Longitudinal bond strength of a universal adhesive and chemical dentin characterization under different acid etching protocols

Abstract Objective This study aimed to analyze the longitudinal bond strength of a universal adhesive and chemically characterize the dentin substrate under different acid etching protocols. Methodology Dentin samples were etched with polyacrylic acid 25% (PAA) for 10 seconds (n=3) and phosphoric acid 32% (PA) for 15 seconds (n=3) and analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy - attenuated total reflectance (FTIR-ATR) before and after treatment. For collagen degradation, samples (n=12) were divided into 3 groups: PAA, PA, and Deionized water (control), and analyzed by the quantity of solubilized type I collagen C-terminal cross-linked telopeptides and solubilized C-terminal peptide in relation to total protein concentration (ICTPtp and CTXtp) and by their ultimate tensile strength (UTS). For the adhesive interface analysis, dentin samples (n=72) were divided into 3 groups: PAA, PA, and Self-etch (SE), and subdivided into 2 groups: 24 h (baseline) and 1 year. The following tests were performed: microtensile bond strength (μTBS) (n=48), scanning electron microscopy (SEM) (n=12), and nanoleakage (n=12). Results The FTIR of PAA showed lower reduction of the peaks in the phosphate group when compared to PA. For ICTPtp, PA showed a significantly higher value. For CTXtp, PA and PAA groups failed to statically differ from each other. UTS was significantly lower for PA. For μTBS, storage time significantly affected bond strength. The results were unaffected by the etching protocol. For SEM, after 1 year, PA had little evidence of degradation in the upper third of the adhesive interface in comparison to the other groups. Nanoleakage showed no considerable silver impregnation after 1 year in the SE group. Conclusion The use of PAA prior to a universal adhesive (when compared to PA) represents a less aggressive type of etching to dentin. However, self-etching still seems to be the best option for universal adhesive systems that have functional monomers in their composition.

Insights on the role of cytokines in carious lesions / Insights sobre o papel das citocinas em lesões cariosas

Objetivo: A resposta imune da dentina-polpa à patogênese da cárie ainda é pouco compreendida devido à complexa interação dos processos envolvidos. O objetivo desta revisão foi explorar o papel das citocinas e sua relevância na patogênese da cárie dental. Resultados: A cárie dentária pode resultar em uma resposta inflamatória do hospedeiro na polpa dental, caracterizada pelo acúmulo de células inflamatórias levando à liberação de citocinas inflamatórias como, Interleucina-4 (IL-4), Interleucina (IL-6), Interleucina-8 (IL-8) e fator de necrose tumoral­α(TNF-α). IL-4 parece estar correlacionada com a profundidade das lesões cariosas; IL-6 está fortemente correlacionada com a doença cárie e é considerada um potente biomarcador; IL-8 pode ser um potente biomarcador tanto para cárie quanto para outras alterações presentes na polpa e sua liberação está correlacionada com TNF-α e IL-6; TNF-α desempenha um papel importante não apenas na progressão da cárie, mas também em outros processos patológicos. Conclusao: Mediadores específicos têm um grande potencial para servir como biomarcadores quanto à presença e progressão da doença cárie, o que incita a necessidade de mais investigações nesse campo (AU).

Objectives: The dentin-pulp immune response to caries pathogenesis is still poorly understood due to the complex interplay of the involving processes. The aim of this review was to explore the role of cytokines and its relevance in the pathogenesis of dental caries. Results: Dental caries can result in a host inflammatory response in the dental pulp, characterized by the accumulation of inflammatory cells leading to the release of inflammatory cytokines such as Interleukin-4 (IL-4), Interleukin (IL-6), Interleukin-8 (IL-8) and Tumor necrosis factor­ α (TNF- α ). IL-4 seems to be correlated to the depth of carious lesions; IL-6 is strongly correlated to caries disease and is considered a potent biomarker; IL-8 can be a potent biomarker for both caries and other changes present in the pulp and, its release is correlated to TNF- α and IL-6; TNF-α plays an important role not only in caries progression, but also in other pathological processes. Conclusion: Specific mediators have a great potential to serve as biomarkers alluding to the presence and progress of caries disease, urging further investigations in the field (AU)

