Mecanismo de Ação dos Instrumentos Rotatórios em Níquel-Titânio
Introdução

Danilo M. Zanello Guerisoli
C.D., Especialista em Endodontia, Pós-graduando em Endodontia pela Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto - Universidade de São Paulo.
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Prof. Dr. Manoel D. Sousa Neto
Professor Titular de Endodontia da Faculdade de Odontologia da Universidade de Ribeirão Preto - UNAERP.
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Prof. Dr. Jesus Djalma Pécora
Professor Titular de Endodontia da Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto - Universidade de São Paulo.
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Índice

Introdução
Instrumentos manuais em aço
Instrumentos rotatórios em aço
Instrumentos mecânicos em aço
Instrumentos sônicos e ultra-sônicos
As ligas de níquel-titânio
Instrumentos manuais em nitinol
Instrumentos rotatórios em nitinol

Características dos instrumentos
Sistema Lightspeed
Sistema Quantec
Sistema ProFile

Padrão de desgaste

Técnicas de instrumentação
Sistema Lightspeed
Sistema Quantec
Sistema ProFile

Discussão

Conclusão

Resumo

Summary

Referências Bibliográficas

Introdução

O espírito inovador dos pesquisadores ainda não foi capaz de modificar o paradigma endodôntico, baseado na limpeza, desinfecção e obturação dos canais radiculares. O refinamento de técnicas, criação de novos instrumentos e aperfeiçoamento de materiais representam um inegável progresso, porém os preceitos básicos que regem a Endodontia continuam os mesmos há séculos.
A obturação hermética do sistema de canais radiculares por meio de materiais biologicamente toleráveis continua sendo a meta do tratamento endodôntico. A idéia de preencher os condutos radiculares com algum material inerte é anterior à invenção do primeiro instrumento intracanal (GROSSMAN, 1976), havendo relatos de tentativas de vedar os canais com chumbo e ouro em folhas no século XVIII (FAUCHARD, 1745).
Supõe-se que o índice de sucesso de tal procedimento era um tanto limitado, visto a dificuldade em compactar de forma satisfatória estes materiais em condutos estreitos como são os canais. Além disso, a remoção da polpa radicular não era prática comum, o que dificultava ainda mais o processo de cura.
Os dentistas e estudiosos da época perceberam que limpar, ampliar e dar forma cônica aos canais radiculares era condição sine qua non para a obturação satisfatória dos condutos e, conseqüentemente, do sucesso do tratamento. Na tentativa de promover esta limpeza, escultura e ampliação, Maynard criou a primeira lima endodôntica a partir de uma mola de relógio, em 1838. Este foi o passo inicial que deu origem à infinidade de diferentes instrumentos hoje disponíveis no mercado (GROSSMAN, 1976).
Na literatura consultada, observamos uma evolução do instrumental endodôntico e, para facilitar o seu entendimento, será feita uma retrospectiva abordando os principais tipos de instrumentos criados durante estes dois últimos séculos.

