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Gli strumenti sonici in odontostomatologia

By E. Ruga, E. Amerio, V. Carbone
November 13, 2019

I dispositivi sonici sono strumenti dotati di precisione micrometrica utilizzabili nelle diverse branche dell’odontostomatologia. Condividono numerosi vantaggi con gli strumenti piezoelettrici, ma non richiedono necessariamente un motore dedicato1, 2.

Gli strumenti manuali e quelli rotanti rivestono ancor oggi un ruolo fondamentale in odontoiatria, restano insostituibili nonostante una serie di avanzatissimi strumenti e dispositivi, tra cui radiobisturi, ultrasuoni e laser con diverse lunghezze d’onda abbiano avuto larga diffusione in ambito medicale3, 4. L’approfondimento circa i diversi laser medicali ad uso odontoiatrico per il trattamento dei tessuti duri e molli del cavo orale richiederebbe un ampio spazio dedicato. L’attenzione vuole essere concentrata sugli strumenti ultrasonici, anzi su quelli sonici ancor oggi sconosciuti ai molti. Attraverso una sintetica panoramica circa la storia e le caratteristiche della strumentazione piezoelettrica e ad aria/pneumatica, si vuole introdurre il clinico nel territorio degli strumenti sonici. Vengono quindi presentati i più recenti studi e alcuni casi clinici esemplificativi delle possibili applicazioni multidisciplinari odontoiatriche.

 Approfondimento: strumentazione ultrasonica e strumentazione sonica
Gli strumenti ultrasonici si basano su un fenomeno fisico chiamato piezoelettricità e pertanto vengono anche chiamati piezoelettrici. I dispositivi piezoelettrici sfruttano la deformazione dei cristalli ceramici che provocano delle vibrazioni amplificate e trasmesse alla punta di specifici manipoli per mezzo di un trasduttore. Nei dispositivi elettromedicali il cristallo è contenuto all’interno del manipolo su cui vengono montati gli inserti e la sua natura determina la frequenza di vibrazione. Tali frequenze si trovano sopra la soglia dei 18.000 Hz limite udibile per l’uomo e pertanto vengono definite ultrasoniche. La strumentazione piezoelettrica è utilizzata con successo da decenni nelle diverse branche dell’odontoiatria.

I primi lavori riguardanti l’utilizzo di un manipolo piezoelettrico per l’esecuzione di osteotomie risalgono agli anni ’705. Il primo moderno dispositivo per la chirurgia ossea è stato introdotto grazie all’opera di Tomaso Vercellotti6 intorno agli anni 2000. I moderni sistemi chirurgici piezoelettrici sono utilizzati con successo in odontoiatria, chirurgia ortopedica, maxillo-facciale ed in neurochirurgia.

Gli strumenti ultrasonici offrono alcuni indiscutibili vantaggi rispetto ai classici strumenti rotanti tra cui il taglio selettivo sui tessuti duri (che si verifica per frequenze inferiori a 50.000 Hz) una maggiore accuratezza data dalla minore forza necessaria da imprimere al manipolo durante il loro utilizzo e una minore invasività. Tuttavia si rilevano spesso meno efficienti in termini di tempo degli strumenti rotanti.

Gli strumenti sonici
Il funzionamento dei manipoli sonici è in linea teorica più semplice ma altrettanto efficace e dipende fondamentalmente dall’aria compressa derivante dal riunito dentale, che incanalata al suo interno induce il movimento della punta azionando un complesso di lamelle. Si tratta pertanto di un sistema di tipo pneumatico. Non è pertanto strettamente necessario dotarsi di un’apparecchiatura dedicata, potendo essere collegati direttamente al riunito odontoiatrico. I primi modelli di manipoli sonici sono stati rappresentati da comunissimi ablatori ad aria. Nei manipoli di moderna concezione, destinati anche ad un uso chirurgico, l’aria compressa richiesta per l’azionamento dello strumento non viene liberata sul campo operatorio ma fuoriesce lateralmente o in coda al manipolo. La presenza di una monoscocca e di specifiche guarnizioni scongiura inoltre indesiderate perdite di flusso e quindi di potenza, a tutto vantaggio dell’efficacia clinica.