Effect of fluoride, chlorhexidine or Nd:YAG on the progression of root dentin demineralization after removal of the demineralized organic matrix

Abstract Quantification of collagen degradation is an important parameter to evaluate dentin caries for preventive aid. Objectives: Evaluate preventive methods against root collagen degradation by the hydroxyproline assay (HYP) and microradiography technique (MRT). Methodology: Five bovine root dentin blocks were obtained and subjected to an artificial demineralization process by acetate buffer (pH 5) to induce carious lesion formation. Samples were subjected to the following therapeutic treatments: 1) 0.12% chlorhexidine for 1 min, 2) 2% fluoride for 1 min, 3) Nd:YAG Laser (400 μm diameter optical fiber, 10 Hz frequency, 60 mJ/pulse energy, 48 J/cm2 energy density, in noncontact mode for 10 s), 4) deionized water (control) for 1 min, 5) MRT control group (without treatment and removal of collagen). Samples were exposed to degradation by a collagenase enzyme for five days. The enzyme solution was collected, by colorimetry in a spectrophotometer, from the collagen matrix for the hydroxyproline release analysis. The same samples were subjected to an additional two days of demineralization to induce the progression of mineral loss. Samples were analyzed by MRT for the visualization of their degraded areas (estimation of lesion depth and mineral loss). ANOVA was applied to compare hydroxyproline release rates. MRT data were subjected to the Kruskal-Wallis test, followed by the Dunn's test. Comparisons between the initial five-day and the subsequent two-day demineralization processes were performed by repeated t-test or Wilcoxon (p<0.05) measurements. Results: The amount of HYP released from the dentin samples failed to show significant differences among the groups (p=0.09). Fluoride and chlorhexidine were able to interact with the samples, reducing the progression of dentin caries after removal of the demineralized organic matrix. CHX was the only treatment able to show significant lower lesion depth than the negative control. Conclusion: Chlorhexidine and fluoride were effective in reducing root caries progression.

Analysis of adhesive bond strength under simulated pulpal pressure during laser irradiation on different dentin thicknesses / Análise da resistência adesiva sob pressão pulpar simulada durante irradiação laser em diferentes espessuras de dentina

Objective: Evaluate the microtensile bond strength (µTBS) in different dentin thicknesses, under simulated pulpal pressure (SPP), submitted to an adhesive technique using laser irradiation. Material and methods: Forty sound human molars were sectioned and randomly divided into two groups (n=20): Group 1 ­ 1 mm of dentin thickness; Group 2 ­ 2 mm of dentin thickness. Each group was divided into two subgroups (n=10): Subgroup A ­ Absence of SPP; Subgroup P ­ Presence of SPP (15 cm H2 O). The samples were sequentially treated with: 37% phosphoric acid, adhesive system (Adper Single Bond 2), Nd:YAG laser irradiation (60 s, 1064 nm, 10 Hz) using 60 and 100 mJ/pulse energy parameters and photopolymerization (10 s). A composite resin block (Filtek Z350) was built up onto the irradiated area. After 30 days stored in water, the samples were sectioned and submitted to microtensile test (10 kgf load cell, 0.5mm/min). Data were analyzed by twoway ANOVA and Tukey tests. Results: Two-way ANOVA revealed no significant differences for SPP on bond strength. The laser energy parameters indicated that 100 mJ showed greater µTBS means compared to the group irradiated with 60 mJ. The presence of SPP reduced the mean µTBS values. Conclusions: Simulated pulpal pressure did not affect the µTBS using 60 mJ of laser energy parameter. At 100 mJ, the presence of SPP negatively influenced the bond strength, regardless of dentin thickness (AU)

Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar a resistência adesiva (RA) em diferentes espessuras de dentina, associada à pressão pulpar simulada (PPS), quando submetidos à técnica adesiva por irradiação laser. Material e Métodos: Quarenta molares humanos hígidos foram seccionados e divididos aleatoriamente em dois grupos (n=20): Grupo 1 ­ 1 mm de espessura de dentina; Grupo 2 ­ 2 mm de espessura de dentina. As amostras foram divididas em 2 subgrupos (n=10): Subgrupo A ­ ausência de PPS; Subgrupo P ­ presença de PPS (15 cm de H2 O). As amostras foram tratadas seqüencialmente com: ácido fosfórico 37%, sistema adesivo (Adper Single Bond 2), irradiação com Nd:YAG laser (60 s, 1064 nm, 10 Hz) nos parâmetros de energia de 60 e 100 mJ/pulso e fotopolimerização (10 s). Um bloco de resina composta (Filtek Z350, 3M ESPE) foi confeccionado sobre a área irradiada. Após 30 dias armazenados em água, os espécimes foram seccionados e submetidos ao teste de microtração (carga de 10 kgf, 0.5mm/min). Os dados foram analisados pelos testes ANOVA sob 2 fatores e Tukey (p<0.05). Resultados: ANOVA mostrou que não houve diferenças significativas para PPS na RA. Para os parâmetros de energia do laser, 100 mJ apresentou maiores médias de RA quando comparado ao grupo irradiado à 60 mJ. A presença da PPS reduziu as médias de RA. Conclusão: Pressão pulpar simulada não afetou os valores de resistência adesiva para o grupo irradiado com 60 mJ. Para 100 mJ, a presença da pressão pulpar influenciou negativamente na resistência adesiva, independente das espessuras de dentina.(AU)

Sistema adesivo universal: análise da interface adesiva e degradação colagenolítica em dentina submetida à diferentes protocolos de condicionamento ácido / Universal adhesive system: analysis of adhesive interface and collagenolytic degradation of demineralized dentin submitted to different acid etching ptotocols

O objetivo desse estudo foi analisar a interface adesiva do sistema adesivo Single Bond Universal (SBU) em dentina submetida à diferentes protocolos de condicionamento ácido em 24 h e 12 meses. E a degradação colagenolítica (DC) mediada por metaloproteinases (MMPs) e Catepsina-K (CAT-K) em tempo imediato. Esse estudo foi conduzido em 3 etapas: 1) Caracterização química da dentina em FTIR; 2) DC por meio de fragmentos do Telelopeptídeo Carboxiterminal do Colágeno Tipo I (ICTP) e do Terminal C do Telopeptídeo ligado ao Colágeno Tipo I (CTX) e a resistência à tração (RT) da do colágeno; 3) Análise da interface adesiva através da resistência de união (RU), análise de fratura, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e nanoinfiltração (NI). Para FTIR foram utilizados 6 discos de dentina, divididos em 2 grupos: 1) Ácido fosfórico 32 %15 s (AF), 2) Ácido poliacrílico 25 % 10 s (AP). Para análise da DC, 12 discos de dentina foram completamente desmineralizados e divididos em 3 grupos: 1) AF, 2) AP e 3) Água deionizada (Controle) 15 s. Após, foram incubados e armazenados por 1 semana. Seguindo-se a análise da concentração de proteína total (PT). 50 µl da solução de incubação foram utilizadas para analisar ICTP e CTX. As concentrações foram calculadas em relação à PT. Para RT, foram testados 36 palitos obtidos dos discos de colágeno. Para RU foram utilizados 48 dentes, divididos em 2 grupos, de acordo com o período de armazenamento, divididos em três subgrupos: 1) AF, 2) AP e 3) Autocondicionante SBU 20 s (SE). Os dentes foram restaurados e armazenados em água destilada 37 °C. Após, foram submetidos ao teste de microtração e análise de fraturas. Para as análises MEV e NI foram utilizados 2 espécimes de cada subgrupo. Para análise estatística utilizou-se ANOVA 1-Fator, ANOVA- 2 Fatores e teste de Tukey (α=0.05). Para FTIR, AF reduziu a quantidade de fosfato e carbonato quando comparado ao AP. Para DC, a liberação de ICTPPT para AF foi significantemente maior do que para AP (p < 0,05). Não houve diferença na liberação de CTXPT para AF e AP (p > 0,05). Para RT não houve diferença entre AP e Controle, porém, apresentaram valores maiores do que AF (p<0,05). Para RU em MPa, não houve diferença estatisticamente significativa para todos os tratamentos nos diferentes períodos de análise (p < 0,05). A análise de fraturas evidenciou a predominância de fraturas adesivas e mistas. MEV mostrou melhor qualidade da interface após 12 meses para AF e AP. Após 12 meses apenas SE não apresentou NI. Assim sendo, o autocondicionamento ainda parece ser a melhor opção para sistemas adesivos universais que possuam monômeros funcionais em sua composição.(AU)

