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The effect of fluoride varnish in preventing enamel demineralization around and under orthodontic bracket
ORTHO 278 1-11 Ó 2018 CEO Published by / E´dite´ par Elsevier Masson SAS All rights reserved / Tous droits re´serve´s
Original Article Article original
The effect of fluoride varnish in preventing enamel demineralization around and under orthodontic bracket dans la pre vention d’une Effet d’un vernis fluore mine ralisation de l’e mail autour et en dessous de des attaches orthodontiques Wadih Abou Hamdana,*, Sherine Badrib,c, Ahmed El Sayedd,e a
Faculty of Dentistry, Beirut Arab University, Beirut, Lebanon Department of Pediatric Dentistry, Faculty of Dentistry, Beirut Arab University, Beirut, Lebanon c Faculty of Oral and Dental Medicine, Cairo University, Cairo, Egypt d Department of Orthodontics, Faculty of Dentistry, Beirut Arab University, Beirut, Lebanon e Alexandria University, Alexandria, Egypt b
Available online: XXX / Disponible en ligne : XXX
Summary
sume Re
Aim: The aim of this study was to evaluate in vitro the effectiveness of fluoride VanishÔ in preventing enamel demineralization around and under orthodontic brackets, using a laser fluorescence monitoring device on a group of teeth, using a laser fluorescence monitoring device on a group of extracted teeth with bonded brackets. Methods: Orthodontic brackets were bonded to 32 extracted premolars. Buccal surfaces of teeth were divided into two halves: mesial and distal, fluoride VanishÔ (3M Unitek, Monrovia, CA, USA) was applied only on the distal half while the mesial one served as control half. Teeth were subjected to two demineralization cycles in standard demineralization solution. Enamel demineralization was measured on both varnished and non-varnished halves at baseline, after first and second demineralization cycles and under the brackets after debonding using laser fluorescence device Diagnodent pen. Data were analyzed using Friedman test followed by Wilcoxon test. Differences were considered statistically significant at P < 0.001.
Objectif : Le but de cette etude etait d’evaluer in vitro l’efficacite du vernis fluore fluoride VanishÔ dans la preven tion d’une demin eralisation de l’email autour et en dessous des attaches orthodontiques, a` l’aide d’un dispositif de detection par laser a` fluorescence sur un groupe de dents extraites et munies d’attaches collees. Methodes : Des attaches orthodontiques sont collees sur 32 premolaires extraites. Les faces vestibulaires sont : mesiale divisees en deux moities et distale ; le vernis fluoride VanishÔ (3M Unitek, Monrovia, CA, E tats-Unis) est applique sur la moitie distale, la moitie mesiale servant de temoin. Les dents sont soumises a` deux cycles de demin eralisation dans une solution demin eralisante stan sur les dard. La demin eralisation de l’email est mesuree vernies et sur les moities non vernies au stade initial, moities le premier et le deuxieme apres cycle de demin eralisation, et leur depose, sous les attaches apres a` l’aide d’un appareil de detection par laser a` fluorescence : le Diagnodent. Les ont et e analysees a` l’aide du test de Friedman, puis donnees sont statistidu test de Wilcoxon. Les differences observees quement significatives a` p < 0,001.
* Correspondence and reprints / Correspondance et tires a` part : W.A. Hamdan, Faculty of Dentistry, Beirut Arab University, Beirut, Lebanon. e-mail address / Adresse e-mail : [email protected] (Wadih Abou Hamdan)
International Orthodontics 2017 ; X : 1-11 http://dx.doi.org/10.1016/j.ortho.2018.01.005
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Ó 2018 CEO. Published by Elsevier Masson SAS. All rights reserved
Resultats : On observe des differences statistiquement sig vernies et non vernies apres le nificatives entre les moities premier et le deuxieme cycle de demin eralisation a` p < 0,001. Nous n’avons trouve aucune difference significative entre les au stade initial et sous les attaches, enregistrements effectues et ce, pour les deux moities. Conclusion : L’application d’un vernis fluore est efficace pour la prevention d’une demin eralisation de l’email autour des attaches orthodontiques. Le vernis fluore a un effet non sig nificatif sur la composition minerale de l’email situe sous les attaches orthodontiques. Ó 2018 CEO. E´dite´ par Elsevier Masson SAS. Tous droits re´serve´s
Key-words
s Mots-cle
Results: Statistically significant differences were observed between the varnished and non-varnished halves after the first and second demineralization cycles at P < 0.001. No significant difference was found between baseline readings and under the brackets in both halves. Conclusion: Fluoride varnish application is effective in preventing enamel demineralization around orthodontic brackets. Fluoride varnish has insignificant effect on enamel mineral content under orthodontic brackets.
·· ··
Demineralization. Diagnodent pen. Fluoride varnish application. Orthodontic bracket.
·· ··
mine ralisation. De Stylo Diagnodent. . Application de vernis fluore Attache orthodontique.
Introduction
Introduction
The advantages of fixed orthodontic therapy include improvements in aesthetics, oral function, health, and social wellbeing. Throughout orthodontic treatment, enamel demineralization can be developed around orthodontic brackets in patients with poor oral hygiene. Enamel demineralization cause white spot lesions (WSLs) on the tooth surfaces, which does not only may compromise aesthetic appearance but also in severe cases may necessitate extensive restorative dental treatment that might endangers the success of the orthodontic treatment [1].
Les avantages d’un traitement orthodontique fixe consistent liorations sur le plan esthe tique, la fonction bucen des ame ainsi que le bien-e ^tre social. Durant le traitement cale, la sante mine ralisation de orthodontique, il peut se produire une de mail autour des attaches orthodontiques chez des patients l’e ne est insuffisante. La de mine ralisation de l’e mail dont l’hygie sions de type taches blanches (WSL) sur les entraıˆne des le surfaces dentaires qui peuvent non seulement nuire a` l’aspect tique, mais e galement ne cessiter, pour les cas les esthe ve res, un traitement restaurateur important qui risque de se s du traitement orthodontique [1]. compromettre le succe tudes ont montre que chez les patients traite s en orthoDes e sions de type taches blanches (white spot dontie, des le velopper en l’espace d’un mois lesions [WSL]) pouvaient se de [1,2]. Les orthodontistes devraient prendre plus de mesures ventives pour re duire l’incidence de la formation de WSL. pre vention de la de mine ralisation est devenue un souci La pre majeur durant le traitement orthodontique. L’effet positif des es telles que les bains de bouche, les gels et applications fluore te confirme dans de pre ce dentes e tudes, les dentifrices a e thodes requie rent une coope ration du patient, ce mais ces me vention de la qui peut en limiter les avantages dans la pre mine ralisation [2–4]. D’autre part, les vernis fluore s peuvent de venir les WSL et ne ne cessitent pas la coope ration du pre galement l’avantage d’adhe rer a` la surface patient ; ils ont e mail plus longtemps que d’autres produits fluore s topide l’e leve e en fluor [5]. ques, et ils procurent une concentration e rature, la principale me thode d’investigation pour Dans la litte tecter une de mine ralisation e tait d’abord l’inspection de visuelle [6]. Cependant, cette technique est subjective et les res peuvent varier de fa¸con conside rable d’une e tude crite
Studies have shown that in orthodontic patients WSLs could develop only in one month [1,2]. Orthodontists should take further protective measures to decrease the incidence of WSLs formation. The prevention of demineralization has become a critical concern during orthodontic therapy. The positive effect of fluoride applications like rinse, gel, and dentifrice was confirmed in previous studies, but these methods that require patient cooperation may provide limited benefit in preventing demineralization [2–4]. On the other hand, fluoride varnishes could prevent WSLs and do not require patient compliance, also they have the advantage of adhering to enamel surface longer than other topical fluoride products and they provide high fluoride concentration [5].
In the literature, visual inspection has initially been the principal method of examination to detect demineralization [6]. However, this technique is subjective and the criteria may vary greatly from study to study. Other methods were used to
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The effect of fluoride varnish in preventing enamel demineralization around and under orthodontic bracket
dans la pre vention d’une de mine ralisation de l’e mail autour et en dessous des attaches orthodontiques Effet d’un vernis fluore
detect WSLs included comparison of photos or slides, quantitative light-induced fluorescence (QLF), polarized light microscopy, microradiographs, or micro-hardness testing [7,8]. One reliable and efficient method that can be used intraoral is Diagnodent pen. Diagnodent pen has been used widely both in vivo and in vitro for detecting enamel demineralization [9,10]. This portable hand held instrument also uses fluorescence laser to distinguish between the carious and healthy tooth structure by measuring reflected laser fluorescence from tooth surface [11,12].
