RESUMO Desinfecção da dentina radicular pela irradiação dos lasers de ND:YAG, HO:YAG e ER:YAG: um modelo in vitro A provável causa do insucesso da terapia endodôntica é a persistência de microrganismos colonizando os túbulos dentinários. Para reduzir o risco de insucesso e, se possível, o tempo despendido no tratamento endodôntico, novos equipamentos e materiais são constantemente desenvolvidos. O objetivo desta investigação foi estudar o efeito da irradiação laser intracanal na desinfecção dos túbulos dentinários de dentes bovinos recém-extraídos, utilizando-se um modelo in vitro. Os grupos irradiados pelos vários lasers foram comparados ao tratamento com hidróxido de cálcio, freqüentemente utilizado como medicação intracanal. O cemento radicular foi removido, o canal preparado e os dentes, cortados, resultando em 180 corpos de prova padronizados. Para promover a colonização bacteriana, os corpos de prova foram incubados, a 37 o C, em frascos contendo caldo de tripticase de soja e Enterococcus faecalis, o qual continha um plasmídeo que permitiu o seu crescimento em um meio seletivo com cloranfenicol. Os corpos de prova foram divididos em cinco grupos experimentais e três grupos-controle. Para irradiação foram utilizados os lasers pulsados de: Ho:YAG a 2,1 µm; Nd:YAG (1,06 µm); e Er:YAG (2,94 µm) com e sem refrigeração ar/água. Os grupos tratados receberam três parâmetros diferentes de irradiação com cada tipo de laser: energia abaixo do limiar de modificação física (physical modification threshold - ½ do PMT) por 60s; no limiar (PMT) por 60s; e, acima do limiar (120s). O Grupo 5 recebeu sete dias de tratamento com hidróxido de cálcio. Como controles, três espécimes para cada grupo receberam água estéril (controle negativo), três receberam KI3, após exposição à bactéria (controle negativo) e três não receberam tratamento após exposição à bactéria (controle positivo). A quantidade de bactérias foi estimada mediante a contagem de unidades formadoras de colônias (u.f.c.). De modo a avaliar, paralelamente, se os comprimentos de onda laser utilizados no experimento poderiam ser absorvidos pelo E. faecalis, foram obtidos espectros de absorção no UV, VIS e IR, por meio de espectroscopia. A análise estatística mostrou uma redução bacteriana como segue: Ho:YAG > hidróxido de cálcio > Nd:YAG > Er:YAG com refrigeração ar/água > Er:YAG sem refrigeração ar/água. Houve uma significativa redução bacteriana no grupo irradiado pelo Ho:YAG no limiar de modificação – PMT (50 mJ, 10 Hz, 66 J/cm 2 , por 120s), seguida pelo Ho:YAG a 50 mJ, 10 Hz, 33J/cm 2 , por 60s e pelo grupo que recebeu hidróxido de cálcio. Os dois últimos grupos não apresentaram diferenças estatísticas significativas. O espectro de absorção pelas bactérias (E. faecalis) nas faixas dos comprimentos de onda do UV e VIS apresentou picos de absorção em 361 nm e em 377 nm (UV). Já o infravermelho próximo revelou uma baixa absorção pelo microrganismo testado. / SUMMARY Disinfection of intracanal dentin by Nd:YAG, Ho:YAG and Er:YAG laser irradiation: an in vitro model A possible cause for root canal failure is the persistence of bacteria that have colonized dentinal tubules. To reduce this risk and, if possible, to also shorten the time-consuming endodontic therapy, new equipment and materials are constantly being introduced. The aim of the present investigation was to study the effect of disinfection of dentinal tubules by intracanal laser irradiation using an in vitro model. The groups irradiated by various lasers were compared with calcium hydroxide, a material frequently used as intracanal medication between appointments. Freshly extracted, intact bovine incisors were used. The root cementum was removed and the teeth cut to produce 180 standardized specimens. For bacterial