UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
FACULDADE DE ODONTOLOGIA
CENTRO DE ORTODONTIA E ORTOPEDIA FACIAL
PROF. JOSÉ ÉDIMO SOARES MARTINS
AVALIAÇÃO DE ADESIVO AUTO-CONDICIONANTE E DE ADESIVO
HIDROFÍLICO NA COLAGEM DE BRACKETS COM PRESENÇA OU AUSÊNCIA DE CONTAMINAÇÃO SALIVAR
CRISTIANE BECHER ROSA CD
SALVADOR 2006
AUSÊNCIA DE CONTAMINAÇÃO SALIVAR
CRISTIANE BECHER ROSA
CD
Orientador: Prof. Roberto Amarante Costa Pinto
Co-Orientador: Prof. Fernando Antonio Lima Habib
Dissertação apresentada à Faculdade de Odontologia da Universidade Federal da Bahia como parte dos requisitos para obtenção do título de Especialista em Ortodontia.
Comissão Examinadora:
Profa. Myrela Galvão Prof. Gildo Coelho Profa. Lucianna Gomes
SALVADOR 2006
Ficha Catalográfica
R788 Rosa, Cristiane Becher.
Avaliação de adesivo auto-condicionante e de adesivo hidrofílico na colagem de brackets com presença ou ausência de contaminação salivar. Salvador, 2006. 84 f.
Dissertação (Especialização em Ortodontia) – Faculdade de Odontologia – UFBA, 2006.
Orientador: Prof. Roberto Amarante Costa Pinto Co-Orientador: Prof. Fernando Antonio Lima Habib
1. Colagem dentária. 2. Saliva. 3. Adesivos dentinários. 4.Esmalte dentário I. Universidade Federal da Bahia – Faculdade de Odontologia. II. Título
incentivo.
AGRADECIMENTOS
Ao professor Dr. Roberto Amarante Costa Pinto pela atenção, dedicação e orientação na realização deste trabalho.
Ao professor Dr. Fernando Antonio Lima Habib pela atuação como co-orientador e pelos ensinamentos durante todo o curso.
À coordenadora e professora Dra. Telma Martins de Araújo pelo exemplo, determinação e conhecimentos transmitidos.
À todos os professores do departamento de Ortodontia da Faculdade de Odontologia da UFBA pela seriedade que dedicam ao curso.
Ao professor Dr. Gildo Coelho, do departamento de Odontologia Restauradora da UFBA, que gentilmente colocou à disposição a máquina de cisalhamento para o ensaio mecânico e forneceu instruções sobre seu uso.
Ao professor Dr. Silvio Albergaria, do departamento de Odontologia Restauradora da UFBA, que gentilmente colocou à disposição a estufa para armazenamento da amostra.
À professora Dra. Cristina Cangussu, do departamento de Pós-Graduação em Odontologia da UFBA, pela execução da análise estatística.
Aos colegas de turma (Adriana Libório, Érika Guanaes, Déborah Rossetti, Mauro Henrique Nascimento e Thiago Vinhas) pelo companheirismo e espírito de união.
À todos os outros alunos que compartilharam comigo os dois anos do curso de especialização.
Aos funcionários do departamento de Ortodontia da Faculdade de Odontologia da UFBA pela amizade.
RESUMO
Neste trabalho foi verificada a resistência ao cisalhamento da colagem ortodôntica com uso de um adesivo auto-condicionante (Transbond Self-Etching Primer – Transbond SEP), de um adesivo hidrofílico (Transbond Moisture-Insensitive Primer - MIP) e sem uso de adesivo, na presença ou na ausência de contaminação salivar.
Foram usados dentes bovinos (80) divididos em 8 grupos: (1) controle sem contaminação salivar, (2) controle com contaminação salivar, (3) Transbond SEP (sem contaminação salivar), (4) Transbond SEP (contaminação salivar antes do adesivo), (4) Transbond SEP (reaplicado após contaminação salivar), (6) MIP (sem contaminação salivar), (7) MIP (contaminação salivar antes do adesivo) e (8) MIP (reaplicado após contaminação salivar). Brackets metálicos foram colados com compósito (Transbond XT). Os corpos de prova foram armazenados a 37º± 1º C até a realização do teste de cisalhamento. Diferença estatística foi determinada com valor de probabilidade de 0.05 ou menos (p≤0.05).
Em superfícies de esmalte não contaminadas foi constatado não haver a necessidade da aplicação de adesivo para se obter uma adequada resistência ao cisalhamento (média 8,98 ± 4,64 MPa). A colagem na presença de saliva sem o uso de adesivo resultou, no entanto, em uma resistência ao cisalhamento (média 3,2 ± 2,84 MPa) menor que o mínimo requerido para uma resistência satisfatória.
O adesivo hidrofílico apresentou resultados similares quanto à resistência ao cisalhamento na presença ou na ausência de contaminação salivar (p>0.05). O adesivo auto-condicionante obteve maior resistência na presença de saliva (p<0.05).
Na colagem em esmalte sem contaminação salivar o adesivo hidrofílico mostrou maior resistência ao cisalhamento do que o auto-condicionante (p=0.001). Nenhuma diferença quanto à resistência ao cisalhamento foi encontrada, no entanto, ao se usar esses adesivos em superfícies contaminadas por saliva (p=0.352). A contaminação salivar da primeira camada de adesivo, seguida da reaplicação do mesmo, também resultou em adequada resistência ao cisalhamento para ambos os adesivos (p=0.567).
SUMMARY
The purpose of this study was to verify the shear bond strength of orthodontic bonding with a self-etching primer (Transbond Plus Self-etching Primer – Transbond SEP), a hydrophilic primer (Transbond Moisture-Insensitive Primer - MIP) and without a primer application, in the presence or absence of saliva contamination.
Bovine teeth (80) were divided into 8 groups: (1) control without primer (uncontaminated), (2) control without primer (saliva contaminated), (3) Transbond SEP (uncontaminated), (4) Transbond SEP (saliva contaminated before primer), (5) Transbond SEP (reapplied after saliva contamination), (6) MIP (uncontaminated), (7) MIP (saliva contaminated before primer) e (8) MIP (reapplied after saliva contamination). Stainless steel brackets were bonded with composite resin (Transbond XT). All samples were stored in 37º± 1º C until the shear bond strength test. Significance for statistics was predetermined at a probability value of 0.05 or less (p≤0.05).
Under uncontaminated enamel surfaces the application of a primer is unnecessary to obtain adequate shear bond strengths (mean 8.98 ± 4.64 MPa). The presence of saliva in bonding procedures without the use of a primer, however, resulted in shear bond strength lower than the minimal required for a satisfactory bonding (mean 3.2 ± 2.84 MPa).
The hydrophilic primer presented comparable shear bond strength results in the presence or absence of saliva contamination (p>0.05). The self-etching primer obtained higher strength in the presence of saliva (p<0.05).
Comparing the hydrophilic primer to the self-etching primer in uncontaminated enamel surfaces, higher shear bond strength was observed with the use of the hydrophilic primer (p=0.001). No difference was found though between these primers in salivary contaminated surfaces (p=0.352). Initial primer application contaminated by saliva, followed by reapplication of the primer, also resulted in adequate shear bond strengths for both primers (p=0.567).
