DOI: https://doi.org/10.1038/s41405-025-00330-y
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40324997
تاريخ النشر: 2025-05-05
المؤلف: Maha Mohamed Shehata Montaser وآخرون
الموضوع الرئيسي: صحة الأسنان واستخدام الرعاية
نظرة عامة
تدرس الدراسة فعالية إعادة التمعدن لثلاثة علاجات تجارية—معجون أسنان Curasept، ومعجون أسنان مفلور، ومعجون أسنان BioMin—على المينا الأولية التي تم نزع المعادن منها بشكل مصطنع. باستخدام أربعين سناً أولية أمامية تم التخلص منها، شملت البحث فترة علاج لمدة 28 يومًا عبر خمس مجموعات، بما في ذلك مجموعة تحكم غير معالجة ولعاب صناعي. تم تقييم فعالية إعادة التمعدن من خلال اختبار صلابة فيكرز الدقيقة، وقياس خشونة السطح، والمجهر الإلكتروني الماسح مع مطيافية الأشعة السينية المشتتة للطاقة (SEM-EDX). تم إجراء التحليل الإحصائي باستخدام ANOVA أحادي الاتجاه واختبار Tukey’s HSD.
أشارت النتائج إلى أن معجون أسنان BioMin أظهر أعلى إمكانيات إعادة التمعدن، مما حسّن بشكل كبير من الصلابة الدقيقة وخشونة السطح مقارنةً بالمينا غير المعالجة. كشفت تحليل SEM-EDX أن BioMin سهل إدماج أيونات الكالسيوم والفوسفات والفلوريد بشكل أفضل، تلاه معجون أسنان Curasept ومعجون أسنان مفلور. لم تظهر مجموعة اللعاب الصناعي أي تحسن ملحوظ. تشير النتائج إلى أن تركيبة الزجاج الحيوي لـ BioMin تعزز بشكل فعال من استعادة المينا، مما يجعلها خيارًا واعدًا لطب الأسنان للأطفال. تدعو الدراسة إلى دمج معجون أسنان BioMin في أنظمة صحة الفم للأطفال، مع التأكيد على إمكانيته في تحسين صحة المينا وتقليل الحاجة للعلاجات الجراحية. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على الدراسات السريرية للأطفال وفترات العلاج في المختبر الأطول لتقييم فعالية BioMin واستكشاف عوامل إعادة التمعدن البديلة الخالية من الفلورايد.
مقدمة
تتناول مقدمة هذه الورقة البحثية التحدي المستمر للتسوس السني، وهو حالة مدفوعة بالبيوفيلم تتميز بفقدان المعادن من مينا الأسنان والعاج بسبب الكائنات الحية الدقيقة المنتجة للأحماض. تسلط الورقة الضوء على أهمية إعادة تمعدن المينا، وهي عملية يمكن تعزيزها بواسطة اللعاب والفلوريد، مما يعزز تكوين الفلورابايت، وهو معدن أكثر مقاومة للأحماض. على الرغم من فعالية الفلورايد المثبتة في الوقاية من التسوس، هناك قلق متزايد من الجمهور بشأن سلامته، خاصةً في التركيزات العالية. وقد أدى ذلك إلى اهتمام بالعوامل البديلة لإعادة التمعدن، مثل معاجين الأسنان التي تحتوي على هيدروكسيباتيت وتقنيات الزجاج الحيوي، التي تقدم إعادة تمعدن فعالة مع هامش أمان أوسع.
