ESTUDO POR FLUORESCÊNCIA DE RAIOS-X DOS EFEITOS DA EROSÃO ÁCIDA SOBRE O ESMALTE DENTAL

Transcrição

1 ESTUDO POR FLUORESCÊNCIA DE RAIOS-X DOS EFEITOS DA EROSÃO ÁCIDA SOBRE O ESMALTE DENTAL Roberto Pizarro Sanches 1, Antônio Carlos Belfort de Carvalho Filho 2, Renata Amadei Nicolau 3, Ana Maria do Espírito Santo 1, Luís Eduardo Silva Soares 1 1 UNIVAP/IP&D Laboratório de Espectroscopia Vibracional Biomédica, Av. Shishima Hifumi, 2911, Urbanova, São José dos Campos, SP, Brasil, beto_sanches@hotmail.com, amesanto@univap.br, lesoares@univap.br 2 Centro de Ensino Unificado de Teresina, Av. dos Expedicionários, 790, São João, Teresina, PI, Brasil, belfortfilho@yahoo.com.br 3 UNIVAP/FCS - Odontologia, Av. Shishima Hifumi, 2911, Urbanova, São José dos Campos, SP, Brasil, rani@univap.br Resumo- É de grande importância avaliar as características químicas da estrutura do esmalte dental submetido à erosão ácida devido à crescente utilização de dieta ácida pela população. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar in vitro, os efeitos de bebidas ácidas na estrutura do esmalte dental por meio da Fluorescência de Raios-X por Energia Dispersiva (FRX). Foram preparadas 24 amostras de esmalte obtidas de 12 dentes bovinos, divididos em três grupos experimentais (n = 8), de acordo com o tipo de bebida ácida utilizada. O grupo controle (G1) foi armazenado apenas em saliva artificial. Os demais grupos (G2 e G3) sofreram seis ciclos de erosão por 10 minutos em Pepsi Twist e suco de laranja SuFresh, respectivamente. As leituras por FRX foram realizadas em duas fases: leitura inicial e leitura final. O grupo G3 apresentou o maior grau de desmineralização do esmalte. As bebidas de baixo ph apresentam potencial erosivo ao esmalte dental. A técnica de fluorescência de raios-x mostrou-se adequada para este tipo de análise. Palavras-chave: esmalte, erosão dental, refrigerantes, Fluorescência de Raios-X; Área do Conhecimento: IV - Ciências da Saúde Introdução Clinicamente, observa-se uma relação entre a ingestão de alimentos considerados ácidos e o desenvolvimento de lesões dentais por erosão, cujo tratamento deve iniciar com a eliminação dos agentes causadores. A ingestão de líquidos na dieta tem sido cada vez mais empregada e isto se acentua nos países tropicais. A grande oferta de bebidas no mercado e a diversidade de frutas em nossa flora nos fazem questionar a possibilidade de algumas delas estarem relacionadas ao desenvolvimento das lesões por erosão, as quais se manifestam por meio da sensibilidade cervical (VASCONCELLOS et al., 2006). A erosão dental é uma condição multifatorial, sendo a interação de fatores químicos, biológicos e comportamentais cruciais para ajudar a explicar porque alguns indivíduos exibem maior erosão que outros. O potencial erosivo de alguns agentes como bebidas ácidas ou gêneros alimentícios dependem de fatores químicos como ph, acidez titulável, conteúdo mineral encontrado na superfície dental e das propriedades quelantes do cálcio (LUSSI, 2008). As técnicas analíticas são necessárias para a avaliação dos efeitos químicos produzidos nos dentes. A análise por Fluorescência de Raios-X (FRX), entre as técnicas analíticas instrumentais, tem se destacado, principalmente, pela rapidez nas determinações de componentes e até microconstituintes em materiais diversos. Esta técnica é indicada no uso prático que, frequentemente, requer rápida identificação de seus constituintes sem provocar alterações na amostra (não-destrutiva) e quantificações em estudos de caráter exploratório (SALVADOR, 2006). A FRX está fundamentada na emissão atômica e no efeito fotoelétrico. O processo de transição eletrônica envolve níveis de energia que são característicos para cada elemento químico constituinte da amostra. Dessa forma, a energia emitida também é característica para cada elemento. A intensidade da radiação emitida é diretamente proporcional à concentração do elemento na amostra, permitindo, dessa forma, a sua quantificação. A técnica de FRX oferece várias vantagens em relação a outras técnicas analíticas, especialmente em relação às características físicas da amostra. Ainda, apresenta caráter não-destrutivo, determinação multielementar simultâneas em tempo real e ausência de efeitos químicos de ligantes. O objetivo deste estudo foi avaliar in vitro, através da µ-fluorescência de raios-x, os efeitos da erosão ácida na estrutura do esmalte dental. 1

