Efecto de bioelementos (calcio, fósforo y nitrógeno) de una fuente vegetal sobre la microestructura de lesiones superficiales del esmalte dental

Abstract

Nuestro propósito fue indagar sobre los efectos producidos por una solución obtenida de semillas de sésamo germinado sobre la microestructura de lesiones de erosión del esmalte dental. Se aplicaron dos regímenes de exposición: cíclico (alternando con saliva artificial) y en condiciones estáticas (sésamo solo). Se determinaron las variaciones en los aspectos mecánicos, morfológicos, topográficos y químicos de la microestructura del esmalte. Además se identificó la composición química de la semilla mediante EDS y de la solución obtenida con ICP-MS. Se utilizaron dientes permanentes obtenidos con el consentimiento informado del paciente. Se prepararon muestras de esmalte adecuadas para cada instrumento, tal que se obtuviera información de la superficie y subsuperficie. Se realizaron ensayos de microdureza, observación al AFM, MEB, análisis químico elemental mediante EDS y XPS, descripción de la estructura cristalina mediante DRX y de grupos químicos con FTIR, ensayo de adsorción de nitrógeno y análisis de superficie específica. Se creó una lesión de erosión sumergiendo el esmalte 90 min en una bebida gaseosa. En la semilla, la concentración resultante fue Ca: 7,49 y P: 9,83 (mg/g de muestra) y la relación Ca/P fue mayor en la cubierta que en el interior. El pH de la solución fue 6 en escala colorimétrica. En el esmalte tratado con la solución de sésamo ciclado en saliva artificial, se registró una menor pérdida de dureza Vickers (22,75%) en relación al tratado con agua (25,58%) y con saliva artificial (25,13%). La rugosidad Rq (nm) disminuyó de 316,75 en el esmalte erosionado a 97,95 en el tratado con sésamo. Al MEB se observó un material irregular y taponamiento de poros. La determinación atómica con XPS mostró un aumento del C y N. El esmalte tratado con sésamo 24 h presentó un incremento en las propiedades mecánicas del 14% en “Er” y un 38% en “H”. Al MEB también se detectó una capa heterogénea cubriendo los poros. La rugosidad disminuyó con respecto al esmalte erosionado. La diferencia en la relación Ca/P del esmalte tratado con sésamo y saliva artificial fue significativa (p<0,05). Mediante DRX se identificó la estructura cristalina de la hidroxiapatita y la capa amorfa superficial. El FTIR mostró la sustitución de grupos químicos. La superficie específica aumentó en el esmalte tratado con sésamo pero disminuyó el volumen y tamaño de poro con relación a la erosión. Concluimos que la solución de sésamo germinado produce modificaciones mecánicas, morfológicas, topográficas y químicas en la microestructura del esmalte erosionado. Lo componentes inorgánicos y orgánicos de la semilla están involucrados en estos fenómenos.

Our aim was to investigate the effects of a solution obtained from seeds of germinated sesame on the microstructure of the erosion lesions of the dental enamel. Two regimes were applied: cyclic (alternating with artificial saliva) and in static conditions (sesame only). The variations in the mechanical, morphological, topographic and chemical aspects of the enamel microstructure were determined. In addition, the chemical composition of the seed was analysed by EDS and the solution obtained by ICP-MS. Permanent teeth obtained with the patient's informed consent were used. Suitable enamel samples for each instrument were prepared to obtain surface and subsurface information. Microhardness tests, MEB and AFM observation, elemental chemical analysis by EDS and XPS, description of the crystalline structure by XRD and chemical groups with FTIR, nitrogen adsorption test and specific surface analysis were performed. An erosion injury was created by immersing the enamel 90 min in a soft beverage. In the seed, resulted concentration was Ca: 7.49 and P: 9.83 (mg/g of sample) and the Ca/P ratio was higher in the cover than in the inner. The pH of the solution was 6 on a colorimetric scale. In the enamel treated with sesame solution cycled with artificial saliva, a lower loss of Vickers hardness (22.75%) was recorded in relation to the treated with water (25.58%) and with artificial saliva (25.13%). At AFM, Rq (nm) decreased from 316.75 in the eroded enamel to 97.95 in the sesame treated. An irregular material and pore plugging was observed at the MEB. The atomic determination with XPS showed an increase of C and N. The enamel treated with sesame 24h presented an increase in the mechanical properties of 14% in "Er" and 38% in "H". The MEB also detected a heterogeneous layer covering the pores. The roughness decreased with respect to eroded enamel. The difference in the Ca/P ratio of the enamel treated with sesame and artificial saliva was significant (p<0.05). Through XRD the crystal structure of the hydroxyapatite and the surface amorphous layer were identified. The FTIR showed the substitution of chemical groups. The specific surface increased in the enamel treated with sesame but decreased the volume and pore size in relation to erosion. We conclude that the germinated sesame solution produces mechanical, morphological, topographical and chemical modifications in the eroded enamel microstructure. The inorganic and organic components of the seed are involved in these phenomena.