Abstract
Fundo
O objetivo deste estudo foi investigar as propriedades físicas e efeitos biológicos de uma experimentalmente desenvolvido injetável pré-misturada de silicato de cálcio canal radicular aferidor (Endoseal) em comparação com o agregado trióxido mineral (MTA) e um selante à base de resina (AHplus).
Métodos
O pH, a solubilidade, a mudança dimensional, fluxo e foram avaliadas radiopacidade dos materiais. A biocompatibilidade foi avaliada com base na morfologia celular e um ensaio de viabilidade utilizando células MC3T3-E1. Para avaliar a reacção inflamatória, os cimentos testados foram implantados no tecido conjuntivo subcutâneo dorsal de ratos Sprague Dawley. Após 7 dias, os implantes com o tecido circundante foram recuperados, e a avaliação histológica foi realizada.
Resultados
Endoseal mostrou elevada alcalinidade semelhante ao do MTA. A solubilidade dos materiais testados, foi semelhante. A mudança dimensional e fluxo de Endoseal foi significativamente mais elevada do que a de outros materiais (P
& lt; 0,05). A radiopacidade do Endoseal foi menor do que a de AHplus (P
& lt; 0,05). A biocompatibilidade foi semelhante aos de MTA. reação inflamatória Endoseal foi semelhante com a do MTA, mas menor do que a AHplus (P Art & lt; 0,05)
Conclusões
O presente estudo indica que Endoseal tem propriedades físicas favoráveis e biocompatibilidade.. Portanto, sugerimos que Endoseal tem o potencial para ser usado como um cimento endodôntico previsível.
Palavras-chave
cálcio injetável silicato Root canal aferidor fundo Biológica Física
cimentos endodônticos são utilizados para a obturação do sistema de canais radiculares em para obter uma vedação estanque aos fluidos entre a parede da dentina e o material de enchimento do núcleo ao longo de todo o canal de [1]. Um canal aferidor raiz devem demonstrar físico adequado e propriedades biológicas. Grossmann indicado que um canal vedante raiz ideal deve possuir excelente capacidade de vedação, estabilidade dimensional, um tempo de endurecimento lento, insolubilidade, e biocompatibilidade [2]. Existem muitos tipos de cimentos endodônticos disponíveis no mercado endodôntica; -Resina à base de cimentos, zinco cimentos de óxido-eugenol, cálcio cimentos contendo hidróxido, vidro selantes à base de ionômero e agregado trióxido mineral (MTA) à base de cimentos de cálcio-silicato. Todos os sistemas de vedação utilizados actualmente consistem de um pó /líquido ou base /catalisador, e os dois componentes devem ser misturados na chairside e, em seguida, aplicada ao sistema de canais radiculares. Recentemente, um cimento endodôntico à base de cálcio-silicato injetável (Endoseal; Maruchi, Wonju, Coreia), que é preservado em uma seringa de ar-apertada e aplicado no canal radicular pela injeção foi desenvolvido (Fig 1a.). Curiosamente, Endoseal define-se lentamente, por si só, sem qualquer mistura, quando expostas ao ar por absorver a humidade ambiente. FIG. 1 propriedades físico-químicas dos materiais testados. O aferidor de um canal radicular injectável à base de silicato de cálcio-usadas neste estudo. b As mudanças no valor do pH durante o período experimental. Grupos identificados pelos mesmos símbolos não foram significativamente diferentes no mesmo grupo de genes (P
& gt; 0,05). Solubilidade (c), variação dimensional (d), e e fluxo dos materiais testados. Letras diferentes /símbolos representam diferenças significativas entre os diferentes cimentos endodônticos (P Art & lt; 0,05). PR; ProRoot, ES; Endoseal, AH; AHplus
De acordo com o fabricante, este cimento de silicato de cálcio é considerado um material do MTA-derivado porque contém elementos químicos similares como MTA. Portanto, espera-se ter efeitos físicos e biológicos favoráveis como os de vários materiais derivados MTA-demonstrado em estudos anteriores [3-5]. Além disso, muitos estudos demonstraram que cimentos endodônticos derivados do MTA têm maior biocompatibilidade em relação ao selantes à base de resina [6-9]. No entanto, para o nosso conhecimento, há poucas informações sobre a base de cálcio e de silicato de cimento endodôntico auto-ajuste. Portanto, o objetivo deste estudo foi investigar as propriedades físicas e de biocompatibilidade deste cimento endodôntico em comparação com o MTA (ProRoot; Dentsply, Tulsa, OK, EUA) e um selante à base de resina (AHplus; Dentsply-De Trey, Konstanz , Alemanha).
