Systemic effect of mineral aggregate-based cements: histopathological analysis in rats

Abstract Objective: Several studies reported the local tissue reaction caused by mineral aggregate-based cements. However, few studies have investigated the systemic effects promoted by these cements on liver and kidney when directly applied to connective tissue. The purpose of this in vivo study was to investigate the systemic effect of mineral aggregate-based cements on the livers and kidneys of rats. Material and Methods: Samples of Mineral Trioxide Aggregate (MTA) and a calcium aluminate-based cement (EndoBinder) containing different radiopacifiers were implanted into the dorsum of 40 rats. After 7 and 30 d, samples of subcutaneous, liver and kidney tissues were submitted to histopathological analysis. A score (0-3) was used to grade the inflammatory reaction. Blood samples were collected to evaluate changes in hepatic and renal functions of animals. Results: The moderate inflammatory reaction (2) observed for 7 d in the subcutaneous tissue decreased with time for all cements. The thickness of inflammatory capsules also presented a significant decrease with time (P<.05). Systemically, all cements caused adverse inflammatory reactions in the liver and kidney, being more evident for MTA, persisting until the end of the analysis. Liver functions increased significantly for MTA during 30 d (P<.05). Conclusion: The different cements induced to a locally limited inflammatory reaction. However, from the systemic point of view, the cements promoted significant inflammatory reactions in the liver and kidney. For MTA, the reactions were more accentuated.

Cytotoxicity of New Calcium Aluminate Cement (EndoBinder) Containing Different Radiopacifiers

Abstract This study aimed to evaluate the cytotoxicity of a calcium aluminate cement (EndoBinder) containing different radiopacifiers, Bi2O3, ZnO or ZrO2, compared with Mineral Trioxide Aggregate (MTA). According to ISO 10993-12:2012 (E) recommendations, 0.2 g of each cement were applied in transwell inserts and placed in 24-well culture plates containing 1 mL of culture medium (DMEM). After 24 h of incubation, the extracts (DMEM containing components released from the cements) were applied to immortalized odontoblast-like MDPC-23 cells. Cell viability (MTT test), alkaline phosphatase activity (ALP), total protein production and cell morphology (Scanning Electron Microscopy - SEM) were evaluated. The volume of 50 µL of extract was used to determine the chemical elements released by the cements using Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). The following groups were established (n=6): NC - negative control (without treatment); EB - EndoBinder without radiopacifier; EBBO - EndoBinder+Bi2O3; EBZnO - EndoBinder+ZnO; EBZrO - EndoBinder+ZrO2 and WMTA - White MTA. Data were subjected to statistical analysis (Kruskal-Wallis test, level of significance=5%). Cells exposed to the different versions of EndoBinder presented small reduction in viability, total protein production and ALP activity, with values similar to the NC and WMTA groups (p>0.05). Different elements (C, O, Na, Al, P, Si, Cl, Bi, K) released by the cements were detected in the extracts. However, the cells had no significant changes in their morphology. EndoBinder and MTA did not affect negatively the metabolism of the odontoblastic-like cells, showing it to be cytocompatible, irrespective of the used radiopacifier.

Resumo Este estudo avaliou a citotoxicidade de um cimento de aluminato de cálcio (EndoBinder) contendo diferentes radiopacificadores, Bi2O3, ZnO ou ZrO2, comparativamente ao trióxido mineral agregado (MTA). Seguindo a norma ISO 10993-12:2012 (E), 0,2 g de cada cimento foi aplicada em insertos transwell, que foram colocados em placas de cultura de 24 wells contendo 1 mL de meio de cultura (DMEM). Após 24 h de incubação, os extratos (DMEM contendo componentes liberados dos cimentos) foram aplicados sobre células pulpares imortalizadas MDPC-23. Viabilidade celular (teste de MTT), atividade da fosfatase alcalina (ALP), produção de proteína total e a morfologia das células (Microscópio Eletrônico de Varredura - MEV) foram avaliadas. Um volume de 50 µL do extrato foi utilizado para determinar, através de Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), os elementos químicos liberados pelos cimentos. Os seguintes grupos foram estabelecidos (n=6): NC - controle negativo (sem tratamento); EB - EndoBinder sem radiopacificador; EBBO - EndoBinder+Bi2O3; EBZnO - EndoBinder+ZnO; EBZrO - EndoBinder+ZrO2 e WMTA - MTA branco. Os dados foram submetidos à análise estatística (teste de Kruskal-Wallis, nível de significância=5%). Células expostas às diferentes versões de EndoBinder apresentaram pequena redução na viabilidade, produção de proteína total e atividade da ALP, com valores semelhantes aos grupos NC e WMTA (p>0,05). Diversos elementos (C, O, Na, Al, P, Si, Cl, Bi, K) liberados pelos cimentos foram detectados nos extratos. Entretanto, as células não apresentaram alterações significativas em sua morfologia. EndoBinder e MTA, não afetaram negativamente o metabolismo das células odontoblastóides, mostrando-se citocompatíveis, independente do radiopacificador utilizado.

