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PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS
“Estudo do Grau de Conversão e Dureza em Compósitos
Odontológicos Fotopolimerizáveis ”
LÍVIA MALUF MENEGAZZO
Orientador: Prof. Dr. João Carlos Silos Moraes
Ilha Solteira – SP
julho/2007
Dissertação apresentada à Faculdade de
Engenharia - UNESP – Campus de Ilha
Solteira, para obtenção do título de Mestre em
Ciência dos Materiais.
Área de conhecimento: Física da Matéria
Condensada
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Dedicatória
A vocês, meus queridos pais. Quão difícil deve ter sido a luta pela criação de alguém,
ao qual, incondicionalmente foi dado todo o amor já existido. Sem saber do futuro, tudo
acreditou, e empenhou em ajudá-lo a crescer neste mundo tão desigual. Integridade, lealdade,
garra, fé e coragem foram coisas vividas e passadas em todos os momentos vividos. E hoje
vocês podem ver o que me tornei. Base de minha criação, hoje sou uma vencedora. E o troféu
que agora ganho não tem outro dono a não ser vocês. Obrigado por tudo. AMO VOCÊS!!
Ao meu irmão, pelos momentos compartilhados e vividos juntos. Você ainda sem
saber, me ensinou a acreditar em mim mesma, e meu encorajou a enfrentar a vida.
À Deus, fonte de minha inspiração. Companheiro inseparável. A ti dedico este
trabalho. Só nós sabemos quão difícil foi chegar até aqui. Quantos obstáculos ultrapassados.
Quantos ensinamentos adquiridos. Quanto crescimento. Nada nesse mundo importaria se eu
não tivesse a ti.
Ao meu amigo e namorado Élcio, que sempre esteve ao meu lado. Me deu forças para
que eu buscasse meus sonhos, mesmo sabendo que para isso teria que abrir mão de algumas
coisas. A minha felicidade e realização foi tudo o que ele pensou. Em você vejo o valor de se
ter alguém especial para compartilhar a vida.
Obrigada por ser essa pessoa tão importante na minha vida.
Seu apoio foi indispensável para essa conquista.
Amo todos vocês!
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Agradecimentos
Ao professor João Carlos, pela oportunidade de realizar este trabalho. Grande
crescimento e conhecimento foi alcançado. E eu pude compreender que não há limites para
sonhar e aprender. Dois mundos tão diferentes, física e odontologia, se integraram e uma obra
muito mais completa pode surgir. Obrigada pela atenção e paciência. Seu exemplo será
levado. Obrigado!!
A Simone, minha companheira e grande amiga. Com os mesmos sonhos, viemos para
cá. Lutamos juntas nesses dois anos de caminhada; e que caminhada!! Compartilhamos
tristeza, alegrias, conquistas e desilusões, mas nunca estávamos só. Sabíamos que podíamos
contar uma com a outra. E esse grande apoio nos fez chegar até aqui. Si, obrigado por tudo.
Adoro muito você!!
Aos meus colegas de mestrado. Que ajuda eles me deram!!!! Cada um de uma maneira
ajudou para que esse trabalho se completasse. Muitas vezes, sem vocês eu nada seria.
Obrigada por cada tempinho despendido. Um sorriso, um abraço, uma palavra. Cada qual com
seu jeitinho me impulsionaram a chegar até aqui.
Aos professores e funcionários do departamento, que também contribuíram de alguma
maneira para a conclusão deste projeto. Em especial a Mary e ao Mário que sempre estiveram
ali para nos socorrer. Vocês são dez!!!
Enfim, meu profundo reconhecimento e eterna gratidão.
Trabalhos submetidos e publicados
- L.M. Menegazzo, J.C.S. Moraes. Estudo do grau de conversão e dureza em compósitos
odontológicos fotopolimerizáveis. 17º. CBECIMAT, Foz do Iguaçu, 201-007, 2006. (cópia
nas pgs. 40 a 46)
- L.G.P. Moraes, R.S.F. Rocha, L.M. Menegazzo, E.B. Araújo, K. Yukimitu, J.C.S. Moraes.
Espectroscopia no infravermelho como ferramenta para a determinação do grau de conversão
em compósitos odontológicos. Artigo submetido à Revista APCD (Associação Paulista de
Cirurgiões Dentistas) – ISBN 0004-5276, Fev./2007. (cópia nas pgs. 47 a 61)
RESUMO
Este trabalho propõe o estudo do grau de conversão e de dureza de três resinas
fotoativadas Fill Magic, TPH Spectrum e Te-Econom, em função do tempo de exposição e do
tipo de fonte de luz. Foram utilizadas quatro fontes diferentes, sendo duas halógenas e duas
baseadas em LED. O grau de conversão foi avaliado de espectros de absorção no
infravermelho próximo e a dureza através de testes Vickers. Cinco amostras de 10 mm de
diâmetro e 2 mm de espessura foram preparadas para cada tempo de exposição e tipo de fonte.
Após exposição à luz, todas as amostras foram mantidas durante 7 dias em ambiente escuro
antes de serem utilizadas para obtenção de espectros e serem submetidas ao teste de dureza.
Os espectros foram obtidos em um espectrômetro Nexus 670 da Nicolet e a microdureza
Vickers foi obtida com um microdurômetro HMV – 2T da Shimadzu. Os resultados
mostraram que o grau de conversão aumenta com o tempo de exposição para fontes com
densidade de potência menor que 233 mW/cm
2
. Não foi observada diferença significativa no
grau de conversão nas amostras irradiadas com fontes halógena e LED, ambas com densidade
de potência maior que 233 mW/cm
2
. Não foi possível estabelecer uma relação entre dureza e
o tempo de exposição ou a densidade de potência. Entre as resinas, a FM é a que apresentou
melhores valores de grau de conversão e a Te-Econom de dureza.
Palavras-chave: Compósitos odontológicos, grau de conversão, dureza e espectroscopia
infravermelho.
