La terapia canalare si prefigge lo scopo di eliminare il tessuto pulpare necrotico e le multispecie batteriche coinvolte nei processi infettivi; a tal fine l’utilizzo di irriganti (ipoclorito di sodio ed acido etilenediamminotetracetico) si rivela cruciale per l’outcome della terapia.
La letteratura scientifica degli ultimi anni ha ampiamente descritto la possibilità di potenziare l’effetto degli irriganti (ipoclorito di sodio ed acido etilenediamminotetracetico) attraverso diverse tecnologie laser, caratterizzate da diverse lunghezze d’onda.
L’azione sterilizzante di questi laser può esplicarsi anche attraverso l’attivazione di un fotosensibilizzante opportunamente inoculato all’interno dei canali e, quindi, irradiato con la sorgente luminosa.
L’azione dei laser con lunghezze d’onda comprese tra 810-1064nm è prevalentemente di tipo fototermico, ma numerosi studi hanno anche dimostrato un effetto biostimolante sui tessuti periapicali in grado di favorire la guarigione post trattamento delle infezioni endodontiche.
In questo caso, l’azione sarà mediata dal rilascio di radicali liberi e di ossigeno singoletto, in grado di interferire con la struttura cellulare microbica, determinandone la morte.
Il laser ad erbio, che ha lunghezze d’onda comprese tra 2780-2940nm, agisce tramite la produzione di bolle di vapore che, scoppiando, determinano la creazione di moti all’interno degli irriganti: la produzione di queste bolle si traduce in un effetto di cavitazione.
La tecnica SWEEPS (con apposito tip da montare su laser Er:YAG) è l’ultima innovazione in campo di disinfezione laser del sistema endodontico: il puntale, introdotto nella camera pulpare insieme all’irrigante, emette coppie di impulsi in grado di formare bolle che, collassando, generano onde d’urto, esitando in una potentissima azione di cavitazione.
Introduzione
La terapia canalare si prefigge l’obiettivo di rimuovere la polpa dentaria dal sistema canalare, la decontaminazione dello spazio endodontico dai microrganismi patogeni e la contestuale eliminazione dello smear layer.
Il trattamento può essere suddiviso in tre momenti: sagomatura, irrigazione e otturazione (fig.1 a, b, c); a causa della complessità anatomica del sistema canalare, la sola strumentazione meccanica non è in grado di detergere adeguatamente l’intera superficie del canale, per questo motivo è universalmente riconosciuto il ruolo fondamentale degli irriganti ai fini della decontaminazione e, quindi, del successo della terapia.
La prima sfida che deve essere affrontata dagli irriganti è quella di contrastare il biofilm multispecie adeso alle superfici dentinali (e i prodotti da esso derivati), oltre alla rimozione dei detriti creatisi nelle fasi di sagomatura. Un problema aggiuntivo sorge dalla complessità anatomica del sistema canalare, dalla presenza di istmi, di canali laterali o di ramificazioni minori in cui potrebbe collocarsi il biofilm (1).
La percentuale di successo della terapia endodontica primaria è 86-98%. Il fallimento endodontico (che può occorrere per una preparazione insufficiente dei canali, la mancanza di un sigillo apicale, infiltrazioni nel sigillo coronale, eccetera) avviene sempre per la persistenza di batteri nel sistema canalare; la percentuale di insuccesso aumenta nei ritrattamenti secondari (2).
Il protocollo standard d’irrigazione prevede che venga utilizzato ipoclorito di sodio (NaOCl) al 5%, che agisce sulla componente organica, associato ad acido etilenediaminetetraacetico (Edta) al 17%, chelante del calcio, che agisce sulla componente inorganica, andando a liberare i tubuli dentinali dai detriti prodotti durante la strumentazione.
Il laser in endodonzia
Negli anni sono state investigate nuove metodiche al fine di ottenere una decontaminazione ottimale del sistema endodontico: dall’attivazione dell’ipoclorito di sodio (attivazione termica o sonica/ultrasonica) all’applicazione in endodonzia di varie tecnologie di laser.
Varie sistematiche di laser sono state esaminate, dimostrando una notevole capacità di rimozione di detriti e smear layer, oltre a una effettiva capacità di migliorare la decontaminazione del sistema canalare (3).
Le tecnologie laser possono essere così suddivise:
- near infrared (NIR) wavelengths (810-1064nm);
- antimicrobial photodynamic therapy (aPDT);
- mid infrared (MIR) wavelengths (2780-2940nm).