LISTA DE FIGURAS Página
Figura 1 – Dispositivo usado no experimento 22
Figura 2 – Corpo de prova no dispositivo 23 Figura 3 - Colagem dos brackets 27 Artigo 1
Figure 1 - Bracket Bonding 45 Artigo 2
LISTA DE QUADROS Página
LISTA DE TABELAS Página
Artigo 1
Table 1 - Descriptive statistics 41 Table 2 - Student t test comparing the shear bond strength between the
Transbond SEP groups 42
Table 3 - Student t test comparing the shear bond strength between the
MIP groups 43
Table 4 - Student t test comparing the shear bond strength between the Transbond SEP and MIP groups used in same enamel
conditions 44
Artigo 2
Table 1 - Descriptive statistics 59 Table 2 - Student t test comparing the shear bond strength between
Control, Transbond SEP and MIP groups on enamel without
saliva contamination 60
Table 3 - Student t test comparing the shear bond strength between Control, Transbond SEP and MIP groups on enamel with saliva
ÍNDICE Página
1. INTRODUÇÃO 11
2. PROPOSIÇÃO 20
3. ABORDAGEM EXPERIMENTAL 21
4. DESENVOLVIMENTO SEQUENCIAL DA PESQUISA
4.1 ARTIGO 1 29 4.2 ARTIGO 2 49 5. DISCUSSÃO 67 6. CONCLUSÃO 74 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 75
1. INTRODUÇÃO
A substituição da cimentação de bandas de aço inoxidável e ouro pela colagem de
brackets é considerada um dos maiores avanços no campo da ortodontia (SILVERMAN et al,
1995).
A introdução da técnica do condicionamento ácido do esmalte por Buonocore em 1955 tornou possível a colagem direta de brackets e acessórios ortodônticos (ALJUBOURI, MILLETT & GILMOUR, 2003; VELO, CARANO & CARANO, 2002). Há relatos de que a primeira colagem de brackets ortodônticos ocorreu na década de 50 por Newman (NEWMAN, 1992), seguido por Mitchell (MITCHELL, 1992) e Cueto (CUETO, 1990) na década de 60.
A colagem ortodôntica possibilita maior conforto e estética, melhor controle de placa, assim como diminui a irritação gengival e o tempo de cadeira do paciente (SCHANEVELDT & FOLEY, 2002; GRANDHI, COMBE & SPEIDEL, 2001; SOUZA, FRANCISCONI & ARAÚJO, 1999).
O sucesso na técnica de colagem, porém, requer conhecimento de princípios ortodônticos e de dentística (ZACHRISSON, 2002). Os compósitos convencionais demandam um campo operatório seco e isolado para se obter uma adesão clinicamente aceitável (WEBSTER et al, 2001). Manter a superfície do esmalte completamente livre de contaminação por umidade, todavia, é difícil, principalmente na colagem de brackets e acessórios durante procedimentos cirúrgicos de dentes impactados, em superfícies dentárias linguais (ITOH et al,1999; MORAES et al, 1998), em segundos molares e em dentes parcialmente erupcionados (CACCIAFESTA et al, 2003; GRANDHI, COMBE & SPEIDEL, 2001).
A contaminação por umidade, seja por saliva, sangue, água ou fluido gengival, reduz a força de adesão significativamente e é considerada a razão mais comum para falhas na colagem com compósitos (ZEPPIERI, CHUNG & MANTE, 2003). De forma semelhante, a contaminação do esmalte por óleo proveniente do compressor de ar da seringa tríplice também reduz a penetração do material adesivo durante a colagem (DIEDRICH, 1981).
No processo de adesão entre esmalte e compósito, uma etapa essencial é o condicionamento ácido do esmalte (VELO, CARANO & CARANO, 2002). O ácido mais utilizado é o fosfórico em uma concentração que varia de 30 a 50%, sendo a concentração de 37% a mais empregada (ANUSAVICE, 1998). Quanto ao tempo de condicionamento, 15 segundos são suficientes para produzir uma força de adesão satisfatória e preservar a estrutura de esmalte (ANUSAVICE, 1998). No entanto, através da microscopia eletrônica de varredura observou-se que o condicionamento com ácido fosfórico a 37% por 30 segundos produz um melhor padrão de condicionamento do que se usar apenas 15 segundos (JOHNSTON, HUSSEY & BURDEN, 1996; POWERS & MESSERSMITH, 2001).
O condicionamento ácido tem como subprodutos o monofosfato de cálcio e o sulfato de cálcio, que devem ser removidos (POWERS & MESSERSMITH, 2001). Desta forma, após a aplicação do ácido a superfície dentária deve ser lavada abundantemente com água por pelo menos 20 segundos para assegurar a completa remoção dos subprodutos da reação e do mineral solubilizado na superfície (CARVALHO et al, 2004).
O condicionamento ácido promove a dissolução dos centros e/ou da periferia dos prismas de esmalte (ANUSAVICE, 1998). Isto cria microporosidades e uma alta energia de superfície neste tecido, favorecendo a penetração da resina para formação dos tags que proporcionam uma retenção mecânica desta no esmalte (GRANDHI, COMBE & SPEIDEL, 2001). Resultados de estudos in vitro demonstram, no entanto, que a umidade ou contaminação salivar do esmalte após condicionamento ácido resulta em uma diminuição do número e tamanho das projeções de resina (KOMATSU, 1980).
Apenas um segundo de contato da saliva com o esmalte condicionado é suficiente para a formação de uma camada aderente de material orgânico, que não é removida com lavagem e secagem do esmalte. O esmalte condicionado promove sítios reativos de íons de cálcio e fosfato, aos quais por atração eletrostática as proteínas salivares se ligariam, impedindo a penetração do adesivo em seus poros. A adesão entre o esmalte e a resina estaria então comprometida, possibilitando fraturas adesivas (SILVERSTONE, HICKS & FEATHERSTONE, 1985), ou seja, fraturas na interface dente/adesivo (POWERS, KIM & TURNER, 1997). Desta forma, seria indicado um recondicionamento ácido após a contaminação salivar (SILVERSTONE, HICKS & FEATHERSTONE, 1985).
ácido seriam suficientes para descontaminação da superfície (HORMATI, FULLER & DENEHY, 1980).
Um recondicionamento de 10 segundos da superfície dentária contaminada, porém, promove a remoção de quase todos os precipitados da saliva, mas não consegue restabelecer o padrão de condicionamento encontrado em esmalte não contaminado, porque o recondicionamento remove uma certa camada de esmalte. Assim, há uma maior perda de estrutura dentária, a qual, sempre que possível, deve ser evitada, e maior possibilidade de fratura na descolagem (MENEZES, 1993).
Realizado o condicionamento ácido segue-se com a lavagem e secagem da superfície dentária, que é considerada uma etapa difícil tanto para o paciente quanto para o profissional devido à necessidade de se manter o esmalte condicionado livre de contaminação (IRELAND, KNIGHT & SHERRIFF, 2003). Um campo operatório livre de contaminação salivar ou sanguínea é uma exigência da maioria dos adesivos para se obter uma adesão adequada (ZEPPIERI, CHUNG & MANTE, 2003; ITOH et al,1999).
Toda colagem ortodôntica envolve no mínimo duas interfaces: esmalte/compósito e
bracket/compósito. Se um adesivo é utilizado, outra interface, a do adesivo/compósito, é formada
(POWERS, KIM & TURNER, 1997).
Os adesivos dentais são compostos de monômeros resinosos de diferentes pesos moleculares e viscosidades. A adequada fluidez dos adesivos é obtida através da adição de diluentes resinosos, solventes orgânicos como acetona e etanol, e água. Os adesivos podem ser classificados de acordo com sua estratégia adesiva. Desta forma podem ser divididos em adesivos convencionais e adesivos auto-condicionantes (CARVALHO et al, 2004).
Os adesivos convencionais podem ser divididos em duas categorias, de acordo com o número de passos operatórios envolvidos, sendo classificados como de três ou dois passos. Os adesivos de três passos apresentam a aplicação separadamente do ácido condicionante, do primer e do adesivo. Os adesivos de dois passos apresentam a aplicação do condicionamento ácido de forma isolada, seguida da aplicação de uma única solução denominada primer/adesivo, que é a mistura do primer hidrofílico com monômeros resinosos hidrofóbicos do adesivo. Os adesivos
convencionais, sendo assim, representam os sistemas que empregam o passo do condicionamento ácido do esmalte ou dentina separadamente dos outros passos (CARVALHO et al, 2004).
