Casein phosphopeptide-amorphous calcium phosphate nanocomplex (CPP-ACP) in dentistry: state of the art / Nanocomplejo de fosfopéptido de caseína-fosfato de calcio amorfo (CPP-ACP) en Odontología: estado del arte

ABSTRACT Saliva and external agents containing different concentrations of sodium fluoride (NaF) promote the dental remineralization process. However, these resources may not be sufficient to counteract the multiple factors involved in the process of dental caries, especially in high-risk patients. There are alternatives that have been extensively researched, such as casein phosphopeptide-amorphous calcium phosphate (CPP-ACP) which provides essential ions, like phosphate and calcium, acting as an adjuvant in the remineralization process. Manufacturers of CPP-ACP-based products also suggest that it can produce desensitizing effects. This nanocomplex has been used experimentally with some dental cements and adhesive systems, but it is important to clarify the effects of this procedure, and the remineralizing/desensitizing advantages it offers. The objective of this topic review was to present the state of the art on CPP-ACP nanocomplex. In terms of dental caries prevention, this remineralizing option is not better than NaF. CPP-ACP provides a dental desensitizing action, but it is temporary, similar or less effective than other alternatives such as potassium nitrate or NaF. The experimental incorporation of CPP-ACP into dental cements should be controlled for not to compromise the physico-chemical properties of the material. The use of dental products based on this nanocomplex as dental surface pretreatment may decrease the bond strength of adhesive materials, but this effect is material dependent.

RESUMEN La saliva y agentes externos que contienen diferentes concentraciones de fluoruro de sodio (NaF) favorecen el proceso de remineralización dental. No obstante, estos recursos podrían no ser suficientes para contrarrestar los múltiples factores involucrados en el proceso de caries dental, especialmente en pacientes con alto riesgo. Existen alternativas que han sido ampliamente investigadas, como el fosfopéptido de caseína-fosfato de calcio amorfo (CPP-ACP) que aporta iones esenciales como fosfato y calcio, actuando como coadyuvante en el proceso de remineralización. Los fabricantes de productos basados en CPP-ACP también sugieren que este es capaz de generar efectos desensibilizantes. Este nanocomplejo ha sido utilizado de forma experimental con algunos cementos dentales y sistemas adhesivos, pero es importante esclarecer los efectos de dicha incorporación y las ventajas remineralizantes/desensibilizantes que ofrece esta alternativa. El objetivo del presente artículo de revisión de tema consistió en presentar el estado del arte sobre el nanocomplejo CPP-ACP. En términos de prevención de caries dental, esta opción remineralizante no es superior al NaF. El nanocomplejo ejerce acción desensibilizante dental, pero esta es transitoria, similar o inferior a otras alternativas como nitrato de potasio o NaF. La incorporación experimental de CPP-ACP en cementos dentales debe ser controlada para no comprometer las propiedades fisicoquímicas del material. La utilización de productos dentales a base de este nanocomplejo como pretratamiento de la superficie dental puede disminuir la resistencia de unión de materiales adhesivos, pero este efecto es material-dependiente.

Effect of CPP-ACP paste with and without CO2 laser irradiation on demineralized enamel microhardness and bracket shear bond strength

ABSTRACT Introduction: Many patients seeking orthodontic treatment already have incipient enamel lesions and should be placed under preventive treatments. The aim of this in vitro study was to evaluate the effect of CPP-ACP paste and CO2 laser irradiation on demineralized enamel microhardness and shear bond strength of orthodontic brackets. Methods: Eighty caries-free human premolars were subjected to a demineralization challenge using Streptococcus mutans. After demineralization, the samples were randomly divided into five equal experimental groups: Group 1 (control), the brackets were bonded without any surface treatment; Group 2, the enamel surfaces were treated with CPP-ACP paste for 4 minutes before bonding; Group 3, the teeth were irradiated with CO2 laser beams at a wavelength of 10.6 µm for 20 seconds. The samples in Groups 4 and 5 were treated with CO2 laser either before or through CPP-ACP application. SEM photomicrographs of a tooth from each group were taken to observe the enamel surface. The brackets were bonded to the buccal enamel using a conventional method. Shear bond strength of brackets and ARI scores were measured. Vickers microhardness was measured on the non-bonded enamel surface. Data were analyzed with ANOVA and Tukey test at the p< 0.05 level. Results: The mean shear bond strength and microhardness of the laser group were higher than those in the control group and this difference was statistically significant (p< 0.05). All groups showed a higher percentage of ARI score 4. Conclusion: CO2 laser at a wavelength of 10.6 µm significantly increased demineralized enamel microhardness and enhanced bonding to demineralized enamel.

