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Doctoral Thesis
DOI
Document
Author
Full name
Reinaldo Dias da Silva Neto
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2019
Supervisor
Committee
Gabriel, Aline Evangelista de Souza (President)
Rached Junior, Fuad Jacob Abi
Salvador, Sergio Luiz de Souza
Tanomaru Filho, Mario
Title in Portuguese
Avaliação da atividade antimicrobiana dos materiais restauradores temporários: teste de difusão em ágar, quantificação do biofilme e micro-organismos dos canais radiculares submetidos ao desafio ácido in situ
Keywords in Portuguese
Biofilme dentário
Microbiologia
Restauração dental temporária
Terapia endodôntica
Abstract in Portuguese
As restaurações temporárias são essenciais para a manutenção da assepsia após o tratamento dos canais. O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade antimicrobiana dos materiais restauradores temporários por meio do teste de difusão em ágar, além da quantificação do biofilme formado sobre as restaurações e dos micro-organismos presentes no sistema de canais radiculares, após desafio ácido em meio bucal. Foram testados 4 materiais temporários: ionômero de vidro de alta viscosidade (CIV AV; Ketac Molar/ 3M), ionômero de vidro fotoativado (CIV foto; Riva Light Cure/SDI), óxido de zinco sem eugenol (OZ; Coltosol/Coltene) e óxido de zinco com eugenol (OZE; IRM/Dentsply). Para o estudo in vitro, foram confeccionados discos de cada material, além de discos de papel embebidos em clorexidina 0,12% (CHX controle positivo; Periogard, Colgate). Culturas bacterianas dos micro-organismos Streptococcus mutans (ATCC 25175), Enterococcus faecalis (ATCC 4083), Enterococcus faecalis (cepa clínica isolada do participante da pesquisa) e Candida albicans (ATCC 1023) foram cultivadas em caldo BHI. Quatro discos de cada material foram distribuídos nas placas de Petri com Muller Hinton ágar, em duplicata. Após 30 dias, foi mesurada a zona de inibição do material (mm) para cada micro-organismo. Para o estudo in situ, foram utilizadas 70 raízes de incisivos centrais inferiores humanos com 10 mm. Foi realizado o preparo biomecânico dos canais até o instrumento #40.02, esterilização em autoclave e obturação com AH Plus e cones de guta percha. Cinquenta e seis raízes foram divididas em 4 grupos experimentais e receberam um dos quatro materiais testados. Nas 14 raízes remanescentes, não se utilizou material sobre a obturação (controle negativo). Catorze participantes foram submetidos à moldagem das arcadas dentais e foram confeccionados dispositivos acrílicos palatinos com 5 nichos (4 raízes experimentais e 1 raiz controle). As raízes foram fixadas com cera e tela para favorecer o acúmulo de biofilme sobre as restaurações. Durante 28 dias, os participantes utilizaram o dispositivo e foram orientados a gotejar solução de sacarose 20%, 6x ao dia, sobre as amostras. Ao final do período, 11 participantes concluíram o experimento. As raízes foram removidas dos dispositivos e analisou-se: 1) a quantidade de biofilme formado sobre as raízes (mg); 2) a contagem total dos micro-organismos viáveis (UFC) e a prevalência dos estreptococcus do grupo mutans (EGM) e contagem de Enterococcus spp. (m-Enterococcus) presentes nos canais radiculares (UFC/mL). Os dados do teste de difusão em ágar apresentaram distribuição não-normal e foram analisados pelo teste de Kruskal-Wallis (=0,05). Verificou-se que, independentemente do micro-organismo, a maior zona de inibição foi encontrada nos discos embebidos com CHX (15,45 ± 5,76 mm), sem diferença significante do OZE (8,99 ± 7,29 mm). As menores zonas de inibição foram encontradas para CIV foto (2,21 ± 0,40 mm b), CIV AV (2,42 ± 0,63mm b) e OZ (2,49 ± 0,39mm), todos sem diferença significante do OZE. Na comparação isolada, todos