Antimicrobial activity and toxicity of glass ionomer cement containing an essential oil

The aim of this study was to evaluate the antimicrobial activity and toxicity of glass ionomer cement (GIC) modified with 5-methyl-2-(1-methylethyl)phenol (thymol) against Streptococcus mutans in silico and in vitro. The antimicrobial activity of thymol on GIC modified with concentrations of 2% (GIC-2) and 4% (GIC-4) was evaluated in a model of planktonic cell biofilm using agar diffusion test, minimum inhibitory concentration (MIC), minimum bactericidal concentration (MBC), dynamic biofilm (continuous flow cell parallel), and bacterial kinetics. Conventional GIC (GIC-0) was used as a control. Thymol toxicity was evaluated in Artemia salina and in silico using Osiris® software. Differences between groups were estimated by analysis of variance, followed by Tukey post hoc test, with a 5% significance level. The results of the agar diffusion test between groups were not significantly different (P≥0.05). Thymol had potential bacteriostatic and bactericidal activity against Streptococcus mutans with respect to planktonic growth, with MIC of 100 µg/mL and MBC of 400 µg/mL. The groups GIC-0, GIC-2, and GIC-4 reduced the biofilm by approximately 10, 85, and 95%, respectively. Bacterial kinetics showed efficiency of the modified GICs for up to 96 h. GIC with thymol was effective against S. mutans, with significant inhibition of the biofilms. Analyses in silico and using Artemia salina resulted in no relevant toxicity, suggesting potential for use in humans. GIC-2 was effective against S. mutans biofilm, with decreased cell viability.

Influence of thicknesses of smear layer on the transdentinal cytotoxicity and bond strength of a resin-modified glass-ionomer cement

This study evaluated the transdentinal cytotoxicity (TC) and the bond strength (BS) of a resin-modified glass-ionomer cement (RMGIC) applied to dentin covered with smear layer (SL) of different thicknesses. Forty dentin discs had thick (TSL) or thin (THSL) smear layer created on their occlusal side. In artificial pulp chambers, MDPC-23 cells were seeded on the pulpal side of the dentin discs and divided into five groups: G1TC: no treatment (control); G2TC: TSL + RMGIC; G3TC: THSL + RMGIC; G4TC: TSL removal + RMGIC; G5TC: THSL removal + RMGIC. After 24 h, cell metabolism and morphology were evaluated by the methyltetrazolium (MTT) assay and by scanning electron microscopy (SEM), respectively. For BS, the following groups were determined: G1BS: TSL removal + RMGIC; G2BS: THSL removal + RMGIC; G3BS: TSL + RMGIC; G4BS: THSL + RMGIC. Shear bond strength was tested to failure in a mechanical testing machine MTS (0.5 mm/min). Statistically significant difference was observed only between the control and experimental groups (Kruskal-Wallis, p<0.05). The metabolic activity of the viable MDPC-23 cells in G2TC, G3TC, G4TC and G5TC decreased by 54.85%, 60.79%, 64.12% and 62.51%, respectively. Mean shear bond strength values for G1BS, G2BS, G3BS and G4BS were 7.5, 7.4, 6.4 and 6.7 MPa, respectively, without significant difference among them (ANOVA, p>0.05). RMGIC presented moderate transdentinal cytotoxic effects. Maintenance or removal of smear layer did not affect the bond strength of RMGIC to dentin substrate.