2 Metodologia Para a realização deste trabalho foram utilizados 12 dentes bovinos, após a aprovação do projeto pelo Comitê de Ética em Pesquisa da UNIVAP (CEP n A46/CEP/2008). Os dentes foram manipulados e limpos no Laboratório de Espectroscopia Vibracional Biomédica (LEVB - IP&D, UNIVAP), sob adequada paramentação (luvas, máscara, gorro, avental e óculos de proteção), conforme as precauções universais e normas de biossegurança do Ministério da Saúde. A limpeza dos dentes foi realizada com curetas periodontais (7/8 Duflex ), e estes foram polidos com pedra pomes (Asfer) e água, utilizando-se escovas de Robinson (Viking KG Sorensen) em baixa rotação montada em um micro-motor (LB100-Beltec), sendo lavados em seguida com água destilada. Para o processo de descontaminação, os dentes foram limpos e armazenados em solução aquosa contendo Timol a 0,1% em geladeira a uma temperatura de 9 C por uma semana. Os dentes foram retirados da geladeira e lavados em água corrente por 24 horas para remoção dos traços de Timol. Inicialmente a porção radicular do incisivo bovino foi separada da porção coronária utilizando uma máquina de corte de precisão (Isomet 1000 BUEHLER, Lake Bluff, IL, EUA) com velocidade de 250rpm e contra-peso de 100g, refrigerada com água. Em seguida, a superfície vestibular do esmalte dos dentes bovinos foi desgastada com o auxílio de discos de lixa nº600 refrigerados com água e polida com discos n 1200 (AROTEC, São Paulo, SP, Brasil) montados em uma politriz (MetaServ 2000, BUEHLER, Lake Bluff, IL, EUA). Após este procedimento, cada remanescente dental foi seccionado ao meio resultando ao final em 24 amostras que foram divididas aleatoriamente em 3 grupos experimentais de acordo com o tratamento a ser realizado (Tabela 1). Grupo Tabela 1 - Divisão dos grupos experimentais G1 G2 G3 Tratamento Saliva (controle) Pepsi Twist + Saliva Suco de laranja + Saliva Antes de ser realizado qualquer tratamento de superfície, foram realizadas as leituras iniciais no equipamento de Fluorescência de Raios-X (µedx- 1300, Shimadzu). Este equipamento está disponível no Laboratório de Espectrsocopia Vibracional Biomédica (LEVB/IP&D) na Univap e é mostrado na Figura 1. Foi utilizado como referência de calibração, o reagente de hidroxiapatita estequiométrica sintética, marca Sigma-Aldrich, grau de pureza 99.99% [Ca5HO13P3]. As condições analíticas foram baseadas no método dos parâmetros fundamentais. As variáveis para o cálculo da fórmula química foram estabelecidas para os pesos relativos de cálcio (Ca) e fósforo (P), e o elemento oxigênio (O) foi utilizado como balanço químico. O elemento hidrogênio (H) não foi considerado no balanço total de massa, uma vez que a sua massa é equivalente a 0,1% do peso total da hidroxiapatita. Figura 1: Fotografia do espectrômetro de Fluorescência de Raios-X por Energia Dispersiva (µ-edx 1300 Shimadzu). A Figura 2 mostra a fotografia de uma amostra preparada para a análise de FRX. O mapeamento das amostras em profundidade foi realizado em uma linha de 1 x 150 µm, com passo de 20 µm para formar um perfil da concentração dos componentes cálcio e fósforo das regiões tratadas. O tempo de leitura foi estipulado em 10 s por ponto, no modo real time, com um total de 30 minutos por linha. A contagem da radiação foi feita por um detector semicondutor de Si (Li) refrigerado por nitrogênio líquido. A tensão e a corrente do tubo foram ajustados em 50 kv com ajuste automático da corrente. As amostras dos grupos G2 e G3 sofreram 6 ciclos de desmineralização-remineralização seguindo uma adaptação do protocolo estabelecido por Kato et al., Um ciclo completo compreendeu os seguintes passos: (1) desmineralização em 30 ml da bebida ácida (Pepsi Twist ou suco de laranja SuFresh ) por 10 minutos; (2) remineralização em saliva artificial por 60 minutos a 37ºC em uma estufa. Entre os procedimentos as amostras foram lavadas com água destilada. 2

