Effect of Brushing Time and Dentifrice Abrasiveness on Color Change and Surface Roughness of Resin Composites

Abstract: Dentifrice abrasiveness and brushing time may increase color change (∆E) and surface roughness (∆Ra) of resin composites. This study aimed to evaluate the effect of mechanical brushing time of dentifrices with different abrasiveness on ∆E and ∆Ra of nanofilled (Z350, 3M ESPE) and nanohybrid (Tetric N-Ceram, Ivoclar Vivadent) resin composites. Sixteen specimens (12 mm diameter x 2 mm thick) were fabricated using a white Teflon matrix of each resin composite and a ceramic (IPS e.max Ceram, Ivoclar Vivadent), used as control. After initial color readouts on white backgrounds (Spectrophotometer PCB 6807, Byk Gardner), with D65 standard illuminant, and surface roughness (Rugosimeter Surfcorder SE 1700, Kosalab) with cut-off=0.8 mm and speed=0.25 mm/s, specimens were assigned (n=8) according to the abrasiveness of the dentifrices: RDA* 68 (Colgate) and RDA* 180 (Colgate Total Plus Whitening). Specimens were submitted to mechanical brushing (58,400 cycles) and after every 14,600 cycles (1 year of brushing by a healthy individual), new color and surface roughness readouts were taken. Color stability was calculated by CIEDE2000. Data were analyzed by 3-way repeated measures ANOVA and Bonferroni test (p<0.05), and demonstrated that the dentifrice abrasiveness (p=0.02) and brushing time (p<0.0001) affected the ∆E of nanofilled resin composite. There was no difference on surface roughness of materials (p=0.6752) or brushing time (p=0.7997). In conclusion, the longer the brushing time and dentifrice abrasiveness, the greater the color change of the nanofilled resin composite. The surface roughness was not influenced by dentifrice abrasiveness.

Resumo: A abrasividade do dentifrício e o tempo de escovação podem aumentar a alteração de cor (∆E) e rugosidade de superfície (∆Ra) das resinas compostas. Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito do tempo de escovação mecânica com dentifrícios de diferentes abrasividades, sobre o ∆E e a ∆Ra das resinas compostas (nanoparticulada, Z350, 3M ESPE e nanohíbrida, Tetric N-Ceram, Ivoclar Vivadent). Dezesseis amostras (12 mm de diâmetro x 2 mm de espessura) foram obtidas utilizando uma matriz de teflon branca, de cada resina composta e uma cerâmica (IPS e.max Ceram, Ivoclar Vivadent), considerada como controle. Após as leituras iniciais de cor sobre fundo branco (Espectrofotômetro PCB 6807, Byk Gardner), com iluminante padrão D65, e de rugosidade de superfície (Rugosímetro Surfcorder SE 1700, Kosalab), com cut-off=0,8 mm e velocidade=0,25 mm/s, as amostras foram separadas (n=8) de acordo com a abrasividade dos dentifrícios: RDA* 68 (Colgate) e RDA* 180 (Colgate Total Plus Whitening). Amostras foram submetidas a escovação mecânica (58.400 ciclos), sendo que a cada 14.600 ciclos (1 ano de escovação por um indivíduo saudável), novas leituras de cor e rugosidade de superfície foram realizadas. A estabilidade de cor foi calculada segundo CIEDE2000. Os dados foram analisados (3-way ANOVA medidas repetidas, teste de Bonferroni, p<0,05), e demonstrou-se que a abrasividade dos dentifrícios (p=0,02) e o tempo de escovação (p<0,0001) afetaram o ∆E da resina composta nanoparticulada. A rugosidade de superfície não foi influenciada pela abrasividade dos dentifrícios (p=0,6752) ou tempo de escovação (p=0,7997). Concluiu-se que quanto maior o tempo de escovação mecânica e a abrasividade do dentifrício, maior a alteração de cor da resina composta nanoparticulada. A rugosidade de superfície não foi influenciada pela abrasividade do dentifrício.

Abrasiveness of conventional and specific denture-cleansing dentifrices

This study analyzed the weight loss and surface roughness caused in Plexiglass specimens by conventional dentifrices (Sorriso, Colgate and Close Up) and specific dentifrices used for cleaning of dentures (Corega and Dentu Creme). Plexiglass specimens were divided into 6 groups (n=6) including: a control (distilled water - DW) and experimental groups. Brushing was performed in a toothbrushing machine with a soft brush and a dentifrice suspension and DW according to different brushing times (50, 100, 200 and 250 min -18,000, 36,000, 72,000 and 90,000 cycles, respectively, calculated to correspond to 1, 2, 4 and 5 years of regular brushing). The results of weight loss and surface roughness were analyzed by ANOVA and Tukey’s test at 5% significance level. In all tested times, the effect of DW was insignificant. Dentifrices differed significantly from DW in the initial period. Corega dentifrice caused greater mass loss in all studied times, followed by Close Up. Dentifrices resulted in a surface roughness similar to the DW at 50 min. In the other times, Sorriso, Colgate and Corega caused more surface roughness than DW. In conclusion, specific dentifrices caused larger mass loss and lower surface roughness as conventional dentifrice.