The aim of this study was to evaluate in vitro the effectiveness of fluoride VanishÔ in preventing enamel demineralization around and under orthodontic brackets, using a laser fluorescence monitoring device on a group of extracted teeth with bonded brackets.
thodes ont e te utilise es pour de tecter a` une autre. D’autres me les WSL en comparant des photographies ou des diapositives, de fluorescence induite par la lumie re (QLF), au la quantite re polarise e, a` l’aide de microradiogramicroscope en lumie [7,8]. Il existe une phies, ou a` l’aide de tests de microdurete thode fiable et efficace, qui peut e ^tre utilise e en bouche, me te largement c’est le stylo Diagnodent. Le stylo Diagnodent a e pour de tecter une de mine ralisation de l’e mail a` la fois in utilise vivo et in vitro [9,10]. Cet instrument manuel portable utilise galement la fluorescence induite par le laser pour faire la e es et les zones saines de la distinction entre les zones carie te e par une surface dent en mesurant la fluorescence refle dentaire [11,12]. tude e tait d’e valuer in vitro l’efficacite du Le but de cette e fluoride VanishÔ dans la pre vention d’une vernis fluore mine ralisation de l’e mail autour et en dessous des attaches de tection par laser orthodontiques a` l’aide d’un dispositif de de a` fluorescence sur un groupe de dents extraites et munies es. d’attaches colle
Material and methods
riels et me thodes Mate
Study design
tude Concept de l’e
A comparative controlled in vitro study.
tude comparative in vitro contro ^ le e. Une e
Study setting
tude Mise en place de l’e
The research project was conducted at Beirut Arab University, Lebanon.
te mene a` l’Universite arabe de Le projet de recherche a e Beyrouth au Liban.
Study sample
tude Echantillon de l’e
The study was conducted on a sample of 32 sound premolars extracted for orthodontics purposes from patients with age range between 15 and 25 years old. Simple visual examination by magnifier ( 5) and sharp pointed explorer was done to exclude any teeth with: Carious lesion, restoration, fracture, stains, fluorosis, cracks, and any clinical evidence of demineralization. Teeth were cleaned from blood and soft tissue. After debridement, teeth were stored in saline (0.9% NaCl) solution. Metal stainless steel 0.01800 slot Roth system (3M Unitek, Monrovia, CA, USA) brackets were bonded using a light cured composite resin and adhesive (Reliance West Thorndale Ave Itasca, United States) in accordance with the manufacturer’s instructions. The buccal surface of each tooth was visually divided into two halves: mesial and distal (fig. 1).
tude a e te mene e sur un e chantillon de 32 pre molaires L’e saines extraites pour des raisons orthodontiques chez des ^ ge s entre 15 et 25 ans. patients a Un simple examen visuel a` l’aide d’une loupe ( 5) et d’une te effectue pour exclure toutes les dents sonde pointue a e sentant : des le sions carieuses, une restauration, une fracpre ^lures, et tout signe de ture, des colorations, une fluorose, des fe mine ralisation. Les dents ont e te de barrasse es des de po ^ts de s de bridement, les dents ont e te de sang et de tissu mou. Apre es dans du se rum physiologique (0,9 % de NaCl). conserve des attaches a` gorge en acier inoxydable Nous avons colle 0,01800 slot Roth system (3M Unitek, Monrovia, CA, Etats Unis) avec une resine composite adhesive (Reliance West Thorndale Ave Itasca, Etats-Unis) selon les instructions du te visuelfabricant. La surface vestibulaire de chaque dent a e e en deux moitie s : me siale et distale (fig. 1). lement divise es sur l’e mail de la face Les mesures initiales (M1) effectue te enregistre es imme diatevestibulaire de chaque dent ont e s le collage a` l’aide d’un dispositif de de tection par ment apre laser a` fluorescence : le stylo Diagnodent (Diagnodent pen KaVo, Biberach an der Riss, Allemagne). Cet instrument utilise la fluorescence induite par le laser pour identifier les
Baseline measurement (M1) of the enamel on the buccal surface of each tooth was assessed immediately after bonding using a laser fluorescence device (Diagnodent pen KaVo, Biberach an der Riss, Germany). This device uses laser fluorescence to identify smooth surface and non-cavitated demineralization before they are noticeable by naked eye or
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[(Fig._1)TD$IG]
Fig. 1: Division of tooth surface and points for measuring M1, M2, M3, M4. fe rence Fig. 1 : Division de la surface dentaire et points de re pour mesurer M1, M2, M3, M4.
radiograph. The tip of the device measures the reflected laser fluorescence from tooth surface indicating the degree of demineralization. Higher readings indicate greater demineralization. Readings runs from 0 to 99, the scales for normal patient are: 0–10 = for sound tooth enamel; 11–20 = for outer demineralized half enamel; 21–30 = for inner demineralized half enamel; 30+ = for dentinal caries [13]. For teeth to be included in this study baseline measurements should range from 0 to 10.
On the distal half of the buccal surface fluoride varnish 5% sodium fluoride white varnish with tri-Calcium phosphate VanishÔ was applied with thin micro-brush while the mesial half served as a control half (without varnish). Samples were placed in standard demineralizing solution of pH = 4.4 (2.20 mM Ca+2, 2.20 mM PO43, 0.05 M acetic acid and 0.025 ppm F) for four days to generate demineralized lesions [14], the solution was changed every 6 hours, this four days of demineralization cycle represents approximately 3 months of real time [15]. After the first demineralization cycle all teeth were cleaned with water and then dried, and then the second measurement (M2) was registered for both points. After that all samples were again immersed in demineralization solution for an additional four days. After the second demineralization cycle, the third measurement (M3) was registered. Then brackets debonding were performed with the universal debonding piler the remaining resin was removed with the same plier, the fourth measurement (M4) was registered on the periphery area under the orthodontic bracket on both mesial and distal points (figs. 1 and 2).
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mine ralise es sans cavitation surfaces lisses et les zones de avant qu’elles ne soient visibles a` l’œil nu ou sur une radiographie. La pointe de l’instrument mesure la fluorescence fle chie par le laser d’une surface dentaire en indiquant le re de de mine ralisation. Les mesures plus e leve es indidegre mine ralisation plus importante. Les mesures quent une de vont de 0 a` 99 ; les graduations pour un patient normal sont mail dentaire sain ; 11–20 = pour une de : 0–10 = pour un e mine ralisation externe de la moitie de l’e mail ; 21–30 = pour de mine ralisation interne de la moitie de l’e mail ; 30 une de + = pour les caries dentinaires [13]. Les dents a` inclure dans tude devaient avoir des mesures initiales comprises cette e entre 0 et 10. distale de la surface vestibulaire, nous avons Sur la moitie un vernis fluore : le vernis blanc contenant 5 % de applique fluorure de sodium et du phosphate tricalcique VanishÔ me siale servait a` l’aide d’une microbrosse, alors que la moitie moin (sans vernis). Les e chantillons ont e te place s dans de te mine ralisante de pH = 4,4 (2,20 mM de Ca++, une solution de tique et 0,025 ppm de 2,20 mM de PO43, 0,05 M d’acide ace ne rer des le sions de fluor F) durant quatre jours pour ge mine ralisation [14], la solution e tait change e toutes les de mine ralisation 6 heures ; ces quatre jours de cycle de de sentent un temps re el d’environ 3 mois [15]. repre s le premier cycle de de mine ralisation, toutes les dents Apre te nettoye es a` l’eau puis se che es, et nous avons ont e la deuxie me se rie de mesures (M2) pour les deux enregistre chantillons ont e te a` nouveau parties. Ensuite, tous les e s dans une solution de mine ralisante pour une dure e immerge mentaires. Apre s le deuxie me cycle de de 4 jours supple mine ralisation, la 3e se rie de mesures (M3) a e te enregistre e. de te de pose es a` l’aide d’une pince Puis les attaches ont e baguer universelle, et la re sine de collage re siduelle a` de rie de mesures limine e a` l’aide de la me ^me pince ; puis, la 4e se e te enregistre e sur la zone situe e sous l’attache ortho(M4) a e ^te me sial et du co ^te distal (fig. 1 et 2). dontique du co
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dans la pre vention d’une de mine ralisation de l’e mail autour et en dessous des attaches orthodontiques Effet d’un vernis fluore
[(Fig._2)TD$IG]
Fig. 2: Transverse section of bonded bracket where varnish applied only on distal half. ou` le vernis a e te Fig. 2 : Coupe transversale d’un bracket colle uniquement sur la moitie distale. applique
Statistical analysis
Analyse statistique
Statistical analyses were performed using SPSS for Windows version 18.0. The alpha error was set at 0.05.
Friedman tests followed by Wilcoxon tests (after alpha error correction) were performed to compare the degree of demineralization over a period of time – at baseline (M1), after the first demineralization cycle (M2), and after the second demineralization cycle (M3) – for varnished and non-varnished halves. Wilcoxon tests were performed to compare the degree of demineralization between varnished and non-varnished halves at different periods of time. Wilcoxon tests were also performed to compare the degree of demineralization between the baseline measurement (M1) and under the brackets measurement (M4) after debonding.
te re alise es a` l’aide du logiciel Les analyses statistiques ont e statistique SPSS (Version 18.0 pour Windows). L’erreur alpha te e tablie a` 0,05. ae es ont e te obtenues en calculant la moyenne et Les donne cart-type (ET) du degre de de mine ralisation de l’e mail. l’e te effectue s pour Les tests de Kolmogorov-Smirnov ont e valuer la re partition normale des variables continues dans e rents groupes. Etant donne la non-normalite de les diffe partition de ces variables, nous avons utilise des tests non re triques pour effectuer les comparaisons statistiques. parame s la Les tests de Friedman suivis des tests de Wilcoxon (apre te re alise s pour comparer le correction de l’erreur alpha) ont e de de mine ralisation sur une pe riode donne e – initiale degre s le premier cycle de de mine ralisation (M2), et (M1), apre s le deuxie me cycle de de mine ralisation (M3) – pour les apre s vernies et non vernies. moitie te effectue s pour comparer le Les tests de Wilcoxon ont e de de mine ralisation entre les moitie s vernies et non vernies degre rentes pe riodes. Des tests de Wilcoxon ont e galement a` ces diffe te re alise s pour comparer le degre de de mine ralisation entre les e es sous les attaches mesures initiales (M1) et celles enregistre s la de pose des bagues (M4). apre
Results
sultats Re
Table I shows the mean degree and standard deviation of demineralization over time at baseline (M1), after the first demineralization cycle (M2), and after the second demineralization cycle (M3) for varnished and non-varnished halves.
