Release of Mineral Ions from Dental Biofilm at Different pHs

Objective: Dental biofilm formed under low frequency of exposure to sugar (e.g. 2-3 times/day) presents increased concentrations of inorganic mineral reservoirs when compared with higher frequencies (e.g. 8-10 times/day). These reservoirs could release calcium (Ca), phosphate (Pi) and fluoride (F) during a pH drop in dental biofilm, acting as mineral buffers, but this has not been shown. Thus, the aim of this study was to determine the release Ca, Pi and F from dental biofilm formed under distinct frequencies of exposure to sugar, at decreasing pHs. Methods: In a double-blind, crossover, in situ study, 12 volunteers wore a palatal appliance containing human enamel blocks, which were submitted to biofilm accumulation and glucose exposure 0, 2 or 8 times/day. At the 14th day, biofilm was collected and Ca, Pi, and F extracted with buffers at pHs 6.5, 5.5 or 4.5, or with 0.5 M HCl for total extraction. Results: Biofilm formed under no exposure to glucose presented a significantly (p<0.05) higher concentration (mean±SD, µmol/g, n=12) of total Ca, Pi and F (94.1±52.0, 90.2±41.0 and 2.5±1.9, respectively), which significantly decreased at the exposure 2 times/day (45.7±27.5, 45.1±18.6 and 1.8±2.0) and 8 times/day (14.0±9.0, 18.5±11.0 and 0.6±1.3). For Ca and Pi, around 50% of the total mineral reservoirs were released at pH 5.5, and around 80% at pH 4.5. Less than 20% of total F was extracted at pHs 6.5 and 5.5, but this proportion increased to around 60% at pH 4.5. The pattern of mineral release at the different pHs was similar for the biofilms formed under the distinct conditions. Conclusion: The results suggest that dental biofilm mineral reservoirs may have anticaries potential because they can increase the degree of saturation of the biofilm fluid with respect to tooth minerals at the pH levels induced by sugar fermentation.

"Liberação de íons minerais do biofilme dental em diferentes pHs"

Objetivo: O biofilme dental formado sob baixa frequência de exposição a açúcares (e.g. 2-3 vezes/dia) apresenta maiores concentrações de reservatórios minerais inorgânicos em relação à frequencias mais altas (e.g. 8-10 vezes/dia). Esses reservatórios podem liberar cálcio (Ca), fosfato (Pi) e fluoreto (F) durante uma queda de pH no biofilme dental, que atuariam como tampões minerais, mas isso não foi demonstrado. Assim, o objetivo dese estudo foi avaliar a liberação de Ca, Pi e F do biofilme dental formado sob diferentes frequências de exposição a açúcar, em pHs decrescentes. Métodos: Em um estudo in-situ, duplo-cego, cruzado, 12 voluntários utilizaram um dispositivo palatino contendo blocos de esmalte humano, submetidos ao acúmulo de biofilme dental e exposição à glicose 0, 2 ou 8 vezes/dia. No 14º dia, o biofilme foi coletado e Ca, Pi e F extraídos com tampões pH 6,5, 5,5 ou 4,5, ou HCl 0.5 M para extração total. Resultados: O biofilme formado na ausência de glicose apresentou a mais alta (p<0.05) concentração (média±DP, µmol/g, n=12) de Ca, Pi e F totais (94,1±52,0, 90,2±41,0 e 2,5±1,9, respectivamente), que diminuiu significativamente nas freqüências de exposição de 2 vezes/dia (45,7±27,5, 45,1±18,6 e 1,8±2,0) e 8 vezes/dia (14,0±9,0, 18,5±11,0 e 0,6±1,3). Para Ca e Pi, aproximadamente 50% dos reservatórios foram liberados em pH 5,5, e aproximadamente 80% em pH 4,5. Menos de 20% do F total foi extraído nos pHs 6,5e 5,5, mas essa proporção aumentou para aproximadamente 60% no pH 4.5. O padrão de liberação nos diferentes pHs foi similar para os biofilmes formados sob as diferentes condições. Conclusão: Os resultados sugerem que os reservatórios minerais do biofilme dental podem apresentar potencial anticárie porque podem mudar o grau de saturação do fluido do biofilme em relação aos minerais dentais nos pHs induzidos pela fermentação ácida no biofilme.