| Abstract | A new approach in carious lesion therapy is focused on preservation of hard dental tissues and recommends different remineralization procedures. Quick development of the materials prompted the introduction of different materials which release ions to the market, many of which are not investigated enough. Therefore, the aim of this study is to determine the influence
of new ion-releasing materials on enamel and dentine remineralization. Firstly, the influence of topical enamel materials on microhardness, which can be used to assess the depth of remineralization, surface appearance and chemical composition was analysed. Due to the higher share of organic content, dentine reparation is more complex; thus, apart from the microhardness, chemical composition and surface appearance analysis, remineralization effect of new and standard materials was assessed by micro-CT testing, by determining dentine density. Remineralization of all materials was quantified and expressed as a percentage of recovered minerals. All tested materials increased the mineral content of demineralized lesion. Combination of fluoride and CPP-ACP outperformed other tested materials. Nano-hydroxyapatite-based material proved to be a valid alternative to solely fluoride-based products. Novel glass hybrid material showed the highest potential for remineralizing a mineral-depleted lesion. Micro-CT
scanning produced images which confirm mineral deposition and increase in dentine density. |
| Abstract (croatian) | Novi pristup u terapiji karijesne lezije temelji se na maksimalnom očuvanju tvrdih zubnih tkiva te se preporučuju postupci remineralizacije različitim materijalima. U posljednje vrijeme stavlja se naglasak na materijale koji oslobađaju ione te izazivaju specifičan biološki odgovor i stvaraju vezu između tvrdih zubnih tkiva i samog materijala. Danas se fluor smatra glavnim sredstvom za zaustavljanje gubitka minerala iz cakline. Uvođenje korištenja kazein fosfopeptid-amorfnog
kalcijevog fosfata (engl. casein phosphopeptides-amorphous calcium phosphate, CPP-ACP) kao remineralizirajućeg agensa veliki je napredak u zaustavljanju ranih karijesnih lezija. CPPACP stvara nekariogeni plak koji oslobađa kalcijeve i fosfatne ione, pospješujući remineralizaciju u kiselim sredinama. Nanohidroksiapatit, čija je struktura slična kristalu apatita u tvrdim zubnim tkivima, može zamijeniti prirodni mineralni sadržaj cakline. Budući da su fluoridi prepoznati kao mogući neurotoksin, zanimljivo je vidjeti mogu li proizvodi koji ne sadrže fluor poslužiti kao alternativa. U području restaurativne dentalne medicine materijali koji otpuštaju ione uključuju staklenoionomerne cemente (SIC) i kalcij-silikatne cemente,koji
se smatraju standardom. U skladu s nastojanjima da se poboljša kvalitete SIC-a, nedavno je predstavljena nova generacija ove grupe materijala; staklohibridi. Međutim, nema podataka o trajnosti ovih materijala te njihova svojstva nisu dovoljno istražena. Druga skupina široko korištenih bioaktivnih materijala temelji se na kalcijevom silikatu, kao što je mineral-trioksidagregat (MTA), biodentin ili biokeramika. Kako su indikacije za njihovu upotrebu često slične SIC-u, usporedba njihovih svojstava, kao što su mikrotvrdoća i oslobađanje fluorida i kalcija, smatra se vrlo zanimljivom. Alkaziti su još jedna skupina nedavno predstavljenih materijala, a sadrže alkalno punilo koje otpušta ione neutralizirajuće kiseline zajedno s fluoridima, kalcijem i hidroksidnim ionima kada je pH u usnoj šupljini nizak. Dinamika mineralizacije može se promatrati ispitivanjem mikrotvrdoće uzorka i provođenjem skenirajuće elektronske mikroskopije u kombinaciji sa spektroskopijom rendgenskih zraka s disperzijom energije (SEM/EDS), a sve nabrojane metode korisne su za promatranje površine uzorka i određivanje mineralnog sastava. Osim toga, korištenje mikro-CT-a za određivanje gustoće zubnog tkiva već je dokazana uspješna metoda, stoga je cilj ovog istraživanja utvrditi utjecaj novih materijala koji otpuštaju ione na remineralizaciju cakline i dentina.