3 45 Inicial Final 40 Figura 2: Fotografia de uma amostra de dente bovino preparada para análise por FRX. Após o procedimento de armazenagem nas soluções, uma segunda leitura por Fluorescência de Raios-X foi realizada da mesma maneira. Comparações estatísticas múltiplas entre as medidas iniciais e finais de um mesmo grupo de tratamento e entre as medidas finais dos grupos foram realizadas pelo teste de Tukey-Kramer no software Instat. Resultados A Figura 3 mostra o resultado de um mapeamento em linha para o elemento Ca em uma amostra genérica do Grupo 1. Os gráficos 1 e 2 apresentam, respectivamente, os teores médios dos componentes minerais Ca e P, em % de peso, dos grupos analisados. Por meio dos resultados dos mapeamentos em linha obtidos por Fluorescência de Raios-X, verificou-se que os valores médios para o componente cálcio (Ca) e fósforo (P) apresentaram diferenças estaticamente significantes entre a leitura inicial e final apenas para o grupo 3 (p<0,01) (Tabela 2). Quant. Value[%] (A - B) CaKa Length[mm] Figura 3: Exemplo de mapeamento em linha do elemento cálcio. Teor de Ca (% peso) G1 G2 G3 Grupos Experimentais Gráfico 1: Teor médio de cálcio em esmalte dental bovino tratado com (G1) saliva controle, (G2) Pepsi Twist e (G3) suco de laranja. Teor de P (% peso) G1 G2 G3 Grupos Experimentais Inicial Final Gráfico 2: Teor médio de fósforo em esmalte dental bovino tratado com (G1) saliva controle, (G2) Pepsi Twist e (G3) suco de laranja. Tabela 2 Médias e desvios-padrões (DP) obtidos por Fluorescência de Raios-X para os grupos experimentais nas medidas iniciais (i) e finais (f) para o cálcio (Ca) e fósforo (P). Grupos Ca % (DP) P % (DP) G1i 37,88 (0,82) 17,26 (0,27) G1f 37,33 (2,48) 17,14 (0,64) G2i 37,53 (3,05) 17,05 (0,79) G2f 34,02 (3,21) 15,58 (1,59) G3i 37,70 (4,25) 17,05 (1,32) G3f 32,32 (2,61) 15,41 (0,89) 3

4 As comparações estatísticas entre os tratamentos e o grupo controle mostraram uma diferença significante apenas entre G1 e G3 para o componente cálcio (p<0.05). Para o componente fósforo, foram encontradas diferenças estatisticamente significantes entre o grupo G1 (controle) e os grupos G2 e G3 (p<0.05). Para a relação em peso Ca/P não foram observadas diferenças estatísticas significantes entre medidas iniciais e finais e entre tratamentos (p>0.05). Discussão Os resultados deste estudo evidenciam a desmineralização decorrente do consumo freqüente de bebidas com baixo ph. Foi observado que o conteúdo de cálcio e fósforo no esmalte foi significantemente reduzido após a utilização do suco de laranja quando comparado com a leitura inicial. Este fato demonstra uma evidente desmineralização da superfície do esmalte após consumo freqüente de suco de laranja. Comparando apenas as leituras finais, verificou-se uma diferença estatística significante apenas entre o suco de laranja e a saliva artificial. Já para o componente fosfato, as duas bebidas apresentaram alterações significantes quando comparadas com a saliva artificial. Diferentes estudos têm demonstrado o importante papel da dieta no aparecimento e progressão da cárie, destacando o potencial erosivo de certos alimentos que, ao conter ácidos em sua composição, quando consumidos com freqüência, reduzem o ph da saliva a valores inferiores a 5,5, possibilitando a ocorrência da dissolução do esmalte, em busca de um equilíbrio iônico (CLAUDINO et al., 2006). Essas alterações podem ser observadas in vitro quando o esmalte é exposto à uma solução aquosa inorgânica com ph entre quatro e cinco, insaturada em relação à hidroxiapatita e fluorapatita, formando uma lesão macro-e microscopicamente semelhante à erosão dentária (SOBRAL et al., 2000; CLAUDINO et al., 2006). Geralmente, os ácidos responsáveis pela erosão dentária não são produtos da microbiota intrabucal, mas sim de fontes dietéticas, ocupacionais ou intrínsecas. A erosão difere da cárie dentária, uma vez que se manifesta como perda irreversível de tecido dental mineralizado, por meio de processo químico, não envolvendo