Determinación del grado de penetración de cementos de ionómero de vidrio en dentina sana y cariada en molares permanentes

Abstract

INTRODUCCIÓN: El principal objetivo de la Odontología Mínimamente Invasiva (OMI) es preservar la mayor cantidad de tejido dentario sano. Para ello, se han desarrollado estrategias de eliminación selectiva de dentina cariada que, junto al uso de materiales de restauración adhesivos y con capacidad de remineralizar (como los Cementos de Ionómero de Vidrio Convencionales-CIV y/o de Alta Viscosidad-CIV AV), han demostrado ser eficaces en la detención del avance de la lesión cariosa. Sin embargo, los CIV presentan desventajas, como baja resistencia mecánica y alta sensibilidad a la hidratación y deshidratación. Las Resinas Compuestas (RC), consideradas el material por excelencia en odontología restauradora, no tienen capacidad remineralizante, pero sí muy buenas propiedades mecánicas. Es por ello, que se idearon los Cementos de Ionómero de Vidrio Modificados con Resina (CIV MR) y, las nuevas resinas bioactivas. Además de las propiedades del material, el éxito clínico de las restauraciones radica en su adhesión al tejido dentario, siendo la dentina cariada un sustrato morfológica y estructuralmente diferente al de la dentina sana. Entre las propiedades del material, la microdureza es una de ellas, la cual está muy determinada por el contenido mineral del tejido dentario al que se va a adherir la restauración. La Microscopía de Barrido Láser Confocal (CLSM), utilizada junto a fluorocromos, y mediante el corte de las muestras en láminas finas, es ampliamente utilizada para el estudio de la interfase entre el tejido dentario y el material de restauración. La evaluación bajo el Microscopio Electrónico de Barrido de Emisión de Campo (FESEM), permite también el análisis morfológico y estructural de la interfase, además de realizar la Espectroscopia de Rayos X de Dispersión de Energía (EDX), con los que determinar la composición de los elementos químicos tanto de la dentina como del material. OBJETIVO: Estudiar morfológica, química y mecánicamente las interfases generadas por la adhesión a dentina sana y cariada de los CIV AV, los CIV MR y las resinas bioactivas, mediante CLSM y FESEM-EDX, y microdureza superficial de Vickers. METODOLOGÍA: Se usaron molares permanentes humanos extraídos, 20 sanos y 20 con lesiones cariosas ocluso-proximales ICDAS 5. Se dividieron aleatoriamente en grupos según el material de restauración empleado (I: Riva Light Cure - CIV MR, II: Riva Self Cure HV - CIV AV, III: Activa BioActive Restorative™ - resina bioactiva y IV: GrandioSO® - RC, como grupo control), el tipo de sustrato dentinario (A: dentina sana y B: dentina cariada) y la forma de incorporación de la fluoresceína para su estudio en microscopía (a: fluoresceína a través de la cámara pulpar y b: fluoresceína mezclada con el adhesivo). En los dientes sanos se realizaron cavidades ocluso-proximales y en los de dentina cariada se realizó la eliminación selectiva de la dentina cariada. Posteriormente, se realizaron las obturaciones con cada uno de los materiales, previamente mezclados con rodamina B. Finalmente, cada diente fue cortado en láminas para el estudio de la interfase en CLSM y FESEM-EDX y de microdureza Vickers. El protocolo de estudio siguió la normativa ISO TS 11405 y fue aprobado por la Comisión de Ética de Investigación de la Universidad de Murcia (ID: CBE 632/2024). Las principales variables analizadas fueron la concentración iónica y microdureza en las interfases material-dentina sana y cariada, usando el programa Jamovi v 2.3. RESULTADOS: En la evaluación con CLSM y FESEM de la morfología de la interfase de los grupos IAa y IIAa se visualizó la adhesión del material, fracturado cohesivamente, a la dentina. Para los grupos IIIAa, IIIAb y IVAa, IVAb, en general, se observó buena adaptación interfacial. Los grupos IBa y IIBa, presentaron algunas diferencias con la dentina sana porque hubo zonas sin hibridación, aunque también se observaron áreas de la interfase con material unido a la dentina cariada. En los grupos IIIBa, IIIBb y IVBa, IVBb sucedió lo contrario que en dentina sana, pues prevaleció la separación de la zona de unión entre material y dentina cariada. En el estudio de la composición mediante EDX, se observó que los iones comunes para todos los materiales fueron oxígeno, carbono, silicio y aluminio, con otros elementos minoritarios como flúor, sodio y calcio, únicamente no presentes en GrandioSO®; estroncio sólo estuvo presente en Riva Light Cure y Riva Self Cure HV, mientras que en Activa BioActive Restorative™ y GrandioSO® fue el bario. No hubo diferencias significativas respecto a las concentraciones de ningunos los iones mencionados entre Riva Light Cure y Riva Self Cure HV, mientras que sí las hubo entre el resto de los materiales. Según los materiales usados, oxígeno, calcio, carbono, fósforo, nitrógeno, magnesio, sodio y flúor fueron los elementos presentes en dentina sana, sin diferencias significativas para los cuatro primeros elementos. En dentina cariada, se encontraron también los iones azufre, silicio y estroncio, y no se dieron diferencias significativas entre ninguno de los iones salvo con flúor y estroncio. En los resultados del análisis de microdureza de Vickers hubo diferencias significativas entre todos los materiales (p<0.001), e igualmente entre dentina sana y cariada (p=0.005). A nivel de las interfases se dieron diferencias dentro de los mismos materiales según el tipo de dentina (p>0.001), siendo siempre menor en dentina cariada, salvo para Riva Self Cure HV (p=0.605) donde fue similar entre dentina sana y cariada. CONCLUSIONES: Los resultados de este estudio indicaron que, morfológicamente, las interfases de dentina sana y cariada con el CIV AV y el CIV MR fueron similares, con mejor hibridación en la dentina sana que en la cariada; por otro lado, la resina bioactiva tuvo buena hibridación en dentina sana, pero no en la cariada. Químicamente, los iones principales de todos los materiales fueron mayoritariamente coincidentes, aunque con diferencias porcentuales; las diferencias entre dentina sana y cariada fueron los elementos silicio, estroncio y azufre, ausentes en la dentina sana. Mecánicamente, el CIV MR se comportó mejor en dentina sana, mientras que en dentina cariada fue el CIV AV.

