Effect of surface treatment of prefabricated teeth on shear bond strength of orthodontic brackets

ABSTRACT Objective: The aim of this in vitro study was to evaluate and compare the effects of grinding, drilling, sandblasting, and ageing prefabricated teeth (PfT) on the shear bond strength (SBS) of orthodontic brackets, as well as the effects of surface treatments on the adhesive remnant index (ARI). Methods: One-hundred-ninety-two PfT were divided into four groups (n = 48): Group 1, no surface treatment was done; Group 2, grinding was performed with a cylindrical diamond bur; Group 3, two drillings were done with a spherical diamond bur; Group 4, sandblasting was performed with 50-µm aluminum oxide. Before the experiment, half of the samples stayed immersed in distilled water at 37oC for 90 days. Brackets were bonded with Transbond XT and shear strength tests were carried out using a universal testing machine. SBS were compared by surface treatment and by ageing with two-way ANOVA, followed by Tukey's test. ARI scores were compared between surface treatments with Kruskal-Wallis test followed by Dunn's test. Results: Surface treatments on PfT enhanced SBS of brackets (p< 0.01), result not observed with ageing (p= 0.45). Groups II, III, and IV showed higher SBS and greater ARI than the Group 1 (p< 0.05). SBS was greater in the groups 3 and 4 (drilling, sandblasting) than in the Group 2 (grinding) (p< 0.05). SBS and ARI showed a positive correlation (Spearman's R2= 0.57; p< 0.05). Conclusion: Surface treatment on PfT enhanced SBS of brackets, however ageing did not show any relevance. Sandblasting and drilling showed greater SBS than grinding. There was a positive correlation between SBS and ARI.

RESUMO Objetivo: o objetivo desse estudo in vitro foi avaliar e comparar os efeitos de desgastes, perfurações, jateamento e envelhecimento de dentes pré-fabricados (Dpf) na resistência ao cisalhamento (RC) de braquetes ortodônticos, bem como os efeitos dos tratamentos de superfície no índice de adesivo remanescente (ARI). Métodos: 192 Dpf foram divididos em quatro grupos (n = 48): Grupo 1, sem tratamento; Grupo 2, desgaste de sulcos com broca diamantada cilíndrica; Grupo 3, duas perfurações com broca diamantada esférica; e Grupo 4, jateamento com partículas de óxido de alumínio de 50µm. Antes do experimento, metade das amostras ficou imersa em água destilada a 37oC durante 90 dias. Os braquetes foram colados com Transbond XT e os testes de cisalhamento foram realizados com uma máquina universal de ensaios. A RC foi comparada, por tratamento de superfície e por envelhecimento, utilizando-se análise de variância e teste de Tukey. Os escores ARI foram comparados entre os tratamentos de superfície usando o teste Kruskal-Wallis e o teste de Dunn. Resultados: os tratamentos de superfície aumentaram a RC dos braquetes (p < 0,01) e o envelhecimento não aumentou a RC (p = 0,45). Os Grupos 2, 3 e 4 mostraram maior RC e maior ARI do que o Grupo 1 (p < 0,05). A RC foi maior nos Grupos 3 e 4 (perfuração, jateamento) do que no Grupo 2 (desgaste) (p < 0,05). RC e ARI apresentaram correlação positiva (R2 = 0,57; p < 0,05). Conclusão: o tratamento de superfície dos Dpf aumentou a RC dos braquetes; porém, o envelhecimento não foi relevante. O jateamento e a perfuração mostraram maior RC do que o desgaste. Existe uma correlação positiva entre RC e ARI.

Evaluation of the anti-cariogenic potential and bond strength to enamel of different fluoridated materials used for bracket bonding / Avaliação do potencial anti-cariogênico e da resistência adesiva ao esmalte de diferentes materiais contendo fluoreto, utilizados para colagem de braquetes

Objective: To evaluate the in vitro and in situ anti-cariogenic potential and bond strength to enamel of materials containing fluoride (F), used for bracket bonding: Transbond XT (GT, negative control), Transbond Plus Color Change (GTF), Transbond-Self-Etching Primer (GSAF) and Vitremer (GV, positive control). Material and method: In the in vitro study, the specimens were premolars with bonded brackets (n=12/group). After pH cycling, the F release, bond strength, fracture mode and presence of white spot lesions were assessed. In the in situ study, the specimens were enamel fragments with bonded brackets (n=12/group). Twelve volunteers wore palatal appliances in 4 phases, with cariogenic challenge. Bond strength, fracture mode and change in surface hardness (%SH) were determined. Result: Relative to the in vitro study, F release (ppm) was: GT=0.257±0.068c; GTF=0.634±0.100b; GSAF=0.630±0.067b; GV=2.796±1.414a. Only GV showed no white spot lesions. Bond strength values (MPa) were GT=7.62±7.18a; GTF=5.15±6.91ab; GSAF=3.42±2.97bc; GV=2.87±2.09c. Adhesive fracture was the most frequent type, except for GTF. In the in situ study, %SH was: GT=-56.0±18.3a; GTF=-57.6±11.9a; GSAF=-57.1±11.3a; GV=-52.4±25.8a. Bond strength values were GT=9.5±4.4a; GTF=11.1±5.9a; GSAF=13.2± 6.6a; GV=6.6±4.0a. Cohesive fracture in material was the most frequent type, except for GTF. Conclusion: Vitremer (GV) showed the highest anti-cariogenic potential in the in vitro study. However, it was not confirmed by the in situ study. Regarding bond strength values from the in situ study, all materials were shown to be adequate for clinical practice.

