BioRoot™ RCS : è possibile un cambio di paradigma in ambito di otturazioni endodontiche?

In che modo BioRoot™ RCS si discosta dalle raccomandazioni classiche per il sigillo ermetico e perché è una buona cosa!

Introduzione

L’introduzione di materiali idraulici a base di silicato di calcio come sigillanti endodontici ha rappresentato l’ultimo sviluppo nella formulazione originale dell’aggregato di triossidi minerali (Mineral Trioxide Aggregate, MTA).

Il primo studio analizzato nella presente rassegna bibliografica descrive l’uso dell’MTA come sigillante canalare in concomitanza con la guttaperca (1). Poiché tale utilizzo porta alla formazione di tessuti mineralizzati, si tratta del primo studio ad analizzare il processo di biomineralizzazione e le reazioni tissutali all’MTA, oltre alla sua capacità di rilascio di calcio (2). L’uso dell’MTA come sigillante comporta maggiori fuoriuscite apicali rispetto alle otturazioni in guttaperca (3).

Sono stati descritti i meccanismi d’azione e di idratazione dell’MTA (4-6), a cui ha fatto seguito lo sviluppo di sigillanti endodontici commerciali. I primi prodotti sul mercato sono stati sviluppati nel 2008 da Egeo e Angelus (7). Contemporaneamente, è stato pubblicato anche un articolo sul sigillante ProRoot Endo sviluppato da Dentsply (8); tuttavia, il prodotto ha fatto ingresso sul mercato solo di recente. I sigillanti disponibili attualmente per l’uso clinico sono mostrati nella Tabella 1. Tra essi figura BioRoot™ RCS sviluppato da Septodont. Il presente articolo illustra la composizione e le proprietà di questo sigillante.

Composizione

Come mostrato nella Tabella 1, BioRoot™ RCS ha la formulazione più semplice a base di acqua, e il passaggio da cemento a sigillante avviene grazie a un polimero idrosolubile che consente la scorrevolezza del materiale. Il primo utilizzo di un polimero idrosolubile aggiunto al cemento di Portland per migliorare le proprietà del materiale è stato descritto nel 2005 (9), mentre l’impiego di un polimero idrosolubile per creare un sigillante endodontico è stato descritto nel 2009 (10). In questa ricerca è stata analizzata l’aggiunta di diverse quantità di polimero e gli effetti sulle proprietà del materiale e le caratteristiche di idratazione che ne derivano.

L’aggiunta di un polimero idrosolubile all’MTA non ne ha alterato le caratteristiche di idratazione e ne ha migliorato le proprietà, rendendolo adatto all’uso come cemento sigillante endodontico (10). Inoltre, il nuovo sigillante a base di MTA ha mostrato un tempo di presa o indurimento adeguato e stabilità dimensionale.

È stato confermato, dunque, il suo potenziale per essere impiegato come cemento sigillante endodontico nella pratica clinica (11). BioRoot™ RCS è disponibile in formato polvere + liquido, come mostrato in Figura 1. La polvere è costituita da silicato tricalcico come materiale cementizio attivo e ossido di zirconio come radiopacificador(12), mentre il liquido è composto da acqua, cloruro di calcio, povidone e un polimero idrosolubile. La microstruttura e l’analisi elementale del sigillante sono mostrate in Figura 2 (A, C); la sua idratazione in un periodo di 28 giorni con formazione di idrossido di calcio è mostrata in Figura 3.

L’analisi elementale è stata confermata da un altro studio recente (13). In soluzione, il sigillante rilascia elevati livelli di ioni calcio rispetto ad altri sigillanti a base di silicato tricalcico come Endosequence BC e MTA Fillapex (13).

Fig. 1: BioRoot™ RCS nella veste commerciale presentata da Septodont: confezione, contenitore, misurino per la polvere e fiale di liquido.

Figures A B C & D
Fig. 2: Microstruttura superficiale di BioRoot™ RCS che mostra le fasi principali e le analisi elementali in vitro (A, C), anche a contatto con la dentina (B, D); ciò indica le avvenute modifiche chimiche tra cui la formazione di fosfati (ristampato con il permesso di Xuereb et al. 2015).