moyen et l’e cart-type de la Le Tableau I montre le degre mine ralisation durant les diffe rentes pe riodes : initiale de s le premier cycle de de mine ralisation (M2), et (M1), apre s le deuxie me cycle de de mine ralisation (M3) pour les apre s vernies et non vernies. moitie moyen et l’e cart-type (M W ET) de la Le degre mine ralisation obtenus au stade initial, apre s le premier de mine ralisation, et apre s le deuxie me cycle pour cycle de de s vernies sont respectivement de 5,91 W 1,174 et les moitie s non vernies, 8,63 W 1,040 et 11,38 W 1,212 ; pour les moitie ils sont respectivement de 6,04 W 1,160 et 14,19 W 1,857 et rence statistiquement signifi22,91 W 2,220. Il existe une diffe s moyens de de mine ralisation observe s cative entre les degre s certain laps de temps pour les moitie s vernies et non apre vernies (p < 0,001).
Data were presented as mean and standard deviation (SD) of the degree of enamel demineralization. Kolmogorov-Smirnov tests were carried out to assess the normality distribution of continuous variables in different groups. Since these variables were not normally distributed, non-parametric tests were used for statistical comparisons.
The mean degree and standard deviation (M W SD) of demineralization at baseline, after the first demineralization cycle, and after the second demineralization cycle for varnished halves were 5.91 W 1.174 and 8.63 W 1.040 and 11.38 W 1.212, and for non-varnished halves were 6.04 W 1.160 and 14.19 W 1.857 and 22.91 W 2.220 respectively. There was a statistically significant deference between the mean degrees of demineralization over a period of time for varnished and non-varnished halves (P < 0.001).
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Table I
Tableau I
Mean degree of demineralization over time for varnished and non-varnished halves.
Mean degree of demineralization / Degre moyen de demin eralisation
Baseline (M1) / Stade initial (M1)
moyen de de mine ralisation dans le temps pour les Degre s vernies et non vernies. moitie
After first demineralization le cycle (M2) / Apres
After second demineralization le cycle (M3) / Apres
P-value / Valeur de p
premier cycle de demin eralisation (M2)
deuxieme cycle de demin eralisation (M3)
< 0.001; Friedman test /
Varnished halves /
5.91 W 1.174
8.63 W 1.040
11.38 W 1.212
Non-varnished halves / Moities
6.04 W 1.160
14.19 W 1.857
22.91 W 2.220
> 0.05; Wilcoxon test / > 0,05 ;
< 0.001; Wilcoxon test /
< 0.001; Wilcoxon test / < 0,001 ;
vernies Moities
non vernies P-value / Valeur de p
0,001 ; Test de Friedman
Test de Wilcoxon
< 0,001 ; Test de Wilcoxon
At baseline (M1) there was no significant difference between the varnished and non-varnished halves (P > 0.05) where the mean degree and standard deviation of demineralization for the varnished and non-varnished halves were 5.91 W 1.174 and 6.04 W 1.160, respectively. After the first cycle of demineralization (M2) the mean degree and standard deviation of demineralization for varnished and non-varnished halves were 8.63 W 1.040 and 14.19 W 1.857, respectively with statistical significant difference between them at P < 0.001. Similarly, after the second demineralization cycle the mean degree and standard deviation of demineralization for varnished and nonvarnished halves were 11.38 W 1.212 and 22.91 W 2.220, respectively with a statistically significant deference at P < 0.001, where the mean degree of demineralization is less in varnished halves compared to non-varnished halves (Table I, fig. 3).
[(Fig._3)TD$IG]
< 0.001; Friedman test /
< 0,001 ; Test de Friedman
Test de Wilcoxon
rence statistiquement Au stade initial (M1) il n’y a pas de diffe s vernies et non vernies (p > 0,05) : significative entre les moitie moyen de de mine ralisation et l’e cart-type pour les le degre s vernies et non vernies sont respectivement de moitie s le premier cycle de 5,91 W 1,174 et 6,04 W 1,160. Apre mine ralisation (M2), le degre moyen de de mine ralisation de cart-type pour les moitie s vernies et non vernies sont et l’e respectivement de 8,63 W 1,040 et 14,19 W 1,857, avec une rence statistiquement significative entre elles a` p < 0,001. diffe s le deuxie me cycle de de mine ralisation, De fa¸con similaire, apre moyen de de mine ralisation et l’e cart-type pour le degre s vernies et non vernies sont respectivement de les moitie rence statisti11,38 W 1,212 et 22,91 W 2,220, avec une diffe moyen quement significative a` p < 0,001 : a` ce stade, le degre mine ralisation est moins important pour les moitie s verde de es aux moitie s non vernies (Tableau I, fig. 3). nies compare
Fig. 3: Mean values of Diagnodent pen readings for varnished and non-varnished halves. Fig. 3 : Valeurs moyennes des enregistrement du stylo Diagnodent s vernies et non vernies. pour les moitie
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dans la pre vention d’une de mine ralisation de l’e mail autour et en dessous des attaches orthodontiques Effet d’un vernis fluore
Table II shows the mean degree and standard deviation of demineralization for varnished and non-varnished halves at the baseline (M1) and under orthodontic brackets (M4) after debonding. The mean degrees and standard deviation of demineralization at baseline and under brackets for varnished halves were 5.91 W 1.174 and 6.44 W 1.162 respectively and for nonvarnished halves were 6.04 W 1.160 and 6.84 W 1.139 respectively. There was no statistical significant difference in the mean degree of demineralization between the baseline (M1) and under orthodontic brackets (M4) after debonding for both groups. Similarly, after bracket debonding the mean degrees and standard deviation of demineralization for varnished and non-varnished halves were 6.44 W 1.162 and 6.84 W 1.139 respectively with no statistical significant difference between them (P > 0.05) (Table II).
moyen et l’e cart-type de la Le Tableau II montre le degre mine ralisation pour les moitie s vernies et non vernies au de stade initial (M1) et sous les attaches orthodontiques (M4) s la de pose des bagues. apre s et e cart-types moyens de de mine ralisation au Les degre stade initial et sous les attaches orthodontiques pour les s vernies sont respectivement de 5,91 W 1,174 et moitie s non vernies de 6,44 W 1,162 ; et pour les moitie 6,04 W 1,160 et de 6,84 W 1,139, respectivement. Il n’y a rence statistiquement significative au niveau du pas de diffe moyen de de mine ralisation entre le stade initial (M1) et degre s la de pose des sous les attaches orthodontiques (M4) apre s la bagues pour les deux groupes. De fa¸con similaire, apre pose des bagues, les degre s moyens de de mine ralisation de cart-types pour les moitie s vernies et non vernies sont et les e respectivement de 6,44 W 1,162 et 6,84 W 1,139, avec une rence statistiquement significative entre elles absence de diffe (p > 0,05) (Tableau II).
Discussion
Discussion
Due to poor oral hygiene during orthodontic treatment, enamel decalcification may occur. It has been previously shown that orthodontic patients develop significantly more white spot lesions than non-orthodontic patients [16]. This demineralization of enamel is due to the decrease in oral pH as acidogenic bacteria in the dental plaque produce acids while metabolizing carbohydrates. These white spot lesions typically form around the brackets due to plaque accumulation in the adjacent area [17]. A study done by Tufekci et al. in 2009 reported that 38% of orthodontic patients had at least one lesion at 6 months into treatment [18]. While other studies reported the prevalence of WSLs is 97% after orthodontic
ne buccodentaire insuffisante durant le traitement Une hygie calcification de l’e mail. Il a orthodontique peut entraıˆner une de te pre ce demment montre que les patients traite s orthodontie veloppent de fa¸con significative plus de le sions de quement de s [16]. type taches blanches (WSL) que les patients non traite mine ralisation de l’e mail est due a` la baisse du pH Cette de e par les bacte ries acidoge nes de la plaque denbuccal cause tabolisant des hydrates taire qui produisent des acides en me sions WSL se forment typiquement autour de carbone. Ces le des attaches en raison de l’accumulation de plaque a` leur riphe rie [17]. Une e tude mene e par Tufekci et al. en pe s en orthodontie 2009 rapporte que 38 % des patients traite sentent au moins une le sion a` 6 mois durant leur pre
Table II
Tableau II
Mean degree of demineralization between baseline and under brackets for both halves.