Materijali i postupci
U prvoj fazi istraživanja ispitivao se utjecaj triju materijala, koji otpuštaju ione, na mikrotvrdoću i kemijski sastav demineralizirane cakline. Korišteni materijali bili su 3M™ Clinpro™ White, MI Varnish® i Megasonex® pasta za zube, svaki s različitim aktivnim sastojkom. 33 ekstrahirana treća molara korištena su za pripremu uzoraka te su nasumično podijeljeni u tri skupine za analizu mikrotvrdoće (n = 10). Za izradu uzoraka za SEM-EDS analizu koristio se jedan dodatni uzorak za svaku skupinu. Izložena površina cakline demineralizirana je primjenom 37-postottne fosforne kiseline tijekom tri minute. Tri različita sredstva za remineralizaciju primjenjivana su dva puta dnevno po dvije minute te čuvana u fiziološkoj otopini na sobnoj temperaturi tijekom 14 dana. Mikrotvrdoća uzoraka po Vickersovoj metodi mjerila se u tri faze: početna vrijednost, nakon demineralizacije i nakon razdoblja remineralizacije. Opterećenje korišteno za mjerenje bilo je 0,1 kgf (HV 0,1) u trajanju od 10 sekundi. SEM/EDS analiza izvršena je na jednom uzorku za svaki materijal. Nastavak istraživanja uključivao je ispitivanje remineralizacijskog učinka restaurativnih materijala koji oslobađaju ione, koji dolaze u kapsuliranom obliku. Novi staklo-hibridni cementi i alkaziti uspoređeni su sa staklenoionomerima i kalcij-silikatnim materijalom: EQUIA Forte® HT – staklo-hibridni cement, Riva Self Cure – staklo-hibridni cement, Cention Forte – alkazit, Biodentine™ – materijal na bazi trikalcij silikata i GC Fuji TRIAGE – staklenoiomerni cement. U kontrolnoj se skupini koristio konvencionalni kompozitni materijal, 3M™ Filtek™ Universal Composite. 72 ekstrahirana ljudska treća kutnjaka podijeljena su u grupe od pet komada za svaki materijal i kontrolnu skupinu zbog korištenja različitih uzoraka za svako ispitivanje (nakon 2 odnosno 4 tjedna). Kavitet klase I pripremljen je na svakom zubu; jedna polovica šupljine prekrivena je lakom za nokte otpornim na kiseline za izravnu usporedbu površina. Uzorci su zatim demineralizirani uranjanjem svakog pojedinačnog u demineralizacijsku otopinu pri pH 5,0 (37°C) trajanju od dva tjedna. Kaviteti su ispunjeni jednim od ispitanih materijala te su se inkubirali u mješavini umjetne sline i fiziološke otopine u trajanju od 2 odnosno 4 tjedna na sobnoj temperaturi. Nakon razdoblja inkubacije, svi su uzorci rezani dijamantnom pilom okomito na spoj materijala i demineralizirane površine zuba čime se za svaku skupinu dobilo 10 uzoraka za SEM analizu i mikrotvrdoću (n = 10). Dodatna dva uzorka pripremljena su u svakoj skupini za EDS analizu (n = 2). Mikrotvrdoća površine uzorka određena je metodom po Vickersu. Zadnja faza istraživanja obuhvatila je iste materijale korištene u drugoj fazi i njihova je sposobnost remineralizacije dodatno procijenjena pomoću mikro-CT analize. Za pripremu uzoraka koristilo se 15 ekstrahiranih ljudskih trećih kutnjaka.
Okluzalna trećina krune uklonjena je dijamantnom pilom otkrivajući površinu dentina. Na njoj je izrađeno šest kaviteta dok je ostatak površine izoliran lakom za nokte. Preparirani kaviteti demineralizirani su ranije opisanim protokolom. U sljedećem koraku svaki je kavitet ispunjen odgovarajućim materijalom. Mikro-CT analiza provela se prije demineralizacije, nakon
demineralizacije te nakon perioda inkubacije od 45 dana.
Rezultati
Srednje vrijednosti mikrotvrdoće (HV 0,1) dobivene za skupinu uzoraka tretiranih MI Varnishom® bile su više u usporedbi s druge dvije skupine (p = 0,001 za obje usporedbe), dok se prva i treća skupina nisu međusobno značajno razlikovale (p = 0,97). SEM analiza je pokazala različite uzorke i poroznosti na svim testiranim uzorcima. EDS rezultati pokazali su povećanje minerala sadržaja ispitivanih uzoraka, s najvećim sadržajem minerala zabilježenim u MI Varnish® grupi. U drugom dijelu ispitivanja srednje vrijednosti mikrotvrdoće bile su: EQUIA Forte ® HT (26,7 ± 1,45 i 37,74 ± 1,56), Riva Self Cure (19,66 ± 1,02 i 29,58 ± 1,18), Cention Forte (19,01 ± 1,24 i 27,93 ± 1,33), Biodentine™ (23,35 ± 1,23 i 29,92 ± 1,02), GC Fuji TRIAGE (25,94 ± 1,35 i 33,87 ± 5,57) i kontrolna skupina (15,57 ± 0,68 i 15,64 ± 0,82). Rezultati su se značajno razlikovali između većine skupina(p<0,001). SEM/EDS otkrio je različite uzorke, naslage materijala i različite elementarne varijacije. Mikro-CT analiza otkrila je porast gustoće dentina u zonama tretiranim restaurativnim materijalima. Od svih ispitanih materijala, EQUIA Forte® HT vratila je najveći postotak izgubljenih minerala.
Zaključak
Svi ispitani materijali doveli su do porasta mineralnog sadržaja u demineraliziranim lezijama. Preparati bazirani na nanohidroksiapatitu mogu poslužiti kao alternativa potpuno fluoridnim proizvodima. Od svih ispitanih restaurativnih materijala, staklohibridi su pokazali najveći potencijal za remineralizaciju demineraliziranih lezija. Novi materijali koji otpuštaju ione pokazali su se uspješnima u poticanju stvaranja minerala. |
