Avaliação do aumento da temperatura pulpar induzida por fotopolimerizadores com recurso a redes de Bragg gravadas em fibra ótica: estudo piloto

Abstract

Introduction: There are several clinical procedures that expose teeth to temperatures above physiologic conditions. Temperature rise can be transmitted to the pulp tissue and lead to cell injuries if it reaches a certain threshold. Light emitting diode (LED) light-curing units (LCUs) are one of the main tools that may induce temperature rise. With the current tendency to increase the power intensity of LEDs one can speculate about the clinical injuries that can be induced by those devices. Objectives: The aim of this research was to make an in vitro pilot study regarding the ability of optical fiber Bragg grating (FBG) sensors to assess the pulp chamber temperature rise induced by LED LCUs in different polymerization modes. Materials and Methods: Four different LED LCUs were used to this study: Bluephase 20i (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein), Demi Ultra (Kerr, Orange, CA, U.S.A), SPEC 3 (Coltène Whaledent, Cuyahoga Falls, OH, U.S.A.) and Valo (Ultradent, South Jordan, UT, U.S.A). In order to test the maximum temperature achieved by those devices, the light tips were placed directly on the surface of the FBG sensor, according to thirteen curing protocols. Nine of those performed four light emissions providing a 30 seconds interval between each one to test the cumulative effect of temperature rise. The remaining four were performed in a single period. Afterwards, three upper premolars extracted on account of orthodontic reasons were immediately stored in a 37°C saline bath to preserve the integrity of the pulpal tissues and to simulate the physiologic temperature. Thereafter, the palatal surface of the crown was perforated with a very small diameter round bur where an FBG sensor was introduced in the pulpal chamber until de centre of pulp tissue. The LED LCUs were positioned at the buccal surface of the teeth and, according to the curing protocols previously selected, the teeth were irradiated and the temperature variation was registered. Within each test baseline temperature recovering was ensured. The tests were repeated in the different curing modes and the results were compared considering the polymerization time and the irradiance of each LED LCU.polymerization mode. Statistical analysis was performed with non-parametric tests at a significance level of 0.05. Pearson Correlation was used to establish association between energy density and temperature variation. Results: For all four peak light-curing protocols an increase of the intra-pulp temperature was always registered but the cumulative effect of light emissions was only significant (p<0.05) for the following curing modes: Bluephase turbo Power 1, Demi Ultra PLS and Standard, SPEC Standard, Valo High Power 1 and Xtra Power 1. A strong positive correlation was found between energy density and intra-pulp temperature increase (R=0.658; p=0.01). Conclusions: In the experimental conditions of this study, some curing modes with high energy densities can induced a critical temperature rise in pulp tissue. FBG sensors proved to be an accurate method for intra-pulp temperature measurements. Introdução: Na prática clínica diária existem diversos procedimentos que expõem os dentes a temperaturas acima da condição fisiológica. Estes aumentos de temperatura podem ser transmitidos ao tecido pulpar e induzir danos celulares se atingirem determinados valores considerados críticos. Os aparelhos fotopolimerizadores de díodos emissores de luz apresentam-se como um dos principais equipamentos que podem gerar um aumento de temperatura. Dada a tendência atual para o aumento da densidade de potência destes aparelhos fotopolimerizadores, as temperaturas atingidas pelos mesmos e transmitidas aos tecidos dentários devem ser analisadas a fim de se aferir a sua segurança. Objetivos: Realizar um estudo piloto in vitro para avaliar a capacidade de medição de temperatura das redes de Bragg gravadas em fibra ótica (FBG), bem como a variação de temperatura induzida no tecido pulpar por diferentes aparelhos fotopolimerizadores de LEDs em diferentes modos de fotopolimerização. Materiais e Métodos: Quatro aparelhos fotopolimerizadores de LEDs foram selecionados para este estudo: Bluephase 20i (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein), Demi Ultra (Kerr, Orange, CA, U.S.A), SPEC 3 (Coltène Whaledent, Cuyahoga Falls, OH, U.S.A.) e Valo (Ultradent, South Jordan, UT, U.S.A).. De modo a registar a temperatura máxima atingida na superfície da ponta dos fotopolimerizadores, a temperatura emitida foi inicial e diretamente medida encostando o sensor da rede de Bragg gravada em fibra ótica na sua superfície durante a emissão de 13 modos de fotopolimerização previamente distribuídos pelos 4 aparelhos. Foram realizadas quatro emissões de luz com 30 segundos de intervalo entre cada uma em nove dos treze modos de fotopolimerização, a fim de aferir o efeito cumulativo do aumento da temperatura. Nos restantes quatro modos as emissões de luz foram realizados num único período de tempo. De seguida, 3 pré-molares hígidos foram extraídos no seguimento de tratamentos ortodônticos e preservados em soro fisiológico a 37°C de modo a manter a integridade dos tecidos pulpares, simulando também a temperatura in vivo. Posteriormente, as superfícies palatinas foram perfuradas com uma broca diamantada esférica de pequeno calibre e o sensor foi introduzido na câmara pulpar. Os aparelhos fotopolimerizadores foram posicionados junto às superfícies vestibulares dos dentes e os programas de fotopolimerização previamente estabelecidos foram testados, sendo a variação de temperatura registada pelo mesmo. Entre cada medição foi assegurada a recuperação da temperatura de base inicial (±37°C). Os resultados foram comparados considerando o tempo de polimerização e a radiância de cada modo de fotopolimerização. Foi realizada a análise estatística recorrendo a testes não paramétricos, com um nível de significância de 0.05. Para estabelecer uma associação entre a densidade de energia e a variação de temperatura recorreu-se à Correlação de Pearson. Resultados: Vários modos de fotopolimerização dos diferentes aparelhos testados induziram um aumento da temperatura intra-pulpar, excedendo o valor crítico reportado para ocorrência de danos pulpares. Em todos os modos de fotopolimerização em que foram realizadas quatro emissões de luz se pôde verificar um aumento da temperatura intrapulpar, embora o efeito cumulativo das emissões de luz tenha sido apenas significativo (p<0.05) para os seguintes modos: Bluephase turbo Power 1, Demi Ultra PLS e Standard, SPEC Standard, Valo High Power 1 e Xtra Power 1. Verificou-se também uma forte correlação positiva entre a densidade de energia e o aumento da temperatura intra-pulpar (R=0.658; p=0.01). Conclusões: Nas condições do presente estudo as redes de Bragg em fibra ótica podem ser utilizadas para avaliação da temperatura intrapulpar induzida por aparelhos fotopolimerizadores. Os modos de fotopolimerização cujos valores de densidade de potência são mais elevados induziram um maior aumento de temperatura nos tecidos pulpares.