Métodos
Medição do pH
O pH foi medido de acordo com os critérios utilizados em um estudo publicado anteriormente [10]. Amostras (1 mm de espessura e de 5 mm de diâmetro) dos materiais testados foram preparados e deixou-se definido por um dia (n = 3
). Após o ajuste, um comprimido foi adicionado a 10 ml de água desionizada. Em seguida, o valor de pH foi medido utilizando um medidor de pH (Orion 3 Star; Thermo Scientific, Singapore). O aparelho foi previamente calibrado com pH 7,0 e 4,0 soluções.
Avaliação da solubilidade
A solubilidade foi medida utilizando o método recomendado pela ISO 6876/2012. As amostras de cada material foram colocados num molde de cera de parafina 1,5 mm de espessura e 20 mm de diâmetro (n = 3
). Cada amostra foi pesada em uma balança analítica, eo peso foi registrado como W
1. As amostras foram depois imersas em tubos contendo 10 ml de água destilada. As amostras foram retiradas a 1, 3, 7, e 14 dias, secou-se com papel absorvente, e colocados num exsicador. As amostras foram secas até um peso constante (± 0,001 g), que foi registado como W 2. A solubilidade (S) foi calculado usando a seguinte fórmula: S = (W 1 - W 2) /W 1 × 100.
mudança Dimensional
A mudança dimensional foi medida por usando o método recomendado pela norma ISO 6876/2012. Cada material foi colocado num molde de silicone cilíndrico com um diâmetro interno de 6 mm e uma altura de 12 mm (n = 5
). Depois de definir, medimos a distância entre as extremidades planas (M1) com uma precisão de 10 m, utilizando um paquímetro digital (Absolute Digimatic, Mitutoyo, Kawasaki, Japão). Os materiais foram então armazenadas em água destilada a 37 ± 1 ° C. Após 7, 14, e 21 dias, a distância (H 2) foi re-medida com uma exactidão de 10 um. O teste foi realizado três vezes, e a alteração média de comprimento foi registrada como a mudança dimensional (D) com a seguinte fórmula: D = (M 2 - M 1) /M 1 × 100.
fluxo de ensaio
o fluxo foi testado usando o método recomendado pela norma ISO 6876/2012. Um total de 50 mg de aferidor foi colocada numa placa de vidro (n = 3
). Após 180 segundos, uma outra placa de vidro foi aplicada centralmente na parte superior do material, para fazer uma massa total sobre a placa de 120 g. Dez minutos após a aplicação, a carga foi removido, e a média dos diâmetros maior e menor dos discos comprimido foi medido utilizando um calibrador digital. A média das três medições para cada aferidor foi tomado como o fluxo do material.
Radiopacidade
A radiopacidade foi medida utilizando o método recomendado pela ISO 6876/2012. As amostras foram colocadas em filme oclusal de raios-X (Kodak Insight, Rochester, NY, EUA), juntamente com uma liga de alumínio (99,5% puro) com cunha passo alturas do patamar que variam de 1 a 10 mm em incrementos de 1 mM (n
= 5). Foi utilizada uma máquina de raio-X Kodak-2200 (Kodak) operando a 70 kV, 10 mA, 18 pulsos /s e com uma distância focal do sensor de 30 cm. Após as películas foram desenvolvidas, que foram transformadas em imagens digitais (Fig. 2a) com uma resolução de 300 dpi usando um scanner. Em seguida, as imagens radiográficas foram analisados usando um densitómetro (GS-800, Bio-Rad, Hercules, CA, EUA). Em resumo, criámos uma curva de calibração para a cunha de alumínio, em seguida, a densidade óptica de cada amostra foi expressa em termos da espessura equivalente da cunha de acordo com a seguinte fórmula: y = a
lnx
+ b
(y
: densidade óptica, x
: espessura do alumínio, 'a
' e 'b
': coeficientes, ln: valor log natural). FIG. 2 A radiopacidade e biocompatibilidade dos materiais testados. Uma radiografia mostrando a radiopacidade de cada material e sua equivalência ao da cunha etapa de alumínio. b radiográfica densidade relativa de cada material em comparação com a de uma cunha passo de alumínio de 10 passos. viabilidade celular c testada pelo ensaio de MTT. D-f SEM micrografias das células MC3T3-E1 cultivadas em ProRoot, Endoseal, e AHplus, respectivamente (× 1000). Letras diferentes /símbolos representam diferenças significativas entre os diferentes materiais (P Art & lt; 0,05). PR; ProRoot, CE; Endoseal, AH; AHplus
Preparação de extractos de material
O material ensaiado foi colocado num molde de cera de parafina (espessura de 1 mm e 5 mm de diâmetro). Após o ajuste, o cimento foi removido do molde e armazenado em 10 mL de Meio Essencial Mínimo-α (MEM-α; Hyclone Laboratories, Logan, UT, EUA) contendo soro fetal bovino a 10% (FBS; Hyclone Laboratories) durante 3 dias .
