Mineral Density Distribution Differences in Enamel and Dentin Tissues in the Teeth Array According to the HU Scale

ABSTRACT Objective: To evaluate the mineral density of enamel and dentin tissues of healthy individuals using threedimensional cone-beam computed tomography. Material and Methods: CBCT images of 15 healthy individuals, previously obtained for various reasons, were used in this study. In HU measurements, mineral density measurements were made from three different regions of enamel and three different regions of dentin, and the values obtained were compared. Enamel and dentin mineralization density measurements were measured from six regions, namely the crown cutting edge, buccal middle and cervical region for enamel, and the crown cutting edge, cervical region and root apex for dentin. In the comparisons of groups, the parametric One-Way ANOVA variance analysis method was applied. In the paired comparisons between the groups, the Tukey HSD test was applied as the multiple comparison post hoc test. A value of p<0.05 was accepted as statistically significant. Results: Mineralization density of tooth enamel and dentin tissues was quantitatively different in the maxilla and mandible in anterior and posterior teeth. Conclusion: In all the teeth, there were statistically significant decreases in the mineral density values of enamel and dentin tissue from occlusal towards the cemento-enamel junction. Statistically significant decreases were observed in the mineral density values of enamel and dentin tissue from the anterior region towards the posterior region in the teeth in both the upper and lower jaws.

Toxicity assessment and chemical properties of dolomite for use in dentistry / Avaliação da toxicidade e propriedades químicas da dolomita para uso na odontologia

The dolomite (DMT) can affect the metabolism of calcium and hydroxyl ions mineralization. To evaluate the toxicity, chemical properties and release of calcium and magnesium ions about 4 samples of DMT: Bioficina® - DMT I, Flora Pinhais® - DMT II, Dolomitex® - DMT III and Gran-White - DMT IV and hydroxide calcium PA (Biodinâmica® - HCA). Through bioassay Artemia Salina, hydrogen potential (pH), atomic absorption, X-ray diffraction (XRD) and X-ray fluorescence (XRF) of 4 samples of DMT was verified that the samples are suitable for potential use in dental materials. XRD and XRF techniques allowed to characterize the spatial conformation of the unit cell of dolomite, crystalline phases, mass percentage of chemical elements present in the samples. The presence of crystalline phases in addition to DMT has been identified as quartz and calcite. Impurities were detected in small amounts (Fe, K, Sr, Tm, S, Cu) and HCa to expectations about 100% portlandite. The pH was measured at concentrations of 1000 µg/mL;750 µg/mL;500 µg/mL;250 µg/ml and 100 ug/ml of the diluted crude extract of the sample at initial (0) and the periods of 24 and 168 hours wich were characterized in alkalinity pattern. In the interpretation of XRD and XRF tests have been detected the presence of silica, calcite and impurities besides the pure DMT in trace amounts in 2 samples while HCa to expectations of approximately 100% portlandite. To determine the toxicity was used the alternative method of lethal concentration 50 (CL50) with the bioassay model Artemia Salina. It resulted in low level of toxicity of DMTs with insignificant difference between times 24 and 48 hours. There was a release of 100ppm calcium and 32 ppm magnesium ions. None of the samples showed a significant percentage of other constituents considered harmful to health. It could be concluded that DMT is non-toxic, alkaline pH, considerable release of calcium ions, with crystalline phase that is characterized as a potential dental use.

