Remineralizarea Leziunilor Artificiale ale Smalțului cu Teobromină
Publicație: Cercetări cu privire la carii 2013;47:399–405
DOI: 10.1159/000348589
Data publicării: 24 aprilie 2013
Autori:
B.T. Amaechia, N. Porteousa, K. Ramalingama, P.K. Mensinkaia, R.A. Ccahuana
Vasqueza, A. Sadeghpour, T. Nakamoto
Departamentul de Stomatologie Generală, Centrul de Științe ale Sănătății din San Antonio al Universității din Texas, San Antonio, Tex. și Theodent LLC, New Orleans, La., SUA
Cuvinte cheie:
Prevenirea cariilor - Remineralizare - Teobromină
Rezumat
Obiectiv: Acest studiu a cercetat potențialul de remineralizare al teobrominei în comparație cu un dentifriciu standard NaF. Metode: S-au produs trei blocuri de dinți din fiecare cei 30 de dinți. Leziunea asemănătoare cariei a fost creată pe fiecare bloc cu ajutorul unui gel acidificat. Un bloc mai mic a fost tăiat din fiecare bloc pentru imagistica de bază prin microscopie electronică cu scanare și pentru analiza prin spectroscopie electronică dispersivă (SED) pentru nivelul de Ca la suprafață. O secțiune de dinte a fost tăiată din fiecare bloc purtător de leziuni pentru cuantificarea prin microradiografie transversală (MRT) a pierderii minerale de bază (Δz) și a adâncimii leziunii (AL). Apoi, s-a măsurat microduritatea de bază a suprafeței (MDS) a fiecărei leziuni. Cele trei blocuri de la fiecare dinte au fost alocate la trei agenți remineralizanți: (1) salivă artificială; (2) salivă artificială cu teobromină (0,0011 mol/l) și (3) suspensie de pastă de dinți NaF (0,0789 mol/l F). Remineralizarea a fost realizată utilizând un model de cicluri de pH cu depozitare în salivă artificială. După un ciclu de 28 de zile, eșantioanele au fost analizate cu ajutorul SED, MRT și MDS. Comparația intragrup a datelor pre și post-test a fost realizată cu ajutorul testelor t (p < 0,05). Comparațiile intergrup au fost efectuate prin comparații post hoc în mai multe etape (Tukey). Rezultate: MDS a indicat o remineralizare semnificativă (p < 0,01) doar cu teobromină (38 ± 32%) și pastă de dinți (29 ± 16%). Cu MRT (Δz/lD), teobromina și pasta de dinți au prezentat un câștig mineral semnificativ (p < 0,01) mai mare în raport cu saliva artificială. Cu MDS și MRT, remineralizarea produsă de teobromină și pasta de dinți nu a fost semnificativ diferită. Cu SED, depunerea de calciu a fost semnificativă în toate grupurile, dar nu a fost semnificativ diferită între grupuri (teobromină 13 ± 8%, pastă de dinți 10 ± 5% și salivă artificială 6 ± 8%). Concluzie: Studiul de față a demonstrat că teobromina într-un mediu formator de apatită poate spori potențialul de remineralizare al mediului.
Copyright © 2013 S. Karger AG, Basel
Remineralizarea Leziunilor Artificiale ale Smalțului cu Teobromină
Cariile dentare în stadiul incipient de formare (necavitate) pot fi remineralizate [ten Cate și Featherstone, 1991; Featherstone, 2008], iar această remineralizare poate fi facilitată de agenți cum ar fi fluorul administrat fie prin clătirea gurii, fie prin dentifrice [Schafer, 1989; Wefel et al., 1995]. Cu toate acestea, utilizarea pe scară largă a fluorurii, în principal sub formă de dentifrice, a contribuit la o incidență în creștere a fluorozei dentare, în special la copiii preșcolari, din cauza ingerării cronice a acestor produse [Pendrys și Stamm, 1990]. În plus, capacitatea fluorurii de a promova remineralizarea și de a inhiba formarea cariilor în mediul bucal este limitată de disponibilitatea calciului și a fosfatului în salivă și, în cele din urmă, în lichidul din placa bacteriană; astfel, în condiții de disfuncție salivară, rata de remineralizare nu este suficient de mare pentru a preveni procesul de cariere, cu consecința cariilor galopante [Mandel, 1989].