Dentre os adesivos convencionais estão os agentes adesivos hidrofílicos para fins restauradores, com acetona ou etanol como solventes, que hipoteticamente seriam capazes de se deslocar e se difundir através do filme salivar para atingir a hidroxiapatita e promover uma adesão adequada após a polimerização. Estudos indicam que a adesão ao esmalte contaminado é significativamente afetada se a saliva for removida somente através de jato de ar, pois uma camada de proteína salivar seca se formaria sobre o esmalte, impedindo o contato entre este e o adesivo. Caso o esmalte contaminado seja lavado e seco com bolinha de algodão, porém, haveria ainda a presença de água no filme salivar, facilitando a penetração dos monômeros dissolvidos no solvente de acetona. Assim, os sistemas adesivos convencionais de dois passos seriam relativamente insensíveis à contaminação salivar, eliminando a necessidade de recondicionamento ácido (FRITZ, FINGER & STEAN, 1998).
Os adesivos hidrofílicos têm sido utilizados principalmente nos procedimentos restauradores para se obter adesão dentinária. Atualmente adesivos hidrofílicos para uso em esmalte foram desenvolvidos com objetivo de produzir adesão adequada, havendo ou não a presença de umidade (WEBSTER et al, 2001).
O Transbond Moisture-Insensitive primer (MIP – 3M Unitek) é um adesivo hidrofílico insensível à umidade, que apresenta entre outros componentes o Bis-GMA, o 2-hidroxietilmetacrilato (HEMA), o etanol e a água, sendo estes dois últimos solventes. De acordo com o fabricante, pode ser usado em superfícies de esmalte condicionado com ou sem a presença de saliva ou água, sem comprometer a força de adesão, sendo compatível com compósitos auto ou fotopolimerizáveis.
A resistência ao cisalhamento com o uso do adesivo MIP em superfícies contaminadas com água ou saliva usando compósitos auto (Concise) e fotopolimerizavéis (Transbond XT) foi testada em um estudo recente. O adesivo não foi fotopolimerizado antes da aplicação da resina auto-polimerizável, apesar das instruções do fabricante. A maior resistência em ambiente úmido foi obtida com o uso do MIP associado ao compósito Transbond XT, que ao ser polimerizado promoveu a fotopolimerização do adesivo simultaneamente. A influência da fotopolimerização do MIP na resistência ao cisalhamento antes da aplicação do compósito autopolimerizável não foi testada (GRANDHI, COMBE & SPEIDEL, 2001).
Em outros estudos a resistência ao cisalhamento do adesivo MIP em relação ao adesivo XT, quando usados em superfícies secas, não diferiu estatisticamente (KULA, NASH & PURK, 2003; ZEPPIERI, CHUNG & MANTE, 2003; GRANDHI, COMBE & SPEIDEL, 2001).
Resultados indicam que a contaminação salivar, no entanto, reduz significativamente a resistência do MIP quando comparada à sua resistência em ambiente seco (ZEPPIERI, CHUNG & MANTE, 2003).
Em outra avaliação, nenhuma diferença foi encontrada entre a resistência do MIP usado em superfície seca ou úmida. No entanto, os resultados indicam que a resistência do MIP em ambiente úmido é estatisticamente superior à resistência do adesivo Transbond XT na mesma condição. A área da fratura do compósito associado ao adesivo MIP se apresentou na interface compósito/bracket ou no interior do compósito, indicando que o MIP foi capaz de penetrar ou deslocar a umidade e produzir uma adesão adequada. Este efeito pode estar relacionado com a presença do etanol como solvente, assim como com a presença do HEMA na composição do MIP, já que há relatos de ambos contribuírem para uma melhor adesão em superfícies úmidas. (KULA, NASH & PURK, 2003). Outra pesquisa, porém, determinou que quando a contaminação salivar ocorria antes da aplicação do adesivo MIP as falhas entre este e o esmalte eram mais freqüentes, sugerindo uma penetração incompleta do adesivo. Já nos grupos em que a contaminação salivar ocorreu após a aplicação do adesivo com reaplicação deste, as falhas foram localizadas na interface bracket/adesivo (SCHANEVELDT & FOLEY, 2002).
A reaplicação do MIP após a contaminação da primeira camada do adesivo por saliva aumenta sua resistência ao cisalhamento para valores estatisticamente semelhantes ao do grupo controle com o adesivo Transbond XT sem contaminação (SCHANEVELDT & FOLEY, 2002).
Outro sistema adesivo aplicado nos procedimentos de colagem ortodôntica é o adesivo auto-condicionante ou “self-etching primer” (SEP), que foi introduzido na dentística para ser usado em restaurações de compósito em esmalte e dentina (ZEPPIERI, CHUNG & MANTE, 2003).
Os sistemas adesivos auto-condicionantes possuem monômeros resinosos ácidos em sua composição que simultaneamente desmineralizam e penetram no substrato dental sem a
necessidade da aplicação isolada de um ácido para produzir as porosidades nos tecidos dentais. Devido à presença dos monômeros, estes sistemas não devem ser lavados após a aplicação. Os adesivos auto-condicionantes também podem ser classificados de acordo com o número de passos operatórios em sistemas de um ou dois passos (CARVALHO et al, 2004).
Nos sistemas de dois passos foram associados o primer e o ácido condicionante através da adição de ésteres fosfatados aos grupamentos carboxílicos de monômeros resinosos, acidificando-os para que estes promovessem a desmineralização do esmalte e da dentina. O segundo passo é a aplicação de um adesivo hidrofóbico (CARVALHO et al, 2004).
Os adesivos auto-condicionantes de um passo uniram o primer ácido com a resina adesiva do sistema convencional de dois passos. Desta forma uma única solução desempenha a função de desmineralização, infiltração e posterior ligação com o material restaurador (CARVALHO et al., 2004).
O SEP com finalidade ortodôntica, Transbond Plus Self-Etching Primer (Transbond SEP – 3M Unitek), de acordo com o fabricante, pode ser utilizado em superfícies de esmalte seco ou úmido, sendo compatível apenas com compósitos fotopolimerizáveis. O uso do Transbond SEP com resinas auto-polimerizáveis não é recomendado pelo fabricante devido a uma redução na força de adesão.
Os adesivos auto-condicionantes contêm monômeros ácidos, que ao entrarem em contato com a resina auto-polimerizável reagem com as aminas terciárias, que têm caráter alcalino, consumindo-as e impedindo que atuem como ativadoras do processo de polimerização do compósito (CARVALHO et al, 2004).
O uso do Transbond SEP com diversos compósitos, foto e auto-polimerizáveis, foi testado, sendo que a melhor adesão foi obtida com o uso do compósito fotopolimerizável Transbond XT como indicado pelo fabricante (ROMANO et al, 2005).
Adesivos auto-condicionantes de um passo, como o Transbond SEP, apresentam uma embalagem com três compartimentos para ser utilizado, de acordo com o fabricante, individualmente em cada paciente, evitando conseqüentemente contaminação cruzada (BUYUKYILMAZ, USUMEZ & KARAMAN, 2003). No primeiro se encontra o éster fosfórico metacrilato, fotoiniciadores e estabilizadores; no segundo compartimento está a água e o complexo fluorídrico; e no último reservatório se encontra o aplicador (ALJUBOURI, MILLETT & GILMOUR, 2003). Segundo o fabricante, cada aplicador tem quantidade suficiente de adesivo
BISHARA et al, 2001), maior conforto ao paciente e maior controle de umidade (IRELAND, KNIGHT & SHERRIFF, 2003).
Ao se usar os sistemas de adesivos auto-condicionantes ClearFil SE Bond, Etch & Prime 3.0 e Non Rinse Conditioner + Prime & Bond NT foi observado um tempo de colagem similar entre estes sistemas e o procedimento de colagem com ácido fosfórico (LOPES et al, 2001). O tempo despendido na colagem de brackets ortodônticos com Transbond SEP, no entanto, se apresentou quase 1/3 menor que o tempo usado no procedimento de colagem com a técnica de condicionamento ácido convencional seguida da aplicação de adesivo (ALJUBOURI, MILLET & GILMOUR, 2003). Da mesma forma, outras pesquisas recentes também sugerem o uso do adesivo auto-condicionante Transbond SEP como meio para reduzir o tempo de colagem e ao mesmo tempo fornecer uma adesão adequada (BISHARA et al, 2005; ALJUBOURI, MILLET & GILMOUR, 2004).
