Radiographic, antibacterial and bond-strength effects of radiopaque caries tagging

Abstract

Objectives: After selective excavation, carious dentin remains under restorations and can be detected radiographically. Past studies have shown that radiopaque tagging can be used to mask such residual carious lesions, thus reducing diagnostic uncertainty. The aim of this study was to assess if the depths of residual lesions influenced the tagging effect, and whether radiopaque tagging was antibacterial or affected dentin bond-strength. Methods: Artificial residual lesions (depth-range: 152–682 μm, n = 34/group) were induced in human dentin samples, and lesion depths evaluated using wavelength-independent microradiography both before and after treatment with one of two tagging materials (70% SnCl2, 30% SnF2). A Lactobacillus rhamnosus bacterial invasion model was established to analyze antibacterial effects. Infected dentin samples were treated with placebo, 0.2% chlorhexidine, 70% SnCl2 and 30% SnF2 (n = 10/group). Dentin was removed and remaining bacteria cultured, yielding colony-forming units per mg dentin as a measure of bacterial numbers. Micro-tensile bond-strengths of adhesive restorations (OptiBond FL, Filtek Z250) to sound and carious, tagged and non-tagged dentin were assessed (n = 12/group). Tagged dentin surfaces were analyzed microscopically and via energy-dispersive X-ray-spectroscopy (EDS). Results: The relative tagging capacity of both tagging agents decreased significantly with increasing lesion depth (p < 0.001). Non- and chlorhexidine-treated dentin contained significantly more viable bacteria (median 7.3/3.7 × 105 CFU/mg) than tagged dentin (no CFU detectable, p < 0.001). Bond strengths were decreased (p < 0.001) by tagging both on sound (−22%/−33% for SnCl2/SnF2) and carious (−50%/−54%) dentin. Tin chloride or fluoride precipitations were observed on tagged surfaces. Conclusions and clinical significance: While radiopaque tagging seems beneficial, an optimized application protocol needs to be developed and toxicity excluded prior to clinical use.

Ziel: Selektiv exkavierte kariöse Läsionen bleiben radiographisch sichtbar. Eine radiopake Markierung dieser Residualkaries könnte daraus resultierende diagnostische Unsicherheiten beseitigen. Ziel dieser Studie war es zu ermitteln, ob eine radiopake Markierung von Residualkaries von der Tiefe der kariösen Läsion abhängt, antibakteriell wirkt oder die Dentinhaftung beeinflusst. Material und Methoden: Künstlich erzeugte Läsionen in humanen Dentinprobekörpern (Läsionstiefen: 152–682 μm, n = 34/Gruppe) wurden mit Hilfe von T-WIM (transversal wavelength-independent microradiography) vermessen, mit einem von zwei radiopaken Markern (70% SnCl2, 30% SnF2) behandelt und erneut vermessen. Um eine mögliche antibakterielle Wirkung zu untersuchen, wurden 40 Dentinprobekörper in einem Invasions-Modell Laktobazillen (Lactobacillus rhamnosus) ausgesetzt. Die so infizierten Proben wurden mit einem Placebo, 0,2% Chlorhexidin, 70% SnCl2 und 30% SnF2 (n = 10/Gruppe) behandelt. Die Zahl von im Dentin verbleibenden Bakterien wurde auf Kulturplatten als koloniebildende Einheiten/mg Dentin bestimmt. Die Mikrozugfestigkeit adhäsiver Restaurationen an unbehandeltem und behandeltem, gesundem und kariösem Dentin (n = 12/Gruppe) wurde bewertet. Markierte Oberflächen wurden mikroskopisch und mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) untersucht. Ergebnisse: Die Markierungswirkung beider röntgenopaker Marker sank mit zunehmender Läsionstiefe (p < 0,001). Unbehandeltes bzw. CHX-behandeltes Dentin enthielt signifikant mehr vermehrungsfähige Bakterien (Median: 7,3 bzw. 3,7 × 105 KBE/mg) als radiopak markiertes Dentin (keine KBE nachweisbar, p < 0,001). Die Marker verminderten die Mikrozughaftung (p < 0.001) auf gesundem (−22% bzw. −33% für SnCl2 bzw. SnF2) und kariösem Dentin (−50% bzw. −54%). Es fanden sich ausgeprägte Präzipitationen von Zinnchlorid oder -fluorid auf den behandelten Dentinoberflächen. Schlussfolgerung und klinische Bedeutung: Vor einem klinischen Einsatz radiopaker Marker sollte ein optimiertes Anwendungsprotokoll entwickelt und weitere Fragen zur biologischen Verträglichkeit geklärt werden.