ABSTRACT
The aim of this study was to evaluate the degree of conversion and hardness of three
photo-activated composites (Fill Magic, TPH Spectrum and Te-Econom) as a function of
exposure time and type of light source. As visible light source were utilized four different
units, two halogen and two light-emitting diodes (LED). The conversion degree was evaluated
by near-infrared spectroscopy and the hardness by Vickers tests. Five samples of 10 mm
diameter and 2 mm thickness were prepared for each exposure time and light source. The
spectra were obtained in a Nexus 670 Nicolet spectrometer and the hardness in a HMV – 2T
micro hardness tester (Shimadzu). These measurements were performed after 7 days dark
storage. The results showed that the degree of conversion increases with the exposure time for
the light units with power density smaller than 233 mW/cm
2
. No significant differences were
observed in degree of conversion in samples irradiated with halogen and LED units, both with
power density larger than 233 mW/cm
2
. There is not correlation between the conversion
degree and the micro hardness for all studied composites. The highest values for conversion
degree and hardness were obtained with the Fill Magic and Te-Econom composites,
respectively.
Key words: dental composites; conversion degree; hardness; Infra-red spectroscopy.
ÍNDICE
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................10
2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS ........................................................................................12
2.1 Resinas compostas........................................................................................................12
2.2 Reação de polimerização de resinas odontológicas fotopolimerizadas....................15
2.3 Fatores que interferem na polimerização da resina..................................................17
2.3.1 Espessura da camada ...............................................................................................18
2.3.2 Composição do material..........................................................................................18
2.3.3 Tipo e intensidade de fonte luminosa......................................................................19
2.3.4 Tempo de exposição................................................................................................19
2.4 Espectroscopia infravermelho.....................................................................................20
2.5 Grau de conversão........................................................................................................23
2.6 Dureza Vickers..............................................................................................................25
3 MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................................27
3.1 Preparação das amostras.............................................................................................27
3.2 Medidas de DC..............................................................................................................32
3.3 Medidas de dureza........................................................................................................33
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................34
5 CONCLUSÃO ...............................................................................................................43
6 REFERÊNCIA ...............................................................................................................44
Apêndices ...........................................................................................................................48
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Molécula Bis-GMA: 2,2-bis [4-(2-hidroxi-3-metacriloxipropil-1-oxi) fenil] propano. ......................13
Figura 2 – Molécula Trietilenoglicol dimetacrilato
11
...........................................................................................14
Figura 3 – Molécula Bisfenol A dimetacrilato etoxilado
11
....................................................................................14
Figura 4 - Diagrama representando o processo de polimerização em compósitos fotoativados..........................16
Figura 5 – Mecanismo de formação de radicais livres e da rede polimérica
11
.....................................................17
Figura 6 – Figura representativa do espectro eletromagnético
23
.........................................................................20
Figura 7 - Principais modos vibracionais no infravermelho. ...............................................................................21
Figura 8 – Background da região NIR..................................................................................................................24
Figura 9 - Penetrador de Vickers e a impressão na superfície do material testado.............................................26
Figura 10 – Imagem dos três compósitos utilizados para este estudo. .................................................................28
Figura 11 – Gráfico mostrando o aumento do grau de conversão com o aumento do tempo de pós-cura da
resina.....................................................................................................................................................................29
Figura 12 – Anel metálico usado para confecção das amostras...........................................................................30
Figura 13 – Esboço lateral mostrando a forma de preparação das amostras......................................................30
Figura 14 – Fontes de luz halógena: (a) CL-K50 da Kondortech e (b) Degulux Soft Start da Degussa..............31
Figura 15 – Fotopolimerizadores de luz LED; Poly – 600 da Kavo (a) e Elipar da 3M (b). ..............................31
Figura 16 - Espectro de absorção na região da banda estiramento alifática e aromática...................................32
Figura 17 – Microdurômetro HMV – 2T da Shimadzu.........................................................................................33
LISTA DE TABELAS
Tabela I: Resinas compostas utilizadas________________________________________________________ 28
Tabela II: Divisão dos grupos das amostras____________________________________________________ 31
Tabela III: Grau de conversão e desvio-padrão (SD) das resinas Fill Magic (FM), TPH Spectrum (TPH) e Te-
Econom (TE). ___________________________________________________________________________ 34
Tabela IV: Medidas de microdureza vickers e desvio-padrão (SD) das resinas Fill Magic (FM), TPH Spectrum
(TPH) e Te-Econom (TE). __________________________________________________________________ 39
10
1 INTRODUÇÃO
Na odontologia, resinas são utilizadas como materiais restauradores para o
restabelecimento da aparência estética, da função e forma dos dentes. Essas resinas foram
lançadas no mercado por volta de 1962, tendo passado por várias alterações visando o seu
aperfeiçoamento. Com isso, elas ganharam grande espaço no mercado e, paralelamente,
0ampliou-se o número de investigações científicas com estes materiais.
Os compósitos odontológicos são constituídos basicamente por um monômero
multifuncional de cadeia longa que quando se polimeriza resulta em uma rede tridimensional
de ligações cruzadas. O monômero dimetacrilato de bisfenolA-bisglicidila (Bis-GMA), é o
monômero mais usado na odontologia e caracteriza-se por uma molécula longa e rígida, com
duplas ligações de carbono reativas em ambas extremidades
1,2,3
.
Embora sempre presente, nos últimos anos houve uma grande popularização no uso
das resinas fotopolimerizáveis em restaurações estéticas, tanto em clínicas privadas como em
serviços públicos. Esta popularização é devido ao material permitir um confortável tempo de
trabalho, controlado diretamente pelo operador, ter opções de cores que permitem excelentes
resultados estéticos e principalmente por possuir propriedades mecânicas satisfatórias.
Entretanto, aliada a esta popularização, muitos problemas inerentes às resinas
fotopolimerizáveis, ainda não resolvidos, foram trazidos ao dia-a-dia do cirurgião-dentista.
