Influence of reirradiation on the chemical and morphological properties of enamel and dentin of permanent teeth

Um grande desafio enfrentado pela oncologia são as recidivas locorregionais de CCP, sendo necessário, por diversas vezes, um novo ciclo de tratamento. A reirradiação, utilizada extensivamente na prática clínica, adiciona maior complexidade na avaliação da toxicidade causada pela radiação, sendo de fundamental importância ampliar o conhecimento sobre os efeitos provocados pelas doses adicionais. O objetivo do presente estudo foi avaliar, in vitro, simulando um retratamento radioterápico de CCP, os efeitos da reirradiação nas propriedades do esmalte e da dentina de dentes permanentes. Este estudo avaliou as características químicas e morfológicas do esmalte e da dentina de 45 molares permanentes humanos, divididos em cinco grupos: não irradiados; irradiados até dose de 60Gy e reirradiados até as doses de 30, 40 e 50Gy, por meio da análise de espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDX). Os espécimes submetidos a radiação foram expostos a fração de dose de 2Gy/dia, durante cinco dias consecutivos, por seis semanas no primeiro ciclo de irradiação e por três, quatro e cinco semanas, respectivamente, no segundo ciclo. As informações obtidas por meio da espectroscopia Raman foram analisadas de forma comparativa, entre os grupos e por região, de acordo com a área geral dos espectros e a intensidade e área dos picos de interesse. Os dados foram avaliados pelo teste Kolmogorov-Smirnov, seguido por teste One-Way ANOVA e pósteste de Tukey, sendo o nível de significância adotado para todas as análises de 5%. As imagens obtidas por MEV foram analisados por meio de comparação qualitativa e os dados referentes a concentração em peso dos elementos Ca, P e O, obtidos pelo EDX, foram submetidos a análise percentual comparativa. Ao analisarmos as áreas do pico relacionado a presença de fosfato (438nm) e aos modos vibracionais da hidroxiapatita (582nm), as alterações foram significantes entre os grupos não irradiado e o irradiado em relação aos reirradiados (p0,05). Por meio da MEV foi possível observar degradação da região interprismática e destruição dos prismas de esmalte e dos cristais de hidroxiapatita. Na dentina, a reirradiação provocou obliteração dos túbulos dentinários, formação de fendas e fragmentação progressiva das fibras colágenas ao longo de todo tecido. A quantificação das substâncias presentes nestes substratos, realizada por meio do EDX, indicou um aumento na porcentagem de oxigênio e diminuição nas porcentagens de fósforo e cálcio após a reirradiação. Dessa forma, conclui-se que as alterações químicas e morfológicas observadas nos dentes permanentes reirradiados são progressivas e diretamente proporcionais ao escalonamento da dose de radiação, ocasionando danos ainda mais severos àqueles observados após irradiação.A major challenge faced by oncology is locoregional recurrences of PCC, requiring a new treatment cycle on several occasions. Re-radiation, used extensively in clinical practice, adds greater complexity in assessing the toxicity caused by radiation, being of fundamental importance to expand the knowledge about the effects caused by additional doses. The aim of the present study was to evaluate, in vitro, simulating a radiotherapy retreatment of CCP, the effects of re-radiation on the properties of enamel and dentin of permanent teeth. This study evaluated the chemical and morphological characteristics of the enamel and dentin of 45 human permanent molars, divided into five groups: non-irradiated; irradiated up to a dose of 60 Gy and re-irradiated up to doses of 30, 40 and 50 Gy, through the analysis of Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and Xray dispersive energy spectroscopy (EDX). The specimens submitted to radiation were exposed to a dose fraction of 2Gy / day, for five consecutive days, for six weeks in the first irradiation cycle and for three, four and five weeks, respectively, in the second cycle. The information obtained through Raman spectroscopy was analyzed comparatively, between groups and by region, according to the general area of the spectra and the intensity and area of the peaks of interest. The data were evaluated by the Kolmogorov - Smirnov test, followed by the One-Way ANOVA test and Tukey\'s post-test, with the significance level adopted for all analyzes being 5%. The images obtained by SEM were analyzed by means of qualitative comparison and the data referring to the concentration in weight of the elements Ca, P and O, obtained by EDX, were submitted to comparative percentage analysis. When analyzing the peak areas related to the presence of phosphate (438nm) and to the vibrational modes of hydroxyapatite (582nm), the changes were significant between the nonirradiated and the irradiated groups in relation to the irradiated groups (p 0.05). Through SEM it was possible to observe degradation of the interprismatic region and destruction of enamel prisms and hydroxyapatite crystals. In dentin, re-radiation caused obliteration of dentinal tubules, formation of cracks and progressive fragmentation of collagen fibers throughout the entire tissue. The quantification of the substances present in these substrates, carried out by means of EDX, indicated an increase in the percentage of oxygen and a decrease in the percentages of phosphorus and calcium after re-radiation. Thus, it is concluded that the chemical and morphological changes observed in the permanent irradiated teeth are progressive and directly proportional to the escalation of the radiation dose, causing even more severe damage to those observed after irradiation