The aim of this study was to analyze the adhesive interface of the Single Bond Universal (SBU) to dentin submitted to different acid etching protocols in 24 h and 12 months, and the collagenolytic degradation (CD) by matrix metalloproteinases (MMPs) and Cathepsin-K (CAT-K) in the immediate time. This study was divided into three stages: 1) Dentin chemical characterization by FTIR; 2) CD by release of the collagen telopeptide fragment cross-linked carboxyterminal telopeptide of type I collagen (ICTP), and C-terminal crosslinked telopeptide of type I collagen (CTX) and ultimate tensile strength (UTS); 3) Analysis of the adhesive interface by microtensile bond strength (µTBS), failure mode, scanning electron microscopy (SEM) of the AI, and nanoleakage by SEM (NL). For FTIR, six dentin disks were divided into two groups: 1) Phosphoric acid 15 s (PA), 2) Polyacrylic acid 10 s (PAA). For CD twelve dentin disks were completely demineralized, then were divided into 3 groups 1) PA, 2) PAA, and 3) deionized water (Control) for 15 s. All disks were incubated in a buffered solution (BS) for 1 week. Total protein (TP) concentrations were measured using Nanodrop™ at 280 nm. 50 µl of BS was used to analyze solubilized telopeptide fragments using ICTP and CTX . ICTP and CTX average ratios were calculated in relation to TP concentration (ICTPtp and CTXtp). For UTS, 36 dentin beams obtained from collagen disks were tested. For µTBS, forty-eight teeth were divided into two groups according to the period of storage, then subdivided into three subgroups: 1) PA, 2) PAA, and 3) Self-etch 20 s (SE). After, composite build up, the specimens were stored in distilled water at 37 °C. Two specimens of each group were used for SEM analysis of AI and NL. Data were analyzed by one-way ANOVA, two-way ANOVA and Tukey tests (p<0.05). According to the results of the FTIR etching with PA reduced the amount of phosphate and carbonate when compared to PAA. ICTPtp release of PA was significantly higher A than PAA (p > 0,05). CTXtp showed no difference between the PA and PAA (p < 0,05). For UTS there was no difference between PAA and control, but they were significantly higher (p<0.05) than PA. For µTBS in MPa, there is no statistical difference among all the etching protocols tested, as well in both storage periods of analysis (p < 0,05). The most prevalent failure mode were adhesives associated with mixed. SEM analysis highlighted a better quality of AI after 12 months for PA and PAA. However, after 12 months only SE did not show NL. Then, the self-etching protocol seems to be a better choice regarding universal adhesive systems which have functional monomers in their blend(AU)

Influence of simulated pulpal pressure on the variation of intrapulpal temperature during adhesive system light-curing / Influência da pressão pulpar simulada na variação de temperatura intrapulpar durante a fotopolimerização do sistema adesivo

Objective: To evaluate the effects of simulated pulpal pressure (SPP) on the variation of intrapulpal temperature (T) during lightcuring of the adhesive system. Material and Methods: One hundred sound human molars were sectioned from the highest pulp horn to obtain a 2-mm of thickness dentin. The specimens were randomly divided into two groups: (n = 50), according to the presence or absence of SPP (15 cm H2 O). The specimens were sequentially treated as follows: 37% phosphoric acid (Scotchbond Universal; 3M/ESPE), adhesive system (Scotchbond Universal/3M ESPE) and light-curing (10 s). T was evaluated during adhesive lightcuring with a K-type thermometer put inside the pulp chamber. Data were analysed by using Mann-Whitney's test (at 5%). Results: According to Mann-Whitney's test, the absence group presented a T of 2 °C, whereas the presence group 1 °C. The mean values of T were 0.82 ± 0.56 °C for the presence group and 2.30±0.73 °C for the absence group. Conclusion: Simulated pulpal pressure significantly reduced the temperature rise in the pulp chamber during light-curing of the adhesive system, showing the importance of inserting this protocol of simulated pulpal pressure in the laboratory procedures.(AU)