bactérias. Os ácidos provenientes da dieta são os principais fatores etiológicos para esse tipo de erosão. Os mais frequentemente consumidos são os de frutas e, em especial, ácido cítrico contido em frutas frescas, sucos de frutas e refrigerantes. Recentemente, o ácido ascórbico (vitamina C) contido em vários tipos de bebidas, refrigerantes e doces foi identificado como causa sgnificativa de erosão extrínseca (RANDAZZO et al 2006). De acordo com Oncag, Tuncer e Tosun (2005), o potencial erosivo depende do ph inicial, da capacidade tampão da bebida e das propriedades do ácido. Os sucos de frutas industrializados tendem a ser mais erosivos, pois no seu processamento ocorre a adição de conservantes e acidulantes (FARIAS et al., 2000; CAVALCANTI et al., 2006). Diversos ácidos contribuem para um baixo valor de ph. Bebidas carbonatadas contém ácido carbônico formado pelo dióxido de carbono em solução, mas mesmo quando o dióxido de carbono é removido da solução o baixo ph permanece. Algumas vezes, outros ácidos são adicionados para melhorar o sabor, como por exemplo, o ácido fosfórico e o ácido cítrico, presentes nos refrigerantes do tipo cola (YIP et al., 2009). Van Eygen et al. (2005), estudaram o efeito das bebidas ácidas aplicadas por curto período na superfície de esmalte e relataram que mesmo em curtos períodos de imersão em Coca-Cola (20 min) ocorreu redução na microdureza. De acordo com Jensdottir et al. (2006), o potencial erosivo das bebidas no primeiro minuto de exposição depende do ph da bebida, e os produtos a base de cola são 10 vezes mais erosivos do que os sucos. Conclusão O presente estudo demonstrou diminuição estatisticamente significativa nos níveis de fósforo do esmalte, tanto para as amostras imersas em refrigerante de cola quanto para as amostras armazenadas em suco de laranja artificial. Entretanto, considerando o elemento cálcio, apenas as amostras imersas em suco de laranja apresentaram perdas estatisticamente significativas. A técnica de fluorescência de raios-x mostrou-se adequada para este tipo de análise. Agradecimentos À FAPESP (processo n 05/ ) referente ao equipamento de fluorescência de raios-x. Referências - CAVALCANTI, A.L. et al. Determinação dos sólidos solúveis totais ( Brix) e ph em bebidas lácteas e sucos de frutas industrializados. Pesq. Bras. Odontoped. Clin. Integr., João Pessoa. V.6, n.1, p.57-64, CLAUDINO, L.V. et al. Análise em microscopia eletrônica de varredura da superfície do esmalte 4

5 dentário submetido à ação de sucos de frutas cítricas. Revista Odonto Ciência Fac. Odonto/PUCRS. V.21, n. 52, p , JENSDOTTIR, T.; HOLBROOK, P.; NAUNTOFTE, B.; BUCHWALD, C.; BARDOW, A. Immediate erosive potential of cola drinks and orange juice. J. Dent. Res. V.85, p , KATO, M.T. et al. Preventive effect of an iron varnish on bovine enamel erosion in vitro. J. Dent. V. 37, p , LUSSI, A.; JAEGGI, T. Erosion Diagnosis and risk factors. Clin. Oral Invest. p.5 13, ONCAG, G.; TUNCER, A. V.; TOSUN, Y. S. Acidic soft drinks effects on the shear bond strength of orthodontic brackets and a scanning electron microscopy evaluation of the enamel. Angle Orthod, Appleton. V.75, n.2, p , RANDAZZO, A.R.; AMORMINO, S.A.F.; SANTIAGO, M.O. Erosão dentária por influência da dieta, revisão da literatura e relato de caso clínico. Arquivo Brasileiro de Odontologia. p , SALVADOR, VLR. Fluorescência de Raios-X. In: Química Forense sob Olhares Eletrônicos, BRANCO, RPO (Ed), Millenium, Campinas SP, 2006, 291p. - SOBRAL, M.A.P; LUZ, M.A.A.C.; TEIXEIRA, A.G.; GARONE NETTO, N. Influência da dieta líquida ácida no desenvolvimento de erosão dental. Pesqui. Odontol. Bras. V.14, n.4, p , VAN EYGEN, I.; VANNET, B.V.; WEHRBEIN, H. Influence of a soft drink with low ph on enamel surfaces: An in vitro study. Am. J. Orthod. Dentofacial Orthop. V.128, p , VASCONCELLOS, I. C.; VASCONCELLOS, A.C.; CUNHA, D.D. Erosão ácida dos dentes: um problema da atualidade. Revista Integrada de Serviços Odontológicos. V.01, n.16, p.12-15, YIP, H. H.Y.; WONG, R. W.K.; HÄGG, U. Complications of orthodontic treatment: are soft drinks a risk factor? World J. Orthod. V.10, p.33 40,