UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA

Transcrição

FACULDADE DE ODONTOLOGIA
CENTRO DE ORTODONTIA E ORTOPEDIA FACIAL
PROF. JOSÉ ÉDIMO SOARES MARTINS
AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DE BRAQUETES,
COLADOS COM SISTEMAS ADESIVOS ASSOCIADOS A DIFERENTES
AGENTES ANTIMICROBIANOS
TAIANA PAIXÃO MARTINEZ
CD
Dissertação apresentada à Faculdade
de Odontologia da Universidade Federal
da Bahia, como parte dos requisitos para
obtenção do Título de Especialista em
Ortodontia e Ortopedia Facial.
Salvador
2006
FACULDADE DE ODONTOLOGIA
CENTRO DE ORTODONTIA E ORTOPEDIA FACIAL
PROF. JOSÉ ÉDIMO SOARES MARTINS
AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DE BRAQUETES,
COLADOS COM SISTEMAS ADESIVOS ASSOCIADOS A DIFERENTES
AGENTES ANTIMICROBIANOS
TAIANA PAIXÃO MARTINEZ
CD
ORIENTADOR: PROF. DR. ROGERIO FREDERICO ALVES FERREIRA
CO-ORIENTADOR: PROF. DR. GILDO COELHO SANTOS JUNIOR
Dissertação apresentada à Faculdade
de Odontologia da Universidade Federal
da Bahia, como parte dos requisitos para
obtenção do Título de Especialista em
Ortodontia e Ortopedia Facial.
SALVADOR
2006
Ficha Catalográfica
M385 MARTINEZ, Taiana Paixão. Avaliação da resistência ao cisalhamento de
bráquetes, colados com sistemas adesivos associados a diferentes agentes
antimicrobianos. Salvador, UFBA, Faculdade de Odontologia, 2006.
69f.
Dissertação: Especialização em Ortodontia e Ortopedia Facial
Orientadores: Prof. Dr. Rogério Frederico Alves Ferreira
Prof. Dr. Gildo Coelho Santos Junior
1. Agentes Antimicrobianos
2. Adesivos
3. Bráquetes Ortodônticos
4. Dissertações
I.
Universidade Federal da Bahia – Faculdade de Odontologia
II.
Título
CDU:616.314-089.23
Aos meus pais,
Manuel e Tânia,
Meus verdadeiros mestres de vida,
Como agradecimento pelo carinho, apoio e incentivo manifestado durante toda a
minha formação.
Dedico.
AGRADECIMENTOS
A Deus, acima de tudo, por estar sempre comigo, ajudando-me nas
decisões corretas.
Ao professor Rogério Frederico Alves Ferreira, pela atenção, dedicação e
orientação na realização deste trabalho.
Ao professor Gildo Coelho Santos Junior pela atuação como co-orientador.
À coordenadora e professora Dra. Telma Martins de Aráujo pelo exemplo,
determinação e conhecimento transmitidos, minha eterna admiração.
A minha grande amiga e colega Cristiane Becher, pela especial contribuição
e orientação durante a pesquisa.
Ao meu amigo e colega Arthur Farias, na seleção das imagens contidas no
trabalho.
À professora Dra. Cristina Cangussu, do Departamento de Odontologia
Social e Pediátrica da UFBA, pela execução da análise estatística.
Ao professor Gustavo, por auxiliar-me no manuseio da máquina de ensaio
universal.
Aos Professores: Dr. Fernando Habib, Dra. Fernanda Catharino, Dra.
Luciana Gommes, Dr. Marcelo Castellucci, Dr. Márcio Sobral, Dr. Marcos Alan e
Dra. Myrela Galvão e Dr. Rivail Brandão pela experiência, firmeza, paciência,
amizade e incentivo que representam.
À meu irmão, Manuel Junior, pelo contínuo incentivo.
Aos meus amigos singulares Daniel, Leonardo, Marcus, Rogério e Sabrina,
que dividiram comigo dois anos de dedicação intensa ao estudo da Ortodontia, por
todos os nossos momentos compartilhados, tão especiais, que deixarão
saudades.
Aos colegas da 4a e 6a turmas Adriana, Deborah, Erica, Mauro, Thiago
Vinhas, Antônio, Arthur, Cris, Marina, Piu e Thiago André pelos momentos de
descontração e alegria vividos durante este tempo de curso.
Às minhas sócias Viviane e Martha que supriram minha falta no consultório
durante estes dois anos e três meses de curso.
Aos funcionários do departamento de Ortodontia da faculdade de
odontologia da UFBA, pela amizade e disposição.
A Morelli pela doação dos bráquetes e adesivo usados na pesquisa e a
Kurraray pela doação do Clearfil Protect Bond.
ÍNDICE
Página
1 INTRODUÇÃO
11
2 PROPOSIÇÃO
21
3 ABORDAGEM EXPERIMENTAL
22
4 DESENVOLVIMENTO SEQUENCIAL DA PESQUISA
34
4.1 Artigo 1: Effects of applying different antibacterial agent
34
associated with adhesives systems on the shear bond
strength of orthodontic brackets.
4.2 Artigo 2: Effects of an antibacterial and fluoride
51
releasing bonding system on shear bond strength of
orthodontic brackets
5 CONCLUSÃO
66
6 REFERÊNCIAS
67
Sumary
The purpose of this study was to determine whether different types of antimicrobial
agents
with hydrophilic primer and a new antibacterial and fluoride-releasing
bonding system applied to etched enamel surfaces will affect the shear bond
strength (SBS) of metallic orthodontic brackets. Eighty bovine permanent
mandibulars incisor were divided into four groups of twenty each that were etched
for 30 seconds with 37% phosphoric acid, washed with a spray of water for 30
seconds and dried for 10 seconds. A composite resin (Transbond XT) was used to
bond stainless steel brackets. Teeth in the first group were used as a control and
bonded with standard procedures. For the group 2 the primer containing
antibacterial monomer was applied to the etched surface, left for 20 seconds,
sprayed with a mild air stream, and after that, the adhesive was applied and light
cured for 20 seconds. For the groups 3 and 4, mixtures containing a hydrophilic
primer (Ortho Primer Morelli) and one of two antimicrobial agents were prepared (
Cervitec: in 1:2 ratio; Chlorhexidine mouthwash in 1:1 ratio). These mixtures were
applied to etched enamel surfaces and thoroughlt light cured for 20 seconds, and
the brackets were bonded and light cured for 40 seconds. The SBS values of these
brackets (Mpa) were recorded using a universal testing machine (EMIC, DL
20.000). Data were analyzed using analysis of variance (ANOVA) and Tukey
honestly significant difference. Results of ANOVA revealed statistically significant
differences in bond strengths among the various groups tested (p<0,05). The bond
strength values for the groups 1, 2 and 3 are clinically acceptable, but this study
indicates that shear bond strength was significantly affected on the group 4.
Key Words: Hydrophilic primer; Chlorhexidine; Antimicrobial agents
Resumo
O propósito deste estudo foi determinar a resistência ao cisalhamento de
bráquetes colados com um primer hidrofílico, associado individualmente a dois
agentes antimicrobianos e o Clearfil Protect Bond sistema de união contendo
monômero antibacteriano no primer e fluoreto de sódio na composição do adesivo.
Oitenta incisivos bovinos foram divididos de forma padronizada em quatro grupos,
formados por vinte dentes cada, os quais foram submetidos a ácido fosfórico 37%
por 30 segundos, posteriormente lavados por 30 segundos e secos por
aproximadamente 10 segundos. O grupo 1 foi o controle no qual seus bráquetes
foram colados de forma padrão. O grupo 2 no qual foi utilizado Clearfil Protect
Bond o primer foi aplicado na superfície de esmalte, deixado por 20 segundos, um
leve jato de ar removeu o excesso e o adesivo foi aplicado em cada dente,
fotopolimerizado por 10 segundos. O primer hidrofílico foi misturado ao verniz
(Cervitec® : na proporção 1:2) constituindo o grupo 3 e ao enxaguatório bucal de
clorexidina (Duplack: na proporção de 1:1) para o grupo 4 e em seguida foram
aplicados à superfície de esmalte e fotopolimerizada por 20 segundos. Para todos
os grupos o bráquete já com a resina foi posicionado e fotopolimerizado por 10
segundos em cada face. O teste de resistência ao cisalhamento foi realizado na
máquina de ensaio universal (EMIC, DL 20. 000). Os resultados foram avaliados
através da análise de variância (ANOVA) e Tukey HSB. O resultado da ANOVA
revelou diferença estatisticamente significante entre os vários grupos testados (p <
0,05). Os valores de resistência encontrados para os grupos 1, 2 e 3 estão acima
do mínimo aceitável para a utilização clínica, no entanto o grupo 4 apresentou
valores muito baixo incapacitando a sua utilização.