teste de viabilidade celular
células MC3T3-E1 foram semeadas em placas de 24 poços de cultura (SPL Life Sciences, Pocheon, Coreia) a uma densidade de 2 × 10 4 células por poço e pré-incubadas em meio de crescimento durante 24 h (n = 5
). Em seguida, as células foram tratadas com os extractos preparados para 1, 3, 7, e 14 dias. A viabilidade celular foi medida utilizando o ensaio de 3- (4,5-dimetiltiazol-2-il) -2,5-difeniltetrazólio (MTT). Resumidamente, 200 mL de solução de MTT (0,5 mg /ml em PBS) (Amresco, Solon, OH, EUA) foi adicionado a cada poço e os poços foram incubados durante 2 h. Subsequentemente, 200 mL de dimetil sulfóxido (DMSO; Amresco) foi adicionado a cada poço. O MTT reduzido foi então medido espectrofotometricamente a 540 nm num leitor de duplo feixe de microtitulação placa (SPECTROstar Nano; BMG Labtech, Ortenberg, Alemanha). Observações morfológicas
celular utilizando SEM
Sob condições assépticas, os materiais foram condensados em 1 × 5 mm rodada moldes de cera. Os materiais foram deixados a definir durante 24 h numa incubadora humidificada a 37 ° C. Em seguida, os discos foram colocados no fundo de placas de 24 poços de cultura de tecidos (SPL Life Sciences). As células MC3T3-E1 foram semeadas a 1 x 10 5 células por cavidade, sobre os materiais preparados. Após um período de incubação de 72 h, as placas foram fixadas com glutaraldeído a 2,5% (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA) durante 2 h. As amostras foram, então, desidratados em concentrações crescentes de etanol (70%, 80%, 90%, 95% e 100%) durante 20 minutos em cada concentração e imersas em álcool n-butílico (Junsei Chemical Co., Tóquio, Japão) durante 20 min. SEM foi realizada utilizando um sistema de SN-3000 (Hitachi, Tóquio, Japão) operado a 10 kV.
A avaliação histológica de reacção inflamatória
As reacções inflamatórias de tecido animal para ProRoot, Endoseal, e AHplus foram avaliadas (N
= 6). Os selantes foram inseridos em tubos de polietileno esterilizados, aproximadamente, 10 mm de altura e 3 mm de diâmetro interno. Depois de definir, os materiais foram implantadas no tecido subcutâneo dorsal dos ratos Sprague Dawley ". Um tubo vazio foi utilizado como controlo negativo. Em resumo, os animais foram anestesiados com 0,33 ml /100 g de cloridrato de xilazina (Rompun, Bayer, Leverkusen, Alemanha) e 0,2 mL /100 g de zolazepam (Zoletil 50; Virbac SA, Carros, França), seguido de barbear de pele dorsal, desinfecção, incisão, e divulsão do tecido subcutâneo para inserir os materiais de teste. Cada animal recebeu 4 materiais. A posição em que cada aferidor foi implantado foi padronizada. As incisões foram fechadas usando uma sutura de Vicryl material de 5-0 (Johnson & amp; Johnson, Lenneke Marelaan, Bélgica).