Objetivo: Avaliar in vitro e in situ o potencial anti-cariogênico e a resistência adesiva ao esmalte de materiais contendo fluoreto utilizados para a colagem de braquetes: Transbond XT (GT, controle negativo), Transbond Plus Color Change (GTF), Transbond Self Etching Primer (GSAF) and Vitremer (GV, controle positivo). Material e método: No estudo in vitro, as unidades experimentais foram premolares com braquetes colados (n = 12/grupo). Após ciclagem de pH, a liberação de F, resistência adesiva, modo de fratura e presença de mancha branca foram avaliados. No estudo in situ, as unidades experimentais foram fragmentos de esmalte com braquetes colados (n = 12/grupo). Os doze voluntários utilizaram dispositivos palatinos em 4 fases, com desafio cariogênico. Resistência adesiva, modo de fratura e variação de dureza superficial (%SH) foram determinados. Resultado: No estudo in vitro, a libertação de F (ppm) foi: GT=0,257±0,068c; GTF=0,634±0,100b; GSAF=0,630±0,067b; GV=2,796±1,414a. Apenas GV não apresentou lesões de mancha branca. Os valores de resistência de união (MPa) foram GT=7,62±7,18a; GTF=5,15±6,91ab; GSAF=3,42±2,97bc; GV=2,87±2,09c. A fratura adesiva foi mais frequente, com exceção de GTF. Para o estudo in situ, % SH foi: GT=-56,0±18,3a; GTF=-57,6±11,9a; GSAF=-57,1±11,3a; GV=-52,4±25,8a. Os valores de resistência de união foram GT=9,5±4,4a; GTF=11,1±5,9a; GSAF=13,2±6,6a; GV=6,6±4,0a. Fratura coesiva no material foi a mais frequente, exceto para GTF. Conclusão: Vitremer (GV) apresentou maior potencial anti-cariogênico no estudo in vitro, mas isso não se confirmou no estudo in situ. Os valores de resistência de união, a partir do estudo in situ, demonstraram que eles são adequados para a prática clínica.

Influência de variáveis metodológicas na resistência de união ao cisalhamento / The influence of the methodological variables on the shear bond strength

OBJETIVO: avaliar a influência de diferentes variáveis metodológicas sobre a resistência de união ao cisalhamento em estudos in vitro. MÉTODOS: foram utilizados 105 incisivos permanentes bovinos, seccionados ao nível do colo dentário. A porção coronária foi inclusa em tubos de PVC, com resina acrílica autopolimerizável, e com face vestibular voltada para cima. Todos os corpos de prova foram preparados para a colagem com profilaxia e condicionamento ácido na região central das coroas, onde foram posicionados braquetes Morelli® de incisivos centrais superiores, com resina Concise® Ortodôntico (3M/Unitek). Foram determinados três grupos de acordo com a variável estudada: (Grupo 1) - meio de armazenamento dos dentes, previamente à inclusão e à colagem, com solução de timol 0,1 por cento (a), água destilada (b) e congelamento (c); (Grupo 2) - velocidade da célula de carga da máquina de ensaio de 0,5 (a), 1,0 (b) e 2,0mm/min (c) e (Grupo 3) - diferentes marcas comerciais de ácidos fosfóricos a 37 por cento, 3M/Unitek (a), AcidGel (b) e Attack Tek (c). Os corpos de prova foram submetidos ao ensaio mecânico de resistência ao cisalhamento através da máquina Emic DL2000®. Os dados foram analisados estatisticamente por meio do Teste t Student para amostras independentes. RESULTADOS: os resultados demonstraram que no Grupo 1 o subgrupo de congelamento apresentou maiores valores em relação aos outros dois subgrupos, porém sem diferença estatisticamente significativa (p > 0,05). No Grupo 2, a força no momento da ruptura foi menor à medida que era aumentada a velocidade da célula de carga, porém sem diferença significativa entre os subgrupos. No Grupo 3, o ácido da 3M/Unitek apresentou a maior média em MPa, no entanto, também sem diferença significativa entre os subgrupos. CONCLUSÕES: conclui-se, portanto, que as variáveis analisadas neste trabalho não apresentaram influência suficiente para determinação de diferenças estatisticamente significativas...