Palavras Chaves: primer hidrofílico, clorexidina e agentes antimicrobianos
11
1 INTRODUÇÃO
A constante busca pela descoberta de novos materiais e novas técnicas na
ortodontia é uma realidade contemporânea da qual se beneficiam o paciente e o
profissional que abraça essa especialidade.
A substituição da cimentação de bandas de aço inoxidável e ouro pela
colagem de bráquetes é considerada um dos maiores avanços no campo da
ortodontia (SILVERMAN et al., 1995).
Desta forma, a prática ortodôntica vem sofrendo alterações significativas,
desde a introdução da técnica do condicionamento ácido do esmalte. Deve-se,
exatamente, a Buonocore em 1955, o desenvolvimento deste método para
aumentar a adesão das resinas restauradoras à superfície do esmalte dentário.
Em suas pesquisas foi constatado que a adesão ao esmalte poderia ser
aumentada pela utilização de ácido fosfórico a 85%, quando aplicado nessa
superfície (BUONOCORE, 1955).
Certamente, isso ocorre pelo aumento da área de superfície do esmalte
através de uma descalcificação seletiva. Com isso, é formada uma “rede” ao longo
da área interprismática, na qual ocorre a penetração e adesão da resina. Assim
12
como, a incorporação de uma camada de grupos de fosfatos de alta polaridade,
derivados do ácido fosfórico aplicado (BUONOCORE, 1955).
Alguns fatores importantes estão correlacionados com a adesão à estrutura
dentária: as condições da superfície de contato propriamente dita, molhamento e
ângulo de contato, as características físicas da superfície de aderência, a
espessura da camada do adesivo e a força de adesão do material à superfície
(BUONOCORE, 1955). No entanto, no que se refere a essa adesão, problemas
poderão estar associados ao fato dessas superfícies estarem em um ambiente
aquoso, sendo que, o adesivo utilizado deve ser capaz de unir-se a elas e manter
posteriormente esta adesão em contato com a água. Desse modo, preconiza-se a
profilaxia para remoção de debris, microorganismos e película adquirida
antecedendo o condicionamento ácido da superfície do esmalte (BUONOCORE,
1963).
O condicionamento ácido da superfície, em uma concentração a 37%, por
15 segundos, é suficiente para produzir uma força de adesão satisfatória e
preservar a estrutura de esmalte (ANUSAVICE, 1998). Entretanto, através da
microscopia eletrônica de varredura, observou-se que sendo realizado por um
período de 30 segundos é produzido um melhor padrão de aderência (POWERS;
MESSERSMITH, 2001).
O esmalte condicionado possui uma larga energia superficial, diferente da
superfície normal, possibilitando que uma resina entre em contato prontamente
com a mesma e penetre nas microporosidades (ANUSAVICE, 1998) formando os
tags, que proporcionam a retenção mecânica necessária (GRANDHI et al., 2001).
13
A adesão entre resina/esmalte é adequada o suficiente para os
procedimentos restauradores, colagem de bráquetes e outras aplicações clínicas
(ANUSAVICE, 1998, POWERS; MESSERSMITH, 2001).
Em 1958, Sadler tentou realizar a colagem direta de acessórios
ortodônticos em seu estudo, sem o emprego de condicionamento ácido, testando
nove adesivos, todos, porém, sem sucesso (SADLER, 1958).
Em 1960, Mitchell viria a realizar o primeiro trabalho clínico de colagem
direta com acessórios ortodônticos. Desde então, essa técnica tem sido
amplamente utilizada pelos profissionais da área (MITCHELL, 1992).
Em 1965, Newman baseado nos achados de Buonocore, empregou uma
resina epóxica, “in vivo”, para colar acessórios ortodônticos diretamente ao
esmalte condicionado com acido fosfórico a 40% por um minuto. A resina, no
entanto, tinha um tempo de presa excessivamente longo (15 a 30 minutos), o que
tornou o seu uso clínico inviável. Esse trabalho foi de grande importância, pois
mostrou naquela época, que a possibilidade da colagem direta de acessórios
ortodônticos seria uma realidade, desde que as resinas fossem aprimoradas
(NEWMAN, 1965).
As resinas acrílicas, até então, convencionalmente empregadas na
confecção de bases de dentaduras, foram modificadas de modo a possuírem
propriedades que as tornassem úteis como adesivo ortodôntico. Porém, dentre os
principais problemas observados com as resinas acrílicas, estavam o alto
coeficiente de expansão térmica e a contração de polimerização de 6 a 10%
(REYNOLDS, 1975).
14
Então, as resinas diacrílicas começaram a ser empregadas como selantes e
adesivos em ortodontia. Bastante usadas atualmente, essas resinas são
comumente chamadas de bis-GMA (por serem um bisfenol A-glicidil dimetacrilato).
As mesmas foram patenteadas por Bowen, em 1962, numa combinação de
versatilidade de polimerização das resinas acrílicas com a resistência e a
estabilidade das resinas epóxicas. Desse modo sendo também denominadas de
compósitos dentais (REYNOLDS, 1975).
Toda
colagem
ortodôntica
envolve
no
mínimo
duas
interfaces:
esmalte/compósito e bráquete/compósito. Quando um adesivo é utilizado, é
formada outra interface, a do adesivo/compósito (POWERS et al., 1997).
O sucesso na técnica de colagem requer conhecimento de princípios
ortodônticos e de dentística (ZACHIRSSON, 2002). A avaliação da resistência
dessa colagem, às forças exercidas nos braquetes é fundamental em ortodontia. A
colagem, apesar de temporária, deve ser capaz de suportar as forças ortodônticas
e de oclusão (MENEZES, 1993). A falha dessa colagem é considerada um dos
aspectos mais frustrantes na clínica ortodôntica, já que implica no aumento do
tempo de tratamento, dos custos adicionais com pessoal e do material (POWERS
et al., 1997).
Forças de tração de 5,9 a 7,8 Mpa são consideradas adequadas na maioria
dos procedimentos em Ortodontia conforme os estudos de Reynolds em 1975
(MENEZES, 1991, DAMON, 1997, BISHARA, 1998, WEBSTER et al., 2001,
GRANDHI et al., 2001, CACCIAFESTA et al., 2003, KARAMAN, 2004). Uma vez
que a força de cisalhamento necessária para a utilização clínica não foi
exatamente estabelecida, consideram-se os valores da força de tração 5,9 a 7,8
15
Mpa como parâmetros de qualidade nos resultados dos testes de resistência ao
cisalhamento (SCHANEVELDT; FOLEY, 2002, ZEPPIER et al., 2003).
Pacientes submetidos à terapia ortodôntica apresentam mudanças
químicas e biológicas na placa dental. Nessa situação, ocorre: uma diminuição do
pH, um aumento da concentração de carboidratos e também um crescimento da
população de Streptococcus e Lactobacillus (BALENSEIFEN; MADDONIA, 1970).
Esse aumento no número de bactérias inicia-se imediatamente na primeira
semana, após ser instalado o aparelho ortodôntico fixo (ARNEBERG, 1984).
Sendo assim, o uso do aparelho pode restringir a capacidade da bochecha
e da língua em remover as partículas de alimentos sobre as superfícies dentárias,
principalmente, caso seja considerada a frequência e a qualidade dos alimentos
ingeridos (AMARAL, 2002). Em muitos casos, uma higiene oral apropriada é difícil
ser mantida, estabelecendo consequentemente um pH menor que 4,5 na placa ao
redor dos braquetes e das bandas (OGAARD et al., 2001).
O potencial de colonização intra-oral de Streptococcus mutans aumenta a
tendência ao aparecimento de cáries na forma de manchas brancas. O
desenvolvimento de manchas brancas na superfície vestibular dos dentes,
principalmente incisivos superiores, confere um resultado antiestético no uso de
aparelhos ortodônticos fixos (OGAARD et al., 2001). Ademais, estudos
demonstraram que 50 a 70% dos pacientes, após uma terapia ortodôntica fixa,
desenvolvem manchas brancas, que são lesões resistentes a remineralização.