Um destes sérios problemas que pode passar até despercebido pelo profissional é a sub-
polimerização, ou seja, moléculas não reagidas no interior das restaurações. Isto pode
acarretar em resultados indesejáveis como: redução das propriedades físicas (falha na
retenção, alta solubilidade, infiltração marginal) e mecânicas (dureza)
4
desses materiais;
comprometimento estético e danos pulpares, que poderia acarretar um posterior tratamento
endodôntico anteriormente desnecessário. Esta sub-polimerização pode estar relacionada a
11
vários fatores como: tipo, tamanho e quantidade de partículas de carga
5
, tipo de matriz
resinosa, tempo de exposição à luz, tipo e intensidade da fonte luminosa
6,7,8
.
Dentre as técnicas encontradas para medir a sub-polimerização dos compósitos
odontológicos, a espectrofotometria infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) tem
sido amplamente utilizada. Através desta técnica consegue-se determinar diretamente o grau
de conversão (DC) da resina (quantidade de duplas ligações entre carbonos que foi quebrada
durante o processo de polimerização) e, consequentemente, avaliar a sua polimerização.
O presente trabalho tem como proposta estudar o grau de conversão de três resinas
fotopolimerizáveis em função do tempo de exposição, tipo e intensidade da fonte luminosa,
utilizando a técnica de espectrofotometria no infravermelho. Além disso, avaliar a dureza
destas resinas em função do grau de polimerização. Com este trabalho busca-se um melhor
conhecimento das resinas estudadas e com isto, obter subsídios que nos permita orientar os
profissionais a obter melhores resultados clínicos.
12
2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS
2.1 Resinas compostas
As resinas odontológicas foram desenvolvidas em 1963 por Raphael L. Bowen em
resposta à necessidade de um material restaurador durável e estético. Invés de usar
monômeros de cadeia curta, como o metilmetacrilato, Bowen desenvolveu um reagente longo,
multifuncional, a partir da reação entre monômeros vinílicos e epoxídicos, chamado de Bis-
GMA. Com a adição de partículas de quartzo silanizadas a este novo material resinoso
diminuiu radicalmente a contração de polimerização, a expansão térmica e a sorção de água,
ao mesmo tempo em que aumentou o módulo de elasticidade e a dureza
3
. Estava criada a
resina composta. Desde então, muitos progressos tecnológicos foram alcançados, conduzindo
à melhoria das propriedades físicas e mecânicas das resinas, ampliando assim sua aplicação
clínica e laboratorial.
As resinas odontológicas em geral, são constituídas de duas partes, uma orgânica e
outra inorgânica. Essa combinação permite que esse material alcance melhores propriedades
que dos componentes originais. A composição é um dos fatores determinantes das
propriedades mecânicas da resina, sendo que o tamanho e a quantidade de carga presente no
material são os aspectos de maior influência
9
. Na parte orgânica da resina encontramos em
geral os monômeros, componentes de maior importância, pois são eles que se unem para
formar o polímero; os iniciadores (geralmente as canforquinonas) que são responsáveis por
iniciar o processo de polimerização, os estabilizadores (hidroquinonas), e o agente de união
(silano). Como parte inorgânica, temos os pigmentos (corantes minerais) que dão as diferentes
tonalidades às resinas, o agente radiopacificador (geralmente dióxido de titâneo), e as
partículas inorgânicas que também são chamadas de partículas de carga (geralmente composta
13
por sílica coloidal, quartzo, vidro moído entre outros). Essas partículas dão uma maior
resistência à resina além de diminuir a contração no processo de polimerização.
Atualmente os compósitos odontológicos são constituídos basicamente por um
monômero multifuncional de cadeia longa
10
. O monômero Bis-GMA, ou resina de Bowen, é o
monômero mais usado na odontologia e caracteriza-se por uma molécula longa e rígida com
duplas ligações de carbono reativas nas extremidades (Figura 1).
Figura 1 – Molécula Bis-GMA: 2,2-bis [4-(2-hidroxi-3-metacriloxipropil-1-oxi) fenil] propano
11
.
O extenso comprimento da cadeia molecular diminui a contração de polimerização e
a estrutura aromática no centro da molécula confere rigidez à massa resultante. A longa
separação entre os grupamentos vinílicos presentes nas extremidades da molécula promove
maior reatividade. Sua alta viscosidade torna necessária a associação com monômeros de
menor peso molecular (diluentes) para possibilitar a incorporação dos iniciadores, inibidores e
partículas de carga
12
. Um dos monômeros mais usados como diluente do Bis-GMA é o
TEGDMA (trietilenoglicoldimetacrilato) (Figura 2). Molécula linear relativamente flexível,
que como o Bis-GMA possui ligações insaturadas de carbono nas duas extremidades.
Entretanto, seu baixo peso molecular apresenta o inconveniente de aumentar a contração de
polimerização da mistura. O TEGDMA funciona não somente como um diluente, mas
também como um agente de ligação cruzada, melhorando grandemente a polimerização do
monômero e as propriedades físicas da resina. A proporção de cada um dos monômeros em
uma formulação resinosa é crítica às propriedades do compósito.
14
Figura 2 – Molécula Trietilenoglicol dimetacrilato
11
.
O BisEMA (bisfenol A dimetacrilato etoxilado), também chamado de Bis-GMA
etoxilado, é outro monômero multifuncional usado em formulações de resina composta
(Figura 3). Este monômero é estruturalmente análogo ao Bis-GMA, possuindo os anéis
benzênicos no centro da molécula, o que confere rigidez à cadeia. O BisEMA é obtido por
uma modificação na molécula de Bis-GMA através da substituição da hidroxila por um átomo
de hidrogênio. Essa ausência do radical hidroxila não possibilita o estabelecimento de pontes
de hidrogênio entre os monômeros. Com isso, sua viscosidade é muito superior à do Bis-
GMA.
Figura 3 – Molécula Bisfenol A dimetacrilato etoxilado
11
.