colonization, specimens were incubated at 37 o C in test tubes with Tryptic Soy Broth and Enterococcus faecalis, which carried a plasmid that allowed the growth in a selective medium containing chloramphenicol. The specimens were divided in five treatment groups and three control groups. For irradiation, pulsed delivered Ho:YAG laser at 2.1 µm, Nd:YAG laser (1.06 µm), and Er:YAG and Er:YAG laser (2.94µm) with and without air/water coolant, were used. Lasers groups received three different laser settings for treatment: output energy below the physical modification threshold (½ of PMT) for 60 sec, at the PMT for 60 sec and above the PMT (120 sec). Group 5 received a seven-day treatment with calcium hydroxide. As controls, three specimens for each treatment group received sterile water instead of bacteria (negative control), three received iodine potassium-iodide after bacterial exposure (negative control), and three did not receive treatment after bacterial exposure (positive control). The number of bacteria was estimated by counting CFU. In order to evaluate whether the lasers used in the experiment could be absorbed by the bacteria E. faecalis, an UV, VIS and NIR spectra were obtained using a spectrophotometer. Statistical analysis showed the bacterial reduction as follow: Ho:YAG laser > hidróxido de cálcio> Nd:YAG laser > Er:YAG laser with air/water coolant > Er:YAG laser without air/water coolant. There was a significantly higher bacterial reduction in the group irradiated by the Ho:YAG at the PMT (50mJ, 10 Hz, 66 J/cm 2 for 120 sec), followed by Ho:YAG irradiated at 50mJ, 10 Hz, 33 J/cm 2 for 60 sec, and the group that received calcium hydroxide. The latter two groups were not significantly different. The UV and VIS absorbance spectrum presented two absorbance peaks at 361nm and 337nm (UV). The NIR spectrum revealed a very low absorbance by the E. faecalis.

RESUMO Desinfecção da dentina radicular pela irradiação dos lasers de ND:YAG, HO:YAG e ER:YAG: um modelo in vitro A provável causa do insucesso da terapia endodôntica é a persistência de microrganismos colonizando os túbulos dentinários. Para reduzir o risco de insucesso e, se possível, o tempo despendido no tratamento endodôntico, novos equipamentos e materiais são constantemente desenvolvidos. O objetivo desta investigação foi estudar o efeito da irradiação laser intracanal na desinfecção dos túbulos dentinários de dentes bovinos recém-extraídos, utilizando-se um modelo in vitro. Os grupos irradiados pelos vários lasers foram comparados ao tratamento com hidróxido de cálcio, freqüentemente utilizado como medicação intracanal. O cemento radicular foi removido, o canal preparado e os dentes, cortados, resultando em 180 corpos de prova padronizados. Para promover a colonização bacteriana, os corpos de prova foram incubados, a 37 o C, em frascos contendo caldo de tripticase de soja e Enterococcus faecalis, o qual continha um plasmídeo que permitiu o seu crescimento em um meio seletivo com cloranfenicol. Os corpos de prova foram divididos em cinco grupos experimentais e três grupos-controle. Para irradiação foram utilizados os lasers pulsados de: Ho:YAG a 2,1 µm; Nd:YAG (1,06 µm); e Er:YAG (2,94 µm) com e sem refrigeração ar/água. Os grupos tratados receberam três parâmetros diferentes de irradiação com cada tipo de laser: energia abaixo do limiar de modificação física (physical modification threshold - ½ do PMT) por 60s; no limiar (PMT) por 60s; e, acima do limiar (120s). O Grupo 5 recebeu sete dias de tratamento com hidróxido de cálcio. Como controles, três espécimes para cada grupo receberam água estéril (controle negativo), três receberam KI3, após exposição à bactéria (controle negativo) e três não receberam tratamento após exposição à bactéria (controle