato lo strumento di numero seguente, che allarga la preparazione. Gli strumenti sonici servono soprattutto per l’allargamento con progressione step-down, non per penetrare nel canale. Cohen & Burns (1984) hanno definito i tre obiettivi di sagomatura del canale radicolare: "(a) sviluppare una forma conica affusolata continua; (b) preparare un tratto apicale stretto con diametro trasversale più stretto al terminus (c) lasciare il forame apicale nella sua posizione originale". Due degli strumenti sonici sembrano in grado di fornire le prestazioni necessarie allo scopo.

 

Dummer et al. (1989) esaminarono i files Rispi Sonic, Shaper Sonic, e i Trio Sonic; in generale, le lime Shaper Sonic allargarono più efficacemente i canali rispetto alle lime Rispi Sonic, mentre le lime Heliosonic [Trio Sonic] furono "particolarmente inefficaci …"
Il gruppo di ricerca della Temple University (Bolanos et al. 1988) riportò essenzialmente gli stessi risultati; suggerirono che le lime Shaper Sonic fossero usate per prime e che il due terzi restanti del canale fossero rifiniti con le lime Rispi Sonic.
Ehrlich et al. (1989) compararono il trasporto apicale usando files Trio Rispi Sonic e files Trio Sonic, includendo nel confronto anche la strumentazione manuale con K files; non trovarono differenza nello zipping fra i tre strumenti. Anche il trasporto maggiore era di soltanto di 0.5 millimetri. Anche Tronstad & Niemczyk (1986) compararono Shaper e Rispi files ad altri strumenti; non segnalarono complicazioni (strumenti fratturati, perforazioni, ecc.) con nessuno degli strumenti Sonic. Miserendino et al. (1988) trovarono anche che "i sistemi a vibrazione sonica Micro Mega, usati con files Rispi Sonic e Shaper, erano sensibilmente più efficienti rispetto agli altri sistemi esaminati".


 

 

 

Confronto fra dispositivi Ultrasonici e sonici ed altri dispositivi e tecniche di preparazione del canale

 

 


Prima di fare un investimento nell’acquisto di un dispositivo endodontico automatizzato, si dovrebbero conoscere i valori comparativi dei differenti sistemi e dei loro strumenti. Purtroppo, il dispositivo e lo strumento ideale non sono stati ancora prodotti. Alcuni dispositivi sono migliori nell'efficienza di taglio, alcuni seguono meglio i canali curvi e stretti, alcuni producono canali lisci, alcuni sono preferibili nell'irrigazione e nella rimozione dello smear layer, ma apparentemente nessuno è migliore nella riduzione meccanica del contenuto batterico.
 