Este estudo avaliou a citotoxicidade transdentinária (CT) e a resistência de união (RU) de um cimento de ionômero de vidro modificado por resina (CIVMR) aplicado sobre dentina coberta com smear layer (SL) de diferentes espessuras. Quarenta discos de dentina tiveram smear layer espessa (TSL) ou delgada (THSL) criadas sobre a superfície oclusal. Após terem sido posicionados em câmaras pulpares artificiais, os discos de dentina receberam células MDPC-23, as quais foram semeadas sobre a supefície pulpar. Assim, os seguintes grupos foram estabelecidos: G1TC: sem tratamento (controle); G2TC: TSL + CIVMR; G3TC: THSL + CIVMR; G4TC: remoção TSL + CIVRM; G5TC: remoção THSL + CIVMR. Após 24 h, o metabolismo e morfologia celular foram avaliados pelo ensaio de metiltetrazolium (MTT) e por microscopia eletrônica de varredura (MEV), respectivamente. Para BS, os seguintes grupos foram determinados: G1BS: remoção TSL + CIVRM; G2BS: remoção THSL + CIVRM; G3BS: TSL + CIVRM; G4BS: THSL + CIVMR. A resistência de união ao cisalhamento foi avaliada em uma máquina de ensaios mecânicos MTS (0,5 mm/min). Diferença estatisticamente significativa foi observada apenas entre os grupos controle e experimentais (Kruskal-Wallis, p<0,05). A redução da atividade metabólica das células MDPC-23 viáveis nos grupos G2TC, G3TC, G4TC e G5TC foi de 54,85%; 60,79%; 64,12%; e 62,51%, respectivamente. Os valores médios de resistência de união para G1BS, G2BS, G3BS e G4BS foram de 7,5; 7,4; 6,4; e 6,7 MPa, respectivamente, sem diferença significativa entre eles (ANOVA, p>0,05). O CIVMR avaliado neste estudo apresentou moderado efeito citotóxico transdentinário. A manutenção ou remoção da smear layer não afetou a resistência de união deste material resinoso ionomérico sobre a dentina.

Novel experimental cements for use on the dentin-pulp complex

This aim of this study was to evaluate the physicochemical and biological properties of novel experimental cements (Hybrid, Paste and Resin) based on synergistic combinations of existing materials, including pH, diametral tensile strength (DTS) and cytotoxicity comparing them with mineral trioxide aggregate (MTA - Angelus®) and a glass ionomer cement (GIC) developed at our laboratory. For the physicochemical and biological tests, specimens with standard dimensions were produced. pH measurements were performed with digital pH meter at the following time intervals: 3, 24, 48 and 72 h. For the DTS test, cylindrical specimens were subjected to compressive load until fracture. The MTT assay was performed for cytotoxicity evaluation. Data were analyzed by ANOVA and Tukey's test (α=0.05). Paste group showed pH values similar to MTA, and Hybrid group presented pH values similar to GIC (p>0.05). The tested materials showed pH values ranging from alkaline to near neutrality at the evaluated times. MTA and GIC showed similar DTS values. The lowest and highest DTS values were seen in the Paste and Resin groups, respectively (p<0.05). Cell viability for MTA and experimental Hybrid, Paste and Resin groups was 49%, 93%, 90% and 86%, respectively, when compared with the control group. The photo-cured experimental resin cement showed similar or superior performance compared with the current commercial or other tested experimental materials.

O objetivo deste estudo foi avaliar propriedades físico-químicas e biológicas de novos cimentos experimentais (Híbrido, Pasta e Resinoso) baseado na combinação sinérgica de materiais existentes, incluindo pH, resistência à tração diametral (RTD) e citotoxidade, comparando-os ao MTA (Angelus®) e a um cimento de ionômero de vidro (CIV) desenvolvido em nosso laboratório. Para a realização dos testes físico-mecânico e biológico, foram confeccionados espécimes com dimensões padrão. O teste de pH foi realizado por meio de pH-metro digital nos tempos: 3, 24, 48 e 72 h. Para o teste de RTD, espécimes cilíndricos foram submetidos a carga compressiva até sua fratura. Para avaliação da citotoxidade, utilizou-se o teste MTT. Os dados foram analisados utilizando ANOVA e teste de Tukey (α=0,05). O grupo Pasta apresentou valores de pH semelhantes ao MTA, assim como o grupo Híbrido seguiu os parâmetros do CIV (p>0,05). Todos os materiais apresentaram valores de pH alcalinos ou próximosà neutralidade nos tempos avaliados. MTA e CIV apresentaram valores de RTD similares. Os menores e maiores valores observados foram do grupo Pasta e Resinoso, respectivamente (p<0,05). A viabilidade celular para os grupos MTA, Híbrido, Pasta, Resinoso, quando comparados ao grupo controle foi de: 49, 93, 90 e 86%, respectivamente. O cimento experimental Resinoso apresentou desempenho similar ou superior aos materiais comerciais e experimentais avaliados.