AIM: Evaluate the influence of several methodological variables on the shear bond strength of in vitro studies. METHODS: 105 bovine incisors were sectioned at the cervical level. The coronary portion was included in PVC rings, fulfilled with auto polymerized acrylic resin, with its labial faces turned to the top. All the samples were prepared for bonding, cleaned and acid etched on the central area of the crowns. In this area, central incisors' MorelliÕ brackets were bonded with ConciseÕ (3M/Unitek). Three testing groups were established, according to the studied variable: Group 1 - storage previous to bonding (a-Thymol 0,1 percent; b- distilled water; c- freezing); Group 2 - crosshead speed of the universal testing machine (a- 0,5mm/min; b- 1,0mm/min; c- 2,00mm/min) and Group 3 - commercial brand of 37 percent phosphoric acid (a- 3M/Unitek; b- Acid Gel; c- Attack Tek). The shear bond strength test was performed at the Emic DL2000Õ universal testing machine. Data was analyzed through the Student's t test for independent samples. RESULTS: In Group 1, the freezing group showed the higher values of shear bond strength when compared to the others, although no statistical difference was observed (p>0,05). For Group 2, the higher the crosshead speed, the lower the shear bond strength, with no statistical difference. In Group 3, the 3M/Unitek brand showed the highest average of shear bond strength in MPa, but also no statistical difference was shown. CONCLUSIONS: The variable analyzed in this research had not presented enough influence to determine significant differences between the results.

Estudo comparativo in vitro da resistência ao cisalhamento de bráquetes metálicos e dois diferentes tipos de resinas fotopolimerizáveis / Comparative study in vitro shear strength of metallic brackets and two different types of resins photopolymerizable

O objetivo deste trabalho foi testar in vitro a resistência ao cisalhamento de dois tipos diferentes de materiais de colagem: resinas compostas fotopolimerizáveis Herculite Classic® (Kerr) e Charisma® (Kulzer) na fixação de bráquetes metálicos (Morelli). Foram utilizados 10 pré-molares humanos. As faces vestibulares de 10 pré-molares receberam condicionamento e os bráquetes foram fixados utilizando as devidas resinas. As amostras foram armazenadas em solução de soro fisiológico a 0,9% a 37ºC por 24 horas. Em seguida, foram submetidas ao teste de resistência ao cisalhamento em uma máquina Universal de Ensaios (EMIC MF 2000) com célula de carga de 20 Kn em velocidade de deslocamento vertical de 0,5 mm/min. Esses valores foram submetidos à análise de t-student não pareado, que mostrou diferença significativa entre elas. De acordo com as condições experimentais deste trabalho, pareceu lícito concluir que a resina composta Herculite Classic® (Kerr) quando comparada com a colagem com Charisma® (Kulzer) apresentou maior resistência ao teste de cisalhamento.

The aim of this study was to test in vitro the shear bond strength of two different types of collage materials: composites photopolymerizable Herculite Classic® (Kerr) and Charisma® (Kulzer) in the setting of metallic brackets (Morelli). We used 10 extracted human premolars. The buccal surfaces of 10 premolars received conditioning and the brackets were set using appropriate resins. The samples were stored in saline solution 0.9% at 37ºC for 24 hours. Were then tested with the shear strength in a universal testing machine (EMIC MF 2000) with a load cell of 20 kn in vertical travel speed of 0.5 mm/min. These values were subjected to analysis of unpaired t-student test, which showed significant difference between them. Under the experimental conditions, it seemed fair to conclude that the resin composite Herculite Classic® (Kerr) when compared to sticking with Charisma® (Kulzer) was more resistant to shear stress...

Clareação dentária: revisão de literatura e sua interferência na colagem de braquetes ortodônticos / Tooth bleaching: reviw of literature and interference in orthodontic brackets bonding

A primeira descrição de clareação de dentes escurecidos e não-vitais foi feita em 1864, por Truman. Desde então, várias técnicas de clareação, com o uso dos mais diversos materiais, têm sido descritas e utilizadas por pacientes. A preocupação dos pacientes com a estética dentária, incluindo cor e arranjo dos dentes, vem crescendo consideravelmente, aumentando a possibilidade de pacientes com necessidade de tratamento ortodôntico já haverem sido submetidos a algum tipo de clareação dentária. Objetivo deste trabalho foi realizar uma análise crítica da influência da clareação de dentes vitais sobre a força de adesão ao esmalte. Concluiu-se que existe uma discrepância de resultados encontrados na literatura a respeito da diminuição da força de adesão dos braquetes aos dentes clareados, mas que as alterações causadas pela clareação existem tornando-se necessário um período de, pelo menos, 7 dias de espera para que a colagem dos braquetes ortodônticos seja realizada com maior segurança.