Ocena bezpośredniego efektu wybielania zębów 10% i 20% żelem z nadtlenkiem mocznika - badania in vitro

Transkrypt

1 Czas. Stomatol., 007, LX,, Polish Dental Association Ocena bezpośredniego efektu wybielania zębów 10% i 0% żelem z nadtlenkiem mocznika - badania in vitro Evaluation of a direct effect of 10% and 0% carbamide peroxide gels on tooth bleaching in vitro studies Dorota Kościelniak 1, Maria Chomyszyn-Gajewska, Elżbieta Pamuła Z Pracowni Stomatologii Dziecięcej IS CMUJ 1 Kierownik: dr n. med. H. Kwapińska Z Katedry i Zakładu Periodontologii i Klinicznej Patologii Jamy Ustnej IS CMUJ Kierownik: prof. dr hab. n. med. M. Chomyszyn-Gajewska Z Katedry Biomateriałów, Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH Kierownik: prof. dr hab. inż. S. Błażewicz Streszczenie Cel pracy: oceniono działanie wybielające dwóch żeli z nadtlenkiem mocznika o różnym stężeniu (10% i 0%) w ciągu określonego czasu w warunkach in vitro. Materiał i metody: materiał badawczy stanowiło 1 zębów przedtrzonowych i trzonowych usuniętych ze wskazań ortodontycznych, które poddano procesowi wybielania przez 6 i 1 dni. Zastosowano dwa preparaty: Perox 10% (Chema-Elektromet - 10% nadtlenek mocznika) i Opalescence 0% PF (Ultradent Products Inc.- 0 % nadtlenek mocznika). Bezpośredni efekt wybielania oceniano za pomocą kolornika Esthet X i dokumentacji fotograficznej, zaś powierzchnię szkliwa zębów oceniono po 1 dniach wybielania za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego. Wyniki: po 6 dniach stosowania żeli uzyskano satysfakcjonujący kliniczny efekt wybielania. Ocena powierzchni szkliwa dokonana za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego nie wykazała różnic w budowie mikrostrukturalnej szkliwa próbek zębów po 1 dniach wybielania. Wnioski: stosowanie preparatów o stężeniu 10% lub 0% nadtlenku mocznika przez 1 dni ( godziny ekspozycji dziennie) nie wpływa istotnie na mikrostrukturę szkliwa. Summary Aim of the study: To evaluate the in vitro effect of two bleaching agents containing carbamide peroxide (10% and 0%) on tooth colour in a specified period. Material and methods: Twelve molars and premolars extracted due to orthodontic treatment requirements were bleached for 6 and 1 days. Two bleaching gels: Perox 10% (Chema-Elektromet) and Opalescence 0% PF (Ultradent Products Inc.) were applied. The whitening effect was assessed according to the Esthet X shade guide and documented with a digital camera. After 1 days scanning electron microscope was used to assess bleaching effect on the enamel surface. Results: A clinically satisfactory result was obtained after six days of using gels. Scanning electron microscopy did not reveal any significant changes in enamel microstructure after 1 days of bleaching. Conclusion: A daily four-hour exposure for a period of 1 days to gels containing 10% and 0% of carbamide peroxide does not significantly affect the microstructure of enamel. HASŁA INDEKSOWE: wybielanie zębów, nadtlenek mocznika, szkliwo zębów, elektronowa mikroskopia skaningowa KEYWORDS: tooth bleaching, carbamide peroxide, enamel, scanning electron microscopy 1