Instrumentos manuais em aço

Em 1889, Auguste Maillefer fundou a Fabrique D'Instruments Dentaires em Baillaigues, Suíça, produzindo extirpa-polpas em diversos tamanhos (SAQUY & PÉCORA, 1996).
Logo percebeu-se que tais instrumentos não eram eficientes na ampliação dos condutos radiculares, pois não possuíam ação de corte, servindo apenas para remover a polpa radicular em canais amplos à maneira como é feito atualmente.
COHEN & BURNS (1998) relatam que, em 1915, surgiu o primeiro instrumento manual realmente útil na remoção de dentina, a lima tipo K (Kerr Manufacturing Co.). Esta lima é confeccionada através da torção de um fio de aço de secção quadrada, de modo a produzir espiras. Sua cinemática é de introdução, ¼ de volta e tração. Seu desenho deve respeitar as especificações ANSI nº 28 ou ISO nº 3630/1.
A lima Hedströem é produzida através da microusinagem de um fio de aço de secção circular, de modo a criar sulcos e lâminas longitudinais que cortam de maneira eficiente a dentina. As especificações ANSI nº 58 ou ISO 3630/1 normatizam a manufatura desta lima, que deve ser usada em movimentos de vai-e-vem, sem executar qualquer tipo de rotação no interior do canal sob risco de fratura.
Outros tipos de limas e alargadores disponíveis no mercado, chamados híbridos, são variações de uma das duas limas supracitadas, não dispondo de um padrão específico porém respeitando as especificações das limas tipo K ou Hedströem.
Até o início da década de 60, não existia um padrão a ser seguido pelos fabricantes de instrumentos endodônticos. Em 1962, a Associação Americana de Endodontia aceitou as sugestões feitas por INGLE & LEVINE (1958) na tentativa de padronizar os instrumentos, criando uma nova escala de numeração para as limas vigente até hoje. Esta escala numerada representa o diâmetro da ponta ativa do instrumento, expresso em décimos de milímetros.
O aço carbono, matéria-prima das limas confeccionadas nesta época, foi substituído pelo aço inoxidável, de propriedades muito superiores. Atualmente não existem mais limas confeccionadas em aço carbono, muito suscetível à corrosão pelo hipoclorito de sódio.
O guia de penetração das limas endodônticas também foi motivo de discussão. Segundo WEINE et al. (1975), o efeito abrasivo da ponta ativa do instrumento tem um efeito importante no controle do preparo do canal radicular. Atualmente, o mais aceito é um guia passivo, ou seja, sem capacidade de corte evitando assim transportes ou perfurações. A rigidez inerente do aço inoxidável tende a promover um maior desgaste no lado anti-curvatura, levando ao insucesso do preparo.
Um dos maiores desafios da Endodontia continua sendo justamente a instrumentação de canais curvos com um mínimo de alteração do seu trajeto original. A grande maioria dos erros de procedimento que podem ocorrer durante o preparo de canais curvos tem uma origem comum, a rigidez das ligas de aço inoxidável (WALIA et al., 1988).
Na tentativa de diminuir a fadiga do operador e acelerar o preparo dos condutos radiculares, foram desenvolvidos instrumentos mecânicos, que utilizam brocas ou limas acopladas e funcionam por princípios de rotação, imitação dos movimentos manuais ou oscilação (sônica ou ultra-sônica).

Instrumentos rotatórios em aço

O uso de instrumentos rotatórios para uso intracanal é quase tão antigo quanto os instrumentos manuais, e OTOLLENGUI (1892) e CALLAHAN (1894) já relatavam o uso de brocas como auxiliares no preparo dos condutos radiculares. Entretanto, apesar de disponíveis há mais de um século, as brocas de Gates-Glidden permaneceram muito tempo sendo usadas somente no preparo de espaço intra-radicular para ancoragem de pinos protéticos (LASFARGUES et al., 1986).
GROSSMAN (1963) afirmava que os instrumentos rotatórios deveriam ser usados no interior dos canais radiculares somente em último caso. Na sua opinião, o risco de fratura da broca era muito maior que os benefícios trazidos por estes instrumentos, além da dificuldade em seguir o curso dos canais.
Com a evolução da metalurgia e modificações no desenho da broca, seu uso ficou bem mais seguro. O aço inoxidável empregado atualmente em tais brocas é do tipo ferrítico (teor de ferro acima de 80%), contribuindo para sua resistência (ESTRELA et al., 1993).
Em caso de fratura da broca de Gates-Glidden, esta se dará no início da haste, facilitando a remoção da broca do interior do canal radicular. Esta característica se deve ao menor diâmetro da haste nesta região (LOPES et al., 1994).
SCHILDER, em 1974, publicou um trabalho de grande impacto recomendando o uso de brocas de Gates-Glidden no preparo dos canais radiculares. Segundo este autor, o formato final do canal instrumentado deve apresentar, como característica principal, maior ampliação no terço cervical e um afunilamento contínuo e acentuado em direção apical. Este formato acentuadamente cônico preconizado por Schilder contrastava com a filosofia vigente até então, de um canal com discreta conicidade.
A idéia foi bem aceita, e vários autores passaram a adotar o emprego das brocas de Gates-Glidden no preparo do canal radicular, modificando as técnicas de instrumentação visando obter o máximo de eficiência possível. Técnicas desenvolvidas pelas equipes das Universidades de Ohio e Oregon (EUA) foram pioneiras no emprego sistemático desta broca (LEONARDO & LEAL, 1998).
Autores como LEEB (1983), CANZANI et al. (1984) e MORGAN & MONTGOMERY (1984) concluíram que, além de contribuir efetivamente para melhorar a qualidade final do preparo dos canais radiculares, os instrumentos rotatórios diminuem o tempo de trabalho e a fadiga do operador.
De acordo com ESTRELA & FIGUEIREDO (1999), as vantagens do uso de brocas de Gates-Glidden são: 1) a maior remoção da contaminação cervical, pela maior eliminação do conteúdo do canal; 2) menor formação de degrau, desvio apical e fratura do instrumento devido à diminuição da tensão do instrumento; 3) maior controle sobre a parte ativa da lima; 4) permitir maior penetração da cânula de irrigação, facilitando a movimentação da solução irrigante e permitindo seu refluxo.
Embora trabalhos afirmem que o risco de trepanações seja mínimo (MONTGOMERY, 1985), o uso de tais instrumentos depende do bom senso do cirurgião-dentista. Especial cuidado deve ser tomado em paredes dentinárias delgadas como do canal mésio-vestibular de molares inferiores (ESTRELA & FIGUEIREDO, 1999).