Degree of demineralization / Degre de demin eralisation
moyen de de mine ralisation entre le stade initial et sous Degre s. les attaches pour les deux moitie
Baseline (M1) / Stade initial (M1) Mean /
Standard deviation /
Under brackets (M4) /
P-value /
Sous les brackets (M4)
Valeur de p
Mean /
Standard deviation /
Moyenne
E cart-type
Varnished halves /
5.91
Non-varnished halves /
6.04
P-value / Valeur de p
> 0.05; Wilcoxon test / > 0,05 ;
> 0.05; Wilcoxon test / > 0,05 ;
Test de Wilcoxon
Test de Wilcoxon
vernies Moities
Moyenne
E cart-type
1.174
6.44
1.162
> 0.05; Wilcoxon test / > 0,05 ;
1.160
6.84
1.139
> 0.05; Wilcoxon test / > 0,05 ;
Test de Wilcoxon non vernies Moities
Test de Wilcoxon
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treatment [19]. Therefore, it is necessary for orthodontists to have preventive methods as soon as appliances are placed.
In this study metal stainless steel bracket were bonded to the buccal surface of 32 freshly extracted premolars, each surface was divided into two halves mesial and distal. Fluoride varnish was applied only on the distal half while the mesial half served as a control half. All teeth were subjected to immersion in two demineralization cycles. Each cycle was for four days in demineralization solution in order to develop demineralized lesions, representing approximately 3 months of real time effect [15]. The degree of demineralization was assessed at baseline and after the first and the second demineralization cycles using laser fluorescence device (Diagnodent pen). Baseline assessment was done to include only teeth with sound tooth structure and to make sure that there is no statistical difference between readings of teeth starting the experiment. After fluoride application Diagnodent pen readings were measured after each demineralization cycle to show the effect of fluoride varnish on demineralization and compare it to baseline readings and to compare readings of both halves.
In comparison to conventional methods of dental caries diagnosis like visual and radiographic examination that present low sensitivity for quantifying the changes in mineral content resulting from demineralization, Diagnodent pen is currently the most accurate device for detecting enamel demineralization and it has been used widely both in vivo and in vitro [10,20]. VanishÔ was used in this study because it contains tri-calcium phosphate (TCP), which is considered the main agents for enamel remineralization [21]. TCP interacts with demineralized enamel to promote remineralization, Karlinsey in 2009 found that TCP fluoride varnish VanishÔ had better efficacy in inhibiting progression of initial primary enamel lesions than Duraphat which contains same concentration of fluoride (5% of NaF) as VanishÔ but without TCP [22]. The results of this study showed that VanishÔ containing TCP was effective in preventing enamel demineralization around orthodontic brackets, because fluoride varnish forms calcium fluoride on enamel surface protecting it from demineralization, in addition to the remineralizing effect of TCP. The protective effect of fluoride varnish presented in this study was also supported by other studies who concluded that other fluoride varnishes as Duraphat and Duraflor containing 5% NaF as VanishÔ had high potential in inhibition
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tudes rapportent que la traitement [18]. Alors que d’autres e valence des WSL est de 97 % apre s traitement orthodonpre quent il est essentiel que les orthodontique [19]. Par conse ventives de s la pose des tistes prennent des mesures pre appareillages. tude, des attaches me talliques en acier Dans cette e te colle s sur la surface vestibulaire de inoxydable ont e molaires fraıˆchement extraites, chaque surface a 32 pre te divise e en deux moitie s : me siale et distale. Un vernis e ae te applique sur la moitie distale uniquement, la moitie fluore siale servant de te moin. Toutes les dents ont e te me es et soumises a` deux cycles de de mine ralisation. immerge e de quatre jours d’immersion Chaque cycle avait une dure mine ralisation afin de de velopper dans une solution de de sions de de mine ralisation, ce qui repre sente environ des le el [15]. 3 mois d’effet en temps re de de mine ralisation a e te e value au stade initial et Le degre s le premier et le deuxie me cycle de de mine ralisation apre tection par laser a` fluorescence a` l’aide d’un appareil de de (le stylo Diagnodent). Les mesures prises au stade initial ont te effectue es afin de pouvoir inclure uniquement des dents e rence statistiquesaines, et s’assurer qu’il n’y avait pas de diffe tude. ment significative entre les dents avant de commencer l’e s l’application du vernis fluore a` l’aide du stylo Apre te effectue es apre s chaque Diagnodent, les mesures ont e mine ralisation pour montrer l’effet du vernis fluore cycle de de mine ralisation, et la comparer aux enregistrements sur la de s au stade initial, et e galement pour comparer les effectue s. mesures obtenues sur les deux moitie aux me thodes conventionnelles de diagnostic des Compare caries dentaires, telles que l’examen visuel et radiographique sentant une faible sensibilite pour quantifier les modificapre ral de l’e mail re sultant de la tions du contenu mine mine ralisation, le stylo Diagnodent est actuellement l’instrude cis pour de tecter une de mine ralisation de ment le plus pre mail, et a e te largement utilise a` la fois in vivo et in vitro l’e [10,20]. te utilise dans cette e tude parce qu’il Le vernis VanishÔ a e re contient du phosphate tricalcique (PTC) qui est conside ralisation de comme l’un des agents principaux de la remine mail [21]. Le PTC interagit avec l’e mail de mine ralise pour l’e ralisation. Karlinsey en 2009 rapporte promouvoir sa remine au PTC VanishÔ est plus efficace pour que le vernis fluore sions initiales primaires de l’e mail inhiber la progression de le ^me concentration de fluorque le Duraphat qui contient la me ure (5 % de NaF) que le VanishÔ mais sans PTC [22]. sultats de cette e tude montrent que le VanishÔ conteLes re vention d’une nant du PTC est efficace dans la pre mine ralisation de l’e mail autour des attaches orthodonde forme du fluorure de calcium tiques, parce que le vernis fluore mail, le prote geant ainsi de la sur la surface de l’e mine ralisation, en plus de l’effet remine ralisant du PTC. de pre sente dans cette e tude L’effet protecteur du vernis fluore galement e te confirme par d’autres e tudes qui ont conclu ae s tel que le Duraphat et le Duraflor que d’autres vernis fluore contenant 5 % de NaF comme le VanishÔ avaient un potentiel
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The effect of fluoride varnish in preventing enamel demineralization around and under orthodontic bracket
dans la pre vention d’une de mine ralisation de l’e mail autour et en dessous des attaches orthodontiques Effet d’un vernis fluore
demineralization around orthodontic brackets in both in vivo and in vitro studies [17,23,24]. On the other hand, the results showed that fluoride varnish has no influence on the mineral content of enamel under orthodontic brackets. This means that there is no effect for either the demineralization solution or fluoride varnish on the enamel under orthodontic brackets. Similar results were found in a study done by Nalbantgil et al. in 2013 where microhardness test was used to assess the demineralization [25]. This can be explained by the bonding technique used, as brackets bonded on dry decontaminated enamel, together with the removal of excess composite material around brackets prevent voids formation and marginal defects at the interphase between the enamel and the bracket base. This in turns protects underling enamel from the effect of both demineralizing solution and fluoride varnish.
leve pour inhiber la de mine ralisation autour des attaches e tudes in vivo et in vitro orthodontiques a` la fois dans les e [17,23,24]. ^ te , les re sultats montrent que le vernis fluore n’a D’un autre co rale de l’e mail situe aucune influence sur la composition mine sous les attaches orthodontiques. Cela signifie qu’il n’y a mine ralisante ou du aucun effet, que ce soit de la solution de , sur l’e mail situe sous les attaches orthodonvernis fluore sultats similaires dans une e tude tiques. On trouve des re alise e par Nalbantgil et al. en 2013 ou` ils ont utilise le test re pour e valuer la de mine ralisation [25]. Cela de microdurete e, e tant peut s’expliquer par la technique de collage utilise que les attaches colle es sur un e mail sec et donne contamine , ainsi que l’e limination des exce s de composite de ^che la formation de vides et de autour des attaches empe fauts marginaux a` l’interface entre l’e mail et la base de de ge l’e mail sous-jacent de l’effet l’attache. De ce fait, cela prote mine ralisante ainsi que du vernis fluore . de la solution de
Conclusions
Conclusions
From the results of this study and within its limitation it can be concluded that fluoride varnish is very effective in decreasing the amount of enamel demineralization around orthodontic brackets. Fluoride varnish has insignificant effect on the degree of enamel mineral content under orthodontic brackets.
s les re sultats de cette e tude et en tenant compte de D’apre est tre s ses limites, nous pouvons conclure que le vernis fluore mine ralisation de l’e mail autour des efficace pour limiter la de a tre s peu d’effet sur attaches orthodontiques. Le vernis fluore ral de l’e mail situe sous les attaches le contenu mine orthodontiques.
Limitations
Limites
The assessment of enamel demineralization can be done using more than one detection technique in order to have more accurate comparable readings such as polarized light microscopy, microradiographs, and/or micro-hardness testing.
valuation de la de mine ralisation de l’e mail peut e ^tre L’e e a` l’aide de plusieurs techniques de de tection de effectue cis, fa¸con a` obtenir des enregistrements comparables plus pre re polarise e, les microradiotelles que la microscopie en lumie . graphies, et/ou les tests de microdurete
Recommendations
Recommandations
Based on the clinical findings of this study, orthodontists should be aware of the great value of fluoride varnish application and in preventing WSLs formation and especially that fluoride varnishes application can be easily adapted into orthodontic bonding protocol.
s les re sultats cliniques de cette e tude, les orthodonD’apre tistes devraient prendre conscience de l’importance d’une dans la pre vention des WSL, et application de vernis fluore s peut en particulier du fait que l’application de vernis fluore ^tre facilement adapte e au protocole de collage e orthodontique.
