Determination of safe parameters of the CO2 laser ('lambda'=10,6 'mu'm) and its association with fluoridated products on dental enamel demineralization progression : in vitro estudies

Orientador: Marines Nobre dos Santos UchoaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de PiracicabaResumo: A irradiação do esmalte dentário com laser de CO2, especialmente se associada ao flúor, pode aumentar a resistência deste substrato ao desafio ácido. Esta tese, constituída por 2 artigos, teve por objetivos: estabelecer a menor densidade de energia obtida com um laser de CO2 (À=10,6 flm) pulsado, que quando aplicada sobre o esmalte dentário humano, seja capaz de promover mudanças químicas e morfológicas e de reduzir sua suscetibilidade a ácidos, sem causar danos pulpares; avaliar, in vitro, os efeitos combinados de um laser de C02 pulsado (À=10,6 ).lm) e do dentifrício e enxaguatório fluoretados na redução da progressão de lesão de cárie artificial em esmalte dentário humano. No estudo 1, durante a irradiação de terceiros molares inclusos com densidades de energia de 1,5 a 11,5 J/cm2, foram avaliadas as alterações na temperatura pulpar através de um termopar. As modificações químicas e morfológicas da superfície do esmalte induzidas pelo laser foram determinadas, respectivamente, através de espectroscopia FT-Raman e microscopia eletrônica de varredura. Os dentes foram submetidos à ciclagem de pH e a perda mineral foi determinada através de microdureza em corte longitudinal. Os espectros Raman obtidos foram analisados pelo teste t pareado e os resultados das variáveis alteração de temperatura e microdureza, foram analisados estatisticamente pelos testes ANOV A e Tukey, todos com nível de significância fixado em 5%. No seguJ?-do estudo, espécimes de esmalte obtidos de terceiros molares inclusos foram previamente desmineralizados e em seguida aleatoriamente divididos em nove grupos tratados ou não com laser de CO2, com ou' sem dentifrício fluoretado e com ou sem enxaguatório fluoretado, fazendo todas as associações possíveis entre os tratamentos. Após a ciclagem de pH, as concentrações de flúor das soluções des e remineralizadora foram determinadas e os espécimes foram analisados, qualitativamente, por microscopia de luz polarizada e teste de microdureza em corte longitudinal para quantificar mudanças no conteúdo mineral. Os resultados foram analisados estatisticamente pelos testes ANOVA e Tukey, com nível de significância fixado em 5%. No estudo 1, as mudanças de temperatura intrapulpares não excederam 3°C para todos os grupos irradiados. A espectroscopia FT -Raman e a microscopia eletrônica de varredura indicaram que as densidades de energia iguais ou superiores a 6,0 J/cm2 foram suficientes para promover modificações químicas e morfológicas na superficie do esmalte. A redução da desmineralização do esmalte promovida pelo laser foi observada com as densidades de energia a partir de 10,0 J/cm2. No estudo 2, todos os tratamentos foram capazes de reduzir a perda mineral do esmalte, quando comparados ao grupo controle (p<0,05). Todas as terapias combinadas, exceto a associação de laser e enxaguatório, causaram remineralização do esmalte dentário. Concluindo, os resultados desses estudos indicaram que a densidade de energia do laser de C02, que pode ser aplicada sobre o esmalte dentário capaz de produzir efeito na prevenção da desmineralização sem oferecer danos para à polpa dentária, é 10,0 J/cm2 e que o laser de CO2, combinado ou não com flúor, é capaz de reduzir a progressão da desmineralização do esmalte dentário em situações de alto desafio cariogênico in vitroAbstract: The irradiation of dental enamel by CO2 laser, especialIy if combined with fluoride, can increase the enamel acid resistance. Thus, this thesis, comprised by 2 manuscripts, aimed: to establish the lowest energy fluency of a pulsed 10.6 Ilm C02 laser that, when applied on enamel surface, is able to cause chemical and morphological changes and reduces its acid resistance reactivity, without causing pulpal harm; to assess, in vitro, the combined effects of a 10.6 Ilm CO2 laser, fluoridated dentifrice and fluoridated mouthrinse in the reduction of lesion progression in human carious dental enamel. In study I, during the irradiation of human teeth with 1.5-11.5J/cm2, intrapulpal thermal effects were evaluated by a thermocouple. Moreover, chemical and morphological modifications were assessed on enamel surface, through FT-Raman and MEV analysis, respectively. The teeth were submitted to a pH-cyc1ing model and the enamel mineralloss was determined by crosssectional microhardness. The.Raman spectra obtained were assessed by the paired t test and thermal and microhardness variables were analyzed by ANOV A and Tukey tests, alI with 5% of statistical significance. In study 2, slabs of previously demineralized dental enamel were randomly assigned to nine groups (n = 10) and treated withlwithout CO2 laser and withlwithout fluoridated dentifrice and withlwithout fluoridated mouthrinse, making all possible associations between these treatments. After pH-cyc1ing, fluoride concentrations were determined in the de and remineraliziRg solutions and qualitative polarized light analysis was performed. In addition, cross-sectional microhardness test was dOJ;1e to quantify changes in mineral content. In the first study, for alI irradiated groups, intrapulpal temperature changes were below 3°C. FT-Raman spectroscopy and scanning electron microscopy indicated that fluencies as low as 6.0 J/cm2 were sufficient to induce chemical and morphological changes in enamel. Laser-induced inhibitory effects on enamel demineralization were observed in fluencies of 10.0 and 11.5 J/cm2. In the second study, alI treatments were able to decrease mineralloss when compared to control group (p < 0.05). AdditionalIy, except for the association of laser with fluoridated mouthrinse, all combined treatments have caused enamel remineralization. In conclusion, the results of these studies suggest that the lowest laser fluency capable of producing chemical and morphological changes to reduce acid reactivity of enamel without exposing pulp vitality to danger is 10.0 J/cmZ and that pulsed COz laser irradiation alone or combined with fluoridated products produced an effective protection against demineralization progression in dental enamel in vitroMestradoOdontopediatriaMestre em Odontologi