Enamel demineralization around dental restoration. Effect of Er:YAG laser parameters employed to cavity preparation

O presente estudo, composto por dois experimentos, teve como objetivo avaliar in vitro o efeito de parâmetros do laser de Er:YAG na desmineralização do esmalte dental humano e bovino após desafio cariogênico e avaliar, através de um modelo in situ, o efeito de diferentes parâmetros do laser de Er:YAG no desenvolvimento de lesões de cárie adjacente a restaurações. No estudo in vitro, terceiros molares inclusos humanos hígidos e incisivos bovinos foram seccionados para a seleção de 50 fragmentos de cada um dos substratos, que foram aleatoriamente divididos em 10 grupos, sendo 9 experimentais preparados com laser de Er:YAG com 300mJ de energia (frequência de 2Hz, 4Hz ou 6Hz, fluxo de água de 2,0mL/min, 5,0mL/min ou 8,0mL/min) e 1 controle (turbina de alta rotação). Após o preparo das cavidades, os espécimes foram restaurados com resina composta e submetidos ao desafio cariogênico. Subseqüentemente, foram seccionados para a análise da microdureza e realização de microscopia de luz polarizada qualitativa. No estudo in situ, 150 fragmentos de esmalte bovino foram distribuídos aleatoriamente entre 15 voluntários. Tais fragmentos foram subdivididos em 10 grupos conforme descrito para o estudo in vitro. Os 9 grupos experimentais foram preparados com laser de Er:YAG empregando-se diferentes combinações de parâmetros, conforme descrito pra o estudo in vitro. O grupo controle foi preparado com turbina de alta-rotação e ponta diamantada. A cavidade obtida foi restaurada com resina composta e os fragmentos foram montados em dispositivo palatino para serem instalados nos voluntários participantes para a realização do desafio cariogênico. Após o desafio, os espécimes foram seccionados para a realização das leituras de microdureza longitudinal e microscopia de luz polarizada qualitativa. Os dados obtidos no ensaio de microdureza foram analisados estatisticamente. Para o estudo in vitro foi realizada a Análise de variância e o teste de Tukey e observou-se que, independentemente do substrato testado, os espécimes preparados com turbina de alta rotação apresentaram menores médias de microdureza que os preparados com laser de Er:YAG para todos os parâmetros testados, os quais foram semelhantes entre si (p>0,05). As imagens de microscopia de luz polarizada demonstraram uma tendência dos grupos irradiados com laser de Er:YAG com uma freqüência de 2Hz apresentarem menor desmineralização. Para o estudo in situ foi realizado teste de Friedman que demonstrou haver diferença estatística entre os métodos de preparo cavitário empregados com relação as medidas de microdureza. Para identificar as diferenças entre os grupos foi realizado o teste de Wilcoxon pareado e observou-se que o grupo preparado com laser de Er:YAG com 2Hz de freqüência e 2mL/min de fluxo de água apresentou a maiores médias de microdureza, seguido por aqueles preparados com laser de Er:YAG com 2Hz de freqüência e 5mL/min de fluxo de água e laser de Er:YAG com 2Hz de freqüência e 8mL/min de fluxo de água, respectivamente. Os grupos preparados com laser de Er:YAG com as freqüências de 4Hz e 6Hz, com fluxos de água de 2, 5 e 8mL/min apresentaram médias de microdureza menores que os grupos supracitados e com similaridade estatística entre si. Todos os grupos preparados com laser de Er:YAG demonstraram médias de microdureza superiores àquele preparado com turbina de alta-rotação, o qual apresentou as menores médias de microdureza. As imagens de microscopia de luz polarizada confirmaram os resultados obtidos com o ensaio de microdureza. Assim, pode-se concluir que o substrato bovino constitui uma alternativa ao substrato humano em estudos que avaliem o laser de Er:YAG e a progressão de lesões de cárie, que o laser de Er:YAG foi capaz de controlar o desenvolvimento de lesões de cárie adjacente a restaurações de resina composta e que o conjunto de parâmetros empregados para o preparo cavitário pode influenciar na resistência ácida do substrato irradiado.The current study, composed by two experiments, sought to evaluate in vitro the effect of Er:YAG laser parameters on human and bovine enamel demineralization after cariogenic challenges and to check, through an in situ model, the effect of different Er:YAG laser parameters on development of caries-like lesions adjacent to dental restorations. In the in vitro study, sound human third molars and bovine incisors were cut to select 50 specimens of each substrate, which were randomly allocated into 10 groups: 9 experimental groups prepared with Er:YAG laser with 300mJ output (frequency of 2Hz, 4Hz or 6Hz, water flow rate of 2.0mL/min, 5.0mL/min or 8.0mL/min) and 1 control group (High speed handpiece). After cavity preparation, the specimens were restored with composite resin and submitted to the cariogenic challenge. Afterwards, they were sectioned to obtain the microhardness measurements and images of light polarized microscopy. In the in situ study, 150 bovine enamel slabs were randomly allocated among 15 volunteers. These specimens were subdivided into 10 groups, as described above to the in vitro study. 9 experimental groups were prepared with Er:YAG laser under different parameters combination. The control group was prepared with high speed handpiece associated to a diamond bur. The prepared cavity was restored with a composite resin and the slabs were mounted on palatal appliance to be installed in the volunteers to the realization of the cariogenic challenge. After this, the specimens were sectioned to the longitudinal microhardness measurements and to the qualitative light polarized microscopy. The data obtained by means of microhardness test were statistically analyzed. For the in vitro study was performed Analisys of Variance and Tukeys test, which demonstrated that, regardless the tested substrate, the specimens prepared with high speed handpiece showed lower microhardness means than those prepared with the Er:YAG laser for all tested parameters, which were statistically similar (p>0,05). The light polarized microscopy images demonstrated that the groups irradiated with Er:YAG laser with 2Hz frequency showed a tendency to be less susceptible to the demineralization. For the in situ study was performed the Friedman test, which demonstrated that there are statistical difference among the cavity preparation methods according to the microhardness measurements. To indentify the differences among groups it was performed the Wilcoxon paread test and it was observed that the group prepared with Er:YAG laser with 2Hz of frequency and 2.0mL/min of water flow rate showed the highest microhardness means, followed by that prepared with Er:YAG laser with 2Hz of frequency and 5.0mL/min of water flow rate and Er:YAG laser with 2Hz of frequency and 8.0mL/min of water flow rate, respectively. The groups prepared with Er:YAG laser with 4Hz and 6Hz of frequency, with water flow rates of 2.0, 5.0 and 8.0mL/min showed microhardness means lower than that the groups cited above and statistical similarity among them. All groups prepared with Er:YAG laser demonstrated microhardness means higher than that prepared with high speed handpiece, what showed the lowest microhardness means. The light polarized microscopy images confirmed the results obtained with the microhardness test. Thus, it may be concluded that the bovine substrate constitutes an alternative to the human substrate in studies that evaluates the Er:YAG laser and caries-like lesions progression, that the Er:YAG laser was capable to control the development of caries-like lesions around composite resin restorations and that the parameters employed to the cavity preparation could influence on acid resistance of the irradiated substrate