2 D. Kościelniak i in. Czas. Stomatol., Wstęp Wybielanie zębów jest dzisiaj jednym z najczęstszych zabiegów estetycznych wykonywanych przez lekarza w gabinecie stomatologicznym bądź przez pacjenta w domu, za pomocą specjalnych zestawów oraz wybielających past do zębów. Wybielanie jest możliwe dzięki dobrej przepuszczalności szkliwa i zębiny, która umożliwia dyfuzję środka wybielającego. Mechanizm działania tego środka polega na rozszczepianiu dużych cząsteczek egzo- lub endogennego barwnika podczas reakcji utleniania lub redukcji, a powstające produkty o mniejszej masie cząsteczkowej zostają ostatecznie usuwane na drodze dyfuzji [5, 6,, 16]. W skład preparatów używanych do wybielania wchodzą nadtlenek wodoru lub nadtlenek mocznika, które są stosowane do tego celu od ponad 100 lat. W wyniku rozpadu, z nadtlenku mocznika powstaje nadtlenek wodoru i mocznik (10% nadtlenek mocznika rozkłada się do,6% nadtlenku wodoru). Nocne, nakładkowe wybielanie z użyciem nadtlenku mocznika jest stosowane z powodzeniem od 1 r. Obecnie jest to najczęściej stosowana metoda wybielania zębów z żywą miazgą. Zabieg wykonuje się przez około 1 dni, średnio 6- godz. na dobę (nie krócej niż godz.) [1]. Początkowo nadtlenek mocznika stosowano w stężeniu 10%, później w celu uzyskania szybszego efektu, wprowadzono jego wyższe stężenia (do %) []. Bezpieczeństwo stosowania i skuteczność działania środków wybielających na tkanki zęba są dobrze udokumentowane [6, 7, ]. Spotyka się jednak opinie, że środki wybielające mogą wywierać niekorzystny wpływ na budowę szkliwa zębowego [1,,, 5, 1, 1]. Wpływ mocznika na szkliwo ludzkich zębów badali już w 1 roku Arends i wsp. [1]. Wykazali oni, że mocznik po tygodniu przenika na kilkaset mikrometrów w głąb tkanki szkliwa. Osłabia on lub niszczy wiązania peptydowe, zwłaszcza w przestrzeniach międzypryzmatycznych, pozostawiając nienaruszoną macierz organiczną pomiędzy pryzmatami [1]. Badania Potocnika i wsp. [1] po zastosowaniu 10% żelu Nite White, wykonane w skaningowym mikroskopie elektronowym wykazały nieznaczne uszkodzenia rdzenia pryzmatów szkliwnych i występowanie licznych linii Retziusa. Podobnie Flaitz i Hicks [5] obserwowali w swojej pracy uszkodzenie rdzenia pryzmatów, amorficzny charakter szkliwa oraz różnego stopnia porowatość jego powierzchni. Doszli oni do wniosku, że rozkład organicznej matrycy przez wolne rodniki pochodzące ze środka wybielającego, może spowodować znaczną utratę białek szkliwa z towarzyszącym uszkodzeniem mineralnych kryształów w niej zawieszonych. Efekt ten może być wytłumaczony przekroczeniem punktu saturacyjnego i w konsekwencji utratą ilościową tkanki szkliwa [5]. Zmianę struktury szkliwa, a mianowicie jego demineralizację i zwiększenie porowatości po 0 godzinach ekspozycji na trzy różne żele wybielające (stężenie nadtlenku mocznika 10%), opisał również Bitter [, ]. Siqueira i wsp. [1] w badaniach nad wpływem trzech środków wybielających o różnych stężeniach nadtlenku mocznika (10%, 16% i 0%) na powierzchnię szkliwa, doszli do wniosku, że wyższe stężenia powodują większą destrukcję szkliwa zęba. Po zastosowaniu 16% preparatu Nite White, obserwowali oni nadżerki na powierzchni szkliwa (SEM, powiększenie 50 razy) [1]. Haywood i wsp. [6, 7] w dwóch doświadczeniach, nie stwierdzili żadnych zmian w morfologii szkliwa po jego wybielaniu żelem z 10% nadtlenkiem mocznika (0 cykli po 6 godzin).