Objetivos: Avaliar os efeitos da pressão pulpar simulada (PPS) na variação de temperatura (DT) durante a fotopolimerização do sistema adesivo. Material e Método: Cem molares humanos hígidos foram seccionados para obtenção de 2 mm de espessura de dentina, a partir do corno pulpar mais alto. As amostras foram divididas aleatoriamente em 2 grupos (n = 50): ausência e presença de PPS (15 cm de H2 O). As amostras foram tratadas seqüencialmente com: ácido fosfórico 37% (Scotchbond Universal; 3M/ESPE), sistema adesivo (Scotchbond Universal/3M ESPE), seguida da fotopolimerização (10 s). Na seqüência, um bloco de resina composta (Filtek Z350 XT; 3M/ESPE) foi confeccionado sobre a área preparada. Para a fotopolimerização, utilizou-se o fotopolimerizador LED Light Curing System - Demi Plus (Kerr Corporation, Middleton, WI, USA), com potência de 1200 mW/cm2 . A DT foi avaliada durante a fotopolimerização do adesivo por meio de um termômetro digital no interior da câmara pulpar. Os dados obtidos foram avaliados pelo MannWhitney test (5%). Resultados: Segundo Mann-Whitney test, o grupo ausência sofreu DT de 2 °C, enquanto o grupo presença variou 1 °C. Os valores de média da DT foram de 0.82±0.56 °C para o grupo presenca de PPS e 2.30 ± 0.73 °C para o grupo ausência de PPS. Conclusão: A pressão pulpar simulada reduziu significantemente a elevação de temperatura na câmara pulpar durante a fotopolimerização do sistema adesivo, demonstrando a importância de inserir esse protocolo de simulação de pressão pulpar nos procedimentos laboratoriais.(AU)

In vitro evaluation of marginal leakage at enamel and dentin treated by different laser densities / Avaliação in vitro da infiltração marginal no esmalte e dentina tratada por diferentes densidades de laser

Objectives: To evaluate “in vitro” the degree of marginal leakage in class V cavities irradiated with Nd:YAG laser onto enamel and dentin pretreated with bonding system (Single Bond, 3M ESPE) without light-curing. Material & Methods: Class V cavities were performed and standardized in 60 bovine incisors. After the acid etching, the teeth were divided into three groups: G1 – Application of bonding system, irradiation with Nd:YAG laser at 140 mJ/pulse without light-curing. G2 – Application of bonding system, irradiation with Nd:YAG laser at 200 mJ/pulse without light-curing. Group C – Application of bonding system and light-curing. Next, resin composite restorations were executed and thermocycled at alternated baths from 2 to 50 ºC (± 2 ºC), totalizing 500 cycles. To assess the microleakage, the teeth were submersed into 50% silver nitrate solution for 24 h, cut at 1 mm of thickness and analyzed through stereoscopy. The following leakage criterion scores were employed: 0 – none leakage; 1 – gingival or incisal wall; 2 – axial wall towards the pulp. Results : It was observed a high leakage frequency with score 1 among the experimental conditions. There was a higher predominance of score 2 leakage for control group at cementum. Concerning to enamel and cementum, Group C was similar to G1. By comparing control group with G2, and G1 with G2, it was verified statistically significant differences. Conclusion: The laser energy provided a reduction of the marginal leakage at enamel and dentin/ cementum; however, the energy density increase resulted in smaller marginal leakage at enamel and dentin/cementum.