Outras formulações resinosas com diferentes combinações entre monômeros e
diluentes são encontradas em resinas compostas comerciais. Para citar um exemplo, o UDMA
(uretano dimetacrilato) é um líquido pouco viscoso à temperatura ambiente e obtido como
produto de reação entre a porção alifática do Bis-GMA com um di-isocianato
1
. Esse
monômero tem peso molecular próximo ao Bis-GMA, porém baixa viscosidade e pode ser
utilizado sem a necessidade de adicionar um diluente. A cadeia alifática de alto peso
15
molecular produz baixa contração de polimerização, além de ser altamente flexível devido à
ausência de anéis aromáticos.
Uma das classificações utilizada para os compósitos é quanto ao tipo e tamanho das
partículas de carga presentes no material, sugerindo uma divisão em: resinas tradicionais (com
partículas que variam de 8 - 12 µm), micropartículas (0,04 – 0,4 µm) , de partículas de carga
pequena (1 - 5 µm), e híbridas (0,6 - 1,0 µm). Recentemente, foram lançadas novas resinas as
quais são classificadas como nanohíbridas. Neste trabalho usaremos somente resinas
classificadas como híbridas. Maiores informações sobre classificação de resinas
odontológicas são dadas no apêndice (pg. 39).
Cada tipo de resina, porém, tem sua indicação, dependendo do tipo de restauração e
das características determinadas pelas partículas de carga. Os resultados clínicos serão
melhores à medida que o profissional considerar a correta indicação, o aprimoramento técnico
exigido para o procedimento restaurador e a higienização do paciente.
2.2 Reação de polimerização de resinas odontológicas fotopolimerizadas
A reação de polimerização da resina caracteriza-se por uma mudança do estado
líquido para o estado sólido desse material, capaz de vedar uma cavidade e suportar as forças
mastigatórias.
A reação de polimerização necessita que a luz utilizada seja capaz de excitar as
moléculas fotoiniciadoras (geralmente as canforquinonas). Uma vez excitadas, essas
moléculas passam para um estado excitado triplete, e reagem com as substâncias ativadoras
(aminas terciárias). Essa combinação possibilita o surgimento dos radicais livres capazes de
atacar ligações duplas alifáticas presentes no monômero, iniciando assim o processo de
polimerização. No início da reação existe uma maior quantidade de monômeros do que de
radicais livres, favorecendo a taxa de propagação das cadeias reativas. Em um determinado
16
momento, com o meio reacional ainda pouco viscoso, as concentrações se equivalem, pois
uma parte dos monômeros já foi incorporada às cadeias em propagação, gerando os
macroradicais. Logo em seguida, a taxa de terminação da reação cresce pela grande
probabilidade de interação dos radicais cadeias, que tendem a se ligar por combinação. Isto
pode ser observado na Figura 4 e Figura 5.
Figura 4 - Diagrama representando o processo de polimerização em compósitos fotoativados.
Apesar de não formar subprodutos, a reação não é completa, pois o número de
ligações vinílicas =CH
2
no meio reacional não é totalmente consumido durante a reação. As
ligações remanescentes estão presentes nos monômeros que não reagiram (monômero
residual) ou nos que reagiram parcialmente com as cadeias poliméricas (grupamento
pendente). O grau de conversão do compósito (DC) é definido como a quantidade de duplas
ligações entre carbonos (C=C) que foi quebrada durante o processo de polimerização da
resina.
Fotoiniciador
(Canforquinona
)
Ativador
(
Amina Terciária
)
Monômero
(BIS-GMA)
Radicais Livres
Polímero
17
luz
(468 nm)
H
2
C
H
H
H
H
H
H
O
O
H
2
C
H
H
H
H
H
H
O
O
CANFORQUINONA ESTADO EXCITADO TRIPLETE
H
2
C
H
H
H
H
H
H
O
O
CH
2
N
CH
2
O
C
C
CH
2
H
3
C
O
CH
3
H
3
C
CH
2
N
CH
2
O
C
C
CH
2
H
3
C
O
CH
3
H
3
C
H
2
C
H
H
H
H
H
H
OH
OH
+ 2
CH
N
CH
2
O
C
C
CH
2
H
3
C
O
CH
3
H
3
C
radicais livres
EXÍPLEXO
DMAEMA
Figura 5 – Mecanismo de formação de radicais livres e da rede polimérica
11
.
2.3 Fatores que interferem na polimerização da resina
Devido à necessidade de um ótimo nível de polimerização, os investigadores
estudaram o efeito de diferentes parâmetros na profundidade de cura. Acharam que a
18
profundidade de cura das resinas compostas fotoativadas depende da composição do material,
da intensidade e tipo da fonte luminosa, tempo de polimerização e da espessura da camada.
2.3.1 Espessura da camada
Clinicamente, a profundidade de polimerização da resina composta é importante,
visto que em cavidades amplas, a inserção do material deve ser realizada sempre em
incrementos. A profundidade de polimerização pode ser afetada pela distância entre a ponta
do fotopolimerizador e a restauração, ocorrendo à diminuição da intensidade de luz conforme
aumenta a espessura da resina composta.
Pesquisas mostram que o grau de conversão, assim como a dureza, diminui com a
profundidade, principalmente nas maiores espessuras
13
. Amostras ou incrementos com no
máximo 2,0 mm de espessura quase não sofrem essa diminuição, portanto seria a espessura
mais recomendada pelas pesquisas, sendo também a recomendada pela maioria dos
fabricantes.
2.3.2 Composição do material
A proporção de cada um dos monômeros em uma formulação resinosa é crítica às
propriedades do compósito. Se a concentração de Bis-GMA aumentar, a quantidade de
monômeros residuais após a fotopolimerização também aumentará. Em contrapartida, se é
incorporado diluente em excesso para facilitar a manipulação da resina, a contração de
polimerização será maior. Entretanto, como a densidade de ligações cruzadas é maior, a
sorção de água e o escoamento viscoso serão diminuídos
1
. Portanto, a composição da resina
terá grande influência no grau de conversão do compósito.