Esse fato comprova que, anos após remoção do aparelho, ainda existe nos
pacientes um alto índice de prevalência de lesões freqüentemente descoradas
(OGAARD et al., 2001).
16
Uma progressiva desmineralização, sem remineralização adequada pode
resultar no desenvolvimento de lesões cariosas (SOLIMAN, 2006). Fica assim
evidente que, em pacientes que utilizam aparelhos ortodônticos, o acúmulo de
placa, associado à dificuldade de higienização, contribui consideravelmente para
uma situação de desmineralização (MIZRAHI, 1982).
Durante o tratamento ortodôntico, os sítios de maior incidência de cárie são
os dentes anteriores superiores. Visto que essa região apresenta uma menor
exposição à saliva, cuja ação, promove uma limpeza física, aumenta a capacidade
tampão e acelera a remoção dos carboidratos fermentáveis, regulando o seu
próprio pH e o do biofilme bacteriano (MITCHELL, 1992).
Para que ocorra um processo de remineralização dessas cáries, faz-se
necessário controlar o biofilme bacteriano ao redor dos bráquetes, devendo-se
manter constante a presença de flúor na cavidade oral (STEPHEN, 1997). A esse
respeito, Ogaard afirmou, em 2001, que frente a alterações cariogênicas severas,
o flúor tem limitado efeito na prevenção da descalcificação. O processo de
remineralização torna-se mais difícil nessas situações, nas quais o pH da placa ao
redor do bráquete está em um nível aproximado de 4, fazendo-se necessário à
presença de um agente antibacteriano para melhorar a sua ação.
O agente antimicrobiano clorexidina é um dos agentes que apresenta
maior espectro antibacteriano e anti-séptico na Odontologia (MANDEL, 1994),
sendo freqüentemente usado no controle de doenças periodontais, tanto na forma
de enxaguatório bucal quanto como componente dos cremes dentais. Estudos
constataram que o uso da clorexidina a longo prazo é capaz de controlar a placa e
a gengivite, sem desenvolver resistência na flora bacteriana (BRIGHTMAN et al.,
17
1991). No entanto, existem efeitos que limitam o uso da clorexidina como a
pigmentação amarronzada dos dentes, a deposição de cálculo e a alteração do
paladar (ERIKSEN, 1973, MANDEL, 1994).
Considerando a ação limitada do flúor em situações que apresentam um pH
baixo, muitos estudos vêm sendo realizados com o intuito de melhorar o seu
efeito. Dessa forma, o esmalte tem sido protegido por coberturas ácido resistentes
de
fluoreto
de
cálcio
ou
titânio
associado
a
agentes
antimicrobianos
(BUYUKYILMAZ e OGAARD, 1995). Sabe-se que a clorexidina inibe a produção
de ácido na placa bacteriana e reduz a queda do pH (ROLLA, 1975).
Em um estudo “in situ”, no qual pré-molares que seriam extraídos foram
bandados; observou-se que o uso diário de enxaguatório bucal de clorexidina e
flúor foi mais eficaz na redução da perda de mineral do que na utilização do flúor
apenas (ULLSFOSS, 1994). Em outro estudo realizado por Ogaard e
colaboradores, em 2001, dados mostraram que a combinação do verniz de flúor
com a clorexidina promove uma significante redução dos índices de manchas
brancas em pacientes ortodônticos, em particular, na região dos incisivos
superiores (OGAARD et al., 2001).
Antimicrobianos na forma de verniz, como: triclosan, xylitol e benzidamina
podem ser importantes para suprimir os níveis de Streptococcus mutans e outros
microorganismos por longos períodos, quando aplicados antes da montagem do
aparelho ortodôntico fixo (ZACHRISSON, 1976).
As aplicações de verniz de clorexidina na concentração de 10 e 20%, antes
e durante o tratamento ortodôntico, minimizam a quantidade de Streptococcus
mutans na saliva e na placa adjacente aos bráquetes, em média, no período de
18
um mês. O verniz de clorexidina é eficaz na supressão dos níveis de S. mutans na
cavidade oral num período de 3 a 7 meses, após sua aplicação, quando utilizado
anteriormente ao posicionamento dos braquetes (SANDHAM et al., 1992). Um
intensivo tratamento, numa média de três aplicações, por um período de duas
semanas, utilizando o verniz de clorexidina, é mais eficiente que uma aplicação
mensal durante um período de três meses (TWETMAN; PETERSSON, 1997). O
ideal seria a presença constante de um antimicrobiano e do flúor ao redor dos
bráquetes, sem interferências negativas a estrutura dentária e a qualidade da
aderência (BISHARA, 1998).
A aplicação de clorexidina na superfície do esmalte pode aumentar a
proteção na periferia ao redor do bráquete e influenciar na resistência dessa
colagem, a depender do método de aplicação utilizado (BISHARA, 1998).
Portanto, a avaliação da resistência ao cisalhamento é necessária quando esses
antimicrobianos são incluídos no sistema de união.
A resistência ao cisalhamento não fica comprometida quando é realizada
uma profilaxia com pasta contendo clorexidina (Parogencyl, Laboratoires
Pharmaceutiques, Gouple, Paris, France). Esse mesmo resultado também foi
obtido quando o verniz de clorexidina (Cervitec) foi aplicado após a colagem do
bráquete e quando o mesmo foi associado previamente ao adesivo. Entretanto,
sendo o verniz aplicado antes ou após o adesivo sem mistura prévia, a resistência
torna-se bastante afetada (BISHARA, 1998).
A associação do verniz Cervitec ao primer hidrofóbico Transbond XT não
compromete a resistência na colagem (BISHARA, 1996, DAMON, 1997,
BISHARA, 1998), assim como a associação desse mesmo verniz ao primer
19
hidrofílico Transbond MIP (KARAMAN, 2004). Todavia, o autor demonstrou, em
seu estudo, que a associação de um primer hidrofílico Transbond MIP ao verniz
EC40 (Certichem), composto por: 40% de clorexidina, sandarac e etanol, assim
como a associação deste primer ao enxaguatório bucal contendo 0,12% de
gluconato de clorexidina (Drogsan Pharmaceuticals, Ankara, Turkey) resultou em
uma colagem de bráquete com baixa resistência ao cisalhamento (KARAMAN,
2004).
Uma vez que ficou constatado, por Damon em 1997, que a associação do
verniz Cervitec ao primer não compromete a resistência ao cisalhamento dos
bráquetes e o local de fratura durante a sua remoção, essa associação pode ser
recomendada como protocolo de colagem após o condicionamento ácido
(DAMON, 1997).
Cacciafesta e colaboradores, em 2006, pesquisaram o efeito da aplicação
de clorexidina a 0,20% (Dentosan, Compo, Lainate, Italy), antes da colagem do
bráquete com compômero (Fuji Ortho LC, GC Europe), e constataram que os
dados
da
resistência
ao
cisalhamento
foram
clinicamente
aceitáveis
(CACCIAFESTA, 2006).
O cloreto de cetilpiridínio (CPC) é um composto quaternário de amônia que
tem sua ação antiplaca e antibacteriana reconhecida pela FDA. Estudos recentes
observaram que a associação desse composto na concentração de 2,5% a resina
Transbond XT, não apresentou interferências negativas na resistência a colagem
de bráquetes (AL-MUSALLAM, 2006).
No que se refere à linha de pesquisa em materiais adesivos, um novo
sistema, chamado Clearfil Protect Bond, contendo antimicrobiano e possuindo a
20
capacidade de liberar flúor, foi recentemente desenvolvido e introduzido no
mercado. O sistema consiste em um primer autocondicionante que contém,
segundo o seu fabricante, o monômero antibacteriano 12-metacriloxidodeccil
piridínio bromidio [MDPB] e o adesivo contendo fluoreto de sódio (BISHARA,
2005).
Sabe-se que inúmeros pacientes apresentando lesões de cárie e doenças
periodontais podem ser submetidos ao tratamento ortodôntico, após terem sido
submetidos a uma adequação do meio bucal. O uso de adesivos contendo
agentes antimicrobianos é favorável para estes casos, sendo relevante então
determinar a sua resistência ao cisalhamento.