Instrumentos mecânicos em aço

Justamente tentando simplificar ainda mais a fase de instrumentação dos canais radiculares, foram desenvolvidos contra-ângulos que tentavam imitar os movimentos do cirurgião-dentista operando as limas. Vários aparelhos semelhantes foram desenvolvidos, com especial destaque para o Giromatic (Micro-Mega S.A., Suíça), Canal Finder (Societé Endo Technic, França), Dynatrak (Caulk Dentsply, EUA) e, mais recentemente, o M4 (Kerr Corp, EUA) (LEONARDO & LEAL, 1998).
Dentre estes aparelhos, o que mais recebeu atenção foi o Canal Finder, desenvolvido na França por G. Levy em 1984 (LEVY, 1985).
O contra-ângulo Canal Finder apresenta dois movimentos básicos. O movimento longitudinal, com amplitude variável de 0,3 a 1 mm, e o movimento de rotação. Ambos são determinados pela resistência encontrada pela lima no interior do canal radicular.
A opinião dos autores se divide quanto à eficácia e os benefícios deste sistema de instrumentação. LAVAGNOLI & GENNARI (1985), TRONSTAD & NIEMCZYK (1986), GOLDMAN et al. (1987) e WEINFELD (1991) comprovaram a eficiência e segurança proporcionadas pelo Sistema Canal Finder na instrumentação de canais radiculares, especialmente os atrésicos e/ou curvos. HÜLSMANN (1990, 1994) relata sucesso na remoção de instrumentos fraturados e cones de prata do interior de canais radiculares utilizando o Canal Finder.
Outros autores relatam que o sistema tende a provocar desvios em canais curvos (CAMPOS & del RIO, 1990; HÜLSMANN & STRYGA, 1993; ABOU-RASS & ELLIS, 1996). Segundo COHEN & BURNS (1998), estes aparelhos provaram ser pouco úteis na prática, nunca se tornando parte integrante do arsenal endodôntico.
Este fato pode ser explicado pela base teórica errônea por trás da filosofia destes instrumentos, a tentativa de imitar o movimento manual combinado com rotação. As limas de aço inoxidável são muito rígidas para serem usadas com movimentos rotatórios, provocando o desvio do canal.

Instrumentos sônicos e ultra-sônicos

O funcionamento destes instrumentos está baseado na transferência de um movimento oscilatório à lima que, vibrando em determinadas freqüências, promove o desgaste da dentina no interior do canal radicular.
A principal diferença entre os sistemas sônico e ultra-sônico está na freqüência do movimento oscilatório. O primeiro sistema trabalha na faixa do som audível (20 a 20.000 Hz), enquanto o segundo opera acima desta faixa. Historicamente, o sistema ultra-sônico surgiu antes dos sistemas sônicos.
As pesquisas pioneiras sobre a aplicação do ultra-som na odontologia se iniciaram por volta de 1950. Em 1957, foi introduzida a primeira unidade ultra-sônica profilática periodontal (De DEUS, 1992). RICHMAN (1957) publicou o primeiro trabalho relatando a possibilidade do uso desta unidade como auxiliar na instrumentação e limpeza do sistema de canais radiculares.
Durante os primeiros anos, a utilização do ultra-som na endodontia foi negligenciada, devido à problemas inerentes aos primeiros aparelhos e deficiências na técnica de instrumentação.
A popularização de aparelhos baseados no sistema piezoelétrico, a partir de 1984, contribuiu para o resgate e aperfeiçoamento da técnica ultra-sônica. A vibração mais constante e menor produção de calor e ruídos logo transformou este sistema em padrão na manufatura de transdutores (parte responsável pela transformação de corrente elétrica em movimento oscilatório).
Atualmente, com o amadurecimento da técnica, o ultra-som deixou de ser utilizado como uma "panacéia universal", capaz de executar com maestria todos os tempos operatórios do tratamento endodôntico. É uma ferramenta importante no arsenal do cirurgião-dentista, porém seu uso deve ser racionalizado.
O desejo de renovação e a competição comercial entre as empresas levou à criação de sistemas de instrumentação sônicos, que operam na faixa de som audível. Ao contrário dos sistemas ultra-sônicos, utilizam ar comprimido na produção do movimento oscilatório. Os modelos mais famosos são produzidos pela MicroMega (França).
Bastante populares na Europa, estes aparelhos conquistaram poucos adeptos nas Américas.