Fig. 3: Diffrattometria a raggi X dell’idratazione di BioRoot™ RCS che mostra le fasi cristalline formatesi a 1 e 28 giorni dalla miscelazione (ristampato con il permesso di Xuereb et al. 2015)

Proprietà

Tempo di indurimento

Il tempo di indurimento finale di BioRoot™ RCS è di 324 (±1) minuti, inferiore a quello di AH Plus (15). Confrontato con altri sigillanti endodontici a base di silicato tricalcico, MTA Fillapex non ha mostrato alcun indurimento (14, 15). Il tempo di indurimento di BioRoot™ RCS si è ridotto drasticamente con l’applicazione di calore nelle tecniche di otturazione per compattazione verticale a caldo (16), mentre il contatto con un ambiente umido ha protratto notevolmente il tempo di presa (14). Il fabbricante consiglia l’uso di BioRoot™ RCS solo con le tecniche di otturazione a freddo, in particolare nelle otturazioni con cono di guttaperca singolo.

Solubilità

BioRoot™ RCS ha mostrato una minore solubilità rispetto ad AH Plus e MTA Fillapex subito dopo l’immersione in acqua; tuttavia, con il passare del tempo, i valori di solubilità sono risultati maggiori rispetto ai sigillanti a base di resina (15). La solubilità potenzia le proprietà biologiche del sigillante; l’immersione in tampone fosfato salino ha migliorato la solubilità di BioRoot™ RCS a lungo termine ed è stato osservato un precipitato superficiale dopo 14 e 28 giorni dall’immersione (15).

Scorrevolezza e spessore del film

BioRoot™ RCS mostra una scorrevolezza inferiore e uno spessore del film maggiore (12) rispetto ai limiti specificati dalle raccomandazioni ISO 6976;2012 (17), che si riferiscono, comunque, a sigillanti inerti, a differenza di BioRoot™ RCS. La scorrevolezza e lo spessore del film risentono del calore applicato durante le procedure di compattazione verticale a caldo (16). Il fabbricante raccomanda, infatti, l’impiego del prodotto con tecniche di otturazione a freddo.

Radiopacità

BioRoot™ RCS ha mostrato una radiopacità superiore al limite minimo specificato dalla norma ISO6876;2012 (17) e simile a quella di AH Plus e MTA Fillapex (15). La radiopacità è risultata equivalente a uno spessore di alluminio di circa 9 mm, simile a quella del sigillante Endosequence BC e superiore a quella di MTA Fillapex (14).

Rilascio di ioni calcio

È stato riscontrato che BioRoot™ RCS rilascia elevati livelli di calcio in soluzione, molto maggiori rispetto a quelli di sigillanti simili: il doppio della quantità di ioni calcio rilasciata dal sigillante Endosequence BC e dieci volte quella rilasciata da MTA Fillapex durante gli stessi periodi di tempo e nelle stesse condizioni (14). Sono state evidenziate la biomineralizzazione e la deposizione di fosfati sul materiale a contatto con la dentina (14), come indicato in Figura 2 (B, D).