Consumul de ciocolată, ca produs de cofetărie care conține zahăr, a fost asociat cu caria dentară [Gustafsson et al., 1954]. Cu toate acestea, o serie de studii au sugerat că pudra de cacao și ciocolata ar putea conține unele substanțe inhibitoare pentru carii [Strålfors, 1966a, b, c, 1967]. Studiile efectuate pe hamsteri au arătat că pudra de cacao pură a inhibat caria dentară cu 84, 75, 60 și 42% atunci când procentul din dieta hamsterilor a fost de 20, 15, 10 și, respectiv, 2%, cacaua degresată prezentând un efect anticarie semnificativ mai mare decât cacaua cu conținut de grăsime [Strålfors, 1966a]. Aceste rapoarte sugerează că extractul de cacao, componenta principală a ciocolatei, ar putea conține un agent cu potențial anticarie.
În timp ce se studia efectul cofeinei asupra mineralizării dinților, s-a constatat că cofeina scade dimensiunea cristalelor de pe smalț atunci când este expusă devreme, în perioada critică de creștere [Falster et al., 1993]. În studiul ulterior, s-a demonstrat că aceste fenomene de diminuare a cristalinității duc la creșterea cariei dentare la șobolani, fapt demonstrat prin scorul semnificativ mai mare de carii la grupul de cofeină în comparație cu grupul de control fără cofeină [Nakamoto et al., 1993], deoarece dimensiunea mai mică a cristalelor crește dizolvarea mineralelor [Falster et al., 1992]. Cu toate acestea, în timpul acestui studiu privind cafeina, s-a descoperit în mod întâmplător că teobromina, care face parte din aceeași familie de xantine, a prezentat proprietăți total opuse, adică teobromina crește cristalinitatea [Nakamoto et al., 1999, 2001]. Șobolanii nou-născuți expuși la teobromină în timpul creșterii au arătat că mai puțin calciu, fosfor și magneziu au fost dizolvate din apatita smalțului șobolanilor expuși la teobromină în comparație cu șobolanii de control atunci când dinții au fost expuși la o soluție slab acidă [Nakamoto et al., 1999, 2001]. Teobromina (3,7-dimetilxantină), o pulbere cristalină albă, este un alcaloid gata disponibil în cacao (240 mg/cupă) și ciocolată (1,89%). Nivelurile sale sunt mai ridicate în ciocolata neagră (aproximativ 10 g/kg) decât în ciocolata cu lapte (1-5 g/kg). Ciocolata de calitate superioară tinde să conțină mai multă teobromină decât cea de calitate inferioară. Conținutul mediu de teobromină din boabele de cacao este de aproximativ 20,3 mg/g [Craig și Nguyen, 1984].
Având în vedere studiile de mai sus pe animale [Nakamoto et al., 1999, 2001] care au demonstrat o dizolvare „netă” mai mică a diferitelor minerale de pe suprafața smalțului expus la teobromină în comparație cu grupul fără teobromină, au fost efectuate studii suplimentare pe dinți umani pentru a cerceta modul în care expunerea la teobromină poate modifica suprafața smalțului in vitro [Sadeghpour și Nakamoto, 2011; Kargul et al., 2012]. Rezultatele au indicat faptul că microduritatea suprafeței smalțului din grupul cu teobromină a fost mult îmbunătățită în comparație cu grupul cu fluorură. Studiul de față a cercetat potențialul remineralizant al teobrominei în comparație cu un dentifriciu standard cu fluorură de sodiu prin determinarea remineralizării leziunilor de smalț într-un model stabilit in vitro de remineralizare/demineralizare prin ciclul pH [White, 1987]. Ipotezele noastre de nul au fost că (a) fiecare dintre cele trei tratamente promovează remineralizarea leziunilor smalțului, determinată prin microduritate de suprafață (MDS), microradiografie transversală (MRT) și analize ale depozitelor de Ca, care sunt semnificativ mai mari decât zero, și (b) remineralizarea leziunilor smalțului nu ar fi diferită între saliva artificială cu teobromină și dentifriciul cu fluorură.