19
2.3.3 Tipo e intensidade de fonte luminosa
Um dos maiores anseios dos profissionais da Odontologia é obter uma restauração
estética sem perder a qualidade do material restaurador. Um dos vilões nas restaurações mal
sucedidas é a polimerização insuficiente, que ocasiona um comprometimento estético em
detrimento de uma maior probabilidade de manchamento e infiltração, além da perda das
propriedades físico-químicas, como baixa resistência e menor retenção. Existem dois tipos de
fontes de luz que são mais utilizadas pelos profissionais: uma baseada em lâmpada halógena e
outra em diodos emissores de luz (LED).
Diversos autores têm buscado resultados quanto às propriedades das resinas
compostas relacionadas à ativação da polimerização. Stahl et al.
14
, em seu estudo, revelaram
que a profundidade de cura e o grau de conversão de monômero-polímero foram
significativamente maiores com a LED do que o obtido com a luz halógena quando ambas as
fontes estavam reguladas com uma intensidade de 100 mW/cm
2
. Analisando a eficiência entre
fontes de luz halógena e LED, considerando a banda de emissão de ambas as fontes e a banda
de absorção da canforquinona, concluíram que a luz LED tem eficiência duas vezes maior que
a da luz halógena. Jandt et al.
15
encontraram valores 20% maiores de profundidade de cura
para a luz halógena em comparação aos LEDs, utlilizando intensidades de 755 e 350 mW/cm²
para a luz halógena e LED, respectivamente.
2.3.4 Tempo de exposição
Além da intensidade de luz, o tempo de polimerização também é um influenciador da
profundidade de cura do material resinoso
16,17
. De acordo com os resultados encontrados na
literatura, pode-se observar que o tempo de exposição tem influência sobre a dureza
superficial das resinas compostas, assim como em seu grau de conversão. Trabalhos
mostraram que o grau de conversão das resinas polimerizadas com 20 segundos diminui a
20
partir do primeiro milímetro, e a partir dos dois primeiros milímetros quando polimerizadas
com 40 seg.
2.4 Espectroscopia infravermelho
Isaac Newton foi o primeiro a demonstrar que a luz branca que enxergamos na
verdade é composta por diferentes cores. Posteriormente, Herschel descobriu que a luz branca
não era somente composta por cores visíveis, mas possuía uma componente abaixo do
vermelho, que denominou infravermelho (IR). Maxwell concluiu que a luz é uma onda
eletromagnética composta por campo elétrico e campo magnético oscilando em planos
perpendiculares entre si e propagando na direção perpendicular a ambos os campos. Uma
radiação eletromagnética se propaga com a velocidade da luz, portanto, constante para todas
as regiões do espectro. Mais tarde, Colblentz obteve os espectros de absorção no
infravermelho de grande número de compostos orgânicos
18
. Esta técnica vem sendo aplicada
na odontologia no monitoramento em tempo real das cinéticas de polimerização dos
monômeros
19,20
e na determinação do grau de conversão na polimerização das resinas
21,22
.
A Figura 6 ilustra o espectro eletromagnético enfatizando a região do infravermelho.
O espectro infravermelho pode ser dividido em três regiões: o infravermelho distante (25 -
400 cm
-1
), o infravermelho médio (400 - 4000 cm
-1
) e o infravermelho próximo (4000 -
14200 cm
-1
).
Figura 6 – Figura representativa do espectro eletromagnético
23
.
21
A espectroscopia no infravermelho estuda a interação da radiação eletromagnética
com a matéria, baseando-se na absorção da radiação incidente devido vibrações de átomos de
uma molécula. As freqüências normais de vibração de uma molécula estão associadas com o
movimento relativo dos átomos que compõem as moléculas, podendo variar o comprimento
da ligação (deformação axial ou stretching) ou o ângulo entre ligações químicas (deformação
angular ou bending)
18,23
. A Figura 7 ilustra esses dois modos vibracionais.
Figura 7 - Principais modos vibracionais no infravermelho.
A absorção no infravermelho ocorrerá quando a freqüência da radiação incidente
coincidir com a freqüência natural de vibração da molécula. Além disso, o momento de dipolo
elétrico da molécula tem que variar durante a vibração. Quando uma molécula vibra, ocorre
uma variação regular no momento dipolo e surge um campo que pode interagir com o campo
elétrico associado à radiação. Se a freqüência natural de vibração da molécula coincidir
exatamente com a freqüência da radiação, ocorre uma transferência de energia e resulta numa
variação na amplitude da vibração molecular, ocorrendo então absorção da radiação.
Obtêm-se espectros de infravermelho incidindo uma radiação através de uma
amostra e determinando a fração de radiação incidente que é absorvida com uma particular
energia, energia esta que é dada pelo postulado de Planck e pode ser escrita por:
hvE
=
(1)
sendo h a constante de Planck (h = 6,626 x 10
-34
Js) e ν a freqüência da radiação incidente.
22
Um das possibilidades de utilização da espectroscopia de absorção no IR é
determinar os grupos funcionais de um dado material. Cada grupo absorve em freqüência
característica de radiação na região IR. Assim, um gráfico de intensidade de radiação versus
freqüência (o espectro) permite caracterizar os grupos funcionais de um padrão ou de um
material desconhecido
23
.
As posições das bandas no espectro infravermelho são apresentadas em comprimento
de onda ou número de ondas. Os espectroscopistas que trabalham na região do infravermelho
preferem usar a unidade número de onda (cm
-1
) pelo fato desta ser diretamente proporcional à
energia e a freqüência, conforme equação abaixo:
vhc
hc
hvE ===
λ
(2)
sendo c a velocidade da luz (3×10
8
m/s) e v o número de ondas.
Os instrumentos modernos de infravermelho consistem normalmente em 5 partes
principais: fonte de radiação, compartimento de amostras, banco óptico, detector e
computador. Como fonte de radiação no infravermelho médio é utilizada um elemento
resistivo cerâmico. O compartimento de amostras é a parte do equipamento a qual o operador
tem acesso para adaptar acessórios ou aparatos (porta amostras) para obter espectros de
amostras sólidas, líquidas ou gasosas. O banco óptico é a base do equipamento, composto
basicamente de um interferômetro de Michelson e um conjunto de espelhos responsável pela
divisão e recombinação dos feixes. O detector recebe o feixe da radiação após ter passado
pela amostra, produzindo um sinal elétrico em resposta a intensidade de cada comprimento de
onda, gerando então um interferograma. O computador recebe esse interferograma e faz a
transformada de Fourier fornecendo assim o espectro.