os materiais apresentaram baixa atividade antimicrobiana contra cepas padrão de S. mutans e E. faecalis ATCC. Para a cepa clínica isolada de E. faecalis do paciente, o OZE apresentou maior atividade antimicrobiana que a CHX. Para C. albicans, o OZE apresentou resultados similares a CHX, e os demais foram inferiores e iguais entre si. No estudo in situ, os dados referentes ao biofilme apresentaram distribuição não-normal (Kruskall-Wallis e Dunn, p<0,05). O menor acúmulo de biofilme foi verificado nas raízes seladas com CIV foto (16mg a) e CIV AV (16mg a), e ambos não diferiram estatisticamente do OZE (48mg ab) e OZ (41mg ab). As raízes sem material temporário apresentaram maior acúmulo de biofilme (90mg b), também sem diferença do OZE e OZ. Os dados para a contagem dos micro-organismos apresentaram distribuição normal (p>0,05) e foram analisados por Análise de Variância a dois critérios (material x terços) e teste de Tukey. Para a contagem geral, houve maior quantidade de micro-organismos nos terços cervical (2,44 ± 0,65 b) e médio (2,11 ± 0,71b) (p>0,05) e a menor foi encontrada no terço apical (1,52 ± 1,16 a) (p<0,05). Na contagem de S. mutans, verificou-se que as raízes seladas com OZE (1,06 ± 1,06 a) apresentaram menor quantidade de micro-organismos (p<0,05), similares ao CIV foto (1,65 ± 0,93 ab) e CIV AV (1,53 ± 0,85 ab). O OZ propiciou maior penetração de micro-organismos no canal (1,78 ± 0,92 b), sem diferença significante dos CIVs e do controle sem restauração (1,86 ± 1,11 b). Para o E. faecalis, o OZE (0,75 ± 0,70 a) apresentou menor quantidade de micro-organismos (p<0,05), sem diferença significante do CIV foto (1,29 ± 1,11 ab), CIV AV (1,27 ± 1,06 ab) e OZ (1,00 ± 1,13 ab). O controle negativo (sem restauração) mostrou maior acúmulo de micro-organismos no canal (1,72 ± 1,21 b). Concluiu-se que material temporário OZE apresentou maior ação antimicrobiana in vitro, embora o CIV fotoativado e o CIV de alta viscosidade demostraram expressiva inibição na formação de biofilme in situ. As restaurações temporárias com OZE, CIV foto e CIV de alta viscosidade reduziram o crescimento de micro-organismos no interior dos canais quando expostos ao desafio ácido em meio bucal
Title in English
Evaluation of the antimicrobial activity of temporary restorative materials: agar diffusion test, biofilm and root canal microorganism quantification submitted to in situ acid challenge
Keywords in English
Dental biofilm
Endodontic therapy
Microbiology
Temporary dental restoration
Abstract in English
Temporary restorations are essential for maintenance the aseptic chain after root canal treatment. The objective of this study was to evaluate the antimicrobial activity of temporary restorative materials using agar diffusion test, as well as to quantify of the biofilm formed on the restorations and the microorganisms in root canal system after acid challenge in oral environment. Four temporary materials were tested: high-viscosity glass ionomer (GIC HV; Ketac Molar/3M), light-activated glass ionomer (GIC-light; Riva Light Cure/SDI), zinc-oxide based cement without eugenol (ZO, Coltosol/Coltene) and zinc-oxide based cement with eugenol (ZOE; IRM/Dentsply). For the in vitro study, disks of each material were developed and paper disks were embedded in 0.12% chlorhexidine (CHX - positive control; Periogard, Colgate). Bacterial cultures of Streptococcus mutans (ATCC 25175), Enterococcus faecalis (ATCC 4083), Enterococcus faecalis (strain of the research participant) and Candida albicans (ATCC 1023) microorganisms were stored in BHI broth. Two disks of each material were distributed in petri dishes with agar, in duplicate. After 30 days, the inhibition zone of the material (mm) was measured for each microorganism. For the in situ study, 70 roots