Materiale și metode
Producerea de Leziuni Artificiale ale Smalțului
În urma consimțământului donatorilor, molari umani proaspăt extrași au fost colectați de la diferite clinici ale Școlii de Stomatologie a Centrului de Științe ale Sănătății din San Antonio al Universității din Texas. Dinții au fost curățați de resturi/pete și au fost examinați cu ajutorul transiluminatorului. Dinții fără carii sau malformații ale smalțului au fost selectați și curățați cu piatră ponce pentru a îndepărta resturile de peliculă de pe suprafața bucală. Cu ajutorul unui ferăstrău cu fir de diamant răcit cu apă, s-au produs 3 blocuri de dinți din fiecare dintre cei 50 de dinți selectați inițial, fiecare bloc măsurând aproximativ 4 mm lungime × 2 mm lățime × 1,5 mm grosime. Apoi, cu ajutorul unei pelicule de șlefuire cu diamant (1 μm) într-o mașină de șlefuit de precizie MultiPrep TM (Allied High Tech, SUA), suprafața smalțului fiecărui bloc a fost șlefuită pentru a obține o suprafață plană. În continuare, toate suprafețele fiecărui bloc au fost vopsite cu două straturi de lac de unghii rezistent la acizi, cu excepția suprafeței bucale. Apoi s-a creat o leziune de smalț pe această suprafață bucală expusă, pe fiecare bloc, prin demineralizare timp de 7 zile într-un sistem de gel acidifiat [Amaechi et al., 1998]. Gelul a fost preparat prin adăugarea a 100 mmol/l de hidroxid de sodiu la 100 mmol/l de acid lactic pentru a obține o valoare finală a pH-ului de 4,5. La această soluție, s-a adăugat hidroxietilceluloză 6% w/v, agitându-se energic. Consistența finală a gelului obținut a avut o vâscozitate de aproximativ 100 cP. După formarea leziunilor, lacul de unghii a fost îndepărtat cu grijă și în totalitate cu acetonă. Astfel, s-au obținut în total 3 blocuri purtătoare de leziuni de la fiecare dinte.
Analiza Datelor MRT de Referință
După formarea leziunii, o secțiune de dinte ( ∼ 150 μm grosime) a fost tăiată din fiecare bloc dentar purtător de leziune cu ajutorul unui ferăstrău cu fir de diamant răcit cu apă. Această secțiune a servit ca bază de referință utilizată pentru a determina parametrii MRT de pretratament (pierderea minerală, Δz, și adâncimea leziunii, AL) a leziunii înainte de remineralizare (parametrii pre-test). De asemenea, parametrii de pe secțiunile de control au fost utilizați pentru a selecta leziunile/blocurile care au fost adecvate studiului de remineralizare. Secțiuni de referință au fost prelucrate pentru evaluarea MRT după cum urmează. În primul rând, ambele fețe ale secțiunii au fost șlefuite cu ajutorul unei pelicule de șlefuire cu componentă adezivă într-o Mașină de Șlefuit de Precizie MultiPrep (Allied High Tech) pentru a obține suprafețe planoparalele, precum și pentru a reduce grosimea secțiunii la 100 μm (grosimea adecvată pentru MRT). În continuare, secțiunile au fost microradiografiate pe o placă de sticlă cu raze X de înaltă rezoluție de tip lA (Microchrome Technology, Calif., SUA) cu un sistem generator de raze X Phillips, utilizând o sursă de raze X Cu(Kα) (Philips B.V., Eindhoven, Țările de Jos). Plăcile au fost expuse timp de 10 minute la o tensiune anodică de 20 kV și un curent de tub de 10 mA la o distanță focar-probă de 30 cm, apoi au fost prelucrate. Prelucrarea a constat în 5 minute de developare în developatorul Kodak HR și 15 minute de fixare în Kodak Rapid Fixer înainte de o perioadă finală de spălare de 30 de minute. După uscare, microradiografiile au fost supuse vizualizării și analizei imaginilor cu ajutorul unui program de calculator (MRT2006 versiunea 3.0.0.6). Echipamentul a fost un microscop optic Leica DMR conectat la un computer personal prin intermediul unei camere Sony model XC-75CE CCTV. Imaginea îmbunătățită a microradiografului a fost analizată în condiții standard de intensitate luminoasă și de mărire și a fost prelucrată, împreună cu datele din imaginea scalei de nuanțe, de către programul MRT. Prin această metodă, au fost cuantificați parametrii de pierdere minerală integrată (Δz, vol% · μm) și AL pentru fiecare leziune a smalțului.
Examinarea Microscopică Electronică de Scanare de Referință a Probelor
Pe baza parametrilor secțiunilor de control, 90 de blocuri purtătoare de leziuni de la 30 dintre cei 50 de dinți selectați inițial și prelucrați (3 blocuri din fiecare dinte) au fost selectate pentru studiul de remineralizare. În urma acestei selecții, din fiecare bloc s-a tăiat un bloc mai mic, care măsoară aproximativ 1,5 mm în lungime × 2 mm în lățime × 1,5 mm în grosime. Acest bloc mai mic a fost utilizat pentru o examinare de referință a leziunilor prin microscopie electronică cu scanare (MES) și spectroscopie electronică dispersivă (SED). Înainte de examinarea MES, blocurile au fost așezate într-un vas Petri și uscate la aer sub o hotă de laborator timp de 24 h. După uscare, blocurile au fost acoperite prin pulverizare cu paladiu auriu (Autopulverizator Automat 108 cu Controler de Grosime de Înaltă Rezoluție MTM-20, Ted Pella) cu o grosime mai mică de 50 nm. Apoi, probele au fost plasate într-o cameră de vid la un microscop electronic cu scanare (Microscop electronic cu scanare JEOL, JEOL USA Inc., model JSM-6610LV) și apoi au fost vizualizate și analizate la o tensiune accelerată de 15 kV. Imaginea a fost captată și salvată la o mărire de ×1.500. Fiecare imagine a menționat atât mărirea, cât și numărul de identificare al eșantionului. Analiza spectrului SED pentru determinarea conținutului de calciu a fost efectuată după analiza MES. Toate examinările au fost efectuate în centrul fiecărui bloc.
