BR102015009319B1

BR102015009319B1 - endodontic dental formulation and use thereof

Info

Publication number: BR102015009319B1
Application number: BR102015009319-5A
Authority: BR
Inventors: Giulio Gavini; Ceci Nunes Carvalho; Jose Roberto Martinelli
Original assignee: Universidade De São Paulo - Usp
Priority date: 2015-04-24
Filing date: 2015-04-24
Publication date: 2021-01-12
Also published as: BR102015009319A2

Abstract

FORMULAÇÃO ODONTOLÓGICA ENDODÔNTICA E USO DA MESMA A presente invenção se insere no campo das preparações e composições com finalidade odontológica, especificamente aos materiais restauradores e refere-se a uma formulação contendo partículas de vidro niobofosfato bicativo com composição de P20s entre 25 a 35%, Nb20s 20 a 40%, Na20 1 a 10%, Cao 15 a 35% e guta-percha com composição inorgânica de ZnO entre 50 a 80%, BaO 20% a 30%, S03 15% a 20%, gerando uma guta-percha bicativa NB (guta-percha bicativa niobofosfato) com atividade antimicrobiana. A formulação tem como principal objetivo o uso em endodontia para obturação do sistema de canais radiculares, promovendo o selamento da interface sem o uso de cimento obturador.ENDODONTIC DENTAL FORMULATION AND USE OF THE SAME The present invention falls within the field of preparations and compositions for dental purposes, specifically restorative materials, and refers to a formulation containing particles of bicative niobophosphate glass with composition of P20s between 25 to 35%, Nb20s 20 to 40%, Na20 1 to 10%, Cao 15 to 35% and gutta-percha with inorganic ZnO composition between 50 to 80%, BaO 20% to 30%, S03 15% to 20%, generating a gutta-percha bicative NB (bicative gutta-percha niobophosphate) with antimicrobial activity. The formulation has as main objective the use in endodontics for filling the root canal system, promoting the sealing of the interface without the use of filling cement.

Description

ENDODONTIC DENTAL FORMULATION AND USE OF THE SAME

FIELD OF THE INVENTION

[1] A presente invenção insere-se no campo das preparações e composições com finalidade odontológica, especificamente aos materiais restauradores.[1] The present invention falls within the field of preparations and compositions for dental purposes, specifically restorative materials.

[2] Tal formulação tem como principal objetivo o uso em endodontia para obturação do sistema de canais radiculares, promovendo o selamento da interface dentina radicular/obturação sem o uso de cimento obturador e apresentando atividade antimicrobiana.[2] Such formulation has as main objective the use in endodontics for filling the root canal system, promoting the sealing of the root dentin / filling interface without the use of filling cement and presenting antimicrobial activity.

FUNDAMENTALS OF THE INVENTION AND STATUS OF THE TECHNIQUE

[3] O mercado odontológico atual disponibiliza grande quantidade de cimentos para utilização em obturações endodônticas sempre associado à guta-percha. No entanto, essa associação ainda não preenche todos os requisitos para um selamento realmente eficiente, não prevenindo tanto a infiltração apical quanto coronária. A obturação endodôntica tradicional com guta-percha e cimento não adere idealmente à dentina e, por isso, não se comporta mecanicamente como uma unidade homogênea.[3] The current dental market offers a large amount of cements for use in endodontic fillings, always associated with gutta-percha. However, this association does not yet fulfill all the requirements for a truly efficient sealing, not preventing both apical and coronary infiltration. Traditional root canal filling with gutta-percha and cement does not ideally adhere to dentin and, therefore, does not behave mechanically as a homogeneous unit.

[4] Há ainda um grande número de insucessos em casos de tratamento de canal bem conduzidos, mas que falharam justamente por depender de um selamento coronário também eficaz. Quando a restauração falha e sofre algum tipo de infiltração, o tratamento de canal corre grande risco de falhar também, pois, a contaminação pode alcançar o sistema de canais radiculares. As falhas ocorrem principalmente devido a uma ineficiente restauração da coroa após o procedimento endodôntico ou à demora em restaurar o dente após o término do tratamento. Os erros podem levar a uma recontaminação bacteriana e, consequentemente, ao comprometimento do procedimento e até perda do dente. Por isso, faz-se necessário um material que seja autossuficiente em relação ao selamento e não dependa de outras etapas de tratamento odontológico após o tratamento de canal.[4] There are still a great number of failures in cases of well-conducted root canal treatment, but which failed precisely because it depends on an effective coronary seal. When the restoration fails and suffers some type of infiltration, the canal treatment is at great risk of failing as well, as contamination can reach the root canal system. The failures occur mainly due to an inefficient restoration of the crown after the endodontic procedure or the delay in restoring the tooth after the end of the treatment. The errors can lead to bacterial recontamination and, consequently, to the compromise of the procedure and even loss of the tooth. Therefore, it is necessary to use a material that is self-sufficient in relation to sealing and does not depend on other stages of dental treatment after root canal treatment.