Desta forma, decidiu-se com o presente estudo avaliar, “in vitro”, a
resistência ao cisalhamento de bráquetes colados com um agente de união
contendo antimicrobiano e flúor na sua composição e adesivos hidrofílicos
associados a agentes antimicrobianos na forma de verniz e de enxaguatório bucal.
21
2 PROPOSIÇÃO
Diante
do
exposto,
com
este
estudo
pretendeu-se
analisar
comparativamente a resistência ao cisalhamento de bráquetes colados com os
seguintes materiais:
2.1 Ortho Prime Morelli
2.2 Clearfil Protect Bond
2.3 Ortho Prime Morelli misturado ao verniz Cervitec
2.4 Ortho Prime Morelli misturado ao enxaguatório bucal de clorexidina.
22
3 ABORDAGEM EXPERIMENTAL
Foi realizado um estudo “in vitro” no qual utilizaram-se oitenta incisivos
bovinos, com a superfície vestibular do esmalte macroscopicamente hígida, onde
a confirmação e a avaliação dessa condição foi realizada com o auxílio de uma
lupa, com um aumento de 4X (Balloon, São Paulo, SP). Quatro procedimentos de
colagem foram realizados, cada um envolvendo 20 incisivos inferiores bovinos, e
os resultados obtidos no estudo foram comparados entre si. Após a extração, os
dentes foram lavados em água corrente, sendo removido todo o tecido periodontal
e a polpa. Uma profilaxia inicial foi realizada com uso de pedra pomes, visando
remover o cálculo, sem qualquer tratamento químico prévio. Após esse
procedimento, as unidades dentárias foram estocadas em refrigerador (cerca de
6ºC), totalmente cobertas por uma solução aquosa de timol a 0,1% (MENEZES,
1993, BISHARA et al., 2001), conservando-se assim por 30 dias até a inclusão em
resina acrílica (Orto Clas, Clássico, São Paulo, SP, Brasil).
Optou-se por este tipo de substrato (dentes bovinos) devido ao fato desses
oferecerem reações semelhantes aos dentes humanos (RICHARD, 1993). O
preparo da amostra utilizada no teste de resistência ao cisalhamento ocorreu,
23
inicialmente, de forma semelhante para todos os dentes, sendo realizada uma
divisão em grupos, de acordo com os diferentes materiais utilizados e os
procedimentos adotados para cada um deles.
3.1 Seleção da área de colagem
Para neutralizar as possíveis variações de tamanho e forma dos dentes da
amostra, foi utilizado como ponto de referência para a colagem o centro da coroa
anatômicas dos mesmos. Determinou-se com o uso de uma lapiseira (Pentel
0,5mm) o longo eixo de cada um deles (Fig. 1 - A e B) e, posteriormente, um
paquímetro digital graduado de 0 a 150 mm foi utilizado para estabelecer a altura
total da coroa (Fig. 1A). A partir dessa medida, foi marcada a metade do seu valor
sobre a linha vertical traçada, representando o ponto central da face vestibular
(Fig. 1B). Assim, foi possível determinar o ponto central da face vestibular em
cada dente de forma padronizada. Sendo eleita esta região
para realizar a
colagem (Fig. 2A).
3.2 Delimitação dos dentes para colagem
Cada elemento dentário teve sua coroa incluída em resina acrílica
autopolimerizável (Fig. 2B) (Orto Clas, Clássico, São Paulo, SP, Brasil), para
realizar esse procedimento cada unidade dentária foi fixada com cera utilidade
(Horus, Dentsply, Rio de Janeiro, RJ, Brasil), sobre uma placa plana de vidro.
Essa se apresentava devidamente isolada com vaselina liquida, de modo que o
ponto da porção central da face vestibular pudesse ser pressionado contra a placa
até tocá-la. Um anel, confeccionado a partir de um tubo de PVC, foi posicionado
24
sobre a coroa do dente para limitar o escoamento da resina acrílica, que foi
introduzida no seu interior; obtendo-se assim, uma superfície plana resina/dente
(Fig. 2B). Os dentes, a partir dessa fase, passaram a ser estocados por um
período de aproximadamente 2 dias, em recipientes plásticos, hermeticamente
fechados e colocados no refrigerador (cerca de 6ºC).
A
B
Figura 1- Padronização da zona eleita para realização da colagem: Apaquímetro medindo o longo eixo da coroa; B- paquímetro determinando a
marcação do ponto central de colagem
A face vestibular foi lixada de forma criteriosa com lixas de madeira nº150
colocadas numa superfície plana e depois com lixas d’água nº. 120, 400 e 600
(Norton) (BAFUTTO, 1991) adaptadas a uma máquina de recorte de modelos de
gesso. Os dentes foram aplainados sob irrigação de água. As lixas foram
substituídas a cada 20 dentes. Cada elemento foi lixado o suficiente a fim de expor
e aplainar uma área ao redor do ponto central da coroa que fosse compatível com
25
o tamanho do bráquete a ser colado. O intuito deste procedimento foi obter
superfícies: planas, polidas, com profundidade em esmalte e amplidão
semelhantes em todos os dentes, nas mesmas regiões das faces vestibulares dos
incisivos (Fig. 2C).
A
B
C
Figura 2- Padronização da área de colagem do bráquete: A- região central da
coroa; B- dente incluído na resina acrílica; C- delimitação da área colagem do
bráquete
3.3 Preparo dos corpos de prova para o ensaio de cisalhamento
Para a realização do ensaio mecânico, foram feitas ranhuras nas raízes dos
dentes e cada unidade dentária foi posicionada no centro de um anel de PVC 20 x
25 x 25 mm (Tigre) contendo gesso tipo IV (Polidental, Cotia, SP) no seu interior.
Os anéis foram fixados na plataforma móvel de um dispositivo confeccionado tanto
para esse ensaio mecânico (TORTAMANO et al., 2002) quanto para possibilitar o
posicionamento das raízes do dente no gesso (Figs. 3 - A e B). O gesso foi
26
manipulado conforme a orientação do fabricante (BAFUTTO, 1991, MENEZES,
1993).
AA
B
B
Figura 3- Dispositivo: A- visão frontal do dispositivo; B- visão superior do
dispositivo
A face vestibular da coroa de cada dente foi presa com elástico a um
esquadro, que possuía uma superfície plana confeccionada em resina acrílica.
Esse foi posicionado numa canaleta presente na plataforma fixa do dispositivo,
permitindo a fixação do dente no gesso com a face vestibular perpendicular à base
do anel de PVC (Fig. 4).
Após a presa do gesso, os corpos de prova foram armazenados por 72hs,
em recipientes plásticos fechados com água destilada, e foram postos na estufa
(Biometria, Ref. 355, Rio de Janeiro, RJ, Brasil) a uma temperatura de 37ºC. Os
recipientes foram modificados de tal forma, para que apenas as coroas ficassem
em contato com a água.
27
Figura 4- Fixação do dente
3.4 Profilaxia, lavagem e secagem
Inicialmente, os dentes foram submetidos à profilaxia com pedra pomes de
granulação fina (Wilson, São Paulo, SP, Brasil) e taça de borracha em baixa
rotação, por 15 segundos (BAFUTTO, 1991). Em seguida, foi executada a
lavagem e secagem deles por 20 segundos cada um; com água e jato de ar
provenientes de uma seringa tríplice. As taças de borracha eram substituídas a
cada 8 dentes.
3.5 Ataque ácido
28
Os dentes foram submetidos ao condicionamento do esmalte com ácido
fosfórico a 37% (DFL, São Paulo SP, Brasil) por 30 segundos. A remoção do
mesmo foi feita por jato de água durante 30 segundos e seco com jato de ar
(JOHNSTON et al., 1996, POWER; MESSERSMITH, 2001) por aproximadamente
10 segundos.
3.6 Divisão da amostra em grupos, de acordo com o material de colagem
Os dentes foram divididos aleatoriamente em grupos (quadro1).
Material
COMPÓSITO
ADESIVO
ANTIMICROBIANO
Grupos
Transbond
Grupo 1
Ortho Prime Morelli
-
Transbond
Clearfil Protect
Monômero
XT
Bond
Antimicrobiano
Ortho Prime Morelli
Cervitec Verniz
Ortho Prime Morelli
Duplack
XT
Grupo 2
Transbond
Grupo 3
XT
Transbond
Grupo 4
XT
Quadro 1- Grupos da amostra
29
3.7 Procedimentos de colagem dos grupos
Grupo 1 (controle) - O primer (Ortho Prime Morelli - Dental Morelli,
Sorocaba, SP, Brasil) foi aplicado com pincel ao corpo de prova. O excesso
removido com um leve jato de ar e fotopolimerizado por 20 segundos.
