Effects of different toothpastes on the prevention of erosion in composite resin and glass ionomer cement enamel and dentin restorations

Abstract Objective This study aimed to evaluate the effects of different toothpastes on the surface wear of enamel, dentin, composite resin (CR), and resin-modified glass ionomer cement (RMGIC), and to perform a topographic analysis of the surfaces, based on representative images generated by atomic force microscopy (AFM) after erosion-abrasion cycles. Methodology One hundred and forty bovine incisors were collected and divided into two groups: 72 enamel and 72 dentin blocks (4×4 mm). Half of the specimens were restored with CR (Filtek Z350 XT) and the other half with RMGIC (Fuji II LC). Then, samples were submitted to a demineralization cycle (5 days, 4×2 min/day, 1% citric acid, pH 3.2) and exposed to three different toothpastes (2×15 s/day): without fluoride (WF, n=12), sodium fluoride-based (NaF, n=12), and stannous fluoride-based (SnF2, n=12). Surface wear, as well as restoration interfaces wear, were investigated by profilometry of the dental substrates and restorative materials. All representative surfaces underwent AFM analysis. Data were analyzed by two-way analysis of variance and Tukey's tests (α=0.05). Results NaF-based toothpaste caused the greater dentin surface wear (p<0.05). Toothpastes affected only enamel-restoration interfaces. AFM analysis showed precipitate formation in dentinal tubules caused by the use of fluoride toothpastes. Conclusions NaF-based toothpastes had no protective effect on enamel adjacent to CR and RMGIC against erosion-abrasion challenges, nor on dentin adjacent to RMGIC material. SnF2-based toothpastes caused more damage to interfaces between enamel and RMGIC.

Efeito de fluoretos presentes em dentifrícios na prevenção da erosão de restaurações de resina composta e cimento de ionômero de vidro de esmalte e dentina erodidos / Effect of fluorides preseot in tootbpastes on tbe preventing erosion from enameJ and dentin eroded of composite resin and glass ionomer cement restorations

O objetivo desse estudo foi avaliar o desgaste, as propriedades mecânicas, topografia e composição química dos substratos dentários e materiais restauradores após ciclo erosivo/abrasivo, utilizando diferentes dentifrícios. Foram utilizados 244 blocos, sendo 122 de esmalte e 122 blocos de dentina, medindo 4 x 4 mm, obtidos a partir de incisivos bovinos que foram cortados e polidos. Cada amostra continha um bloco de esmalte e um de dentina, entre os blocos foram confeccionadas restaurações com cimento de ionômero de vidro modificado por resina (CIVMR) e resina composta (RC). Após as restaurações, a hemiface de cada amostra foi recoberta com verniz ácido-resistente, afim de produzir o lado controle. Esses dois grupos foram subdivididos em três grupos, de acordo com o dentifrício utilizado no processo de abrasão: SF - sem flúor (controle negativo), NaF - com fluoreto de sódio 1450 ppm de F (controle positivo) e SnF2 - com fluoreto de estanho 1100 ppm de F. O ácido cítrico a 0,05 M, pH= 3.2, foi utilizado nos ciclos de erosão, sendo realizados 4x/dia, 2 minutos cada, com intervalos de 1 hora entre cada ciclo. Os espécimes foram submetidos à abrasão (2x/dia, ao final do primeiro e último ciclo erosivo/dia), aplicando o slurry (1:3) sobre as amostras por 2 minutos, seguidos de 15 segundos de escovação por espécime (200 g por 15 s), ao longo de 5 dias. Na sequência, o verniz ácido resistente foi removido da hemiface de cada amostra e estas foram analisadas quanto ao desgaste das superfícies através de perfilometria (n=12), microdureza, apenas dos materiais restauradores (n =12), topografia por microscopia de força atômica (AFM) (n=2), nanodureza (H) e módulo de elasticidade (Er) (n=5), composição química através de energia dispersiva de raios-X (EDS) (n=3), microscopia Raman (n= 5). Os dados de perfilometria, microdureza dos materiais restauradores, (H / Er) e EDS e Raman foram submetidos a ANOVA dois fatores medidas repetidas e teste de Tukey (p< 0,05). Em relação às imagens de AFM foram analisadas apenas qualitativamente. O dentifrício NaF promoveu o maior desgaste nas superfícies dentinárias adjacentes ao CIVMR e RC. Apenas as interfaces adjacentes ao esmalte sofreram influência do dentifrício. Os mais baixos valores de microdureza foram observados para CIVMR quando se utilizou o dentifrício SnF2 (p < 0,05). Em relação aos valores de H e Er, pode-se notar que não houve diferenças entre os dentifrícios (p> 0,05), apenas entre as superfícies dentro de cada dentifrício (p< 0,05). Em relação às superfícies controle e erodida, apenas RC manteve seus valores constantes após erosão (p> 0,05). Em relação à composição química, os substratos dentários erodidos mostraram menores concentrações de cálcio e fosfato, enquanto para a superfície do material ionomérico houve uma diminuição de flúor e aumento de cálcio para as superfícies erodidas; as superfícies de resina composta mostraram-se inalteradas em sua composição química após os desafios erosivos (p > 0.05). Os dentifrícios não foram capazes de promover diferença nas propriedades mecânicas das superfícies após ciclo erosivo-abrasivo. Entretanto, promoveram diferenças quanto ao desgaste, composição química e topografia das superfícies, à exceção das superfícies de resina composta(AU)