3 007, LX, Wybielanie zębów Cel pracy Celem pracy była ocena wybielającego działania dwóch żeli z nadtlenkiem mocznika o różnym stężeniu: 10% i 0% w warunkach in vitro. Oceny dokonano 6 i 1 dnia badania po codziennej, czterogodzinnej aplikacji preparatów. Materiał i metody Zastosowano preparaty o właściwościach wybielających: Perox 10% (Chema- Elektromet, Rzeszów, Polska) o składzie: 10% nadtlenek mocznika, karbomer, glikol propylenowy, glicerol, wodorotlenek sodu, woda oczyszczona, aromat miętowy (ph = 6,7) oraz Opalescence 0% PF (Ultradent Products Inc., USA), o składzie: 0% nadtlenek mocznika, karbopol, woda, azotan potasu, 0,% związek fluoru (ph=6,5). Badanie wykonano na 1 nieuszkodzonych zębach trzonowych i przedtrzonowych usuniętych ze wskazań ortodontycznych. Zęby w sposób losowy przydzielono do dwóch grup (badanej i kontrolnej), po 6 zębów w każdej. Do czasu rozpoczęcia badania, zęby przetrzymywano w 1% wodnym roztworze chloraminy T. Następnie oczyszczano je pastą Clean Polish (Kerr Hawe) i szczoteczką, odcinano korzeń w odległości około 1 mm od połączenia szkliwno-cementowego, po czym odcinano połówki zębów od strony językowej lub podniebiennej. W dalszej kolejności każdą z powierzchni wargowych zębów przecinano tarczą diamentową na połowy w płaszczyźnie strzałkowej. Przed procesem wybielania określono barwę obu fragmentów zęba za pomocą kolornika Esthet X (Dentsply Detrey) oraz wykonano zdjęcia aparatem cyfrowym (Nikon Coolpix 5). Wybielaniu poddawano połowę powierzchni wargowej, zaś druga część tej powierzchni stanowiła kontrolę. Próbki zębów z grupy kontrolnej przetrzymywano przez cały czas trwania doświadczenia w soli fizjologicznej, w temperaturze 7 o C. Preparatami Perox i Opalescence wybielano po 6 próbek. Umieszczano je na szalkach Petriego, nakładano na nie żel wybielający i po przykryciu szkiełkiem przenoszono do cieplarki o temperaturze 7 o C na godziny. Następnie żel usuwano, próbki przepłukiwano i umieszczano w soli fizjologicznej w temperaturze 7 o C na kolejne 0 godzin. Cykle wybielania powtórzono 1 razy dla każdego preparatu. Całkowity czas wybielania wyniósł godzin. Po 6 i 1 dniach badań oceniono zmianę koloru próbek zębów za pomocą kolornika Esthet X (Dentsply Detrey) oraz wykonano zdjęcia aparatem cyfrowym (Nikon Coolpix 5). Każdej barwie zęba przyporządkowano odpowiednią liczbę (tab. 1), obliczono wartość średnią i przedział ufności dla koloru zębów na poziomie istotności α= 0,05 (rozkład t - Studenta dla wartości niezależnych). Próbki z grupy badanej i stanowiącej kontrolę dokładnie przemyto wodą destylowaną (6 razy), wysuszono w temperaturze 7 o C przez h (cieplarka SML /50 Zalmed, Warszawa), przyklejono klejem przewodzącym do metalowych podstaw o kształcie walca (średnica mm) i napylono cienką warstwą przewodzącą węgla w napylarce próżniowej (Unitra Unima, próżnia 10 - tora). Obserwację szkliwa prowadzono zawsze w centralnym punkcie powierzchni wargowej zębów przy powiększeniach 50, 500, 000, 5000 krotnych. Badania wykonano za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego (JSM 500 JEOL, Japonia) stosując napięcie przyspieszające elektrony o wartości 0 kev.