Synthesis and biocompatibility of an experimental glass ionomer cement prepared by a non-hydrolytic sol-gel method

The aims of this study were to demonstrate the synthesis of an experimental glass ionomer cement (GIC) by the non-hydrolytic sol-gel method and to evaluate its biocompatibility in comparison to a conventional glass ionomer cement (Vidrion R). Four polyethylene tubes containing the tested cements were implanted in the dorsal region of 15 rats, as follows: GI - experimental GIC and GII - conventional GIC. The external tube walls was considered the control group (CG). The rats were sacrificed 7, 21 and 42 days after implant placement for histopathological analysis. A four-point (I-IV) scoring system was used to graduate the inflammatory reaction. Regarding the experimental GIC sintherization, thermogravimetric and x-ray diffraction analysis demonstrated vitreous material formation at 110oC by the sol-gel method. For biocompatibility test, results showed a moderate chronic inflammatory reaction for GI (III), severe for GII (IV) and mild for CG (II) at 7 days. After 21 days, GI presented a mild reaction (II); GII, moderate (III) and CG, mild (II). At 42 days, GI showed a mild/absent inflammatory reaction (II to I), similar to GII (II to I). CG presented absence of chronic inflammatory reaction (I). It was concluded that the experimental GIC presented mild/absent tissue reaction after 42 days, being biocompatible when tested in the connective tissue of rats.

O objetivo deste estudo foi demonstrar a sinterização pelo método sol-gel não-hidrolítico de um cimento de ionômero de vidro experimental (CIV) e avaliar sua biocompatibilidade em relação a um cimento de ionômero de vidro convencional (Vidrion R). Quatro tubos de polietileno contendo os cimentos testados foram implantados no dorso de 15 ratos, da seguinte maneira: GI - CIV Experimental e GII - CIV Convencional. A lateral do tubo foi considerada Grupo Controle. Os ratos foram sacrificados em 7, 21 e 42 dias pós-implantação para análise histopatológica. Uma escala de I a IV foi utilizada como sistema de score para graduar a reação inflamatória. Em relação à sinterização do CIV experimental, as análises termogravométrica e por difração de raio-x demonstraram a formação de material vítreo aos 110oC pelo método sol-gel. Para o teste de biocompatibilidade, os resultados mostraram uma reação inflamatória moderada para o GI (III), severa para o GII (IV) e branda para o Grupo Controle (II) aos 7 dias. Após 21 dias, GI apresentou uma reação branda (II); GII, moderada (III) e Grupo Controle, branda (II). Aos 42 dias, GI apresentou uma reação inflamatória branda/ausente (II a I), similar ao GII (II a I). O Grupo Controle demonstrou ausência de reação inflamatória (I). Concluiu-se que o CIV Experimental apresentou reação tecidual branda/ausente após 42 dias, sendo biocompatível quando testado em tecido conjuntivo de ratos.

Toxicity Testing of Restorative Dental Materials Using Brine Shrimp Larvae (Artemia salina)