تدرس الدراسة بشكل خاص فعالية علاجين متاحين تجاريًا—Curasept (1450 جزء في المليون من الفلورايد-فوسفات الكالسيوم غير المتبلور) وBiomin (580 جزء في المليون من الفلورايد-زجاج حيوي)—على مينا الأسنان الأولية، التي تكون أكثر عرضة لنزع المعادن. من خلال استخدام طرق تحليلية متنوعة، بما في ذلك المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) واختبارات الصلابة الدقيقة، تهدف الدراسة إلى تقييم إمكانيات إعادة التمعدن لهذه العلاجات على مدى فترة 28 يومًا. تفترض الفرضية الصفرية أنه لا توجد اختلافات كبيرة في صلابة المينا وخشونة السطح بين العوامل المختبرة، مما يساهم في تقديم رؤى قيمة حول خيارات العلاج غير الجراحية في طب الأسنان للأطفال.
طرق
في هذه الدراسة، التي تمت الموافقة عليها من قبل لجنة الأخلاقيات في كلية طب الأسنان بجامعة AASTMT فرع العلمين (رمز الموافقة 301/2024)، قسم الباحثون العينات إلى خمس مجموعات، تتكون كل منها من ثماني عينات (n = 8). كانت المجموعة الأولى بمثابة مجموعة تحكم غير معالجة. تم تخزين المجموعة الثانية في لعاب صناعي، على الأرجح لتقييم تأثيرات هذا الوسط على العينات. لم يتم تقديم تفاصيل إضافية بشأن المجموعات المتبقية وعلاجاتها المحددة في النص المستخرج.
نتائج
في قسم النتائج، استخدمت الدراسة ANOVA أحادي الاتجاه لتقييم محتوى المعادن (الكالسيوم (Ca)، الفوسفور (P)، والفلوريد (F)) عبر خمس مجموعات، تلتها اختبار Tukey’s HSD للتحليل بعد الاختبار. أشارت النتائج إلى وجود اختلافات كبيرة في النسب المعدنية بين المجموعتين 1 و2 مقارنةً بالمجموعات 3 و4 و5، دون وجود اختلافات كبيرة بين المجموعتين 1 و2 (قيم p كانت 0.3639، 0.4438، و0.8633 لـ Ca وP وF، على التوالي). من الجدير بالذكر أن المجموعة 5 أظهرت أكبر اختلافات، بينما لم تظهر المجموعتان 3 و4 اختلافات كبيرة في محتوى المعادن (قيم p كانت 0.8485، 0.0710، و0.5066).
بالإضافة إلى ذلك، كشف اختبار صلابة فيكرز عن اختلافات كبيرة في الصلابة الدقيقة السطحية بين المجموعات، مع متوسط أرقام صلابة فيكرز (VHN) لـ (77.91 ± 32.84)، (146 ± 44.11)، (169.98 ± 81.65)، (227.59 ± 44.82)، و(284.05 ± 33.33) للمجموعات من 1 إلى 5، على التوالي. أشارت نتائج ANOVA إلى قيمة p أقل بكثير من 0.05، مما يؤكد الأهمية الإحصائية لهذه الاختلافات. حدد اختبار Tukey’s HSD أيضًا اختلافات كبيرة في VHN بين معظم المجموعات، باستثناء بين المجموعتين 1 و2. أخيرًا، أظهرت قياسات خشونة السطح اختلافات كبيرة عبر المجموعات، مع متوسط قيم خشونة (Ra) لـ (2.484 ± 0.256)، (1.544 ± 0.190)، (1.701 ± 0.291)، (1.182 ± 0.291)، و(0.937 ± 0.315). مشابهة لنتائج الصلابة، أشار اختبار Tukey إلى اختلافات كبيرة في قيم Ra، باستثناء بين المجموعتين 1 و2، مما يشير إلى تأثيرات مميزة لعلاجات إعادة التمعدن على خصائص المينا.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم فعالية ثلاثة عوامل لإعادة التمعدن—Biomin وCurasept ومعجون الأسنان المفلور—على آفات المينا المبكرة في الأسنان الأولية باستخدام نموذج دورة pH. أشار تقدير حجم العينة إلى أن الحد الأدنى من 40 عينة (8 لكل مجموعة) كان كافيًا للتحليل الإحصائي، مما يضمن قوة في اكتشاف الاختلافات بين العلاجات. استخدمت الدراسة معايرة صارمة للأدوات، بما في ذلك أجهزة اختبار الصلابة الدقيقة والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، لضمان قياسات دقيقة لخصائص المينا. أظهرت النتائج أن Biomin تفوقت بشكل كبير على العوامل الأخرى في تعزيز إعادة تمعدن المينا، كما يتضح من تحسين الصلابة الدقيقة، وتقليل خشونة السطح، وزيادة مستويات الكالسيوم والفوسفور والفلوريد.