Maiores detalhes sobre a espetroscopia no infravermelho encontra-se disponível nas
referências 23 e 24.
23
2.5 Grau de conversão
O grau de conversão pode ser estudado em duas regiões distintas do infravermelho,
sendo elas infravermelho médio (MIR) e infravermelho próximo (NIR). Entretanto, a região
espectral MIR, embora seja rotineiramente utilizada na análise do grau de conversão das
resinas, coincide com a região em que a molécula de água apresenta absorção. Desta forma,
para se obter dados precisos quantitativos faz-se necessário purgar o espectrômetro com um
gás inerte
24
.
A determinação do grau de conversão dos metacrilatos utilizando o infravermelho
médio (MIR) baseia-se na diminuição da intensidade do modo estiramento axial C=C do
metacrilato, em 1638 cm
-1
, durante o processo de polimerização. Este procedimento
espectroscópico necessita da presença de uma banda de absorção estável que não muda em
conseqüência da polimerização.
O uso da região no infravermelho próximo (NIR) ainda tem sido pouco utilizado na
determinação do grau de conversão de monômeros odontológicos. Uma comparação de
espectros NIR de resinas a base de monômeros de Bis-GMA/TEGDMA revelaram que bandas
de absorção nesta região podem ser úteis na determinação da conversão de monômeros
metacrilatos
24
. Estes monômeros apresentam uma banda overtone em 6165 cm
-1
, uma
combinação de bandas =CH
2
localizada em 4743 cm
-1
e uma absorção aromática =CH
2
em
4623 cm
-1
.
O grande interesse no estudo do grau de conversão utilizando a espectroscopia NIR é
atribuído à região utilizada para o estudo. No intervalo espectral em que estão localizadas as
bandas de absorção utilizadas para o cálculo do grau de conversão (6165 cm
-1
, 4743 cm
-1
e
4623 cm
-1
) não há absorção de água, como ilustra a Figura 8.
24
7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000
0
10
20
30
40
Transmitância (%)
Número de onda (cm
-1
)
Figura 8 – Background da região NIR.
O valor do grau de conversão (DC) é obtido pela equação abaixo:
100)1( ×−=
U
C
DC
(3)
sendo C e U razões de intensidade entre absorções alifática e aromática após e antes a
polimerização, respectivamente. Com ela determina-se o percentual de ligações duplas
carbônicas que não reagiram durante a reação de polimerização
25
. O grau de conversão é
determinado pela subtração da porcentagem residual de ligações alifática de 100%.
Quando não se consegue identificar no espectro uma banda que possa ser usada
como referência de padronização, o grau de conversão é determinado somente com o
levantamento de uma curva padrão utilizando-se o monômero ou a composição de
monômeros constituintes da resina. A curva é obtida diluindo o monômero em diferentes
concentrações. Com esta curva padrão é possível determinar a quantidade de monômero na
amostra antes e após o processo de polimerização, permitindo assim a determinação de DC.
Ressalta-se que o efeito da espessura das amostras, sejam daquelas utilizadas na determinação
da curva padrão como as amostras das resinas a serem estudas, deve ser levado em
consideração.
25
2.6 Dureza Vickers
A dureza é definida como a resistência de um material à penetração em sua
superfície, e apresenta-se como a razão entre a carga aplicada (P) e a área superficial da
impressão (A) provocada na superfície do material, ou seja:
Dureza =
A
P
(4)
A carga e a forma do penetrador variam para cada tipo de ensaio. Cada teste
apresenta uma equação para o cálculo da dureza que leva em consideração a carga aplicada e
parâmetros da figura impressa pelo penetrador na superfície da amostra. Os testes de dureza
mais utilizados são os de dureza Brinell (HB), Rockwell (HR), Knoop (HK) e o Vickers
(HV). A dureza Vickers, introduzida em 1925, usa como penetrador uma pirâmide de
diamante de base quadrada e com um ângulo de 136° entre faces opostas. Durante os ensaios
de microdureza a carga pode variar de 0,01 a 1 kgf e é mantida constante por um tempo
específico entre 10 a 30 s. O penetrador de Vickers (Figura 9) é pressionado na amostra
deixando uma pirâmide de base quadrada em sua superfície. O número da dureza Vickers é
uma função da carga aplicada (P) e da diagonal (d) da base quadrada da pirâmide impressa na
superfície do material, conforme a equação (5):
2
854,1
d
P
HV = (5)
Como a carga é dada em kgf ou N e a diagonal em mm, a dimensão da dureza
Vickers é geralmente expressa em N/mm
2
ou kgf/mm
2
.
26
Figura 9 - Penetrador de Vickers e a impressão na superfície do material testado.
Testes de microdureza tem sido muito utilizados na odontologia. Estes testes
apresentam as vantagens de serem relativamente baratos, não destrutivos e rápidos. Alguns
autores chegam a correlacioná-lo com o DC da resina
5,26,27
. Conti et al.
28
avaliaram a
microdureza Vickers e o grau de conversão com a espectroscopia NIR da resina composta
Esthet X e mostraram que os dois parâmetros estão relacionados. Já Rocha
24
, não encontrou
correlação entre estes dois parâmetros em seus estudos.
27
3 MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Preparação das amostras
Para o estudo proposto, utilizamos as seguintes resinas fotopolimerizáveis: Fill
Magic (Vigodent S/A Indústria e Comércio, Rio de janeiro – RJ), TPH Spectrum (Dentsply
Indústria e Comércio Ltda, Petrópolis – RJ) e Te-Econom (Ivoclar Vivadent Ltda, São Paulo
– SP), como ilustra a Figura 10.
Figura 10A escolha destas três resinas foi baseada no preço acessível e, para o caso
das duas primeiras, a popularidade de uso. A inclusão da Te-Econom neste estudo se deu
principalmente por ser uma resina recém lançada no mercado.