Disclosure of interest
claration de liens d’inte re ^ts De
The authors declare that they have no competing interest.
clarent ne pas avoir de liens d’inte re ^ ts. Les auteurs de
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dans la pre vention d’une de mine ralisation de l’e mail autour et en dessous des attaches orthodontiques Effet d’un vernis fluore
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Original Article Article original
The effect of fluoride varnish in preventing enamel demineralization around and under orthodontic bracket dans la pre vention d’une Effet d’un vernis fluore mine ralisation de l’e mail autour et en dessous de des attaches orthodontiques Wadih Abou Hamdana,*, Sherine Badrib,c, Ahmed El Sayedd,e a
Faculty of Dentistry, Beirut Arab University, Beirut, Lebanon Department of Pediatric Dentistry, Faculty of Dentistry, Beirut Arab University, Beirut, Lebanon c Faculty of Oral and Dental Medicine, Cairo University, Cairo, Egypt d Department of Orthodontics, Faculty of Dentistry, Beirut Arab University, Beirut, Lebanon e Alexandria University, Alexandria, Egypt b
Available online: XXX / Disponible en ligne : XXX
Summary
sume Re
Aim: The aim of this study was to evaluate in vitro the effectiveness of fluoride VanishÔ in preventing enamel demineralization around and under orthodontic brackets, using a laser fluorescence monitoring device on a group of teeth, using a laser fluorescence monitoring device on a group of extracted teeth with bonded brackets. Methods: Orthodontic brackets were bonded to 32 extracted premolars. Buccal surfaces of teeth were divided into two halves: mesial and distal, fluoride VanishÔ (3M Unitek, Monrovia, CA, USA) was applied only on the distal half while the mesial one served as control half. Teeth were subjected to two demineralization cycles in standard demineralization solution. Enamel demineralization was measured on both varnished and non-varnished halves at baseline, after first and second demineralization cycles and under the brackets after debonding using laser fluorescence device Diagnodent pen. Data were analyzed using Friedman test followed by Wilcoxon test. Differences were considered statistically significant at P < 0.001.
Objectif : Le but de cette etude etait d’evaluer in vitro l’efficacite du vernis fluore fluoride VanishÔ dans la preven tion d’une demin eralisation de l’email autour et en dessous des attaches orthodontiques, a` l’aide d’un dispositif de detection par laser a` fluorescence sur un groupe de dents extraites et munies d’attaches collees. Methodes : Des attaches orthodontiques sont collees sur 32 premolaires extraites. Les faces vestibulaires sont : mesiale divisees en deux moities et distale ; le vernis fluoride VanishÔ (3M Unitek, Monrovia, CA, E tats-Unis) est applique sur la moitie distale, la moitie mesiale servant de temoin. Les dents sont soumises a` deux cycles de demin eralisation dans une solution demin eralisante stan sur les dard. La demin eralisation de l’email est mesuree vernies et sur les moities non vernies au stade initial, moities le premier et le deuxieme apres cycle de demin eralisation, et leur depose, sous les attaches apres a` l’aide d’un appareil de detection par laser a` fluorescence : le Diagnodent. Les ont et e analysees a` l’aide du test de Friedman, puis donnees sont statistidu test de Wilcoxon. Les differences observees quement significatives a` p < 0,001.
* Correspondence and reprints / Correspondance et tires a` part : W.A. Hamdan, Faculty of Dentistry, Beirut Arab University, Beirut, Lebanon. e-mail address / Adresse e-mail : [email protected] (Wadih Abou Hamdan)
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Resultats : On observe des differences statistiquement sig vernies et non vernies apres le nificatives entre les moities premier et le deuxieme cycle de demin eralisation a` p < 0,001. Nous n’avons trouve aucune difference significative entre les au stade initial et sous les attaches, enregistrements effectues et ce, pour les deux moities. Conclusion : L’application d’un vernis fluore est efficace pour la prevention d’une demin eralisation de l’email autour des attaches orthodontiques. Le vernis fluore a un effet non sig nificatif sur la composition minerale de l’email situe sous les attaches orthodontiques. Ó 2018 CEO. E´dite´ par Elsevier Masson SAS. Tous droits re´serve´s
Key-words
s Mots-cle
Results: Statistically significant differences were observed between the varnished and non-varnished halves after the first and second demineralization cycles at P < 0.001. No significant difference was found between baseline readings and under the brackets in both halves. Conclusion: Fluoride varnish application is effective in preventing enamel demineralization around orthodontic brackets. Fluoride varnish has insignificant effect on enamel mineral content under orthodontic brackets.
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Demineralization. Diagnodent pen. Fluoride varnish application. Orthodontic bracket.
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mine ralisation. De Stylo Diagnodent. . Application de vernis fluore Attache orthodontique.
Introduction
Introduction
The advantages of fixed orthodontic therapy include improvements in aesthetics, oral function, health, and social wellbeing. Throughout orthodontic treatment, enamel demineralization can be developed around orthodontic brackets in patients with poor oral hygiene. Enamel demineralization cause white spot lesions (WSLs) on the tooth surfaces, which does not only may compromise aesthetic appearance but also in severe cases may necessitate extensive restorative dental treatment that might endangers the success of the orthodontic treatment [1].
Les avantages d’un traitement orthodontique fixe consistent liorations sur le plan esthe tique, la fonction bucen des ame ainsi que le bien-e ^tre social. Durant le traitement cale, la sante mine ralisation de orthodontique, il peut se produire une de mail autour des attaches orthodontiques chez des patients l’e ne est insuffisante. La de mine ralisation de l’e mail dont l’hygie sions de type taches blanches (WSL) sur les entraıˆne des le surfaces dentaires qui peuvent non seulement nuire a` l’aspect tique, mais e galement ne cessiter, pour les cas les esthe ve res, un traitement restaurateur important qui risque de se s du traitement orthodontique [1]. compromettre le succe tudes ont montre que chez les patients traite s en orthoDes e sions de type taches blanches (white spot dontie, des le velopper en l’espace d’un mois lesions [WSL]) pouvaient se de [1,2]. Les orthodontistes devraient prendre plus de mesures ventives pour re duire l’incidence de la formation de WSL. pre vention de la de mine ralisation est devenue un souci La pre majeur durant le traitement orthodontique. L’effet positif des es telles que les bains de bouche, les gels et applications fluore te confirme dans de pre ce dentes e tudes, les dentifrices a e thodes requie rent une coope ration du patient, ce mais ces me vention de la qui peut en limiter les avantages dans la pre mine ralisation [2–4]. D’autre part, les vernis fluore s peuvent de venir les WSL et ne ne cessitent pas la coope ration du pre galement l’avantage d’adhe rer a` la surface patient ; ils ont e mail plus longtemps que d’autres produits fluore s topide l’e leve e en fluor [5]. ques, et ils procurent une concentration e rature, la principale me thode d’investigation pour Dans la litte tecter une de mine ralisation e tait d’abord l’inspection de visuelle [6]. Cependant, cette technique est subjective et les res peuvent varier de fa¸con conside rable d’une e tude crite
Studies have shown that in orthodontic patients WSLs could develop only in one month [1,2]. Orthodontists should take further protective measures to decrease the incidence of WSLs formation. The prevention of demineralization has become a critical concern during orthodontic therapy. The positive effect of fluoride applications like rinse, gel, and dentifrice was confirmed in previous studies, but these methods that require patient cooperation may provide limited benefit in preventing demineralization [2–4]. On the other hand, fluoride varnishes could prevent WSLs and do not require patient compliance, also they have the advantage of adhering to enamel surface longer than other topical fluoride products and they provide high fluoride concentration [5].
In the literature, visual inspection has initially been the principal method of examination to detect demineralization [6]. However, this technique is subjective and the criteria may vary greatly from study to study. Other methods were used to
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detect WSLs included comparison of photos or slides, quantitative light-induced fluorescence (QLF), polarized light microscopy, microradiographs, or micro-hardness testing [7,8]. One reliable and efficient method that can be used intraoral is Diagnodent pen. Diagnodent pen has been used widely both in vivo and in vitro for detecting enamel demineralization [9,10]. This portable hand held instrument also uses fluorescence laser to distinguish between the carious and healthy tooth structure by measuring reflected laser fluorescence from tooth surface [11,12].
The aim of this study was to evaluate in vitro the effectiveness of fluoride VanishÔ in preventing enamel demineralization around and under orthodontic brackets, using a laser fluorescence monitoring device on a group of extracted teeth with bonded brackets.
thodes ont e te utilise es pour de tecter a` une autre. D’autres me les WSL en comparant des photographies ou des diapositives, de fluorescence induite par la lumie re (QLF), au la quantite re polarise e, a` l’aide de microradiogramicroscope en lumie [7,8]. Il existe une phies, ou a` l’aide de tests de microdurete thode fiable et efficace, qui peut e ^tre utilise e en bouche, me te largement c’est le stylo Diagnodent. Le stylo Diagnodent a e pour de tecter une de mine ralisation de l’e mail a` la fois in utilise vivo et in vitro [9,10]. Cet instrument manuel portable utilise galement la fluorescence induite par le laser pour faire la e es et les zones saines de la distinction entre les zones carie te e par une surface dent en mesurant la fluorescence refle dentaire [11,12]. tude e tait d’e valuer in vitro l’efficacite du Le but de cette e fluoride VanishÔ dans la pre vention d’une vernis fluore mine ralisation de l’e mail autour et en dessous des attaches de tection par laser orthodontiques a` l’aide d’un dispositif de de a` fluorescence sur un groupe de dents extraites et munies es. d’attaches colle
Material and methods
riels et me thodes Mate
Study design
tude Concept de l’e
A comparative controlled in vitro study.
tude comparative in vitro contro ^ le e. Une e
Study setting
tude Mise en place de l’e
The research project was conducted at Beirut Arab University, Lebanon.
te mene a` l’Universite arabe de Le projet de recherche a e Beyrouth au Liban.