[5] Alguns pesquisadores têm buscado nos biomateriais algo que possa desempenhar um papel eficaz, inibindo ou eliminando bactérias residuais, prevenindo a re-contaminação com um selamento adequado e facilitando a reparação periapical.[5] Some researchers have searched biomaterials for something that can play an effective role, inhibiting or eliminating residual bacteria, preventing re-contamination with an adequate seal and facilitating periapical repair.

[6] A capacidade de induzir a produção de minerais através da liberação de diferentes íons, a chamada bioatividade, pode ainda auxiliar a regeneração óssea durante a cicatrização periapical.[6] The ability to induce the production of minerals through the release of different ions, called bioactivity, can also aid bone regeneration during periapical healing.

[7] O material comercial Endosequence BC Gutta (Brasseler, USA), que apresenta-se como uma guta-percha revestida de partículas biocerâmicas, preconiza o uso de um cimento também biocerâmico. Na formulação, ora proposta, não é preconizado o uso de cimento, pois esta mostrou ser auto-adesiva quando comparada ao padrão ouro atual, não necessitando de cimento para que o selamento às paredes do canal radicular ocorra.[7] The commercial material Endosequence BC Gutta (Brasseler, USA), which presents itself as a gutta-percha coated with bioceramic particles, recommends the use of a bioceramic cement. In the formulation, now proposed, the use of cement is not recommended, as it proved to be self-adhesive when compared to the current gold standard, not requiring cement for the sealing to the root canal walls to occur.

[8] O uso de formulação contendo guta-percha desenvolvida com vidro niobofosfato bioativo é inovador na Endodontia, pois dispensa o uso de cimento. Um único material disponível no mercado atualmente apresenta uma pequena porcentagem de vidro à base de sílica (em torno de 5%) onde o vidro tradicional 45S5, à base de sílica serve apenas de revestimento para a guta-percha. Como o vidro serve apenas como revestimento, não sendo completamente misturado à formulação, a utilização deste material não garante a eficiência desejada ao tratamento, pois poderá haver pontos não uniformes da formulação. Na formulação, ora proposta, o tipo de vidro utilizado é outro, à base de niobofosfato, vidro esse que apresenta uma certa capacidade antimicrobiana e maior durabilidade química.[8] The use of a formulation containing gutta-percha developed with bioactive niobophosphate glass is innovative in Endodontics, as it does not require the use of cement. A single material available on the market today has a small percentage of silica-based glass (around 5%) where traditional 45S5, silica-based glass only serves as a coating for gutta-percha. As the glass serves only as a coating and is not completely mixed with the formulation, the use of this material does not guarantee the desired efficiency for the treatment, as there may be non-uniform points in the formulation. In the formulation, now proposed, the type of glass used is another, based on niobophosphate, which has a certain antimicrobial capacity and greater chemical durability.

[9] Recentemente, tem-se aumentado o interesse em novos materiais restauradores bioativos com capacidade de induzir a remineralização dentinária através da liberação de diferentes íons. Vidros bioativos associados com poliisopreno, policaprolactano ou guta-percha foram apresentados como uma alternativa ao preencher o canal radicular de forma efetiva, mesmo em ambiente de umidade, sem o uso de qualquer cimento. Esses novos compósitos geralmente contém vidros bioativos 45S5 capazes de liberar espécies iônicas e formar um precipitado, a hidroxiapatita, prometendo uma melhora no selamento.[9] Recently, interest in new bioactive restorative materials with the ability to induce dentin remineralization through the release of different ions has increased. Bioactive glasses associated with polyisoprene, polycaprolactane or gutta-percha have been presented as an alternative to fill the root canal effectively, even in a humid environment, without using any cement. These new composites generally contain 45S5 bioactive glasses capable of releasing ionic species and forming a precipitate, hydroxyapatite, promising an improvement in sealing.

[10] Os vidros bioativos 45S5 vêm encontrando grande espaço em aplicações como biomateriais pois sua estrutura é mais próxima da parte mineral dos tecidos ósseos e dentina. Uma das desvantagens desses vidros é a baixa durabilidade química. Entretanto, essa durabilidade pode ser melhorada com a adição do óxido de nióbio, que, além de ser biocompatível, pode aumentar a radiopacidade e microdureza quando esses vidros são incorporados a cimentos endodônticos ou adesivos dentinários.[10] 45S5 bioactive glasses have found great space in applications as biomaterials because their structure is closer to the mineral part of bone tissues and dentin. One of the disadvantages of these glasses is the low chemical durability. However, this durability can be improved with the addition of niobium oxide, which, in addition to being biocompatible, can increase radiopacity and microhardness when these glasses are incorporated into endodontic cements or dentin adhesives.