INTRODUCTION: The main aim of Minimal Invasive Dentistry (MID) is to preserve as much sound tooth tissue as possible. To this end, strategies for the selective removal of carious dentine have been developed which, together with the use of adhesive and remineralising restorative materials (such as Glass Ionomer Cements- GICs and/or High Viscosity Glass Ionomer Cements-GIC HV), have proven to be effective in halting the progression of carious lesions. However, GICs have disadvantages, such as low mechanical strength and high sensitivity to hydration and dehydration. Composite Resins (CRs), considered the material of choice in restorative dentistry, have no remineralising capacity, but very good mechanical properties. This is why Resin Modified Glass Ionomer Cements (RMGICs), and the new bioactive resins were developed. In addition to the material properties, the clinical success of the restorations lies in their adhesion to tooth tissue, carious dentine being a morphologically and structurally different substrate than sound dentine. Among the material properties, microhardness is one of them, which is strongly determined by the mineral content of the tooth tissue to which the restoration is to be bonded. Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM), used with fluorochromes and by cutting the samples into thin slices, is widely used to study the interface between the dental tissue and the restorative material. Evaluation under the Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM) also allows morphological and structural analysis of the interface, as well as Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), with which to determine the composition of the chemical elements of both the dentine and the material. AIM: To study morphologically, chemically and mechanically the interfaces generated by the adhesion of GICs, RMGICs and bioactive resins to sound and carious dentine by means of CLSM and FESEM-EDX, and Vickers surface microhardness. METHODOLOGY: Extracted human permanent molars, 20 sound and 20 with ICDAS 5 occlusal-proximal carious lesions, were used. They were randomly divided into groups according to the restorative material used (I: Riva Light Cure - RMGIC, II: Riva Self Cure HV – GIC HV, III: Activa BioActive Restorative™ - bioactive resin and IV: GrandioSO® - CR, as a control group), the type of dentine substrate (A: sound dentine and B: carious dentine) and the pattern of fluorescein incorporation for microscopic study (a: fluorescein through the pulp chamber and b: fluorescein mixed with the adhesive). In sound teeth, occlusal-proximal cavities were made and in those with carious dentine, selective removal of the carious dentine was performed. Subsequently, the fillings were made with each of the materials, previously mixed with rhodamine B. Finally, each tooth was cut into slices for the study of the interface in CLSM and FESEM-EDX and Vickers microhardness. The study protocol followed the ISO TS 11405 standard and was approved by the Research Ethics Committee of the University of Murcia (ID: CBE 632/2024). The main variables analysed were the ionic concentration and microhardness at the sound and carious material-dentine interfaces, using the Jamovi v 2.3 software. RESULTS: CLSM and FESEM evaluation of the interfacial morphology of groups IAa and IIAa showed adhesion of the cohesively fractured material to dentine. For groups IIIAa, IIIAb and IVAa, IVAb, generally, good interfacial adaptation was observed. Groups IBa and IIBa, showed some differences with sound dentine because there were areas without hybridization, although areas of the interface with material bonded to the carious dentine were also observed. In groups IIIBa, IIIBb and IVBa, IVBb, the opposite happened as in sound dentine, as the separation of the bonding area between material and carious dentine prevailed. In the EDX compositional study, it was observed that the common ions for all the materials were oxygen, carbon, silicon and aluminium, with other minority elements such as fluorine, sodium and calcium, only not present in GrandioSO®; strontium was only present in Riva Light Cure and Riva Self Cure HV, while in Activa BioActive Restorative™ and GrandioSO® it was barium. There were no significant differences in the concentrations of any of the aforementioned ions between Riva Light Cure and Riva Self Cure HV, while there were significant differences between the other materials. According to the materials used, oxygen, calcium, carbon, phosphorus, nitrogen, magnesium, sodium and fluoride were the elements present in sound dentine, with no significant differences for the first four elements. In carious dentine, sulphur, silicon and strontium ions were also found, and there were no significant differences between any of the ions except for fluoride and strontium. In the Vickers microhardness analysis results, there were significant differences between all materials (p<0.001), and also between sound and carious dentine (p=0.005). At the interface level, there were differences within the same materials according to the type of dentine (p>0.001), being always lower in carious dentine, except for Riva Self Cure HV (p=0.605) where it was similar between sound and carious dentine. CONCLUSIONS: The results of this study indicated that, morphologically, the interfaces of sound and carious dentin with GIC HV and RMGIC were similar, with better hybridization in sound dentin than in carious dentin; on the other hand, the bioactive resin had good hybridization in sound dentin, but not in carious dentin. Chemically, the main ions of all materials were mostly coincident, although with difference percentages; the differences between sound and carious dentine were the elements silicon, strontium and sulphur, which were absent in sound dentine. Mechanically, RMGIC performed better in sound dentine, while in carious dentine it was the GIC HV.