Effect of chlorhexidine loading on surface properties of acrylic reline resins after chemical ageing

Devido a processos fisiológicos decorrentes da perda de peças dentárias, como a reabsorção óssea contínua e progressiva do rebordo alveolar, ocorre inevitavelmente desadaptação da prótese dentária com perda de retenção e estabilidade. A readaptação desta aos tecidos pode ser conseguida através de rebasamento com resinas acrílicas, um procedimento que pode ser realizado pelo método direto (diretamente na cavidade oral) ou indireto (por intermédio de procedimentos laboratoriais). As resinas acrílicas são constituídas por polímeros obtidos através de uma reação de polimerização, durante a qual o monómero é convertido, mas não na sua totalidade. O monómero residual não só pode ter efeitos citotóxicos nos tecidos biológicos,como efeitos inconvenientes na estrutura da resina, possibilitando a formação de porosidades. A porosidade permite a colonização de Candida albicans, devido à aderência deste agente à resina acrílica, sendo este considerado o primeiro passo da patogénese da Estomatite Protética. A Estomatite Protética é uma condição crónica observada em 45-70% dos utilizadores de prótese removível. Em geral, manifesta-se como uma inflamação difusa na mucosa do palato, delimitada pela região de contacto com a prótese, e pode ser provocada por vários fatores, entre os quais uma higiene oral insatisfatória, baixo pH salivar e uso contínuo da prótese. A terapia com antifúngicos tópicos e sistémicos tem sido considerada como a opção mais frequente, mas depende da adesão do paciente ao tratamento e não erradica os microrganismos presentes na prótese removível. Assim, a Clorexidina (CHX) surge como um agente antimicrobiano de elevada substantividade, com capacidade de suprimir a aderência de Candida albicans na prótese e na mucosa, através da sua ação anti-biofilme. Para garantir a disponibilidade da dose terapêutica na área pretendida, é sugerido um sistema de libertação de CHX que passa pela sua incorporação em resinas de rebasamento. Estudos microbiológicos prévios evidenciaram uma atividade antifúngica ideal com uma concentração de 2,5% na resina Kooliner (K) e 5% nas resinas Ufi Gel Hard (UG) e Probase Cold (PC), no entanto é importante avaliar o comprometimento desta incorporação nas propriedades físicas e mecânicas destes biomateriais dentários. A literatura existente estuda a influência da incorporação de CHX nas resinas de rebasamento sujeitas a envelhecimento térmico, contudo não contempla a submissão a processos de biodegradação química. Como tal, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da incorporação de uma concentração específica de CHX na energia de superfície, na resistência adesiva à microtracção e no tipo de falhas obtidas com a sua fratura, de três resinas acrílicas de rebasamento, após serem sujeitas a um processo de envelhecimento químico. Para o teste de energia de superfície, quarenta e dois espécimes (25×16×1 mm) das três resinas acrílicas de rebasamento (n=7) foram elaborados com recurso a moldes de aço (125×25×1 mm), para as quais foram realizados dois grupos: controlo (sem incorporação de CHX) e experimental, com a incorporação das seguintes concentrações de CHX - Kooliner 2,5%, Ufi Gel Hard 5% e Probase Cold 5%. Os espécimes foram imersos em saliva artificial num rácio 1g/5mL e incubados a 37ºC com agitação de 300 rpm, respeitando ciclos alternados de 6h em pH=3 e 18h em pH=7 até perfazer um total de 28 dias. Posteriormente foram testados com recurso a um tensiómetro de Kruss, imergindo cada espécime em água e 1,2- propilenoglicol. Os ângulos de contacto foram obtidos através da técnica da placa de Wilhelmy para cada líquido e usados para determinação da energia de superfície (γ) pelo método de Wu. No caso da resistência adesiva à microtração (μTBS), primeiramente foram elaborados trinta e seis espécimes (n=6) com forma quadrangular (10×10×10 mm) de resina termopolimerizável de base de prótese (Probase Hot) e submetidos a 2500 ciclos de termociclagem (alternadamente submersos a 5 e 55ºC durante 20 segundos). Em seguida procedeu-se ao rebasamento de todos os espécimes com as resinas em estudo incorporadas com as concentrações de CHX específicas (Kooliner – 0% e 2,5%; Ufi Gel Hard – 0% e 5%; Probase Cold – 0% e 5%). Os cubos rebasados foram sujeitos à máquina de corte Isomet por forma a obter cinco palitos uniformes (1mm2) de cada um, sendo estes posteriormente submetidos ao processo de envelhecimento químico. Seguidamente, os espécimes foram sujeitos a uma máquina de testes universal Instron e efetuou-se o teste de resistência adesiva à microtração, com uma carga de célula de 1kN e uma velocidade de 1mm/min, até ocorrer fratura. As superfícies previamente aderidas foram observadas num estereomicroscópio e classificadas consoante o tipo de falha: adesiva, coesiva ou mista. A unidade experimental considerada para efeitos