Chemical stability of orthodontic adhesives based on polymer network depending on external environment’s pH

• Autorzy: Kuśmierczyk Dorota , Turło Jadwiga , Podsadni Piotr , Małkiewicz Konrad

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2019.1.4

Warianty tytułu

PL

Stabilność chemiczna klejów ortodontycznych opartych na sieci polimerowej w zależności od pH środowiska zewnętrznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Chemical stability of composite adhesive systems is crucial for the safety of their use.The study assessed chemical stability of four light-cured orthodontic adhesives: Contec LC, Transbond XT, Transbond Plus, Resilience, depending on pH value of the external environment. Samples of polymerized or­thodontic adhesives were treated with (high-performance liquid chromatography) HPLC-grade water solutions of phosphate-citrate buffer with pH values respectively: 4, 5,6 and 7 at 36 °C. The eluates obtained after 1 hour, 24 hours and 7 days of sample incubation were analyzed for the presence of camphorquinone (CQ), bisphenol A (BPA), triethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA), urethane dimethacrylate (UDMA), bisphenol A diglycidyl methacrylate (Bis-GMA), ethylene glycol dimethacrylate (­EGDMA), 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenon (DMPA) usingultra-high performance liquid chromatography (UHPLC). Out of the seven searchable substances, TEGDMA was present in eluates obtained from Contec LC, Resilience and Transbond XT materials and EGDMA in eluates obtained from Resilience adhesive. The eluates obtained from the Transbond Plus adhesive system were virtually free of the sought substances. The highest concentrations of TEGDMA in solutions were recorded after 1 hour of incubation regardless ofthe type of material. In the case of Contec LC material, an increase in TEGDMA concentrations was observed along with an increase in the solutions’ pH, butonly for the elution period of 1 hour and 7 days, the effect of the solvent’s pH was statistically significant (p ≤ 0.001). In the case of Resilience and Transbond XT, no significant differences in TEGDMA concentrations were observed with respect to pH of the external environment. In the conditions of the conducted study, a lack of chemical stability was confirmed for the majority of assessed orthodontic adhesive systems based on polymers, expressed in emission of component monomers to the external environment. The chemical compound identified in the study was TEGDMA, and for each pH of the solvent, statistically significant differences in its release were found between the materials. However, no explicit relationship was observed between chemical in stability of the studied materials and pH of the external environment within the assumed range of assessment.

PL

Stabilność chemiczna kompozytowych systemów adhezyjnych jest kluczowa z punktu widzenia bezpieczeństwa ich stosowania. W badaniu oceniano stabilność chemiczną czterech światłoutwardzalnych klejów ortodontycznych: Contec LC, Transbond XT, TransbondPlus, Resilience, w zależności od wartości pH środowiska zewnętrznego. Próbki spolimeryzowanych klejów ortodontycznych poddano działaniu roztworów buforufosforanowo-cytrynianowego na bazie wody o czystości HPLC, o wartości pH: 4, 5,6 oraz 7 i temperaturze 36 °C. Eluaty uzyskane po 1 h, 24 h i 7 dniach inkubacji próbek analizowano metodą chromatografii cieczowej wysokociśnieniowej (HPLC) pod względem obecności kamforochinonu (CQ), bisfenolu A (BPA), dimetakrylanu glikolu trietylenowego (­TEGDMA), dimetakrylanu uretanu (UDMA), bisfenolu A metakrylanu diglicydylu (Bis-GMA), dimetakrylanu glikoluetylenowego (EGDMA), 2,2-dimetoksy-2-fenyloacetofenonu (DMPA). Z siedmiu związków chemicznych identyfikowanych w roztworach potwierdzono obecność TEGDMA w eluatach uzyskanych z materiałów Contec LC, Resilience i Transbond XT oraz obecność EGDMA w eluatach z kleju Resilience. Eluaty otrzymane z systemu adhezyjnego TransbondPlus praktycznie biorąc nie zawierały poszukiwanych substancji. Największe stężenia TEGDMA w roztworach stwierdzono po 1 h inkubacji próbek ortodontycznych systemów łączących, niezależnie od rodzaju materiału. W odniesieniu do kleju Contec LC obserwowano wzrost stężenia TEGDMA wraz zwartością pH roztworów, ale wpływ pH rozpuszczalnika był istotny statystycznie (p ≤ 0,001) tylko w wypadku czasu wymywania 1 h i 7 dni. W roztworach po inkubacji materiałów Resilience i Transbond XT nie stwierdzono istotnych różnic stężeń TEGDMA w zależności od pH środowiska zewnętrznego. W warunkach przeprowadzonego badania potwierdzono brak stabilności chemicznej większości ocenianych, polimerowych, ortodontycznych systemów adhezyjnych wyrażający się emisją tworzących je monomerów do środowiska zewnętrznego. W odniesieniu do każdej wartości pH rozpuszczalnika wykazano istotne statystycznie różnice w uwalnianiu ­TEGDMA pomiędzy badanymi materiałami. Jednocześnie w przyjętym zakresie oceny nie zaobserwowano jednoznacznej zależności stabilności chemicznej badanych materiałów od pH środowiska zewnętrznego.