Study sample
tude Echantillon de l’e
The study was conducted on a sample of 32 sound premolars extracted for orthodontics purposes from patients with age range between 15 and 25 years old. Simple visual examination by magnifier ( 5) and sharp pointed explorer was done to exclude any teeth with: Carious lesion, restoration, fracture, stains, fluorosis, cracks, and any clinical evidence of demineralization. Teeth were cleaned from blood and soft tissue. After debridement, teeth were stored in saline (0.9% NaCl) solution. Metal stainless steel 0.01800 slot Roth system (3M Unitek, Monrovia, CA, USA) brackets were bonded using a light cured composite resin and adhesive (Reliance West Thorndale Ave Itasca, United States) in accordance with the manufacturer’s instructions. The buccal surface of each tooth was visually divided into two halves: mesial and distal (fig. 1).
tude a e te mene e sur un e chantillon de 32 pre molaires L’e saines extraites pour des raisons orthodontiques chez des ^ ge s entre 15 et 25 ans. patients a Un simple examen visuel a` l’aide d’une loupe ( 5) et d’une te effectue pour exclure toutes les dents sonde pointue a e sentant : des le sions carieuses, une restauration, une fracpre ^lures, et tout signe de ture, des colorations, une fluorose, des fe mine ralisation. Les dents ont e te de barrasse es des de po ^ts de s de bridement, les dents ont e te de sang et de tissu mou. Apre es dans du se rum physiologique (0,9 % de NaCl). conserve des attaches a` gorge en acier inoxydable Nous avons colle 0,01800 slot Roth system (3M Unitek, Monrovia, CA, Etats Unis) avec une resine composite adhesive (Reliance West Thorndale Ave Itasca, Etats-Unis) selon les instructions du te visuelfabricant. La surface vestibulaire de chaque dent a e e en deux moitie s : me siale et distale (fig. 1). lement divise es sur l’e mail de la face Les mesures initiales (M1) effectue te enregistre es imme diatevestibulaire de chaque dent ont e s le collage a` l’aide d’un dispositif de de tection par ment apre laser a` fluorescence : le stylo Diagnodent (Diagnodent pen KaVo, Biberach an der Riss, Allemagne). Cet instrument utilise la fluorescence induite par le laser pour identifier les
Baseline measurement (M1) of the enamel on the buccal surface of each tooth was assessed immediately after bonding using a laser fluorescence device (Diagnodent pen KaVo, Biberach an der Riss, Germany). This device uses laser fluorescence to identify smooth surface and non-cavitated demineralization before they are noticeable by naked eye or
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[(Fig._1)TD$IG]
Fig. 1: Division of tooth surface and points for measuring M1, M2, M3, M4. fe rence Fig. 1 : Division de la surface dentaire et points de re pour mesurer M1, M2, M3, M4.
radiograph. The tip of the device measures the reflected laser fluorescence from tooth surface indicating the degree of demineralization. Higher readings indicate greater demineralization. Readings runs from 0 to 99, the scales for normal patient are: 0–10 = for sound tooth enamel; 11–20 = for outer demineralized half enamel; 21–30 = for inner demineralized half enamel; 30+ = for dentinal caries [13]. For teeth to be included in this study baseline measurements should range from 0 to 10.
On the distal half of the buccal surface fluoride varnish 5% sodium fluoride white varnish with tri-Calcium phosphate VanishÔ was applied with thin micro-brush while the mesial half served as a control half (without varnish). Samples were placed in standard demineralizing solution of pH = 4.4 (2.20 mM Ca+2, 2.20 mM PO43, 0.05 M acetic acid and 0.025 ppm F) for four days to generate demineralized lesions [14], the solution was changed every 6 hours, this four days of demineralization cycle represents approximately 3 months of real time [15]. After the first demineralization cycle all teeth were cleaned with water and then dried, and then the second measurement (M2) was registered for both points. After that all samples were again immersed in demineralization solution for an additional four days. After the second demineralization cycle, the third measurement (M3) was registered. Then brackets debonding were performed with the universal debonding piler the remaining resin was removed with the same plier, the fourth measurement (M4) was registered on the periphery area under the orthodontic bracket on both mesial and distal points (figs. 1 and 2).
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mine ralise es sans cavitation surfaces lisses et les zones de avant qu’elles ne soient visibles a` l’œil nu ou sur une radiographie. La pointe de l’instrument mesure la fluorescence fle chie par le laser d’une surface dentaire en indiquant le re de de mine ralisation. Les mesures plus e leve es indidegre mine ralisation plus importante. Les mesures quent une de vont de 0 a` 99 ; les graduations pour un patient normal sont mail dentaire sain ; 11–20 = pour une de : 0–10 = pour un e mine ralisation externe de la moitie de l’e mail ; 21–30 = pour de mine ralisation interne de la moitie de l’e mail ; 30 une de + = pour les caries dentinaires [13]. Les dents a` inclure dans tude devaient avoir des mesures initiales comprises cette e entre 0 et 10. distale de la surface vestibulaire, nous avons Sur la moitie un vernis fluore : le vernis blanc contenant 5 % de applique fluorure de sodium et du phosphate tricalcique VanishÔ me siale servait a` l’aide d’une microbrosse, alors que la moitie moin (sans vernis). Les e chantillons ont e te place s dans de te mine ralisante de pH = 4,4 (2,20 mM de Ca++, une solution de tique et 0,025 ppm de 2,20 mM de PO43, 0,05 M d’acide ace ne rer des le sions de fluor F) durant quatre jours pour ge mine ralisation [14], la solution e tait change e toutes les de mine ralisation 6 heures ; ces quatre jours de cycle de de sentent un temps re el d’environ 3 mois [15]. repre s le premier cycle de de mine ralisation, toutes les dents Apre te nettoye es a` l’eau puis se che es, et nous avons ont e la deuxie me se rie de mesures (M2) pour les deux enregistre chantillons ont e te a` nouveau parties. Ensuite, tous les e s dans une solution de mine ralisante pour une dure e immerge mentaires. Apre s le deuxie me cycle de de 4 jours supple mine ralisation, la 3e se rie de mesures (M3) a e te enregistre e. de te de pose es a` l’aide d’une pince Puis les attaches ont e baguer universelle, et la re sine de collage re siduelle a` de rie de mesures limine e a` l’aide de la me ^me pince ; puis, la 4e se e te enregistre e sur la zone situe e sous l’attache ortho(M4) a e ^te me sial et du co ^te distal (fig. 1 et 2). dontique du co
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The effect of fluoride varnish in preventing enamel demineralization around and under orthodontic bracket
dans la pre vention d’une de mine ralisation de l’e mail autour et en dessous des attaches orthodontiques Effet d’un vernis fluore
[(Fig._2)TD$IG]
Fig. 2: Transverse section of bonded bracket where varnish applied only on distal half. ou` le vernis a e te Fig. 2 : Coupe transversale d’un bracket colle uniquement sur la moitie distale. applique
Statistical analysis
Analyse statistique
Statistical analyses were performed using SPSS for Windows version 18.0. The alpha error was set at 0.05.
Friedman tests followed by Wilcoxon tests (after alpha error correction) were performed to compare the degree of demineralization over a period of time – at baseline (M1), after the first demineralization cycle (M2), and after the second demineralization cycle (M3) – for varnished and non-varnished halves. Wilcoxon tests were performed to compare the degree of demineralization between varnished and non-varnished halves at different periods of time. Wilcoxon tests were also performed to compare the degree of demineralization between the baseline measurement (M1) and under the brackets measurement (M4) after debonding.
te re alise es a` l’aide du logiciel Les analyses statistiques ont e statistique SPSS (Version 18.0 pour Windows). L’erreur alpha te e tablie a` 0,05. ae es ont e te obtenues en calculant la moyenne et Les donne cart-type (ET) du degre de de mine ralisation de l’e mail. l’e te effectue s pour Les tests de Kolmogorov-Smirnov ont e valuer la re partition normale des variables continues dans e rents groupes. Etant donne la non-normalite de les diffe partition de ces variables, nous avons utilise des tests non re triques pour effectuer les comparaisons statistiques. parame s la Les tests de Friedman suivis des tests de Wilcoxon (apre te re alise s pour comparer le correction de l’erreur alpha) ont e de de mine ralisation sur une pe riode donne e – initiale degre s le premier cycle de de mine ralisation (M2), et (M1), apre s le deuxie me cycle de de mine ralisation (M3) – pour les apre s vernies et non vernies. moitie te effectue s pour comparer le Les tests de Wilcoxon ont e de de mine ralisation entre les moitie s vernies et non vernies degre rentes pe riodes. Des tests de Wilcoxon ont e galement a` ces diffe te re alise s pour comparer le degre de de mine ralisation entre les e es sous les attaches mesures initiales (M1) et celles enregistre s la de pose des bagues (M4). apre
Results
sultats Re
Table I shows the mean degree and standard deviation of demineralization over time at baseline (M1), after the first demineralization cycle (M2), and after the second demineralization cycle (M3) for varnished and non-varnished halves.
moyen et l’e cart-type de la Le Tableau I montre le degre mine ralisation durant les diffe rentes pe riodes : initiale de s le premier cycle de de mine ralisation (M2), et (M1), apre s le deuxie me cycle de de mine ralisation (M3) pour les apre s vernies et non vernies. moitie moyen et l’e cart-type (M W ET) de la Le degre mine ralisation obtenus au stade initial, apre s le premier de mine ralisation, et apre s le deuxie me cycle pour cycle de de s vernies sont respectivement de 5,91 W 1,174 et les moitie s non vernies, 8,63 W 1,040 et 11,38 W 1,212 ; pour les moitie ils sont respectivement de 6,04 W 1,160 et 14,19 W 1,857 et rence statistiquement signifi22,91 W 2,220. Il existe une diffe s moyens de de mine ralisation observe s cative entre les degre s certain laps de temps pour les moitie s vernies et non apre vernies (p < 0,001).
