2020, Número 3
Evaluación de la actividad antibacterial de ionómeros de vidrio modificados por la incorporación de clorhexidina y su impacto sobre la resistencia a la compresión y a la adhesión
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Referencias bibliográficas: 19
Paginas: 198-205
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RESUMEN
Introducción: Se ha demostrado que los cementos de ionómero de vidrio no poseen actividad antimicrobiana suficiente a pesar de poseer excelentes propiedades que lo hacen un material con muy diversas aplicaciones clínicas. Objetivo: Determinar si la incorporación de clorhexidina a los cementos de ionómero de vidrio les proporciona mayor actividad antimicrobiana y si esta incorporación afecta su resistencia a la compresión y a la adhesión. Material y métodos: Se incorporaron diferentes proporciones de clorhexidina al 0.2% a ionómeros tipo I y II. Se realizaron pruebas de difusión en agar y de resistencia a la compresión y a la adhesión a la dentina. Resultados: Se observó un aumento estadísticamente significativo en la actividad antimicrobiana de los cementos al incorporar la clorhexidina y no se encontraron diferencias significativas en la resistencia a la compresión ni a la adhesión a la dentina. Conclusión: La incorporación de clorhexidina en las proporciones estudiadas parece ser una opción para proveer de una mayor actividad antimicrobiana a los cementos de ionómero de vidrio sin afectar algunas de sus propiedades físicas.INTRODUCCIóN
En la odontología actual los cementos de ionómero de vidrio (CIV) son ampliamente utilizados en los tratamientos preventivos y restaurativos, su uso extendido es gracias a sus excelentes propiedades que lo hacen un material versátil y con muy diversas aplicaciones clínicas.1
Su bajo pH durante el fraguado y la liberación de iones de flúor son los responsables de contribuir en la remineralización de la dentina y de su efecto antibacteriano.2,3 Sin embargo, se ha demostrado que este efecto no es suficiente para evitar la adherencia o formación de biopelículas, principalmente por el Streptococcus mutans.4,5
Así como ésta se han descrito algunas otras limitantes de los CIV, y desde hace tiempo se han realizado diversos trabajos en busca de perfeccionarlos, mejorar aquellas pocas propiedades que resultan deficientes al incorporarles diferentes aditivos como el quitosano,6 caseína,7 hidroxiapatita,8 partículas bioactivas de vidrio,9 zirconia10 y clorhexidina (CHX),11-15 con esta última se busca principalmente un incremento en sus propiedades antibacteriales.
La CHX es una sustancia antiséptica ampliamente utilizada en la odontología, posee un amplio espectro antibacterial, tanto para Gram positivos como para Gram negativos e incluso contra algunos hongos. Es considerada un compuesto seguro con mínimos efectos adversos. Se puede encontrar en diversas presentaciones, las principales son en líquidos, geles y aerosoles.16 Además de sus usos comunes también ha sido agregada a diversos materiales, incluidos los CIV, en un intento de proveerlos de una mejor actividad antimicrobiana. Sin embargo, estas incorporaciones de otras sustancias muchas veces han alterado otras propiedades de los CIV, principalmente físicas y/o mecánicas.12,15,17
Debido a que en los estudios disponibles en donde a los CIV les incorporan CHX tipo grado reactivo y/o en formulaciones que no están fácilmente al alcance del odontólogo es que se decidió utilizar para este estudio CHX comercial y de uso odontológico para así determinar si esta mezcla de materiales comunes presenta mayor actividad antimicrobiana y si esta incorporación de CHX afecta su resistencia a la compresión y a la adhesión.
MATERIAL Y MéTODOS
Los materiales utilizados para esta investigación fueron los CIV tipo I (GC Gold Luting & Lining Cement®) y tipo II (GC Gold Label Universal Restorative®), y la CHX al 0.2% (Viarclean-up®). Las preparaciones fueron realizadas conforme a las instrucciones del fabricante, para el cemento tipo I (1:2) y para el tipo II (1:1). Para lograr esto con exactitud se pesaron polvos y líquidos.
Todas las preparaciones se realizaron en el Laboratorio de Investigación Odontológica Multidisciplinaria a 25 ± 1 oC y humedad relativa de 50 ± 10%. Para cada prueba se realizaron especímenes distintos y con las características necesarias para cada una, éstas se detallan más adelante. En cada prueba y para cada tipo de CIV se analizaron cuatro grupos: el grupo 1 en donde los materiales no incluyeron la incorporación de CHX; en el grupo 2 se incorporó 5% (v/v) de CHX al líquido del CIV justo antes de la mezcla; en el grupo 3 se le añadió 10% (v/v) y en el grupo 4, 15% (v/v) de CHX.
