Titanium penetration in human enamel after TiF4 application
J Clin Pediatr Dent. 2004 Spring;28(3):253-6.
Abstract
La aplicación de TiF4 produce un revestimiento de titanio en la superficie del esmalte, reduciendo su solubilidad en la presencia de agentes cariogénicos. No está establecido si el titanio también penetra dentro del esmalte. El propósito de este estudio fue evaluar in Vitro la presencia de este revestimiento superficial y la penetración en el esmalte de dientes sanos y cariados luego de la aplicación de TiF4. Veinticuatro terceras molares no erupcionadas fueron seccionadas mesiodistalmente y divididos en dos grupos (GA – sanos y GB – cariados artificialmente). Luego de una aplicación de TiF4, cada muestra fue fracturada longitudinalmente (oclusal-cervical). Mediante una microsonda con un espectrómetro dispersante de energía se observó penetración de titanio en el esmalte. El test de McNemar (p=0,267) mostró que no hubo diferencia entre los grupos analizados en cuanto a la penetración del titanio, aunque en el grupo A el titanio penetró más profundamente (test Wilcoxon, p=0,047). Se podría concluir que no hay diferencia entre los grupos en cuanto a la penetración del titanio, pero penetró más profundamente en esmalte intacto que en esmalte artificialmente cariado.
Introducción
El tetrafluoruro de titanio (TiF4) presenta una interacción con la superficie dental, a través de alta penetración y retención de fluoruro y baja solubilidad del esmalte después de su aplicación.
La reacción es completada en segundos y los iones de titanio y fluoruro parecen estar involucrados en este proceso. Cuando se aplica en la estructura dental, el titanio rompe sus en laces con el ión fluoruro y rápidamente se enlaza con el oxígeno de la superficie del esmalte, formando un revestimiento de dióxido de titanio (TiO2), químicamente atóxico en sistemas biológicos.
Estudios muestran que la aplicación de TiF4 como un agente preventivo en esmalte intacto y como un agente terapéutico en lesiones ratifícales. Con esto, aparecen algunas preguntas interrogantes, como la posibilidad de que el titanio, además de formar este revestimiento superficial, también penetre en el esmalte intacto (sano) o desmineralizado.
El propósito de este estudio fue evaluar in Vitro la presencia de un revestimiento superficial y la penetración del titanio en el esmalte humano intacto y cariado luego de una aplicación de TiF4 al 4%.
Materiales y Métodos
Veinticuatro terceras molares no erupcionadas fueron extraídas por motivos clínicos y almacenados en una solución de agua destilada con cristales de timol al 0,1% en un pH de 7,0. Estos dientes no presentaron defectos de esmalte (fracturas, hipoplasias o hipocalcificaciones), hecho comprobado con microscopio óptico.
Después de la remoción de la porción radicular, cada diente fue seccionado mesiodistalmente usando una sierra de diamante (Figura 1) y dividido aleatoriamente en dos grupos: GA - 24 mitades intactas (12 superficies vestibulares y 12 superficies linguales) y GB - 24 mitades cariadas artificialmente (12 superficies vestibulares y 12 superficies linguales), así cada mitad en el grupo A tenía su correspondiente en el grupo B. Todos los segmentos fueron sometidos a profilaxis con piedra pómez y copita de caucho, seguido de lavado durante 10 segundos con un spray de agua destilada y secados con aire por el mismo tiempo.
Proceso de desmineralización
Las muestras del grupo B fueron aisladas con esmalte de uñas, dejando una ventana de esmalte expuesto (2x2 mm) en el tercio medio para producir desmineralización artificial de acuerdo a Boyle et al. (modificado para este estudio): 2% de hidroximetilcelulosa, 1M de ácido láctico, pH 4,5, por 24 horas a la temperatura de 37ºC. Las mitades fueron colocadas en contenedores individuales con 6 ml, de tal forma que quedaran totalmente sumergidas en el gel. Al final de esta etapa, cada muestra fue lavada con agua destilada y secada por 10 segundos.
Aplicación de TiF4
Todos los segmentos recibieron una aplicación de TiF4 (pH ,10) por 60 segundos con un brush, seguido de lavado con agua destilada y secado por 10 segundos.
Con la sierra de diamantes, se hicieron guías de fractura en las superficies oclusal, posterior y cervical de cada muestra, excepto en los tercios medios. Mediante cincel y martillo todos los segmentos fueron fracturados longitudinalmente.
Análisis SEM y EDS
Solamente el área del tercio medio fue observado mediante microscopio electrónico de barrido (SEM). Para esto, las mitades fueron pegadas en mangos, con las porciones internas del esmalte volteadas hacia arriba y sus caras vestibular/lingual una frente a la otra, de tal manera que cada una correspondía a la mitad derecha e izquierda de la muestra. Todos los segmentos fueron cubiertos con una capa de carbón. De cada mitad se hicieron tres electromicrografías y un mapeo de titanio mediante una microsonda con un espectrómetro dispersador de energía (EDS) en las áreas superior, media e inferior del tercio medio del esmalte (Figura 2).