Near infrared wavelengths
Fanno parte di questa categoria il laser a diodi (da 810 a 980nm) e il laser Nd:Yag (1064nm), che si caratterizzano per avere un effetto microbicida da azione fototermica e per un’elevata capacità di penetrazione del tessuto dentinale: se, infatti, l’ipoclorito può agire a una profondità di 130 µm nei tubuli dentinali, la capacità di penetrazione del raggio laser può arrivare a più di 1000 µm disperdendosi attraverso i tubuli stessi che fungono da “light guides” (4).
La massima azione microbicida avviene combinando ipoclorito di sodio e laser: una volta inoculato l’ipoclorito all’interno del canale, si porta la fibra (200nm) a circa 1 mm dall’apice (fig. 2), si attiva, quindi, con movimenti circolari in direzione apico-coronale, si percorre il canale in tutta la sua lunghezza. L’operazione, da ripetere tre volte, dura complessivamente 20s e si effettua al termine della fase di strumentazione (fig. 3, 4).
Nel caso del laser a diodi, inoltre, è stato dimostrato che la sua azione biostimolante assuma un grande rilievo nel favorire il processo di guarigione dei tessuti periapicali (5).
Antimicrobal photodynamic therapy (aPDT)
La tecnica si basa sull’utilizzo di un fotosensibilizzante che, applicato nel sistema canalare, viene irradiato da una sorgente luminosa, la cui lunghezza d’onda coincide con la banda massima di assorbimento del fotosensibilizzante, determinando un effetto citotossico nelle “cellule target”.
L’effetto citotossico è mediato dal rilascio di radicali liberi dell’ossigeno (ROS) e ossigeno singoletto (O2) in grado di reagire con proteine, nucleotidi e lipidi, determinando così il danno cellulare.
La terapia fotodinamica, inoltre, ha dimostrato la sua efficacia contro infezioni localizzate sostenute da batteri, virus e funghi, bypassando il fenomeno dell’antibiotico resistenza (risulta, infatti, difficile lo sviluppo di una resistenza alla terapia fotodinamica poiché ROS e O2 agiscono su strutture cellulari diverse) (6).
In letteratura, la maggior parte delle ricerche è stata condotta utilizzando come fotosensibilizzanti il blu di metilene (MB), il blu di toluidina (TB) e il verde di indocianina (ICG), per lunghezze d’onda rispettivamente di 660, 635 e 810nm. Le modalità di utilizzo prevedono che la fibra venga portata ad 1mm dall’apice quindi, con movimenti circolari in direzione coronale, si attivi il fotosensibilizzante. (fig. 5).
Numerosi studi hanno dimostrato una maggiore efficacia microbicida in campioni sottoposti a più sedute d’irraggiamento; efficacia che risulta ancor più evidente in denti necrotici con endodonto infetto. Le ragioni di questa osservazione possono essere molteplici ma si ritiene che, in seguito ad un primo trattamento, la ricolonizzazione batterica avvenga dando luogo a un biofilm meno strutturato e, quindi, più suscettibile a un secondo irraggiamento. Inoltre, benché gli studi in vivo siano decisamente meno numerosi rispetto a quelli in vitro, i risultati mostrano come trattamenti endodontici combinati a ripetute sessioni di aPDT siano ancor più eclatanti rispetto a quelli ottenuti in vitro, facendo presupporre che i tessuti periapicali abbiano un’azione di “back-scattering” aumentando il numero dei fotoni in grado di prender parte alla fotoattivazione (7).
Se da una parte, ripetute applicazioni laser aumentano l’outcome della terapia, dall’altra si vanno inevitabilmente ad allungare i tempi operatori, specialmente nei denti pluriradicolati.
Mid-infrared wavelengths
Fanno parte di questa categoria il laser ad erbio (Er:Yag 2940nm) e il laser erbium chromium (Cr:YSGC 2780nm), che hanno la caratteristica di essere ben assorbiti in acqua, determinando l’attivazione degli irriganti tramite un effetto di cavitazione.
La tecnica di attivazione laser degli irriganti (LAI) si basa su effetti fotoacustici e fododinamici: il forte assorbimento del laser ad erbio da parte dell’acqua (o, nel caso di specie, degli irriganti) determina un fenomeno di vaporizzazione con la formazione di bolle di vapore, che implodono in 100-200 µs, scatenando così un effetto di cavitazione secondaria.
