Purpose: We evaluated bacterial endotoxin adhesion, superficial micromorphology and mechanical properties of latex and non-latex intermaxillary orthodontic elastics.
Methods: To quantify the adhered bacterial endotoxin, elastics were divided into 5 groups: experimental (n = 12) latex and non-latex elastics, previously contaminated by an endotoxin solution, negative control (n = 6) latex and non-latex elastics without contamination, and positive control (n = 6) stainless steel specimens (metallic replicas), contaminated by an endotoxin solution. In parallel, the structural micromorphology (n = 6) and surface roughness of latex and non-latex intermaxillary orthodontic elastics were assessed using confocal laser microscopy. Force degradation (g) and deformation of the internal diameter change (mm) were also evaluated. Structural micromorphology, surface roughness (µm), force degradation (g) and internal diameter (mm) change were evaluated at time 0 and after 24 and 72 h in a deformation test. Data were analyzed by the Shapiro-Wilk, Kruskal-Wallis, Dunn, ANOVA and Bonferroni tests (α = 5%).
Results: Endotoxin adhered similarly to both types of elastics with scores of 3 (> 1.0 EU/mL). The surface microstructure of both types of elastics showed irregularities and porosities at all times. Initially, the latex elastics had a higher surface roughness (p < 0.001) than the non-latex ones. After 24 h loading, surface roughness of the latex elastics was significantly reduced (p < 0.001), while after 72 h, the values were similar for both types (p > 0.05). The non-latex elastics had significantly higher force generation values (p < 0.05) at 0, 24 and 72 h compared with the latex elastics, although there was a significant reduction (p < 0.001) in force over time for both elastics. Despite similar initial values, non-latex elastics had a significantly larger internal diameter (p < 0.001) after the loading periods of 24 and 72 h compared with the latex elastics.
Conclusion: Both elastics showed high affinity with endotoxin and microstructural irregularities of their surface. The non-latex elastics generated higher force values but demonstrated greater deformation of the internal diameter after loading.
Zusammenfassung: ZIELSETZUNG: Wir untersuchten die bakterielle Endotoxinadhäsion, die oberflächliche Mikromorphologie und die mechanischen Eigenschaften von latexhaltigen und nicht-latexhaltigen intermaxillären kieferorthopädischen Elastics.
Methoden: Zur Quantifizierung des anhaftenden bakteriellen Endotoxins wurden die Elastics in 5 Gruppen eingeteilt: experimentelle (n = 12) Latex- und Nicht-Latex-Elastics, die zuvor mit einer Endotoxinlösung kontaminiert worden waren, Negativkontrolle (n = 6) Latex- und Nicht-Latex-Elastics ohne Kontamination und Positivkontrolle (n = 6) Edelstahlproben (metallische Nachbildungen), die mit einer Endotoxinlösung kontaminiert waren. Parallel dazu wurden die strukturelle Mikromorphologie (n =6 ) und die Oberflächenrauheit von intermaxillären Elastics aus Latex und aus Nicht-Latex mittels konfokaler Lasermikroskopie untersucht. Ebenfalls bewertet wurden der Kraftabbau (g) und die Verformung des Innendurchmessers (mm). Die strukturelle Mikromorphologie, die Oberflächenrauheit (µm), der Kraftabbau (g) und die Änderung des Innendurchmessers (mm) wurden zum Zeitpunkt 0 sowie nach 24 und 72 h in einem Verformungstest bewertet. Die Daten wurden mit den Tests Shapiro-Wilk, Kruskal-Wallis, Dunn, ANOVA und Bonferroni (α = 5%) analysiert.
Ergebnisse: Das Endotoxin haftete an beiden Arten von Elastics in ähnlicher Weise mit Scores von 3 (> 1,0 EU/ml). Die Oberflächenmikrostruktur beider Arten von Elastics zeigte zu jedem Zeitpunkt Unregelmäßigkeiten und Porositäten. Zu Beginn wiesen die Latex-Elastics eine höhere Oberflächenrauheit auf (p < 0,001) als die Nicht-Latex-Elastics. Nach 24 h Belastung war die Oberflächenrauheit der Latex-Elastics deutlich geringer (p < 0,001), während nach 72 h die Werte für beide Typen ähnlich waren (p < 0,05). Die Nicht-Latex-Elastics wiesen nach 0, 24 und 72 h signifikant höhere Werte für die Krafterzeugung auf (p < 0,05) als die Latex-Elastics, auch wenn die Kraft bei beiden Elastics im Laufe der Zeit signifikant abnahm (p < 0,001). Trotz ähnlicher Ausgangswerte wiesen die Nicht-Latex-Elastics nach den Belastungszeiten von 24 und 72 h einen signifikant größeren Innendurchmesser (p < 0,001) auf als die Latex-Elastics.
Schlussfolgerung: Beide Elastics zeigten eine hohe Affinität zu Endotoxin und mikrostrukturelle Unregelmäßigkeiten auf ihrer Oberfläche. Die latexfreien Elastics erzeugten höhere Kraftwerte, wiesen aber nach der Belastung eine größere Verformung des Innendurchmessers auf.
Keywords: Bacterial endotoxin; Confocal microscopy; Degradation of force; Internal diameter; Surface roughness.
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