ACTIVIDAD ANTIBACTERIAL
Para la evaluación de la actividad antibacterial se utilizó la prueba de difusión en agar, la cual es y ha sido ampliamente utilizada para determinar el potencial antibacterial que tienen los materiales.18
Se utilizaron 20 cajas de cultivo (10 para evaluar al CIV tipo I y 10 para el tipo II) con agar cerebro corazón. La cepa seleccionada fue el Streptococcus mutans (ATCC 35665) a partir del cual se cultivó en 10 mL de infusión cerebro corazón (BHI) a 37 oC. Veinticuatro horas después se ajustó la suspensión con una turbidez comparable con la escala 0.5 de McFarland que corresponde a aproximadamente 1.5 × 108 UFC/mL, la cual se verificó usando un espectrofotómetro.
Se procedió a colocar 300 µL de la suspensión en cada una de las cajas y a distribuirlo de manera uniforme sobre la superficie, dejándolo durante 30 minutos a temperatura ambiente mientras se pesaban los componentes de todas las mezclas de los CIV. Una vez realizada cada una de las mezclas se empaparon por un solo lado discos de papel filtro de 6 mm de diámetro. Se colocó un disco correspondiente a cada grupo por caja de cultivo, posteriormente en el centro de cada una de las cajas se colocó un papel filtro con 6 µL de CHX como control.
Todas las cajas se colocaron en un recipiente con cierre hermético y anaerobiosis parcial a 37 oC durante 24 horas. Una vez concluidas se midieron los halos de inhibición de cada una de las mezclas y los valores fueron registrados en una base de datos.
RESISTENCIA A LA COMPRESIóN
Se fabricaron 48 especímenes cilíndricos (seis especímenes por grupo para cada CIV) de 4 mm de diámetro y 6 mm de espesor. Para la elaboración de los mismos se utilizó un molde prefabricado de aluminio en el cual se compactaron los materiales inmediatamente después de la mezcla e incorporación (en su caso) de la CHX. Una vez que los especímenes fraguaron se retiraron del molde y se revisaron en un microscopio estereoscópico en busca de irregularidades o defectos en su superficie, se descartaron aquellos especímenes defectuosos. Cada espécimen fue pesado en una balanza analítica y también fueron descartados aquellos cuyo peso fuera ± 0.005 g del promedio de cada grupo. Posterior a ello cada espécimen fue transferido a un tubo Eppendorf con 1 mL de agua destilada estéril y mantenido a 37 oC durante 24 horas.
Cumplidas las 24 horas cada muestra se colocó entre los aditamentos de compresión de la máquina universal de pruebas (CMS Metrology), la cual se programó a una velocidad de crucero de 1 mm/min. La fuerza de compresión máxima que se registró en Newtons (N) fue hasta la fractura del espécimen y esa se consideró como la "resistencia a la compresión" de cada uno.
RESISTENCIA DE ADHESIóN A LA DENTINA
Para esta prueba se utilizaron 40 dientes anteriores maxilares y mandibulares íntegros, los cuales fueron donados por pacientes de las clínicas odontológicas de la Facultad de Medicina de la UAQ (durante 2018-2019) que requirieron extracciones por motivos periodontales y/o protésicos. Todos fueron almacenados en agua destilada hasta completar el número final. Se excluyeron dientes con fisuras y/o fracturas y aquellos con caries o restauraciones en la superficie vestibular. Los dientes extraídos se colocaron en moldes de plástico y fueron recubiertos con acrílico autocurable, dejando la porción coronaria libre para realizar el desgaste y exposición de la dentina. Se utilizó una pieza de alta velocidad con una fresa de carburo troncocónica de 0.4 mm de diámetro para estandarizar el desgaste. Después, se utilizó un disco de carburo de 3.6 mm de diámetro para uniformar la superficie de la dentina. Todo el proceso de desgaste se llevó a cabo con irrigación constante y dentro de una campana de extracción. Cada diente fue evaluado en un microscopio estereoscópico para verificar que la superficie fuera uniforme y no quedaran restos de esmalte. Se lijaron con una lija de grano extrafino del "600" en sentido vertical de manera uniforme durante 30 segundos y con irrigación constante, se lavaron y colocaron en tina ultrasónica con agua destilada estéril durante 10 minutos.