Objetivo: A presença de infiltração marginal é considerada a principal causa de fracasso clínico para restaurações em resina composta. Devido a isso alternativas para promover melhor vedação das margens foram desenvolvidas, como a utilização da energia do Nd:YAG laser. Portanto o objetivo deste estudo foi avaliar “in vitro” o grau de infiltração marginal em cavidades classe V irradiadas com Nd:YAG laser sobre esmalte e dentina bovinos pré-tratados com sistema adesivo Single Bond (3M ESPE) não-polimerizado. Material e métodos: Cavidades classe V padronizadas foram realizadas em 60 incisivos bovinos. Após realizar o condicionamento ácido, lavagem e secagem os dentes foram aleatoriamente divididos em 3 grupos: G1 – Aplicação do sistema adesivo, irradiação com Nd:YAG laser a 140 mJ/pulso em seguida a fotopolimerização. G2 – Aplicação do sistema adesivo, irradiação do Nd:YAG laser a 200 mJ/ pulso e fotopolimerização. Grupo C (Controle) – Aplicação do sistema adesivo, seguido da fotopolimerização. Restaurações em resina composta foram realizadas e em seguida submetidas a termociclagem em banhos alternados de 2º a 50ºC(±2ºC), totalizando 500 ciclos. Para a avaliação da microinfiltração, os dentes foram submersos em solução de nitrato de prata 50% por 24 h, os dentes foram cortados com 1 mm de espessura e então analisados os níveis de infiltração marginal ocorrida na interface dente-restauração, por meio de de lupa estereoscópica. Os critérios para a análise de infiltração foram: grau 0 – nenhuma infiltração; grau 1 – parede gengival ou incisal; grau 2 – parede axial em direção a polpa. Resultados: Observou-se alta frequência de infiltração marginal grau 1 entre as condições experimentais. Houve predomínio da infiltração grau 2 somente para o grupo controle em cemento. Nos grupos esmalte e cemento, o Grupo C não apresentou diferença estatística entre o G1...

Effect of caries infiltration technique and fluoride therapy on the bond strength of the demineralized enamel / Efeito da técnica de infiltração de cárie e fluorterapia na resistência adesiva ao esmalte desmineralizado

Different techniques are employed to control de caries progression, such as fluoride remineralization and resin infiltration (ICON®). However, the interference of these techniques on further adhesive procedures on the treated tissue is still controversial. The aim of this study was to evaluate the bond strength (BS) of the bovine enamel demineralized and treated with either fluoride or ICON®. Material and Methods: The tooth fragments were randomly divided into 4 groups: Group Sound samples (control); Group Demineralized samples (DS); Group Remineralized samples (NaF- 0.05% /8 weeks); Group ICON® samples. The samples were etched and next, a total etch bonding system was applied followed by resin composite. Then, they were submitted to microtensile test in a universal testing machine (10 Kg 1 mm/min). Results: Data were evaluated by ANOVA. There were statistically significant differences among groups (p = 0.28), with the following mean values (MPa): Group: Sound samples ((20,20 ± 2,97), Group: Demineralized Samples (21.99 ± 4.25), Group: Remineralized Samples (23.48 ± 4.03), Group: ICON® samples (22.10 ± 3,37). Conclusion: The treatments did not interfere in bond strength of the composite resin to enamel, providing values similar to those of the control group

Diferentes técnicas são empregadas como forma de controle da progressão da lesão cariosa, como a remineralização com flúor e a infiltração com resina (ICON®). No entanto, a interferência destas técnicas sobre futuros procedimentos adesivos no tecido tratado ainda mostra-se controversa. O objetivo do estudo foi avaliar a resistência adesiva (RA) em esmalte bovino desmineralizado e tratado com flúor ou com ICON®. Materiais e Métodos: Fragmentos dentais foram divididos aleatoriamente em 4 grupos: Grupo Espécimes íntegros (controle); Grupo Espécimes desmineralizados (ED); Grupo Espécimes Remineralizados (NaF- 0,05% /8 semanas); Grupo Espécimes ICON®. Sobre os espécimes tratados foi feito condicionamento ácido, aplicação de adesivo total etch e resina composta, sendo submetidos ao teste de microtração em máquina de ensaio universal (10Kg 1mm/min). Resultados: Os dados foram avaliados pelo teste ANOVA. Não houve diferença significante entre os grupos (p=0,28) sendo que, os valores médios em MPa obtidos para os diferentes grupos foram: Grupo: Espécimes Íntegros (20,20 ± 2,97), Grupo: Espécimes Desmineralizados (21,99 ± 4,25), Grupo: Espécimes Remineralizados (23,48 ± 4,03), Grupo: Espécimes ICON® (22,10 ±3,37). Conclusão: os tratamentos não interferiram na RA da resina composta ao esmalte, fornecendo valores semelhantes ao controle.