Cytotoxicity of Universal, Self-Etching and Etch-and-Rinse Adhesive Systems According to the Polymerization Time

ABSTRACT

This in vitro study evaluated in fibroblast cultures the direct cytotoxicity of universal, self-etching and etch-and-rinse adhesive systems according to the polymerization time. Paper discs were impregnated with adhesives and light-cured (10, 20 or 40 s). The discs were then immersed in culture medium to obtain the eluates for the experimental groups (A1-Single Bond 2; A2-Scotchbond Multi-purpose; A3-Clearfil SE Bond; A4 Scotchbond Universal). As a negative control, paper discs were immersed in culture medium only. After 24 h or 7 days, the eluate obtained was applied on fibroblast culture. Cell viability, cell morphology, membrane damage and the presence of residual monomers were evaluated by MTT assay, SEM, flow cytometry and high-performance liquid chromatography (HPLC), respectively. Data were analyzed by Kruskal-Wallis and Mann-Whitney tests (=0.05). All adhesive systems significantly reduced 33-51% cell metabolism when compared to the negative control, regardless of polymerization time, storage period and adhesive system. Moreover, the adhesives caused intense morphological alterations and cell membrane damage. Toxicity was directly related to the presence of residual monomers in the eluates. Residual monomers and additional components are capable of reducing mitochondrial activity, causing morphological alterations and disruption of the cell membrane in fibroblasts, regardless of the polymerization time. This study highlights that despite the more complex composition of the universal adhesive system, its biological response was not more toxic when compared with other systems, even when the shortest polymerization time was tested in cell culture.

RESUMO

O presente estudo in vitro avaliou a citotoxicidade direta dos sistemas adesivos convencionais, autocondicionantes e universais de acordo com o tempo de polimerização em cultura de fibroblastos. Discos de papel foram impregnados com adesivos e fotoativados (10, 20 e 40 s). Os discos foram posteriormente imersos em meio de cultura para obtenção dos eluatos dos grupos experimentais (A1-Single Bond 2; A2-Scotchbond Multi-purpose; A3-Clearfil SE Bond; A4 Scotchbond Universal). Para o controle negativo, os discos de papel foram imersos somente em meio de cultura. Após 24 h ou 7 dias, o eluato obtido foi aplicado na cultura de fibroblastos. O metabolismo celular, morfologia, dano de membrana e presença de monômeros residuais foram avaliados por teste de MTT, MEV, citometria de fluxo e HPLC, respectivamente. Os dados foram analisados estatisticamente por Kruskal-Wallis e Mann-Whitney. Todos os sistemas adesivos reduziram significativamente o metabolismo celular em 33 a 51% quando comparados ao grupo controle, independente do tempo de polimerização, período de armazenamento e tipo de sistema adesivo. O eluato do adesivos causou ainda intensas alterações morfológicas e danos à membrana celular. A toxicidade foi diretamente relacionada à presença de monômeros residuais nos eluatos experimentais. Monômeros residuais e componentes adicionais dos sistemas adesivos foram capazes de reduzir a atividade mitocondrial, causar alterações morfológicas e danos à membrana citoplasmática de fibroblastos, independente do tempo de polimerização. Esse estudo evidencia que apesar de uma composição mais complexa do sistema adesivo universal, sua resposta biológica não apresentou maior toxicidade quando comparado aos demais sistemas, mesmo no menor tempo de polimerização quando testados em cultura celular.