Data were presented as mean and standard deviation (SD) of the degree of enamel demineralization. Kolmogorov-Smirnov tests were carried out to assess the normality distribution of continuous variables in different groups. Since these variables were not normally distributed, non-parametric tests were used for statistical comparisons.
The mean degree and standard deviation (M W SD) of demineralization at baseline, after the first demineralization cycle, and after the second demineralization cycle for varnished halves were 5.91 W 1.174 and 8.63 W 1.040 and 11.38 W 1.212, and for non-varnished halves were 6.04 W 1.160 and 14.19 W 1.857 and 22.91 W 2.220 respectively. There was a statistically significant deference between the mean degrees of demineralization over a period of time for varnished and non-varnished halves (P < 0.001).
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Table I
Tableau I
Mean degree of demineralization over time for varnished and non-varnished halves.
Mean degree of demineralization / Degre moyen de demin eralisation
Baseline (M1) / Stade initial (M1)
moyen de de mine ralisation dans le temps pour les Degre s vernies et non vernies. moitie
After first demineralization le cycle (M2) / Apres
After second demineralization le cycle (M3) / Apres
P-value / Valeur de p
premier cycle de demin eralisation (M2)
deuxieme cycle de demin eralisation (M3)
< 0.001; Friedman test /
Varnished halves /
5.91 W 1.174
8.63 W 1.040
11.38 W 1.212
Non-varnished halves / Moities
6.04 W 1.160
14.19 W 1.857
22.91 W 2.220
> 0.05; Wilcoxon test / > 0,05 ;
< 0.001; Wilcoxon test /
< 0.001; Wilcoxon test / < 0,001 ;
vernies Moities
non vernies P-value / Valeur de p
0,001 ; Test de Friedman
Test de Wilcoxon
< 0,001 ; Test de Wilcoxon
At baseline (M1) there was no significant difference between the varnished and non-varnished halves (P > 0.05) where the mean degree and standard deviation of demineralization for the varnished and non-varnished halves were 5.91 W 1.174 and 6.04 W 1.160, respectively. After the first cycle of demineralization (M2) the mean degree and standard deviation of demineralization for varnished and non-varnished halves were 8.63 W 1.040 and 14.19 W 1.857, respectively with statistical significant difference between them at P < 0.001. Similarly, after the second demineralization cycle the mean degree and standard deviation of demineralization for varnished and nonvarnished halves were 11.38 W 1.212 and 22.91 W 2.220, respectively with a statistically significant deference at P < 0.001, where the mean degree of demineralization is less in varnished halves compared to non-varnished halves (Table I, fig. 3).
[(Fig._3)TD$IG]
< 0.001; Friedman test /
< 0,001 ; Test de Friedman
Test de Wilcoxon
rence statistiquement Au stade initial (M1) il n’y a pas de diffe s vernies et non vernies (p > 0,05) : significative entre les moitie moyen de de mine ralisation et l’e cart-type pour les le degre s vernies et non vernies sont respectivement de moitie s le premier cycle de 5,91 W 1,174 et 6,04 W 1,160. Apre mine ralisation (M2), le degre moyen de de mine ralisation de cart-type pour les moitie s vernies et non vernies sont et l’e respectivement de 8,63 W 1,040 et 14,19 W 1,857, avec une rence statistiquement significative entre elles a` p < 0,001. diffe s le deuxie me cycle de de mine ralisation, De fa¸con similaire, apre moyen de de mine ralisation et l’e cart-type pour le degre s vernies et non vernies sont respectivement de les moitie rence statisti11,38 W 1,212 et 22,91 W 2,220, avec une diffe moyen quement significative a` p < 0,001 : a` ce stade, le degre mine ralisation est moins important pour les moitie s verde de es aux moitie s non vernies (Tableau I, fig. 3). nies compare
Fig. 3: Mean values of Diagnodent pen readings for varnished and non-varnished halves. Fig. 3 : Valeurs moyennes des enregistrement du stylo Diagnodent s vernies et non vernies. pour les moitie
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The effect of fluoride varnish in preventing enamel demineralization around and under orthodontic bracket
dans la pre vention d’une de mine ralisation de l’e mail autour et en dessous des attaches orthodontiques Effet d’un vernis fluore
Table II shows the mean degree and standard deviation of demineralization for varnished and non-varnished halves at the baseline (M1) and under orthodontic brackets (M4) after debonding. The mean degrees and standard deviation of demineralization at baseline and under brackets for varnished halves were 5.91 W 1.174 and 6.44 W 1.162 respectively and for nonvarnished halves were 6.04 W 1.160 and 6.84 W 1.139 respectively. There was no statistical significant difference in the mean degree of demineralization between the baseline (M1) and under orthodontic brackets (M4) after debonding for both groups. Similarly, after bracket debonding the mean degrees and standard deviation of demineralization for varnished and non-varnished halves were 6.44 W 1.162 and 6.84 W 1.139 respectively with no statistical significant difference between them (P > 0.05) (Table II).
moyen et l’e cart-type de la Le Tableau II montre le degre mine ralisation pour les moitie s vernies et non vernies au de stade initial (M1) et sous les attaches orthodontiques (M4) s la de pose des bagues. apre s et e cart-types moyens de de mine ralisation au Les degre stade initial et sous les attaches orthodontiques pour les s vernies sont respectivement de 5,91 W 1,174 et moitie s non vernies de 6,44 W 1,162 ; et pour les moitie 6,04 W 1,160 et de 6,84 W 1,139, respectivement. Il n’y a rence statistiquement significative au niveau du pas de diffe moyen de de mine ralisation entre le stade initial (M1) et degre s la de pose des sous les attaches orthodontiques (M4) apre s la bagues pour les deux groupes. De fa¸con similaire, apre pose des bagues, les degre s moyens de de mine ralisation de cart-types pour les moitie s vernies et non vernies sont et les e respectivement de 6,44 W 1,162 et 6,84 W 1,139, avec une rence statistiquement significative entre elles absence de diffe (p > 0,05) (Tableau II).
Discussion
Discussion
Due to poor oral hygiene during orthodontic treatment, enamel decalcification may occur. It has been previously shown that orthodontic patients develop significantly more white spot lesions than non-orthodontic patients [16]. This demineralization of enamel is due to the decrease in oral pH as acidogenic bacteria in the dental plaque produce acids while metabolizing carbohydrates. These white spot lesions typically form around the brackets due to plaque accumulation in the adjacent area [17]. A study done by Tufekci et al. in 2009 reported that 38% of orthodontic patients had at least one lesion at 6 months into treatment [18]. While other studies reported the prevalence of WSLs is 97% after orthodontic
ne buccodentaire insuffisante durant le traitement Une hygie calcification de l’e mail. Il a orthodontique peut entraıˆner une de te pre ce demment montre que les patients traite s orthodontie veloppent de fa¸con significative plus de le sions de quement de s [16]. type taches blanches (WSL) que les patients non traite mine ralisation de l’e mail est due a` la baisse du pH Cette de e par les bacte ries acidoge nes de la plaque denbuccal cause tabolisant des hydrates taire qui produisent des acides en me sions WSL se forment typiquement autour de carbone. Ces le des attaches en raison de l’accumulation de plaque a` leur riphe rie [17]. Une e tude mene e par Tufekci et al. en pe s en orthodontie 2009 rapporte que 38 % des patients traite sentent au moins une le sion a` 6 mois durant leur pre
Table II
Tableau II
Mean degree of demineralization between baseline and under brackets for both halves.
Degree of demineralization / Degre de demin eralisation
moyen de de mine ralisation entre le stade initial et sous Degre s. les attaches pour les deux moitie
Baseline (M1) / Stade initial (M1) Mean /
Standard deviation /
Under brackets (M4) /
P-value /
Sous les brackets (M4)
Valeur de p
Mean /
Standard deviation /
Moyenne
E cart-type
Varnished halves /
5.91
Non-varnished halves /
6.04
P-value / Valeur de p
> 0.05; Wilcoxon test / > 0,05 ;
> 0.05; Wilcoxon test / > 0,05 ;
Test de Wilcoxon
Test de Wilcoxon
vernies Moities
Moyenne
E cart-type
1.174
6.44
1.162
> 0.05; Wilcoxon test / > 0,05 ;
1.160
6.84
1.139
> 0.05; Wilcoxon test / > 0,05 ;
Test de Wilcoxon non vernies Moities
Test de Wilcoxon
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treatment [19]. Therefore, it is necessary for orthodontists to have preventive methods as soon as appliances are placed.