[11] A associação do vidro niobofosfato bioativo com guta-percha foi capaz de fornecer um selamento imediato reforçado pela formação de hidroxiapatita na interface dentina/obturação, e com a liberação de íons fosfato e cálcio livres também podem potencialmente auxiliar a regeneração óssea durante a cicatrização periapical e apresentaram uma certa capacidade antibacteriana.[11] The association of bioactive niobophosphate glass with gutta-percha was able to provide an immediate seal reinforced by the formation of hydroxyapatite at the dentin / obturation interface, and with the release of free phosphate and calcium ions can also potentially assist bone regeneration during periapical healing and showed a certain antibacterial capacity.

[12] O vidro niobofosfato bioativo é um material para aplicações osseointegradas e destina-se à produção de peças para implantes e próteses, ou para o uso, combinado com outros materiais metálicos, sob forma de pós ou granulados, proporcionando melhor osteointegração dos implantes e enxertos metálicos. Na presente invenção utilizamos o referido vidro em pó para uma finalidade distinta associado a um polimero (guta-percha) para uso em Endodontia, transformando-o num compósito, com objetivo de obturar o canal radicular.[12] Bioactive niobophosphate glass is a material for osseointegrated applications and is intended for the production of parts for implants and prostheses, or for use, combined with other metallic materials, in the form of powders or granules, providing better osteointegration of implants and metallic grafts. In the present invention we use the aforementioned powdered glass for a different purpose associated with a polymer (gutta-percha) for use in Endodontics, transforming it into a composite, with the objective of filling the root canal.

[13] Atualmente, não há um material de uso único para obturação endodôntica que seja auto-adesivo, bioativo, antimicrobiano e que tenha em sua composição um vidro niobofosfato que apresenta maior durabilidade química. Existem propostas de inúmeros tipos de guta-perchas com adição de diferentes agentes antimicrobianos, como o documento US 5,648,403, mas este não apresenta vidro bioativo em sua formulação, nem é bioativo ou auto-adesivo. E há apenas uma proposta com adição de vidro bioativo à base de silicatos, como na patente US 7,838,573e não com o vidro niobofosfato. Porém, nenhum preconiza seu uso sem o cimento, pois não mostrou-se efetiva sem a utilização do mesmo. Além disso, não possuem o referido vidro bioativo em toda a massa, mas sim um pequeno revestimento de superfície.[13] Currently, there is no single-use material for endodontic filling that is self-adhesive, bioactive, antimicrobial and has a niobophosphate glass in its composition that has greater chemical durability. There are proposals for numerous types of gutta-perches with the addition of different antimicrobial agents, such as the document US 5,648,403, but it does not have bioactive glass in its formulation, nor is it bioactive or self-adhesive. And there is only one proposal with the addition of bioactive glass based on silicates, as in US patent 7,838,573 and not with niobophosphate glass. However, none recommends its use without cement, as it was not effective without its use. In addition, they do not have the aforementioned bioactive glass in the entire mass, but rather a small surface coating.

[14] Em vista do exposto, a presente invenção propõe uma formulação contendo partículas de vidro niobofosfato bioativo para obturação do sistema de canais radiculares, promovendo um excelente selamento da interface sem o uso de cimento obturador e que apresenta atividade antibacteriana contra biofilmes microbianos.[14] In view of the above, the present invention proposes a formulation containing bioactive niobophosphate glass particles to fill the root canal system, promoting an excellent interface seal without the use of obturator cement and which has antibacterial activity against microbial biofilms.

Advantages of the invention

[15] A formulação desenvolvida mostra resultados de resistência de união similares ao padrão ouro de obturação com guta-percha convencional e cimento (Ah Plus). Isso a difere das formulações utilizadas atualmente e potencializa as chances de sucesso do tratamento, dispensando o uso de cimento. A formulação tem atividade antimicrobiana maior que as guta-perchas disponíveis no mercado e apresenta maior adesão à dentina radicular.[15] The developed formulation shows bond strength results similar to the gold filling standard with conventional gutta-percha and cement (Ah Plus). This differs from the formulations currently used and increases the chances of successful treatment, eliminating the use of cement. The formulation has greater antimicrobial activity than the gutta-perches available on the market and has greater adhesion to root dentin.

[16] Ainda, é mais fácil de ser utilizada no dia-a-dia do cirurgião-dentista, devido à forma que apresenta e possui propriedades melhoradas, como atividade antibacteriana contra biofilmes microbianos, pH e liberação de íons Na e Zn superiores às existentes.[16] Still, it is easier to be used in the dentist's daily routine, due to the shape that it presents and has improved properties, such as antibacterial activity against microbial biofilms, pH and release of Na and Zn ions higher than those existing .

BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

[17] A presente invenção refere-se a uma formulação contendo partículas de vidro niobofosfato bioativo com composição de P2O5 entre 25 a 35%, Nb2O5 20 a 40%, Na2O 1 a 10%, CaO 15 a 35% e guta-percha com composição inorgânica de ZnO entre 50 a 80%, BaO 20% a 30%, SO3 15% a 20%, gerando uma guta-percha bioativa NB (guta-percha bioativa niobofosfato) com atividade antimicrobiana. A formulação tem como principal objetivo o uso em endodontia para obturação do sistema de canais radiculares, promovendo um excelente selamento da interface sem o uso de cimento obturador.[17] The present invention relates to a formulation containing particles of bioactive niobophosphate glass with P2O5 composition between 25 to 35%, Nb2O5 20 to 40%, Na2O 1 to 10%, CaO 15 to 35% and gutta-percha with inorganic composition of ZnO between 50 to 80%, BaO 20% to 30%, SO3 15% to 20%, generating a bioactive gutta-percha NB (bioactive gutta-percha niobophosphate) with antimicrobial activity. The formulation has as main objective the use in endodontics for filling the root canal system, promoting an excellent sealing of the interface without the use of filling cement.

DESCRIPTION OF THE FIGURES

[18] Figura 1. A-C Micrografia da superfície dentinária após o teste micropush-out: Barra = 10μ - A: Ah Plus cobrindo parcialmente os túbulos dentinários; B: GBC cobrindo parcialmente a dentina e entrando em alguns túbulos dentinários; C: dentina completamente coberto com GNB e presença de um precipitado. DF - Micrografia das superfícies de guta-percha D: Protaper mostrou uma superfície sem partículas. E: Em GBC nota-se a presença de partículas de vários tamanhos e formato irregulares F: GNB. revelou a presença de partículas menores quando comparadas a GBC. G-H[18] Figure 1. A-C Micrograph of the dentin surface after the micropush-out test: Bar = 10μ - A: Ah Plus partially covering the dentinal tubules; B: GBC partially covering the dentin and entering some dentinal tubules; C: dentin completely covered with GNB and the presence of a precipitate. DF - Micrograph of gutta-percha surfaces D: Protaper showed a surface without particles. E: In GBC, the presence of particles of various sizes and irregular shapes is noted F: GNB. revealed the presence of smaller particles when compared to GBC. G-H

[19] Figura 2. Micrografias de GBC (G) e GNB (H) e os espectros de EDS correspondente na superfície (S) e no interior -bulk (Β) dos materiais. GB-GS: Ca foi detectado apenas na superfície (GS), indicando que havia apenas uma camada de partículas de biocerâmica no GBC. HB-SH: foram detectadas partículas de vidro tanto na superfície quanto no interior da GNB.[19] Figure 2. Micrographs of GBC (G) and GNB (H) and the corresponding EDS spectra on the surface (S) and inside -bulk (Β) of the materials. GB-GS: Ca was detected only on the surface (GS), indicating that there was only one layer of bioceramic particles in the GBC. HB-SH: glass particles were detected both on the surface and inside the GNB.

[20] Figura 3. Porcentagem de Biofilme Viável (% em Volume) nos materiais testados após 3, 14 e 30 dias. (HA-Hidroxiapatita e VNB Vidro Niobofosfato)[20] Figure 3. Percentage of Viable Biofilm (% by Volume) in the tested materials after 3, 14 and 30 days. (HA-Hydroxyapatite and VNB Glass Niobophosphate)

[21] Figura 4. Biofilme formado sobre a superfície dos diferentes materiais em 3, 14 e 30 dias. Verde (bactérias viáveis), vermelho (bactérias mortas).
DESCRICÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Para a preparação da formulação endodôntica, uma concentração de até 30% de vidro niobofosfato com composição de P2O5 entre 25 a 35%, Nb2O5 20 a 40%, Na2O 1 a 10%, CaO 15 a 35% e granulometria de até 86μm foi adicionada à 70% de massa de guta-percha (com composição inorgânica de ZnO entre 50 a 80%, BaO 20% a 30%, SO3 15% a 20%), podendo ainda ser adicionado óxido de zircônia (granulometria 5μ- de 1% a 10%) para ajustes de radiopacidade e pentóxido de Nb (1 a 15%) para conferir maior bioatividade. A mistura foi colocada em câmara de mistura para compósito com o vidro niobofosfato em concentrações crescentes até o limite de 30% e o material resultante foi inserido em uma extrusora, sendo o formato final conveniente ao uso em obturação endodôntica (Cones 0,4, 0,6 acessórios e bastão).[21] Figure 4. Biofilm formed on the surface of different materials in 3, 14 and 30 days. Green (viable bacteria), red (dead bacteria).
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
For the preparation of the endodontic formulation, a concentration of up to 30% of niobophosphate glass with P2O5 composition between 25 to 35%, Nb2O5 20 to 40%, Na2O 1 to 10%, CaO 15 to 35% and granulometry up to 86μm was added to 70% gutta-percha mass (with inorganic ZnO composition between 50 to 80%, BaO 20% to 30%, SO3 15% to 20%), and zirconia oxide can also be added (granulometry 5μ- of 1% 10%) for radiopacity adjustments and Nb pentoxide (1 to 15%) to provide greater bioactivity. The mixture was placed in a composite mixing chamber with the niobophosphate glass in increasing concentrations up to the limit of 30% and the resulting material was inserted into an extruder, the final shape being convenient for use in endodontic filling (Cones 0.4, 0 , 6 accessories and stick).