As ligas de níquel-titânio

As ligas metálicas de níquel-titânio foram desenvolvidas no Laboratório de Artilharia Naval da Marinha Americana para aplicação em peças e instrumentos dotados de propriedades anti-magnéticas e resistência contra corrosão pela água salgada. Receberam o nome genérico de nitinol (acrônimo de Nickel-Titanium Naval Ordnance Laboratory). A produção de um lingote de nitinol e sua usinagem são processos complexos, sendo poucos os centros capazes de fazê-los (CIVJAN et al., 1975).
O módulo de elasticidade de tais ligas é em torno de 41,4 x 103 Mpa, enquanto as ligas comuns apresentam valores bem maiores, de 150 a 200 x103 Mpa (PHILLIPS, 1986).
Os dois tipos mais comuns de ligas de níquel-titânio são o Nitinol-55, composto de 55% de níquel e 45% de titânio e o Nitinol-60, contendo 60% de níquel e 40% de titânio (por peso). Ambas possuem baixo módulo de elasticidade e propriedades martensíticas, ou seja, "memória" (BUEHLER & CROSS, 1969).
O Nitinol-55 apresenta alto grau de memória mecânica à temperatura ambiente, porém não aceita tratamento térmico. O Nitinol-60 pode ser tratado pelo calor, porém a recuperação da forma inicial é menor do que a alcançada pelo Nitinol-55.
O primeiro relato da possibilidade de uso destas ligas na Odontologia foi de CIVJAN et al. (1975). Este autor, coronel-dentista do Instituto de Pesquisa Odontológica da Marinha Americana, estudou o comportamento mecânico das ligas de Nitnol-55 e Nitinol-60 sugerindo seu uso em diversas áreas, como prótese, cirurgia, ortodontia, endodontia e implantodontia.
Com a criação das ligas de níquel-titânio, novos e revolucionários instrumentos foram desenvolvidos, visando aproveitar ao máximo as propriedades superelásticas do nitinol.

