Materiais inteligentes na odontologia minimamente invasiva: remoção, recuperação e restauração da dentina / Smart materials in minimally invasive dentistry: dentin removal, recovery and restoration

RESUMO

O objetivo da presente tese foi analisar as características das interações de materiais inteligentes quando aplicados em dentina, avaliando as técnicas de remoção, a recuperação e a restauração do tecido cariado. Para isso, foram realizados 6 estudos englobando os conceitos atuais da odontologia de mínima intervenção. O primeiro estudo consiste em uma revisão bibliométrica, que realizou um levantamento nas bases de dados MEDLINE, Scopus, Web of Science, Cochrane Library, Lilacs/BBO e Embase, evidenciando o potencial bioativo dos materiais estudados e a necessidade de testá-los em dentina totalmente ou parcialmente desmineralizada através de estudos laboratoriais. O segundo estudo visou comparar in vitro diferentes técnicas para remoção de cárie artificialmente produzidas o uso de broca, cureta e dois agentes químico-mecânicos (Papacárie Duo Gel®, Fórmula e Ação e Brix3000®, Brix Medical Science). Para isso, foram realizados escaneamentos em micro-CT antes e após a remoção de cárie com o intuito de comparar o volume e a densidade mineral da dentina, demonstrando que não houve diferença entre as técnicas quanto a quantidade de tecido removido (p>0,05). Além disso, nesse mesmo estudo, foi avaliado o potencial de cimentos de polialquenoato (Poly Zinc®, Prevest DenPro e Ketac Molar®, 3M ESPE) na recuperação da densidade mineral da dentina remanescente, mostrando que o cimento de policarboxilato de zinco apresentou um desempenho melhor (33,6%) quando comparado ao cimento de ionômero de vidro (6%; p<0,01). Quanto à seletividade in vitro dos agentes químico-mecânicos à base de papaína, um terceiro estudo foi conduzido, testando as alterações na morfologia e rugosidade superficial da dentina hígida antes e após a aplicação dos géis, comprovando que esses géis são específicos e seguros, sendo que os valores da rugosidade superficial não apresentaram diferenças estatísticas (p>0,05). No quarto estudo foi avaliado in vitro a interação de materiais restauradores liberadores de íons aplicados sobre a dentina artificialmente cariada. Excetuando o compósito resinoso testado (Aura®, SDI), tanto o cimento de ionômero de vidro (Fuji IX®, GC) quanto os cimentos a base de silicato de cálcio (Endo-pass®, DEI e Theracal®, Bisco) provocaram precipitação mineral na interface com a dentina. Esses resultados foram confirmados através de análises quantitativas (α = 5%) e qualitativas. O quinto estudo analisou in vitro dois cimentos de ionômero de vidro modificados por resina (CIVMR; Ionolux®, VOCO e ACTIVA®, Pulpdent) quando aplicados sobre sistemas adesivos universais simplificados (Futurabond®, VOCO e Scotchbond®, 3M) com o objetivo de comparar a força de união a longo prazo desses materiais aplicados sobre dentina. Foi possível constatar que a composição dos sistemas adesivos influencia mais do que o protocolo de aplicação, seja a aplicação convencional ou autocondicionante. Entretanto, quando bem empregados, os CIVMR, podem melhorar a longevidade de adesão desses sistemas adesivos (p<0,05). O sexto estudo consiste em uma revisão de literatura narrativa que apresenta os materiais liberadores de íons disponíveis no mercado, seus mecanismos ação e suas indicações clínicas. Com isso, pode-se concluir que grande parte dos estudos sobre materiais bioativos ainda são limitados a experimentos in vitro e que, apesar de apresentarem resultados positivos quanto a sua bioatividade em recuperar densidade e promover precipitação mineral, esses resultados ainda não podem ser extrapolados clinicamente. Quanto as técnicas de remoção seletiva de cárie, talvez conhecer os conceitos biológicos, fisiológicos e químicos dos processos seja mais importante do que a técnica aplicada em si. Isso também serve no emprego dos materiais bioativos já disponíveis no mercado, que de acordo com a sua composição, a indicação clínica pode variar. (AU)

