Influence of different formulations of bleaching agents on enamel and dentin physical and chemical properties

Orientador: Marcelo GianniniTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de PiracicabaResumo: Desde a introdução da técnica de clareamento caseiro utilizando-se peróxido de carbamida (PC) a 10% estudos têm verificado os efeitos do agente clareador na superfície do esmalte humano erupcionado. Evidências demonstram que o peróxido de carbamida é capaz de alterar a composição e morfologia desse substrato. Com o intuito de diminuir os efeitos adversos dos agentes clareadores na superfície do esmalte dental, fluoretos e outros íons têm sido incluídos na formulação do agente clareador. No entanto, poucos estudados foram realizados sobre os efeitos desses agentes contendo aditivos na superfície do esmalte hígido ou com lesões artificiais de cárie. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar as alterações na superfície do esmalte hígido ou com lesões de mancha branca após o tratamento com agentes clareadores à base de peróxido de carbamida 10% com ou sem adição de íons fluoreto (F) ou cálcio (Ca). Blocos de esmalte da superfície vestibular e lingual de terceiros molares humanos foram obtidos e preparados para determinação da microdureza de superfície inicial. Após seleção dos espécimes, metade foi submetida à desmineralização para indução de lesão de cárie subsuperficial (mancha branca) do esmalte. Foi realizada nova análise de microdureza de superfície e a determinação da concentração de fosfato na superfície do esmalte através da Espectroscopia Raman com Transformada de Fourier (ERTF), tanto das amostras hígidas quanto das desmineralizadas. Os corpos de prova hígidos e com lesão de cárie subsuperficial foram divididos aleatoriamente em seisgrupos experimentais (n=10): (PLA) Placebo; (WHI) Whiteness® (10% PC); (OPA) Opalescence F¿ (10% PC+0,11% F); (PN) Pola Night F¿ (10% PC+ 0,11% F) e agentes clareadores experimentais (F) 10% PC + 0,5% F e (Ca) 10% PC + 0,2% Ca. O tratamento clareador foi realizado durante 6 horas diárias e após cada sessão, os espécimes foram mantidos em solução remineralizante até a próxima aplicação do gel. Os tratamentos clareadores tiveram duração de 12 dias. No 1º, 6º e 12º dias de tratamento clareador, foram realizadas determinações da microdureza de superfície de todos os espécimes e obtidas as soluções de enxágüe para determinação da concentração de cálcio, flúor e fósforo inorgânico por meio dos métodos de espectroscopia de absorção atômica, eletrodo específico e análise colorimétrica, respectivamente. Após os 12 dias de tratamento clareador, nova determinação de ERTF foi realizada e os espécimes foram preparados para determinação da microdureza do esmalte seccionado longitudinalmente e microscopia de luz polarizada. Os resultados obtidos indicam que houve diminuição da microdureza do esmalte hígido e com lesão de cárie após o tratamento clareador, sendo que o grupo WHI, sem aditivos, provocou a maior perda mineral da superfície de esmalte hígido e com lesão de cárie subsuperficial. As análises químicas comprovaram a diminuição da concentração de íons da superfície de esmalte devido ao aumento de íons cálcio, flúor e fósforo inorgânico na solução de enxágüe. A microdureza interna e a microscopia de luz polarizada indicaram maior desmineralização para os substratos tratados com o agente WHI. Os agentes contendo altas concentrações de cálcio apresentaram bom desempenho no esmalte hígido, enquanto os agentes contendo altas concentrações de flúor foram importantes para as propriedades químicas do esmalte com lesão de cárie subsuperficial. Parte B: Efeitos de agentes clareadores intracoronários na superfície dentinária. O objetivo desse estudo foi verificar a influência de quatro agentes para clareamento de dentes não-vitais no substrato dentinário hígido ou pré-condicionado. Incisivos bovinos foram preparados para o tratamento clareador intracoronário. Metade dos elementos dentais foram submetidos internamente ao condicionamento prévio com ácido fosfórico 37% durante 15 segundos. Os incisivos hígidos e pré-condicionados foram divididos aleatoriamente em 5 grupos experimentais: (C) Controle ¿ sem tratamento clareador; (PH 35%) Peróxido de hidrogênio 35%; (PH 25%) Peróxido de hidrogênio 25%; (PC 35%) Peróxido de carbamida 35% e (PS) Perborato de Sódio e água destilada. Os clareadores foram aplicados em 4 sessões com intervalo de 72 horas entre as aplicações. Entre as aplicações os elementos eram mantidos em recipientes individuais em ambiente com 100% de umidade relativa. O grupo controle não sofreu tratamento