Incorporation of Apigenin and tt-Farnesol into restorative materials

Orientador: Marcelo Giannini Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba Resumo: O objetivo desse trabalho in vitro foi avaliar a incorporação de dois agentes anti-cárie, Apigenin (Api) e tt-Farnesol (Far), em adesivos dentinários, resina composta (CO) e cimento resinoso (CE), e o seu efeito na redução da virulência do Streptococcus mutans, na adesão dos adesivos à dentina, e nas propriedades mecânicas dos CO e CE. Api (1 mM) e Far (5 mM) foram adicionados separados ou em combinação à um adesivo autocondicionante (Clearfil S3 Bond Plus: CS3) e à um convencional (OptiBond S: OPT). Api (5 mM) e Far (5 mM) também foram adicionados separados ou em combinação, com ou sem flúor (F) ao CO e CE e comparados aos controles sem adições. Biofilme de S. mutans foi crescido na superfície de discos de adesivo-hidroxiapatita e em discos de CO e CE. Após 115h de incubação, a viabilidade bacteriana, peso seco, polissacarídeos (insolúveis, solúveis e intracelulares), e proteína foram quantificados. Imagens qualitativas em MEV foram obtidas do biofilme. Resistência de união foi avaliada e imagens em MEV da interface adesivo-dentina foram obtidas. S. mutans foi crescido na superfície de cavidades classe I restauradas com CO ou CE. Após incubação, foram observados a desmineralização cariosa e a infiltração bacteriana ao longo do gap de contração em microscopia confocal. Em adição, a resistência à flexão e modulo de elasticidade do CO e CE foram determinados. Os adesivos, CS3 com Api ou Api+Far, e OPT com Api ou Far reduziram o peso seco do biofilme de S. mutans. Os polissacarídeos insolúveis reduziram com a adição de Api ao CS3 e Far ao OPT. Os polissacarídeos intracelulares reduziram com a adição de Api e Api+Far ao CS3. Nenhuma diferença foi observada nas proteínas ou nos polissacarídeos solúveis. A resistência de união ou a interface adesivo-dentina não foram alterados comparados aos grupos controles. No caso do CO e CE, a viabilidade bacteriana reduziu para o CE com Api+Far+F. O peso seco e os polissacarídeos insolúveis e intracelulares foram reduzidos com a adição de Api, Api+Far ou Api+Far+F para ambos os materiais. As proteínas reduziram com a adição de Api ou Api+Far ao CO, e Api ou Far ao CE. Nenhuma diferença foi observada nos polissacarídeos solúveis, resistência flexural, modulo de elasticidade, ou infiltração bacteriana para o CO e CE. Entretanto, uma menor fluorescência do esmalte remanescente foi observada para o CO e CE contendo as adições, e as imagens de MEV confirmaram um biofilme mais denso dos grupos controles para todos os materiais testados. CS3 com Api ou Api+Far e, CO ou CE com Api, Api+Far ou Api+Far+F mostraram uma maior redução na virulência do S. mutans. O efeito da incorporação desses compostos naturais é material dependente; entretanto, as adições não interferiram com a performance de adesão dos adesivos ou com as propriedades mecânicas do CO ou CE. Nenhuma adição foi capaz de suprimir a atividade do S. mutans, mas a incorporação de Api e Far em materiais restauradores pode ser uma abordagem promissora para melhorar as propriedades cariostáticas quando o esmalte ainda está presente Abstract: The aim of this in vitro study was to evaluate the incorporation of two anti-caries agents, Apigenin (Api) and tt-Farnesol (Far) into dental adhesives, a resin composite (CO), and a resin cement (CE), and its effect on the virulence of Streptococcus mutans, bonding performance to dentin, and mechanical properties of the CO and CE. Api (1 mM) and Far (5 mM) were incorporated separately, or in combination, into a self-etch adhesive (Clearfil S3 Bond Plus: CS3), and an each-and-rinse adhesive (OptiBond S: OPT). Api (5 mM) and Far (5 mM) were also incorporated separately or in combination, with or without fluoride (F), into CO and CE and compared to controls without additives. S. mutans was grown to form a biofilm on the surface of adhesive-coated hydroxyapatite, on CO or CE disks. Following 115 h of incubation, bacterial viability, dry-weight, polysaccharide composition (alkali soluble, water soluble and intracellular), and total protein content were quantified. Qualitatively SEM images from the biofilms were obtained. Bond strength was measured and SEM images of the dentin-adhesive interface were obtained. S. mutans biofilm was grown on the surface of class-I cavities restored using CO or CE. After incubation, was observed the carious demineralization and bacteria infiltration through a contraction-formed gap along the restoration margin, using confocal microscopy. In addition, the flexural strength and elastic modulus of CO and CE were determined. The adhesives, CS3 with Api or Api+Far, and OPT with Api or Far, reduced the dry-weight of S. mutans biofilm. Insoluble polysaccharide reduced with the addition of Api to CS3 and Far to OPT. Intracellular polysaccharide was also decreased by the addition of Api and Api+Far to CS3. No differences were observed in the total amount of protein or soluble polysaccharide. In addition, neither the bond strength nor the dentin-adhesive interfacial morphology was altered compared to the control groups. In the case of CO and CE, the bacterial viability reduced for CE with Api+Far+F. Dry-weight and insoluble and intracellular polysaccharides were reduced by the addition of Api, Api+Far or Api+Far+F for both materials. The amount of protein declined with the addition of Api or Api+Far to CO, and Api or Far to CE. No differences were observed in the soluble polysaccharides, flexural strength, elastic modulus, or bacteria infiltration for CO or CE. However, lower fluorescence of the remaining enamel was observed for both CO and CE groups with additives, and SEM images confirmed that the densest biofilms were observed in the control groups for all materials tested. CS3 with Api or Api+Far and, CO or CE with Api, Api+Far or Api+Far+F showed the greatest reduction of S. mutans virulence. The effect of incorporation of these natural compounds is material-dependent; however, the additives did not interfere with adhesive-bonding performance or with the mechanical properties of the CO or CE. No additive was able to completely suppress S. mutans activity, but the incorporation of Api and Far into restorative materials appears to be a promising approach for enhancing cariostatic properties when remaining enamel is present Doutorado Dentística Doutora em Clínica Odontológica CNPQ 140698/2013-2 FAPESP 2013/22813-9, 2014/17543-9