Słowa kluczowe

EN

orthodontic adhesive systems; HPLC; chemical stability; monomers; pH

PL

ortodontyczne systemy adhezyjne; HPLC; stabilność chemiczna; monomery; pH

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 64, nr 1
• Strony: 34--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., rys.

Twórcy

autor

Kuśmierczyk Dorota

• Medical University of Warsaw, Department of Orthodontics, Nowogrodzka 59, 02-006 Warsaw, Poland

autor

Turło Jadwiga

• Medical University of Warsaw, Department of Drug Technology and Pharmaceutical Biotechnology, Banacha 1, 02-097 Warsaw, Poland

autor

Podsadni Piotr

• Medical University of Warsaw, Department of Drug Technology and Pharmaceutical Biotechnology, Banacha 1, 02-097 Warsaw, Poland

autor

Małkiewicz Konrad

• Medical University of Lodz, Department of Orthodontics, Pomorska 251, 92-213 Łódź, Poland

Bibliografia

• [1] Wołowiec P., Chojnacka K., Loster B.W. et al.: Biological Trace Element Research 2017, 180, 214. https://doi.org/10.1007/s12011-017-1011-5
• [2] Gupta S.K., Saxena P., Pant V.A. et al.: Toxicology International 2012, 19 (3), 225. http://dx.doi.org/10.4103/0971-6580.103652
• [3] Bakopoulou A., Papadopoulos T., Garefis P.: International Journal of Molecular Sciences 2009, 10 (9), 3861. http://dx.doi.org/10.3390/ijms10093861
• [4] Eliades T., Bourauel Ch.: American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics 2005, 127, 403. http://dx.doi.org/10.1016/j.ajodo.2004.09.015
• [5] Rahiotis Ch.: Seminars in Orthodontics 2010, 16, 266. http://dx.doi.org/10.1053/j.sodo.2010.06.007
• [6] Pawłowska E., Loba K., Błasiak J. et al.: Dental and Medical Problems 2009, 46 (4), 477.
• [7] Niepraschk M., Rahiotis C., Bradley T.G. et al.: American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics 2007, 132 (3), 382. http://dx.doi.org/10.1016/j.ajodo.2007.04.029
• [8] Walters N.J., Xia W., Salih V. et al.: Dental Materials 2016, 32 (2), 264. http://dx.doi.org/10.1016/j.dental.2015.11.017
• [9] Stansbury J.W.: Dental Materials 2012, 28 (1), 13. http://dx.doi.org/10.1016/j.dental.2011.09.005
• [10] Rahiotis C., Kakaboura A., Loukidis M. et al.: European Journal of Oral Sciences 2004, 112, 89. http://dx.doi.org/10.1111/j.0909-8836.2004.00092.x
• [11] Shinya M., Shinya A., Lassila L.V.J. et al.: The Angle Orthodontist 2009, 79 (3), 546. http://dx.doi.org/10.2319/051008-256.1
• [12] Çörekçi B., Malkoç S., Öztürk B. et al.: American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics 2011, 139 (4), 299. http://dx.doi.org/10.1016/j.ajodo.2009.05.033
• [13] Jagdish N., Padmanabhan S., Chitharanjan A.B. et al.: The Angle Orthodontist 2009, 79 (6), 1133. http://dx.doi.org/10.2319/080808-418R.1
• [14] Stanislawski L., Lefeuvre M., Bourd K.: Journal of Biomedical Materials Research 2003, 66A, 476. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.a.10600
• [15] Lefeuvre M., Bourd K., Loriot M.-A. et al.: Journal of Dental Research 2004, 83, 914. https://doi.org/10.1177/154405910408301205
• [16] Engelmann J., Volk J., Leyhausen G. et al.: Journal of Biomedical Materials Research 2005, 75B, 272. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.b.30360
• [17] Darmani H., Al-Hiyasat A.S.: Reproduction, Fertility and Development 2005, 17, 401. https://doi.org/10.1071/RD04053