Se diseñaron cuadrados de 1.5 cm por lado en cera rosa de 3 mm de espesor y en el centro se realizó una perforación circular de 3 mm de diámetro con ayuda de una punta estandarizada. Usando estos moldes sobre la superficie de la dentina se colocaron y compactaron las diferentes mezclas de CIV respectivas.
Por último, las piezas dentales con su "incremento" de CIV se mantuvieron sumergidas en agua destilada estéril a 36 oC durante 24 horas. Transcurrido este tiempo se procedió a realizar la prueba de resistencia a la adhesión (cizallamiento). Se aplicó una carga de corte en la unión entre el CIV y la dentina a una velocidad de crucero de 0.5 mm/min, registrando los Newtons (N) de fuerza necesarios hasta el desprendimiento total.
Se calculó la resistencia a la adhesión en megapascales (MPa), de acuerdo con la fórmula: resistencia a la adhesión = F/A, en la que F es la fuerza registrada en N y A es el área en mm2 de la superficie del CIV colocado sobre la dentina.
Una vez realizadas las pruebas se inspeccionaron las superficies de dentina en donde se colocó el CIV, se utilizó el microscopio estereoscópico y se clasificaron en tres de acuerdo con el tipo de falla presente: 1. Falla adhesiva, en la que se observó de 0-5% de remanente de CIV sobre la superficie de la dentina, 2. Falla cohesiva, en donde se contempló más del 90% de la superficie de la dentina un remanente de CIV, y 3. Falla mixta, en la cual se advirtió entre seis y 89% de remanente de cemento sobre la dentina.
ANáLISIS ESTADíSTICO
Todos los resultados fueron recolectados en una base de datos. Se determinó la distribución de los valores cuantitativos a través de la prueba de Kolmogorov-Smirnov. Los resultados se presentan como promedios, desviación estándar y rango en tablas y gráficas. Para determinar la existencia de diferencias estadísticamente significativas entre los grupos se aplicó ANOVA y la prueba post hoc de Tukey. Para la única variable cualitativa (tipo de falla) se presenta frecuencia y porcentaje. Se consideró significancia estadística cuando p ≤ 0.05.
RESULTADOS
Los resultados de la prueba de actividad antibacterial por difusión en agar se muestran en la Figura 1, en la cual se puede observar que ambos CIV sin CHX poseen nula inhibición del crecimiento de Streptococcus mutans (se reportan los 6 mm de diámetro del disco solamente), esta inhibición fue detectable a partir de la incorporación de CHX al 5%; sin embargo, esto no fue estadísticamente significativo. A partir de la incorporación de 10% de CHX se observó un aumento estadísticamente significativo en la actividad antibacterial frente a Streptococcus mutans, siendo la incorporación de CHX al 15% la que presentó mayor inhibición; sin embargo, no existió diferencia estadísticamente significativa entre la inhibición mostrada con 10 y 15%. El control con CHX mostró la mayor inhibición siendo diferente estadísticamente de todos los grupos.
En la Tabla 1 se muestra la comparación entre los diferentes grupos con respecto a la resistencia a la compresión (N) y a la adhesión (MPa) de ambos cementos con la incorporación de los diferentes porcentajes de CHX, para ningún caso existió diferencia estadísticamente significativa.
El 87 y 95.8% de las pruebas realizadas con los CIV tipo I y con tipo 2, respectivamente, presentaron fallas adhesivas, mientras que el resto fueron mixtas y en ningún caso se presentó falla cohesiva.
DISCUSIóN
La incorporación de compuestos antibacteriales en los CIV es prometedora y con mucho potencial, pues traería diversos beneficios para los pacientes, se lograría prevenir caries recurrentes, sobre todo en los márgenes de la restauración, se inhibiría la formación de placa en sus superficies y en superficies dentales cercanas a la restauración, e incluso se contribuiría a reducir el número de bacterias en la saliva y en la cavidad oral en general.15
La incorporación de CHX parece ser una buena opción pues se han realizado diversos reportes en donde al incorporarla al CIV le confiere propiedades antibacteriales, aunque de manera controvertida algunos autores han reportado que esta incorporación perjudica algunas de sus propiedades físicas.12
Dos de las propiedades físicas más importantes del CIV son la resistencia a la compresión y la resistencia a la adhesión, la primera proporciona información acerca de la resistencia que tendrá el material frente a las fuerzas de la masticación, y la segunda permite dar una idea de la adecuada retención a la estructura dental, además está directamente relacionada con el sellado marginal y, por lo tanto, con evitar la microfiltración marginal.
