Shear bond strength and adhesive remnant index of orthodontic brackets bonded to enamel using adhesive systems mixed with TiO2 nanoparticles

ABSTRACT Introduction: It is recently suggested that titanium dioxide (TiO2) nanoparticles can be added to bracket luting agents in order to reduce bacterial activity and protect the enamel. However, it is not known if this addition can affect the shear bond strength (SBS) below clinically acceptable levels. Therefore, this study examined this matter within a comprehensive setup. Methods: This in vitro experimental study was conducted on 120 extracted human premolars randomly divided into four groups (n=30): in groups 1 and 2, Transbond XT light-cured composite with or without TiO2 was applied on bracket base; in groups 3 and 4, Resilience light-cured composite with or without TiO2 was used. Brackets were bonded to teeth. Specimens in each group (n=30) were divided into three subgroups of 10 each; then incubated at 37°C for one day, one month, or three months. The SBS and adhesive remnant index (ARI) were calculated and compared statistically within groups. Results: The SBS was not significantly different at one day, one month or three months (p>0.05) but composites without TiO2 had a significantly higher mean SBS than composites containing TiO2 (p<0.001). The SBS of Transbond XT was significantly higher than that of Resilience (p<0.001). No significant differences were noted in ARI scores based on the type of composite or addition of TiO2 (p>0.05). Conclusions: Addition of TiO2 nanoparticles to Transbond XT decreased its SBS to the level of SBS of Resilience without TiO2; thus, TiO2 nanoparticles may be added to Transbond XT composite for use in the clinical setting.

RESUMO Introdução: recentemente, sugeriu-se que nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) poderiam ser adicionadas ao cimento adesivo para reduzir a atividade bacteriana e proteger o esmalte. Entretanto, não se sabe se esse acréscimo pode reduzir a resistência adesiva ao cisalhamento (RAC) a níveis inferiores aos clinicamente aceitáveis. Assim, o presente estudo examinou essa questão dentro de um contexto abrangente. Métodos: esse estudo experimental in vitro foi realizado em 120 pré-molares humanos, aleatoriamente divididos em quatro grupos (n=30). Nos grupos 1 e 2, o adesivo fotopolimerizável Transbond XT com e sem TiO2 foi aplicado na base do braquete. Nos grupos 3 e 4, utilizou-se o adesivo fotopolimerizável Resilience com e sem TiO2. Os braquetes foram colados aos dentes e as amostras de cada grupo (n=30) foram divididas em três subgrupos de dez amostras cada, as quais foram incubadas a 37°C por, respectivamente, um dia, um mês e três meses. A RAC e o índice de adesivo remanescente (IAR) foram calculados e estatisticamente comparados entre os grupos. Resultados: a RAC não apresentou diferença significativa após um dia, um mês ou três meses (p > 0,05), mas os adesivos sem TiO2 apresentaram uma RAC média significativamente mais elevada do que os adesivos que continham TiO2 (p< 0,001). A RAC do Transbond XT foi significativamente mais elevada do que a do Resilience (p< 0,001). Não foram observadas diferenças significativas nos IARs, seja para o tipo de adesivo ou para a adição de TiO2 (p> 0,05). Conclusões: a adição de nanopartículas de TiO2 ao Transbond XT reduziu sua RAC a níveis semelhantes aos da RAC do Resilience TiO2. Assim, as nanopartículas de TiO2 podem ser acrescentadas ao adesivo Transbond XT para a aplicação clínica.

Caracterização dos óxidos de titânio das superfícies de implantes dentários com diferentes tratamentos / Characterization of titanium oxide into different dental implant surface treatments

A osseointegração está associada à presença de uma fina camada de óxido de titânio na superfície do implante. Para acelerar os mecanismos envolvidos na osseointegração e permitir a colocação da prótese em menor tempo foram desenvolvidos tratamentos de superfície com o objetivo de aumentar a espessura desta camada de óxido, alterar a rugosidade e a molhabilidade. O presente trabalho teve o objetivo de caracterizar a camada de óxido de titânio existente em implantes comerciais Vulcano Actives (anodizado) e Master Porous (tratado com ácido) e comparar com o implante não comercial Porous Nano (deposição de íons). Os resultados dos ensaios mostraram que quanto maior o valor da rugosidade, maior o ângulo de contato e maior o torque de remoção da tíbia de coelhos. Após os tratamentos da superfície com ácido e deposição de íons há formação de óxido de titânio na forma de rutilo e com a anodização há formação de uma camada mista de óxidos de titânio composta de rutilo e anatase.

The osseointegration phenomenon is associated with the presence of a thin layer of titanium oxide on the dental implant surface. To accelerate the mechanisms involved in the osseointegration and allow prosthesis delivery in the shortest time period, surface treatments with the goal of increasing this oxide layer, changing the roughness and wettability were developed. This work aims to characterize the titanium oxide layer on Vulcano Actives (anodized), Porous (acid-etched), and Porous Nano (ion deposition) implants manufactured by Conexão Sistemas de Prótese. The test results showed that, the higher the roughness, the higher the contact angle and the associated removal torques in the rabbit model. After the acid-etching and ion deposition processes, the rutile form is found at the titanium surface; on the other hand, the anodization process generates a mixed layer of titanium oxides with rutile and anastase phases