[22] Foi utilizado vidro sem sílica à base de nióbio (Nb) e uma proporção de 30% de vidro e 70% de guta-percha. Ainda, o vidro é completamente misturado à massa, e não serve apenas como revestimento.[22] Silica-free glass based on niobium (Nb) and a proportion of 30% glass and 70% gutta-percha. In addition, the glass is completely mixed with the mass, and does not serve only as a coating.

[23] A formulação compreende uma guta-percha bioativa NB (guta-percha bioativa niobofosfato) com atividade antimicrobiana e tem como principal objetivo o uso em endodontia para obturação do sistema de canais radiculares, promovendo um excelente selamento da interface sem o uso de cimento obturador.[23] The formulation comprises a bioactive gutta-percha NB (bioactive gutta-percha niobophosphate) with antimicrobial activity and its main objective is the use in endodontics for filling the root canal system, promoting an excellent seal of the interface without the use of cement shutter.

[24] A associação do vidro niobofosfato bioativo com guta-percha pode fornecer um selamento imediato e ser posteriormente reforçado pela formação de hidroxiapatita na interface dentina/obturação, e com a liberação de íons fosfato e cálcio livres também pode potencialmente auxiliar a regeneração óssea durante a cicatrização periapical e apresentar capacidade antibacteriana.[24] The association of bioactive niobophosphate glass with gutta-percha can provide an immediate seal and be further strengthened by the formation of hydroxyapatite at the dentin / filling interface, and with the release of free phosphate and calcium ions can also potentially assist bone regeneration during periapical healing and antibacterial capacity.

[25] Para comprovar a efetividade da formulação de guta-percha bioativa niobofosfato foram realizados diferentes estudos, apresentados a seguir.[25] To prove the effectiveness of the formulation of bioactive gutta-percha niobophosphate, different studies were carried out, presented below.

[26] Não obstante terem sido detalhadamente descritos, o objeto desta invenção poderá ser melhor compreendido pelos exemplos que se seguem. Entretanto, cabe ressalvar que tais exemplos são meramente ilustrativos das concretizações da invenção, e que, portanto, não devem ser usados para delimitar os direitos do titular, que são somente delimitados pelo escopo das reivindicações.[26] Although they have been described in detail, the object of this invention can be better understood by the following examples. However, it should be noted that such examples are merely illustrative of the embodiments of the invention, and that, therefore, they should not be used to delimit the rights of the holder, which are only delimited by the scope of the claims.

[27] Embora a invenção tenha sido amplamente descrita, é óbvio para aqueles versados na técnica que várias alterações e modificações podem ser feitas sem que as referidas alterações não estejam cobertas pelo escopo da invenção.[27] Although the invention has been widely described, it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without the said changes not being covered by the scope of the invention.

Preparation and characterization of the experimental composite Preparation of bioglass niobophosphate

[28] Vidros fosfatos foram obtidos a partir da fusão de misturas de hidróxido de amônia di-básico (PA-Casa Americana, São Paulo, SP, Brasil), óxido de nióbio (PA - Companhia Brasileira de Mineração e Metalurgia, Araxá, MG, Brasil), óxido de cálcio (PA - Casa Americana, São Paulo, SP, Brasil) e carbonato de sódio (PA - Casa Americana, São Paulo, SP, Brasil) em forno elétrico.[28] Phosphate glasses were obtained by melting mixtures of di-basic ammonium hydroxide (PA-Casa Americana, São Paulo, SP, Brazil), niobium oxide (PA - Companhia Brasileira de Mineração e Metalurgia, Araxá, MG , Brazil), calcium oxide (PA - Casa Americana, São Paulo, SP, Brazil) and sodium carbonate (PA - Casa Americana, São Paulo, SP, Brazil) in an electric oven.

[29] O processo de obtenção dos vidros teve início com a pesagem das seguintes matérias-primas presentes na tabela 1. Na tabela 2 é apresentada a composição nominal do vidro.
Tabela 1. Matéria-prima dos componentes químicos usados para a fabricação do vidro niobofosfato.

Tabela 2. Composição nominal do vidro

[29] The process of obtaining the glasses started with the weighing of the following raw materials present in table 1. Table 2 shows the nominal composition of the glass.
Table 1. Raw material for the chemical components used to manufacture niobophosphate glass.