Testarea MDS de Bază
Înainte de evaluarea microdurității, probele au fost depozitate într-un mediu umed. MDS a fost testată pe suprafața fiecărui bloc folosind un dispozitiv de testare a durității diamantat Vickers (Tukon 2100; Wilson-Instron, Norwood, Mass., SUA) cu o sarcină de 200 gf aplicată timp de 15 s. S-au făcut trei crestături la capetele de mijloc, superior și inferior ale suprafeței smalțului (păstrând o zonă rezonabilă de siguranță între crestături), iar valorile Vickers au fost calculate și efectuată media pentru fiecare bloc.
Tabelul 1 . Secvența de tratament cu cicluri de pH pentru experiment
Procedura de tratament
Cele 3 blocuri din fiecare dinte au fost repartizate aleatoriu în trei grupuri de tratament (n = 30), după cum se descrie mai jos. Cele 30 de blocuri pentru fiecare grup de tratament au fost distribuite în trei subgrupuri de 10 blocuri. Folosind ceară dentară adezivă, cele 10 blocuri pentru fiecare subgrup au fost fixate pe o tijă cilindrică care este atașată la capacul unui tub de tratament de 100 ml cu cod de culoare, obținându-se un total de trei tuburi pentru fiecare grup de dentifrice.
Remineralizarea a fost realizată cu ajutorul unui model de ciclare a pH-ului (demineralizare/ remineralizare), simulând cât mai fidel posibil activitățile din mediul bucal. Saliva artificială [MgCl 2 -6 H 2 O (0,148 mmol/l), K 2 HPO 4 (4,59 mmol/l), KH 2 PO 4 (2,38 mmol/l), KCl (8,39 mmol/l), lactat de calciu (1,76 mmol/l), fluorură (0,05 ppm), carboximetilceluloză de sodiu (2,25 mmol/l), metil-4-hidroxibenzoat de metil (13,14 mmol/l), pH ajustat la 7. 2 cu KOH] [Amaechi și Higham, 2001] a fost utilizat ca mediu de remineralizare în toate regimurile de tratament, în timp ce un tampon acidificat [2,2 mmol/l KH 2 PO 4 , 2,2 mmol/l (1.000 mmol/l) CaCl 2 , 50 mmol/l acid acetic, 0,5 μg F/l (NaF), pH ridicat la 4,5 cu KOH] [Amaechi et al, 1998] a fost utilizat ca mediu de provocare acid. Cele trei grupe de tratament au fost produse după cum urmează: grupa 1: salivă artificială; grupa 2: salivă artificială cu teobromină (1,1 mmol/l); grupa 3: suspensie de pastă de dinți cu fluor standard cu 0,24% NaF preparată prin amestecarea unei părți de dentifrice și a 3 părți de salivă artificială (9 g:27 ml) cu ajutorul unui mixer de laborator până la omogenizare. Mediul proaspăt pentru fiecare grup a fost pregătit chiar înainte de fiecare episod de tratament. Regimul de tratament ciclic pentru fiecare zi a constat în trei provocări acide de 1 oră, trei perioade de tratament cu mediu de testare de 2 minute și apoi depozitarea în salivă artificială pentru restul timpului ( tabelul 1 ). Pentru tratament, 60 ml de mediu de tratament (salivă artificială, salivă artificială cu teobromină, suspensie de pastă de dinți cu fluor standard sau tampon acidificat) au fost plasați în fiecare flacon de tratament de 100 ml cu cod de culoare. Toate tratamentele au fost agitate la 350 rpm și au fost efectuate într-un incubator la 37 °C. pH-ul fiecărui mediu a fost măsurat o dată pe zi înainte de tratament. După tratamentul cu un mediu, probele au fost clătite cu apă deionizată curentă și uscate cu un prosop de hârtie înainte de a fi introduse în următorul agent. Regimul zilnic a fost repetat timp de 28 de zile.