A dolomita (DMT) afeta o metabolismo da mineralização por dissociação em íons cálcio e hidroxila. Avaliar a toxicidade, propriedades químicas e liberação de íons cálcio e magnésio de 4 amostras comerciais: Bioficina® - DMT I, Flora Pinhais® - DMT II, Dolomitex® - DMT III e Gran-White­DMT IV e do hidróxido de cálcio PA(Biodinâmica® - HCa). Com bioensaio Artemia Salina, potencial Hidrogeniônico(pH), absorção atômica, difração de raios X(DRX) e fluorescência de raios X(FRX) foi verificada a adequação do uso potencial para materiais odontológicos. DRX e FRX caracterizaram as fases cristalinas e percentual em massa de elementos químicos. Foi identificada a presença de fases cristalinas além da DMT, como quartzo e calcita. Impurezas foram detectadas e o HCa correspondeu às expectativas de aproximadamente 100% portlandita. O pH foi aferido em concentrações de 1000µg/mL;750µg/mL;500µg/mL;250 µg/mL e 100µg/mL do extrato bruto diluído das amostras nos tempos inicial (0) e 24 e 168horas. Sendo caracterizados no padrão de alcalinidade, DRX e FRX detectaram a presença de sílica, calcita e impurezas em quantidades mínimas em 2 das amostras e o HCa correspondeu às expectativas de aproximadamente 100% de portlandita. A toxicidade resultou em baixo índice com diferença insignificante entre os tempos 24 e 48h. Em média, ocorreu a liberação de íons: 100ppm de cálcio e 32ppm de magnésio. Nenhuma das amostras apresentou porcentagem significativa de constituintes considerados prejudiciais à saúde. Pôde-se concluir que a DMT é atóxica, pH alcalino, considerável liberação de íons cálcio, de fase cristalina que a caracteriza como potencial uso odontológico.

Determination of chemical elements and cross-section hardness of sclerotic darkened human dentin / Determinação de elementos químicos e da microdureza transversal da dentina esclerótica humana

Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar a quantidade de elementos químicos (Ca, O, C, P, Fe e Mg) e a microdureza superficial da dentina esclerótica escurecida em dentes humanos. Material e Métodos: O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética local e dez dentes extraídos (cinco hígidos e cinco apresentando dentina esclerosada) foram utilizados. Os dentes foram seccionados no sentido mésiodistal e cada metade foi utilizada para cada teste. A quantidade de elementos químicos (%w) foi determinada pela espectroscopia de raio-x por dispersão em energia (EDS) em três áreas dentinárias diferentes (superficial, média ou profunda). Estas mesmas áreas tiveram a microdureza superficial Knoop determinada. Os dados foram analisados por ANOVA dois fatores e teste de comparações múltiplas, com nível de significância de 5%. Resultados: Nenhuma diferença quanto à microdureza foi detectada entre a dentina hígida e esclerótica (p = 0,743) e nem em relação às profundidades (p = 0,837). Menor quantidade de Ca (p = 0,024) e maior quantidade de C (p = 0,015) foram encontradas na dentina esclerótica superficial. O aumento do conteúdo de Mg (p < 0,001) foi detectado na dentina hígida. Conclusão: Pode-se concluir que a dentina esclerótica apresenta microdureza superficial similar à dentina hígida. Os elementos químicos estudados apresentaram-se igualmente para os dois tipos de dentina, exceto para o Mg, o qual estava em maior quantidade na dentina hígida. O cálcio e o fósforo apresentaram quantidades reduzidas na dentina esclerótica superficial.(AU)

Objective: The aim of this study was to assess the amount of chemical elements (Ca, O, C, P, Fe, and Mg) and the cross-section hardness of sclerotic darkened dentin in human teeth. Material and Methods: The study was approved by the local IRB and ten extracted teeth (five sound and five presenting sclerotic darkened dentin) were used. Tooth was sectioned mesiodistally and each half was used for each test. Amount of chemical elements (%w) was determined by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) in three different dentin areas (shallow, medium, or deep sound or sclerotic dentin). Knoop microhardness was determined at the same EDS areas. Data were analyzed by two-way ANOVA and multiple comparison tests, with significance level at 5%. Results: No difference on microhardness was detected between sound and sclerotic dentin (p = 0.743) and also among dentin depths (p = 0.837). Lower Ca (p = 0.024) and higher C (p = 0.015) amounts were found at superficial sclerotic dentin. Increased Mg content (p < 0.001) was detected in sound dentin. Conclusion: It was concluded darkened sclerotic dentin presents similar cross-section microhardness to sound dentin. The assessed chemical elements were similarly present in sound or sclerotic dentin, except for Mg, which was present higher concentration in sound dentin. Ca and P were lower in superficial sclerotic dentin (AU)

Avaliação microtomográfica e histomorfométrica do processo de reparo de defeitos ósseos em calvária de coelhos tratados com diferentes materiais de enxerto / Microtomographic and histomorphometric evaluation of bone repair in rabbit cranial defects treated with different graft materials