RESUMO Introdução: muitos pacientes, ao buscar o tratamento ortodôntico, já apresentam lesões incipientes no esmalte e precisam ser submetidos a tratamentos preventivos. O objetivo do presente estudo in vitro foi avaliar o efeito da pasta CPP-ACP e da irradiação com laser de CO2 na microdureza do esmalte desmineralizado e na resistência ao cisalhamento de braquetes ortodônticos. Métodos: oitenta pré-molares humanos hígidos foram submetidos a desmineralização usando Streptococcus mutans. Após a desmineralização, as amostras foram divididas aleatoriamente em cinco grupos experimentais: Grupo 1 (controle), os braquetes foram colados sem qualquer tratamento de superfície; Grupo 2, a superfície do esmalte foi tratada com pasta CPP-ACP por 4 minutos antes da colagem; Grupo 3, os dentes foram irradiados com laser de CO2 no comprimento de onda de 10,6 µm, por 20 segundos; Grupos 4 e 5, as amostras foram tratadas com laser de CO2 antes ou durante a aplicação de CPP-ACP. Foram feitas fotomicrografias por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) de um dente de cada grupo, para avaliação da superfície do esmalte. Os braquetes foram colados ao esmalte na face vestibular, usando-se o método convencional. Foram medidos a resistência ao cisalhamento dos braquetes e o escore do Índice de Adesivo Remanescente (ARI). A microdureza Vickers foi medida nas superfícies do esmalte onde não foi realizada colagem. Os dados foram analisados com ANOVA e teste Tukey ao nível de p< 0,05. Resultados: a média da força de resistência ao cisalhamento e da microdureza do grupo laser foi superior à do grupo controle, com diferença estatisticamente significativa (p < 0,05). Todos os grupos apresentaram maior porcentagem do escore ARI=4. Conclusões: o laser de CO2 no comprimento de onda de 10,6 µm aumentou significativamente a microdureza do esmalte desmineralizado e melhorou a adesão dos braquetes nele.

Efeito in situ da utilização de uma goma de mascar com caseína fosfopeptídea fosfato de cálcio amorfo (CPP-ACP) previamente ao desafio erosivo inicial / Effect of CPP-ACP chewing gum previously to erosive demineralization

O efeito protetor da caseína fosfopeptídea fosfato de cálcio amorfo (CPP-ACP) contra a erosão dentária é controverso. Este estudo in situ teve como objetivo investigar a capacidade de uma goma de mascar com CPP-ACP em prevenir uma única desmineralização erosiva. Blocos de esmalte bovino (120) selecionados pela dureza superficial inicial foram divididos aleatoriamente entre os grupos: GI - goma de mascar com CPP-ACP, GII - goma de mascar sem CPP-ACP e GIII - controle negativo para avaliação do efeito protetor sem estimulação salivar (sem goma de mascar). Dezenove voluntários participaram do estudo durante três fases cruzadas de 2 h cada. Nas fases de GI e GII os voluntários usaram dispositivos intrabucais palatinos contendo 2 blocos de esmalte, durante 120 minutos e mascaram uma unidade da goma de mascar correspondente ao grupo nos últimos 30 minutos. No grupo controle os voluntários usaram o dispositivo intrabucal por 2h, sem uso de goma de mascar. Em cada fase, imediatamente após a utilização, os dispositivos intrabucais foram imersos em refrigerante tipo cola durante 5 minutos para promover a desmineralização erosiva. A dureza superficial final foi mensurada e os valores foram utilizados para o cálculo do percentual de perda de dureza. Os dados foram analisados por ANOVA de medidas repetidas e teste Tukey (α = 5%). Menor perda de dureza do esmalte foi encontrada após a utilização de goma de mascar com (GI - 32,7%) e sem (GII - 33,5%) CPP-ACP relação ao efeito salivar sem estimulação (GIII - 39,8%) (p <0,05). Não houve diferença entre GI e GII (p> 0,05). Os resultados sugerem que a utilização de goma de mascar imediatamente antes de uma desmineralização erosiva é capaz de diminuir a perda de dureza do esmalte. No entanto, a presença de CPP-ACP na goma de mascar não foi capaz de melhorar este efeito...

The erosion-protective effect of CPP-ACP is controversial. This in situ study aimed to investigate the ability of CPP-ACP chewing gum to prevent a single event of erosive demineralization. Bovine enamel blocks (120), after selection (initial surface hardness) were randomly assigned to groups: GI-chewing gum with CPP-ACP, GIIchewing gum without CPP-ACP and Control group-salivary effect without stimulation (no gum). Nineteen volunteers participated on this study during 3 crossover phases of 2 h. On GI and GII, the volunteers wore intraoral palatal devices for 120 min and chewed a unit of the corresponding chewing gum on the last 30 min. On Control group the volunteer wore the appliance for 2 h, without chewing gum. On each phase immediately after the intraoral use, devices were extra orally immersed in cola drink for 5 minutes to promote erosive demineralization. The percentage of surface hardness loss was calculated. The data were analyzed by Repeated Measures ANOVA and Turkeys test. Less enamel hardness loss was found after the use of chewing gum with (GI-32.7 %) and without (GII-33.5%) CPP-ACP when compared to salivary effect without stimulation (control- 39.8%) (p<0.05). There was no difference between GI and GII (p>0.05). The results suggest that the use of chewing gum immediately before an erosive demineralization is able to diminish the enamel hardness loss. However, the presence of CPP-ACP in the chewing gum cannot enhance this protective effect...

