Impact of Experimental Nano-HAP Pastes on Bovine Enamel and Dentin Submitted to a pH Cycling Model

This in vitro study evaluated the preventive potential of experimental pastes containing 10% and 20% hydroxyapatite nanoparticles (Nano-HAP), with or without fluoride, on dental demineralization. Bovine enamel (n=15) and root dentin (n=15) specimens were divided into 9 groups according to their surface hardness: control (without treatment), 20 Nanop paste (20% HAP), 20 Nanop paste plus (20% HAP + 0.2% NaF), 10 Nanop paste (10% HAP), 10 Nanop paste plus (10% HAP + 0.2% NaF), placebo paste (without fluoride and HAP), fluoride paste (0.2% NaF), MI paste (CPP-ACP, casein phosphopeptide-amorphous calcium phosphate), and MI paste plus (CPP-ACP + 0.2% NaF). Both MI pastes were included as commercial control products containing calcium phosphate. The specimens were treated with the pastes twice a day (1 min), before and after demineralization. The specimens were subjected to a pH-cycling model (demineralization–6-8 h/ remineralization-16-18 h a day) for 7 days. The dental subsurface demineralization was analyzed using cross-sectional hardness (kgf/mm 2 , depth 10-220 µm). Data were tested using repeated-measures two-way ANOVA and Bonferroni's test (p<0.05). The only treatment able to reduce the loss of enamel and dentin subsurface hardness was fluoride paste (0.2% NaF), which differed significantly from the control at 30- and 50-µm depth (p<0.0001). The other treatments were not different from each other or compared with the control. The experimental Nanop pastes, regardless of the addition of fluoride, were unable to reduce dental demineralization in vitro.

Este estudo in vitro avaliou o potencial de pastas experimentais contendo nanopartículas de hidroxiapatita a 10% e 20% (Nano-HAP), com ou sem fluoreto, na prevenção da desmineralização dentária. Espécimes de esmalte (n=15) e de dentina radicular (n=15) bovinos foram divididos em nove grupos de acordo com o valor de dureza superficial: controle (sem tratamento), pasta Nanop 20 (HAP 20%), pasta Nanop 20 plus (HAP 20% + NaF 0,2%), pasta Nanop 10 (HAP 10%), pasta Nanop 10 plus (HAP 10% + NaF 0,2%), pasta placebo (sem F e HAP), pasta fluoretada (NaF 0,2%), pasta MI (CPP-ACP, fosfopeptídio da caseína-fosfato de cálcio amorfo), e pasta MI plus (CPP-ACP + NaF 0,2%). As duas pastas MI foram inclusas como grupos controles comerciais contendo fosfato de cálcio. Os espécimes foram tratados com as pastas duas vezes ao dia (1 min), antes e após a desmineralização. Os espécimes foram submetidos a um modelo de ciclagem de pH (desmineralização 6-8 h/ remineralização 16-18 h por dia) durante sete dias. A desmineralização dentária de subsuperfície foi avaliada através da dureza longitudinal (kgf/mm 2 , profundidade de 10-220 µm). Os dados foram analisados utilizando ANOVA a dois critérios e teste de Bonferroni (p<0,05). O único tratamento capaz de reduzir a perda da dureza de subsuperfície do esmalte e da dentina foi a pasta fluoretada (NaF 0,2%), a qual diferiu significativamente do controle nas profundidades de 30 e 50 µm da superfície (p<0,0001). Os outros tratamentos não foram diferentes entre si ou quando comparados ao controle. As pastas experimentais Nanop, independentemente da presença de fluoreto, não foram capazes de reduzir a desmineralização dentária in vitro.

Fluoride modulates preosteoblasts viability and matrix metalloproteinases-2 and -9 activities

This study evaluated the influence of fluoride on cell viability and activity of matrix metalloproteinases (MMP) -2 and -9 secreted by preosteoblasts. Preosteoblasts (MC3T3-E1 murine cell line) were cultured in MEM medium supplement with 10% Fetal Bovine Serum (FBS) and nucleosides/ribonucleosides without ascorbic acid. Adherent cells were treated with different concentrations of F (as sodium fluoride-NaF) in medium (5 x 10-6 M, 10-5 M, 10-4 M and 10-3 M) for 24, 48, 72 and 96 h at 37ºC, 5% CO2. Control cells were cultivated in MEM only. After each period, preosteoblast viability was assessed by MTT assay. MMP-2 and -9 activities were performed by gel zymography. Also, alkaline phosphatase (ALP) activity was quantified by colorimetry in all experimental groups. It was shown that cultured cells with the highest dose of F (10-3 M) for 96 h decreased preosteoblast viability while lower doses of F did not alter it, when compared to untreated cells. No differences were observed in ALP activity among groups. Moreover, compared to control, the treatment of cells with F at low dose slightly increased MMP-2 and -9 activities after 24 h. It was concluded that F modulates preosteoblast viability in a dose-dependent manner and also may regulate extracellular matrix remodeling.

Neste estudo, buscou-se avaliar a influência do fluoreto (F) na viabilidade celular e atividade das metaloproteinases de matriz (MMP) -2 e -9 secretado pelos pré-osteoblastos. Pré-osteoblastos (linhagem celular MC3T3-E1 murina) foram cultivados em meio MEM suplementado com 10% de soro fetal bovino (FBS) e nucleosídeos/ribonucleosídeos sem ácido ascórbico. Células aderidas foram tratadas com diferentes concentrações de F (na forma de fluoreto de sódio-NaF) em meio (5 x 10-6 M, 10-5 M, 10-4 M e 10-3 M) por 24, 48, 72 e 96 h a 37ºC, 5 % de CO2. Células do grupo controle foram cultivadas apenas em MEM. Após cada período, a viabilidade dos pré-osteoblastos foi avaliada por MTT. A atividade das MMP-2 e -9 foram analisadas pela zimografia. Além disso, a atividade da fosfatase alcalina (FA) foi quantificada por colorimetria em todos os grupos experimentais. Foi demonstrado que as células cultivadas com a maior dose de F (10-3 M) no período de 96 h tiveram sua viabilidade comprometida, enquanto doses mais baixas de F não a alteraram significativamente, quando comparado com células não tratadas. Não foi observada diferença na atividade da FA entre os grupos. Além disso, o tratamento de células com F em baixas doses, comparado ao grupo controle, promoveu um pequeno aumento da atividade das MMP-2 e -9 após 24 h. Pode-se concluir que o F modula a viabilidade de pré-osteoblastos de uma maneira dose-dependente e também pode regular a remodelação da matriz extracelular.