A fotopolimerização do Transbond SEP simultaneamente à do compósito resultou em força de cisalhamento semelhante à encontrada em unidades com o adesivo e compósito fotopolimerizados separadamente, indicando a possível eliminação de mais uma etapa no procedimento da colagem e reduzindo ainda mais o tempo de cadeira do paciente (AJLOUNI et al, 2004).
Na técnica convencional de condicionamento do esmalte com ácido fosfórico, o cálcio é seletivamente dissolvido da estrutura de esmalte e removido na lavagem da superfície dentária. O SEP tem como composição o éster fosfórico metacrilato, formado pela combinação de um grupo metacrilato e o ácido fosfórico em uma molécula que promove o condicionamento ácido e o recobrimento da superfície dentária com adesivo simultaneamente. O grupo fosfato do éster fosfórico metacrilato dissolve e remove o cálcio da hidroxiapatita. O cálcio forma um complexo com o grupo fosfato e é incorporado na rede quando o adesivo polimeriza. O grupo ácido é neutralizado quando reage com o cálcio, não sendo necessária a lavagem do esmalte para remover a substância condicionante (ZEPPIERI, CHUNG & MANTE, 2003).
O padrão de condicionamento do esmalte com o adesivo auto-condicionante também ocorre de forma diferente em relação ao condicionamento ácido convencional, sendo
aparentemente mais superficial. Isto pode estar relacionado com uma menor penetração do adesivo auto-condicionante ou ser resultado de uma interferência de precipitado de cálcio na superfície do esmalte, mascarando o padrão de condicionamento. A alta concentração de íons de cálcio e fosfato liberados do esmalte pelo condicionamento com este adesivo limita a continuação da dissolução da hidroxiapatita e conseqüentemente limita a profundidade da desmineralização do esmalte (DORMINEY, DUNN & TALOUMIS, 2003). No entanto, em outro estudo, ao comparar a desmineralização do esmalte produzido pelo Transbond SEP e a produzida pelo ácido fosfórico a 35% através da microscopia eletrônica de varredura observou-se uma similaridade entre o padrão de condicionamento dos dois grupos (LOPES et al, 2003).
Resultados de um estudo demonstraram que o Transbond SEP em condições ideais apresentou resistência ao cisalhamento maior que o adesivo hidrofóbico Transbond XT com condicionamento ácido convencional (BUYUKYILMAZ, USUMEZ & KARAMAN, 2003).
Ao se avaliar a atuação de adesivos auto-condicionantes aplicados em superfícies de esmalte contaminadas por saliva antes ou após a aplicação do adesivo, observou-se uma resistência ao cisalhamento satisfatória. Caso a contaminação, no entanto, ocorra duas vezes, antes e após a aplicação do adesivo, a força de cisalhamento é reduzida, indicando que quanto maior a contaminação salivar durante o procedimento de colagem, maior a redução da adesão (BISHARA et al, 2002b).
Em condições ideais, sem contaminação do esmalte, estudos indicam que os adesivos Transbond XT e Transbond MIP apresentam resistência ao cisalhamento maior que o Transbond SEP (ALJUBOURI, MILLET & GILMOUR, 2003; ZEPPIERI, CHUNG & MANTE, 2003). Já em superfícies contaminadas com saliva antes ou após a aplicação do adesivo com reaplicação deste, o Transbond SEP apresentou resultados satisfatórios. Apesar da resistência ao cisalhamento do SEP ter sido menor em superfícies secas, a resistência obtida ainda foi considerada clinicamente aceitável pelo autor por estar acima de 5 MPa (ZEPPIERI, CHUNG & MANTE, 2003).
O uso destes agentes adesivos, convencionais ou auto-condicionantes, formulados para serem aplicados em ambientes secos ou úmidos, eliminando até mesmo algumas etapas durante os procedimentos de colagem, possibilitaria uma economia de tempo de atendimento aos pacientes e principalmente uma maior segurança de que uma colagem ortodôntica satisfatória seria obtida.
2002a; MENEZES, 1991). A superfície entre o compósito e o bracket, no entanto, é o local de quebra preferível quando este é removido (PROFFIT & FIELDS, 2002). Uma menor quantidade de compósito na superfície dentária pode ser uma vantagem, por facilitar o processo de limpeza do dente (BISHARA et al, 1998), mas deve-se lembrar que a integridade do esmalte precisa ser preservada ao serem removidos os brackets e os acessórios ortodônticos (BISHARA et al, 2002a; MENEZES, 1991). O ideal seria minimizar a perda de esmalte dentário nos estágios de colagem, descolagem e remoção de compósito residual, permanecendo a superfície dentária com grau de rugosidade original do dente (HOSEIN, SHERRIF & IRELAND, 2004).
A necessidade da aplicação de um adesivo na colagem ortodôntica tem sido questionada (MENEZES, 1991; FARQUHAR, 1986; JASSEM, RETIEF & JAMISON, 1981). O ortodontista, da mesma forma, ao optar pelo uso de um adesivo, muitas vezes apresenta dúvidas em relação a qual adesivo escolher, especialmente em situações onde o risco de contaminação salivar é evidente.
No presente estudo foi avaliada, in vitro, a resistência ao cisalhamento de dois adesivos, tanto em ambiente seco como em ambiente contaminado por saliva, comparando-se então a efetividade de ambos com a resistência de brackets colados sem uso de adesivo.
2. PROPOSIÇÃO
Avaliar:
2.1. A resistência ao cisalhamento de brackets colados em superfícies de esmalte contaminadas ou não por saliva sem uso de adesivo.
2.2. A resistência ao cisalhamento de brackets colados em superfícies de esmalte contaminadas ou não por saliva antes da aplicação dos adesivos Transbond Plus Self-Etching Primer e Moisture-Insensitive Primer.
2.3. A resistência ao cisalhamento de brackets colados em superfícies de esmalte com contaminação salivar após aplicação dos adesivos Transbond Plus Self-Etching Primer e Moisture-Insensitive Primer, seguida de uma reaplicação dos mesmos.
3. ABORDAGEM EXPERIMENTAL
Foram utilizados na amostra 80 dentes bovinos. Os dentes foram extraídos, limpos e armazenados em solução aquosa de timol a 0,1% (CACCIAFESTA et al, 2003; BISHARA et al, 2001; CAMPISTA, 2001), em temperatura ambiente até a realização do experimento.
3.1. Seleção e limitação da área de colagem
Antes dos procedimentos de colagem, a amostra foi preparada para possibilitar o ensaio de cisalhamento. Foi necessário determinar a área de colagem na coroa das unidades dentárias para que esta área fosse aplainada. A seleção da área de colagem na superfície vestibular do esmalte foi feita utilizando-se um paquímetro. A altura da coroa clínica de cada dente foi medida com referência na borda incisal e no ponto mais inferior da junção amelo-cementária. A metade desta distância determinou o ponto central da superfície vestibular, que foi a região eleita para colagem e conseqüentemente para o aplainamento dentário. Este ponto central foi marcado com um lápis.
Cada unidade dentária foi fixada com cera utilidade (Horus, Dentsply, Rio de Janeiro, RJ) em uma placa de vidro, com a superfície da placa isolada com vaselina líquida, de forma que somente o ponto central da coroa, previamente determinado, tocasse na placa. Foi posicionado um anel, confeccionado a partir de um tubo de filme fotográfico, sobre a coroa do dente para limitar o escoamento da resina acrílica (Jet, Clássico, São Paulo, SP) que foi vazada no seu interior, promovendo a inclusão da coroa na resina.
A face vestibular de cada dente foi parcialmente aplainada com lixa de madeira A180 e lixas de carbureto de silício 220 (3M), 400 e 600 (Norton) fixadas em um cortador de gesso. Os dentes foram aplainados sob irrigação com água. O conjunto resina acrílica e coroa foi lixado o suficiente para expor e aplainar uma área ao redor do ponto central da coroa que fosse compatível com o tamanho do bracket a ser colado.