Tabelul 2. Compararea datelor înainte și după tratament
MES post-tratament
După tratarea blocurilor cu produsele, din fiecare bloc s-a tăiat un bloc mai mic, cu o lungime de aproximativ 1,5 mm × 2 mm în lățime × 1,5 mm în grosime. Acest bloc mai mic a fost utilizat pentru examinarea MES și SED a leziunilor după expunere, așa cum s-a descris mai sus. Acest proces a furnizat datele SED ale leziunilor.
MDS post-tratament
Testul MDS post-test a fost efectuat pe porțiunea rămasă din fiecare bloc, prin trei crestături pe suprafața liberă (fără crestături) a blocului, iar valoarea medie a fost calculată pentru fiecare bloc. În acest moment erau disponibile valorile MDS ale leziunilor de la pre-test (MDS 1 ) și post-test (MDS 2 ).
Analiza Datelor MRT post-tratament
După testarea MDS, o secțiune de dinte ( ∼ 150 μm grosime) a fost tăiată din fiecare bloc și prelucrată pentru microradiografie, așa cum s-a descris mai sus pentru probele de control. Deși secțiunile de control fuseseră microradiografiate și analizate pentru selectarea leziunilor corespunzătoare, acestea au fost remicroradiografiate și analizate împreună cu secțiunile de post-test pentru a elimina variația datorată condițiilor diferite de prelucrare. Acest proces a produs următoarele informații: valorile pre-test (Δz 1 , AL 1 ) și post-test (Δz 2 , AL 2 ) pentru Δz și AL.
Analiza statistică
Analiza statistică a datelor a fost realizată cu ajutorul programului statistic SPSS (PASW Statistics 18.0), cu un nivel de semnificație de 0,05. Analiza puterii efectuată de noi și calculul dimensiunii probei au fost efectuate cu ajutorul software-ului nQuery Advisor (Soluții Statistice, Cork, Irlanda) și s-au bazat pe rezultatele studiilor noastre anterioare [Amaechi et al., 1998; Amaechi și Higham, 2001], în care valoarea medie (± deviație standard, SD) a %Δz înainte de tratament a fost de 28,5 ± 31,2. Pentru ipoteza noastră de nul conform căreia remineralizarea leziunilor smalțului va fi semnificativ mai mare decât zero, dimensiunea eșantionului propus de n = 30 va avea o putere mai mare de 0,95 cu un nivel de semnificație unilaterală de 0,05 pentru a detecta o diferență între o medie a ipotezei de nul de zero și o medie a eșantionului %Δz egală sau mai mare de 10 %. Media și eroarea standard a parametrilor MDS, MRT și a nivelului de Ca au fost calculate pentru datele de tratament pre- și post-test. Toate datele au fost examinate în ceea ce privește normalitatea și omogenitatea varianței. Deoarece fiecare dinte selectat a dat 3 blocuri, aceasta înseamnă că nu toate observațiile sunt independente, astfel încât datele au fost analizate ținând cont de lipsa de independență a blocurilor. Parametrii pre-test și post-test din cadrul fiecărui grup au fost comparați cu ajutorul testelor t la un nivel de încredere de 95%. Comparațiile intergrupuri au fost efectuate cu modificarea procentuală a MDS, Δz, AL și a nivelului de Ca, utilizând analiza varianței într-o singură direcție (p < 0,05), urmată de comparații post hoc în mai multe etape (Tukey WSD). Modificarea procentuală pentru fiecare măsurătoare (MDS, Δz, AL și nivelul de Ca) după tratament a fost calculată pentru fiecare probă ca fiind: ( pre-test - post-test)/pre-test și exprimată ca procent.
Rezultate
Nu au existat diferențe semnificative din punct de vedere statistic în ceea ce privește valorile medii pentru datele de bază între grupurile experimentale pentru MDS, Δz și depozitul de Ca, deși valorile medii au fost diferite din punct de vedere numeric între grupuri. Cu MDS, toate cele trei grupuri au cunoscut un anumit grad de remineralizare; cu toate acestea, numai grupurile cu teobromină și pastă de dinți au prezentat o remineralizare semnificativă ( tabelul 2 ), datele MDS pre-test și post-test fiind semnificativ diferite (p < 0,01). Atunci când grupurile au fost comparate pe baza modificării procentuale relative a MDS ( fig. 1 ), grupurile de teobromină (38 ± 32 %) și pastă de dinți (29 ± 16 %) au prezentat un câștig procentual semnificativ (p < 0,01) mai mare în ceea ce privește duritatea (remineralizare) în raport cu grupul de salivă artificială (7 ± 20 %). Grupurile de teobromină și pastă de dinți nu au fost semnificativ diferite între ele, deși s-a înregistrat o creștere mai mare a durității (remineralizare) în grupul de teobromină, cu 31 și 9% mai mare în raport cu saliva artificială și, respectiv, cu pasta de dinți. Atât cu Δz, cât și cu AL măsurate cu MRT, s-a constatat aceeași tendință ca și în cazul MDS, grupurile de teobromină și pastă de dinți prezentând un câștig procentual semnificativ mai mare (p < 0,01) de mineralitate (remineralizare) în raport cu grupul de salivă artificială în ceea ce privește modificarea procentuală a Δz și AL ( tabelul 2 , fig. 2 , 3 ). Rezultatul cuantificării nivelului de calciu de pe suprafața dintelui cu ajutorul SED pe imagini SEM a arătat că, după 28 de zile de tratament, fiecare tratament a produs depuneri de calciu semnificative din punct de vedere statistic (p < 0,05) pe suprafața dintelui ( tabelul 2 ). Cu toate acestea, între cele trei grupuri, nu s-au constatat diferențe statistice în ceea ce privește modificarea procentuală a calciului depus ( fig. 4 ).