4 D. Kościelniak i in. Czas. Stomatol., Wyniki i dyskusja Rycina 1 ilustruje fotografie części zębów wybielanych za pomocą obu preparatów przez 1 dni oraz grupy kontrolnej. Średni kolor próbek zębów przed wybielaniem wynosił odpowiednio ±, i ±,5 w pierwszej i drugiej grupie badawczej w 1-stopniowej skali wg kolornika Esthet X (tab. 1, i ). Po 6 dniach wybielania uzyskano poprawę koloru próbek zębów w 1 przypadkach, w granicach od do ze średnią 6, ±,5 dla preparatu Perox oraz ±, dla preparatu Opalescence (tab. i ). Po 1 dniach wybielania w większości próbek zębów uzyskano dalszą, aczkolwiek już nieznaczną poprawę koloru. W przypadku zastosowania 10% żelu uzyskano poprawę w 5 przypadkach na 6, a przy 0% preparacie T a b e l a 1. Kolor zębów wg kolornika Esthet X (Dentsply Detrey) i odpowiadający im stopień zabarwienia Stopnie Kolor XW W B1 A1 B D A C1 C D A D B A,5 B C A C T a b e l a. Zestawienie koloru zębów przed i po wybielaniu preparatem Perox (10% nadtlenek mocznika) Zęby S w S 6 S 1 S w - S 6 S w S Średnia i przedział ufności,0 ±,,7 ±0,6 1, ±0,5 6, ±,5 7,1 ±, S - Stopień przebarwienia (indeksy dolne oznaczają: w- wyjściowy, 6 po 6 dniach wybielania, 1 po 1 dniach wybielania). T a b e l a. Zestawienie koloru zębów przed i po wybielaniu preparatem Opalescencje (0% nadtlenku mocznika) Zęby S w S 6 S 1 S w - S 6 S w S Średnia i przedział ufności,0 ±,5,0 ±0,7,7 ±0,,0 ±,, ±,7 S - Stopień przebarwienia (indeksy dolne oznaczają: w- wyjściowy, 6 po 6 dniach wybielania, 1 po 1 dniach wybielania).

5 007, LX, Wybielanie zębów Ryc. 1. Obrazy części wargowych zębów; a próbek kontrolnych, b po wybielaniu. Próbki oznaczone od 1 do 6 wybielano preparatem Perox (10%), a próbki od 7 do 1 preparatem Opalescence przez 1 dni (zdjęcia wykonane aparatem cyfrowym). w 1 na 6 przypadków. Zmiana ta mieściła się w granicach od do, ze średnią 7,1 ±, dla preparatu Perox i, ±,7 dla preparatu Opalescence. Potwierdza to tezę, że w przypadku niższych stężeń żeli wybielających konieczne jest ich dłuższe stosowanie dla uzyskania lepszych efektów. Ostateczny średni kolor próbek zębów po 1 dniach wybielania wynosił 1, ± 0,5 po wybielaniu Peroxem i,7 ± 0, po wybielaniu Opalescence. Nie stwierdzono statystycznie istotnych różnic w skuteczności wybielającej żelu 10% w porównaniu z żelem 0% po 6 i 1 dniach stosowania - dla hipotezy, że średnia arytmetyczna koloru zębów nie różni się dla preparatu Perox i Opalescence. Badania Matisa i wsp. [10] oraz Leonarda i wsp. [] nad efektywnością 10% i 16% nadtlenku mocznika, wykazały szybsze wybielenie po zastosowaniu wyższego stężenia środka wybielającego, ale końcowy wynik wybielania był identyczny. Obrazy powierzchni szkliwa przykładowej próbki zęba z grupy kontrolnej pod różnymi powiększeniami od 50 do 5000 razy ilustruje ryc.. Na obrazie powierzchni szkliwa w SEM przy najmniejszym powiększeniu, tj. 50x (ryc. a) widoczne są faliste, płytkie bruzdy, które zaznaczają zakończenie linii Retziusa, tzw. perikymaty. Struktury te są charakterystyczne dla części wargowej szkliwa zębów, co wykazali w pracy Brosh i wsp. []. Przy powiększeniu 500x (ryc. b) widoczne są pryzmaty szkliwne, które tworzą strukturę przypominająca plaster miodu. W niektórych miejscach widoczne są pojedyncze, płytkie uszkodzenia szkliwa. Ułożenie pryzmatów i substancji międzypryzmatycznej obrazują ryc. c, d. Pryzmaty mają wielkość około 5 mikrometrów. W niektórych miejscach widoczne są uszkodzenia rdzeni pryzmatów. 5