Una prima evoluzione è stata rappresentata dalle PIPS (photoninduced photoacoustic streaming), che si differenziava per l’utilizzo di un’energia sub-ablativa (20 mJ, 15 Hz) ed impulsi ultra-short (50 µs). Questo rendeva possibile l’utilizzo delle specifiche tips all’imbocco dei canali e non più la necessità di portare il puntale laser a 5mm dall’apice, con una conseguente minore strumentazione del canale (8).
Una successiva innovazione di questa metodica sono le SWEEPS (shockwave-enhanced emission photoacoustic streaming).
La specifica tip, che viene collocata all’interno della camera pulpare insieme all’irrigante (fig. 6), genera coppie di impulsi (ultra-short, 25µs) in grado di generare delle bolle: durante il collasso della bolla generata dalla prima irradiazione, viene emesso un secondo impulso in grado di generare una seconda bolla, che va a causare un ancor più rapido e violento collasso della prima. Il susseguirsi di questi collassi genera un’onda d’urto negli irriganti, capace di potenziare l’azione di disinfezione del canale (fig. 7). In altre parole, le bolle secondarie sono in grado di esercitare una pressione sulle prime tale da causare turbolenti moti degli irriganti in aree più profonde del sistema canalare, risultando così più efficaci della tecnica PIPS o delle tecniche di attivazione ad ultrasuoni in termini di eliminazione di detriti o smear layer, nonché in termini di capacità di penetrazione nei canali laterali (9).
Successivi studi hanno evidenziato come la tecnica SWEEPS sia associata con minor frequenza ad eventi avversi, quali l’estrusione oltre apice degli irriganti (10), oltre ad un minore dolore post-operatorio (11).
L’azione meccanica delle SWEEPS assume una rilevanza ancor più significativa quando all’interno dei canali vengono posizionati medicamenti provvisori (quali idrossido di calcio): il loro posizionamento è cruciale nelle fasi transitorie di alcune terapie (ad es. l’esposizione traumatica della polpa di un dente ad apice immaturo), ma ai fini del successo del trattamento è fondamentale che questi medicamenti siano completamente rimossi dal sistema canalare. Studi recenti dimostrano come la specifica tip SWEEPS risulti lo strumento più performante, con una capacità di rimozione dei detriti notevolmente superiore rispetto alla sola irrigazione con ipoclorito di sodio e ai sistemi di attivazione ultrasonica (12).
Questa nuova tecnologia si è dimostrata essere di grande supporto anche nella rimozione dei materiali da otturazione canalare nei casi di ritrattamento: l’utilizzo dei solventi di uso comune è ancora piuttosto controverso, essendo ormai dimostrato che favorisca l’adesione di residui di guttaperca o cemento alle pareti del sistema canalare, inficiando l’azione di decontaminazione. L’onda d’urto generata da SWEEPS si è rivelata in grado liberare le pareti canalari in modo significativamente maggiore rispetto all’azione dei sistemi ultrasonici (13).
Risultati promettenti, seppur ancora preliminari, sono emersi anche andando a valutare la capacità di SWEEPS di eliminare detriti e smear layer in canali con strumenti rotanti fratturati non removibili. La strumentazione meccanica, come noto, non è esente dal rischio di frattura degli strumenti all’interno del sistema canalare: quando questa ipotesi si verifica e non è possibile rimuovere o bypassare il frammento, la prognosi del trattamento è meno predicibile. Recenti studi mostrano come l’utilizzo combinato di SWEEPS ed irriganti riesca a garantire una maggiore rimozione dello smear layer (seppur in presenza dell’ostacolo all’interno del canale) rispetto alla sola irrigazione con ipoclorito di sodio (14).
Conclusioni
La terapia canalare oggi ha percentuali di successo molto elevate, se vengono seguite meticolosamente le procedure ormai standardizzate di sagomatura, irrigazione e otturazione tridimensionale del canale. È opportuno, però, considerare che, benché l’irrigazione tradizionale (NaOCl 5%+ EDTA 17%) rappresenti ancora il modello di riferimento, numerosi studi hanno evidenziato l’efficacia della disinfezione laser a potenziamento degli irriganti, offrendo strumenti per ridurre ulteriormente gli insuccessi (fig. 8).