Discuție
Studiul de față a cercetat efectul de prevenire a cariilor al teobrominei, examinând capacitatea acesteia de a determina remineralizarea leziunilor smalțului și de a spori rezistența leziunilor smalțului la un nou atac acid. Acest studiu a fost realizat cu ajutorul unui model stabilit de cicluri de pH al cariei in vitro [White, 1987] care a supus leziunile smalțului la cicluri de remineralizare și demineralizare echivalente cu condițiile din mediul oral. Cele trei modalități de remineralizare examinate în acest studiu conțineau aceeași salivă artificială ca în grupul 1, diferența de compoziție fiind reprezentată de teobromină în grupul 2 și de fluorură de sodiu și alte ingrediente ale pastei de dinți în grupul 3. Cele trei modalități de tratament au produs o remineralizare netă a leziunilor smalțului, care a fost semnificativă și de niveluri comparabile doar în grupurile de dentifrice cu teobromină și NaF. Cu toate acestea, este relevant să menționăm căfaptul că atât tamponul de demineralizare, cât și cel de remineralizare conțin fluorură ar putea masca parțial efectul benefic al tratamentelor. Deși pasta de dinți cu teobromină și NaF au prezentat niveluri comparabile de remineralizare, la nivel molar, cantitatea actuală de teobromină (0,0011 mol/l) necesară pentru a produce un efect cariostatic este de 71 de ori mai mică decât cantitatea necesară de fluorură (0,0789 mol/l) într-un dentifriciu pentru a produce un efect comparabil. Studiul de față este în concordanță cu studiile anterioare care au demonstrat capacitatea salivei artificiale alese [Adam et al., 2011] și a dentifriciului cu fluorură de sodiu [Walsh et al., 2010; Zero et al., 2010] de a induce remineralizarea leziunilor smalțului. Remineralizarea observată cu teobromină a confirmat raportul a două studii anterioare [Sadeghpour și Nakamoto, 2011; Kargul et al., 2012], în care expunerea regulată a unei suprafețe de smalț demineralizat la teobromină a indus recristalizarea suprafeței și a crescut MDS-ul smalțului în comparație cu fluorura de sodiu [Sadeghpour și Nakamoto, 2011]. În studiul lor amplu asupra teobrominei, Sadeghpour și Nakamoto [2011] au supus ulterior suprafețele remineralizate la o nouă provocare acidă și au observat că dinții tratați cu teobromină au pierdut cu 8% mai puțin calciu decât dinții tratați cu fluorură, atunci când a fost măsurată cantitatea de calciu dizolvat din fiecare grup.
