Confocal laser scanning reflection microscopy applied to the remineralization studies in incipient caries lesions

Abstract

To evaluate through roughness parameters measurement the penetration of calcium phosphate stabilized by casein phosphopeptides (CPP-ACP) in the subsurface zone of the incipient caries lesions known in dentistry as white spot lesion (WSL). To our knowledge,there is no data about roughness parameters to evaluate the demineralization-remineralization process in the body of the lesion. WSL was generated in vitro in 10 dental samples and sectioned in half of them (longitudinal section). CPP-ACP was applied on the WSL (3 minutes daily for 60 days). Roughness parameters (Rp and Ra) were measured on the longitudinal section with a laser scanning confocal microscope in the reflection acquisition mode (CLSRM), either in the WSL or sound enamel, before and after applying CPP-ACP. CLSRM is a non-contact method able to detect small irregularities more precisely due to the small spot of laser illumination (0.5 μm). Mixed linear models were carried out, using the treatment as a fixed factor and the tooth as a random factor (significance level 5%). Rp and Ra values in WSL area before applying the remineralization protocol (WSL pre) were significantly higher than in the sound enamel of the same samples. After applying CPP-ACP, Rp and Ra values decreased significantly with respect to the WSL pre and were similar to the values of these parameters in sound enamel. roughness parameters were used as an indirect way to measure the porosity of WSL at subsurface level. The decrease of these parameters could be interpreted as the remineralization of WSL by the ability of CPP-ACP to penetrate the body of the lesion.Clinical significance: WSL is characterized by the loss of minerals from the enamel and an increase in porosity at the subsurface level. The effectiveness of remineralizing substances would be determined by their ability to penetrate the body of the lesion and reduce porosity.

El objetivo de este trabajo fue evaluar mediante la medición de parámetros de rugosidad la penetración de fosfato cálcico estabilizado por fosfopéptidos de caseína (CPP-ACP) en la zona subsuperficial de las lesiones incipientes de caries, conocidas en odontología como lesión de mancha blanca (MB). Hasta donde sabemos, no existen datos sobre parámetros de rugosidad para evaluar el proceso de desmineralización-remineralización en el cuerpo de la lesión. La MB se generó in vitro en 10 muestras dentales, luego se seccionaron por la mitad de la MB (sección longitudinal). Se aplicó CPP-ACP en la MB (3 minutos diarios durante 60 días). Los parámetros de rugosidad (Rp y Ra) se midieron en la sección longitudinal con un microscopio confocal de barrido láser en el modo de adquisición de reflexión (CLSRM), tanto en la zona de MB como en el esmalte sano, antes y después de la aplicación de CPPACP. CLSRM es un método sin contacto capaz de detectar pequeñas irregularidades con mayor precisión debido al pequeño diámetro del haz del láser (0,5 μm). Se realizaron modelos lineales mixtos, utilizando el tratamiento como factor fijo y el diente como factor aleatorio (nivel de significancia 5%). Los valores de Rp y Ra en el área de MB antes de aplicar el protocolo de remineralización (MB pre) fueron significativamente más altos que en el esmalte sano de las mismas muestras. Después de aplicar CPP-ACP, los valores de Rp y Ra disminuyeron significativamente con respecto a MB pre y fueron similares a los valores de estos parámetros en el esmalte sano. Los parámetros de rugosidad se utilizaron como una forma indirecta de medir la porosidad de la MB a nivel del subsuperficial. La disminución de estos parámetros podría interpretarse como la remineralización de la MB por la capacidad de CPP-ACP de penetrar en el cuerpo de la lesión. Significancia clínica: La MB se caracteriza por la pérdida de minerales del esmalte y un aumento de la porosidad a nivel subsuperficial. La eficacia de las sustancias remineralizantes estaría determinada por su capacidad para penetrar en el cuerpo de la lesión y reducir la porosidad.