كشفت تحليل SEM عن أشكال مينا مميزة، حيث أظهرت العينات المعالجة بـ Biomin إعادة تمعدن كاملة وسطحًا ناعمًا، بينما أظهر Curasept استعادة جزئية. أظهرت المقارنات الإحصائية اختلافات كبيرة في محتوى المعادن بين معجون الأسنان المفلور والمجموعات غير المعالجة، مما يعزز دور الفلورايد في إصلاح المينا. خلصت الدراسة إلى أن التركيبة الفريدة لـ Biomin، التي تسمح بإطلاق مستدام لأيونات الكالسيوم والفوسفات، تجعلها خيارًا متفوقًا لإدارة الآفات الكاريسية المبكرة لدى الأطفال. ومع ذلك، اعترف المؤلفون بوجود قيود في تكرار البيئة البيولوجية المعقدة لتجويف الفم في المختبر واقترحوا أن تركز الأبحاث المستقبلية على التقييمات السريرية وإمكانية عوامل إعادة التمعدن الخالية من الفلورايد لتقليل مخاطر السمية في الفئات السكانية للأطفال.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41405-025-00330-y
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40324997
Publication Date: 2025-05-05
Author(s): Maha Mohamed Shehata Montaser et al.
Primary Topic: Dental Health and Care Utilization
Overview
The study investigates the remineralization efficacy of three commercial treatments—Curasept toothpaste, fluoridated toothpaste, and BioMin toothpaste—on artificially demineralized primary enamel. Utilizing forty exfoliated primary anterior teeth, the research involved a 28-day treatment period across five groups, including an untreated control and artificial saliva. The effectiveness of remineralization was assessed through Vickers microhardness testing, surface roughness measurement, and Scanning Electron Microscopy combined with Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM-EDX). Statistical analysis was conducted using one-way ANOVA and Tukey’s HSD test.
Results indicated that BioMin toothpaste exhibited the highest remineralization potential, significantly improving microhardness and surface roughness compared to untreated enamel. SEM-EDX analysis revealed that BioMin facilitated superior incorporation of calcium, phosphate, and fluoride ions, followed by Curasept and fluoridated toothpaste. The artificial saliva group showed no significant improvement. The findings suggest that BioMin’s bioactive glass formulation effectively enhances enamel restoration, making it a promising option for pediatric dentistry. The study advocates for the incorporation of BioMin toothpaste in oral health regimens for children, emphasizing its potential to improve enamel health and reduce the need for invasive treatments. Future research should focus on clinical pediatric studies and longer in vitro treatment periods to further evaluate the effectiveness of BioMin and explore alternative fluoride-free remineralizing agents.
Introduction
The introduction of this research paper addresses the persistent challenge of dental caries, a biofilm-driven condition characterized by the loss of minerals from tooth enamel and dentin due to acid-producing microorganisms. The paper highlights the importance of enamel remineralization, a process that can be enhanced by saliva and fluoride, which promotes the formation of fluorapatite, a more acid-resistant mineral. Despite fluoride’s established efficacy in caries prevention, there is growing public concern regarding its safety, particularly in high concentrations. This has led to an interest in alternative remineralizing agents, such as hydroxyapatite-containing toothpastes and bioactive glass technologies, which offer effective remineralization with a wider safety margin.