estatísticos na γ e na μTBS foi o cubo, enquanto na avaliação do tipo de falha foi considerado o palito. Assim, no primeiro caso a normalidade foi testada pelo teste de normalidade Shapiro-Wilk e os resultados foram analisados estatisticamente com recurso a testes não paramétricos de acordo com testes de Kruskal-Wallis e correções de Mann-Whitney. No segundo caso, os testes qui-quadrado e o teste exato de Fisher foram aplicados. Considerou-se nível de significância de 5% em todos os testes. No que diz respeito à energia de superfície, não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas em qualquer um dos grupos de cada material estudado. A única diferença significativa diz respeito ao aumento da componente dispersiva do grupo 5% da Probase Cold em relação ao controlo, no entanto sem diferenças na energia de superfície total. Quanto à resistência adesiva, não se verificaram diferenças estatisticamente significativas nos grupos experimentais de Kooliner e Ufi Gel Hard quando comparados com o controlo. Em contraste, o grupo Probase Cold com 5% de CHX apresentou valores inferiores comparativamente com o grupo controlo (p=0,004). Na análise do tipo de falha, não foram observadas diferenças significativas entre os grupos experimental e controlo de cada material. Observou-se que o tipo de falha predominante no estudo foi adesiva (79,4%). Em ambos os grupos Kooliner, 90% das falhas foram adesivas e nenhuma falha coesiva foi observada. No que respeita Ufi Gel Hard, foi observada uma diminuição das falhas adesivas e um aumento das falhas coesivas com a incorporação de 5% CHX, sendo que neste grupo a falha coesiva foi predominante (43,3%). No caso da Probase Cold, em ambos os grupos 90% das falhas foram adesivas, no entanto verificou-se uma eliminação das falhas coesivas e um aumento das falhas mistas com a incorporação de 5% de CHX. Os resultados obtidos podem ser explicados pela diferença de método de polimerização e pela composição inerente a cada resina de rebasamento, influenciando a formação de mais ou menos porosidades na superfície da resina e interferindo no grau de difusão do monómero na resina da base da prótese. Apesar de importantes noções poderem ser retiradas deste estudo, o processo multifatorial inerente à cavidade oral deverá ser recriado em necessários futuros estudos, sendo sugerida a simulação de forças mastigatórias repetidas até a ocorrência de fratura e a observação das falhas obtidas com microscopia electrónica de varrimento. Em conclusão, a incorporação das referidas concentrações de clorexidina, após um processo de envelhecimento químico não afeta a energia de superfície total dos três materiais estudados nem a resistência adesiva à microtração nos grupos de Kooliner e Ufi Gel Hard. No entanto, parece influenciar negativamente a resistência adesiva à microtração nos espécimes de Probase Cold com incorporação de 5% de CHX. O tipo de falha apresentado após fratura não foi influenciado pela incorporação de CHX nas três resinas acrílicas de rebasamento em estudo.Denture stomatitis is a chronic condition for which a release system of Chlorhexidine (CHX) loaded on resins has been suggested as a promising treatment. The purpose of the present study was to evaluate the effect of loading three acrylic reline resins, with a specific concentration of CHX, in the surface free energy, microtensile bond strength and type of bonding failure after a chemical ageing procedure, compared to a control group (0% of CHX). Surface free energy (γ) was evaluated by immersing specimens of acrylic reline resins loaded with specific percentages of CHX (n=7) into water and 1,2-propanediol. Contact angles were obtained by the Wilhelmy plate technique and used to estimate the γ values through the Wu method. Microtensile bond strength (μTBS) test was conducted testing sticks obtained from each specimen of denture base resin linked to a reline resin loaded with specific concentration of CHX (n=6) in a Instron universal machine, with 1kN load cell and crosshead speed of 1mm/min. Afterwards, the failure mode was assessed with a stereomicroscope and classified as adhesive, cohesive or mixed. Data from γ and μTBS was submitted to the nonparametric tests according to the Kruskal-Wallis and Mann-Whitney tests, while failure mode data was submitted to the chi- square and the Fisher’s exact tests, considering the 5% level of significance (α=0.05). No statistical differences were observed in the γ between groups in all three reline resins, as well as in the μTBS between experimental K and UG. However, 5% CHX PC group presented lower μTBS values than the control. For all three reline resins, no statistical significant differences were found between the type of failures observed and CHX loading. In conclusion, after a chemical ageing procedure, loading PC with 5% CHX seems to negatively influence bond strength, without other undesirable effects in the studied properties