Grupo 2 (Clearfil Protect Bond – Kurraray Medical Inc, Okayama, Japan) Foi aplicado o primer, contendo o monômero antibacteriano 12-metacriloxidodeccil
piridinio bromidio [MDPB] por 20 segundos. Posteriormente, foi utilizado um leve
jato de ar, para remover o excesso. Em seguida, o adesivo contendo flúor foi
aplicado com o auxilio de um pincel apropriado e finalmente fotopolimerizado por
10 segundos.
Grupo 3 (Cervitec Verniz, Vivadent, Schann, Lichtenstein) - O primer e o
verniz de clorexidina foram misturados numa porção 1:2, para isso foram
colocados em frascos com dosadores semelhantes, permitindo que as gotas
tivessem diâmetro idênticos. A mistura foi aplicada na superfície de esmalte e
fotopolimerizada por 20 segundos.
Grupo 4 (Enxaguatório bucal de clorexidina) – Nesse grupo, o primer foi
misturado ao enxaguatório bucal com clorexidina a 0.12% (Duplack, Dentsply, Rio
de Janeiro, Brasil) na proporção de 1:1, para isso foram colocados em frascos
com dosadores semelhantes, permitindo que as gotas tivessem o mesmo
diâmetro. Então, a mistura foi aplicada à superfície de esmalte e fotopolimerizada
por 20 segundos.
30
Para todos os grupos, o compósito (Transbond XT- 3M Unitek, Monrovia,
CA) foi aplicado nas bases dos bráquetes e esses foram colados aos corpos de
prova. O excesso foi removido com uma lâmina de bisturi e fotopolimerizado em
cada lado do bráquete por 10 segundos, totalizando 40 segundos (Figs. 5 - A e B).
por um fotopolimerizador de luz fria (ULTRALED XP, Dabi Atlante, Ribeirão Preto,
SP). O LED apresenta uma lâmpada com menor degradação e maior vida útil, que
os fotopolimerizadores com luz alógena, sendo igualmente efetivos na
polimerização durante a colagem de bráquetes (LAYMAN; KOYAMA, 2004).
Para que fossem desprendidos possíveis detritos e partículas gordurosas
que viessem a alterar a colagem, todos os bráquetes antes de serem colados,
foram deixados por 1 minuto em álcool absoluto.
A colagem dos bráquetes foi realizada com os corpos de prova
posicionados sobre a plataforma móvel do mesmo dispositivo usado para fixar os
dentes com gesso nos anéis.
Os bráquetes metálicos utilizados foram Edegewise de incisivo central
superior
para
colagem
com
slot.
022”
(Dental
Morelli,
Sorocaba,
SP,
ref.10.30.201), com área da base de 13,63 mm2. Para o posicionamento usou-se
uma pinça de colagem, em seguida um fio retangular .021”x .025” preso a um
esquadro de acrílico foi encaixado na direção da face vestibular do dente e na
canaleta presente na plataforma fixa superior. A utilização desse dispositivo
permitiu o posicionamento do slot do bráquete sempre perpendicular à base do
anel de PVC (Figs. 5 - A e B).
Para a identificação dos dentes pertencentes aos diferentes grupos, foi
realizada uma marcação com cores diferentes no tubo de PVC, usando-se de
31
canetas específicas para transparências de retroprojeção. Após a colagem, os
dentes ficaram armazenados, imersos em água destilada, em estufa a 37ºC por
72h.
A
B
Figuras 5- A- posicionamento do bráquete – visão lateral; B- posicionamento do
bráquete - visão aproximada
3.8 Ensaio mecânico – resistência ao cisalhamento
Após o posicionamento dos corpos de prova na plataforma móvel e sua
fixação no dispositivo, um orifício no centro da base do dispositivo foi utilizado
para fixar o mesmo à máquina de ensaio universal (EMIC, DL20. 000, São José
dos Pinhais - PR) com um parafuso. A ponta ativa da máquina foi posicionada
sobre a borda superior do bráquete o mais próximo possível do dente, sem tocá-lo
(Fig. 6).
32
Figura 6- Teste de cisalhamento
A descolagem do bráquete iniciou-se com a máquina operando a uma
velocidade de 1mm/minuto (CHAMADA, 1996, ROMANO, 2003). A força
necessária para a descolagem de cada bráquete foi registrada. A resistência ao
cisalhamento, expressa em Newton (N) foi dividida pela área da base do bráquete
em metro quadrado (m2), e convertida em megapascal (Mpa) segundo a seguinte
fórmula:
Resistência (Mpa))
Força(N)
=
10 6 x Área (m2)
33
Para avaliar a diferença entre os grupos, todos os dados foram tabulados e
D
C
submetidos à análise estatística. Sendo utilizados os testes: ANOVA, t-Student e
Tukey HSB .
34
4 DESENVOLVIMENTO SEQUENCIAL DA PESQUISA
4.1 ARTIGO 1
Effects of applying different antibacterial agent associated with adhesives systems
on the shear bond strength of orthodontic brackets. Taiana Paixão Martinez.
Rogério Frederico Alves Ferreira. Gildo Santos Coelho Junior.
35
Effects of applying different antibacterial agent associated with
adhesives systems on the shear bond strength of orthodontic brackets.
Martinez,T. P. ;Ferreira, R. F. A. ; Coelho Junior, G. S.
Abstract: The purpose of this study was to determine whether different types of
antimicrobial agents with hydrophilic primer and a new antibacterial and fluoridereleasing bonding system applied to etched enamel surfaces will affect the shear
bond strength(SBS) of metallic orthodontic brackets. Eighty bovine permanent
mandibulars incisor were divided into four groups of twenty teeth that were etched
for 30 seconds with 37% phosphoric acid, washed with a spray of water for 30
seconds and dried for 10 seconds. A composite resin (Transbond XT) was used to
bond stainless steel brackets. Teeth in the first group were used as a control and
bonded with standard procedures. For group 2 the primer containing antibacterial
monomer was applied to the etched surface, left for 20 seconds, sprayed with a
mild air stream, and after that, the adhesive was applied and light cured for 10
seconds. For groups 3 and 4, mixtures containing a hydrophilic primer (Ortho
Primer Morelli) and one of two antimicrobial agents were prepared ( Cervitec: in 1:2
ratio; Chlorhexidine mouthwash in 1:1 ratio). These mixtures were applied to
36
etched enamel surfaces, thoroughlt light cured for 20 seconds, and the brackets
were bonded and light cured for 40 seconds. The SBS values of these brackets
(MPa) were recorded using a universal testing machine (EMIC, DL 20.000). Data
were analyzed using analysis of variance (ANOVA) and Tukey honestly significant
difference. Results of ANOVA revealed statistically significant differences in bond
strengths among the various groups tested (p<0.05). The bond strength values for
the groups 1, 2 and 3 are clinically acceptable, but this study indicates that shear
bond strength was significantly affected on the group 4.
Introduction
Patients who undergo orthodontic therapy have changes in the oral cavity,
such as low-pH environment, increased retentive sites for streptococcus and
lactobacillus, and increased retention of carbohydrate 2. This fact happen after the
first week of placement of orthodontic appliance
2
. Proper oral hygiene is more
difficult to maintain, and pH level lower than 4,5 has been measured in the plaque
around the brackets and the bands. These factors are responsible for the high
prevalence of caries even after more than 50 years of research on the use of
fluoride in caries prevention11.
For an effective remineralization process, it is necessary to control the
bacterial biofilm around the brackets and maintain constant presence of fluoride in
the oral cavity
12
. At pH four in the plaque-surrounding orthodontic brackets, the
remineralization process will be adversely affected and even the introduction of
37
additional fluoride in the oral environment will not necessarily result in a better
cariostatic effect11.
The use of a fluoride varnish in combination with the use of a chlorhexidine
varnish, promotes significant reduction in the incidence of white spot lesion
formation particularly in the maxillary incisor region12. Buyukyilmaz and Ogaard7 in
an earlier study suggested the use of antimicrobials in combination with fluorides to
improve the cariostatic effect of fluoride.