Após 7 dias, os animais foram sujeitos a eutanásia por CO 2 inalação. Uma biópsia da área do implante foi realizada com uma margem de segurança de 1 cm. As amostras foram fixadas em paraformaldeído a 4% durante 24 h, e o material foi removido a partir das amostras. Em seguida, as amostras foram fixadas em blocos de parafina, e processados para análise histológica. Seções com uma espessura de 5 mm foram corados com HE. Três secções representativas foram examinadas sob um microscópio de luz por um único examinador cego, calibrado. avaliações quantitativas de células inflamatórias (linfócitos e leucócitos polimorfonucleares) foram feitas em dez áreas separadas de seções no × 400 ampliações. Um valor médio para cada material foi obtida a partir da soma de células contadas em dez áreas separadas. reações inflamatórias foram marcados e avaliados de acordo com os critérios utilizados em um estudo publicado anteriormente, com ligeira modificação da seguinte forma [11]; 0, nenhuma ou poucas células inflamatórias e nenhuma reação; 1, & lt; 25 células e reação leve; 2, entre 25 e 125 células e reação moderada; 3, ≥ 125 células e reação grave. Estes procedimentos experimentais foram aprovados pelo Cuidado Institucional Animal e Uso Comissões (IACUC) do Hospital da Universidade Nacional Chonbuk (Jeonju, Coréia).
Análise estatística
análise estatística foi realizada por ANOVA one-way, seguido pelo teste de Tukey para física propriedades, a viabilidade celular, e a expressão do gene de ensaio (P
= 0,05). Para avaliação histológica, os dados foram avaliados por meio de uma via não paramétrico de Kruskal-Wallis para um nível de significância de 5%.
Resultados
medição de pH, a solubilidade, a mudança dimensional, fluxo e radiopacidade
Os valores de pH ProRoot e Endoseal mostrou elevada alcalinidade (pH entre 10 e 12), ao passo que mostrou AHplus acidez suave à volta de pH 6 (Fig. 1b). Os valores de solubilidade dos materiais testados foram semelhantes durante todo o período experimental (P
& gt; 0,05) (Fig 1C.). Como mostrado na Fig. 1d, a mudança dimensional de Endoseal foi significativamente maior do que a dos outros materiais em todos os pontos de tempo (P experimentais
& lt; 0,05). O fluxo de Endoseal foi significativamente mais elevada do que a de outros materiais (P
& lt; 0,05) (Fig. 1E). A radiopacidade do AHplus foi maior do que os dos ProRoot e Endoseal (P
& lt; 0,05). No entanto, todos os materiais avaliados apresentou a radiopacidade mínimo exigido pela norma ISO (Fig. 2b).
Biocompatibilidade
Para avaliar a viabilidade celular na presença dos extractos de material, um ensaio de MTT foi realizado. Como mostrado na Fig. 2c, ProRoot mostraram significativamente maior viabilidade celular em comparação com os outros grupos de 14-dias (P
& lt; 0,05). Além disso, a viabilidade das células tratadas com Endoseal foi significativamente mais elevada do que a de células tratadas com AHplus em 14 dias (P
& lt; 0,05). O crescimento celular e morfologia de cada material foram avaliadas por SEM. Como mostrado na Fig. 2d e E, bem repartida e células achatadas foram observadas em contacto com as superfícies de ProRoot e Endoseal. Pelo contrário, rodada, mas as células mortas foram observadas na superfície de AHplus (Fig. 2F). Além disso, na avaliação histológica, as pontuações de ProRoot inflamatórias e grupo Endoseal foram significativamente menores do que a do grupo AHplus (P
& lt; 0,05) (Fig. 3). FIG. 3 A reacção do rato tecido conjuntivo subcutâneo aos cimentos testados eo grupo controle após 7 dias (H & amp; E coloração, × 100); um controle, b ProRoot, c Endoseal, d AHplus. e Média e desvio-padrão das notas histológicas. Letras diferentes representam diferenças significativas entre os diferentes materiais (P Art & lt; 0,05)
Discussão
Segundo Grossman, um canal de selador raiz ideal deve proporcionar várias propriedades físicas [2]. Entre eles, foram avaliados o pH, a solubilidade, a mudança dimensional, fluxo e radiopacidade. No nosso estudo, mostrou Endoseal alcalinidade elevada (pH 10-11) semelhante ao do ProRoot (Fig. 1b). O material de base é de Endoseal de silicato de cálcio com uma composição química muito semelhante ao do MTA. Acredita-se geralmente que a MTA e os seus derivados se dissolvem em hidróxido de cálcio quando entra em contacto com o tecido macio, o que resulta em um pH elevado [12]. O pH elevado de cimentos endodônticos podem proporcionar várias vantagens biológicas. Em primeiro lugar, de pH elevado do vedante pode promover a formação de tecido duro, tal como obliteração apical com tecido calcificado [13]. Em segundo lugar, elevada alcalinidade aferidor altera o ambiente na dentina para um pH mais alcalino, possivelmente interferindo com a actividade osteoclástica e promover a alcalinização nos tecidos adjacentes, o que favorece a cicatrização [14, 15]. Além disso, tem havido vários estudos demonstraram que o próprio cálcio e de hidróxido de actividade osteoclástica inibida por vários mecanismos moleculares [16-19]. Portanto, o pH elevado de Endoseal pode exercer um efeito vantajoso através do mecanismo acima mencionado comparado com selantes à base de resina convencionais.