Efeito citotóxico de géis clareadores com diferentes concentrações de peróxido de hidrogênio aplicados diretamente sobre a dentina / Cytotoxic effects of a bleaching gel with different concentrations of hydrogen peroxide applied directly on dentin

Objetivo: Avaliar os efeitos citotóxicos de agentes clareadores com diferentes concentrações de PH sobre células odontoblastóides, quando aplicados diretamente sobre a superfície de dentina humana. Material e método: Cinquenta discos de dentina (0,5 mm de espessura) foram adaptados em câmaras pulpares artificiais (CPAs) e células MDPC-23 foram semeadas na superfície pulpar dos discos. Cinco grupos (n=10) foram estabelecidos: G1: 7,5% PH; G2: 20% PH; G3: 35% PH; G4: gel sem PH; G5: DMEN (controle). Os produtos foram aplicados na superfície oclusal dos discos por 2x de 15 minutos. A viabilidade (ensaio de MTT) e a morfologia celular (MEV) foram avaliadas imediatamente após o clareamento. Os dados de viabilidade celular foram submetidos ao teste de Kruskal-Wallis e Mann-Whitney (α=0,05). Resultados: Redução significante na viabilidade celular em relação ao controle (G5) foi observada para todas as concentrações de PH (p<0,05), associada a intensas alterações na morfologia celular. Entretanto, nenhuma diferença significante foi observada entre as três concentrações de PH. Também, não houve diferença estatística entre o grupo controle e o grupo gel sem PH (G5 e G4). Conclusão: Todas as concentrações de PH causaram efeitos citotóxicos de severos sobre as células MDPC-23, quando aplicados diretamente sobre a dentina. Entretanto, a intensidade do efeito tóxico não foi influenciada pela concentração de PH no agente clareador. Relevância clínica: Apesar das limitações deste estudo in vitro, os resultados indicam que o clareamento dental não deve ser realizado diretamente em áreas com exposição da dentina.

Objective: To evaluate the cytotoxic effects of bleaching gels with different concentrations of hydrogen peroxide (HP) on odontoblast-like cells, when applied directly on dentin. Material and method: Fifty dentin discs (0.5 mm thick) were adapted in artificial pulp chambers (APC) and MDPC-23 cells were seed on the pulpal side. The discs were divided into 5 groups (n=10): G1: HP 7.5%; G2: HP 20%; G3: HP 35%; G4: gel with no HP; and G5: no treatment (control). The gels were applied on the occlusal side of the discs for 2x of 15 min. Cellular viability (MTT assay) and morphology (SEM) were analyzed immediately after the bleaching procedure. Data of cellular viability were submitted to Kruskal-Wallis and Mann-Whitney tests (α=0.05). Results: Significant reduction in cellular viability was seen for all HP concentrations in comparison to the control (G5). However, no statistical significant difference was seen among the concentrations of HP. Likewise, there was no statistical difference between the control group (G5) and the group where the gel with no HP was applied (G4). Conclusion: All HP concentrations caused severe cytotoxic effects on the odontoblast-like cells when applied directly on dentin. However, the intensity of the cytotoxic effect was not influenced by the concentration of the HP included in the bleaching gel. Clinical significance: Within the limitations of this in vitro study, the results strongly indicate that dental bleaching procedures should not be performed directly on areas of dentin exposure.

Efeitos citotóxicos e biocompatibilidade de agentes clareadotes usados na odontologia. Uma revisão de literatura / Cytotoxic effects and biocompatibility of bleaching agents used in dentistry. A literature review

O clareamento dental foi introduzido na Odontologia há mais de 150 anos. Todavia, apenas nas últimas décadas o clareamento de dentes vitais e não vitais passou a ser amplamente divulgado e extensamente aplicado na prática odontológica. Diferentes tipos de agentes clareadores, associados a técnicas específicas de aplicação, têm permitido a realização deste procedimento com relativo sucesso, até mesmo quando o tratamento é realizado pelos próprios pacientes (clareamento caseiro). Todavia, pesquisas in vivo e in vitro têm demonstrado que componentes ativos dos agentes clareadores, incluindo o peróxido de hidrogênio, tem a capacidade de difusão através das estruturas dentárias para alcançar o espaço pulpar. Esta difusão ocorre de maneira mais significante em dentes restaurados, através da infiltração dos agentes químicos pela interface dente/restauração, ou quando há exposição de dentina em casos de retração gengival, erosão, abfração e outros. Nesta situação, os efeitos citotóxicos dos agentes clareadores sobre células em cultura ou a irritação do tecido conjuntivo pulpar, associado ou não à sensibilidade pós-tratamento, estão diretamente relacionados com a quantidade de material que entra em contato com as células e/ou tecidos. Desta maneira, com o objetivo de prevenir danos ao complexo dentino-pulpar e sintomatologia dolorosa posterior, cuidados devem ser tomados na escolha do agente clareador e na sua técnica de aplicação, bem como na cuidadosa seleção dos pacientes que realmente necessitam do tratamento e que apresentam condições dentárias específicas para que se proceda o clareamento

About 150 years ago the tooth bleaching was introduced in dentistry. However, this procedure has been widely accepted and employed in the clinical practice only in the last decades. Different compositions of bleaching agent associated with specific techniques of application have allowed the successful bleaching of teeth even when performed by the patients at home. However, in vivo and in vitro studies have demonstrated that active chemical components of bleaching agents such hydrogen peroxide may diffuse across the tooth substrate (enamel and dentin) to reach the pulpal space. High diffusion rate of bleaching agent components may occurs particularly in restored dental cavities by leakage at the tooth/material interface, as well as in clinical situations in which the tubular dentin substrate is exposed to the oral environment. In these conditions, the cytotoxic effects of the bleaching agents associated or not with post-treatment sensitivity seem to be related with the amount of components that reach the connective tissue and their cells. Consequently, with the aim of preventing tissue damage and post treatment pain, the clinicians should take care concerning the choice of the adequate bleaching agent and its correct technique of application as well as to select patients that definitively need to be submitted to the treatment