Observarea unei remineralizări nete semnificative, atunci când se știe că rata de demineralizare este mai mare decât cea de remineralizare [ten Cate et al., 1988], a confirmat faptul că tratamentele din acest studiu, în special teobromina și NaF, au sporit rezistența suprafeței remineralizate la o provocare acidă ulterioară. Astfel, remineralizarea produsă de tratamentul cu teobromină semnifică o rezistență crescută la atacul ulterior al acidului al cristalelor de smalț reparate de mediul care conține teobromină. Acest lucru nu este surprinzător, deoarece poate fi atribuit unei observații anterioare conform căreia dimensiunea cristalitelor a crescut și cristalinitatea dinților a fost îmbunătățită prin creșterea hidroxiapatitei într-un sistem de formare a apatitei care conține o cantitate eficientă de xantină parțial alchilată (teobromină), fie in vitro, cum ar fi în saliva artificială, fie in vivo, cum ar fi la șobolanii în creștere hrăniți cu o dietă care conține teobromină [Nakamoto et al., 1999, 2001]. Dintre diferitele concentrații de teobromină (0,0056, 0,0278, 0,0555, 0,139, 0,278, 0,555, 1,1, 2,78 mmol/l) cercetate în aceste studii, concentrația eficientă capabilă să producă creșterea dorită a dimensiunii cristalitelor a fost de 1,1 mmol/l. Un cristalit sau un grup de cristalite de peste 2 μm a fost observat atunci când a fost cultivat in vitro în prezența a 1,1 mmol/l de teobromină, în timp ce un cristalit de 0,5 μm a fost obținut în absența teobrominei [Nakamoto et al., 1999, 2001]. Rezultate similare au fost observate in vivo, la analiza dinților animalelor crescute cu teobromină adăugată în alimentație. În plus față de creșterea cristalinității apatitei, s-a constatat că rezistența la dizolvarea acidă a apatitei a fost, de asemenea, îmbunătățită. Dimensiunea cristalitelor este unul dintre factorii majori care controlează rata de dizolvare a apatitei. Un cristal mare are o suprafață specifică mică și, prin urmare, prezintă o suprafață limitată pentru reactivitatea chimică și, prin urmare, se dizolvă mai lent decât cristalele mici care oferă o suprafață enormă pentru reactivitate [Eanes, 1979]. Efectul cariostatic al cacauei, așa cum a fost demonstrat în studiile pe animale [Strålfors, 1966a, b, c, 1967], poate fi explicat acum prin formarea de cristale mari [Nakamoto et al., 1999, 2001] în țesutul dentar și prin creșterea microdurității [Sadeghpour și Nakamoto, 2011; Kargul et al., 2012] suprafeței smalțului în prezența teobrominei, așa cum s-a demonstrat în studiul de față.
Deși cuantificarea SED a nivelului de calciu din depozitul mineral de pe suprafața leziunilor nu a indicat nicio diferență semnificativă între cele trei modalități de tratament, mai mult mineral, reprezentat de conținutul de calciu, a fost depus în cazul tratamentelor cu teobromină și NaF. Această depunere crescută de calciu poate contribui la creșterea formării și dimensiunii cristalelor într-un sistem de formare a apatitei [Nakamoto et al., 1999, 2001] (cum ar fi saliva artificială) în prezența teobrominei sau a NaF, și ar fi putut contribui la creșterea rezistenței leziunilor la demineralizarea acidă ulterioară. Cu toate acestea, mecanismul prin care teobromina va induce o depunere sporită de minerale și o creștere crescută a cristalelor trebuie încă cercetat, acesta fiind subiectul studiilor actuale ale autorilor.
În concluzie, studiul de față a demonstrat că teobromina într-un mediu formator de apatită poate spori potențialul de remineralizare al mediului, așa cum a fost determinat cu ajutorul unui model stabilit de cicluri de carii in vitro, și poate fi o alternativă viabilă la aditivii cu fluor în dentifricele comerciale. În acest model, teobromina, la un nivel molar de 71 de ori mai mic decât cel al fluorurii, are un efect de remineralizare asupra leziunilor smalțului comparabil cu cel al fluorurii. Cu toate acestea, există o nevoie clară de studii clinice suplimentare la om pentru a exploata beneficiile teobrominei atât în produsele de igienă orală, cât și în cele de prevenire a cariilor.
Mulțumiri
Acest studiu a fost sprijinit de un grant acordat de Theodent LLC, New Orleans, La., SUA, Dr. Bennett Amaechi.
Declarație de transparență
Nu au existat conflicte de interese din partea niciunui autor sau cercetător; cu toate acestea, Arman Sadeghpour și Tetsuo Nakamoto sunt salariați ai Theodent LLC, New Orleans, La., SUA, societatea care a furnizat finanțarea pentru Dr. Bennett Amaechi.
Bibliografie
· Adam H, Andreas M, Yoav F, Amaechi BT: Quantitative remineralization evolution kinetics of artificially demineralized human enamel using photothermal radiometry and modulated luminescence. J Biophotonics 2011;4:788–804.
· Amaechi BT, Higham SM: In vitro remineralisation of eroded enamel lesions by saliva. J Dent 2001;29:371–376.
· Amaechi BT, Higham SM, Edgar WM: Factors affecting the development of carious lesions in bovine teeth in vitro. Arch Oral Biol 1998;43: 619–628.
· Craig WJ, Nguyen TT: Caffeine and theobromine levels in cocoa and carob products. J Food Sci 1984;49:302–303.
· Eanes ED: Enamel apatite: chemistry structure and properties. Proc 3rd Int Symp on Tooth Enamel. J Dent Res 1979;58:829–833.