Conforme informações fornecidas pelos fabricantes, o compósito Fill Magic (FM) é
um material, indicado para dentes anteriores e posteriores. Tem em sua composição, entre
outros componentes, o Bis-GMA como matriz orgânica, e sílica pirogênica, silicato de bário e
alumínio como partículas de carga. O fabricante recomenda um incremento máximo de 2 mm
com ciclos de polimerização de 40 segundos para cada camada. O compósito TPH Spectrum
também é indicado para dentes anteriores e posteriores. Tem como matriz orgânica o Bis-
GMA Uretano modificado e como partícula de carga a sílica pirolítica. Este compósito pode
ser colocado em incrementos de 2 mm com ciclos de polimerização de no mínimo 20
segundos. A Te-Econom (TE) contém o Bis-GMA, dimetacrilato de uretano e
trietilenoglicoldimetacrilato, e partícula de carga não especificada (informação não
disponibilizada pelo fabricante). Esta resina também pode ser utilizada para dentes anteriores
e posteriores, com recomendações de uso de camadas com 2 mm e polimerização de 40
segundos. A Tabela I traz outras importantes informações destas três resinas.
28
Figura 10 – Imagem dos três compósitos utilizados para este estudo.
Tabela I: Resinas compostas utilizadas
Resina
Composta
Fabricante Cor* Código Lote
Fill Magic Vigodent, RJ – Brasil A3 FM-A3
139/05
TPH Spectrum Dentsply, RJ – Brasil A3 TPH-A3 352439
Te-Econom
Ivoclar-Vivadent-Schaan
– Liechtenstein
A3 TE-A3 G08388
* cores baseadas na escala vita de resinas
Foram preparadas 120 amostras, as quais foram separadas em 4 grupos, tendo cada
grupo 30 amostras (10 amostras de cada resina). O tempo de exposição foi fixado em 20 e 40
s, conforme mostra a tabela II. Para cada 10 amostras de cada resina, 5 foram polimerizadas
usando 20 s de exposição à luz e 5 usando 40 s.
29
0 2000 4000 6000 8000 10000
0,54
0,56
0,58
0,60
0,62
0,64
0,66
DC (%)
Tempo (min)
Figura 11 – Gráfico mostrando o aumento do grau de conversão com o aumento do tempo de pós-cura da resina.
Todas as amostras foram confeccionadas utilizando um molde de latão de 10 mm de
diâmetro interno e 2 mm de espessura. (Figura 12). O molde foi posicionado sobre uma
lâmina de microscópio, a qual por sua vez encontrava-se sobre uma placa de vidro. Após
preenchimento do molde com a resina, depositava-se sobre a mesmo outra lâmina de
microscópio e outra placa de vidro, conforme mostra a Figura 13. Este arranjo permitiu
regularizar a superfície e o preenchimento do molde através da aplicação de uma pressão
sobre o conjunto, usando para tanto uma massa de 10 Kg.
As amostras foram armazenadas em local escuro à temperatura ambiente por um
período de 7 dias. Para definir esse período de armazenamento antes de submeter às amostras
às medidas de espectros (de 4500 a 5000 cm
-1
), foi levantada uma curva de DC em função do
tempo de cura (Figura 11). Como foi observado nesta figura, a tendência de estabilidade da
conversão só ocorre a partir do sexto dia aproximadamente.
30
Figura 12 – Anel metálico usado para confecção das amostras
.
Placa de Vidro
Lâmina
de vidro
Placa de Vidro
Anel de Al
Figura 13 – Esboço lateral mostrando a forma de preparação das amostras.
Antes da fotopolimerização da resina, o conjunto (molde preenchido com resina e as
duas lâminas de microscópio) foi utilizado para se obter o espectro da resina antes da
polimerização. Espectros das amostras na forma de bulk foram obtidos sete dias após a
fotopolimerização.
Quatro tipos de aparelhos fotopolimerizadores foram utilizados para este estudo,
sendo dois aparelhos compostos de luz halógena (Figura 14) e dois de luz LED (Figura 15),
conforme Tabela II. As densidades de potência fornecidas na tabela foram obtidas com um
medidor de potência da Melles Griot, modelo 13 PEM 001.
31
Tabela II: Divisão dos grupos das amostras
Grupos Tipo de ativação
Marca do
aparelho
Densidade de
Potência
(mW/cm
2
)
Tempo de
exposição
(s)
No. Amostras
Grupo I Luz halógena
CL – K50 da
Kondortech
200
20
40
30
Grupo II Luz halógena
Degulux da
Degussa
312
20
40
30
Grupo III LED
Poly 600 da
Kavo
100
20
40
30
Grupo IV LED
Free light II
Elipar da 3M
230
20
40
30
(a)
(b)
Figura 14 – Fontes de luz halógena: (a) CL-K50 da Kondortech e (b) Degulux Soft Start da Degussa.
(a)
(b)
Figura 15 – Fotopolimerizadores de luz LED: Poly – 600 da Kavo (a) e Elipar da 3M (b).
32
Os espectros de absorção foram obtidos em um espectrômetro Nexus 670 FT-IR pelo
método de transmissão, na região entre 4500 a 5000 cm
-1
, com 64 varreduras e 4 cm
-1
de
resolução.
3.2 Medidas de DC
No presente trabalho a determinação do grau de conversão foi baseada na medida da
diminuição de intensidade da banda de estiramento =CH
2
do metacrilato, em 4743 cm
-1
,
quando o monômero foi convertido em polímero
29,30
. Como padrão interno de normalização
utilizamos a banda aromática localizada em 4623 cm
-1
(Figura 16). Isso elimina a necessidade
de considerar a espessura da amostra
24
.
Figura 16 - Espectro de absorção na região da banda estiramento alifática e aromática.
33
O Grau de conversão é obtido pela razão da intensidade de absorção entre os picos
do grupamento CH
2
alifático e aromáticos, antes e após a polimerização, utilizando a equação
3.