No estudo atual, a solubilidade em água dos cimentos testados foi avaliada porque existe uma forte ligação entre a solubilidade selador e reinfecção periapical [20]. Em nosso estudo, a solubilidade em água Endoseal foi a maior entre os materiais testados, embora não houve diferença significativa entre os três grupos experimentais (P Restaurant & gt; 0,05). (Fig. 1c)
mudança Dimensional demonstra o encolhimento ou expansão do material depois de definir. Neste estudo, todos os materiais testados mostraram expansão. Em relatórios anteriores, a expansão também foi verificado para ProRoot e AHplus [21-23]. É interessante notar que Endoseal expandiu-se significativamente mais do que os outros materiais testados (P
& lt; 0,05) (Fig. 1d). ligeira expansão pode contribuir para a capacidade de selagem superior, mas a expansão excessiva é indesejável, quando o material é utilizado como um material de obturação do canal radicular que possa provocar fissuras na raiz [21]. Assim, mais testes são necessários para verificar se Endoseal sela efetivamente canais radiculares sem aumentar o risco de desenvolvimento de rachaduras ou fratura radicular.
Fluxo permite que um selador para penetrar nas irregularidades e canais acessórios do sistema de canal radicular [24]. Neste estudo, mostrou Endoseal valores de fluxo significativamente mais elevadas em comparação com AHplus (P
& lt; 0,05) (Fig. 1E). A este respeito, Endoseal teria vantagem em termos de penetrar nas ramificações e irregularidades do sistema de canais radiculares do que AHplus. A capacidade de fluxo é geralmente influenciado pelo tamanho das partículas de vedação. De acordo com o fabrico, Endoseal contém pequenas partículas de cimento de silicato de cálcio para aumentar o fluxo. No entanto, se o fluxo for excessiva, o risco de extrusão de selante além forame é aumentada, o que poderia danificar os tecidos periodontais ou estruturas anatómicas importantes, tais como nervo alveolar inferior ou seio maxilar [25]. Porque Endoseal é material injetável que é suscetível a ser extrudado, os clínicos devem ter cuidado para não tentar preencher o espaço do canal radicular inteiro com ele. A este respeito, ainda mais in vitro ou in vivo
estudo devem ser realizadas para concluir o fluxo adequado de Endoseal.
A adição de agentes radiopacos para erradicar materiais de enchimento do canal devem, idealmente, permitir a sua visualização e avaliação em um radiografia sem alterar suas propriedades químicas. De acordo com as normas ISO, materiais de vedação do canal radicular deve ser de pelo menos 3 mm de espessura de alumínio. No presente estudo, a radiopacidade de Endoseal foi menor do que a de AHplus (P
& lt; 0,05) (Fig. 2B). No entanto, Endoseal mostrou muito maior radiopacidade (mais de 8 mm /Al) do que o exigido pelas normas ISO, semelhantes a ProRoot e AHplus.