· Falster AU, Hashimato K, Nakamato T, Simmons WB: Physical examination of caffeine’s effects on the enamel surface of first molar in newborn rats. Arch Oral Biol 1992;37:111–118.
· Falster AU, Yoshino S, Hashimoto K, Joseph F Jr, Simmons WB, Nakamoto T: The effect of prenatal caffeine exposure on the enamel surface of the first molars of newborn rats. Arch Oral Biol 1993;38:441–447.
· Featherstone JDB: Dental caries: a dynamic disease process. Aust Dent J 2008;53:286–291.
· Gustafsson BE, Quensel CE, Lanke LS, et al: The Vipeholm dental caries study; the effect of different levels of carbohydrate intake on caries activity in 436 individuals observed for five years. Acta Odontol Scand 1954;11:232–264.
· Kargul B, Özcan M, Peker S, Nakamoto T, Simmons WB, Falster AU: Evaluation of human enamel surfaces treated with theobromine: a pilot study. Oral Health Prev Dent 2012;10: 275–282.
· Mandel ID: Impact of saliva on dental caries. Compend Suppl 1989;13:S476–S481.
· Nakamoto T, Cheuk SL, Yoshino S, Falster AU, Simmons WB: Cariogenic effect of caffeine intake during lactation on first molars of newborn rats. Arch Oral Biol 1993;38:919–922.
· Nakamoto T, Simmons WB Jr, Falster AU: Products of Apatite-Forming Systems. US Patent application number: US 5,919,426: 1999. http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser? Sect2 = PTO1&Sect2 = HITOFF&p = 1&u = / netahtml/PTO/search-bool.html&r = 1&f = G&l = 50&d = PALL&RefSrch = yes&Query = PN/5919426 .
· Nakamoto T, Simmons WB Jr, Falster AU: Apatite-Forming Systems: Methods and Products. US Patent application number: US 6,183,711 B1; 2001. http://patft.uspto.gov/netacgi/nphParser?Sect2 = PTO1&Sect2 = HITOFF&p = 1&u = /netahtml/PTO/search-bool.html&r = 1&f = G&l = 50&d = PALL&RefSrch = yes&- Query = PN/6183711.
· Pendrys DG, Stamm JW: Relationship of total fluoride intake to beneficial effects and enamel fluorosis. J Dent Res 1990;69:556–557.
· Sadeghpour A, Nakamoto T: Methods and Compositions to Improve Mechanical Resistance of Teeth. International Patent application number: PCT/US2011/024734; 2011: http://patentscope.wipo.int/search/en/WO2011100671 .
· Schafer F: Evaluation of the anticaries benefit of fluoride toothpastes using enamel insert model. Caries Res 1989;23:81–86.
· Strålfors A: Inhibition of hamster caries by cocoa: the effect of whole and defatted cocoa, and the absence of activity in cocoa fat. Arch Oral Biol 1966a;11:149–161.
· Strålfors A: Effect on hamster caries by dialysed, detanned or carbon-treated water-extract of cocoa. Arch Oral Biol 1966b;11:609–615.
· Strålfors A: Inhibition of hamster caries by cocoa: caries inhibition of water and alcohol extracts of cocoa. Arch Oral Biol 1966c;11:323–328.
· Strålfors A: Inhibition of hamster caries by substances in chocolate. Arch Oral Biol 1967;12: 959–962.
· ten Cate JM, Featherstone JD: Mechanistic aspects of the interactions between fluoride and dental enamel. Crit Rev Oral Biol Med 1991; 2:283–296
· ten Cate JM, Timmer K, Shariati M, Featherstone JDB: Effect of timing of fluoride treatment on de- and remineralisation in vitro: a pH-cycling study. Caries Res 1988;22:20–26.
· Walsh T, Worthington HV, Glenny AM, Appelbe P, Marinho VCC, Shi X: Fluoride toothpastes of different concentrations for preventing den tal caries in children and adolescents. Cochrane Database Syst Rev 2010; 20:CD0076868.
· Wefel JS, Jensen ME, Triolo PT, Faller RV, Hogan MM, Bowman WD: De/remineralization from sodium fluoride dentifrices. Am J Dent 1995;8:217–220.
· White DJ: Reactivity of fluoride dentifrices with artificial caries I. Effects on early lesions: F uptake, surface hardening and remineralization. Caries Res 1987;21:126–140.
· Zero DT, Creeth JE, Bosma JL, Butler A, Guibert RG, Karwal R, et al: The effect of brushing time and dentifrice quantity on fluoride delivery in vivo and enamel surface microhardness in situ. Caries Res 2010;44:90–100.