3.2. Preparo para o ensaio de cisalhamento
Cada dente foi posicionado no centro de um anel de PVC (Akros Fortilit, Joinville, SC) contendo gesso tipo IV (Polidental, Cotia, SP) no seu interior. Os anéis de PVC foram posicionados na plataforma móvel de um dispositivo (TORTAMANO et al, 2002) confeccionado para fixar os anéis de PVC e possibilitar o posicionamento das raízes do dente no gesso (Figura 1). O gesso foi manipulado conforme a orientação do fabricante e vazado no interior do anel de PVC.
Figura 1 – Dispositivo usado no experimento
A coroa de cada dente foi amarrada com um elástico a um esquadro, o qual foi posicionado numa canaleta presente na plataforma fixa do dispositivo, permitindo a fixação do dente no gesso com a face vestibular perpendicular à base do anel de PVC, conforme mostrado na Figura 2.
Após a presa do gesso, os corpos de prova foram armazenados em recipientes sob refrigeração em ambiente úmido.
Figura 2 – Corpo de prova no dispositivo
3.3.Preparo das superfícies para colagem
Foi realizada profilaxia com pedra-pomes e taça de borracha em baixa rotação por 10 segundos (CACCIAFESTA et al., 2003; BISHARA et al., 2002), seguida de lavagem por 20 segundos com água proveniente da seringa tríplice do equipo odontológico e secagem com papel absorvente. As taças de borracha foram substituídas a cada 15 dentes (CAMPISTA, 2001).
3.4. Manipulação dos materiais
3.4.1. Transbond Plus Self-Etching Primer (Transbond SEP)
O Transbond SEP (3M Unitek, Monrovia, CA) foi ativado ejetando a solução do primeiro compartimento no segundo e em seguida a mistura foi ejetada para o reservatório do aplicador. A
aplicação do adesivo foi feita através do aplicador sobre a superfície do esmalte por 5 segundos seguida de um leve jato de ar por 2 segundos conforme indicado pelo fabricante. Cada unidade do Transbond SEP foi utilizada para 3 dentes.
Ao se utilizar o Transbond SEP com o compósito fotopolimerizável Transbond XT a fotopolimerização do adesivo foi simultânea à do compósito.
3.4.2. Moisture-Insensitive Primer (MIP)
O esmalte foi previamente condicionado com ácido fosfórico gel a 37% (Alfa Etch Gel, DFL, Rio de Janeiro, RJ) por 30 segundos, seguido de lavagem por 20 segundos com a seringa tríplice e secagem com papel absorvente. O papel absorvente era depositado delicadamente sobre a superfície dentária e removido com auxílio de uma pinça clínica.
O MIP (3M Unitek, Monrovia, CA) foi colocado no esmalte com um aplicador, seguido de leve jato de ar por 2 segundos conforme instruções do fabricante.
A fotopolimerização do adesivo MIP foi simultânea à do compósito fotopolimerizável Transbond XT.
3.4.3. Transbond XT (3M Unitek, Monrovia, CA)
Este compósito foi aplicado na base do bracket, que foi colado ao dente. O excesso de compósito foi removido com uma lâmina de bisturi e o compósito fotopolimerizado por 10 segundos de cada lado do bracket, totalizando 40 segundos. Foi utilizado um fotopolimerizador
de luz fria (ULTRALED XP, Dabi Atlante, Ribeirão Preto, SP). O LED apresenta uma lâmpada com menor degradação e maior vida útil que os fotopolimerizadores com luz halógena, sendo igualmente efetivos na polimerização durante a colagem de brackets (LAYMAN & KOYAMA,
2004).
3.5.Divisão da amostra em grupos
Adesivos Compósito Superfície sem contaminação Contaminação salivar antes da aplicação do adesivo adesivo e reaplicação do Transbond SEP ou MIP Controle (Sem Adesivo)
Transbond XT Grupo 1 Grupo 2
Transbond
SEP Transbond XT Grupo 3 Grupo 4 Grupo 5
MIP Transbond XT Grupo 6 Grupo 7 Grupo 8
3.6.Procedimentos de colagem dos grupos Cada grupo foi composto por 10 dentes.
Grupo 1 – Controle (sem contaminação salivar): o esmalte foi condicionado com ácido fosfórico a 37% (Alfa Etch Gel DFL) por 30 segundos, lavado por 20 segundos e seco com papel absorvente. Foi utilizado o compósito fotopolimerizável Transbond XT, não houve aplicação de adesivo ou contaminação da superfície do esmalte com saliva.
Grupo 2 – Controle (com contaminação salivar): após o condicionamento ácido, lavagem e secagem, a superfície do esmalte foi contaminada por 15 segundos com saliva humana coletada do próprio pesquisador em um frasco. A coleta da saliva foi realizada no momento de cada colagem a partir de uma hora após as refeições. A saliva foi colocada na superfície de esmalte com um aplicador. Foi utilizado o compósito Transbond XT sem o uso de um adesivo.
Grupo 3 – Transbond SEP (sem contaminação salivar): foi utilizado Transbond SEP e o compósito Transbond XT e não houve contaminação da superfície do esmalte com saliva.
Grupo 4 – Transbond SEP (contaminação salivar antes do primer): antes da aplicação do Transbond SEP, a superfície do esmalte foi contaminada por 15 segundos com saliva. Transbond SEP foi aplicado e o Transbond XT utilizado como compósito.
Grupo 5 – Transbond SEP (reaplicado após contaminação salivar): Transbond SEP foi aplicado. A superfície do esmalte foi contaminada por 15 segundos com saliva. Foi reaplicado Transbond SEP e a colagem com o Transbond XT realizada.
Grupo 6 – MIP (sem contaminação salivar): após condicionamento com ácido fosfórico a 37%, lavagem e secagem da superfície do esmalte, foram aplicados MIP e o compósito Transbond XT, não havendo contaminação da superfície do esmalte com saliva.
Grupo 7 – MIP (contaminação salivar antes do primer): após condicionamento, lavagem e secagem, a superfície do esmalte foi contaminada por 15 segundos com saliva, o MIP aplicado e a colagem com o Transbond XT realizada.
Grupo 8 – MIP (reaplicação após contaminação salivar): após condicionamento, lavagem e secagem da superfície do esmalte, o MIP foi aplicado. A superfície do esmalte foi contaminada por 15 segundos com saliva. Houve uma reaplicação do MIP e a colagem com o Transbond XT realizada.
3.7 Colagem dos brackets
A colagem dos brackets foi realizada posicionando os corpos de prova na plataforma
móvel do mesmo dispositivo usado para a fixação destes nos anéis. Foram utilizados brackets
metálicos Edgewise de incisivo central superior para colagem com slot .022”(Morelli, São Paulo,
SP, ref. 10.30.201). A área da base do bracket era 14,282 mm2.
O posicionamento dos brackets na superfície dentária em todos os grupos foi realizado
com uma pinça de colagem, seguido de um fio retangular .019”x .025” (Morelli, São Paulo, SP, ref. 55.03.014) que foi encaixado no slot do bracket. O fio retangular estava colado em um
esquadro de acrílico que foi encaixado, na direção da face vestibular do dente, em uma canaleta presente na plataforma superior fixa do dispositivo (Figura 3). O fio retangular, ao se encaixar no
slot do bracket, posicionava o slot perpendicular à base do anel de PVC. Com este fio retangular
foi possível aplicar-se uma pressão uniforme por todo o slot e como a superfície do dente era
Figura 3 – Colagem dos brackets
Cada dente foi identificado marcando-se com caneta de retroprojetor no anel de PVC o grupo ao qual pertencia. Após a colagem, os dentes foram armazenados em estufa a 37oC ± 1°C em ambiente úmido por 4 dias até a realização do ensaio mecânico.
3.8. Ensaio mecânico – resistência ao cisalhamento
Os corpos de prova foram posicionados na plataforma móvel e fixados no dispositivo (Figura 1). Na base do dispositivo havia um orifício no centro usado para fixar o mesmo à máquina de cisalhamento (Emic DL2000, São José dos Pinhais, PR) com um parafuso. A ponta ativa da máquina de ensaio universal foi posicionada sobre a borda superior do bracket o mais próximo possível do dente, sem tocá-lo.