clareador e permaneceu em umidade relativa durante o período correspondente ao tratamento clareador. Para a determinação da resistência coesiva e análise morfológica da dentina clareada, imediatamente após o tratamento clareador, foram obtidos espécimes da dentina vestibular interna. De cada bloco foram obtidas fatias de dentina (0,8 mm de espessura). Foi realizada uma constrição na região da dentina interna de cada fatia para redução da região central, produzindo uma área de secção transversal de 0,7 mm2. Após 24 horas de imersão em água, os espécimes foram testados através de ensaio de microtração. Os resultados obtidos foram estatisticamente analisados. Blocos adicionais de cada grupo foram preparados para a avaliação da estrutura da dentina intacta ou desmineralizada clareada, através da Microscopia de Transmissão Eletrônica (MET). Os resultados da primeira parte da pesquisa indicam que a resistência à tração (RT) da dentina intacta e pré-condicionada diminuiu após todos os tratamentos com agentes intracoronários. Foram observadas alterações morfológicas através da análise ultra-estrutural do substrato clareado. Na segunda parte dessa pesquisa, foi determinada a resistência de união (RU) da dentina-compósito após o tratamento clareador. A RU foi determinada imediatamente, 7 dias e 14 dias após o tratamento clareador interno. Após a realização dos tratamentos clareadores intracoronários descritos anteriormente, blocos da dentina interna foram obtidos e aleatoriamente subdivididos em três grupos: (0) RU imediatamente após tratamento clareador; (7) RU testada após 7 dias do término do tratamento clareador e (14) RU à dentina testada após 14 dias do término do tratamento clareador. Os blocos de dentina eram armazenados em solução remineralizante durante o período de espera e 24 horas antes do teste de microtração, eram removidos da solução e preparados para a microtração. Os blocos foram tratados com sistema adesivo de passo único com condicionamento ácido prévio e um bloco de compósito foi construído na superfície dentinária para o ensaio de microtração. Espécimes de cada grupo foram preparados para a avaliação da nanoinfiltração na dentina intacta ou pré-condicionada clareada, através da MET. Os resultados indicam que houve diminuição da resistência de união da dentina intacta e pré-condicionada tratada com agentes clareadores intracoronários, imediatamente após o tratamento. Decorridos 14 dias do tratamento clareador, a dentina intacta clareada apresentou aumento da resistência de união em todos os grupos, enquanto na dentina pré-condicionada previamente ao tratamento clareador, apenas o grupo tratado com perborato de sódio apresentou aumento de resistência de união semelhante ao controle. A interface adesiva demonstrou nanoinfiltração imediatamente após o tratamento clareador, em todos os grupos observados (dentina intacta e précondicionada), sendo que após 14 dias do término do tratamento clareador, foi observado diminuição no padrão de nanoinfiltração desta interfaceAbstract: Section A: Effects of bleaching agents on dental enamel Since the introduction of the nightguard vital bleaching technique using 10% carbamide peroxide (10% CP), reports have evaluated the effects of bleaching agents on human enamel. Evidences show that CP is able to alter the composition and morphology of enamel substrate. In order to reduce the adverse effects produced by these agents on enamel surface, manufactures have added fluoride and other ions in the bleaching agent formulation. However, little is known about the effects of these agents on sound and early caries affected enamel. Therefore, the aim of this study is to evaluate sound and early caries affected enamel 10% CP bleaching with the addition or not of fluoride and calcium ions. Enamel fragments obtained from bucal and lingual third molars surfaces were used and prepared to initial microhardness measurement. After selection of the specimens, half of them were submitted to enamel demineralization in order to produce early caries on this substrate. A new microhardness measurement was performed after enamel demineralization and the phosphate concentration of sound and demineralized enamel was determined by means of Fourier Transformed Raman Spectroscopy (FTRS). Sound and early caries affected enamel were randomly divided into six experimental groups (n=10): (PLA) Placebo; (W) Whiteness (10% PC); (O) Opalescence F (10% PC); (PN) Pola Night F(10% PC) and experimental bleaching agents (F) 10% PC + 0.5% F e (Ca) 10% PC + 0.2% Ca. Bleaching was carried out during 6 hours a day and after each application, specimens were kept