Potencial bioativo de cimento à base de silicato de cálcio e ácido poliacrílico em lesões de cárie dentinárias formadas por um modelo de biofilme de microcosmo / Potential bioactive cement based on calcium silicate and polyacrylic acid in dentinal caries lesions formed by a biofilm model of microcosm

RESUMO

O objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade de cimentos à base de ácido poliacrílico e silicato de cálcio em aumentar a densidade mineral da dentina desmineralizada por um modelo de biofilme de microcosmo. Além disso, a técnica de dupla energia em micro-CT foi proposta para quantificar a formação de biofilme e a densidade mineral da dentina nas amostras. Quarenta e cinco cavidades em dentina foram preparadas em 9 terceiros molares humanos sadios, sendo 5 em cada dente. As amostras receberam o inóculo bacteriano e foram incubadas em BHI (Brain Heart Infusion) adicionado com 5% de sacarose durante 96h para formação do biofilme. Em seguida, foram realizados dois escaneamentos consecutivos de cada amostra (40kv e 70kv) no micro-CT e cada cavidade foi preenchida com diferentes cimentos experimentais policarboxilato de zinco (Poly Zinc™), ionômero de vidro convencional (Ketac Molar™) e dois materiais à base de silicato de cálcio (MTA e Biodentine™) enquanto que a cavidade central foi mantida como controle e preenchida com cera utilidade. As amostras foram mantidas durante 45 dias sob simulação da pressão intrapulpar utilizando-se SBF (Simulated Body Fluid) e após o período experimental foram novamente escaneadas. A reconstrução e aquisição foram realizadas utilizando parâmetros padronizados. Os resultados foram testados quanto à normalidade utilizando o teste de Shapiro-Wilk, seguido por métodos não paramétricos. O uso da dupla energia no micro-CT revelou formação de biofilme em todas as cavidades e uma correlação positiva entre o volume da cavidade e o volume do biofilme formado (0,77; p <0,01) foi encontrada. A perda mineral na dentina foi alta (± 90%) para todas as cavidades e mostraram valores de densidade mineral inferior a um limiar definido para a cárie dentinária (1,2g/cm3 ). O aumento da densidade mineral foi maior com MTA ou Poly Zinc™ (43,56% e 41,64%), os quais foram estatisticamente semelhantes, seguido pelo Biodentine™ (36,40%) e Ketac Molar™ (32,54%). Concluiu-se que o modelo de microcosmo bacteriano humano foi capaz de produzir lesões cariosas in vitro e que a técnica de micro-CT por dupla energia provou ser um método eficaz para quantificar a formação de biofilme e a densidade mineral da dentina cariada. Todos os cimentos utilizados apresentaram potencial de aumentar a densidade mineral da dentina desmineralizada, ressaltando o elevado potencial bioativo do cimento policarboxilato de zinco. (AU)

ABSTRACT

The aim of this study was to evaluate the effect of polyacrylic acid-based and calcium silicates cements in increasing mineral density of demineralized dentin produced by a microcosm model for caries formation. Moreover, a dual energy micro-CT technique was used to quantify biofilm formation and mineral density. Forty-five dentin cavities were prepared in 9 sound human third molars, 5 in each tooth. Samples received the bacterial inoculum and were incubated in BHI (Brain Heart Infusion) added with 5% of sucrose for 96h to allow biofilm formation. After that, two consecutive micro-CT scans were acquired from each specimen (low energy - 40kv and high energy - 70kv) and then, each cavity was filled with different experimental cements, namely a zinc polycarboxilate (Poly Zinc™), a conventional glass ionomer (Ketac Molar™) and two calcium silicate based materials (MTA and Biodentine™) while the central cavity was kept as control and filled with dental wax. Specimens were kept for 45 days under simulated pulp pressure using SBF (Simulated Body Fluid) and after the experimental period they were again scanned. Reconstruction and acquisition were accomplished using standardized parameters. Data was tested for normality using the Shapiro-Wilk test, followed by non-parametric methods. Dual-energy micro-CT technique disclosed biofilm formation in all cavities and a positive correlation between cavity volume and volume of formed biofilm was obtained (0.77, p<0.01). The mineral decrease obtained in dentin was high (± 90%) for all cavities and all demineralized areas showed mineral density values lower than a defined threshold for dentin caries (1.2g/cm3 ). Increase in mineral density of dentin was best achieved using MTA or Poly Zinc™ (43.56% and 41.64% remineralization), where both were not statistically different. These were followed by Biodentine™ (36.40%) and Ketac Molar™ (32.54%). It is possible to conclude that a microcosm human bacterial biofilm model was able to produce carious lesions in vitro and a dual energy micro-CT technique proved to be an effective method to quantify biofilm formation and mineral density of carious dentin. All cements showed potential to increase mineral density, especially zinc policarboxylate cement.(AU)