The application of Cervitec varnish, a product with equal quantities of
chlorhexidine and thymol, minimizes the amount of S. mutans in the saliva and in
the biofilm around the brackets in a month period
16
. Sandham et al, indicated that
chlorhexidine varnish was effective in suppressing oral mutans levels for at least 3
months and up to 7 months after application when used prior to the placement of
fixed orthodontic appliances15.
Applying chlorhexidine to the enamel surface could increase protection
around the bracket periphery but could also adversely influence the bond strength,
depending on the method of application. Bishara found that shear bond strength is
not significantly affected when chlorexidine is applied under the following
conditions: over the brackets and tooth surfaces after the bonding procedure is
completed; as a prophylactic paste (Parogencyl, Laboratories Pharmaceutiques,
Gouple, Paris, France) over the unetched enamel surface before the bonding
procedure is initiated; and when the varnish was premixed with the sealant and
applied on the etched enamel surface and then light cured4.
An antibacterial and fluoride-releasing bonding system, Clearfil Protect
Bond, has recently been developed and introduced in the market. This system
38
consists of a self-etching primer that contains an antibacterial monomer (12methacryloyloydodecyl pyridinium bromide [MDPB]) and a bonding agent that
contains sodium fluoride 5.
Because a number of individuals with significant carious and periodontal
problems might be candidates for orthodontics treatment, the bonding system with
antibacterial monomer can be favorable for these patients , but it would be of
interest to determine the shear bond strength before it’s use.
The purpose of this study was to determine, “in vitro” the effect of using this
new adhesive system and different types of antimicrobial agents with hydrophilic
primer on the shear bond strength.
Materials and Methods
Teeth
Eighty freshly extracted bovine permanent mandibulars incisors were
collected and stored in a solution of 0,1%(weight/volume) thymol for a month. The
criteria for tooth selection included intact buccal enamel, not submitted to any
pretreatment chemical agents such as alcohol, formalin, hydrogen peroxide and,
no caries or cracks due to extraction forceps. The teeth were cleansed with a
mixture of water and pumice by using a rubber polishing cup to remove the
calculus.
39
Brackets and adhesive
Eighty maxillary central incisor brackets(Ref. 10.30.201, Dental Morelli,
Sorocaba, SP) were used. The average surface area for the bracket base was
13.63mm2 . The surface area was the average obtained from measuring the width
and height of five bracket bases. The calculated differences between the bracket
surfaces area did not exceed 0.06mm.
Before bonding procedures all teeth had their crown embedded in acrylic
resin. Each crown was then polished on 220, 400 and 600-grade sandpaper with
water coolant until the enamel buccal surfaces were exposed and partially
flattened. All specimens were positioned in the center of a PVC tube with plaster
inside using a device to align the buccal surface of the teeth parallel to the
shearing force14. The buccal enamel surfaces of the teeth were cleansed and
polished with non fluoridated pumice and rubber prophylactic cups for 15 seconds,
washed with water and dried for 20 seconds before any procedure.
The sample was divided into four random groups of 20 teeth each. All teeth
were etched with a 37% phosphoric acid gel applied to the buccal surfaces for 30
seconds. The teeth were thoroughly rinsed with a water spray for 30 seconds and
dried with an oil free source for 10 seconds. An orthodontic composite (Transbond
XT, 3M Unitek, Monorvia, Calif) was used to bond stainless stell brackets. Excess
bonding resin was removed with a scaler. The adhesive was light cured for 40
seconds, 10 seconds for face.
After acid etching, the brackets were bonded in the following manner:
Group 1 (control) - The teeth were sealed with hydrophilic primer (Ortho
Prime Morelli) light cured for 20 seconds. The brackets were then bonded.
40
Group 2 (Clearfil Protect Bond) – The primer containing the antibacterial
monomer (Kurraray Medical Inc, Okayama, Japan) was applied to the etched
surface, left for 20 seconds, and sprayed with a mild air stream to evaporate the
solvent. The fluoride-containing adhesive was applied to the tooth and light cured
for 10 seconds. The brackets were then bonded.
Group 3 (Cervitec Varnish) – The chlorhexidine varnish used (Cervitec,
Vivadent,Schann/Lichtenstein) contains equal amounts of chlorhexidine and
thymol(1mg of each/g). Primer(Ortho Primer Morelli) and varnish were thoroughly
mixed in a 1:2 proportion8,9, applied to the enamel surface, and light cured for 20
seconds. Then the brackets were bonded .
Group 4 (mouthwash) – A mouthwash containing 0.012% chlorhexidine
gluconate was used in this group (Duplack, Dentsply, Rio de Janeiro, Brazil).
Primer (Ortho Prime Morelli) and mouthwash were thoroughly mixed in a 1:1
proportion8,9, applied to the enamel surface, and light cured for 20 seconds. Then
the brackets were bonded .
After bonding, the teeth were stored in deionized water at 37º for 72 hours
until the shear bond strength test.
Debonding Instrument
The teeth were placed in phenolic rings (PVC 20X25X25mm - Tigre) up to
the cementoenamel junction, and then stored in deionized water at 37º for 72
hours. A mounting jig was used to align the buccal surfaces of the teeth
perpendicular to the bottom of the phenolic ring (fig.1). The buccal surface of each
41
tooth was aligned to the testing device so that the force applied was paralled to the
tooth’s surface.
The Universal Testing Machine (EMIC, DL20. 000, São José do Rio Preto,
PR-Brazil) was used to measure the shear bond strength. A perpendicular force
was applied to the bracket by a chisel – edge plunger that was mounted in the
movable crosshead of the Universal Testing Machine and positioned so that the
leading edge aimed the enamel-adhesive interface before being brought into
contact at a crosshead speed of 1mm/min8,15. The force required to debond the
brackets was measured in Newton (N), and the SBS (1Mpa = N/mm2) was then
calculated by dividing the force values by the bracket base area (13.63mm2).
Resistance(MPa) =
Force(N)
10 6 x Area (m2)
Statistical analysis
Descriptive statistics including the mean, standard deviation, and minimum
and maximum values were calculated from each of the four groups of teeth tested.
The analysis of variances (ANOVA) was used to compare the four groups, and if
significant differences were, found the Tukey honestly significant difference (HSD)
test was used to determine which of the means were significant.
Results
The descriptive statistics, including mean and standard deviation, and
minimum and maximum values for each of the four groups are presented in table 1
42
and graph 1. Results of ANOVA revealed statistically significant differences in bond
strengths among the various groups tested (p<.05). The Tukey multiple range
analysis indicated that group 1(control) had higher SBS values followed by group 2
(Clearfil Protect Bond) and group 3 (Cervitec Varnish). On the other hand when the
mouthwash was premixed with the sealant significant lower SBS values were
observed, being impossible to use this mixture on the clinic.
Discussion
Chlorhexidine is one of the most widely used broad spectrum antibacterial or
antiseptic agent in dentistry10. It is used frequently on periodontal diseases, like
mouthwash or on toothpaste composition. It has proven to be very effective in the
maintenance of plaque control and gingivitis without developing resistant
organisms in the oral flora6. Some of the side effects of using chlorhexidine, that
limit its wide spread, acceptance, include brown staining of the teeth, an increase
in calculus deposition, and the difficulty in completely disguising its taste when
used as a rinse 10.
Varnish forms of the other antibacterial solutions such as benzydamine,
triclosan, and xylitol could be helpful in orthodontic patients for suppressing levels
of oral mutans or other microbes for long periods when used before the placement
of fixed appliances 9.
In a study by Ogaard et al they found that the use of fluoride varnish in
combination with and without a chlorhexidine varnish, there was a significant
reduction in the incidence of white spot lesion formation in orthodontic patients12.
43
Cervitec, EC40 and other forms of antimicrobials varnishes cannot be found
in every clinic, and they are very expensive. However, some agents used as a
mouthwash are generally found in dental clinics for irrigation or antiseptic
purposes. Little or no information is available on the use of liquid forms of
antimicrobial agents after etching the enamel and before placement of the
bracket10.
Applying chlorhexidine to the enamel surface could add increased protection
around the bracket periphery but could also adversely influence the bond strength,
depending on the method of application 4.
