The dentin is one of the main structures of the tooth, composed of 70% inorganic material (minerals like calcium, phosphate, carbonate), 20% organic material (primarily type I collagen organized in dense networks through cross-links), and 10% water by weight. It is established that after endodontic treatment, the dental structure is altered and the tooth becomes more fragile. The purpose of this study is to evaluate the chemical and mechanical properties of root dentin in patients of the same age group (45-55) with endodontically treated teeth at least 15 years old compared to those with freshly treated dentin. These data were derived using nanoindentation for physical characteristics and Raman spectroscopy for chemical properties. For this study, 32 human permanent single-rooted teeth were collected from patients aged between 45 and 55, equally divided between vital teeth (n=16) (RCT) and teeth treated endodontically approximately 15 years previously (n=16) (RCR-T), which were then decrowned and respectively treated and re-treated endodontically. In each one the post-space was prepared and a fiber post was cemented for purposes not related to the study. Subsequently, three transverse sections were obtained from each sample, corresponding to the coronal, middle, and apical third of the post space and embedded in photo-polymerizable nresin. The results of nanoindentation generally showed that dentin with dated endodontic treatment exhibits significantly different mechanical properties (elastic modulus, hardness, and plasticization percentage) compared to a recently endodontically treated dentin tissue, resulting in a less rigid tissue and more subject to plastic deformation. In particular, Young's modulus is lower in dentine with dated endodontic treatment as is the hardness, both Vickers and Martens. Regarding the plasticization percentage, it was higher, meaning that RCR-T samples are more susceptible to irreversible deformations. The same trend can also be seen from the analysis of Raman spectra. Referring to the RCR-T samples, a lower proportion of inorganic components was found, represented by the mineral/collagen ratio between phosphate and Amide I of collagen. Since the quantity of phosphate was similar between the two groups but the carbonate/phosphate ratio was higher, it can be deduced that in these RCR-T samples there was an increase in carbonate in the hydroxyapatite matrix, making it more brittle. Regarding the organic component, our results seem to indicate that endodontic treatment over time results not so much in a quantitative loss of organic material (the peaks of Amide I and CH2 were even more intense in this tissue) but rather in a worse organization and quality of the collagen itself (lower ratios of Amide I/Amide III and Amide III/CH2). In conclusion, it can be stated that the loss of strength in endodontically treated teeth is caused by multiple factors, primarily the loss of coronal tissue due to caries, trauma and conservative-prosthetic procedures. However, changes caused by the endodontic treatment itself, both at the physical and chemical levels, should also be considered.
La dentina è una delle principali strutture del dente composta dal 70% di materiale inorganico (minerali come calcio, fosfato, carbonato), dal 20% di materiale organico (principalmente collagene di tipo I organizzato in fitti reticoli grazie a legami crociati) e dal 10% di acqua in peso. È appurato che dopo il trattamento endodontico la struttura dentale venga alterata e che il dente risulti più fragile. Lo scopo del presente studio è quello di valutare, in pazienti della stessa fascia di età (45-55), le proprietà chimiche e meccaniche della dentina radicolare di elementi con un trattamento endodontico vecchio almeno di 15 anni comparandola con elementi con dentina appena trattata. Questi dati sono stati dedotti utilizzando la nanoindentazione per le caratteristiche fisiche e la spettroscopia Raman per quelle chimiche. Per il seguente studio sono stati raccolti, in pazienti di età compresa fra i 45 ed i 55 anni, 32 denti umani monoradicolati permanenti, equamente divisi tra elementi vitali (n=16) (RCT) e trattati endodonticamente circa 15 anni prima (n=16) (RCR-T), i quali sono stati poi decoronati e rispettivamente trattati e ritrattati endodonticamente. In ognuno è stato preparato il post-space e cementato un perno in fibra per scopi non inerenti allo studio. Successivamente da ogni campione sono state ricavate 3 fette trasversali, corrispondenti a terzo coronale, medio e apicale del post-space e inglobate nella resina foto-polimerizzabile. I risultati della nanoindentazione hanno mostrato in generale che la dentina con trattamento endodontico datato presenta caratteristiche meccaniche (modulo elastico, durezza e percentuale di plasticizzazione) significativamente diverse rispetto ad un tessuto dentinale appena trattato endodonticamente, risultando un tessuto meno rigido e più soggetto a subire deformazioni plastiche. In particolare, il modulo di Young risulta più basso nella dentina con trattamento endodontico datato così come la durezza, sia Vickers che Martens. Per quanto riguarda la percentuale di plasticizzazione, questa invece risulta più alta e ciò significa che i campioni RCR-T sono più facilmente soggetti a deformazioni irreversibili. Lo stesso trend si nota anche dall’analisi degli spettri Raman. Facendo riferimento ai campioni RCR-T si è riscontrata una quota minore di componente inorganica, intesa come il rapporto minerale/collagene tra il fosfato e l’Amide I del collagene. Dato che la quantità di Fosfato si è rivelata simile tra i due gruppi ma il rapporto Carbonato/Fosfato più alto, si deduce che in questi campioni RCR-T si è verificato un aumento di Carbonato nella matrice dell’idrossiapatite, rendendola più fragile. Riguardo la componente organica i risultati da noi ottenuti sembrano indicare che il trattamento endodontico, nel tempo, non comporti tanto una perdita quantitativa di materiale organico (i picchi di Amide I e CH2 sono risultati addirittura più intensi proprio in questo tessuto), quanto invece conduca ad una peggiore organizzazione e qualità del collagene stesso (rapporti Amide I/Amide III ed Amide III/CH2 più bassi). In conclusione, si può affermare che la perdita di resistenza del dente trattato endodonticamente è data da molteplici cause, in primis dalla perdita di tessuto coronale dovuto a carie o traumi e alle procedure conservativo-protesiche ma sono anche da considerare le modifiche causate al trattamento endodontico in sé sia a livello fisico sia a livello chimico.
