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Effect of sucrose+starch on Streptococcus mutans biofilms and enamel-dentine demineralization

Objectives: Starch has been considered non cariogenic for enamel and moderately cariogenic for dentine, but cariogenicity of starch and sucrose together, remains unclear. The aim of this study was to evaluate the effect of the combination of these sugars on Streptococcus mutans biofilms properties and demineralization of enamel and dentine. Methods: Biofilms of S. mutans UA159 were grown on slabs of bovine enamel and dentin in the presence of saliva. Slabs were subjected to the one of the following treatment: 1) NaCl 0.9% (negative control), 2) 1%-starch, 3) 10%-sucrose and 4) 1%-starch+10%-sucrose. Each slab-biofilm was treated 8 times/day, 4 days for dentin and 5 for enamel, in triplicate and in three independent experiments (n=9). Medium pH was measured twice/day (acidogenicity). After the experiments, biofilms were collected to analyze: viable microorganisms, intracellular polysaccharides (IPS), soluble (SEPS) and insoluble (IEPS) extracellular polysaccharides (EPS). Dry and wet weight (biomass) of the biofilms was determined to normalize the data. Percentage of surface hardness loss relative to baseline (%SHL) was assessed on the slabs (demineralization). Results were analyzed by ANOVA and Tukey (p<0.05). Results: Biofilms exposed to starch+sucrose were more acidogenic than those grown in the presence of each sugar alone on both tissues (p<0.05). The highest %SHL was observed for sucrose+starch (p<0.05), for both dental substrates. No difference among treatments was found for viable microorganisms, SEPS and IPS for enamel or dentine. In dentin, S. mutans biofilms exposed to both sugars together produced more IEPS than any other group and more than groups 1 and 2 in enamel (p<0.05). Biomass of biofilms treated with starch+sucrose, or sucrose, were higher than the other treatments (p<0.05), for enamel and dentin. Conclusion: Data suggest that the combination of starch and sucrose is more cariogenic than the separate sugars, for either enamel or dentin.

Objetivos: El almidón se considera no cariogénico para esmalte y moderadamente cariogénico para dentina, pero la cariogenicidad de ambos azúcares combinados no está clara. El propósito de este estudio fue evaluar el efecto de la combinación de éstos azúcares sobre las propiedades de biofilms de Streptococcus mutans y sobre la desmineralización de esmalte y dentina. Métodos: Biofilms de S. mutans UA159 fueron cultivados sobre bloques de esmalte y dentina bovinos en presencia de saliva. Los bloques sometidos a los siguientes tratamientos: 1) NaCl 0.9%, 2) almidón-1%, 3) sacarosa-10% y 4) almidón-1%+sacarosa-10%. Cada bloque con biofilm fue tratado 8/día, 4 días para dentina y 5 para esmalte, en triplicado y en tres experimentos independientes (n=9). El pH del medio fue medido 2/día (acidogenicidad). Los biofilms fueron recolectados para analizar: microorganismos viables, polisacáridos intracelulares (PIC), polisacáridos extracelulares solubles (PECS) e insolubles (PECI). El peso húmedo y seco del biofilm (biomasa) se utilizó para normalizar los datos. El porcentaje de pérdida de dureza superficial (%PDS) en relación a los valores basales fue determinado sobre los bloques (desmineralización). Los resultados fueron comparados usando ANOVA y Tukey (p<0.05). Resultados: Biofilms expuestos a almidón+sacarosa fueron más acidogénicos que los que crecieron en presencia de cada azúcar por separado, en esmalte o dentina (p<0.05). El %PDS más alto se observó en el tratamiento de almidón+sacarosa (p <0.05), en los dos sustratos. No se encontraron diferencias en microorganismos viables, PECS y PIC, para esmalte o dentina. En dentina, los biofilms expuestos a los dos azúcares juntos produjeron más PECI que cualquier otro grupo y más que los grupos 1 y 2 en esmalte (p<0.05). La biomasa de los biofilms con almidón+sacarosa fueron mayores que los otros tratamientos (p<0.05), para ambos sustratos. Conclusión: La combinación almidón-sacarosa es más cariogénica que los azúcares por separado, en esmalte o dentina.


Division: Latin American Region Meeting
Meeting: 2011 Latin American Region Meeting (Santiago, Chile)
Location: Santiago, Chile
Year: 2011
Final Presentation ID:
Abstract Category|Abstract Category(s): Scientific Groups
Authors
  • Villegas, Mario  ( University of Talca, Talca, N/A, Chile )
  • N. Botelho, Juliana  ( UNICAMP, Piracicaba SP, N/A, Brazil )
  • Troncoso, Pía  ( University of Talca, Talca, N/A, Chile )
  • Giacaman, Rodrigo A.  ( University of Talca, Talca, N/A, Chile )
  • Cury, Jaime A.  ( UNICAMP, Piracicaba SP, N/A, Brazil )
  • SESSION INFORMATION
    Oral Session
    Oral Session Tuesday Room 1
    10/04/2011