Considering the costs of these mouthwashes, its use would be on
advantage, however, this study observed that the bond strength was compromised
by using 0,12% (Duplack) chlorhexidine mouthwash mixed with the hydrophylic
primer (Ortho Primer Morelli). In Karaman study during the preparation of the test
materials the SBS value was significantly reduced when liquid forms of
antibacterial agents, 0.012% chlorhexidine gluconate(Drogsan Pharmaceuticals,
Ankara, Turkey), were premixed with the hydrophilic primer(Transbond MIP). But
the mean obtained in his studied was 10.60 MPa, and in the present study 2.02
MPa. Probably this difference existed because of specific composition of
mouthwash at different trademarks.
The most acceptable is premix the Cervitec with the hydrophilic primer
(Ortho Primer Morelli) or antibacterial bonding system where the primer contains
the antibacterial monomer like the Clearfil Protect Bond, because they have a good
shear bond strength (table 1 e graph1).
44
In this study,
the Tukey HSD demonstrated that there is statiscally
significant differences in the bond strengths value of the premix of Cervitec with the
hydrophilic primer (Ortho primer Morrelli) when compared with the control group.
But Reynolds (1975), determined that the clinically acceptable minimal bond
strength values in the direct orthodontic systems are 5,9 MPa a 7,8 MPa, so the
value found in the Cervitec group (11,38Mpa) is favorable with Reynold´s13. These
values confirm the Karaman et al., 2004 study when they founded that an
hydrophilic primer (Transbond MIP) premixed with chlorhexidine varnish applied to
the etched enamel surfaces didn’t affect the SBS value. This fact was reported
before by Bishara (1996), Damon (1997) e Bishara, (1998), but they applied
hydrophobic primer (Transbond XT) instead of hydrophilic primer3,4,9.
There wasn’t statistically significant differences in bond strengths among the
Clearfil Protect Bond and the control group, this result agrees with Bishara in
20055. The two-step fluoride releasing and antibacterial adhesive, Clearfil Protect
Bond, have sufficient mechanical properties for the bonding of orthodontic
brackets.
It needs to be noted that with the use of the antibacterial fluoride-releasing
adhesive, the clinicians need to perform one additional step during the bonding
procedure as compared with the conventional systems. The increase in the chair
side time should be balanced with the potential advantage of using an antibacterial
fluoride-releasing adhesive that could minimize the incidence of white spot
formation 5.
45
But it needs to be emphasized that this is an “in vitro” study and the
materials have not been subjected to the rigors of the oral environment. In the
mouth the humidity and temperature are variable.
Future studies should be conducted to evaluate two points, the rate and
effectiveness of chlorhexidine release when it is incorporated(premixed) in the
sealant, and how much bacterial inhibition the Clearfil Protect Bond provides. The
findings from the present study indicates that these were the only methods that the
antimicrobial agents could possibly be present with the bonding system and still
maintain a clinically acceptable shear bond strength.
Conclusion
1. The use of Clearfil Protect Bond adhesive system did not affect the shear
bond strength of the orthodontic brackets.
2.
Cervitec varnish premixed with the hydrophilic primer (Ortho Primer
Morelli) revealed statistically significant differences when compared with the control
group but maintain a clinically acceptable shear bond strength.
3. On the other hand when the chlorhexidine mouthwash (Duplack) was
premixed with the sealant significant lower SBS values were observed, and is
impossible to use this mixture in the clinic.
4. The advantage of using Clearfil Protect Bond adhesive system with
antibacterial fluoride-releasing properties should be considered, however, the
clinician needs to perform an additional step during the bonding procedure when
compared with a conventional bonding system.
46
Figure 1
47
Table 1 Descriptive Statistics of the four groups
Groups Tested
N
Mean*
SD
Test**
1. Control
20
16.81
5.81
A
2. Clearfil Protect Bond
20
14.27
4.54
AB
3. Cervitec Varnish
20
11.83
5.29
B
4. Chlorhexidine mouthwash
20
2.02
2.75
C
* Values in MPa.n indicates sample size; SD, Standard deviation.
**.Groups with different letters are significantly different from each other
48
Média e intervalo de confiança 95% da resistência ao cisalhamento por grupo
20
19,5338
16,3926
15
14,3057
mpa
14,0942
12,1474
10
9,35334
5
3,31434
0
0,733655
1
2
3
4
grupo
group
Graph 1 Mean 95 percent confidence interval of shear bond strength per group
A
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51
4.2 ARTIGO 2
Effects of an antibacterial and fluoride releasing bonding system on shear bond
strength of orthodontic brackets. Taiana Paixão Martinez. Rogério Frederico Alves
Ferreira. Gildo Santos Coelho Junior.
52
Effects of an Antibacterial and Fluoride Releasing Bonding System on
Shear Bond Strength of Orthodontic Brackets
Martinez, T. P.; Ferreira, R. F.A.; Coelho Junior, G. S.
Abstract: The purpose of this study was to determine the effect of using Clearfil
Protect Bond (Kuraray Medical Inc, Okayama, Japan) on the shear bond strength
of orthodontic brackets. This bonding system consists of a primer that contains an
antibacterial monomer and a bonding agent that contains fluoride. Forty bovine
permanent mandibulars incisor were divided into two groups of 20 each. Group I
(control) consisted of 20 teeth that were etched for 30 seconds with 37%
phosphoric acid, washed with a spray of water for 30 seconds and dried for 10
seconds, and the sealant was applied and light cured. Group II (Clearfil Protect
Bond) consisted of 20 teeth that were etched for 30 seconds with 37% phosphoric
acid, washed with a spray of water for 30 seconds and dried for 10 seconds. The
primer containing antibacterial monomer was applied to the etched surface, left for
20 seconds, and sprayed with a mild air stream. The adhesive was applied to each
tooth, and a precoated bracket was placed and light cured. There were no
significant differences (p > 0.05) in the shear bond strengths of the two groups.
The mean of the control group was 16. 81 ± 5.81Mpa and for the Clearfil Protect
Bond 14.27 ± 4.54. In conclusion, the use of an antibacterial fluoride-releasing
adhesive does not significantly affect shear bond strength.
53
INTRODUCTION
Patients who undergo orthodontic therapy have chemical an biological
changes of dental plaque. The pH environment is low, there are more retentive
sites for streptococcus and lactobacillus, and increased retention of carbohydrate2.
This fact happens after the first week of placement of the orthodontic appliance 1.
The increase in oral colonization by streptococci mutans results in a higher risk
of development of dental caries. Caries development in the form of white spot
lesions (WSL) on the labial surfaces of the teeth, particularly maxillary incisors, is
an unaesthetic side effect of treatment with fixed orthodontic appliances7. The
prevalence of new decalcifications among orthodontic patients with fixed
appliances is reported to range from 13 to 75%15,16. Most demineralization lesions
are irreversible17. Many years after debonding, orthodontic patients still have high
prevalence of these lesions, which are often discolored8.
For an effective remineralization process, it is necessary to control the
bacterial biofilm around the brackets and maintain constant presence of fluoride in
the oral cavity13,18. Ogaard, in 2001, suggested that during a severe cariogenic
challenge even fluorides may have a limited effect in the prevention of
decalcification. At pH four in the plaque-surrounding orthodontic brackets, the
remineralization process will be adversely affected and even the introduction of
additional fluoride in the oral environment will not necessarily result in a better
cariostatic effect7. Buyukyilmaz and Ogaard4 in an earlier study suggested the use
of antimicrobials in combination with fluorides to improve the cariostatic effect of
the fluoride.
54
Chlorhexidine is one of the most widely used broad spectrum antibacterial or
antiseptic agent in dentistry15. It is used frequently on periodontal diseases, as a
mouthwash or on toothpaste composition16. It is proven that the application of a
chlorhexidine varnish before and during orthodontic therapy affects the level of
streptococcus mutans in the saliva12.
Several methods have been suggested to improve the cariostatic effect of
fluoride at low pH. Acid-resistant coatings of calcium fluoride or titanium fluoride on
the enamel surface and the use of fluoride in combination with antimicrobials have
been suggested4. It is well known that chlorhexidine inhibits acid production in
plaque and thus reduces the pH fall during sucroses challenges 9. In a in situ study
with specially banded premolars to be extracted, it was demonstrated that daily
mouth rinsing with chlorhexidine and fluoride was more efficient in the reduction of
mineral loss than was rinsing with fluoride alone14. Some of the side effects of
using chlorhexidine that limit its widespread acceptance include brown staining of
the teeth, an increase in calculus deposition, and the difficulty in completely
disguise its taste when use rinse 6. In a study by Ogaard et al, they found that with
the use of a fluoride varnish, there was a significant reduction in the incidence of
white spot lesion formation particularly in the maxillary incisor region7. This fact
confirm on earlier study that suggested the use of antimicrobials in combination
with fluorides to improve the cariostatic effect of fluoride4 .