Biomineralizzazione

È stato osservato che il contatto di materiali a base di silicato tricalcico con dentina e fluidi tissutali porta alla deposizione di fosfati sulla superficie dei materiali e ciò è stato ampiamente descritto anche per l’MTA (18-20). Anche l’interazione tra dentina e Biodentine™ risulta ben documentata. Una zona di infiltrazione del contenuto minerale del materiale all’interfaccia tra materiale e dente consente di ottenere un legame chimico (21). Questa proprietà è importante per i sigillanti, poiché l’adesione del sigillante alla dentina del canale radicolare comporterà una minore microinfiltrazione. È stata osservata una zona di infiltrazione del contenuto minerale di BioRoot™ RCS mediante microscopia confocale (22). La zona di infiltrazione del contenuto minerale e gli zaffi del sigillante garantiscono l’adattamento del sigillante e l’adesione alla dentina del canale radicolare (Figura 4). Gli zaffi e la ricchezza di contenuto minerale sono risultati più evidenti nella porzione coronale del canale rispetto a quella centrale e apicale; ciò potrebbe essere causato dall’azione limitata dell’irrigazione con acido etilendiamminotetraacetico (EDTA) e dalla minore rimozione del fango dentinale nella zona inferiore del canale radicolare (23). Non è stata dimostrata l’infiltrazione di fosforo all’interno di BioRoot™ RCS quando il sigillante è a contatto con la dentina. L’analisi della fase superficiale mediante diffrattometria a raggi X ad angolo radente non ha riscontrato formazione di fosfato di calcio nel materiale a contatto con la dentina. Ciò è stato dimostrato tramite un modello in vivo in cui una colonna a bassa pressione riempita con soluzione fisiologica è stata utilizzata per valutare l’indurimento del materiale e la composizione chimica durante l’uso; questo test è più affidabile del test in vitro in cui vengono utilizzati grandi volumi di liquido, simulando una situazione clinicamente non rilevante (14). Per migliorare l’adesione del sigillante alla parete canalare è stata suggerita una medicazione con tampone fosfato salino del canale radicolare (23), che porterebbe alla disponibilità di ioni fosfato, migliorando, in tal modo, l’adesione all’interfaccia. L’aumento della resistenza al push-out dei sigillanti endodontici a base di silicato tricalcico è stata imputata alla deposizione di fosfato di calcio (24). Rispetto a MTA Fillapex e ad AH Plus, BioRoot™ RCS ha mostrato la più elevata attività antimicrobica. I sigillanti esercitano una maggiore attività antimicrobica quando si utilizza l’EDTA come irrigante finale. Purtroppo, si è osservata una riduzione delle proprietà antimicrobiche di BioRoot™ RCS e di altri sigillanti analoghi per formulazione chimica, incluso AH Plus, quando è stato utilizzato un tampone fosfato salino come irrigante finale durante la terapia endodontica (25).

Fig. 4: Immagini microscopiche confocali dell’interfaccia tra BioRoot™ RCS e dentina a diverse altezze del canale radicolare che mostrano la zona di infiltrazione del contenuto minerale e gli zaffi di sigillante nei tubuli dentinali (ristampato con il permesso di Viapiana et al. 2016).

Biocompatibilità

Eluizioni di BioRoot™ RCS e persino la semina diretta di cellule sui materiali hanno mostrato un’elevata proliferazione cellulare. La migrazione delle cellule staminali del legamento parodontale è risultata maggiore con BioRoot™ RCS, e le cellule hanno conservato il loro fenotipo mesenchimale (26).

Ciò è stato confermato da un altro studio che ha testato le eluizioni di BioRoot™ RCS e altri sigillanti a base di silicato tricalcico insieme ad AH Plus. L’eluizione del materiale a 1 giorno non ha mostrato effetti citotossici, mentre gli estratti a 48 e 72 ore hanno esibito una lieve citotossicità (27). L’eluizione a 1 giorno di BioRoot™ RCS è stata valutata anche in un altro studio, e non sono state osservate interruzioni del doppio filamento di DNA rispetto ad altri sigillanti endodontici a base di resina e silicati (28). BioRoot™ RCS non ha compromesso il potenziale di mineralizzazione delle cellule staminali A4 di derivazione pulpare e non ha mostrato i livelli di citotossicità di Pulp Canal Sealer, un materiale a base di ossido di zinco ed eugenolo; inoltre, non ha direzionato le cellule staminali di derivazione pulpare verso la differenziazione, ma ne ha preservato le proprietà intrinseche osteogeniche/odontogene (29). Rispetto a Pulp Canal Sealer, BioRoot™ RCS ha anche mostrato minori effetti tossici sulle cellule del legamento parodontale e ha indotto una maggiore secrezione di fattori di crescita angiogenetici e osteogenetici (30).