Con la strumentazione sonica l’azione di taglio viene ottenuta tramite l’oscillazione di una punta che vibra a frequenze soniche dell’ordine di 5.000-9.000 Hz7. A differenza degli strumenti ultrasonici, caratterizzati da un movimento prevalentemente lineare, la punta dell’inserto compie un movimento tridimensionale di natura orbitante7 con oscillazioni comprese tra i 60 e i 1.000 µm15. Ci troviamo di fronte a una vibrazione con una frequenza nettamente più bassa rispetto a quella ultrasonica, ma con una maggior ampiezza nel movimento.

Gli strumenti sonici da tempo utilizzati in parodontologia sono stati introdotti in protesi, odontoiatria restaurativa, endodonzia e recentemente in chirurgia orale. L’impulso per l’applicazione della strumentazione sonica in chirurgia orale e implantare si deve all’intuizione ed allo sforzo di Ivo Agabiti8, 9 che per primo utilizzò inserti per applicazioni chirurgiche su manipoli ad aria. Seguirono quindi i primi studi8, 9 e la realizzazione di manipoli ed inserti dedicati. Oggigiorno alcune tra le più importanti case produttrici di strumentario odontoiatrico e chirurgico offrono a catalogo specifici modelli di manipoli ad aria impiegabili in applicazioni odontoiatriche generali e chirurgiche.

Strumenti rotanti Strumenti ultrasonici (24-32 KHz): Strumenti sonici (5-6,5 KHz)
Velocità Taglio selettivo dei tessuti duri (Schaeren 2008, Bovi 2010). Vantaggi e applicazioni cliniche degli strumenti ultrasonici
Affidabilità clinica ampiamente comprovata Maggiore accuratezza e minore invasività Non richiedono un motore dedicato
(im)precisione Campo operatorio esangue Utilizzabile nella quasi totalità di pazienti
Lesività nei confronti dei tessuti molli Miglior guarigione tissutale (Preti 2007, Gulnahar 2013, Silvia Neto 2014) Precisione
Potenziale trauma meccani termico Movimento prevalentemente longitudinale Movimento orbitale tridimensionale
Tempi lunghi rispetto agli strumenti rotanti Scarsa letteratura a supporto
Richiede un motore dedicato
Non utilizzabile in tutti i pazienti (Peace maker, defibrillatori, etc.)

Tab. 1

 

Requisiti per l’utilizzo di inserti sonici di precisione in chirurgia orale:
Riunito odontoiatrico con cordone – attacco rapido turbina (kavo/other)
Manipolo sonico (dotato di specifiche caratteristiche)
Pressione operativa 2.4 ÷ 4.5 bar
Adattatore per irrigazione sterile
Inserti chirurgici

Tab. 2

 

Applicazioni cliniche della tecnologia sonica
Le punte a vibrazione sonica coprono un’ampia gamma di indicazioni cliniche in odontostomatologia: dalla parodontologia alla protesi. Il movimento oscillante che si ottiene su appositi inserti è, come visto in precedenza, generato dalla pressione dell’aria che attraversa il manipolo. Si genera un movimento ellittico tridimensionale che consente un’efficace rimozione dei tessuti duri, ottimizzando così i tempi operativi.

Gli strumenti sonici e ultrasonici possono essere applicati in diverse situazioni cliniche in odontoiatria, ottenendo particolari vantaggi laddove sia richiesta una selettività di taglio e/o particolare precisione. Si deve a due Italiani l’applicazione di queste tecnologie in chirurgia orale. Gli strumenti sonici, così come gli ultrasonici, possono essere utili in vari contesti chirurgici in cui sia richiesta una particolare precisione:

  • Durante prelievo di innesti ossei;
  • Durante le procedure di espansione di cresta;
  • Durante l’esecuzione dell’antrostomia e lo scollamento della membrana sinusale negli interventi di rialzo di seno mascelare;
  • Durante lo scollamento di lembi mucoperiostei;
  • Durante la rimozione di tessuto di granulazione dagli alveoli post-estrattivi;
  • Durante l’enucleazione di lesioni cistiche;
  • In chirurgia exodontica in siti a particolare rischio di danno vascolo nervoso o nel caso di elementi anchilotici.

È possibile inoltre adottare tali strumenti nella preparazione del sito implantare attraverso l’utilizzo di inserti dedicati. Per le possibili applicazioni in ambito odontostomatologico degli strumenti sonici si rimanda alla tabella 3.