The aim of this study was to evaluate the wear, mechanical properties, topography and chemical composition of dental substrates and restorative materiais after erosive / abrasive cycle using different toothpastes. A total of 244 blocks were used: 122 enamel and 122 dentin blocks, measuring 4 x 4 mm, obtained from bovine incisors that were cut and polished. Each sample contained one enamel and one dentin blocks, between them were made restorations with resin modified glass ionomer cement (RMGIC) and composite resin (CR). After restorations, the hemiface of each sample was coated with acid-resistant vamish to produce the contrai side. These two groups were subdivided into three groups according to the toothpaste used in the abrasion process: SF - no fluoride (negative control), NaF - sodium fluoride with 1450 ppm F (positive control) and SnF2 - stannous fluoride with 1100 ppm F. The 0.05 M citric acid, pH = 3.2, was used in the erosion cycles, being performed 4x / day, 2 minutes each, with 1 hour intervals between each cycle. The specimens were subjected to abrasion (2x / day at the end of the first and last erosive cycle / day), applying the slurry (1:3) to the samples for 2 minutes, followed by 15 seconds of brushing per specimen (200 g per 15 s) over 5 days. Next, acid resistant vamish was removed from the hemiface of each sample and these were analyzed for surface wear by profilometry (n = 12), microhardness of restorative materiais only (n = 12), atomic force microscopy (AFM) topography (n = 2), nanohardness (H) and modulus of elasticity (Er) (n = 5), chemical composition by X-ray dispersive energy (EDS) (n = 3), Raman microscopy (n = 5). The profilometry, microhardness of the restorative materiais, (H / Er) and EDS and Raman data were submitted to two-way repeated measures ANOVA and Tukey test (p <0.05). Regarding the AFM images were analyzed only qualitatively. NaF toothpaste promoted higher wear on dentin surfaces adjacent to RMGIC and CR. Only the interfaces adjacent to the enamel were influenced by the toothpaste. The lowest microhardness values were observed for MVICR when using the SnF2 dentifrice (p <0.05). Regarding H and Er values, there were no differences among the toothpastes (p> 0.05), only among the surfaces into each toothpaste (p< 0.05). ln relation to control and eroded surfaces, only CR maintened constant values after erosive-abrasive cycles (p> 0.05). Regarding the chemical composition, the eroded dental substrates presented lower calcium and phosphate concentrations, while for the surface of the ionomeric material there was a decrease of fluoride and calcium increase for the eroded suraces. Composite resin surfaces were unchanged in their chemical composition after erosion challenges (p> 0.05). The toothpastes were not able to promote difference in the mechanical properties of surfac.es after erosive-abrasive cycle. However, promoted differences in surface wear, chemical composition and topography, except for composite resin surfaces(AU)