positivo). A quantidade de bactérias foi estimada mediante a contagem de unidades formadoras de colônias (u.f.c.). De modo a avaliar, paralelamente, se os comprimentos de onda laser utilizados no experimento poderiam ser absorvidos pelo E. faecalis, foram obtidos espectros de absorção no UV, VIS e IR, por meio de espectroscopia. A análise estatística mostrou uma redução bacteriana como segue: Ho:YAG > hidróxido de cálcio > Nd:YAG > Er:YAG com refrigeração ar/água > Er:YAG sem refrigeração ar/água. Houve uma significativa redução bacteriana no grupo irradiado pelo Ho:YAG no limiar de modificação – PMT (50 mJ, 10 Hz, 66 J/cm 2 , por 120s), seguida pelo Ho:YAG a 50 mJ, 10 Hz, 33J/cm 2 , por 60s e pelo grupo que recebeu hidróxido de cálcio. Os dois últimos grupos não apresentaram diferenças estatísticas significativas. O espectro de absorção pelas bactérias (E. faecalis) nas faixas dos comprimentos de onda do UV e VIS apresentou picos de absorção em 361 nm e em 377 nm (UV). Já o infravermelho próximo revelou uma baixa absorção pelo microrganismo testado. / SUMMARY Disinfection of intracanal dentin by Nd:YAG, Ho:YAG and Er:YAG laser irradiation: an in vitro model A possible cause for root canal failure is the persistence of bacteria that have colonized dentinal tubules. To reduce this risk and, if possible, to also shorten the time-consuming endodontic therapy, new equipment and materials are constantly being introduced. The aim of the present investigation was to study the effect of disinfection of dentinal tubules by intracanal laser irradiation using an in vitro model. The groups irradiated by various lasers were compared with calcium hydroxide, a material frequently used as intracanal medication between appointments. Freshly extracted, intact bovine incisors were used. The root cementum was removed and the teeth cut to produce 180 standardized specimens. For bacterial colonization, specimens were incubated at 37 o C in test tubes with Tryptic Soy Broth and Enterococcus faecalis, which carried a plasmid that allowed the growth in a selective medium containing chloramphenicol. The specimens were divided in five treatment groups and three control groups. For irradiation, pulsed delivered Ho:YAG laser at 2.1 µm, Nd:YAG laser (1.06 µm), and Er:YAG and Er:YAG laser (2.94µm) with and without air/water coolant, were used. Lasers groups received three different laser settings for treatment: output energy below the physical modification threshold (½ of PMT) for 60 sec, at the PMT for 60 sec and above the PMT (120 sec). Group 5 received a seven-day treatment with calcium hydroxide. As controls, three specimens for each treatment group received sterile water instead of bacteria (negative control), three received iodine potassium-iodide after bacterial exposure (negative control), and three did not receive treatment after bacterial exposure (positive control). The number of bacteria was estimated by counting CFU. In order to evaluate whether the lasers used in the experiment could be absorbed by the bacteria E. faecalis, an UV, VIS and NIR spectra were obtained using a spectrophotometer. Statistical analysis showed the bacterial reduction as follow: Ho:YAG laser > hidróxido de cálcio> Nd:YAG laser > Er:YAG laser with air/water coolant > Er:YAG laser without air/water coolant. There was a significantly higher bacterial reduction in the group irradiated by the Ho:YAG at the PMT (50mJ, 10 Hz, 66 J/cm 2 for 120 sec), followed by Ho:YAG irradiated at 50mJ, 10 Hz, 33 J/cm 2 for 60 sec, and the group that received calcium hydroxide. The latter two groups were not significantly different. The UV and VIS absorbance spectrum presented two absorbance peaks at 361nm and 337nm (UV). The NIR spectrum revealed a very low absorbance by the E. faecalis.