Es bien sabido que las propiedades físicas de los CIV están influenciadas por cómo los cementos son preparados, incluyendo la relación polvo-líquido, el tamaño de partícula en el polvo e incluso el envejecimiento de los especímenes. Además de que cada marca de CIV presenta variaciones en sus componentes y éstas podrían incluso variar en una misma marca con diferentes lotes de producción. Por todo esto, se debe tener cuidado al generalizar acerca de las propiedades de los CIV, sobre todo cuando se le incorporan productos o son modificadas sus proporciones de mezcla.
En esta investigación, al utilizar los CIV tipo I GC Gold Luting & Lining Cement® y tipo II GC Gold Label Universal Restorative® en preparación estricta a como lo indica el fabricante y con la incorporación de CHX al 0.2% (Viarclean-up®) en diferentes proporciones, observamos que se obtuvo un efecto antibacterial que fue incrementando conforme aumentaba la proporción de CHX, esto coincide con reportes previos de Botelho11 y Ribeiro,14 pero no con Jedrychowski15 ni con Takahashi.19 Sin embargo, aunque se observó que el efecto aumentaba, este aumento no fue estadísticamente significativo para todos los casos, lo que indicaría que la proporción ideal a incorporar sería el 10% para ambos CIV.
Por otro lado, la misma incorporación de CHX no mostró cambios estadísticamente significativos en la resistencia a la compresión ni en la adhesión. Nuestros resultados son distintos a lo reportado por Palmer y colaboradores,12 quienes reportaron que conforme aumenta la cantidad de CHX incorporada a los CIV se observa disminución de la fuerza a la compresión de los mismos.
Es una realidad que los estudios realizados in vitro no contemplan todas las variables presentes en la boca, y por lo tanto los resultados que éstos generan no pueden ser extrapolados a una situación clínica, por lo que más estudios in vitro que consideren otras variables y que evalúen otras propiedades físicas que podrían verse alteradas deben ser realizados, además de ser necesaria la realización de ensayos clínicos para considerar efectuar esta práctica de incorporar CHX durante la preparación de estos CIV.
Por lo pronto, los CIV tipo I GC Gold Luting & Lining Cement® y tipo II GC Gold Label Universal Restorative® modificados por la incorporación de CHX 0.2% (Viarclean-up®) parecen ser una opción prometedora que les provee propiedades antibacteriales significativas sin alterar su resistencia a la compresión ni a la adhesión a la dentina de forma significativa.
CONCLUSIóN
La incorporación de CHX al 0.2% (Viarclean-up®) al cinco, 10 o 15% incrementa la actividad antibacterial de los cementos de vidrio tipo I GC Gold Luting & Lining Cement® y tipo II GC Gold Label Universal Restorative® sin comprometer de manera significativa la resistencia a la compresión ni la resistencia a la adhesión a la dentina.
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos el apoyo a los programas: Verano de la Ciencia UAQ 2019, 21o Verano de la Ciencia Región Centro 2019 y al XXIX Verano de la Investigación Científica de la Academia Mexicana de las Ciencias. Gracias a su apoyo tres alumnos de pregrado (autores de este artículo) pudieron conocer y trabajar en este proyecto de investigación en el Laboratorio de Investigación Odontológica Multidisciplinaria de la Universidad Autónoma de Querétaro.
REFERENCIAS (EN ESTE ARTÍCULO)
AFILIACIONES
1 Laboratorio Multidisciplinario de Investigación Odontológica, Facultad de Medicina de la Universidad Autónoma de Querétaro. México.
2 Estudiante de Licenciatura en Odontología, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León, UNAM. México.
3 Estudiante de Licenciatura en Cirujano Dentista de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez. México.
4 Departamento de Especialización en Prostodoncia, Facultad de Medicina de la Universidad Autónoma de Querétaro. México.
CORRESPONDENCIA
Rubén Abraham Domínguez Pérez, PhD, MSc, DDS. E-mail: dominguez.ra@uaq.mxRecibido: Septiembre 2019. Aceptado: Enero 2020.