Comparação entre Reciproc Blue e quatro instrumentos réplicas: aspectos metalúrgicos, geometria, comportamento em torção e flexão / Comparison between Reciproc Blue and four replicalike instruments: metallurgical aspects, geometry, and behavior in torsion and flexion

RESUMO

A introdução da liga NiTi na endodontia proporcionou a fabricação de instrumentos com excelentes propriedades mecânicas, e uma das principais características é a possibilidade de alteração das temperaturas de transformação da liga, o qual pode possibilitar a presença de martensita em temperatura ambiente e consequentemente um efeito memória de forma. Entretanto, alguns dos sistemas comercializados atualmente possuem pouca ou nenhuma informação científica relatando suas propriedades mecânicas, características de design e métodos de fabricação. O objetivo deste trabalho foi comparar características geométricas, metalúrgicas e propriedades mecânicas (resistência à torção e flexão) de instrumentos Reciproc Blue (VDW, Munique, Alemanha), e quatro sistemas reciprocantes réplicas. Um total de 39 instrumentos de cada um dos sistemas reciprocantes, Reciproc Blue (RB), Prodesign R (PDR), V File (VF), V+ File (V+) e Univy One (UO) foram utilizados na pesquisa. O programa de Image J foi utilizado para mensuração dos diâmetros a cada milímetro da parte ativa e da área da seção transversal a 3 mm da ponta dos instrumentos. Imagens de MEV da parte ativa foram realizados para avaliar o acabamento superficial dos instrumentos. A composição atômica, fases presentes e temperaturas de transformação foram verificadas através de EDS, DRX e DSC, respectivamente. A flexibilidade foi aferida através de ensaios de dobramento até 45º conforme a especificação ISO 3630-1, e os ensaios de resistência à torção foram realizados de acordo com a especificação Nº28 ANSI/ADA. Todos os instrumentos apresentaram uma quantidade aproximadamente equiatômica de níquel e titânio. A análise qualitativa das fases cristalinas realizada através de ensaios de DRX, demonstrou a predominância de Fase R em todos os grupos, com exceção do grupo UO que apresenta uma mistura de fase R e martensita B19'. Na avaliação da área da seção, o instrumento RB obteve valores intermediários, os instrumentos PDR e V+ possuem menores valores e os instrumentos VF e UO possuem maiores valores. Observou-se grande impacto da geometria sobre as propriedades mecânicas, sendo que aqueles sistemas que apresentavam menor área que RB (PDR, V+) mostraram-se mais flexíveis e menos resistentes à torção (p<0.05), e o instrumento VF que teve maior área apresentou, como esperado, menos flexibilidade (p<0.05) e resistência torcional semelhante (p>0.05). A única exceção se deu com o sistema UO, que embora apresentasse uma maior área de seção, mostrou-se mais flexível e menos resistente à torção, provavelmente por influência da maior quantidade de martensita presente à temperatura ambiente. Nenhum dos instrumentos réplicas avaliados apresentaram características e comportamento mecânico iguais ao sistema padrão RB. Sugere-se que mais estudos devem ser realizados para a comparação do comportamento clínico destes instrumentos.

ABSTRACT

The introduction of NiTi alloy in endodontics has allowed the manufacturing of instruments with excellent mechanical properties, and one of the main characteristics is the ability to change alloy's transformation temperature, which can enable the presence of martensite at room temperature and consequently favor a shape memory effect. However, some of the currently marketed systems have limited or no scientific information regarding their mechanical properties, design characteristics, and manufacturing methods. The aim of this study was to compare the geometric characteristics, metallurgical aspects, and mechanical properties (torsional and flexural strength) of Reciproc Blue instruments (VDW, Munich, Germany) with four replica-like reciprocating systems. A total amount of 39 instruments from each reciprocating system, namely Reciproc Blue (RB), Prodesign R (PDR), V File (VF), V+ File (V+), and Univy One (UO), were used in the study. The Image J program was used to measure the diameters at every millimeter along the instruments active portion and the cross-sectional area at 3 mm from the instrument tip. SEM images of the active portion were obtained to evaluate the surface finishing of the instruments. Atomic composition, phases present, and transformation temperatures were determined through EDS, XRD, and DSC analyses, respectively. Flexibility was assessed by bending tests up to 45° according to ISO 3630-1 specifications, and torsional strength tests were performed according with ANSI/ADA Specification No. 28. All instruments exhibited an approximately equiatomic composition of nickel and titanium. Qualitative analysis of the crystalline phases using XRD tests demonstrated the predominance of the R-phase in all groups, except for the UO group, which exhibited a mixture of Rphase and B19' martensite. In terms of diameter and cross-sectional area evaluation, the RB instrument obtained intermediate values, while the PDR and V+ instruments had smaller values, and the VF and UO instruments had larger values. A significant impact of geometry on mechanical properties was observed, with systems exhibiting a smaller area than RB (PDR, V+) being more flexible and less torsion-resistant (p<0.05), and the VF instrument with a larger area showed, as expected, less flexibility (p<0.05) and similar torsional resistance (p>0.05). The only exception was the UO system, which, despite having a larger geometric configuration, exhibited greater flexibility and less torsional resistance, likely due to the higher amount of martensite present at room temperature. None of the replica-like instruments evaluated showed identical characteristics and mechanical behavior to the standard RB system. Further studies are suggested to compare the clinical performance of these instruments.