Table 2. Nominal glass composition

[30] Após a pesagem, os compostos químicos foram misturados a seco em um misturador tipo túrbula por 1h. A mistura foi colocada em um cadinho de alumina e aquecido em forno elétrico (Lindberg, Blue M, IL, EUA) com taxa de aquecimento de 10°C/min até a temperatura de 500°C por 30min em ar para eliminação de produtos voláteis. O material foi então aquecido à 1400°C para a completa fusão dos precursores, permanecendo nesta temperatura por 20min para homogeneização e afinagem (procedimento realizado para eliminar as bolhas provenientes da decomposição dos materiais precursores). O líquido foi vertido em molde de aço inoxidável e resfriado à temperatura ambiente.[30] After weighing, the chemical compounds were mixed dry in a turbine-type mixer for 1 hour. The mixture was placed in an alumina crucible and heated in an electric oven (Lindberg, Blue M, IL, USA) with a heating rate of 10 ° C / min to a temperature of 500 ° C for 30 minutes in air to eliminate volatile products . The material was then heated to 1400 ° C for the complete fusion of the precursors, remaining at this temperature for 20 minutes for homogenization and fine-tuning (procedure performed to eliminate the bubbles from the decomposition of the precursor materials). The liquid was poured into a stainless steel mold and cooled to room temperature.

[31] Após o resfriamento completo, o vidro foi moído em sistema de moagem com bola de aço (Pulverisette, Fristsch, Idar- Oberstein, RP, Alemanha), durante 30 minutos.[31] After complete cooling, the glass was ground in a steel ball grinding system (Pulverisette, Fristsch, Idar-Oberstein, RP, Germany) for 30 minutes.

[32] Para a obtenção de partículas de carga menores que 86μm foi utilizada uma peneira de tela metálica (Hogentogler & Co., Inc., Columbia, MD, EUA) com auxílio de um agitador (Bertel, São Paulo, Brasil). Após isso, foi realizado ensaio granulométrico via laser (CILAS Model 1064, Compagnie Industrielle des Lasers, Orléans, França) que permite determinar a distribuição granulométrica do material analisado.[32] To obtain charge particles smaller than 86μm, a wire mesh sieve (Hogentogler & Co., Inc., Columbia, MD, USA) was used with the aid of an agitator (Bertel, São Paulo, Brazil). After that, a granulometric test was performed via laser (CILAS Model 1064, Compagnie Industrielle des Lasers, Orléans, France) that allows determining the granulometric distribution of the analyzed material.

Preparation of the gutta-percha composite associated with niobophosphate glass.

[33] Uma guta-percha em pó de composição inorgânica de ZnO 51,9%, BaO 32,9%, SO3 15,2%, foi colocada em câmara de mistura para compósito com o vidro niobofosfato em concentrações crescentes até o limite de 30% em massa do vidro ao polímero e o material resultante foi inserido em uma extrusora, sendo a mistura final rolada á mão para dar o formato conveniente ao uso em obturação endodôntica (Cones 0,4, 0,6 acessórios e bastão).[33] A powdered gutta-percha of inorganic composition of ZnO 51.9%, BaO 32.9%, SO3 15.2%, was placed in a composite mixing chamber with niobophosphate glass in increasing concentrations up to the limit of 30% by weight of the glass to the polymer and the resulting material was inserted in an extruder, the final mixture being rolled by hand to give the shape convenient for use in endodontic filling (Cones 0.4, 0.6 accessories and rod).

Characterization of niobophosphate glass associated with gutta-percha.

[34] As análises de EDX (Espectrometria de fluorescência de raios X por energia dispersiva) revelaram a composição dos cones de guta-percha (Tabela 3). A análise MEV/EDS na superfície e no interior da guta-percha Protaper (convencional) mostrou uma composição homogênea em todas as amostras. Para Endosequence BC guta-percha (produto comercial), Ca foi detectado apenas na superfície, indicando apenas um revestimento de partículas de biocerâmica. Partículas de vidro bioativo niobofosfato foram detectados (com base na detecção de nióbio) tanto na superfície e no interior da GNB (Guta-percha Niobofosfato) (Figura 1). Tabela 3. Análise EDX dos diferentes tipos de guta-percha (convencional e experimental) usados neste estudo em porcentagem em peso dos elementos constitutivos. Médias e desvio padrão dos valores de resistência de união (MPa) dos grupos experimentais testados.

Letras diferentes indicam a presença de diferença estatisticamente significante (p <0,05).[34] EDX analyzes (X-ray fluorescence spectrometry by dispersive energy) revealed the composition of gutta-percha cones (Table 3). The SEM / EDS analysis on the surface and inside the Protaper gutta-percha (conventional) showed a homogeneous composition in all samples. For Endosequence BC gutta-percha (commercial product), Ca was detected only on the surface, indicating only a coating of bioceramic particles. Particles of bioactive niobophosphate glass were detected (based on the detection of niobium) both on the surface and inside the GNB (Gutta-percha Niobophosphate) (Figure 1). Table 3. EDX analysis of the different types of gutta-percha (conventional and experimental) used in this study in percentage by weight of the constituent elements. Means and standard deviation of the bond strength values (MPa) of the experimental groups tested.