The study specifically investigates the effectiveness of two commercially available treatments—Curasept (1450 ppm fluoride-amorphous calcium phosphate) and Biomin (580 ppm fluoride-bioactive glass)—on the enamel of primary teeth, which are more susceptible to demineralization. By employing various analytical methods, including scanning electron microscopy (SEM) and microhardness tests, the research aims to evaluate the remineralizing potential of these treatments over a 28-day period. The null hypothesis posits that there are no significant differences in enamel hardness and surface roughness among the tested agents, thereby contributing valuable insights into non-invasive treatment options in pediatric dentistry.
Methods
In this study, approved by the ethics committee at the AASTMT Alamein campus Faculty of Dentistry (approval code 301/2024), the researchers divided samples into five groups, each consisting of eight samples (n = 8). The first group served as a demineralized control with no treatment applied. The second group was stored in artificial saliva, presumably to assess the effects of this medium on the samples. Further details regarding the remaining groups and their specific treatments were not provided in the extracted text.
Results
In the results section, the study employed one-way ANOVA to assess the mineral content (calcium (Ca), phosphorus (P), and fluoride (F)) across five groups, followed by Tukey’s HSD test for post-hoc analysis. The findings indicated significant differences in mineral percentages between Groups 1 and 2 compared to Groups 3, 4, and 5, with no significant differences between Groups 1 and 2 (p-values of 0.3639, 0.4438, and 0.8633 for Ca, P, and F, respectively). Notably, Group 5 exhibited the most pronounced differences, while Groups 3 and 4 showed no significant differences in mineral content (p-values of 0.8485, 0.0710, and 0.5066).
Additionally, the Vickers hardness test revealed significant differences in surface microhardness among the groups, with average Vickers Hardness Numbers (VHN) of (77.91 ± 32.84), (146 ± 44.11), (169.98 ± 81.65), (227.59 ± 44.82), and (284.05 ± 33.33) for Groups 1 to 5, respectively. The ANOVA results indicated a p-value significantly less than 0.05, confirming the statistical significance of these differences. Tukey’s HSD test further identified significant differences in VHN between most groups, except between Groups 1 and 2. Lastly, surface roughness measurements showed significant differences across groups, with average roughness (Ra) values of (2.484 ± 0.256), (1.544 ± 0.190), (1.701 ± 0.291), (1.182 ± 0.291), and (0.937 ± 0.315). Similar to the hardness results, Tukey’s test indicated significant differences in Ra values, except between Groups 1 and 2, suggesting distinct impacts of remineralization treatments on enamel properties.
Discussion
In this study, the effectiveness of three remineralizing agents—Biomin, Curasept, and fluoridated toothpaste—was evaluated on early enamel lesions in primary teeth using a pH cycling model. Sample size estimation indicated that a minimum of 40 samples (8 per group) was adequate for statistical analysis, ensuring robustness in detecting differences among treatments. The study employed rigorous calibration of instrumentation, including microhardness testers and scanning electron microscopy (SEM), to ensure accurate measurements of enamel properties. The results demonstrated that Biomin significantly outperformed the other agents in enhancing enamel remineralization, as evidenced by improved microhardness, reduced surface roughness, and increased levels of calcium, phosphorus, and fluoride.
The SEM analysis revealed distinct enamel morphologies, with Biomin-treated samples exhibiting complete remineralization and a smooth surface, while Curasept showed partial recovery. Statistical comparisons indicated significant differences in mineral content between the fluoridated toothpaste and untreated groups, reinforcing the role of fluoride in enamel repair. The study concluded that Biomin’s unique formulation, which allows for sustained release of calcium and phosphate ions, makes it a superior option for managing early carious lesions in children. However, the authors acknowledged limitations in replicating the complex biological environment of the oral cavity in vitro and suggested that future research should focus on clinical evaluations and the potential of fluoride-free remineralizing agents to mitigate toxicity risks in pediatric populations.