Efeito in situ da utilização de uma goma de mascar com caseína fosfopeptídea fosfato de cálcio amorfo (CPP-ACP) previamente ao desafio erosivo inicial / Effect of CPP-ACP chewing gum previously to erosive demineralization

O efeito protetor da caseína fosfopeptídea fosfato de cálcio amorfo (CPP-ACP) contra a erosão dentária é controverso. Este estudo in situ teve como objetivo investigar a capacidade de uma goma de mascar com CPP-ACP em prevenir uma única desmineralização erosiva. Blocos de esmalte bovino (120) selecionados pela dureza superficial inicial foram divididos aleatoriamente entre os grupos: GI - goma de mascar com CPP-ACP, GII - goma de mascar sem CPP-ACP e GIII - controle negativo para avaliação do efeito protetor sem estimulação salivar (sem goma de mascar). Dezenove voluntários participaram do estudo durante três fases cruzadas de 2 h cada. Nas fases de GI e GII os voluntários usaram dispositivos intrabucais palatinos contendo 2 blocos de esmalte, durante 120 minutos e mascaram uma unidade da goma de mascar correspondente ao grupo nos últimos 30 minutos. No grupo controle os voluntários usaram o dispositivo intrabucal por 2h, sem uso de goma de mascar. Em cada fase, imediatamente após a utilização, os dispositivos intrabucais foram imersos em refrigerante tipo cola durante 5 minutos para promover a desmineralização erosiva. A dureza superficial final foi mensurada e os valores foram utilizados para o cálculo do percentual de perda de dureza. Os dados foram analisados por ANOVA de medidas repetidas e teste Tukey (α = 5%). Menor perda de dureza do esmalte foi encontrada após a utilização de goma de mascar com (GI - 32,7%) e sem (GII - 33,5%) CPP-ACP relação ao efeito salivar sem estimulação (GIII - 39,8%) (p <0,05). Não houve diferença entre GI e GII (p> 0,05). Os resultados sugerem que a utilização de goma de mascar imediatamente antes de uma desmineralização erosiva é capaz de diminuir a perda de dureza do esmalte. No entanto, a presença de CPP-ACP na goma de mascar não foi capaz de melhorar este efeito.

The erosion-protective effect of CPP-ACP is controversial. This in situ study aimed to investigate the ability of CPP-ACP chewing gum to prevent a single event of erosive demineralization. Bovine enamel blocks (120), after selection (initial surface hardness) were randomly assigned to groups: GI-chewing gum with CPP-ACP, GIIchewing gum without CPP-ACP and Control group-salivary effect without stimulation (no gum). Nineteen volunteers participated on this study during 3 crossover phases of 2 h. On GI and GII, the volunteers wore intraoral palatal devices for 120 min and chewed a unit of the corresponding chewing gum on the last 30 min. On Control group the volunteer wore the appliance for 2 h, without chewing gum. On each phase immediately after the intraoral use, devices were extra orally immersed in cola drink for 5 minutes to promote erosive demineralization. The percentage of surface hardness loss was calculated. The data were analyzed by Repeated Measures ANOVA and Turkeys test. Less enamel hardness loss was found after the use of chewing gum with (GI-32.7 %) and without (GII-33.5%) CPP-ACP when compared to salivary effect without stimulation (control- 39.8%) (p<0.05). There was no difference between GI and GII (p>0.05). The results suggest that the use of chewing gum immediately before an erosive demineralization is able to diminish the enamel hardness loss. However, the presence of CPP-ACP in the chewing gum cannot enhance this protective effect.

Tratamiento remineralizador de la mancha blanca / White spots remineralizing treatment

Las posibilidades de remineralizar la mancha blanca fueron evaluadas en un estudio clínico que involucró el uso de barnices fluorados y una pasta a base de fosfato de calcio amorfo (FCA), complementada con el uso de una goma de mascar a base de FCA. En una población de niños asistidos en un hospital odontopediátrico, se evaluaron los protocolos establecidos para cada tratamiento comparativo, determinándose la validez del procedimiento con FCA como agente remineralizador.

Usos y efectos del fosfato de calcio amorfo (FCA) en la odontología restauradora y preventiva / Uses and effects of amorphous calcium phosphate (FCA) in preventive and restorative dentistry

En el presente trabajo se realizó una revisión de la literatura, con el fin de compartir con el gremio odontológico, la información recolectada sobre los usos y efectos actualizados del Fosfato de Calcio Amorfo (FCA) en la odontología, material que promete ser una importante contribución para la protección del medio oral, en un amplio número de situaciones, en las que pueda haber un desequilibrio mineral

This paper reports a literature review which shares the gathered information with the Dental community about the innovate uses and effects of the Amorphous Calcium Phosphate (ACP) with the dentistry, this material will be a significant contribution to the oral environment protection, in lots of situations that could has a mineral unbalance