Otturazioni con BioRoot™ RCS

Il protocollo di irrigazione utilizzato ha influenzato il comportamento diBioRoot™ RCS. L’uso di EDTA come irrigante finale ha dimezzato la capacità di rilascio del calcio (31). Inoltre, quando è stato utilizzato EDTA come irrigante finale, non si è avuta formazione della fase di fosfato di calcio a contatto con la dentina (31), come mostrato in Figura 5 (confronto tra le fasi cristalline formatesi a seguito dell’uso di soluzione fisiologica o EDTA per l’irrigazione finale prima dell’otturazione con BioRoot™ RCS). L’irrigazione con EDTA ha mostrato le proprietà antimicrobiche più elevate per BioRoot™ RCS. L’attività antimicrobica di BioRoot™ RCS è risultata significativamente superiore a quella di MTA Fillapex e AH Plus, e in assoluto la più elevata, ulteriormente potenziata dall’irrigazione con EDTA (25). L’uso di soluzioni di irrigazione ricche di fosfati è controindicato con BioRoot™ RCS e tutti i sigillanti a base di silicato tricalcico. L’applicazione di calore durante la compattazione verticale a caldo influisce sulla scorrevolezza e sullo spessore del film di BioRoot™ RCS; pertanto, questo sigillante è raccomandato per l’uso con tecniche a cono singolo o a condensazione laterale (16). Al momento di selezionare la tecnica di otturazione, è importante porre attenzione sulla scelta del sigillante.

Il fabbricante raccomanda l’impiego della tecnica di otturazione a cono singolo con BioRoot™ RCS poiché, date le proprietà antimicrobiche del materiale, eliminerebbe eventuali microrganismi residui all’interno dello spazio canalare e nei tubuli dentinali. La sua elevata attività antimicrobica è evidente, ed è efficace a prescindere dal regime di irrigazione utilizzato (25). La possibilità di ritrattamento in presenza del sigillante BioRoot™ RCS utilizzato in combinazione con la guttaperca nella tecnica di otturazione a cono singolo si è dimostrata migliore rispetto ad AH Plus, poiché sono stati osservati meno residui di sigillante e tempi di ritrattamento più brevi (32).

Fig. 5: Grafico di diffrazione a raggi X di BioRoot™ RCS dopo il contatto con la dentina irrigata con soluzione fisiologica o EDTA; la freccia nera indica l’esaurimento dei depositi di fosfato di calcio sul materiale a contatto con la dentina dopo l’irrigazione con EDTA (ristampato con il permesso di Harik et al. 2016).

Conclusioni

BioRoot™ RCS should be used in conjunction with a solid cone in any cold obturation technique. The material solubility enhances the reaction of the material with environmental ionic exchange thus favouring a biological response. The BioRoot™ RCS is highly antimicrobial and the use of EDTA enhances its antimicrobial activity. This sealer was not developed to conform to the classical recommendations of hermetic seal as it aims to create an environment within the root canal that enhances biological activity and maintains antimicrobial activity. Thus a paradigm shift is possible with BioRoot™ RCS.

Riferimenti

  1. Holland R, de Souza V, Nery MJ, Otoboni Filho JA, Bernabé PF, Dezan Júnior E. Reaction of dogs’ teeth to root canal filling with mineral trioxide aggregate or a glass ionomer sealer. J Endod. 1999 Nov;25(11):728-30.

  2. Holland R, de Souza V, Nery MJ, Bernabé oF, Filho JA, Junior ED, Murata SS. Calcium salts deposition in rat connective tissue after the implantation of calcium hydroxide-containing sealers. J Endod. 2002 Mar;28(3):173-6.

  3. Vizgirda PJ, Liewehr FR, Patton WR, McPherson JC, Buxton TB. A comparison of laterally condensed guttapercha, thermoplasticized gutta-percha, and mineral trioxide aggregate as root canal filling materials. J Endod. 2004 Feb;30(2):103-6.

  4. Camilleri J, Montesin FE, Brady K, Sweeney R, Curtis RV, Ford TR. The constitution of mineral trioxide aggregate. Dent Mater. 2005 Apr;21(4):297-303.

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