A new antibacterial and fluoride-releasing bonding system, Clearfil Protect
Bond, has recently been developed and introduced in the market. This system
consists of a self-etching primer that contains an antibacterial monomer (12methacryloyloydodecyl pyridinium bromide [MDPB]) and a bonding agent that
55
contains sodium fluoride 3. MDPB can be effectively incorporated in dental resin
based materials to provide bactericidal activity against oral bacteria19,20,21.
Because a number of persons with significant carious and periodontal
problems might be candidates for orthodontics treatment, the bonding system with
antibacterial monomer can be favorable for these patients , but it would be of
interest to determine it’s shear bond strength.
There are few researches about the use of Clearfil Protect Bond to bond
brackets. The purpose of this study was to determine the effect, “in vitro”, of using
this new adhesive on the shear bond strength of orthodontic brackets.
MATERIALS AND METHODS
Teeth
Forty freshly extracted bovine permanent mandibulars incisors were
collected and stored in a solution of 0,1%(weight/volume) thymol for a month. The
criteria for tooth selection included intact buccal enamel, not subjected to any
pretreatment chemical agents such as alcohol, formalin, hydrogen peroxide, no
caries or cracks due to extraction forceps. The teeth were cleansed with a mixture
of water and pumice by using a rubber polishing cup to remove the calculus.
Brackets
Forty maxillary central incisor brackets (Ref. 10.30.201, Lot. Dental Morelli,
Sorocaba, SP) were used. The average surface area for the bracket base was
56
13.63mm2 . The surface area obtained was the average of the width and height of
five bracket bases. The calculated differences between the bracket surfaces area
did not exceed 0.06mm.
Bonding Procedure
Each tooth was mounted vertically in self-cure acrylic so that the crown was
exposed. The buccal enamel surfaces of the teeth were cleansed and polished
with non fluoridated pumice and rubber prophylatic cups for 15 seconds, washed
with water and dried for 20 seconds before any procedure.
The sample was divided into two random groups of 20 each, all teeth were
etched with a 37% phosphoric acid gel applied to the buccal surfaces for 30
seconds. The teeth were thoroughly rinsed with a water spray for 30 seconds and
dried with an oil free source for 10 seconds.
After acid etching, the brackets were bonded in the following manner:
Group 1 (control) -
The hydrophilic primer was applied and (Ortho Primer of
Morelli) light cured for 20 seconds. The brackets were then bonded (fig.1).
Group 2 (Clearfil Protect Bond) – The primer containing the antibacterial
monomer(Kurraray Medical Inc, Okayama, Japan) was applied to the etched
surface, left for 20 seconds, and sprayed with a mild air stream to evaporate the
solvent. The fluoride-containing adhesive was applied to the tooth and light cured
for 10 seconds. The brackets were then bonded (fig.1 A and B).
An orthodontic composite (Transbond XT, 3M Unitek, Monorvia, Calif) was
used to bond stainless steel brackets to all forty teeth. Excess bonding resin was
57
removed with a scaler. The adhesive was light cured for 40 seconds, 10 seconds
for each side.
After bonding, the teeth we stored in deionized water at 37º for 72 hours
until the shear bond strength test.
Shear bond strength testing
The teeth were placed in phenolic rings (Tigre- PVC 20X25X25mm) up to
the cemento enamel junction, and then stored in deionized water at 37º for 72
hours. A mounting jig was used to align the buccal surfaces of the teeth
perpendicular to the bottom of the phenolic ring 9. The buccal surface of each tooth
was aligned to the testing device so that the force applied was parallel to the tooth
surface.
The Universal Testing Machine (EMIC, DL20. 000, São José do Rio Preto,
PR-Brazil) was used to measure the shear bond strengths. A perpendicular force
was applied to the bracket by a chisel – edge plunger that was mounted in the
movable crosshead of the Universal Testing Machine and positioned so that the
leading edge aimed the enamel-adhesive interface before being brought into
contact at a crosshead speed of 1mm/mim8,15. The force required to take off the
brackets was measured in Newton(N), and the SBS (1Mpa = N/mm2) was then
calculated by dividing the force values by the bracket base area (13.63mm2).
Force(N)
Resistance(MPa) =
10 6 x Area (m2)
58
Statistical analysis
Descriptive statistics including the mean, standard deviation, and minimum
and maximum values were calculated from each of the two groups of teeth tested.
Student t-test was used to compare the shear bond strength of the two groups.
Significance was predetermined at p > 0.05.
RESULTS
The descriptive statistics and the results of the Student t-test calculated from
each of the two groups of teeth are presented in Table1.
The t-test results (t = 1.54),graphic 1, indicated that there were no significant
differences (p= 0.131) in the shear bond strength of the two systems. The mean
shear bond strength in MPa for the Clearfil protect bond was 14.27 ± 4.54 and for
the control group 16.81 ± 5.81.
DISCUSSION
Since the introduction of etch enamel with acid the pratice of orthodontics is
constantly improving, with the use of new techniques and materials that benefit
both the patient and the clinician. As a result, various attempts have been made to
minimize white spot lesion formation during orthodontic treatment 3.
In a study by Ogaard et al they found that the use of fluoride varnish in
combination with and without a chlorhexidine varnish, there was a significant
reduction in the incidence of white spot lesion formation in orthodontic patients7.
In this study , the use of antibacterial fluoride releasing adhesive did not
significantly affect the shear bond strength of orthodontic brackets to enamel. The
59
mean values for the control group found in this study (16.81Mpa) were different
from Bishara´s(2005) findings (9.6 MPa).The same happened with the group of
Clearfil Protect Bond, with 14.27 MPa in this study, with in Bishara studies the
value was 11.7 MPa
3
. But Reynolds (1975), determined that the clinically
acceptable minimal bond strength values in the direct orthodontic systems are 5.9
MPa from 7.8, the value found to Cervitec group (11.38 MPa) is favorable with
Reynold´s 12.
It needs to be noted that with the use of the new antibacterial fluoridereleasing adhesive, clinicians need to perform one additional step during the
bonding procedure as compared with the conventional systems. The increase in
the chair side time should be balanced with the potential advantage of using an
antibacterial fluoride-releasing adhesive that could minimize the incidence of white
spot formation 5.
Future studies should be conducted to evaluate how much bacterial
inhibition the Clearfil Protect Bond get and the bond failure location during the
removal of orthodontic brackets.
A
D
B
CONCLUSIONE
F
C
The use of Clearfil Protect Bond adhesive system did not affect the shear
bond strength of the orthodontic brackets however the clinician needs to perform
an additional step during the bonding procedure when compared with a
conventional bonding system.
60
A
Figure 1 A
B
Figure 1B
61
Table I Descriptive statistics an t-student comparing the shear bond strength of
two adhesive systems: a conventional systems and system with antibacterial
monomer
Groups
N
Mean*
SD
Group I (Controle)
20
16.81
± 5.81
Group II
20
14.27
± 4.54
(Clearfil Protect Bond)
* Values in Mpa.n indicates sample size; SD, Standard deviation.
**.Groups with diferent letters are significantly different from each other
62
20
19,5338
19
18
mpa
17
16,3926
16
15
14
14,0942
13
12
12,1474
12,1474
1
2
grupo
group
Graph 1. Mean 95 percent confidance interval of the shear bond Strength per
group
63
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66
5 CONCLUSÃO
- O adesivo Clearfil Protect Bond apresentou um ótimo resultado durante o
teste de resistência ao cisalhamento na colagem dos bráquetes
- O verniz cervitec associado a um primer hidrofílico apresentou uma
diferença estatisticamente significante quando comparado ao grupo controle. No
entanto, demonstrou uma resistência ao cisalhamento suficiente para sua
utilização clínica, podendo esse protocolo de colagem ser utilizado clinicamente.
- A utilização do enxaguatório bucal de clorexidina (Duplack) associada ao
primer hidrofílico não pode ser utilizada clinicamente, já que a resistência ao
cisalhamento encontrada foi 2,02(Mpa) muito baixa.
67
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