6 D. Kościelniak i in. Czas. Stomatol., Ryc.. Mikrofotografie SEM kontrolnej powierzchni próbki szkliwa 1 zęba w powiększeniu a 50 x, b 500 x, c 000 x i d 5000 x. Ryc.. Mikrofotografie SEM powierzchni szkliwa próbek kontrolnych i po wybielaniu preparatem Perox (10%) przez 1 dni w powiększeniu 500 x; a ząb 1 przed wybielaniem, b ząb 1 po wybielaniu, c ząb przed wybielaniem i d ząb po wybielaniu. 6

7 007, LX, Wybielanie zębów Ryc.. Mikrofotografie SEM powierzchni szkliwa próbek kontrolnych i po wybielaniu preparatem Opalescence (0%) przez 1 dni w powiększeniu 500 x; a ząb 10 przed wybielaniem, b ząb 10 po wybielaniu, c ząb 1 przed wybielaniem i d ząb 1 po wybielaniu. W niniejszym doświadczeniu wykonano 6 mikrofotografii w mikroskopie skaningowym powierzchni szkliwa próbek zębów badanych i kontrolnych stosując cztery różne powiększenia, jednakże w dalszej części pracy zamieszczono tylko obrazy reprezentatywnych próbek zębów kontrolnych i po wybielaniu przy jednym powiększeniu (500x). Pozostałe obrazy uzyskane w SEM były zbliżone do mikrofotografii przedstawionych próbek. Obrazy powierzchni szkliwa dwóch próbek zębów wybielanych preparatem zawierającym 10% nadtlenek mocznika i ich grupy kontrolnej przedstawiono na ryc.. W obu przypadkach dobrze widoczne są pryzmaty i substancja międzypryzmatyczna, układające się w regularną strukturę typu plastra miodu. W przypadku próbki 1 zęba, przed i po procesie wybielania na powierzchni szkliwa występują pojedyncze erozje i nieregularne zagłębienia, spowodowane być może słabą mineralizacją i uszkodzeniami mechanicznymi szkliwa. Jednakże nie obserwuje się wpływu czynnika wybielającego na liczbę uszkodzeń ani na kształt i wielkość pryzmatów. Obraz szkliwa próbki zęba różni się od obrazu szkliwa pierwszej próbki zęba: w szkliwie brak jest erozji i zagłębień, zaś struktura pryzmatów wydaje się być bardziej regularna. Również w tym przypadku nie obserwuje się wpływu środka wybielającego na mikrostrukturę szkliwa. Dla pozostałych próbek zębów wybielanych za pomocą preparatu Perox nie doszukano się różnic pomiędzy próbkami kontrolnymi a poddanymi procesowi wybielania we wszystkich powiększeniach, jakkolwiek występowały widoczne różnice osobnicze w mikrostrukturze szkliwa. Obrazy powierzchni szkliwa dwóch przykła- 7

8 D. Kościelniak i in. Czas. Stomatol., dowych próbek i ich grupy kontrolnej zilustrowano na ryc.. Mikrostruktura szkliwa analizowanych próbek zębów była podobna do mikrostruktury próbek zębów wybielonych 10% nadtlenkiem mocznika (ryc. a,c). W przypadku większego stężenia w żelu substancji aktywnej, również nie stwierdzono wpływu procesu wybielania na mikrostrukturę szkliwa. We wszystkich badanych próbkach występowały jedynie różnice osobnicze w morfologii szkliwa, co mogło być związane ze stopniem zmineralizowania szkliwa. Wpływ trzech żeli wybielających o stężeniu nadtlenku mocznika 10% na powierzchnię szkliwa, badali również Intini i wsp. []. Nie stwierdzili oni zmian strukturalnych, oprócz usunięcia warstwy bezpostaciowej (pellicle) po 0 minutach działania żeli []. Potwierdzają ten fakt badania Suliemana i wsp. [15], którzy uważają, że szkodliwy wpływ na szkliwo lub zębinę wybielanych zębów ma