• [18] Olea N., Pulgar R., Pérez P. et al.: Environmental Health Perspectives 1996, 104 (3), 298.
• [19] Perez P., Pulgar R., Olea-Serrano F. et al.: Environmental Health Perspectives 1998, 106 (3), 167.
• [20] Eramo S., Urbani G., Sfasciotti G.L. et al.: Annali di Stomatologia 2010, 1 (3-4), 14.
• [21] Peterson M., Wong P., Dickson S. et al.: Military Medicine 2017, 182 (3/4), 1883. http://dx.doi.org/10.7205/MILMED-D-16-00232
• [22] Loke C., Lee J., Sander S. et al.: Journal of Oral Rehabilitation 2016, 43, 778. https://doi.org/10.1111/joor.12429
• [23] Örtengren U., Wellendorf H., Karlsson S. et al.: Journal of Oral Rehabilitation 2001, 28, 1106. http://dx.doi.org/10.1046/j.1365-2842.2001.00802.x
• [24] Gioka Ch., Bourauel Ch., Hiskia A. et al.: American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics 2005, 127 (4), 413. https://doi.org/10.1016/j.ajodo.2004.02.015
• [25] Moharamzadeh K., Van Noort R., Brook I.M., Scutt A.M.: Journal of Materials Science: Materials in Medicine 2007, 18, 133. https://doi.org/10.1007/s10856-006-0671-z
• [26] Pelourde Ch., Bationo R., Boileau M.J.: American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics 2018, 153, 248. http://dx.doi.org/10.1016/j.ajodo.2017.06.021
• [27] Pulgar R., Olea-Serrano M.F., Novillo-Fertrell A. et al.: Environmental Health Perspectives 2000, 108 (1), 21.
• [28] Eliades T., Hiskia A., Eliades G. et al.: American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics 2007, 131 (1), 72. https://doi.org/10.1016/j.ajodo.2006.08.013
• [29] Eliades T., Voutsa D., Sifakakis I. et al.: American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics 2011, 139 (2), 192. https://doi.org/10.1016/j.ajodo.2009.12.026
• [30] Sunitha C., Kailasam V., Padmanabhan S. et al.: American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics 2011, 140 (2), 239. http://dx.doi.org/10.1016/j.ajodo.2010.02.037
• [31] Kotyk M.W., Wiltshire W.A.: The Angle Orthodontist 2014, 84 (3), 516. https://doi.org/10.2319/081413-600.1
• [32] Purushothaman D., Kailasam V., Chitharanjan AB.: American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics 2015, 147 (1), 29. http://dx.doi.org/10.1016/j.ajodo.2014.09.013
• [33] Moreira M.R., Matos L.G., de Souza I.D. et al.: American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics 2017, 151 (3), 477. https://doi.org/10.1016/j.ajodo.2016.07.019
• [34] Hope E., Reed D.R., Moilanen L.H.: Dental Materials 2016, 32 (8), 961. https://doi.org/10.1016/j.dental.2016.05.001
• [35] Deviot M., Lachaise I., Högg Ch. et al.: Dental Materials 2018, 34 (2), 341. https://doi.org/10.1016/j.dental.2017.11.018
• [36] Lee S.Y., Huang H.M., Lin C.Y. et al.: Journal of Oral Rehabilitation 1998, 25 (8), 575. http://dx.doi.org/10.1046/j.1365-2842.1998.00284.x
• [37] Gusmão G.M., De Queiroz T.V., Pompeu G.F. et al.: Indian Journal of Dental Research 2013, 24 (1), 60. http://dx.doi.org/10.4103/0970-9290.114954
• [38] Örtengren U., Andersson F., Elgh U. et al.: Journal of Dentistry 2001, 29 (1), 41. https://doi.org/10.1016/S0300-5712(00)00055-5
• [39] Örtengren U., Langer S., Göransson A. et al.: European Journal of Oral Sciences 2004, 112, 530. http://dx.doi.org/10.1111/j.1600-0722.2004.00164.x

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019)