Come detto in precedenza, Miserendino et al. (1988) trovarono che il taglio variava considerevolmente; essi classificarono primo il file RispiSonic, seguito dallo ShaperSonic, dall’Enac "U" file (Osada Electric) e dal Cavi-Endo K file.
Lo studio comparativo di Tronstad & Niemczyk (1986) trovò il Canal Finder System essere il più efficiente in canali stretti e curvi; d'altra parte, i Rispi e Shaper files sul manipolo Micro Mega Sonic dimostrarono la migliore efficacia "in tutti i tipi di canale"; il Cavitron Endo System fu una delusione in quanto fu lento, ostruì e intaccò i canali, e fratturò tre lime in canali severamente curvi; infine, trovarono il Giromatic con Rispi files efficace in canali diritti e larghi, meno nei canali curvi in cui si fratturarono quattro Rispi files.
Bolanos et al. (1988) confrontarono il Giromatic con Rispi files, e il Micro Mega Sonic con Rispi and Shaper files; ottennero i migliori risultati con il RispiSonic in canali diritti, con lo ShaperSonic in canali curvi, ed entrambi i tipi di dispositivo si comportarono meglio rispetto al Giromatic/Rispi e/o alla strumentazione manuale con K-Flex files; gli Shaper files lasciavano il minor quantitativo di detriti, mentre il Giromatic/Rispi produceva "una grande quantità di detriti".
Kielt & Montgomery (1987) inoltre esaminarono il Micro Mega Sonic con TrioSonic files e le unità ultrasoniche Cavitron Endo ed Enac con K files; anche se altri (Ehrlich et al. 1989) trovarono in seguito i files Trio Sonic meno efficaci (rispetto ai Rispi e Shaper files), Kielt & Montgomery (1987) conclusero che "il Medidenta era superiore agli altri sistemi endosonici ed alla tecnica manuale (controllo)".
Zakariasen et al. (1992) alla Dalhousie University segnalarono ottimi risultati dopo combinazione di strumentazione manuale e di allargamento sonico usando il Micro Mega 1500.
Walker & del Rio (1989) esaminarono l'efficacia delle unità ultrasoniche Cavitron Endo ed Enac, e dell’unità Micro Mega Sonic, e non trovarono "differenza statisticamente significativa fra i gruppi, e tuttavia, il liquido estrudeva dal forame apicale nell’84% dei denti testati "; ipotizzarono che in conseguenza l'ipoclorito di sodio potesse migliorare la detersione del canale; non esaminarono Rispi o Shaper Sonic files.
All'università de Minnesota (Yahya et al. 1989) le unità ultrasoniche furono comparate di nuovo all'unità sonica; i ricercatori trovarono il Micro Mega Sonic essere il più veloce, con minor tempo di preparazione, e in grado si produrre "il minor raddrizzamento dei canali". D'altra parte, Reynolds et al. (1987), all'Università dello Iowa, trovarono la preparazione manuale con tecnica step-back superiore alla preparazione sonica ed ultrasonica, eccetto che nella importante zona apicale, dove erano similari. Il gruppo dello Iowa (Lumley et al. 1993) inoltre trovò che i files ultrasonici e sonici pulivano meglio i canali a sezione ovoidale. Lev et al. (1987) prepararono i canali più puliti usando la tecnica step-back seguita dall’uso per 3 minuti di un file ultrasonico Cavi-Endo con ipoclorito di sodio.
Questo metodo si è trasformato in una procedura ottimale e standard per molti endodontisti. Anche Stamos et al. (1987) confrontarono la pulizia dopo detersione ultrasonica con l'ipoclorito di sodio o acqua corrente; usando solamente acqua, il sistema Enac era più efficace, ma quando era usato ipoclorito del sodio, l'unità Cavi-Endo (che ha un serbatoio incorporato) era superiore; inoltre segnalarono che la preparazione ultrasonica era "significativamente più veloce" rispetto alla preparazione manuale.
Un gruppo di ricerca dell'Esercito degli Stati Uniti (Goldman et al. 1989) esaminò unità soniche e ultrasoniche ed concluse che erano tutte efficaci nella preparazione del canale, ma giudicarono il Micro Mega Sonic Air System, usato con Rispi e Shaper Sonic files, "il sistema migliore esaminato".
Pugh et al. (1989) confrontarono quattro tecniche valutando la quantità di residui estrusi dall'apice; la tecnica sonica estrudeva la minor quantità di detriti, e la strumentazione manuale la maggior quantità; la tecnica ultrasonica era a metà strada.

Il fatto che i residui scaricati nel tessuto apicale contengano o meno batteri è della massima importanza; per valutare l’effetto battericida, Barnett et al. (1985) usarono soluzione fisiologica sterile e ipoclorito di sodio come irriganti, e trovarono l’ipoclorito di sodio sodio essere quattro volte più efficace della soluzione fisiologica sterile.
Fairbourn et al. (1987) ebbero essenzialmente lo stesso risultato.


 

 

 

Conclusione comparativa sui dispositivi automatizzati

 


Si può dire dire con sicurezza che nessun dispositivo automatizzato sia in grado di produrre detersione e sagomatura ideali. La strumentazione manuale è essenziale per preparare e detergere il tratto apicale del canale, indipendentemente dal fatto che si abbia a disposizione un dispositivo sonico o ultrasonico. L'unità Micro Mega 1500, secondo quanto riportato, allarga il canale più velocemente quando sono usati Shaper o Rispi files, mentre il Canal Finder System, usando A-style files, risulta il migliore nella strumentazione dei canali curvi e stretti. Per concludere, le unità ultrasoniche Enac e Cavi-Endo, usando piccoli K files ed ipoclorito di sodio a metà-concentrazione per un tempo prolungato (3 minuti), sembrano asportare i detriti nel canale al meglio. Nessuna tecnica uccide i batteri, tuttavia, in assenza di ipoclorito del sodio. Ogni operatore deve valutare la sua pratica clinica, e decidere se un dispositivo, nessun dispositivo, o tutti i dispositivi rappresentano la scelta migliore per le sue necessità.
 

 

 

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* Dr. Mauro Venturi

 

 

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