Um dos grandes desafios para o tratamento de defeitos ósseos extensos na região bucomaxilofacial têm sido o desenvolvimento de um biomaterial substituto ósseo ao enxerto autógeno. No presente trabalho avaliou-se a formação óssea e a biodegrabilidade do osso desproteinizado bovino Bio-Oss® e do seu similar GenOx Inorg® e da cerâmica bifásica GenPhos® XP no processo de reparo de defeitos ósseos cranianos em coelhos, comparativamente ao osso autógeno (controle positivo) e coágulo sanguíneo (controle negativo). Foram realizados cirurgicamente defeitos bilaterais de 8-mm de diâmetro nos ossos parietais de 39 coelhos. A seguir os defeitos foram preenchidos aleatoriamente com 0,1cm3 de material ou coágulo conforme cada grupo de tratamento. Após os períodos de 4, 8 e 24 semanas os crânios foram coletados, analisados no microtomógrafo e processados histologicamente. O percentual de volume do defeito ocupado pelo material e osso neoformado foi avaliado pela microtomografia e histomorfometria, enquanto que, para a medula óssea, tegumento e tecido conjuntivo, apenas pela análise histomorfométrica. Os resultados quantitativos obtidos foram comparados estatisticamente pela ANOVA a dois critérios (período e tratamento) e teste de Tukey com p<0,05. A intensidade da associação linear dos dados microtomográficos e histomorfométricos avaliada pelo coeficiente de correlação de Pearson, mostraram correlação moderada a forte. Nos períodos iniciais de reparo (30 e 60 dias), os defeitos tratados com Bio-Oss®, GenOx® Inorg e GenPhos® XP apresentaram manutenção do volume do material enxertado (Vvi médio de 34% ) e formação óssea menor e mais imatura em relação grupo autógeno (Vvi = 22% vs. 32% no grupo autógeno). No período mais tardio (180 dias) a quantidade de formação óssea foi estatisticamente similar nos grupos Bio-Oss® (Vvi = 27%), GenOx® Inorg (Vvi = 26%) e GenPhos® XP (Vvi = 20%) porém, o GenOx® Inorg promoveu a formação de um tecido ósseo mais organizado e com maior acúmulo de biomaterial+osso+medula óssea (Vvi = 67,9%) comparado ao GenPhos® XP (Vvi =58,9%) e Bio Oss (Vvi = 55,6%) mas, inferior ao do enxerto autógeno (Vvi = 78%). Os resultados aqui obtidos permitem concluir que o osso autógeno promove rápida formação e maturação óssea, porém não consegue promover o reestabelecimento completo da díploe removida cirurgicamente. Os materiais BioOss, GenOx® Inorg e GenPhos® XP são excelentes materiais osteocondutores levando a formação óssea em toda extensão do defeito, sendo o GenOx® Inorg o que apresenta menor grau de reabsorção e maior e melhor preenchimento do defeito.(AU)

One major challenge for treatment of critical size defects in maxillofacial region has been the development of a substitute biomaterial to the autogenous bone grafts. In present study we evaluated the bone formation and biodegradability of deproteinized bovine bone Bio-Oss® and GenOx® Inorg, and biphasic calcium phosphate GenPhos XP® during bone repair process in rabbits cranial defects compared to autogenous bone (positive control) and blood clot (negative control). In parietal bone of 39 rabbits were made bilateral 8-mm diameter defects, which were filled randomly with 0,1cm3 material or clot as each treatment group. After periods of 4, 8 and 24 weeks skulls of animals were collected, analyzed the MicroCT scanner and histologically processed. The percentage of defect volume occupied by biomaterial and new-formed bone were assessed by histomorphometry and microtomography, while the bone marrow, connective tissue and tegument only by first analysis. The quantitative data were compared by two-way ANOVA analysis (time and treatment) and Tukey's test at p <0.05. The intensity of the linear association of MicroCT and morphometric data evaluated by the Pearson correlation coefficient, showed moderate to strong correlation. In the early repair periods (30 and 60 days), the defects treated with Bio- Oss, GenOx® Inorg and GenPhos® XP showed maintenance of the graft material volume (average Vvi of 34%) and lower and more immature bone compared autograft group (Vvi = 22% vs. 32% in the autograft group). In the later period (180 days) the amount of bone formation was statistically similar to the groups Bio-Oss® (Vvi = 27 %), GenOx® Inorg (Vvi = 26%) and GenPhos® XP (Vvi = 20%) however, the bone formation in GenOx® Inorg was more organized and with greater accumulation of particles + bone tissue + bone marrow (Vvi = 67.9%), when compared to GenPhos® XP (Vvi = 58.9%) and Bio-Oss® (Vvi = 55.6%) but lower than the autograft (Vvi = 78%). It was concluded that the autogenous bone promotes rapid bone formation and maturation, but cannot promote the complete reestablishment of diploe surgically removed. The Bio-Oss®, GenOx® Inorg and GenPhos® XP are excellent osteoconductive materials leading to bone formation in the full extent of the defects, and the GenOx® Inorg showing less absorption promotes more and better defect filling.(AU)