This study investigated the effect of extracts of different composites, glass ionomer cement (GIC)s and compomers on the viability of brine shrimp larvae. Ethanolic extracts of four dental composites (Z-100; Solitaire 2; Filtek P60 and Synergy), a conventional GIC (Ketac-Fil), a resin-modified glass ionomer cement (Vitremer), two compomers (F2000; Dyract AP), and a flowable compomer (Dyract Flow) were prepared from each material. Following evaporation of the ethanol, the extracts were resuspended in distilled water, which was then used to test the effects on the viability of brine shrimp larvae. For the composites, the extract of Synergy was the least toxic (88 percent viability) followed by the extracts of Solitaire 2, Z100 and P60 (75 percent, 67.5 percent and 50 percent viability, respectively). One-way ANOVA revealed highly significant differences between the resin composite materials (p<0.001). Follow-up comparison between the composite groups by Tukey's pairwise multiple-comparison test (á =0.05) showed that the extract of Synergy was significantly less toxic than the extracts of all the other materials except that of Solitaire 2. The compomers showed 100 percent lethality, while the percentage of viable larvae for the extracts of Ketac-Fil, and Vitremer were 32.3 percent, and 37.0 percent, respectively. One-way ANOVA revealed highly significant differences between the groups of materials (p<0.001). Follow-up comparison between the groups by Tukey's test (á = 0.05) showed that the toxic effect of the extracts of the compomers were significantly greater than that of Ketac-Fil, and Vitremer. The differences in the toxic effects of Vitremer and Ketac-Fil were not statistically significant. In conclusion, the toxicity of composite materials varied according to their chemical composition. Compomers were the most lethal materials to brine shrimp larvae followed by GICs and then composites.

Viabilidad de fibroblastos gingivales humanos expuestos a nuevos sistemas de adhesión / Viability of human gingival fibroblasts exposed to new bonding systems

El fin de esta investigación fue conocer el efecto de 4 sistemas adhesivos: Single Bond (3M), Prime&Bond (Dentsply), Primer Vitremer (3M) y Scothbond Multiporpósito Plus (3M), sobre la viabilidad celular como marcador citotóxico de fibroblastos gingivales humanos in vitro, que permite determinar cuál de ellos puede generar una menor respuesta celular citotóxica y que sugiera un uso más adecuado en la clínica. Se utilizaron fibroblastos gingivales humanos en cuarto pase y, una vez que alcanzaron confluencia celular, se procedió a incubar en la estufa de CO2. Posteriormente, se realizaron los conteos de viabilidad celular cada 3, 6, 9 y 12 horas en el microscopio de luz. Se encontró que Single Bond, Primer Vitremer y Scotchbond Multipropósito Plus presentaron un mejor comportamiento con respecto al Prime&Bond, el cual mostró una mayor citotoxicidad

Avaliaçäo histológica preliminar da biocompatibilidade do cimento ionomérico modificado fotopolimerizável - variglass VLC e de um cimento a base de CA(OH) - Dycal, quanto implantados em tecido subcutâneo de ratos / Preliminary histological evaluation of biocompatibility of resin modified glass ionomer - variglass VLC and calcium hydroxide cement - Dycal, when implanted into rat's connective tissue

Os compômeros ou ionocompósitos säo materiais restauradores híbridos, derivados dos cimentos de ionômero de vidro convencionais com pequenas adiçöes de resinas compostas fotoativada, exibindo propriedades intermediárias aos dois materiais, com algumas características superiores aos cimentos ionoméricos. O objetivo do trabalho foi avaliar de forma comparativa a biocompatibilidade do compômeros Variglass VLC e do cimento de hidróxido de cálcio - Dycal. Para isto ambos materiais foram implantados no tecido conjuntivo subcutâneo de ratos, onde permaneceram pelos períodos de 7, 15, 30 e 60 dias. Variglass VLC provocou no primeiro período de células inflamatórias ao 7 dias, sendo que a área reacional atingiu amplitude avaliaçäo, moderada - intensa reaçäo inflamatória, onde a área reacional junto à abertura tubular tinha amplitude média de 3,822 mm, decrescendo com o decorrer do período para 0,506 mm. Já o grupo controle (Dycal) apresentou discreta quantidade média de 1,118 mm. Houve regressäo do quadro reacional com o decorrer dos períodos, sendo que aos 60 dias a amplitude média era de 0,347 mm. Conclui-se que o Variglass VLC foi mais irritante que o Dycal, porém ambos materiais apresentaram biocompatibidade aceitável

Biocompatibilidade biológica do cimento de ionômero de vidro / The biological biocompatibility of the glass vitreous ionomer

Os autores realizaram uma revisäo da literatura a respeito da biocompatibilidade dos cimentos de ionômero de vidro, discutindo os aspectos mais importantes para um melhor desempenho clínico das restauraçöes e cimentaçöes protéticas realizadas com esse material