Different letters indicate the presence of a statistically significant difference (p <0.05).

[35] O material experimental GNB apresentou o maior valor de pH após 30 dias de imersão em PBS, seguido pela GBC e demais guta-perchas convencionais (Tabela 4).
Tabela 4 - Valores de pHs encontrados nos diferentes tempos experimentais.

Valores numéricos seguidos por letras diferentes indicam presença de diferenças estatisticamente significantes de acordo com o teste ANOVA (p<0,05) na comparação entre os materiais no mesmo tempo experimental Solução Tampão Fosfato (PBS); guta-percha Protaper (PTP) (Protaper Universal Gutta-Percha Points, Maillefer, Dentsply); guta-percha Obtura (OBT) (Obtura pellets, Shoreline, CT, USA); guta-percha impregnadas com biocerâmica (GBC) (EndoSequence BC gutta- percha Brasseler EUA, Savannah, GA, EUA), Guta-percha niobofosfato (GNB).[35] The GNB experimental material showed the highest pH value after 30 days of immersion in PBS, followed by GBC and other conventional gutta-perches (Table 4).
Table 4 - pH values found in the different experimental times.

Numerical values followed by different letters indicate the presence of statistically significant differences according to the ANOVA test (p <0.05) when comparing the materials in the same experimental time Phosphate Buffer Solution (PBS); Protaper gutta-percha (PTP) (Universal Protaper Gutta-Percha Points, Maillefer, Dentsply); Obtura guta-percha (OBT) (Obtura pellets, Shoreline, CT, USA); gutta-percha impregnated with bioceramics (GBC) (EndoSequence BC gutta-percha Brasseler USA, Savannah, GA, USA), gutta-percha niobophosphate (GNB).

CEPX dispersive energy X-ray fluorescence spectrometry)

[36] As análises de EDX mostraram um resultado quantitativo da composição dos materiais usados nesse experimento (Tabela 5). Os materiais PTP e OBT apresentaram maiores quantidades de ZnO, com mais de 70% desse óxido em sua composição. Os materiais GBC e GNB apresentaram em torno de 30% de ZnO, mas diferem bastante em relação aos demais constituintes. GNB apresenta 2% de Nb2O5 enquanto o GBC apresentou 2,1% de SiO2.
Tabela 5. Análise EDX dos diferentes tipos de guta-percha em porcentagem em peso dos elementos constitutivos.

[36] EDX analyzes showed a quantitative result of the composition of the materials used in this experiment (Table 5). The materials PTP and OBT showed higher amounts of ZnO, with more than 70% of this oxide in its composition. GBC and GNB materials presented around 30% ZnO, but differ considerably from the other constituents. GNB has 2% Nb2O5 while GBC has 2.1% SiO2.
Table 5. EDX analysis of the different types of gutta-percha in percentage by weight of the constituent elements.

[37] O material experimental mostrou resultados de resistência de união similares ao padrão ouro de obturação com guta-percha convencional e cimento epóxico (Ah Plus) inibibindo parcialmente a formação de biofilmes microbianos sobre a superfície do material experimental além de menor porcentagem de biofilme viável após 3 e 30 dias, menor biovolume viável após 30 dias de incubação e maior pH e liberação de zinco em comparação a diferentes materiais obturadores convencionais comerciais.[37] The experimental material showed bond strength results similar to the gold standard of obturation with conventional gutta-percha and epoxy cement (Ah Plus) partially inhibiting the formation of microbial biofilms on the surface of the experimental material in addition to a lower percentage of viable biofilm after 3 and 30 days, less viable biovolume after 30 days of incubation and higher pH and zinc release compared to different conventional commercial filling materials.

[38] O material experimental GNB teve uma influência maior na inibição da formação de biofilmes microbianos em relação as demais guta-perchas comerciais (Figuras 3 e 4). Vidro bioativos são materiais que se tornam ativados quando em contato com fluidos teciduais, induzindo um pH alcalino, semelhante às medicações à base de hidróxido de cálcio. Embora o efeito antimicrobiano dos vidros bioativos não seja totalmente compreendido, ele pode estar relacionado à elevação do pH em suspensões aquosas e também ser potencializado na presença de dentina.[38] The GNB experimental material had a greater influence on inhibiting the formation of microbial biofilms compared to other commercial gutta-percha (Figures 3 and 4). Bioactive glass are materials that become activated when in contact with tissue fluids, inducing an alkaline pH, similar to calcium hydroxide medications. Although the antimicrobial effect of bioactive glasses is not fully understood, it may be related to the increase in pH in aqueous suspensions and may also be enhanced in the presence of dentin.