Este estudo analisou a perda de massa e rugosidade superficial causadas em corpos de prova de Plexiglass por dentifrícios convencionais (Sorriso, Colgate e Close Up) e específicos (Corega e Dentu Creme) para higienização de próteses totais. Os corpos de prova de Plexiglass foram distribuidos em 6 grupos (n=6), sendo um controle (água destilada - AD) e grupos experimentais. A escovação foi realizada em máquina de escovação com escovas macias e suspensões de dentifrícios ou AD, de acordo com os diferentes tempos de escovação (50, 100, 200 e 250 min -18.000, 36.000, 72.000 e 90.000 ciclos, respectivamente, calculados para corresponder a 1, 2, 4 e 5 anos de escovação regular). Os resultados de perda de massa e rugosidade superficial foram analisados por meio de ANOVA e teste de Tukey com 5% de significância. Em todos os tempos analisados, a AD teve efeito insignificante. Os dentifrícios diferiram significativamente da AD no período inicial. O dentifrício Corega causou maior perda de massa em todos os tempos estudados, seguido por Close Up. No tempo de 50 min, todos os dentifrícios causaram rugosidade superficial semelhante à AD. Nos outros tempos, Sorriso, Colgate e Corega causaram maior rugosidade superficial em relação à AD. Conclui-se que os dentifrícios específicos causaram maior perda de massa, porém menor rugosidade superficial que os dentifrícios convencionais.

Avaliação das alterações em cimentos de ionômero de vidro após escovação simulada com dentifrícios de diferentes abrasividades / Evaluation of changes on glass ionomer cements after simulate toothbrushingwith dentifrices of different abrasiveness

Introdução: O objetivo deste estudo foi avaliar alterações de massa e de rugosidade superficial em cimentos de ionômero de vidro (CIVs) submetidos à escovação simulada com dentifrícios contendo diferentes abrasivos. Material e método: Foram testados dois cimentos e dois dentifrícios. O CIV de alta viscosidade (Ketac Molar EasymixTM-3M ESPE) e o CIV modificado por resina (VitremerTM-3M ESPE) foram submetidos à escovação com dentifrícios contendo sílica associada ao dióxido de titânio (Oral B Pró-Saúde®-Procter & Gamble do Brasil) ou ao carbonato de cálcio (Condor 100% Branco®-Condor) e água destilada (controle). De cada material, foram preparadas 30 amostras (diâmetro = 6 mm e espessura = 5 mm) de acordo com as instruções do fabricante. Os espécimes foram mantidos em água destilada, a 37 °C por 24 horas, antes de mensurar a massa e a rugosidade de superfície iniciais. Depois, foram submetidos à escovação simulada (20.000 ciclos de escovação) com os dentifrícios e a água. A alteração de massa (diferença entre massa inicial e final) foi obtida em balança analítica (0,0002 g de precisão). As médias iniciais e finais de rugosidade de superfície foram verificadas em cada espécime após cinco leituras consecutivas em um rugosímetro antes e após escovação. Os dados foram analisados pelo teste ANOVA dois critérios. Resultado: A perda de massa para ambos os materiais foi significantemente maior com a associação sílica-dióxido de titânio (p < 0,05). O CIV modificado por resina apresentou maior rugosidade inicial quando comparado ao de alta viscosidade (p < 0,05). Conclusão: Dentifrícios abrasivos determinam acentuada perda de massa e aumento na rugosidade em cimentos ionoméricos, sendo o potencial de desgaste diferente entre os materiais.

Introduction:The aim of this study was to assess changes in weight and surface roughness of glass ionomer cements (GICs) submitted to simulated toothbrushing with dentifrices containing different abrasives. Material and method: Two glass ionomer cements (GIC) and two dentifrices were tested: a high viscosity GIC (Easymix Ketac MolarTM-3M Espe); a resin modified GIC (VitremerTM-3M ESPE); dentifrices with silica associated to titanium dioxide (Oral B Pro Health-Procter & Gamble-Brazil) or to calcium carbonate (Condor 100% White) and distilled water (control). Of each material, 30 samples were prepared (diameter = 6 mm and thickness = 5 mm) according to manufacturers` instructions. The specimens were kept in distilled water, at 37 °C, for 24 hours, before taking the measurements of the initial weight and surface roughness. After this, they were submitted to simulated toothbrushing (20,000 cycles of brushing) with the dentifrices or water. The mass loss assessment (difference between initial and final mass) was obtained by analytical scale (0.0002 g accuracy). Initial and final mean surface roughness were obtained from each specimen after 5 consecutive readings using a surface profilometer before and after brushing. Data were analyzed by two-way ANOVA. Result: The mass loss for both materials was significantly higher when using titanium dioxide abrasive agent (p < 0.05). The resin modified GIC showed higher initial roughness compared to high viscosity GIC (p < 0.05). Conclusion: Abrasive toothpastes established pronounced mass loss and increased roughness in glass ionomer cements, and the potential of wear differed between materials.