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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.23.2010.tde-01042011-173052
Document
Author
Full name
Carina Strano Castellan
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2010
Supervisor
Committee
Pereira, Patricia Nobrega Rodrigues (President)
Carvalho, Ricardo Marins de
Chavez, Victor Elias Arana
Goes, Mario Fernando de
Reis, André Figueiredo
Title in Portuguese
Estudo da matriz orgânica dentinária modificada por agentes naturais ricos em proantocianidina e seu uso para aumentar a efetividade de restaurações adesivas
Keywords in Portuguese
Colágeno
Dentina
Ligação cruzada
Proantocianidina
Abstract in Portuguese
O objetivo deste trabalho foi elucidar a interação entre a proantocianidina (PA), um agente natural e não tóxico de ligação cruzada, e o colágeno dentinário tipo I. A hipótese proposta é que o modelamento de uma dentina desmineralizada mais resistente e com melhores propriedades propiciará um substrato mais estável e íntegro para restaurações adesivas. Para isto, o estudo foi dividido em 4 fases: 1) Validação da PA como agente exógeno de ligação cruzada, testando matrizes de dentina desmineralizadas tratadas com extratos a base de PA em teste microflexural para análise do módulo de elasticidade (ME), variando o tempo de exposição (10, 30, 60, 120, 240 min), o tipo de extrato usado (semente de uva-GSE, semente de cacau-CSE, oxicoco-CRE, canela-CNE e açaí-ACE) e a longevidade (imediato, 3, 6 e 12 meses); 2) Estudar parâmetros relacionados às soluções de PA, como solubilidade (água, etanol e acetona), fonte (GSE e CSE) e concentração (0,65%, 3,25%, 6,5%, 15% e 30%), através da mensuração do ME pelo teste micro-flexural de matrizes de dentina desmineralizada; 3) Caracterização da dentina tratada com PA (GSE e CSE), sorção de água, calorimetria e degradação enzimática; 4) Analisar a resistência de união entre a dentina tratada com PA (GSE/CSE) e sistemas de adesivos comerciais (Adapter Single Bond Plus e One Step Plus), variando a concentração (6,5% e 30%), tempo de exposição (1, 10 e 60 min) e longevidade (imediato, 3, 6 e 12 meses). Foram realizadas análises de variâncias e teste de contraste de médias, quando necessário, para todos os ensaios. Os resultados de ME foram influenciados pelo tratamento com PA, dependendo do tipo de extrato usado, exibindo os melhores resultados para o maior tempo de exposição (240 min) para os extratos GSE e CSE. Embora os resultados imediatos com os extratos CRE e CNE não tenham aumentado, estes se mantiveram constantes apos 1 ano de armazenamento, o que não aconteceu para o ACE e os grupos controles. A solubilidade das soluções é influenciada diretamente pelo modo de extração e manufaturação dos extratos, sendo que GSE é solúvel em água destilada e CSE em acetona-água. A efetividade do GSE mostrou ser concentração-dependente, exibindo o maior ME para a concentração de 30%. A dentina tratada com agentes a base de PA foi mais resistente contra a colagenase, obteve uma menor sorção de água e um aumento significativo na temperatura de desnaturação quando comparada ao grupo controle. O GSE foi capaz de aumentar a resistência de união (RU) imediata para ambos os sistemas adesivos, mantendo-se constante para o Adapter Single Bond Plus ao longo do tempo. Para o One Step Plus todos os grupos mostraram diminuição da RU após 1 ano, independente do tempo de exposição. Quando a dentina foi tratada por 1 minuto, os valores de RU para o grupo 30% de GSE foram maiores do que os demais e mantiveram-se constante pelo período de armazenamento. O efeito dos agentes ricos em PA mostrou ser concentração e tempo dependente, porém uma dentina mais resistente e estável ao longo do tempo é possível de ser obtida, levando-se em conta a estrutura química, conteúdo de PA, solubilidade e outros fatores inerentes ao extrato
Title in English
Study of the dentin organic matrix modified by proanthocyanidin rich agents and their use to increase short and long-term bond strength
Keywords in English
Collagen
Cross-linking
Dentin
Proanthocyanidin.
Abstract in English
The aim of this study was to elucidate the interaction between proanthocyanidin based extracts (PA), a natural and non-toxic cross-linker, and type I dentin collagen. The hypothesis is that if a stronger and more stable collagen layer is chemically engineered, the resultant hybrid layer will be stronger and less prone to degradation. So, this research was divided into four phases: 1) PA validation as an exogenous cross-linking agent, testing the elastic modulus (E) of demineralized dentin treated with various PA based extracts (grape seed-GSE, cocoa seed-CSE, cranberry-CRE, cinnamon-CNE, and açai berry-ACE), exposure times (10, 30, 60, 120, 240 min), and long term effectiveness (immediate, 3, 6 and 12 months); 2) Evaluation of different parameters related to PA solutions, like solubility (water, ethanol and acetone), manufacturer (GSE and CSE) and concentration (0.65%, 3.25% 6.5%, 15% and 30%), E was also obtained by micro-flexural strength measurements of demineralized dentin matrix, 3) Characterization of PA treated dentin (GSE and CSE): water sorption, calorimetry and enzymatic degradation and 4) Analyze the bond strength ( BS) of PA treated dentin (GSE / CSE) with commercial adhesives systems (Adapter Single Bond Plus-SB and One Step Plus-OS), varying concentration (6.5% and 30%), exposure time (1, 10 and 60 min) and long-term effectiveness (immediate, 3, 6 and 12 months). Data were statistically analyzed at a 95% confidence interval. GSE and CSE extracts showed a time-dependant effect and were able to improve and stabilize the E of the organic matrix. CRE and CNE extracts were able to maintain the E of collagen matrices constant after 12 months artifical saliva storage. ACE and controls groups showed no effect over dentin organic matrix, did not prevent degradation and consequently reduced the mechanical properties. Herbal extraction process and other pharmacognostic parameters have an important influence on extract solubility as well as constitution, therefore GSE is better dissolved in water and CSE in acetone-water. GSE effect on demineralized dentin is concentration-dependant, with highest E values at 30% GSE concentration. Dentin treated with PA-based agents was more resistant against enzymatic degradation, less susceptible to water sorption and showed a higher denaturation temperature. As compared to the controls, GSE stabilized the dentin-resin bond strength values over a period of one year for both adhesives, however better results were achieved with SB. CSE showed less predictable results depending on the adhesive system used. One minute treatment with 30% GSE was capable of increasing short-term BS and stabilizing it for at least 6 months. Increased mechanical properties and stability of dentin matrix can be achieved by the use of PA-rich collagen crosslinkers regarding inherent characteristics of the natural compounds as chemical structure, solubility and PA content.
 
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Publishing Date
2011-04-27
 
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