Effects of endodontic irrigation using a microbubbles-based formula on microtensile bond strength to coronal dentin – An in vitro study

Abstract

Introduction : The primary aim of endodontic treatment is to eliminate microorganisms and their byproducts from the root canal system and to prevent reinfection. Microbubbles (MBs) have been proposed as contrast agents for bioimaging and carriers of pharmaceutical products. The concurrent biocompatible and antimicrobial properties of MBs suggest they are promising for endodontic irrigation, a critical step for successful treatment, particularly in vital pulp therapy and revitalization. This study aimed to compare the microtensile bond strength (μTBS) to coronal dentin after irrigation with sodium hypochlorite (NaOCl) and a new MBs formula.Methods: Four experimental groups were defined based on the applied irrigation protocol (n = 3): distilled water, 2.5% NaOCl, 5.25% NaOCl or ultrasonically activated MBs. All irrigation solutions were applied for 5 minutes. The specimens were then restored using a self-etch bonding system (Clerafil SE Bond). After samples’ section, a total of 200 sticks were submitted to microtensile bond strength testing and the fracture pattern was subsequently evaluated. Statistical analysis was carried out considering a significance level of 0.05. A linear mixed regression model was used to compare the bond strength between the study groups.Results: The linear mixed regression model revealed statistically significant differences in regard to the irrigation solution (p < 0.001). The highest mean μTBS value was observed in the control group (56.9 ± 14.5 MPa), followed by the MBs group (49.3 ± 12.6 MPa), the 2.5% NaOCl group (42.4 ± 14.0 MPa) and, finally, the 5.25% NaOCl group (36.9 ± 15.5 MPa). Dentin irrigation with distilled water (control) rendered a statistically higher μTBS than MBs (p = 0.004), 2.5% NaOCl (p < 0.001) and 5.25% NaOCl (p < 0.001). Although the treatment of the dentin surface with MBs resulted in a bond strength reduction when compared to the control, the obtained μTBS was still significantly superior to the bond strength associated with the NaOCl-treated dentin, regardless of the tested concentration (p < 0.05). Furthermore, the 2.5% and 5.25% NaOCl groupsyielded comparable μTBS outcomes (p = 0.08).Conclusion: Within the limitations of the present in vitro study, it can be concluded that although MBs, 2.5% NaOCl and 5.25% NaOCl all lead to a reduction in bond strength, MBs result in significantly superior bond strength compared to NaOCl-treated dentin.

Introdução: O principal objetivo do tratamento endodôntico é eliminar os microrganismos, e respetivos subprodutos, do sistema de canais radiculares e prevenir a reinfeção. As microbolhas (MBs) foram introduzidas como agentes de contraste para bioimagem e transportadores de produtos farmacêuticos. A biocompatibilidade e propriedades antimicrobianas das MBs sugerem-nas como uma opção promissora para a irrigação endodôntica, um passo crítico para o sucesso do tratamento, particularmente em procedimentos de terapia pulpar vital e revitalização. Este estudo teve como objetivo comparar as forças de adesão por microtração (μTBS) à dentina coronária, após irrigação com hipoclorito de sódio (NaOCl) e uma nova fórmula de MBs. Métodos: Foram definidos quatro grupos experimentais com base no protocolo de irrigação aplicado (n = 3): água destilada, NaOCl a 2,5%, NaOCl a 5,25% ou MBs ativadas ultrassonicamente. Todas as soluções de irrigação foram aplicadas durante 5 minutos. As amostras foram posteriormente restauradas utilizando um sistema adesivoautocondicionante (Clearfil SE Bond). Após a secção das amostras, um total de 200 bastonetes foram submetidos a testes de μTBS e o padrão de fratura foi subsequentemente avaliado. A análise estatística foi efetuada considerando um nível de significância de 0.05. Foi utilizado um modelo de regressão linear misto para comparar as forças de adesão intergrupos. Resultados: O modelo de regressão linear misto revelou diferenças estatisticamente significativas em relação à solução de irrigação (p < 0.001). O valor médio de μTBS mais elevado foi observado no grupo controlo (56.9 ± 14.5 MPa), seguido do grupo MBs (49.3 ± 12.6 MPa), do grupo NaOCl 2.5% (42.4 ± 14.0 MPa) e, finalmente, do grupo NaOCl 5.25% (36.9 ± 15.5 MPa). A irrigação da dentina com água destilada (controlo) produziu uma μTBS estatisticamente superior às MBs (p = 0.004), 2.5% NaOCl (p < 0.001) e 5.25% NaOCl (p < 0.001). Embora o tratamento da superfície da dentina com MBs tenha resultado numa redução da μTBS quando comparado com o controlo, o valor médio de μTBS obtido foi significativamente superior à força de adesão associada à dentina tratada com NaOCl, independentemente da concentração (p < 0.05). Adicionalmente, não se verificaram diferenças estatisticamente significativas entre os grupos NaOCl a 2.5% e NaOCl a 5.25% (p = 0.08).Conclusão: Dentro das limitações do presente estudo in vitro, é possível concluir que, embora todas as soluções de irrigação testadas originem uma redução das forças de adesão, as MBs resultam numa força de adesão significativamente superior em comparação com a dentina tratada com NaOCl.