in remineralizing solution until the next bleaching application. Bleaching treatment was performed during 12 days. On the 1st, 6th and 12th days of bleaching, microhardness measurements were performed and the rinsing water was used to determine the concentration of fluoride, calcium and inorganic phosphate by means of ion-selective electrode, atomic absorption spectroscopy and colorimetric analysis, respectively. After 12 days of bleaching, new FTRS analysis was performed and specimens were prepared to cross-sectional microhardness measurement and polarized light microscopy. The results showed that there was a decrease on sound and demineralized enamel microhardnessa after bleaching, specially when enamel was submitted to 10% CP application with no ionsaddition in its composition (Whiteness 10%). Chemical analysis indicated that there was a decrease in the ion concentration of sound and demineralized enamel after bleaching due to an increase in the content of calcium, fluoride and inorganic phosphorus in the rinsing water solution. Cross-sectional microhardness and polarized light microscopy confirmed the demineralization of enamel submitted to 10% CP with no fluoride or calcium additin (Whiteness 10%). High-concentrated calcium bleaching agent controlled demineralization on sound enamel, whereas, high-concentrated fluoride agent was important for the physical properties of early caries affected enamel Section B: Effects of intracoronal bleaching agents on dentin surface The aim of this study was to verify the influence of four intra-coronal bleaching agents on sound and etched dentin. Bovine incisors were prepared to intracoronal bleachingtreatment. Half of them were submitted to previous demineralization with 37% phosphoric acid for 15 seconds. The sound and etched incisors were randomly divided into 5 experimental groups: (C) Control ¿ no bleaching treatment; (PH 35%) hydrogen peroxide 35%; (PH 25%) hydrogen peroxide 25%; (PC 35%) carbamide peroxide 35% e (PS) sodium perborate mixed with distilled water. Bleaching agents were applied to the pulp chamber 4 times with a 72-hour interval among applications. Specimens were kept in individual recipients in humidity during bleaching. Control group was not bleached and remained in relative humidity during bleaching treatment. In order to determine the ultimate strength and structure of bleached intern dentin, immediately after bleaching, dentin fragments were obtained from internal bucal dentin. From each fragment, slices (0,8 mm thick) were obtained. Trimming was performed in the central area of each slice to produce a cross-sectional central area of 0,7mm2. After 24 hours, the ultimate strength of specimens was tested by means of microtensile test. Results were statistically analyzed. Additional fragments were treated and prepared to evaluation of sound and etched bleached dentin, through Transmission Electron Microscopy (TEM). The results of the first part of the study indicated that sound and etched ultimate strength decreased after intracoronal bleaching. Morphological alterations were observed through ultra-structural analysis (TEM). The second part of the research determined the bond strength of resin-dentin after bleaching. Bond strength was determined immediately, 7 and 14 days after intracoronal bleaching. After treatment of the specimens, according to previous descriptions, fragments obtained from bucal dentin were randomly divided into 3 groups: (0) Bond strength immediately after treatment; (7) Bond strength 7 days after bleaching treatment; (14) Bond strength 14 days after bleaching treatment. Specimens were kept in remineralizing solution and 24 hours before testing, they were removed from the solution and prepared to microtensile test. The fragments were restored with one-step total acid conditioning adhesive system and a composite block was build up on dentin surface to microtensile test.Results obtained were statistically analyzed. Additional specimens from each group were prepared to nanoleakage evaluation of sound and etched bleached dentin, by means of TEM. Bond strength of sound and etched bleached dentin decreased immediately after intracoronal bleaching. After 14 days of bleaching treatment, bond strength of sound bleached dentin increased for all groups, whereas for etched bleached dentin, sodium perborate was the only group with bond strength similar to control group. Sound and etched dentin of all treated and not-treated groups, presented nanoleakage immediately after bleaching. After 14 days, nanoleakage decreased for all groups tested.DoutoradoDentísticaDoutor em Clínica Odontológic