Determination of safe and effective parameters of CO2 laser (?= 10.6 ?m) on the reduction of root dentin demineralization - an in vitro study

Estudos têm mostrado que a dentina pode ser modificada pelo laser pulsado de CO2 tornando-a um substrato mais ácido-resistente. Este estudo in vitro se propôs a estabelecer parâmetros seguros e efetivos de um laser pulsado de CO2 com comprimento de onda 10,6 ?m e avaliou seu efeito sobre a morfologia superficial e a composição química, assim como sobre a redução da desmineralização da dentina radicular. Noventa e cinco superfícies radiculares humanas obtidas de quarenta e oito terceiros molares foram aleatoriamente divididas em 5 grupos (n=15 para o grupo de controle e n=20 para os grupos irradiados com laser): G1 - Nenhum tratamento (controle), G2 - 2,5 J/cm2, G3 - 4,0 J/cm2, G4 - 5,0 J/cm2 e G5 - 6,0 J/cm2. A temperatura intrapulpar foi mensurada por meio de análise termográfica com termômetro de radiação infravermelha, as modificações químicas, por meio de espectroscopia FT-Raman e as alterações morfológicas por meio de microscopia eletrônica de varredura. Após o tratamento da superfície, os espécimes foram submetidos a 7 dias de ciclagem de pH, permanecendo diariamente em soluções desmineralizadora e remineralizadora por 3 h e 21 h, respectivamente. Após o desafio ácido, os espécimes foram seccionados e a perda mineral foi determinada por meio do teste de microdureza Knoop (5 g, 5 seg) em profundidades pré-determinadas em relação à superfície de dentina radicular (20 ?m - 275 ?m). Para todos os grupos irradiados, as mudanças de temperatura intrapulpar mostraram-se abaixo de 0,9°C. A espectroscopia FT-Raman não evidenciou alterações químicas entre os espécimes não-irradiados e os irradiados com laser de CO2. Entretanto a análise em microscópio eletrônico de varredura indicou que as densidades de energia a partir de 4,0 J/cm2 foram suficientes para induzir mudanças morfológicas na dentina radicular. Adicionalmente, para as densidades de energia iguais ou superiores a 4,0 J/cm2, foram observados efeitos de redução da desmineralização da dentina radicular induzidos pela irradiação laser. Pode-se concluir que densidades de energia em torno de 4,0 a 6,0 J/cm2 podem ser aplicadas à dentina radicular, a fim de promover mudanças morfológicas e reduzir a reatividade ácida da mesma, sem comprometer a vitalidade pulpar.Studies have shown that dentin can be modified by pulsed CO2 laser to form a more acid-resistant substrate. This in vitro research aimed to establish safe parameters of a pulsed study 10.6 ?m CO2 laser and evaluate its effect on chemical and morphological features in dentinal surface, as well as on the reduction of root dentin demineralization. Ninety five human root surfaces obtained from forty eight third molars were randomly divided in 5 groups (n=15 for control group and n=20 for laser groups): G1 - No treatment (control), G2 -2.5 J/cm2, G3 - 4.0 J/cm2, G4 - 5.0 J/cm2 and G5 - 6.0 J/cm2. Intrapulpal temperature was evaluated during dentin irradiation by an infrared thermometer, chemical modifications by FT-Raman spectroscopy, and morphological modifications by SEM. After the surface treatment, the specimens were submitted to a 7 days pH-cycling model, consisted of the daily immersion in demineralizing and remineralizing solutions for 3 h and 21 h, respectively. After the acid challenge, the specimens were sectioned and the mineral loss was determined by means of cross-sectional Knoop microhardness (5 g, 5 sec) at different depths from the dentin root surface (20 ?m - 275 ?m). For all irradiated groups, intrapulpal temperature changes were below 0.9°C. FT-Raman spectroscopy did not show chemical changes in the irradiated specimens. However, scanning electron microscopy images indicated that fluences as low as 4.0 J/cm2 were sufficient to induce morphological changes in root dentin. Additionally, for fluences reaching or exceeding 4.0 J/cm2, laser-induced inhibitory effects on root dentin demineralization were observed. It was thus concluded that the laser energy density in the range of 4.0 to 6.0 J/cm2 could be applied to dental root dentin in order to produce morphological changes and reduce the acid reactivity of dentin without compromising the pulp vitality