niskie ph użytego preparatu. Podsumowanie Badania potwierdziły dużą skuteczność wybielającą żeli zawierających 10 % i 0 % nadtlenek mocznika. Po 6 dniach stosowania żeli uzyskano satysfakcjonujący kliniczny efekt wybielania, który uległ nieznacznej poprawie w ciągu kolejnych 6 dni. Obserwacje powierzchni szkliwa za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego nie wykazały różnic w budowie mikrostrukturalnej szkliwa próbek zębów po 1 dniach wybielania, w porównaniu z próbkami grupy kontrolnej, co zgodne jest z wynikami uzyskanymi przez innych autorów [6, 7]. Stosowanie preparatów o stężeniu 10% lub 0% nadtlenku mocznika przez 1 dni ( godziny ekspozycji dziennie) nie wpływa na mikrostrukturę szkliwa. Piśmiennictwo 1. Arends J, Jongebloed W L, Goldberg M, Schuthof J: Interaction of Urea and Human Enamel. Caries Res 1, 1: Bitter N C: A scanning electron microscopy study of the effect of bleaching agents on enamel: A preliminary report. J Prosthet Dent 1, 67, 6: Bitter N C: A scanning electron microscope study of the long-term effect of bleaching agents on the enamel surface in vivo. Gen Dent 1, 6: -.. Brosh T, Strouthou S, Sarne O: Effects of buccal versus lingual surfaces, enamel conditioning procedures and storage duration on brackets debonding characteristics. J Dent 005, : Flaitz C M, Hicks M J: Effects of carbamide peroxide whitening agents on enamel surfaces and caries-like lesion formation: An SEM and polarized light microscopic in vitro study. J Dent Child 16, 7-: Haywood V B, Leech T, Heymann H O, Crumpler D, Bruggers K: Nightguard vital bleaching: effects on enamel surface texture and diffusion. Quintessence Int 10, : Haywood V B, Houck V, Heymann H O.: Nightguard vital bleaching: effects of varying ph solutions on enamel surface texture and color change. Quintessence Int 11, : Itini G, Ciancio S, Andreana S, Bush P: Morphological changes of enamel after whitening treatment. An SEM evaluation. J Dent Res 000, 7: 60.. Leonard R H, Sharma A, Haywood V B: Use of different concentrations of carbamide peroxide for bleaching teeth: an in vitro study. Quintessence Int 1,, : Matis B A, Cochran M A, Eckert G J: Clinical evaluation of bleaching agents of different concentrations. Quintessence Int 000, 1: 0-10.

9 007, LX, Wybielanie zębów. McGuckin R S, Babin J F, Meyer B J: Alterations in human enamel surface morphology following vital bleaching. J Prosthet Dent 1, 6, 5: Mokhlis G R, Matis B A, Cochran M A, Eckert G J: A clinical evaluation of carbamide peroxide and hydrogen peroxide whitening agents during daytime use. J Am Dent Assoc 000,, : Potocnik I, Kosec L, Gaspersic D: Effects of 10 carbamide peroxide bleaching gel on enamel microhardness, microstructure, and mineral content. J Endod 000, 6, : Siqueira E, Campos B, Jaeger R, Santos M: In vitro evaluation of the enamel surface after using three differents bleaching agents. J Dent Res 1, 77, 5:. 15. Sulieman M, Addy M, Macdonald E, Rees J S: A safety study in vitro for the effects of an in-office bleaching system on the integrity of enamel and dentin. J Dent 00, : Tong L S M, Pang M K M, Mok N Y C, King N M, Wei S H Y: The effects of etching, microabrasion, and bleaching on surface enamel. J Dent Res 1, 7, 1: Otrzymano: dnia.viii.00 r. Adres autorów: Kraków, ul Montelupich Tel./fax: kodoro@poczta.onet.pl