[39] A ação antimicrobiana dos vidros bioativos tem sido atribuído a sua capacidade de aumentar o pH em suspensões bacterianas. Além disso o material GNB parece não ser um agente bactericida de ação imediata, mas sim de liberação controlada com um efeito de longa duração, sendo que o período de maior atividade antimicrobiana ocorreu aos de 14 dias.[39] The antimicrobial action of bioactive glasses has been attributed to their ability to increase pH in bacterial suspensions. Furthermore, the GNB material does not appear to be a bactericidal agent of immediate action, but of controlled release with a long-lasting effect, with the period of greatest antimicrobial activity occurring at 14 days.

[40] A liberação de sódio, cálcio, fósforo ou sílica isoladamente parece não ser o fator primordial para o efeito antimicrobiano, mas talvez a liberação de diferentes espécies iônicas possa ser um fator importante na capacidade antimicrobiana dos materiais bioativos. Apesar das diferentes guta-percha utilizadas no presente estudo possíirem uma alta concentração de ZnO, como demonstrado na análise de EDX (mais de 70% para as convencionais e em torno de 30 % para as que contêm vidros fosfatos em sua composição) apenas o GNB liberou uma grande quantidade de Zn. Podemos hipotetizar que a adição de vidro niobofosfato à guta-percha pode favorecer a liberação de Zn, conferindo uma maior atividade antimicrobiana ao material. Alguns autores sugerem que as nanopartículas de ZnO tem uma potencial aplicação como um agente bacteriostático e pode ter aplicações futuras no desenvolvimento de agentes de controle a propagação de infecções de uma variedade de cepas bacterianas[40] The release of sodium, calcium, phosphorus or silica alone does not seem to be the primary factor for the antimicrobial effect, but perhaps the release of different ionic species may be an important factor in the antimicrobial capacity of bioactive materials. Although the different gutta-percha used in the present study have a high concentration of ZnO, as demonstrated in the analysis of EDX (more than 70% for conventional ones and around 30% for those containing phosphate glasses in their composition) only GNB released a large amount of Zn. We can hypothesize that the addition of niobophosphate glass to gutta-percha may favor the release of Zn, conferring a greater antimicrobial activity to the material. Some authors suggest that ZnO nanoparticles have a potential application as a bacteriostatic agent and may have future applications in the development of agents to control the spread of infections of a variety of bacterial strains

[41] A obturação endodôntica após o preparo químico-cirúrgico não deve favorecer e preferencialmente inibir a formação desse biofilme, se eventualmente o selamento coronário for rompido. Portanto, o desenvolvimento de um material obturador, mesmo que não tenha a capacidade antibacteriana de causar dano à membrana celular, mas que possa interferir nos mecanismos de aderência do biofilme, além de ser bioativo, e promover bom selamento em ambiente úmido parece ser promissor, inclusive em casos de maior complexidade, como em dentes com ápices incompletamente formados, auxiliando a apicificação, o que seria uma aplicação única na Endodontia.[41] Endodontic filling after chemical-surgical preparation should not favor and preferably inhibit the formation of this biofilm, if the coronary seal is eventually broken. Therefore, the development of a filling material, even if it does not have the antibacterial capacity to cause damage to the cell membrane, but which can interfere with the biofilm's adhesion mechanisms, in addition to being bioactive, and promoting good sealing in a humid environment, seems to be promising even in cases of greater complexity, such as in teeth with incompletely formed apexes, helping the apexification, which would be a unique application in Endodontics.

Claims

ENDODONTIC DENTAL FORMULATION characterized by comprising:

The. concentration of up to 30.0% of active niobophosphate glass with P2O5 composition between 25 to 35%, Nb2O5 20 to 40%; 10% Na2O 1, 35% CaO 15;
B. 30.0 to 70.0% gutta-percha with inorganic ZnO composition between 50 to 80%, BaO 20% to 30%, SO3 15% to 20%.

ENDODONTIC DENTAL FORMULATION according to claim 1, characterized by additionally comprising zirconia oxide with 5μ granulometry from 1% to 10% for radiopacity adjustments.

ENDODONTIC DENTAL FORMULATION according to claim 1, characterized in that it additionally comprises Nb pentoxide from 1 to 15% to increase bioactivity.

ENDODONTIC DENTAL FORMULATION according to claim 1, characterized by the active niobophosphate glass having a particle size of up to 86 μm.

ENDODONTIC DENTAL FORMULATION according to claim 1, characterized in that it is niobium-based glass, without silica.

ENDODONTIC DENTAL FORMULATION according to claim 1, characterized in that the active niobophosphate glass is mixed completely with gutta-percha in a uniform manner.

ENDODONTIC DENTAL FORMULATION according to claim 1, characterized by the shape of a cone and / or stick.

ENDODONTIC DENTAL FORMULATION according to claim 1, characterized by having antibacterial properties against microbial biofilms.

ENDODONTIC DENTAL FORMULATION according to claim 1, characterized by promoting over sealing to the root canal wall, without the presence of cement.