Effect of Fluoride-Releasing Adhesive Systems on the Mechanical Properties of Eroded Dentin

Abstract The aim of the study was to evaluate the effect of erosive pH cycling with solutions that simulate dental erosion on Martens hardness (HMV) and elastic modulus (Eit) of dentin restored with fluoride-releasing adhesive systems. Twenty-seven bovine dentin slabs were restored with three adhesive systems: Adper Single Bond 2 total-etch adhesive system, One Up Bond F and Clearfil SE Protect fluoride-containing self-etching adhesive systems. The restorations were made with Filtek Z250. The HMV and Eit values at distances of 10, 30, 50 and 70 µm from the interface were evaluated using a dynamic ultra microhardness tester before and after immersion in deionized water, citric acid and hydrochloric acid (n=9). Data were submitted to repeated-measures ANOVA and Fisher's PLSD tests (=0.05). After erosive cycling, HMV values of dentin decreased in all groups. For dentin restored with Adper Single Bond 2, the lowest values were found closer to the hybrid layer, while for One Up Bond F and Clearfil SE Protect, the values remained unaltered at all distances. For dentin restored with fluoride-releasing adhesive systems, a decrease in Eit was found, but after 30 µm this difference was not significant. The acid substances were able to alter HMV and Eit of the underlying dentin. For fluoride-releasing adhesives, the greater the distance from bonded interface, the lower the Eit values. The fluoride in One Up Bond F and Clearfil SE Protect was able to protect the underlying dentin closer to the materials. In this way, the fluoride from adhesive systems could have some positive effect in the early stages of erosive lesions.

Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da ciclagem de pH erosiva com soluções que simulam a erosão dental, na dureza Martens (HMV) e módulo de elasticidade (Eit) da dentina restaurada com sistemas adesivos contendo fluoretos. Vinte e sete blocos de dentina foram restaurados com três sistemas adesivos: sistema adesivo de condicionamento total Adper Single Bond 2 e sistemas adesivos autocondicionantes contendo fluoreto One Up Bond F e Clearfil SE Protect. As restaurações foram realizadas com resina Filtek Z250. Os valores de HMV e Eit nas distâncias de 10, 30, 50 e 70µm da interface foram avaliadas em ultramicrodurômetro dinâmico antes e após a imersão em água deionizada, ácido cítrico e ácido clorídrico (n=9). Dados foram submetidos à ANOVA para medidas repetidas e Fisher PLSD (α=0,05). Após a ciclagem erosiva, os valores de HMV da dentina diminuíram em todos os grupos. Para a dentina restaurada com Adper Single Bond 2, os menores valores foram encontrados próximo a camada híbrida enquanto que, para os sistemas adesivos One Up Bond F e Clearfil SE Protect, os valores permaneceram inalterados em todas as distâncias. Para a dentina restaurada com os materiais que liberam fluoretos, uma redução nos valores de Eit foi encontrada, mas após 30µm essa diferença não foi mais significante. As substâncias ácidas foram capazes de alterar a HMV e o Eit da dentina subjacente. Para os adesivos que liberam fluoretos, quanto maior a distância da interface adesiva, menor os valores de Eit. O fluoreto presente no One Up Bond F e Clearfil SE Protect foi capaz de proteger a dentina subjacente próxima aos materiais. Dessa maneira, a presença do flúor em sistemas adesivos pode ter algum efeito positivo em estágios iniciais de lesões erosivas.