Avaliação da cicatrização de defeitos ósseos criados cirurgicamente em calvárias de ratos e tratados com enxertos de origem bovina (Bio-Oss®) associados ao laser de baixa intensidade: estudo histológico e histométrico / Evaluation of healing of surgically created bone defects in rat calvaria treated with bovine grafts (Bio-Oss®) associated with low level laser: histological and histometric study

O propósito deste estudo foi avaliar, histologicamente, o efeito do laser de baixa intensidade na cicatrização óssea de defeitos de tamanho crítico (DTC- 5mm) criados cirurgicamente em calvárias de ratos, quando associado ou não ao osso bovino inorgânico (Bio-Oss®). 60 ratos machos (Rattusnorvegicus, albinus, Wistar) foram divididos em 6 grupos: C (controle), L (Laser de Baixa Intensidade - GaAlAs, 730nm, 100mW, 6J, 210J/cm2), AO (Osso Autógeno) OAL (Osso Autógeno + Laser de Baixa Intensidade), BO (Osso Bovino Inorgânico), BOL (Osso Bovino Inorgânico + Laser de Baixa Intensidade) . Os animais foram submetidos à eutanásia após 30 dias. A quantidade de osso neoformado e a área de partícula remanescente dos materiais implantados foram calculadas como porcentagem da área do defeito original. Os dados foram submetidos à análise estatística (Teste de Kruskal - Wallis, Teste de Dunn; p<0,05). Os grupos irradiados com laser de baixa intensidade, L (47,67% ± 8,66%), OAL (39,15% ± 16,72%) e BOL (48,57% ± 28,22%) apresentaram maior área de neoformação óssea que os grupos C (9,96% ± 4,50%), OA (30,98% ± 16,59%) e BO (11,36% ± 7,89%) que não foram irradiados. Além disso, foram significativamente melhores que o Grupo C. Dentro dos limites deste estudo, conclui-se que o laser acelerou o processo de neoformação óssea e de reabsorção das partículas dos materiais de enxertia, podendo ser considerado uma modalidade terapêutica interessante a ser associada com biomateriais em cirurgias ósseas reconstrutivas.

This study histologically evaluated the effect of low level laser on the bone healing of critical size defects (CSD- 5mm) surgically created in rat calvaria, associated or not with inorganic bovine bone (Bio-Oss®). Sixty male rats (Rattus norvegicus, albinus, Wistar) were divided in 6 groups: C (control), L (low level laser - GaAlAs, 730nm, 100mW, 6J, 210J/cm2), AO (autogenous bone) OAL (autogenous bone + low level laser), BO (inorganic bovine bone), BOL (inorganic bovine bone + low level laser). The animals were killed after 30 days. The quantity of newly formed bone and area of remaining particles of the implanted materials were calculated as percentages of the original defect area. Data were statistically analyzed (Kruskal Wallis test, Dunn test; p<0.05). The groups irradiated with low level laser, L (47.67% ± 8.66%), OAL (39.15% ± 16.72%) and BOL (48.57% ± 28.22%) presented greater area of new bone formation than the groups C (9.96% ± 4.50%), OA (30.98% ± 16.59%) and BO (11.36% ± 7.89%), which were not irradiated. Also, they were significantly better than group C. within the limits of this study, it was concluded that the laser accelerated the new bone formation and resorption of particles of graft materials, thus it may be considered an interesting therapeutic option for association with biomaterials in reconstructive bone surgeries.