L’influenza del trattamento canalare sulle proprietà chimiche, meccaniche e di adesione della dentina radicolare
BEZZONE GIACHELLO, ELISA
2022/2023
Abstract
La dentina è una delle principali strutture del dente composta dal 70% di materiale inorganico (minerali come calcio, fosfato, carbonato), dal 20% di materiale organico (principalmente collagene di tipo I organizzato in fitti reticoli grazie a legami crociati) e dal 10% di acqua in peso. È appurato che dopo il trattamento endodontico la struttura dentale venga alterata e che il dente risulti più fragile. Lo scopo del presente studio è quello di valutare, in pazienti della stessa fascia di età (45-55), le proprietà chimiche e meccaniche della dentina radicolare di elementi con un trattamento endodontico vecchio almeno di 15 anni comparandola con elementi con dentina appena trattata. Questi dati sono stati dedotti utilizzando la nanoindentazione per le caratteristiche fisiche e la spettroscopia Raman per quelle chimiche. Per il seguente studio sono stati raccolti, in pazienti di età compresa fra i 45 ed i 55 anni, 32 denti umani monoradicolati permanenti, equamente divisi tra elementi vitali (n=16) (RCT) e trattati endodonticamente circa 15 anni prima (n=16) (RCR-T), i quali sono stati poi decoronati e rispettivamente trattati e ritrattati endodonticamente. In ognuno è stato preparato il post-space e cementato un perno in fibra per scopi non inerenti allo studio. Successivamente da ogni campione sono state ricavate 3 fette trasversali, corrispondenti a terzo coronale, medio e apicale del post-space e inglobate nella resina foto-polimerizzabile. I risultati della nanoindentazione hanno mostrato in generale che la dentina con trattamento endodontico datato presenta caratteristiche meccaniche (modulo elastico, durezza e percentuale di plasticizzazione) significativamente diverse rispetto ad un tessuto dentinale appena trattato endodonticamente, risultando un tessuto meno rigido e più soggetto a subire deformazioni plastiche. In particolare, il modulo di Young risulta più basso nella dentina con trattamento endodontico datato così come la durezza, sia Vickers che Martens. Per quanto riguarda la percentuale di plasticizzazione, questa invece risulta più alta e ciò significa che i campioni RCR-T sono più facilmente soggetti a deformazioni irreversibili. Lo stesso trend si nota anche dall’analisi degli spettri Raman. Facendo riferimento ai campioni RCR-T si è riscontrata una quota minore di componente inorganica, intesa come il rapporto minerale/collagene tra il fosfato e l’Amide I del collagene. Dato che la quantità di Fosfato si è rivelata simile tra i due gruppi ma il rapporto Carbonato/Fosfato più alto, si deduce che in questi campioni RCR-T si è verificato un aumento di Carbonato nella matrice dell’idrossiapatite, rendendola più fragile. Riguardo la componente organica i risultati da noi ottenuti sembrano indicare che il trattamento endodontico, nel tempo, non comporti tanto una perdita quantitativa di materiale organico (i picchi di Amide I e CH2 sono risultati addirittura più intensi proprio in questo tessuto), quanto invece conduca ad una peggiore organizzazione e qualità del collagene stesso (rapporti Amide I/Amide III ed Amide III/CH2 più bassi). In conclusione, si può affermare che la perdita di resistenza del dente trattato endodonticamente è data da molteplici cause, in primis dalla perdita di tessuto coronale dovuto a carie o traumi e alle procedure conservativo-protesiche ma sono anche da considerare le modifiche causate al trattamento endodontico in sé sia a livello fisico sia a livello chimico.| File | Dimensione | Formato | |
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