CAMPI DI APPICAZIONE: PROCEDURE:
Parodontologia Scaling, soft scaling, root planing, debridement, trattamento peri-implantare.
Endodonzia7, 10 Rimozione strumenti fratturati, rimozione di calcificazioni agli imbocchi canalari, allargamento orifizi canalari, attivazione sonica degli irriganti; endodonzia chirurgica.
Protesi Posizionamento e rifinitura dei margini di preparazione; preparazione protesica, preparazione per veneers.
Restaurativa11 Fissurotomie, micro-preparazioni cavitarie, rifinitura dei box interprossimali, preparazione minimamente invasiva di cavità interprossimali; shaping.
Pedodonzia Fissurotomie, micro-preparazioni cavitarie.
Ortodonzia Stripping ortodontico, osteotomie-corticotomie.
Chirurgia orale (ed implantare)8, 9, 12, 13, 14, 15 Chirurgia estrattiva, chirurgia preprotesica, chirurgia parodontale, chirurgia implantare, odontotomie, osteotomie, osteoplastiche, prelievi ossei, scollamento dei tessuti molli dai tessuti duri.

Tab. 3

 

Gli studi clinici recenti
La letteratura scientifica è ricca di lavori circa le applicazioni piezoelettriche in odontoiatria e chirurgia orale5, 1, 6. Esiste una relativa carenza di lavori circa le applicazioni odontostomatologiche degli strumenti sonici. Segue la citazione di alcuni lavori di rilievo dell’ultimo decennio.

Plotino e collaboratori hanno confermato l’efficacia degli strumenti sonici nel corso di applicazioni endodontiche in un recente studio del 201910. Nel 2014 Weitz15 ha indagato circa l’incidenza di perforazioni della membrana sinusale durante il rialzo del pavimento del seno mascellare eseguiti con strumenti sonici. Lo studio ha dimostrato la sicurezza e l’efficacia della combinazione di strumenti manuali e sonici con una ridotta comparsa di complicanze.

Agabiti e collaboratori (2014) hanno studiato l’efficacia delle osteotomie verticali per supportare i movimenti ortodontici di elementi dentari anchilotici. L’utilizzo di inserti microsaw ad attivazione sonica si è dimostrata un’alternativa efficace e sicura rispetto alla strumentazione manuale, rotante e piezoelettrica tradizionale. Lo stesso autore in uno studio del 2017 sull’espansione crestale con strumentazione sonica ha confermato l’utilità di una tecnica in due tempi, in particolare nei settori mandibolari posteriori. Sono ancora una volta italiani due studi recenti provenienti dall’Università degli studi di Torino, pubblicati sul Journal of Craniofacial Surgery e sul Journal of Osseointegration nel 2017.

Gli autori hanno studiato ex vivo (Fig. 4) ed in vivo gli aspetti fisici ed istologici legati all’utilizzo di strumenti sonici, ultrasonici e rotanti nell’esecuzione di osteotomie lineari ed implantari. È stata indagata l’accuratezza degli strumenti rilevata da un punto di vista fisico ed istologico, sono stati studiati i tempi operativi, altresì sono stati misurati gli aspetti termici (Grafico 1) rilevando gli incrementi di temperatura anche in relazione alla pressione applicata. Da un punto di vista istologico, i diversi strumenti, si sono dimostrati sicuri, senza aver provocato fenomeni di necrosi o danno termico tissutale. È stata riscontrata una maggior regolarità dei margini di incisione, seppur non statisticamente significativa, nel caso dell’utilizzo di inserti sonici.

Gli strumenti sonici si sono dimostrati i più precisi, con risultati statisticamente significativi, seguiti dagli ultrasonici e dai rotanti (Grafico 2). Hanno determinato un ridotto incremento della temperatura durante le fasi di osteotomia, similmente a quelli rotanti. Il maggior incremento di temperatura è stato rilevato per gli strumenti piezoelettrici che quindi dovrebbero essere utilizzati con pause intermittenti e senza mai essere privati dell’irrigazione con soluzioni refrigerate. I rotanti hanno dimostrato di essere i più rapidi in tutte le situazioni, seguiti dagli ultrasonici e dai sonici.