Esta investigação objetivou a eficácia antimicrobiana de agentes desinfetantes utilizados na desinfecção dos instrumentos endodônticos, durante o período transoperatório do tratamento endodôntico. A atividade antimicrobiana dos desinfetantes álcool isopropílico, acetona e ácido peracético (PAA) foi avaliada sobre microrganismos planctônicos através de teste de contato (time kill assay), utilizando inóculo de 9,9 X 109 a 1,2 X 1012 unidades formadoras de colônia (UFC) e por determinação da concentração bactericida mínima (CBM), usando inóculo de aproximadamente 106 UFC. Os agentes químicos também foram avaliados sobre Enterococcus faecalis (E. faecalis) ATCC 29212 cultivada em matriz de dentina (ex vivo) visando a formação de biofilme. O biofilme (organismos sésseis) microbiano foi removido com limas tipo Kerr (LK), até as lâminas estarem visualmente preenchidas. As LK contaminadas foram usadas como carreadores (logo após a contaminação ou secas dentro de uma câmara de fluxo laminar por 10 minutos). As LK carreadoras foram imersas em álcool isopropílico ou acetona ambos a 80%, ou em Ácido peracético 2%, por 30 ou 60 segundos. As limas foram posteriormente colocadas em tubos de ensaio contendo caldo Enterococcosel para observar o crescimento dos enterococos viáveis. Depois, os experimentos in vivo foram realizados com LK contaminadas por material necrótico pulpar da região cervical de dentes indicados para tratamento endodôntico. As LK contaminadas foram imersas, por 30 ou 60 segundos, em 80% de acetona ou 80% de álcool isopropílico ou 2% de PAA. As limas foram então inoculadas em tubos de ensaio contendo meio tioglicolato. Os organismos que cresceram, foram identificados após o tratamento com PAA. A corrosão mediada pelos agentes químicos também foi testada, após a incubação de LK de aço inoxidável e de NiTi por 60 minutos, medindo o peso das LK antes e depois da imersão e por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Todos os agentes químicos foram capazes de eliminar ou reduzir a viabilidade das bactérias de espécies planctônicas Gram-negativas e Gram-positivas, embora a atividade dos produtos químicos sobre E. faecalis sésseis em testes de carreadores de LK demonstrou que o álcool isopropílico ou acetona foram incapazes de eliminar a contaminação bacteriana, especialmente, quando as limas foram secas previamente à exposição aos produtos químicos, por 15 ou 30 segundos. O PAA demonstrou a melhor atividade antimicrobiana e eliminou a viabilidade das células sésseis E. faecalis de ambas as limas endodônticas tipo K úmidas ou secas, após exposição por 15 segundos (100% de eliminação). Os experimentos desenvolvidos in vivo demonstraram que o PAA foi o agente mais eficaz (p<0,05), capaz de eliminar a viabilidade dos organismos em 92% das LK imersas depois de 60 segundos, quando comparado com acetona (64%) ou com álcool isopropílico (50%). O crescimento microbiano após o contato com o PAA demonstrou que somente o grupo dos Lactobacillus sp foi resistente a essa substância química. Os agentes químicos não demonstraram ser corrosivos, após a imersão por 1 hora, tanto por pesagem quanto por MEV. Foi observado que o PAA foi o agente mais eficaz para ser utilizado como desinfetante de instrumentos, durante o período transoperatório do tratamento endodôntico. / This investigation aimed to evaluate the antimicrobial efficacy of disinfectant agents used to maintain the disinfection of endodontic instruments during the transoperatory period in endodontic treatment. The antimicrobial activity of disinfectants isopropyl alcohol, acetone and peracetic acid were evaluated upon planktonic micro-organisms by time kill assay (contact test) using inoculums from 9,9 X 109 to 1,2 X 1012 colony forming units (CFU) and determination of minimal bactericidal concentration (MBC), using inoculums of 106 CFU. Chemical agents were also evaluated upon Enterococcus faecalis (E. faecalis) ATCC 29212 strain grown on matrix dentin (ex vivo) for biofilm formation. Biofilm (sessile organisms) were removed with Kerr files until the blades were visually filled and contaminated K files used as carriers (shortly after contamination or dried inside a flow chamber for 10 minutes). K files carriers were immersed in 80% isopropyl alcohol, 80% acetone or in 2% peracetic acid for 30 or 60 seconds. The files were subsequently dispensed into test tubes containing Enterococcosel broth to observe the growth of viable enterococci. Thereafter, in vivo experiments were performed with K files contaminated with pulp necrotic material from cervical region of teeth indicated to endodontic treatment. The contaminated K files were immersed for 30 or 60 seconds in 80% acetone, 80% isopropyl alcohol and 2% peracetic acid. The files were then inoculated into test tubes containing tioglycolate medium. The organisms that grew after peracetic acid treatment were identified. The corrosion mediated by the chemical agents was also tested after incubation of stainless steel and NiTi K files for 60 minutes, by measuring the weight of K-files before and after immersion, and by scanning electron microscopy (SEM). All chemical agents were capable to eliminate or reduce bacterial viability of planktonic Gram-negative and Gram-positive species, though the activity of chemicals upon sessile E. faecalis in K-file carrier tests demonstrated that isopropyl alcohol or acetone were incapable to eliminate bacterial contamination, especially when the files were dried previously to the exposition to the chemicals for 15 or 30 seconds. Peracetic acid demonstrated the best antimicrobial activity, and eliminated the viability of sessile E. faecalis cells from both wet and dried K-endodontic files after exposition for 15 seconds (100% elimination). The experiments developed in vivo demonstrated that peracetic acid was the most effective agent (p<0,05), capable of eliminating the viability of organisms in 92% of K files immersed after 60 seconds, when compared to acetone (64%) or isopropyl alcohol (50%). The microbial grown after contact with peracetic acid demonstrated that only Lactobacillus sp group was resistant to this chemical. The chemical agents demonstrated to be non-corrosive after immersion for 1 hour, by both weighing and SEM. The results indicated that peracetic acid was the most effective agent to be used as disinfectant of instruments during transoperatory period of endodontic treatment.

