Study of in vitro degradation of poly (1,4-trans-isoprene)(in nature)and in dental cones

The gutta-percha cones used in endodontic therapy, consisting of poly (1,4-trans-isoprene), ZnO and/or BaSO4 and wax/resin, were meant to last a lifetime in root canals filled by them. However, there is evidence that these materials suffer degradation with the passage of time when there shutter intensified infections by microorganisms. The bacterium Enterococcus faecalis is one of those microorganisms commonly associated with persistent periapical infections. The prevalence of this bacterium in cases of re-treatment is between 29% and 79% of cases. The objective is to study the bacterial degradation of gutta-percha in medium containing E. faecalis, with the focus on organic matter, polyisoprene. Each sample cone was immersed in mineral salts medium with inoculum concentration of 5.4 x 105 CFU/mL for periods of 10 to 100 days. The cones were removed from contact with the inoculum at various times and analized. Were weighed and characterized by TGA, GPC, FTIR, NMR H1 and SEM. The growth of the inoculum was monitored by optical density measurements, determining of percentage of mineralization of CO2, measured dry biomass cells, measurements of pH and cell count. The antimicrobial activity of inorganic constituents of cones was verified by diffusion test pit. Was observed gradual loss of mass of the cones with the degradation time. The increase in the ash content at 800 °C, shows that there was a progressive loss of organic matter and an increased proportion of inorganic constituents. After contact with E. faecalis, polyisoprene isolated cones marks Odous® and Tanari® was analized and compared and the fresh polyisoprene by GPC and FTIR. The results show that in all three cases there is small and gradual loss of the molar mass of the polyisoprene constituents of material, the more evidente in polyisoprene in nature. Infrared spectra show that degradation also ocurrs with strutural modifications of the polymer, especially in the occurrence of deformation bands of C=O and OH/OOH, and variations in the pattern of cristalinity of the bands of C=C-H. The SEM images show that changes may ocurr in the surface morphology of the cones biodegraded, resulting the from selective attack to the organic component. The NMR H1 spectra of polyisoprene fresh show that the material has undergone minor structural changes in the molecules of polyisoprene during bioassay. All bioassays monitoring indicated that the inoculum grows continuously during the period of contact with the cones or polyisoprene in nature. The bacteria degrades the organic matter of the cones using them as a source of substrate and thereby causing voids cones that can cause failure in endodontic treatment.Os cones de guta-percha usados em endodontia, compostos de poli (1,4-trans-isopreno), ZnO e/ou BaSO4 e ceras/resinas, foram feitos para durar a vida inteira nos canais radiculares por eles preenchidos. Entretanto, existem evidências de que esses materiais sofrem degradação com o decorrer do tempo de obturação intensificada quando existem infecções por microrganismos. A bactéria Enterococcus faecalis é um desses microrganismos, normalmente associada com infecções periapicais persistentes. A prevalência dessa bactéria em casos de re-tratamento ocorre entre 29 e 79% dos casos. O objetivo do trabalho é estudar a degradação bacteriana de cones de guta-percha em meio contendo E. faecalis, com o foco na matéria orgânica, o poliisopreno. Cada amostra de cone foi imersa em meio de sais minerais com inóculo de concentração de 5,4x105 UFC/mL por períodos de 10 a 100 dias. Os cones foram removidos do contato com o inóculo em tempos variados e analisados. Foram pesados e caracterizados por TGA, GPC, FTIR, MEV e RMN H1. O crescimento do inoculo foi monitorado através de medidas de densidade óptica, determinação da porcentagem de mineralização de CO2, medidas da biomassa seca de células, medidas de pH e contagem de células. A atividade antimicrobiana dos constituintes inorgânicos dos cones foi verificada mediante o teste de difusão em poço. Foi observada perda gradual de massa dos cones com o tempo de degradação. O aumento no teor de resíduos em 800°C, mostra que houve uma perda progressiva de matéria orgânica e um aumento na proporção de constituintes inorgânicos. Após o contato com E. faecalis, o poliisopreno isolado dos cones das marcas Odous® e Tanari® foi analisado e comparado com o poliisopreno in natura por GPC e FTIR. Os resultados mostram que nos três casos ocorre uma pequena e gradual perda de massa molar do poliisopreno constituintes do material, mais evidenciada no poliisopreno in natura. Os espectros de infravermelho mostram que a degradação também ocorre com modificações estruturais do polímero, especialmente no surgimento de bandas de deformação de C=O e OH/OOH; e variações no padrão de cristalinidade das bandas de C=C-H. As imagens de MEV mostram que podem ocorrer mudanças na morfologia da superfície dos cones biodegradados, resultado do ataque seletivo ao componente orgânico. Os espectros de RMN de H1 do poliisopreno in natura mostram que o material sofreu pequenas mudanças estruturais nas moléculas de poliisopreno durante o bioensaio. Todos os bioensaios de monitoramento indicaram que o inóculo cresce continuamente durante o período de contato com os cones ou com o poliisopreno in natura. A bactéria degrada a matéria orgânica dos cones usando-os como fonte de substrato e, consequentemente, causando vazios nos cones que podem ocasionar falhas no tratamanto endodôntico