Análisis Estadístico
Los resultados obtenidos fueron tabulados en el software Excel 8.0, importados al software SPSS 11.0 y analizados mediante el test McNemar Chi-cuadrado, para determinar si hubo diferencia significativa en la penetración del titanio en el esmalte entre los grupos A y B; y mediante el test Wilcoxon, para determinar si hubo diferencia significativa en la profundidad de penetración del titanio en el esmalte entre los grupos A y B. Para esto, un nivel de significancia de nivel de 5% fue considerado.
Resultados
El revestimiento superficial de titanio (TiO2) estuvo presente en el 100% de los dientes analizados, independientemente de la penetración del titanio. En el grupo A, la frecuencia de penetración fue 66,7% (n=16) y 45,8 (n=11) en el grupo B, sin diferencias estadísticas significativas (test Chi cuadrado p=0,047), con una mayor penetración de titanio en el grupo A (Figura 4).
Discusión
Varios autores describen la presencia de un revestimiento superficial de titanio sobre la estructura dental luego de la aplicación de tetrafluoruro de titanio. En este estudio, la presencia de este revestimiento se encontró en todas las muestras, reforzando la idea de que, debido a la afinidad del titanio por el oxígeno, se forma dióxido de titanio antes de que titanio libre penetre dentro del esmalte.
El revestimiento de titanio observado en las muestras, fue verificado también en superficies oclusales de dientes deciduos, permaneciendo 1 años después de su aplicación, también mantuvo estas superficies sin lesiones cariosas. El uso de TiF4 como sellante de fisuras presenta ventajas cuando se le compara con otros tipos de sellantes, como la facilidad y reducción del tiempo de aplicación, menor costo y ausencia de área de retención de biofilm, relacionadas con la fractura o pérdida parcial de los sellantes, lo que favorece su empleo en pacientes con necesidades especiales, con disturbios de comportamiento, bebés o en pacientes con riesgo o alta actividad de caries.
Langer y Galon llevaron a cabo un estudio de la incidencia de caries en una población de un área que no contaba con fluorización de agua potable. Luego de 2 años y medio, la incidencia fue cuatro veces menor en el grupo estudio que usó TiF4 como enjuague bucal que en el grupo control que solo recibió placebo. Estos autores atribuyen el éxito del estudio al revestimiento formado en el diente luego de su contacto con TiF4. Sin embargo, el enjuague con fluoruros debe estar limitado a niños en edad preescolar que posean el reflejo de escupir desarrollado.
Durante y luego del la terapia ortodóntica, se observan lesiones descalcificadas alrededor de brackets. Debido a esto, Buyukyilmaz et al. Investigaron el potencial cariopreventivo del TiF4 aplicado alrededor de los brackets y observaron luego de 4 semanas una reducción en la prefundidad y la pérdida de mineral de estas lesiones. Sin embargo el titanio puede ser negativo en casos de reposición de brackets, porque este puede reducir la fuerza de adhesión. De acuerdo a Santos et al, esto sucede provee una resistencia significativa al esmalte grabado. Este suceso debe ser también considerado antes de ejecutar restauraciones con composites.
Sin embargo, cuando se realiza profilaxis con el brush de Robinson, este remueve alrededor de 10,7 μm de esmalte, y con la copita de caucho 5 μm. En las muestras analizadas la máxima penetración del titanio fue de 3,25 μm (Figura 4), mostrando que la profilaxis debería ser indicada antes del grabado ácido en esmalte, con el objetivo de mejorar la fuerza de adhesión entre el esmalte y el composite.
En muestras de ambos grupos, las áreas de penetración de titanio no fueron dispuestas uniformemente a lo largo del esmalte, este hecho se puede explicar debido al método utilizado en la preparación de las muestras, porque mediante la fractura, la superficie observada al microscopio se vuelve irregular y rugosa, lo cual puede haber escondido la presencia de titanio en algunas zonas analizadas debido a incidencia perpendicular de los electrones.
Aún cuando la diferencia en la penetración del titanio parece muy pequeña entre ambos grupos, se observó que en el grupo A la profundidad de penetración del titanio fue estadísticamente significativa comparada con el grupo B (p=0,047). Este hecho no fue se esperaba, debido a la mayor porosidad atribuida al esmalte desmineralizado, se especuló que la penetración del titanio sería mayor en el grupo de cariados artificialmente. Sin embargo, en esmalte desmineralizado posee una cantidad menor de agua y carbonato (fuentes de oxígeno) que el esmalte intacto (sano) luego del secado, esto podría haber mermado la conexión del titanio con el oxígeno en la superficie dental.
Con respecto a la penetración del titanio, se observó que era menor en dientes con lesiones tipo cariosas, de acuerdo a Wefel estas lesiones son significativamente reducidas luego de la aplicación de TiF4 cuando se compara con el fluoruro fosfato acidulado. Soyman et al. Concluyeron que la aplicación de tetrafluoruro de titanio en la superficie del esmalte incrementa los niveles de fluoruro propiciando remineralización mediante la formación de fluoroapatita.
En conclusión, este estudio demostró que no hubo diferencias significativas entre los grupos con respecto a la penetración del titanio en esmalte, pero éste penetró más en esmalte intacto que en el esmalte artificialmente cariado.
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