Esta investigação objetivou a eficácia antimicrobiana de agentes desinfetantes utilizados na desinfecção dos instrumentos endodônticos, durante o período transoperatório do tratamento endodôntico. A atividade antimicrobiana dos desinfetantes álcool isopropílico, acetona e ácido peracético (PAA) foi avaliada sobre microrganismos planctônicos através de teste de contato (time kill assay), utilizando inóculo de 9,9 X 109 a 1,2 X 1012 unidades formadoras de colônia (UFC) e por determinação da concentração bactericida mínima (CBM), usando inóculo de aproximadamente 106 UFC. Os agentes químicos também foram avaliados sobre Enterococcus faecalis (E. faecalis) ATCC 29212 cultivada em matriz de dentina (ex vivo) visando a formação de biofilme. O biofilme (organismos sésseis) microbiano foi removido com limas tipo Kerr (LK), até as lâminas estarem visualmente preenchidas. As LK contaminadas foram usadas como carreadores (logo após a contaminação ou secas dentro de uma câmara de fluxo laminar por 10 minutos). As LK carreadoras foram imersas em álcool isopropílico ou acetona ambos a 80%, ou em Ácido peracético 2%, por 30 ou 60 segundos. As limas foram posteriormente colocadas em tubos de ensaio contendo caldo Enterococcosel para observar o crescimento dos enterococos viáveis. Depois, os experimentos in vivo foram realizados com LK contaminadas por material necrótico pulpar da região cervical de dentes indicados para tratamento endodôntico. As LK contaminadas foram imersas, por 30 ou 60 segundos, em 80% de acetona ou 80% de álcool isopropílico ou 2% de PAA. As limas foram então inoculadas em tubos de ensaio contendo meio tioglicolato. Os organismos que cresceram, foram identificados após o tratamento com PAA. A corrosão mediada pelos agentes químicos também foi testada, após a incubação de LK de aço inoxidável e de NiTi por 60 minutos, medindo o peso das LK antes e depois da imersão e por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Todos os agentes químicos foram capazes de eliminar ou reduzir a viabilidade das bactérias de espécies planctônicas Gram-negativas e Gram-positivas, embora a atividade dos produtos químicos sobre E. faecalis sésseis em testes de carreadores de LK demonstrou que o álcool isopropílico ou acetona foram incapazes de eliminar a contaminação bacteriana, especialmente, quando as limas foram secas previamente à exposição aos produtos químicos, por 15 ou 30 segundos. O PAA demonstrou a melhor atividade antimicrobiana e eliminou a viabilidade das células sésseis E. faecalis de ambas as limas endodônticas tipo K úmidas ou secas, após exposição por 15 segundos (100% de eliminação). Os experimentos desenvolvidos in vivo demonstraram que o PAA foi o agente mais eficaz (p<0,05), capaz de eliminar a viabilidade dos organismos em 92% das LK imersas depois de 60 segundos, quando comparado com acetona (64%) ou com álcool isopropílico (50%). O crescimento microbiano após o contato com o PAA demonstrou que somente o grupo dos Lactobacillus sp foi resistente a essa substância química. Os agentes químicos não demonstraram ser corrosivos, após a imersão por 1 hora, tanto por pesagem quanto por MEV. Foi observado que o PAA foi o agente mais eficaz para ser utilizado como desinfetante de instrumentos, durante o período transoperatório do tratamento endodôntico. / This investigation aimed to evaluate the antimicrobial efficacy of disinfectant agents used to maintain the disinfection of endodontic instruments during the transoperatory period in endodontic treatment. The antimicrobial activity of disinfectants isopropyl alcohol, acetone and peracetic acid were evaluated upon planktonic micro-organisms by time kill assay (contact test) using inoculums from 9,9 X 109 to 1,2 X 1012 colony forming units (CFU) and determination of minimal bactericidal concentration (MBC), using inoculums of 106 CFU. Chemical agents were also evaluated upon Enterococcus faecalis (E. faecalis) ATCC 29212 strain grown on matrix dentin (ex vivo) for biofilm formation. Biofilm (sessile organisms) were removed with Kerr files until the blades were visually filled and contaminated K files used as carriers (shortly after contamination or dried inside a flow chamber for 10 minutes). K files carriers were immersed in 80% isopropyl alcohol, 80% acetone or in 2% peracetic