Nicotine effect on bone remodeling during orthodontic tooth movement: Histological study in rats

Introduction: Nicotine is harmful to angiogenesis, osteogenesis and synthesis of collagen. Objective: The aim of this study was to investigate the effect of nicotine on bone remodeling during orthodontic movement in rats. Methods: Eighty male Wistar rats were randomly divided into three groups: Group C (control), group CM (with orthodontic movement) and group NM (nicotine with orthodontic movement) groups. The animals comprising groups C and CM received 0.9% saline solution while group NM received nicotine solution (2 mg/kg). A nickel-titanium closed-coil spring was used to induce tooth movement. The animals were euthanized and tissue specimens were processed histologically. We quantified blood vessels, Howship's lacunae and osteoclast-like cells present in the tension and compression areas of periodontal ligaments. The extent of bone formation was evaluated under polarized light to determine the percentage of immature/mature collagen. Results: We observed lower blood vessel densities in the NM group in comparison to the CM group, three (p < 0.001) and seven (p < 0.05) days after force application. Osteoclast-like cells and Howship's lacunae in the NM group presented lower levels of expression in comparison to the CM group, with significant differences on day 7 (p < 0.05 for both variables) and day 14 (p < 0.05 for osteoclast-like cells and p < 0.01 for Howship's lacunae). The percentage of immature collagen increased in the NM group in comparison to the CM group with a statistically significant difference on day 3 (p < 0.05), day 7 (p < 0.001), day 14 (p < 0.001) and day 21 (p < 0.001). Conclusions: Nicotine affects bone remodeling during orthodontic movement, reducing angiogenesis, osteoclast-like cells and Howship's lacunae, thereby delaying the collagen maturation process in developed bone matrix. .

Introdução: a nicotina apresenta efeito prejudicial sobre a angiogênese, osteogênese e síntese de colágeno. Objetivo: investigar a ação da nicotina sobre a remodelação óssea durante o movimento dentário induzido em ratos. Métodos: oitenta ratos machos Wistar foram divididos em três grupos: grupo C (sem indução de movimento dentário e sem a ação da nicotina - controle); grupo CM (indução de movimento dentário) e grupo NM (indução de movimento dentário associado à ação da nicotina). Os animais dos grupos C e CM receberam solução salina a 0,9% e os animais do grupo NM receberam nicotina (solução PA a 98% diluída em solução salina a 0,9% estéril) por via subcutânea (2mg/kg). Após a eutanásia dos animais, com 3, 7, 14 e 21 dias de uso da mola ortodôntica, os espécimes teciduais foram processados histologicamente e quantificou-se o número de vasos sanguíneos, lacunas de Howship e células osteoclásticas nos lados de tração e compressão do ligamento periodontal. A neoformação óssea foi avaliada por meio de luz polarizada, para determinar a porcentagem de colágeno maduro e imaturo. Resultados: observou-se que a quantidade de vasos sanguíneos diminuiu no grupo NM, quando comparado ao grupo CM, nos períodos de três (p < 0,001) e sete (p < 0,05) dias. Quanto às células osteoclásticas e lacunas de Howship, o grupo NM apresentou menores níveis de expressão em relação ao grupo CM, com diferença estatisticamente significativa nos períodos de 7 e 14 dias. A porcentagem de colágeno imaturo apresentou-se aumentada no grupo NM, quando comparado ao grupo CM, em todos os períodos analisados, com diferença e...

Evaluation of two protocols for low-level laser application in patients submitted to orthodontic treatment

INTRODUCTION: Different low-level laser (LLL) irradiation protocols have been tested to accelerate orthodontic tooth movement (OTM). Nevertheless, divergent results have been obtained. It was suggested that the stimulatory action of low level laser irradiation occurs during the proliferation and differentiation stages of bone cellular precursors, but not during later stages. OBJECTIVE: The purpose of this study was to determine the effect of two protocols of LLL irradiation on experimental tooth movement: One with daily irradiations and another with irradiations during the early stages. METHODS: Thirty-six rats were divided into control groups (CG1, CG2, CG3) and irradiated groups (IrG1, IrG2, IrG3) according to the presence of: experimental tooth movement, laser irradiation, type of laser irradiation protocol and date of euthanasia (3th or 8th day of experiment). At the end of experimental periods, a quantitative evaluation of the amount of OTM was made and the reactions of the periodontium were analyzed by describing cellular and tissue reactions and by counting blood vessels. RESULTS: The amount of OTM revealed no significant differences between groups in the same experimental period (p < 0.05). Qualitative analysis revealed the strongest resorption activity in irradiated groups after seven days, especially when using the daily irradiation protocol. There was a higher number of blood vessels in irradiated animals than in animals without orthodontic devices and without laser irradiation (p < 0.05). CONCLUSION: Moreover, angiogenesis was verified in some of the irradiated groups. The irradiation protocols tested were not able to accelerate OTM and root resorption was observed while they were applied.

INTRODUÇÃO: diferentes protocolos de irradiação por laser de baixa potência (LBP) têm sido testados para potencializar o movimento ortodôntico; entretanto, há resultados divergentes. Foi sugerido que seu efeito bioestimulador ocorre nas fases de proliferação e diferenciação celular, não agindo em estágios tardios. OBJETIVO: avaliar o efeito de dois protocolos de irradiação do LBP na movimentação ortodôntica: um com irradiações diárias e outro em que irradiações foram realizadas apenas nos períodos iniciais. MÉTODOS: trinta e seis ratos Wistar foram divididos em grupos controles (GC1, GC2 e GC3) e irradiados (GIr1, GIr2 e GIr3), de acordo com a presença de dispositivo ortodôntico, a presença de irradiação, o tipo de protocolo de irradiação e a data de eutanásia (3º ou 8º dia de experimento). Ao final dos períodos experimentais, foram realizadas mensurações da movimentação dentária, análise qualitativa das reações celulares e teciduais do periodonto e contagem de vasos sanguíneos no ligamento periodontal. RESULTADOS: a quantidade de movimentação não diferiu entre os grupos num mesmo tempo experimental (p < 0,05). A análise qualitativa revelou maior atividade absortiva nos grupos irradiados ao final de 7 dias, especialmente quando as irradiações foram diárias. Nos grupos irradiados diariamente, a contagem de vasos foi aumentada em relação aos animais isentos de dispositivo ortodôntico e de aplicações de LBP (p < 0,05). CONCLUSÃO: apesar de verificada angiogênese em certos grupos irradiados, os protocolos de irradiação testados não foram capazes de acelerar a movimentação dentária, e foi possível verificarem-se absorções radiculares.