 

Casi clinici

Considerazioni e conclusioni
Nella nostra esperienza gli strumenti sonici si sono rivelati utili in numerose situazioni cliniche in diversi campi dell’odontostomatologia. Vantaggi quali il movimento controllato, la precisione, il taglio selettivo sui tessuti duri e l’ergonomia di questi strumenti consentono al clinico di ottenere risultati efficaci con un’invasività minima. Questi vantaggi uniti al ridotto costo d’esercizio fanno degli strumenti sonici un utile e pratico dispositivo di cui avvalersi nella pratica quotidiana. Rimane comunque prerogativa dell’operatore la scelta dello strumento idoneo nello specifico contesto clinico.

Bibliografia

  1. Ruga E., Gallesio C., Boffano P.. Platelet-rich fibrin and piezoelectric surgery: a safe technique for the prevention of periodontal complications in third molar surgery. J Craniofac Surg. 2011 Sep;22(5):1951-5.
  2. Ruga E., Amerio E., Carbone V., Volante M., Gandolfo S.. Physics and Histologic Evaluation of Rotary, Ultrasonic, and Sonic Instruments. The Journal of Craniofacial Surgery, Volume 28, Number 7, October 2017.
  3. Coppa, A., Bondioli, L., Cucina, A., Frayer, D. W., Jarrige, C., Jarrige, J. F., & Macchiarelli, R. (2006). Palaeontology: early Neolithic tradition of dentistry.Nature, 440(7085), 755-756.
  4. John Kirkup .Surgical history: The history and evolution of surgical Instruments -VI The surgical blade: from finger nail to ultrasound Ann R Coll Surg 1995; 77: 380-388.
  5. Horton, J. E., Tarpley, T. M., & Wood, L. D. (1975). The healing of surgical defects in alveolar bone produced with ultrasonic instrumentation, chisel, and rotary bur. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, 39(4), 536-546.
  6. Vercellotti T., Russo C., Gianotti S.. A New Piezoelectric Ridge Expansion Technique in the Lower Arch—A Case Report .World Dentistry 2000.
  7. John Ide Ingle, Leif K. Bakland, J.. Craig Baumgartner .Ingle's Endodontics 6. p836. PMPH USA, 2008.
  8. Agabiti I., Botticelli D.. Two-Stage Ridge Split at Narrow Alveolar Mandibular Bone Ridges. J Oral Maxillofac Surg. 2017 Oct;75(10):2115.e1-2115.
  9. Agabiti I., Capparè P., Gherlone EF., Mortellaro C., Bruschi GB., Crespi R.. New surgical technique and distraction osteogenesis for ankylosed dental movement. J Craniofac Surg. 2014 May;25(3):828-30.
  10. Plotino G., Grande M., Mercade M. et al Efficacy of sonic and ultrasonic irrigation devices in the removal of debris from canal irregularities in artificial root canals. J Appl Oral 2019 Jan 7;27.
  11. Hugo, B., & Stassinakis, A. (1998). Preparation and restoration of small interproximal carious lesions with sonic instruments. Practical periodontics and aesthetic dentistry: PPAD, 10(3), 353-9.
  12. Amerio E., Ruga E., Garrone M., Carbone V., Gandolfo S.. Changes in temperature during the preparation of the implant sites using sonic and ultrasonic instruments: a comparative study. Journal of Osseointegration. January-April 2017; 9(1).
  13. Masuda, K., Silva, E. R., Botticelli, D., Alccayhuaman, A., Alí, K., & Xavier, S. P. (2019). Antrostomy Preparation for Maxillary Sinus Floor Augmentation Using Drills or a Sonic Instrument: A Microcomputed Tomography and Histomorphometric Study in Rabbits. International Journal of Oral & Maxillofacial Implants, 34(4).
  14. Papadimitriou, D. E., Geminiani, A., Zahavi, T., & Ercoli, C. (2012). Sonosurgery for atraumatic tooth extraction: a clinical report. The Journal of prosthetic dentistry, 108(6), 339-343.
  15. Weitz, D. S., Geminiani, A., Papadimitriou, D. E., Ercoli, C., & Caton, J. G. (2014). The incidence of membrane perforation during sinus floor elevation using sonic instruments: a series of 40 cases. International Journal of Periodontics & Restorative Dentistry, 34(1).

 

L'articolo è stato pubblicato su Cosmetic & Endo Tribune Italian Edition n. 2/19.

 

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