In this study metal stainless steel bracket were bonded to the buccal surface of 32 freshly extracted premolars, each surface was divided into two halves mesial and distal. Fluoride varnish was applied only on the distal half while the mesial half served as a control half. All teeth were subjected to immersion in two demineralization cycles. Each cycle was for four days in demineralization solution in order to develop demineralized lesions, representing approximately 3 months of real time effect [15]. The degree of demineralization was assessed at baseline and after the first and the second demineralization cycles using laser fluorescence device (Diagnodent pen). Baseline assessment was done to include only teeth with sound tooth structure and to make sure that there is no statistical difference between readings of teeth starting the experiment. After fluoride application Diagnodent pen readings were measured after each demineralization cycle to show the effect of fluoride varnish on demineralization and compare it to baseline readings and to compare readings of both halves.
In comparison to conventional methods of dental caries diagnosis like visual and radiographic examination that present low sensitivity for quantifying the changes in mineral content resulting from demineralization, Diagnodent pen is currently the most accurate device for detecting enamel demineralization and it has been used widely both in vivo and in vitro [10,20]. VanishÔ was used in this study because it contains tri-calcium phosphate (TCP), which is considered the main agents for enamel remineralization [21]. TCP interacts with demineralized enamel to promote remineralization, Karlinsey in 2009 found that TCP fluoride varnish VanishÔ had better efficacy in inhibiting progression of initial primary enamel lesions than Duraphat which contains same concentration of fluoride (5% of NaF) as VanishÔ but without TCP [22]. The results of this study showed that VanishÔ containing TCP was effective in preventing enamel demineralization around orthodontic brackets, because fluoride varnish forms calcium fluoride on enamel surface protecting it from demineralization, in addition to the remineralizing effect of TCP. The protective effect of fluoride varnish presented in this study was also supported by other studies who concluded that other fluoride varnishes as Duraphat and Duraflor containing 5% NaF as VanishÔ had high potential in inhibition
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tudes rapportent que la traitement [18]. Alors que d’autres e valence des WSL est de 97 % apre s traitement orthodonpre quent il est essentiel que les orthodontique [19]. Par conse ventives de s la pose des tistes prennent des mesures pre appareillages. tude, des attaches me talliques en acier Dans cette e te colle s sur la surface vestibulaire de inoxydable ont e molaires fraıˆchement extraites, chaque surface a 32 pre te divise e en deux moitie s : me siale et distale. Un vernis e ae te applique sur la moitie distale uniquement, la moitie fluore siale servant de te moin. Toutes les dents ont e te me es et soumises a` deux cycles de de mine ralisation. immerge e de quatre jours d’immersion Chaque cycle avait une dure mine ralisation afin de de velopper dans une solution de de sions de de mine ralisation, ce qui repre sente environ des le el [15]. 3 mois d’effet en temps re de de mine ralisation a e te e value au stade initial et Le degre s le premier et le deuxie me cycle de de mine ralisation apre tection par laser a` fluorescence a` l’aide d’un appareil de de (le stylo Diagnodent). Les mesures prises au stade initial ont te effectue es afin de pouvoir inclure uniquement des dents e rence statistiquesaines, et s’assurer qu’il n’y avait pas de diffe tude. ment significative entre les dents avant de commencer l’e s l’application du vernis fluore a` l’aide du stylo Apre te effectue es apre s chaque Diagnodent, les mesures ont e mine ralisation pour montrer l’effet du vernis fluore cycle de de mine ralisation, et la comparer aux enregistrements sur la de s au stade initial, et e galement pour comparer les effectue s. mesures obtenues sur les deux moitie aux me thodes conventionnelles de diagnostic des Compare caries dentaires, telles que l’examen visuel et radiographique sentant une faible sensibilite pour quantifier les modificapre ral de l’e mail re sultant de la tions du contenu mine mine ralisation, le stylo Diagnodent est actuellement l’instrude cis pour de tecter une de mine ralisation de ment le plus pre mail, et a e te largement utilise a` la fois in vivo et in vitro l’e [10,20]. te utilise dans cette e tude parce qu’il Le vernis VanishÔ a e re contient du phosphate tricalcique (PTC) qui est conside ralisation de comme l’un des agents principaux de la remine mail [21]. Le PTC interagit avec l’e mail de mine ralise pour l’e ralisation. Karlinsey en 2009 rapporte promouvoir sa remine au PTC VanishÔ est plus efficace pour que le vernis fluore sions initiales primaires de l’e mail inhiber la progression de le ^me concentration de fluorque le Duraphat qui contient la me ure (5 % de NaF) que le VanishÔ mais sans PTC [22]. sultats de cette e tude montrent que le VanishÔ conteLes re vention d’une nant du PTC est efficace dans la pre mine ralisation de l’e mail autour des attaches orthodonde forme du fluorure de calcium tiques, parce que le vernis fluore mail, le prote geant ainsi de la sur la surface de l’e mine ralisation, en plus de l’effet remine ralisant du PTC. de pre sente dans cette e tude L’effet protecteur du vernis fluore galement e te confirme par d’autres e tudes qui ont conclu ae s tel que le Duraphat et le Duraflor que d’autres vernis fluore contenant 5 % de NaF comme le VanishÔ avaient un potentiel
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The effect of fluoride varnish in preventing enamel demineralization around and under orthodontic bracket
dans la pre vention d’une de mine ralisation de l’e mail autour et en dessous des attaches orthodontiques Effet d’un vernis fluore
demineralization around orthodontic brackets in both in vivo and in vitro studies [17,23,24]. On the other hand, the results showed that fluoride varnish has no influence on the mineral content of enamel under orthodontic brackets. This means that there is no effect for either the demineralization solution or fluoride varnish on the enamel under orthodontic brackets. Similar results were found in a study done by Nalbantgil et al. in 2013 where microhardness test was used to assess the demineralization [25]. This can be explained by the bonding technique used, as brackets bonded on dry decontaminated enamel, together with the removal of excess composite material around brackets prevent voids formation and marginal defects at the interphase between the enamel and the bracket base. This in turns protects underling enamel from the effect of both demineralizing solution and fluoride varnish.
leve pour inhiber la de mine ralisation autour des attaches e tudes in vivo et in vitro orthodontiques a` la fois dans les e [17,23,24]. ^ te , les re sultats montrent que le vernis fluore n’a D’un autre co rale de l’e mail situe aucune influence sur la composition mine sous les attaches orthodontiques. Cela signifie qu’il n’y a mine ralisante ou du aucun effet, que ce soit de la solution de , sur l’e mail situe sous les attaches orthodonvernis fluore sultats similaires dans une e tude tiques. On trouve des re alise e par Nalbantgil et al. en 2013 ou` ils ont utilise le test re pour e valuer la de mine ralisation [25]. Cela de microdurete e, e tant peut s’expliquer par la technique de collage utilise que les attaches colle es sur un e mail sec et donne contamine , ainsi que l’e limination des exce s de composite de ^che la formation de vides et de autour des attaches empe fauts marginaux a` l’interface entre l’e mail et la base de de ge l’e mail sous-jacent de l’effet l’attache. De ce fait, cela prote mine ralisante ainsi que du vernis fluore . de la solution de
Conclusions
Conclusions
From the results of this study and within its limitation it can be concluded that fluoride varnish is very effective in decreasing the amount of enamel demineralization around orthodontic brackets. Fluoride varnish has insignificant effect on the degree of enamel mineral content under orthodontic brackets.
s les re sultats de cette e tude et en tenant compte de D’apre est tre s ses limites, nous pouvons conclure que le vernis fluore mine ralisation de l’e mail autour des efficace pour limiter la de a tre s peu d’effet sur attaches orthodontiques. Le vernis fluore ral de l’e mail situe sous les attaches le contenu mine orthodontiques.
Limitations
Limites
The assessment of enamel demineralization can be done using more than one detection technique in order to have more accurate comparable readings such as polarized light microscopy, microradiographs, and/or micro-hardness testing.
valuation de la de mine ralisation de l’e mail peut e ^tre L’e e a` l’aide de plusieurs techniques de de tection de effectue cis, fa¸con a` obtenir des enregistrements comparables plus pre re polarise e, les microradiotelles que la microscopie en lumie . graphies, et/ou les tests de microdurete
Recommendations
Recommandations
Based on the clinical findings of this study, orthodontists should be aware of the great value of fluoride varnish application and in preventing WSLs formation and especially that fluoride varnishes application can be easily adapted into orthodontic bonding protocol.
s les re sultats cliniques de cette e tude, les orthodonD’apre tistes devraient prendre conscience de l’importance d’une dans la pre vention des WSL, et application de vernis fluore s peut en particulier du fait que l’application de vernis fluore ^tre facilement adapte e au protocole de collage e orthodontique.
Disclosure of interest
claration de liens d’inte re ^ts De
The authors declare that they have no competing interest.
clarent ne pas avoir de liens d’inte re ^ ts. Les auteurs de
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