Foi iniciada a descolagem dos brackets com a máquina operando a uma velocidade de 1
mm por minuto. A força necessária para descolagem de cada bracket foi registrada. A resistência
ao cisalhamento, expressa em Newton (N) foi dividida pela área da base do bracket em metro
quadrado (m2), e convertida em Megapascal (MPa) segundo a seguinte fórmula:
) ( 10 ) ( ) ( 2 6 Área m N Força MPa sistência Re × =
Os dados obtidos foram em seguida submetidos à análise estatística através do test t de
Bond Strength comparison of moisture-insensitive primer and self-etching primer with
and without saliva contamination.
Cristiane Becher Rosa, DDS ª
Roberto Amarante Costa Pinto, DDS, MSc b Fernando Antonio Lima Habib, DDS, MSc c
ª Postgraduate student, Department of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, Dentistry School, Federal University of Bahia, Salvador, Bahia, Brazil.
b Professor, Department of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, Dentistry School, Federal University of Bahia, Salvador, Bahia, Brazil.
c Professor, Department of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, Dentistry School, Federal University of Bahia, Salvador, Bahia, Brazil.
Correspondence: Dr. Cristiane Becher Rosa, Departamento de Ortodontia, Faculdade de Odontologia da Universidade Federal da Bahia, Av. Araújo Pinho, 62, Canela, CEP 40110-060 Salvador – BA, Brazil. Telephone: (55-71) 3336-6973. Fax: (55-71) 3336-6973. E-mail: becherrosa@gmail.com
Abstract: The purpose of this study was to determine the shear bond strength of orthodontic brackets bonded with a hydrophilic (Transbond Moisture-Insensitive Primer, 3M Unitek, Monrovia, Calif) and a self-etching primer (Transbond Plus Self-etching Primer, 3M Unitek, Monrovia, Calif) to dry and saliva contaminated enamel surfaces before and after primer application. Bovine mandibular incisors (60) were divided into 6 groups. Each primer was tested under 3 different enamel surface conditions: (1) dry, (2) saliva application before priming and (3) priming, saliva application and repriming. Stainless steel brackets were bonded in each test group with composite resin (Transbond XT, 3M Unitek, Monrovia, Calif). After bonding, all samples were stored at 37ºC in a humidity environment and tested for shear bond strength. The hydrophilic primer presented comparable results in a dry and in a saliva contaminated surface, while the self-etching primer had higher bond strength in moisture contaminated enamel. Comparing both primers under dry conditions, the hydrophilic primer provided a stronger bond than self-etching primer. However, no difference was found between these primers under saliva contaminated conditions. The results of this study indicate that, in optimal moisture control conditions or in clinical situations were saliva contamination is inevitable, Transbond self-etching primer or Transbond Moisture-Insensitive Primer could be applied and acceptable bond strength would be achieved.
Direct bonding of orthodontic brackets with composite resin has resulted in improvements in the orthodontic treatment such as greater comfort for the patient, decreased gingival irritation, easier plaque control, improved esthetics and reduced chairside time.1-3
Success in direct bonding, however, requires knowledge of orthodontic and restorative dentistry principles.4 Traditional composite resin demands an isolated and dried field to obtain clinically acceptable bond strength.5 However, it is difficult to maintain the enamel completely free from saliva or blood contamination, especially during bracket bonding of lingual or impacted tooth surfaces 6, 7 as well as second molars and partially irrupted teeth.8
Moisture contamination with saliva, gingival fluid or water reduces bond strength significantly and is considered the most common reason for bond failure.9,10
Salivary contamination of the enamel results in an adherent coating that is not removed by washing the tooth’s surface, compromising the bond between enamel and resin, and resulting in adhesive fractures.10 Therefore, to ensure adequate bonding, the adherent organic coating had to be removed by re-etching the enamel surface.11,10 The enamel etching pattern found in teeth not contaminated, however, can not be reestablished in surfaces that are re-etched since along with the organic pellicle, an additional enamel layer is lost.12
Following the acid etching procedures, there is the rinsing and drying stages that are difficult for both patient and operators since the etched enamel must remain free from contamination.13
Assessments have indicated that conventional hydrophobic primers do not offer adequate bond strength under conditions of moisture contamination.14
The development of bonding agents, such as self-etching primers, which eliminates the rinsing stage, could not only save time and improve patient comfort but also provide moisture control.13 Self-etching primers are formed by a phosphoric acid and a methacrylate group combined into a molecule, methacrylated phosphoric acid ester, that etches and primes at the same time.9,15 Rather than being rinsed away, the phosphate group dissolves the calcium from the hydroxiapatite and forms a complex that is incorporated into the network when the primer is polymerized, neutralizing the acid groups and stopping the etching process.15
Self-etching primers, originally introduced in restorative dentistry to bond composite resin restorations to dentin and enamel, have recently been applied to bracket bonding in orthodontics.9 According to the manufacturer, the Transbond Plus Self-etching Primer (Transbond SEP, 3M Unitek) works in both moist and dry environment.
On the other hand, new hydrophilic enamel primers for use in orthodontic treatment have been formulated with ethanol or acetone to displace moisture from the enamel during bonding procedures, resulting in successful bonding to contaminated dental surface.5,11 The Moisture-Insensitive Primer (MIP, 3M Unitek) is a hydrophilic primer developed to tolerate small quantities of moisture. After rinsing and removing the etchant, drying of the tooth surface before priming is not required. Furthermore, according to the manufacturer’s instructions, if contamination occurs after the application of the primer, re-etching, rinsing and drying the enamel surface would not be necessary if another coat of MIP was applied.
Bonding agents formulated for moist and dry environments, eliminating even some stages during the bonding procedure, could not only save time but also assure a satisfactory bonding in orthodontics. Choosing between these adhesives in situations where there is an evident risk of salivary contamination, however, is difficult.
surfaces.
MATERIAL AND METHODS
Teeth
Sixty bovine incisors were collected and stored in a solution of 0.1% Thymol at room temperature. Before bonding procedures all teeth had their crown embedded in acrylic resin. Each crown was polished on A180-grade sandpaper without water coolant followed by 220, 400 and 600-grade sandpaper with water coolant until the enamel buccal surfaces were exposed and partially flattened. All specimens were positioned in the center of a PVC tube with plaster inside using a device16 to align the buccal surface of the teeth parallel to the shearing force.
The facial surface of each incisor was cleaned with a mixture of pumice and water with a rubber-polishing cup on a low-speed handpiece for 10 seconds. The enamel surface was rinsed with water for 20 seconds and dried with an absorbent paper.
Brackets used
Edgewise stainless steel metal brackets for upper central incisors with a .022-in slot were used (Morelli, São Paulo, SP). The area of the bracket base surface is 14.282 mm2.
Bonding procedures
The teeth were randomly divided into 6 groups and bonded according to one of the 6 protocols:
Group 1 – Uncontaminated Transbond SEP. The primer, containing both acid and primer, was rubbed for 5 seconds onto the enamel surface. A gentle air burst was delivered to the tooth for 2 seconds.
Group 2 – Contamination before Transbond SEP application. The enamel surface was contaminated with human saliva for 15 seconds with a microbrush. The saliva was collected from the same donor at the moment of the application, at least an hour after the last meal. The primer was applied to the contaminated surface for 5 seconds and lightly air-dried for 2 seconds.
Group 3 – Transbond SEP reapplied after contamination. The primer was rubbed for 5 seconds and lightly air-dried for 2 seconds. The enamel surface was contaminated with saliva for 15 seconds. Transbond SEP was reapplied for 5 seconds and air-thinned for 2 seconds.
Group 4 – Uncontaminated Moisture-Insensitive Primer (MIP). The enamel surface was etched with 37% phosphoric acid (Alfa Etch Gel, DFL, Rio de Janeiro, RJ) for 30 seconds, washed for 20 seconds and dried with an absorbent paper. MIP was applied with a microbrush and lightly air-dried for 2 seconds.