acid for 30 or 60 seconds. The files were subsequently dispensed into test tubes containing Enterococcosel broth to observe the growth of viable enterococci. Thereafter, in vivo experiments were performed with K files contaminated with pulp necrotic material from cervical region of teeth indicated to endodontic treatment. The contaminated K files were immersed for 30 or 60 seconds in 80% acetone, 80% isopropyl alcohol and 2% peracetic acid. The files were then inoculated into test tubes containing tioglycolate medium. The organisms that grew after peracetic acid treatment were identified. The corrosion mediated by the chemical agents was also tested after incubation of stainless steel and NiTi K files for 60 minutes, by measuring the weight of K-files before and after immersion, and by scanning electron microscopy (SEM). All chemical agents were capable to eliminate or reduce bacterial viability of planktonic Gram-negative and Gram-positive species, though the activity of chemicals upon sessile E. faecalis in K-file carrier tests demonstrated that isopropyl alcohol or acetone were incapable to eliminate bacterial contamination, especially when the files were dried previously to the exposition to the chemicals for 15 or 30 seconds. Peracetic acid demonstrated the best antimicrobial activity, and eliminated the viability of sessile E. faecalis cells from both wet and dried K-endodontic files after exposition for 15 seconds (100% elimination). The experiments developed in vivo demonstrated that peracetic acid was the most effective agent (p<0,05), capable of eliminating the viability of organisms in 92% of K files immersed after 60 seconds, when compared to acetone (64%) or isopropyl alcohol (50%). The microbial grown after contact with peracetic acid demonstrated that only Lactobacillus sp group was resistant to this chemical. The chemical agents demonstrated to be non-corrosive after immersion for 1 hour, by both weighing and SEM. The results indicated that peracetic acid was the most effective agent to be used as disinfectant of instruments during transoperatory period of endodontic treatment.

The cost of education at institutions of higher education is very high and is exacerbated by the failure rate among first-year students, in particular. Their inability to cope with academic demands is largely due to their lack of preparation as a result of poor schooling in previously disadvantaged secondary schools. In the light of this, this study was undertaken to determine the academic needs of and strategies for remedial academic support to first-year dental therapy students at Medunsa. A literature review provided a theoretical foundation and highlighted various factors which impede effective study. An empirical investigation used a combination of qualitative and quantitative approaches to explore the needs of first-year dental therapy students at Medunsa. The results corroborated the issues addressed by the literature as constraints to students' success. Diverse strategies for providing academic remedial support for first-year students were discussed based on the literature review and empirical investigation. / Educational Studies / M.Ed. (Psychology of Education)

The cost of education at institutions of higher education is very high and is exacerbated by the failure rate among first-year students, in particular. Their inability to cope with academic demands is largely due to their lack of preparation as a result of poor schooling in previously disadvantaged secondary schools. In the light of this, this study was undertaken to determine the academic needs of and strategies for remedial academic support to first-year dental therapy students at Medunsa. A literature review provided a theoretical foundation and highlighted various factors which impede effective study. An empirical investigation used a combination of qualitative and quantitative approaches to explore the needs of first-year dental therapy students at Medunsa. The results corroborated the issues addressed by the literature as constraints to students' success. Diverse strategies for providing academic remedial support for first-year students were discussed based on the literature review and empirical investigation. / Educational Studies / M.Ed. (Psychology of Education)