Biological properties of experimental methacrylate-based sealers containing calcium phosphates

ABSTRACT

Abstract This study aimed to evaluate, in vitro and in vivo, the biocompatibility of experimental methacrylate-based endodontic sealers containing α-tricalcium phosphate (α-TCP) or nanostructured hydroxyapatite (HAp). Experimental methacrylate-based dual-cure sealers with the addition of α-TCP or HAp, at 10%wt were formulated and compared to AH Plus (AHP). Cell viability was assessed by 3-(4,5-dimethyl-thiazoyl)-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide (MTT), and sulforhodamine B (SRB). Sealers were implanted in rats' subcutaneous tissue and histologically evaluated. Bioactivity was assessed by alkaline phosphatase enzyme activity (ALP) and Alizarin Red (AR), using apical papillary cells (SCAPs), and by the bone deposition measured in surgical cavities on rats' femur filled with AH Plus or α-TCP. In both viability assays, HAp and AHP sealers were similar, and α-TCP presented lower viability compared to the others at MTT assay (p<0.05). A gradual decrease of the inflammatory response according to the periods was observed and AHP was the only that presented giant cells (7-day period). Collagen fibers condensation increased according to the periods, with no differences among sealers. There was an increase at ALP activity and mineralized nodules deposition according to periods. HAp and α-TCP presented higher values for ALP activity at 5 days and at 5, 10, and 15 days for AR and were different from AHP (p<0.05). α-TCP presented superior values at 10 and 15 days compared to HAp and AHP for AR (p<0.05). At 90 days, α-TCP and control (empty cavity) showed high bone deposition compared to AHP (p<0.05). α-TCP and HAp, in a methacrylate-based sealer, presented biocompatibility and bioactivity, with the potential to be used as endodontic sealers in clinical practice. Further investigations are required to gain information on the physicochemical properties of these sealers formulation before its clinical implementation.

RESUMO

Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar a biocompatibilidade de cimentos endodônticos experimentais à base de metacrilato contendo fosfato α-tricálcico ou hidroxiapatita nanoestruturada in vitro e in vivo. Cimentos experimentais de cura dual à base de metacrilato com a adição de fosfato de α-tricálcico (α-TCP) ou hidroxiapatita (HAp), a 10% em peso, foram formulados e comparados com AH Plus (AHP). Viabilidade celular foi avaliada por brometo de 3- (4,5-dimetil-tiazoil) -2,5-difenil-tetrazólio (MTT) e sulforodamina B (SRB). Cimentos foram implantados no tecido subcutâneo dos ratos e avaliados histologicamente. Bioatividade foi avaliada pela atividade da enzima fosfatase alcalina (ALP) e Alizarin Red (AR) utilizando células da papila apical (SCAPs) e pela deposição óssea, medida em cavidades cirúrgicas no fêmur de ratos preenchidos com AH Plus e α-TCP. Nos dois ensaios de viabilidade, HAp e AHP não apresentaram diferenças estatísticas, α-TCP apresentou menores resultados de viabilidade para o ensaio MTT (p <0,05). Resultados histológicos mostraram que houve uma diminuição do conteúdo inflamatório de acordo com os períodos, e o AHP foi o único grupo que apresentou células gigantes (período de 7 dias). A condensação das fibras colágenas aumentou conforme os períodos, sem diferenças entre os grupos. Houve aumento da atividade da ALP e deposição de nódulos mineralizados de acordo com os períodos. HAp e α-TCP apresentaram maiores valores para a atividade de ALP em 5 dias e em 5, 10 e 15 dias para AR, com diferença para o AHP (p <0,05). O α-TCP apresentou valores superiores aos 10 e 15 dias quando comparado ao HAp e AHP para AR (p <0,05). Aos 90 dias, α-TCP e controle (cavidade vazia) apresentaram maior deposição de tecido ósseo quando comparado ao AHP (p <0,05). α-TCP e HAp, presentes nos cimentos à base de metacrilato, apresentaram biocompatibilidade e potencial para serem utilizados como seladores endodônticos na prática clínica. Investigações adicionais são necessárias para obter informações sobre as propriedades físico-químicas dessas formulações de cimentos antes de sua implementação clínica.