ABSTRACT

The aim of the present study was to analyze the type of interactions between smart materials and dentin by studying the techniques for carious tissue removal, dentin recovery and tissue restoration. In order to do this, 6 studies were carried out, involving the current concepts of minimally invasive dentistry. The first study consisted of a bibliometric review, in which we carried out a survey in MEDLINE, Scopus, Web of Science, Cochrane Library, Lilacs/BBO and Embase databases, on the bioactive potential of restorative materials and their effect in sound, completely or partially demineralized dentin through laboratory studies. The second study aimed to compare in vitro different techniques for dentin caries removal drill, hand excavator and two chemical-mechanical agents (Papacárie Duo Gel®, Fórmula e Ação and Brix3000®, Brix Medical Sciences). In order to do this, micro-CT scans were performed before and after caries removal to compare the volume and mineral density of dentin, and the results showed no difference among the techniques regarding the amount of tissue removed (p>0.05). At the same study, the potential of polyalkenoate cements (Poly Zinc®, Prevest DenPro and Ketac Molar®, 3M ESPE) to recover mineral density of the remaining dentin was evaluated, showing that the zinc polycarboxylate cement presented higher performance (33.6%) compared to the glass ionomer cement (6%; p<0.01). To test the in vitro selectivity of the chemical-mechanical agents based on papain, a third study was conducted to test the changes in the morphology and surface roughness of sound dentin before and after the application of papain gels. The results showed that they are specific and safe, as the surface roughness values after application were not statistically significant different (p>0.05). The fourth study evaluated in vitro the interaction of ion-releasing restorative materials applied on artificially carious dentin. With the exception of the resin composite (Aura®, SDI), both glass ionomer cement (Fuji IX®, GC) and calcium silicate-based cements (Endo-pass®, DEI and Theracal®, Bisco) resulted in mineral precipitation at the interface with dentin. These results were confirmed through quantitative (α= 5%) and qualitative analyses. The fifth study analyzed in vitro two resin-modified glass ionomer cements (RMGIC; Ionolux®, VOCO and ACTIVA®, Pulpdent) when applied with simplified universal adhesive systems (Futurabond®, VOCO and Scotchbond®, 3M) with the aim to compare the long-term bond strength between these materials and dentin. It was possible to verify that the composition of the adhesive systems influenced more than the application protocol (conventional or self-etch mode). However, RMGIC can improve the longevity of adhesion of these adhesive systems (p<0.05). The sixth study consisted of a narrative critical literature review presenting the ion-releasing materials available on the market, their mechanisms of action and their clinical indications. It can be thus concluded that most studies on bioactive materials are still limited to in vitro experiments and, despite showing positive results regarding bioactivity in recovering density and promoting mineral precipitation, these results still can not be extrapolated to clinical applications. Regarding the selective potential of caries removal techniques, the knowledge of biological, physiological and chemical concepts of the processes is more important than the technique used. This can be also applied to the use of bioactive materials available on the market, which according to their composition, may present different clinical indications and applications. (AU)

RESUMEN

El objetivo de la presente tesis fue analizar las características de las interacciones de los materiales inteligentes cuando se aplican a la dentina para estudiar las técnicas de remoción, recuperación y restauración del tejido. Para ello se realizaron 6 estudios que engloban los conceptos actuales de la odontología de mínima intervención. El primer estudio consiste en una revisión bibliométrica, que realizó una revisión en las bases de datos MEDLINE, Scopus, Web of Science, Cochrane Library, Lilacs/BBO y Embase, evidenciando el potencial bioactivo de los materiales estudiados y la necesidad de probarlos en dentina totalmente o parcialmente desmineralizada a través de estudios de laboratorio. El segundo estudio tuvo como objetivo comparar in vitro diferentes técnicas para la remoción de caries producidas artificialmente el uso de material rotatorio, cureta y dos agentes químico-mecánicos (Papacárie Duo Gel® y Brix3000®). Para ello, se realizaron análisis en micro-CT antes y después de la remoción de caries con el fin de comparar el volumen y la densidad mineral de la dentina, demostrando que no hubo diferencia entre las técnicas en la cantidad de tejido removido (p>0,05). Además, en el mismo estudio se evaluó el potencial de los cementos de polialquenoato (Poly Zinc®, Prevest DenPro y Ketac Molar®, 3M ESPE) en la recuperación de la densidad mineral de la dentina remanente, demostrando que el cemento de policarboxilato de zinc presentó un comportamiento mejor (33,6%) en comparación con el cemento de ionómero de vidrio (6%; p<0,01). Con relación la selectividad in vitro de los agentes químico-mecánicos a base de papaína, se realizó un tercer estudio probando los cambios en la morfología y rugosidad superficial de la dentina sana antes y después de la aplicación de los geles, demostrando que estos geles son específicos y seguros, siendo que los valores de rugosidad superficial no presentaron diferencias estadísticas (p>0.05). El cuarto estudio evaluó in vitro la interacción de materiales restauradores liberadores de iones aplicados sobre dentina cariada artificialmente. Excepto por el compuesto de resina (Aura®, SDI), tanto el cemento de ionómero de vidrio (Fuji IX®, GC) como los cementos a base de silicato de calcio (Endo-pass®, DEI y Theracal®, Bisco) causaron precipitación mineral en la interfaz con la dentina. Estos resultados se confirmaron mediante análisis cuantitativos (α = 5%) y cualitativos. El quinto estudio analizó in vitro dos cementos de ionómero de vidrio modificados con resina (CIVMR; Ionolux®, VOCO y ACTIVA®, Pulpdent) aplicados sobre sistemas adhesivos universales simplificados (Futurabond®, VOCO y Scotchbond®, 3M) con el objetivo de comparar la fuerza de unión a largo plazo de estos materiales aplicados a la dentina. Se pudo verificar que la composición de los sistemas adhesivos influye más que el protocolo de aplicación, sea la aplicación convencional o el autograbado. Sin embargo, el CICMR puede mejorar la longevidad de la adhesión de estos sistemas adhesivos (p<0.05). El sexto estudio consiste en una revisión narrativa de la literatura que presenta los materiales liberadores de iones disponibles en el mercado, sus mecanismos de acción y sus indicaciones clínicas. Con esto, se puede concluir que la mayoría de los estudios sobre materiales bioactivos aún se limitan a experimentos in vitro y que, a pesar de mostrar resultados positivos con relación a su bioactividad para recuperar densidad y promover la precipitación mineral, estos resultados aún no son extrapolables clínicamente. En cuanto a las técnicas de eliminación selectiva de caries, quizás sea más importante conocer los conceptos biológicos, fisiológicos y químicos de los procesos que la técnica elegida. Esto también sirve para el uso de materiales bioactivos disponibles en el mercado, que, según su composición, la indicación clínica puede variar. (AU)