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

ABSTRACT

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.

RESUMO

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.