Instrumentos manuais em nitinol

O primeiro instrumento endodôntico manual em níquel-titânio foi confeccionado por WALIA et al. em 1988, a partir de um fio ortodôntico de secção circular submetido à processo de microusinagem. A fabricação de tais limas por processo de torção do fio é impossível devido às propriedades superelásticas do nitinol.
Neste experimento, limas tipo K de tamanho e formato idênticos foram confeccionadas em nitinol e aço inoxidável, para permitir uma comparação em testes de cisalhamento, torção horária e torção anti-horária.
Estes autores concluíram que as limas confeccionadas em nitinol eram duas ou três vezes mais flexíveis que as limas de aço inoxidável, exibindo também maior resistência à fratura e pronunciada "memória elástica".
A impressionante flexibilidade destas limas é devido, segundo os autores, ao baixo módulo de elasticidade das ligas de níquel-titânio. Neste trabalho é sugerido, com muita propriedade, o emprego em larga escala do nitinol para confecção de limas endodônticas visando facilitar a instrumentação de canais curvos.
A partir do início da década de 90, as empresas fabricantes de instrumentos começaram a produzir comercialmente as limas manuais em Ni-Ti, seguindo os mais diferentes desenhos que conferem a estes instrumentos cinemática específica (SERENE et al., 1995).
Devido às características de superelasticidade destas limas, não é aconselhável seu uso para exploração dos canais radiculares (cateterismo) ou para abrir espaço em direção apical. Para tanto, devem ser usadas limas de aço inoxidável de pequeno calibre (LEONARDO & LEAL, 1998).
Não é necessário realizar o pré-curvamento das limas de níquel-titânio, pois elas se acomodam no leito do canal radicular, respeitando sua anatomia. Segundo CAMPS & PERTOT (1995b), a deformação permanente das limas de Ni-Ti quando submetidas a um ângulo de 45º é nula.
Caso sejam submetidas a forças de torção maiores que seu limite elástico, sofrerão uma deflexão permanente em suas espiras, devendo ser descartadas pois o risco de fratura torna-se iminente. ROWAN et al. (1996) relatam que embora o número de torções necessárias para ocorrer a fratura de limas de aço inoxidável e de nitinol seja diferente, a força necessária para que isto ocorra é a mesma.
Estudos indicam que o níquel presente nestas ligas sofre ação seletiva do hipoclorito de sódio, provocando uma corrosão superficial nas limas. (SARKAR et al., 1983; BUSSLINGER, 1998). De acordo com HAÏKEL (1998), que estudou as propriedades mecânicas das limas de níquel-titânio tratadas ou não com hipoclorito de sódio, esta corrosão não apresenta resultados estatisticamente significantes.
Quanto à eficiência na instrumentação dos canais, ESPOSITO & CUNNINGHAM (1995) e GAMBILL et al. (1996) relatam que as limas de níquel titânio são mais eficientes na manutenção do formato original do canal do que as limas de aço inoxidável. ZMENER & BALBACHAN (1995), instrumentando canais de dentes unirradiculares, encontraram canais mais centrados em dentes submetidos à instrumentação com limas de níquel-titânio. PERTOT et al. (1995) afirmam que além do Ni-Ti Canal Master "U" produzir canais mais uniformes e com menor índice de transporte, o índice de fratura é menor quando comparado à versão em aço deste instrumento.
ROYAL & DONNELLY (1995) e ELLIOTT et al. (1998) afirmam que as limas de níquel-titânio utilizadas na técnica de forças balanceadas são mais eficientes na manutenção da curvatura original dos canais.
A opinião dos autores sobre a eficiência do corte das limas em níquel-titânio está dividida. CAMPS & PERTOT (1995a), GAMBILL et al. (1996) e COLEMAN & SVEC (1997) acreditam que as limas de níquel-titânio são menos eficientes no corte do que as limas de aço. KAZEMI et al. (1996) e ZUOLO & WALTON (1997) relatam que as limas de nitinol são tão ou mais agressivas no desgaste de dentina, demorando mais para perderem o corte.

Instrumentos rotatórios em nitinol

Com o advento das ligas de níquel-titânio, a idéia de instrumentos rotatórios que pudessem ser usados no interior de canais radiculares, especialmente os curvos, floresceu. Não era mais necessário tentar imitar o movimento manual, à semelhança de sistemas como o Giromatic, pois a flexibilidade do nitinol permitia a introdução dos instrumentos executando uma rotação de 360º em canais curvos.
Logo depois do aparecimento no mercado de limas manuais em nitinol, surgia o primeiro conjunto de instrumentos rotatórios fabricados a partir desta liga, o NT Sensor (NT Company, EUA). A base teórica do funcionamento desta lima está no condensador de McSpadden, que passou a ser confeccionado em nitinol para possibilitar sua utilização em canais curvos (LUMLEY, 1999).
Em pouco tempo, vários outros instrumentos rotatórios em níquel-titânio invadiram o mercado, como o Sistema Lightspeed (Lightspeed Technology Inc., EUA), ProFile .04 (Maillefer-Dentsply, EUA), Quantec (Tycom Inc., EUA) e Pow-R (Moyco Union Broach, EUA).
A proposta desta página é elucidar os mecanismos de ação dos instrumentos rotatórios em níquel-titânio, enfatizando suas vantagens e desvantagens. Será apresentado um experimento evidenciando o padrão de desgaste destes instrumentos em canais simulados e um caso clínico onde foram empregadas estas novas ferramentas.

Esta página foi elaborada com apoio do Programa Incentivo à Produção de Material Didático do SIAE - Pró-Reitorias de Graduação e Pós-Graduação da USP. Copyright 1999, Departamento de Odontologia Restauradora da Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.