Cimentos endodônticos são muitas vezes colocados em estreito contacto com os tecidos periapicais. Assim, investigou-se a biocompatibilidade do Endoseal em comparação com ProRoot e AHplus. Como mostrado na Fig. 2c, a viabilidade celular foi também mais elevada em células tratadas com um extracto de Endoseal do que nas células tratadas com AHplus em 14 dias (P
& lt; 0,05). No entanto, a viabilidade celular foi significativamente mais baixa do que a de ProRoot. Da mesma forma, as observações SEM neste estudo mostrou que as células foram ligados e proliferaram na superfície de Endoseal e ProRoot, enquanto que as células mortas foram encontrados na superfície de AHplus (Fig. 2d-f). Estes resultados indicam que, com base em cálcio-silicato Endoseal tem maior biocompatibilidade em comparação com AHplus à base de resina epoxi e permite a adesão e proliferação de células.
Nós também investigou a resposta de tecido para verificar se os materiais induzir a reacção inflamatória in vivo
. Vários in vivo
estudos têm mostrado que a maioria dos cimentos obturadores pode induzir reações inflamatórias quando em contato com tecidos conjuntivos intimamente [26-29]. No entanto, neste estudo, ProRoot e Endoseal não mostrou reação inflamatória grave, em comparação ao grupo controle. Cálcio-silicato de cimentos, como se acredita MTA para induzir menos reação tecidual inflamação em comparação com outros materiais de obturação do canal radicular [30-34]. A este respeito, Endoseal, cálcio-silicato de cimento, pode mostrar tecido resposta favorável comparável ao ProRoot embora possa conter vários ingredientes químicos.
Foi solicitada a composição química do Endoseal do fabricante, a fim de entender em detalhes as propriedades físicas e efeitos biológicos determinada nas nossas experiências. De acordo com o fabricante, Endoseal contém vários componentes, incluindo hidroxipropil metilcelulose (HPMC), N-metil-2-pirrolidona (NMP), a bentonite, óxido de bismuto (Bi 2O 3), e óxido de zircónio (ZrO 2). HPMC é um agente espessante não-tóxico e pode reagir violentamente com agentes oxidantes. O uso de agentes de viscosidade é sugerida para o desenvolvimento vedante, a fim de penetrar no complexo espaço do canal radicular. A NMP é usado como um solvente para diversos agentes químicos, mas foi identificado como um tóxico [35]. Neste estudo, mostrou Endoseal viabilidade celular significativamente menor em comparação com ProRoot (P
& lt; 0,05) (Fig. 2d), e a presença de NMP Endoseal pode ter afectado a este resultado. A bentonite é um adsorvente útil de iões em solução, bem como gorduras e óleos. É o principal ingrediente ativo de terra mais cheia, provavelmente, um dos primeiros agentes de limpeza industrial. Recomenda-se principalmente como um ingrediente de preparações para pomadas dermatológicas, porque sua natureza coloidal confere propriedades detergentes [36]. Portanto, a bentonite é adicionado à fórmula para absorver a humidade e da contaminação a partir da mistura. Bi 2O 3 e ZrO 2 são componentes em Endoseal que atuam como radiopacificadores e são amplamente utilizados na MTA e outros materiais endodônticos [37-39].
Conclusões
Colectivamente, o presente estudo indica que Endoseal tem propriedades físicas comparáveis ao MTA, um material de enchimento de raiz-end biocompatível. Além disso, teve Endoseal favorável biocompatibilidade /odontogenicity comparação com AHplus, um selante à base de resina utilizado. Além disso, este tipo de injeção, auto-configuração de canal selante tem uma vantagem clínica em termos de aplicação amigável-dentista. Portanto, dentro das limitações deste estudo, sugerimos que Endoseal tem o potencial para ser usado como um cimento endodôntico previsível.
Declarações
Agradecimentos
Esta pesquisa foi financiada pelo Ministério do Comércio, Indústria & amp ; Energia (MOTIE), Instituto Coreano de Promoção de Tecnologia (KIAT) e Instituto Gangwon de avaliação do programa Regional (GWIRPE) através do Desenvolvimento Indústria líder para a Região Económica.
Shon WJ e Min KS contribuíram para este trabalho como autores correspondentes. artigo
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concorrentes. interesses
os autores declaram que não têm interesses conflitantes. contribuições
dos autores
Min KS, Shon WJ e Lee KW contribuiu para planejar e projetar o estudo, na análise dos dados e submissão do manuscrito. Lim ES realizada a maior parte do trabalho de laboratório. Parque YB e Kwon YS realizado o estudo animal. Todos os autores leram e aprovaram o manuscrito final.