of inferior human central incisors with 10 mm were used. The biomechanical preparation of the canals was performed until instrument # 40.02, root were sterilized by autoclaving and filled with AH Plus and gutta percha cones. Fifty-six roots were divided into 4 equal groups and received one of the tested materials. In the remaining 14 roots, no material was used (negative control). Fourteen participants were submitted to dental arch molding and palatine acrylic devices with 5 niches (4 experimental and 1 control) were made. The roots were fixed with wax and plastic mesh to allow the accumulation of biofilm on the restorations. For 28 days, participants used the device and were instructed to drip 20% sucrose solution, 6x daily, onto the samples. At the end of the period, 11 participants completed the experiment. The roots were removed from the devices and it were analyzed: 1) the amount of biofilm formed onto roots (mg); 2) the general quantity of microorganisms and the specific amount of S. mutans and E. faecalis in the root canals (Log10-CFU / mL). Data of the agar diffusion test had a non-normal distribution and were analyzed by the Kruskal-Wallis test (=0.05). It was found that, regardless of the microorganism, the largest inhibition zone was found on the CHX soaked discs (15.45 ± 5.76 mm), with no significant difference in ZOE (8.99 ± 7.29 mm). The lowest zones of inhibition were found for GIC-light (2.21 ± 0.40 mm), CIV HV (2.42 ± 0.63 mm) and ZO (2.49 ± 0.39 mm), without significant difference of ZOE. In the isolated comparison, all materials had low antimicrobial activity against S. mutans and E. faecalis ATCC. For the E. faecalis of the patient, the ZOE had greater antimicrobial activity than the CHX. For C. albicans, the ZOE had similar results to CHX, and the others were either inferior or equal to each other. In the in situ study, biofilm data had a non-normal distribution (Kruskall-Wallis and Dunn, p <0.05). The lowest biofilm accumulation was verified in the roots sealed with GIC-light (16mg a) and GIC HV (16mg a), and both did not differ statistically from ZOE (48mg ab) and ZO (41mg ab). The roots without temporary material had higher accumulation of biofilm (90mg b), also without difference of the ZOE. The data for the microorganism had normal distribution (p> 0.05) and were analyzed by ANOVA at two criteria (material x thirds) and Tukey's test. For the general quantity, there were more microorganisms in the cervical (2.44 ± 0.65 b) and medium (2.11 ± 0.71 b) thirds (p> 0.05), and the lowest was found in the third apical (1.52 ± 1.16 a) (p <0.05). For the S. mutans, it was verified that the roots sealed with ZOE (1.06 ± 1.06 a) had smaller amount of microorganisms (p <0.05), similar to the GIC-light (1.65 ± 0.93 ab) and GIC HV (1.53 ± 0.85 ab). OZ provided a higher penetration of microorganisms in the canal (1.78 ± 0.92 b), without difference from GICs and control (1.86 ± 1.11 b). For E. faecalis, the ZOE (0.75 ± 0.70 a) had a lower quantity of microorganisms (p <0.05), with no difference of the GIC-light (1.29 ± 1.11 a), GIC HV (1.27 ± 1.06 ab) and ZO (1.00 ± 1.13 ab). The negative control (without restoration) had a higher accumulation of microorganisms in the canal (1.72 ± 1.21 b). It was concluded that ZOE temporary material had higher antimicrobial action in vitro, although light-cured GIC and the high-viscosity GIC showed significant inhibition in the biofilm formation in situ. Temporary restorations with ZOE, light-cured GIC and high-viscosity GIC reduced the growth of microorganisms inside the root canals when exposed to the acid challenge in oral environment
 
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Publishing Date
2019-10-18
 
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