Group 5 – Contamination before MIP. After acid etching, washing and drying, the enamel surface was contaminated with human saliva for 15 seconds with the use of a microbrush. The primer was applied and lightly air-dried for 2 seconds.
Group 6 – MIP reapplied after contamination. The enamel was acid etched, washed and dried. The primer was applied and lightly air-dried for 2 seconds. The enamel surface was contaminated with saliva for 15 seconds. MIP was reapplied and air-dried for 2 seconds.
A light-cured resin (Transbond XT) was used for bracket bonding. The resin was applied to the bracket base following tooth conditioning and priming with either the Transbond SEP or the two-stage etch and prime MIP as described in groups 1-6 above. Excess bonding resin was removed with a sharp scalpel and each side of the bracket was light cured for 10 seconds using a
perpendicular to the PVC tube´s base (Fig 1). Each tooth was identified with a marker to which group it belonged. After bonding, all teeth were stored at 37ºC ± 1ºC in a humidity environment for 4 days.
Bond strength testing
The device was attached to the testing machine (Emic DL2000, São José dos Pinhais, PR). Each tooth was positioned in the device with its buccal surface parallel to the direction of the shear force. An occlusogengival load was applied to the bracket with a crosshead speed of 1mm/min, as according to previous studies.8,9 The shear force (N) required to debond each bracket was recorded and converted to bond strength in megapascals according to the following equation: ) ( 10 ) ( ) ( 2 6 Area m N Force MPa strength Bond × = where Area (m2) is the surface area of the bracket base.
Statistical analysis
Descriptive statistics including the mean, standard deviation and median values were calculated for each of the groups tested.
The Student t test was used to determine whether significant differences were present in the bond strength between the groups. Significance for the statistic test was predetermined at a probability value of .05 or less (p ≤ 0.05).
RESULTS
The descriptive statistics for the shear bond strength of the six groups evaluated are presented in Table 1. The results of the Student t test comparing the shear bond strength of the groups are presented in Tables 2 through 4.
Results in the Transbond SEP groups (Table 2) indicate that group 1 (uncontaminated) presented a lower shear bond strength which was statistically different from groups 2 (p = 0.010) and 3 (p = 0.001), contaminated before and contaminated after primer respectively. No statistical difference was found comparing Transbond SEP group 2 with Transbond SEP group 3.
Results in the MIP groups (Table 3) demonstrate no statistical difference between groups 4, 5 and 6. However, the shear bond strength mean value of MIP group 5 (mean, 13.76 ± 7.25 MPa) was lower than the mean value for group 4 (mean, 18.309 ± 3.106 MPa) and group 6 (mean, 19.120 ± 4.85).
When comparing the Transbond SEP groups and the MIP groups (Table 4) used under the same enamel conditions, a significant difference (p = 0.001) was found between Transbond SEP group 1 (mean, 12.547 ± 3.072 MPa) and MIP group 4 (mean, 18.309 ± 3.106 MPa), both groups with enamel uncontaminated. However, no significant difference was found between Transbond SEP group 2 and MIP group 5 (both groups with enamel contamination before primer) or between Transbond SEP group 3 and MIP group 6 (both groups with enamel contamination after primer).
DISCUSSION
In this study, 2 types of primers (Transbond SEP and Transbond MIP) were evaluated under different enamel conditions.
3). According to the manufacture’s instructions, after prophying and washing the tooth’s surface, excess water should be removed, but the surface should not be dried. This could explain the results in the present study.
Previous researches evaluating Transbond SEP under dry and contaminated enamel have shown conflicting results. According to a report, no difference was found for SEP in both dry and moisture-contaminated fields,9 whereas in other, bond strength of the self-etching primer was significantly reduced in the presence of saliva.14
There was no significant difference between the Transbond SEP groups 2 and 3; therefore, saliva contamination before or after priming with SEP did not significantly affect the bond achieved, if SEP was reapplied after saliva contamination. In agreement to other study, when SEP is used, if moisture contamination is detected, reapplying SEP will provide acceptable bond strength.9
In the present study, no statistical difference was found between the MIP groups in dry or contaminated conditions, even though saliva contamination before primer application (group 5) resulted in lower mean shear bond strength. The same results were also observed in a previous research, which concluded that saliva contamination before MIP application showed more frequent bond failures at the enamel/adhesive interface, suggesting that complete penetration of the primer was prevented, whereas the group with saliva contamination after primer application showed more frequent failures at the adhesive/bracket interface.1 The presence of organic and inorganic substrates from saliva and viscosity of saliva might occlude partially the microscopic roughness produced by etching, inhibiting tag formation.6
In contrast to the findings in the current research, other authors observed that Transbond MIP had significantly lower shear bond strength in moisture-contaminated surfaces than in dry enamel.9
When tested under the same enamel condition, Transbond SEP (group 1) in a dry field had a shear bond strength significantly lower than the MIP group (group 4). The clinical implication of this finding could be that in optimal bonding conditions, Transbond MIP would provide a stronger bond than SEP.9 Decreased bond strength for SEP, in conditions of ideal moisture control, compared with that of the conventional two-stage bonding system has been recorded.9,17
Even though the self-etching primer and the phosphoric acid may produce a similar etching pattern, lower bond strengths were observed for the self-etching systems. Since no correlation was found between the strength of the bonds and the aggressiveness of the self-etching primers, apparently the strengths of the resin-enamel bonds were influenced by the strength of the resin and not by the etching capacity of these primers.18
When using an acidic primer, the resin tags are thin and less uniform, favorable to a weaker bond and less adhesive remain on the tooth at the time of debonding, while the resin tags with phosphoric acid are thick and uniform.19
Other studies, however, have reported similar bond strengths to these same hydrophilic and self-etching primers in uncontaminated enamel surface.8,14
In the present results, no significant difference was found between Transbond SEP and MIP groups (2 and 5) with saliva contamination before primer application, even though lower mean shear bond strength was found for the MIP group. Higher strength value for Transbond SEP in the same enamel condition was also obtained in other study.8
difference between these groups. It does not seem that re-etching is required as long as additional primer is applied after moisture contamination.
The results in the present study indicate that the enamel’s conditions, dry or with moisture, have more influence in the performance of Transbond SEP than it does for Transbond MIP. The latter, in contrast, has comparable results in a moisture-free or moisture contaminated enviroment.
Although differences were found between the groups in this study, the shear bond strength obtained for all groups were well above the guidelines established for clinically acceptable bond strength. Bond strengths of 6 to 8 MPa are considered adequate for most clinical orthodontic needs.2,5,8
According to the results of this study, in optimal moisture control conditions or in clinical situations were saliva contamination is inevitable Transbond SEP or MIP could be applied and satisfactory bonding results would be achieved.
CONCLUSION
The hydrophilic primer, Transbond MIP, presented comparable results in a dry and in saliva contaminated surface, while the self-etching primer, Transbond SEP, had higher shear bond strength in moisture contaminated enamel. The comparison of both primers under dry conditions indicates that the hydrophilic primer provides a stronger bond than the self-etching primer. However, no difference was found between these primers under saliva contaminated conditions. The present study indicates that in optimal bonding conditions or in a clinical
situation where the risk of saliva contamination is evident, either Transbond SEP or Transbond MIP could be the primer of choice.
1. Transbond SEP (uncontaminated) 12.547 3.072 12.568 2. Transbond SEP (contaminated before primer) 16.118 2.418 16.139 3. Transbond SEP (contaminated after primer) 18.064 3.002 18.730
4. MIP (uncontaminated) 18.309 3.106 17.994
5. MIP (contaminated before primer) 13.760 7.25 15.960 6. MIP (contaminated after primer) 19.120 4.85 20.410 SD = standard deviation
TABLE 2 - Student t test comparing the shear bond strength between the Transbond SEP groups.