Per ognuna delle tecniche laser sopra descritte è stata ampiamente dimostrata un’azione battericida ad ampio spettro, e assume un particolare rilievo la capacità di ognuna di agire nei confronti di enterococcus faecalis, specie predominante nel biofilm batterico tipico delle lesioni periapicali secondarie.
Il laser a diodi e Nd:Yag sono associati a un minore dolore post-operatorio (probabilmente grazie alla loro azione biomodulante), ma richiedono che la fibra (200nm) venga portata ad 1mm circa dall’apice, di conseguenza trovano applicazione in quei canali che sono stati sagomati a sufficienza durante la terapia.
La terapia fotodinamica (aPDT), che rappresenta un prezioso supporto per scongiurare l’antibiotico-resistenza, ha lo svantaggio di apportare il massimo risultato (in termini di abbattimento della carica batterica) in più sedute, allungando quindi notevolmente i tempi dell’operatore.
La tecnica SWEEPS, che basa la sua azione su un principio meccanico (ovvero la formazione di onde d’urto grazie ad impulsi ultra shorts), sembra essere il punto di svolta: la possibilità di trasmettere l’urto fino in apice posizionando la tip all’interno della camera pulpare apre le porte a sagomature ultra conservative, scongiurando il rischio di estrusione di detriti o ipoclorito di sodio nei tessuti periapicali; in aggiunta, il moto che si genera all’interno del sistema canalare ha la capacità di liberare i tubuli dentinali dallo smear layer consentendo un’azione estremamente profonda degli irriganti, anche in presenza di ostacoli all’interno dei canali.
Benché siano necessari ulteriori approfondimenti in merito a questa nuova tecnologia, gli studi finora condotti hanno evidenziato promettenti risultati.
1. “Present status and future directions – irrigants and irrigation methods” Boutsioukis et al, 2022 International Endodontic Journal
2. “Influence of microbiology on endodontic failure. Literature review”. I. Prada et al, 2019, Med Oral Pat Oral Cir Bucal)
3. “Laser in endodontic” G. Olivi et al, Roots 2011
4. Schulte-Lunzum et al. “The impact of a 940nm diode laser with radial firing tip and bare end fiber tip on Enterococcus faecalis in the root canal wall dentin of bovine teeth: an in vitro study”. Photomed Laser Surg 2017)
5. “Evaluation of the antibacterial efficacy of EZLASE diode LASER on the infected root canal system:” An in vivo study” M. Tilakchand et al, Journal of conservative dentistry, 2018
6. “5-Aminolevulinic Acid and Red Led in Endodontics: A Narrative Review and Case Report”. S. D’Ercole et al, 2022
7. “Antimicrobial effects of photodynamic therapy on patients with necrotic pulps and periodical lesion” Garcez AS et al, J. Endod 2008
8. “The efficiency of the Er:Yag Laser and photoinduced photoacoustic streaming (PIPS) as an activation method in endodontic irrigation: a literature review” Qui Link Do et al, J Lasers Med Sci 2020
9. “The evaluation of SWEEPS plus antimicrobial photodynamic therapy with Indocyanine green in eliminating Enterococcus faecalis biofilm from infected root canals: an in vitro study” G. Rostami et al Biomedicines 2023
10. “Comparative effects of erbium-doped yttrium aluminum garnet laser, the shock wave-enhanced emission photoacoustic streaming, and the conventional needle irrigation on apical extrusion of irrigants” Mehdi Vatampur et al, Photodiagnosis and photodynamic therapy, 2022
11. “Comparative anlysis of reduction in pain scores after single visit root canal treatment using endodontic irrigation protocols, namely, conventional needle irrigation, PUI, PIPS, and SWEEPS: a randomized control trial” Neelam Mittal et al, J Conserv Dent 2023
12. “Comparison of the removal of intracranal medicaments used in regenerative endodontics from root canal system using needle, ultrasonic, sonic, and laser-activated irrigation systems” Sila Nur Usta et al, Laser in Medical Science 2024
13. “Effect of a novel laser-initiated photoacoustic activation of a solvent or sodium hypochlorite in the removal of filling remnants after retreatment of curved root canals” Ivona Bago et al, Photodiagnosis and Photodynamic Therapy, 2021
14. “Comparison of three irrigation methods: SWEEPS, ultrasonic and traditional irrigation, in smear layer and debris removal abilities in the root canal, beyond the fractured instrument” Mehdi Vatanpour, Photodiagnosis and Photodynamic Therapy, 2022
