SYNTHESIS AND IN VITRO ANALYSIS OF BORON DOPED 45S5 BIOGLASS PASTE USED FOR DENTINE HYPERSENSITIVITY TREATMENT

Abstract

ABSTRACT

There are many professionally applied (in-office) and over-the-counter (OTC) products and methods currently available for the treatment of Dentin hypersensitivity (DH). DH is a short, sharp pain that arises from exposed dentin in response to various stimuli. However, bioactive glasses in toothpaste compositions have recently been recommended as a viable option for treating DH. In this thesis, 45S5 Bioactive glass (BG) and Boron (4.6 moles) doped bioactive glass (B-BG) were successfully synthesized using the sol-gel method. The prepared materials were characterized using a Scanning electron microscope (SEM) with Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), Transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared (FTIR) techniques. The BG and B-BG materials were in good match with the standard phase of BG. The incorporation of B reduced the particle size of BG. In vitro degradation analysis of BG and B-BG materials was evaluated in PBS for 14 days. The leaching profile of Ca, Si, P, Na and B ions were measured using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and it was observed that incorporation of B increased the degradation rate of BG materials. In this study, the use of BG and B-BG paste for DH treatment was evaluated in vitro. About 75, third molar teeth were collected (with ethical permission) from Karabuk Oral and Dental Training and Research hospital. The teeth were cleaned, cut into disc shapes and then treated with phosphoric acid to open the dentinal tubules. The teeth in disc shape were washed with BG, B-BG paste and several commercial desensitizing toothpastes Sensodyne Repair & Protect (Novamin), Colgate Sensitive Pro-Relief (Arginine), Ipana Pro expert Clinic Line Sensitive (Sodium Fluoride) and Placebo for 14 days (two times per day), then the teeth were stored in artificial saliva (AS). Before and after washing, the teeth in disc shape were examined using XRD, SEM and EDX. The discs washed by BG, B-BG and Novamin pastes showed that the dentinal tubules were entirely covered by the calcium phosphate layer and partially covered when the discs were cleaned by Arginine, Sodium Fluoride and Placebo. For three days, the BG, B-BG and Novamin pastes were evaluated for calcium phosphate layer deposition and acid challenge. The results showed that the dental tubules were covered in 3 days and the results were comparable between the tooth pastes we used. The B-BG paste showed better resistance to acid than pure BG and Novamin pastes. The obtained results demonstrated that the B-BG paste holds a promising future for its inclusion in toothpaste formulation as an effective method for treating DH.

ÖZET

Dentin aşırı duyarlılığı (DH) tedavisi için profesyonel olarak uygulanan (ofis içi) ve tezgah üstü (OTC) birçok ürün ve yöntem mevcuttur. DH, çeşitli uyaranlara yanıt olarak açığa çıkan dentinden kaynaklanan kısa, keskin bir ağrıdır. Bununla birlikte, diş macunu bileşimlerindeki biyoaktif camlar, son zamanlarda DH tedavisi için uygun bir seçenek olarak önerilmiştir. Bu tezde, sol-jel yöntemi kullanılarak 45S5 Biyoaktif cam (BG) ve Bor (4.6 mol) katkılı biyoaktif cam (B-BG) başarıyla sentezlenmiştir. Hazırlanan materyaller, Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile Enerji-dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX), Geçirgenlik elektron mikroskobu (TEM), X-ışını kırınımı (XRD) ve Fourier dönüşüm kızılötesi (FTIR) teknikleri kullanılarak karakterize edildi. BG ve B-BG malzemeleri, BG'nin standart fazıyla iyi bir uyum sağladı. B'nin dahil edilmesi, BG'nin parçacık boyutunu azalttı. BG ve B-BG malzemelerinin in vitro bozunma analizi, Fosfat tamponlu tuzu (PBS) içinde 14 gün boyunca değerlendirildi. Ca, Si, P, Na ve B iyonlarının liç profili, endüktif olarak eşleştirilmiş plazma kütle spektrometrisi (ICP-MS) kullanılarak ölçüldü ve B'nin dahil edilmesinin, BG malzemelerinin bozunma hızını arttırdığı gözlemlendi. Bu çalışmada, DH tedavisi için BG ve B-BG macunun kullanımı in vitro olarak değerlendirilmiştir. Karabük Ağız ve Diş Eğitim ve Araştırma hastanesinden yaklaşık 75 adet üçüncü büyük azı dişi (etik izinle) toplanmıştır. Dişler temizlendi, disk şeklinde kesildi ve daha sonra dentin tübüllerini açmak için fosforik asite maruz bırakıldı. Disk şeklindeki dişler, BG, B-BG macunu ve birkaç ticari duyarsızlaştırıcı diş macunu Sensodyne Repair & Protect (Novamin), Colgate Sensitive Pro-Relief (Arginin), Ipana Pro uzmanı Clinic Line Sensitive (Sodyum Florür) ve Plasebo ile 14 gün boyunca (günde iki kez) yıkandı, ardından dişler yapay tükürükte (AS) saklandı. Yıkama öncesi ve sonrası disk şeklindeki dişler XRD, SEM ve EDX kullanılarak incelendi. BG, B-BG ve Novamin macunları ile yıkanan diskler, dentin tübüllerinin tamamen kalsiyum fosfat tabakası ile kaplandığını, disklerin Arginin, Sodyum Florür ve Plasebo ile temizlendiğinde ise kısmen kaplandığını gösterdi. Üç gün boyunca BG, B-BG ve Novamin macunları kalsiyum fosfat tabakası birikimi ve asit yüklemesi bakımından değerlendirildi. Sonuçlar, diş tübüllerinin 3 günde kaplandığını ve sonuçların kullandığımız diş macunları arasında karşılaştırılabilir olduğunu gösterdi. B-BG macunu, saf BG ve Novamin macunlara göre aside karşı daha iyi direnç göstermiştir. Elde edilen sonuçlar, B-BG macununun, DH tedavisi için etkili bir yöntem olarak diş macunu formülasyonuna dahil edilmesi için umut verici bir geleceğe sahip olduğunu göstermiştir.