Groups Comparison of Groups t value p value
1. Transbond SEP (uncontaminated) 1 vs 2 1 vs 3
-2.89 -4.06
0.010 (s) 0.001 (s) 2. Transbond SEP (contaminated before primer) 2 vs 3 -1.60 0.129 3. Transbond SEP (contaminated after primer)
vs = versus
(s) = statistically different groups p ≤ 0.05
of Groups 4. MIP (uncontaminated) 4 vs 5 4 vs 6 1.82 -0.45 0.093 0.662 5. MIP (contaminated before primer) 5 vs 6 -1.94 0.071 6. MIP (contaminated after primer)
vs = versus
(s) = statistically diferent groups p ≤ 0.05
TABLE 4 - Student t test comparing the shear bond strength between the Transbond SEP and MIP groups used in same enamel conditions.
Groups Enamel conditions t value p value
1. Transbond SEP vs 4. MIP Uncontaminated -4.17 0.001 (s) 2. Transbond SEP vs 5. MIP Contamination before primer 0.98 0.352 3. Transbond SEP vs 6. MIP Contamination after primer -0.59 0.567 vs = versus
(s) = statistically diferent groups p ≤ 0.05
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Orthodontic bonding in dry and saliva contaminated enamel: is a self-etching primer
or a moisture-insensitive primer necessary?
Cristiane Becher Rosa, DDS ª
Roberto Amarante Costa Pinto, DDS, MSc b Fernando Antonio Lima Habib, DDS, MSc c
ª Postgraduate student, Department of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, Dentistry School, Federal University of Bahia, Salvador, Bahia, Brazil.
b Professor, Department of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, Dentistry School, Federal University of Bahia, Salvador, Bahia, Brazil.
c Professor, Department of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, Dentistry School, Federal University of Bahia, Salvador, Bahia, Brazil.
Correspondence: Dr. Cristiane Becher Rosa, Departamento de Ortodontia, Faculdade de Odontologia da Universidade Federal da Bahia, Av. Araújo Pinho, 62, Canela, CEP 40110-060 Salvador – BA, Brazil. Telephone: (55-71) 3336-6973. Fax: (55-71) 3336-6973. E-mail: becherrosa@gmail.com
Abstract
The purpose of this study was to compare the shear bond strength of orthodontic bonding without primer application to bonding with the use of a hydrophilic primer (Transbond Moisture-Insensitive Primer, 3M Unitek, Monrovia, Calif) and a self-etching primer (Transbond Plus Self-etching Primer, 3M Unitek, Monrovia, Calif) in dry and saliva contaminated enamel surfaces. Bovine mandibular incisors (60) were divided into 6 groups. The experimental groups consisted of: (1) uncontaminated control (no primer), (2) control with saliva contamination (no primer) (3) uncontaminated self-etching primer, (4) saliva contamination before self-etching primer, (5) uncontaminated hydrophilic primer and (6) saliva contamination before hydrophilic primer. Stainless steel brackets were bonded in each test group with composite resin (Transbond XT, 3M Unitek, Monrovia, Calif). After bonding, all samples were stored at 37ºC in a humidity environment and tested for shear bond strength. Significance for the statistic test was predetermined at a probability value of .05 or less (p ≤ 0.05). Under dry uncontaminated enamel conditions comparable results were found between the control (1) and the self-etching primer (3), while the hydrophilic primer presented higher bond strength. Under saliva contamination, a significant difference was found between the control (2) and the self-etching primer, however, there was no difference between the self-etching primer and the hydrophobic primer group. Therefore, in moisture control situations the use of a primer in order to achieve acceptable bond strength is not required. This study indicates that in clinical situations where there is a risk of saliva contamination either primer could be used.
primer/resin interface.1
The use of a primer increases bond strength reducing undesirable bracket bonding failures during the orthodontic treatment. As a result, a higher rate of bond failure at the composite resin/enamel interface could occur along with enamel fractures.2,3 Less residual adhesive remaining on the tooth surface might be an advantage to the clinician because it would require less time to clean the teeth after debonding.4 However, at the end of treatment, a sound unblemished enamel surface must be maintained after debonding orthodontic brackets.2
On the other hand, there are clinical situations where moisture control is difficult such as bracket bonding to lingual tooth surfaces or during surgical exposure of impacted teeth.5,6 Failure of orthodontic bonded attachments and brackets is mostly attributed to contamination of the enamel. Materials have been developed to overcome the moisture and contaminants present in the oral enviroment.7 The use of hydrophilic primers could therefore be used to enhance bond strength that otherwise would be compromised by the enamel contamination.
New hydrophilic enamel primers for use in orthodontic treatment have been formulated with ethanol and/or acetone as ingredients to displace moisture from the enamel surface and produce clinically acceptable bond strength in either dry or wet fields.7 Transbond Moisture-Insensitive Primer (Transbond MIP) is, according to the manufacturer, a hydrophilic adhesive that can be used on dry or water/saliva contaminated enamel surfaces.
Recently, self-etch primers containing both the enamel etchant and primer have also been used in bonding of orthodontic brackets.2 According to the manufacturer Transbond Plus Self-Etching Primer (Transbond SEP) can be applied to dry and wet enamel surfaces. The advantages
of using these acidic primers should include fewer steps in the bonding process translated into fewer procedural errors, time saving,8-10 improved patient comfort and easier moisture control.11
Previous studies evaluating Transbond SEP and Transbond MIP, under dry and contaminated enamel, have shown conflicting results to which is more effective in both environments. The comparison of these primers to a control group without the presence of a primer has yet not been assessed, since in these previous studies a hydrophobic primer is used as a control group.9,12-14
The objective of this study is to evaluate if the presence of a primer is indeed necessary to achieve acceptable bond strength for orthodontic bonding under different enamel treatments, dry and saliva contaminated, and if so, which adhesive would be more satisfactory.
Material and methods
Sixty bovine incisors were collected and stored in a solution of 0.1% Thymol at room temperature. Before bonding procedures all teeth had their crown embedded in acrylic resin. Each crown was polished on A180-grade sandpaper without water coolant followed by 220, 400 and 600-grade sandpaper with water coolant until the enamel buccal surfaces were exposed and partially flattened. All specimens were positioned in the center of a PVC tube with plaster inside using a device15 to align the buccal surface of the teeth parallel to the shearing force.
The facial surface of each incisor was cleaned with a mixture of pumice and water with a rubber-polishing cup on a low-speed handpiece for 10 seconds. The enamel surface was rinsed with water for 20 seconds and dried with an absorbent paper.
The teeth were randomly divided into 6 groups and bonded according to one of the 6 protocols:
and dried with an absorbent paper. No primer was used.
Group 2 – Control (with saliva contamination). The enamel was etched with 37% phosphoric acid for 30 seconds, washed for 20 seconds and dried with an absorbent paper. The dental surface was contaminated with human saliva for 15 seconds with a microbrush. The saliva was collected from the same donor at the moment of the application, at least an hour after the last meal. No primer was used.
Group 3 – Uncontaminated Transbond SEP. The primer, containing both acid and primer, was rubbed for 5 seconds onto the enamel surface. A gentle airburst was delivered to the tooth for 2 seconds.
Group 4 – Contamination before Transbond SEP. The enamel surface was contaminated with human saliva for 15 seconds. The primer was applied to the contaminated surface for 5 seconds and lightly air-dried for 2 seconds.
Group 5 – Uncontaminated Moisture-Insensitive Primer (MIP). The enamel surface was etched with 37% phosphoric acid for 30 seconds, washed for 20 seconds and dried with an absorbent paper. MIP was applied with a microbrush and lightly air-dried for 2 seconds.
Group 6 – Contamination before MIP. After acid etching, washing and drying, the enamel surface was contaminated with human saliva for 15 seconds with the use of a microbrush. The primer was applied and lightly air-dried for 2 seconds.
A light-cured resin (Transbond XT) was used for bracket bonding. Edgewise stainless steel metal brackets for upper central incisors with a .022-in slot (Morelli, São Paulo, SP), with a base area of 14.282 mm2, were used. The resin was applied to the bracket base following tooth conditioning or tooth etching and priming as described in groups 1-6 above. Excess bonding resin
