Proprietà fisico/meccaniche e antibatteriche degli adesivi ortodontici contenenti Sr

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 6635 (2022) Citare questo articolo

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Le lesioni a macchie bianche intorno agli attacchi ortodontici rappresentano la complicanza maggiore durante il trattamento ortodontico fisso. Questo studio ha preparato adesivi ortodontici per promuovere la precipitazione dei minerali e ridurre la crescita batterica. Sono stati preparati adesivi con aggiunta di fosfato di calcio monoidrato/nanoparticelle di vetro bioattivo Sr (Sr/CaP) e andrgrafolide. Sono state testate le proprietà fisico/meccaniche e antibatteriche degli adesivi. Gli additivi hanno ridotto la conversione monomerica dei materiali (dal 62 al 47%). L'aggiunta di Sr/CaP e andrographolide ha aumentato l'assorbimento di acqua (da 23 a 46 μg/mm3) e la solubilità in acqua (da 0,2 a 5,9 μg/mm3) ma ha ridotto la resistenza alla flessione biassiale (da 193 a 119 MPa) degli adesivi. La forza di adesione allo smalto degli adesivi sperimentali (19–34 MPa) era paragonabile a quella del materiale commerciale (p > 0,05). I riempitivi Sr/CaP hanno promosso il rilascio di ioni Ca, Sr e P e la precipitazione del fosfato di calcio sull'interfaccia staccata. Un aumento della concentrazione di Sr/CaP ha potenziato l'inibizione di S. mutans del 18%, mentre non è stato rilevato l'effetto dell'andrografolide. Si prevedeva che la capacità degli adesivi di promuovere il rilascio di ioni, la precipitazione del fosfato di calcio e l'inibizione della crescita dei batteri cariogeni riducesse la comparsa di lesioni a macchie bianche. Gli additivi hanno ridotto le proprietà fisico/meccaniche dei materiali, ma i valori corrispondenti rientravano nell'intervallo accettabile.

La complicanza comune durante i trattamenti ortodontici fissi è la carie iniziale dello smalto o lesioni a macchie bianche attorno agli attacchi1. Queste lesioni si verificano a causa della continua demineralizzazione dei denti e del biofilm dentale disbiotico2 causato da un’igiene orale non ottimale durante il trattamento. Se le lesioni cariose non vengono trattate, possono progredire e diventare cavità profonde e non pulibili. Ciò può successivamente portare a gravi infezioni/dolori ai denti, complicando il trattamento ortodontico. È stato riferito che le superfici irregolari degli adesivi ortodontici in eccesso favoriscono l’accumulo di biofilm dentali3. Pertanto, per ridurre il rischio di carie dentale, potrebbero essere necessari adesivi che offrano rimineralizzazione e azioni antibatteriche. Tuttavia, gli adesivi ortodontici compositi in resina attualmente disponibili e comunemente utilizzati non hanno mostrato azioni anticarie. Inoltre, una tecnica di fotopolimerizzazione non ottimale può aumentare il rischio di rilascio di monomeri non reagiti4, che possono promuovere la cariogenicità e la disbiosi microbica dei biofilm dentali5.

Sono stati impiegati vari metodi per migliorare la rimineralizzazione e le azioni antibatteriche degli adesivi ortodontici. Ad esempio, sono stati impiegati cementi vetroionomerici per facilitare il rilascio di fluoro, migliorando la resistenza alla carie attraverso la fluorizzazione della superficie del dente6. Tuttavia, uno studio clinico ha riportato che non è stata rilevata una riduzione significativa della demineralizzazione dei denti utilizzando l’adesivo ortodontico cementizio vetroionomerico7. I fosfati di calcio possono essere utilizzati come riempitivi reattivi per favorire il rilascio di ioni calcio e fosfato dagli adesivi ortodontici. Questi ioni sono essenziali per promuovere le condizioni adatte per la precipitazione dei minerali dei denti, come l'idrossiapatite8,9. Il fosfato monocalcico monoidrato (MCPM) disponibile in commercio è stato incorporato in materiali a base di resina in studi precedenti10,11. L’uso di MCPM ad alte concentrazioni (10–20% in peso) ha sostanzialmente migliorato la precipitazione di idrossiapatite10,11,12, che avrebbe dovuto promuovere effetti rimineralizzanti sull’interfaccia dente-composito. Tuttavia, l’elevata solubilità dell’MCPM (rapporto Ca/P = 0,5) potrebbe portare a un eccessivo assorbimento di acqua, plastificazione dei polimeri e riduzioni significative delle resistenze meccaniche degli adesivi ortodontici12.

Un agente rimineralizzante alternativo ai composti di fosfato di calcio potrebbero essere i vetri bioattivi sol-gel13. È stato dimostrato che l'incorporazione di nanoparticelle di vetro bioattivo nell'adesivo ortodontico ha prodotto efficaci azioni rimineralizzanti14. Inoltre, l’uso di particelle di vetro bioattivo sferiche ha mostrato maggiori effetti mineralizzanti rispetto all’uso di particelle di forma irregolare/granulare15. È stato proposto che Sr2+ potrebbe potenzialmente migliorare la precipitazione dell'apatite aumentando il numero di cluster di nucleazione16,17. Inoltre, è stato dimostrato che il vetro bioattivo drogato con Sr ha mostrato azioni antibatteriche superiori rispetto al vetro bioattivo non drogato con Sr18. Le azioni antibatteriche di Sr2+ possono comportare l'inibizione della crescita, della sintesi della parete cellulare, del metabolismo e della replicazione del DNA dei batteri18.

0.95 at alpha = 0.05. Additionally, factorial analysis was performed to assess the effects of increasing the concentrations of Sr/CaP (5 to 10 wt%) and Andro (5 to 10 wt%) on the tested properties 10./p> 0.05). The conversion of S0A0 was significantly higher than that of Trans (p < 0.01). Factorial analysis indicated that increases in the Sr/CaP and Andro concentrations from 5 to 10 wt% showed negligible effects on the DCs of the materials./p> 0.05). Factorial analysis indicated that an increase in Andro from 5 wt% to 10 wt% reduced the BFS by 17 ± 4%. However, an increase in the level of Sr/CaP showed negligible effects on the BFSs of the experimental materials./p> 0.05). The factorial analysis demonstrated that an increase in Sr/CaP from 5 to 10 wt% reduced SBS by 28 ± 22%. The effect of Andro was negligible. The most common ARI scores observed from all materials were scores of 0 and 1 (Fig. 3B). The ARI scores of 2 and 3 were not observed from the specimens. The distribution of the score among each group was not similar (p < 0.05)./p> 0.05). Factorial analysis showed that an increase in Sr/CaP from 5 to 10 wt% reduced the Log CFU/mL of S. mutans by 18 ± 3%. An increase in Andro from 5 to 10 wt% showed no reduction in the amount of S. mutans./p>