Methodologies and accuracy of microleakage assessment techniques in operative dentistry

Abstract

Introduction: The clinical longevity of dental restorations is still a current concern, mainly due to the occurrence of marginal leakage. In this sense, although research on the microleakage of restorative materials is fundamental, none of the in vitro microleakage assessment techniques can be considered a gold standard, and the results obtained present high variability, due to the different testing methods. Thus, this work has two main objectives: to identify the in vitro techniques used for microleakage evaluation of restorative materials of coronary structure through a scoping and mapping review and to compare the sensitivity of different microleakage assessment techniques in an in vitro study. Materials and Methods: The scoping review followed the PRISMA-Sc guidelines and was registered in the Open Science Framework (DOI 10.17605/OSF.IO/J493M). The Medline, Embase, Cochrane Library, and Web of Science databases were searched to identify relevant studies published between 2020 and 2024. After the duplicate’s removal, the studies were first screened based on the title and abstract and later the full text, according to pre-defined inclusion and exclusion criteria. The results obtained were grouped according to the evaluation method and a narrative synthesis was made. For the in vitro investigation, twenty-one permanent human molars and premolars were collected, sectioned mesiodistally, and standardized class V cavities were made and restored. The specimens were randomly divided into two groups according to the microleakage assessment technique: nuclear medicine and dye penetration using methylene blue, basic fuchsin, and rhodamine-B. Results: In the scoping review, the literature search identified 1014 articles, of which 364 duplicates were excluded. 353 publications were excluded by title and abstract screening and, from the remaining 297, thirty-three were excluded after evaluating the full text. Additionally, 8 articles could not be retrieved, which resulted in the inclusion of 256 articles. The technique with the most results was the colorimetric method. For the in vitro investigation, in nuclear medicine evaluation, the test group presented a mean infiltration of 166,4 ± 21,50, the positive control 1669 ± 818,9, and the negative control 110,4± 13,57 counts per minute (cpm). In the dye penetration evaluation, basic fuchsin scored the higher values in the test group, while the methylene blue and the rhodamine-b presented similar results. Discussion: The included studies present highly variable protocols, mainly in the sample processing mode, study variables, and type of assessment. The dye methods are the most used due to their ease of performing without the need for specific equipment and low cost. The results from the in vitro investigation validate the two techniques are sensitive and can be used to study microleakage. Further studies including other techniques such as micro-CT and microbiological evaluation will allow us to compare the techniques´ sensitivity more accurately. Conclusion: Currently, several microleakage assessment techniques are being used, being the dye method the most reported one. Several variations in the experimental protocols exist, which difficult to compare the results. The use of dyes and nuclear medicine methods are sensitive and can be used to evaluate microleakage.

Introdução: A longevidade clínica dos tratamentos restauradores ainda é uma preocupação atual, sendo ameaçada pela ocorrência de microfiltração marginal. Apesar da investigação deste fenómeno ser fundamental, não existe uma técnica gold-standart para a sua avaliação e os resultados obtidos tendem a apresentar grande variabilidade devido às diferentes metodologias. Assim, o presente estudo tem como objetivos: identificar as técnicas in vitro descritas para a avaliação da microinfiltração dos materiais restauradores da estrutura coronária através de uma scoping e mapping review e comparar a sensibilidade de diferentes técnicas de avaliação da microinfiltração. Materiais e Métodos: A scoping review seguiu as diretrizes PRISMA-Sc e foi registada na plataforma Open Science Framework (DOI 10.17605/OSF.IO/J493M). Foi realizada uma pesquisa nas bases de dados Medline, Embase, Cochrane Library e Web of Science, para identificar estudos relevantes publicados entre 2020 e 2024. Após a remoção de duplicados, os estudos relevantes foram selecionados com base no título e resumo e posteriormente no texto completo, de acordo com critérios de inclusão e exclusão pré-definidos. Os resultados obtidos foram agrupados de acordo com o método de avaliação e uma síntese narrativa foi feita. Na investigação in vitro, 21 molares e pré-molares permanentes, foram recolhidos, seccionados mesiodistalmente e cavidades classe V padronizadas foram confecionadas e restauradas. Os espécimes foram divididos aleatoriamente em dois grupos de acordo com a técnica de avaliação de microinfiltração: medicina nuclear, e penetração de corante utilizando o azul de metileno, a fuscina básica e a rodamina-B.Resultados: A pesquisa inicial identificou 1014 artigos, dos quais 364 eram duplicados. A triagem de artigos com base no título e resumo, permitiu excluir 353 artigos. Dos restantes 297, foram excluídos 33 por análise de texto completo. Adicionalmente, 8 artigos não permitiram acesso, o que resultou na inclusão de 256 artigos, sendo que a técnica colorimétrica apresentou o maior número de resultados. Na investigação in vitro, no que concerne á medicina nuclear o grupo teste apresentou uma infiltração média de 166,4 ± 21,50, o controlo positivo 1669 ± 818,9 e o controlo negativo 110,4± 13,57. No grupo de penetração com corante, a fuscidina apresentou os maiores valores no grupo teste, sendo que a o azul de metileno e a rodamina-B apresentaram resultados semelhantes. Discussão: Os estudos incluídos apresentam protocolos altamente variáveis, principalmente no que respeita, o modo de processamento das amostras, as variáveis de estudo e o tipo de avaliação que é feita. Os métodos colorimétricos são os mais utilizados devido à facilidade de execução, sem a necessidade de equipamentos específicos e de baixo custo. Os resultados da investigação in vitro validam a sensibilidade das duas técnicas, contudo novos estudos incluindo outras técnicas como micro-CT e avaliação microbiológica permitirão comparar a sensibilidade das técnicas com mais precisão.Conclusão: Atualmente, existem diversas técnicas para a avaliação de microinfiltração, sendo o método de penetração com corante o mais utilizado. Por sua vez, existem diversas variações nos protocolos experimentais, o que dificulta a comparação dos resultados. O uso de corantes e métodos de medicina nuclear são sensíveis e podem ser utilizados para avaliar microinfiltração.