3.3 Medidas de dureza
Para as medidas de microdureza, foram utilizadas as mesmas amostras preparadas para
a obtenção de espectros de absorção no infravermelho próximo. Para o teste utilizou-se um
microdurômetro HMV – 2T da Shimadzu (
Figura 17), utilizando carga de 490,3 mN por 15 seg
(dureza Vickers). Em cada superfície foram feitas 5 endentações.
Figura 17 – Microdurômetro HMV – 2T da Shimadzu.
Os resultados foram submetidos á análise de variância pelo teste F (ANOVA), de
acordo com o delineamento inteiramente causualizado, com 24 tratamentos e 5 repetições,
num esquema fatorial 4 x 2 x 3 (4 grupos, 2 tempos e 3 resinas). As médias foram comparadas
pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.
34
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
As medidas de DC e de dureza das amostras estão apresentadas no apêndice (pg. 42).
Para evitar a inclusão de muitas tabelas neste capítulo do trabalho, os resultados da análise
estatística destes dados estão apresentados em tabelas nas páginas 43 a 47 no apêndice. A
Tabela III sumariza os resultados obtidos no estudo do grau de conversão das resinas. Os
valores apresentados nas colunas 3 e 5 são médias obtidas dos valores de DC das cinco
amostras de cada resina, e nas colunas 4 e 6 os respectivos desvios padrões. A discussão dos
resultados será feita baseada nos resultados da análise estatística, mas para facilitar
apresentamos os dados da tabela III nas figuras 18 e 19. Nas figuras, os dados estão
representados de forma a permitir comparação entre as resinas e, para cada uma delas, o
tempo de exposição (Fig. 18) e entre grupos (Fig. 19).
Tabela III: Grau de conversão e desvio-padrão (SD) das resinas Fill Magic (FM), TPH Spectrum (TPH) e Te-
Econom (TE).
Tempo de Exposição
(s)
20 40
Grupo Resina
DC
(%)
SD
(%)
DC
(%)
SD
(%)
I FM
61,7
0,2
63,8
0,6
TPH
57,8
0,6
59,2
0,3
TE
58,0
0,4
61
1
II FM
64
1
63,9
0,7
TPH
58,0
0,6
58,1
0,6
TE
61,2
0,8
62,7
0,3
III FM
61,5
0,8
64
1
TPH
57,6
0,6
61,3
0,8
TE
60
1
62,7
0,7
IV FM
63,5
0,5
64,3
0,7
TPH
59,3
0,8
59,6
0,7
TE
61,5
0,2
62,0
0,6
35
Para facilitar a discussão dos resultados obtidos é importante lembrar que, como
informado na Tabela II, a diferença entre os grupos está no tipo de luz e na densidade de
potência dos equipamentos utilizados. Grupos I e II estão relacionados às fontes de luz
halógena com densidade de potência igual a 200 e 312 mW/cm
2
, respectivamente. Os grupos
III e IV correspondem às fontes a base de LED com densidade de potência igual a 100 e 230
mW/cm
2
, respectivamente. Alem disso, melhor que a densidade de potência um importante
parâmetro das fontes de luz é a quantidade de energia emitida (= densidade de energia, J/cm
2
)
durante a irradiação, que é igual a densidade de potência (geralmente em mW/cm
2
)
multiplicada pelo tempo de irradiação. Neste trabalho, as densidades de energia utilizadas
variaram entre 2 e 12,5 J/cm
2
. Outro fator importante é a distribuição espectral da fonte em
relação à banda de absorção do fotoiniciador. A figura 20 mostra os espectros de absorção da
canforquinona (CQ) e de emissão das fontes halógena e LED. Stahl et al.
14
avaliaram a
eficiência de fontes de luz halógena (350 mW/cm
2
) e LED (755 mW/cm
2
) em converter
monômeros em polímeros, considerando para tanto as bandas de absorção da canforquinona e
de emissão das fontes. O rendimento da fonte a base de LED foi um pouco mais de duas vezes
do que a luz halógena. Isto quer dizer que, uma fonte LED de densidade de potência P poderá
levar a um valor de grau de conversão igual a uma fonte halógena de densidade duas vezes
maior (2P). Este fato se deve ao melhor sobreposição (acoplamento) entre as bandas de
absorção da canforquinona (c) e de emissão da fonte LED (a). Apesar da fonte halógena (b)
apresentar um espectro mais largo, somente parte da radiação de seu espectro de emissão é
absorvida pela canforquinona.
36
FM TPH TE
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
Grupo I
DC(%)
Resina
T20seg
T40seg
(a)
FM TPH TE
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
Grupo II
DC (%)
Resina
T20seg
T40seg
(b)
FM TPH TE
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
DC (%)
Resina
T20seg
T40seg
Grupo III
(c)
FM TPH TE
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
Grupo IV
DC (%)
Resina
T20seg
T40seg
(d)
Figura 18: Valores de DC versus resina para cada um dos quatros grupos.
FM TPH TE
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
20 s
DC(%)
Resina
GrupoI
GrupoII
GrupoIII
GrupoIV
(a)
FM TPH TE
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
40 s
DC(%)
Resina
GrupoI
GrupoII
GrupoIII
GrupoIV
(b)
Figura 19: Valores de DC versus resina para cada tempo de exposição.
37
200 300 400 500 600 700 800
0
20
40
60
80
100
LED
Halógena
CQ
Intensidade (u.a.)
Comprimento de onda (nm)
(a)
(b)
(c)
Figura 20: Espectro de emissão da luz (a) LED e (b) halógena e o espectro de absorção da (c) canforquinona
(CQ).
Ao analisar o efeito tempo de exposição no grau de conversão (Tabela 1, pg. 43),
observaram-se diferenças significativas (p<0,01) em todas as resinas quando irradiadas com
fontes de luz com densidade de potência abaixo de 233 mW/cm
2
(grupos I e III), ou seja,
houve um aumento significativo no grau de conversão. O mesmo não foi observado nos
grupos II e IV (fontes com densidade > 233 mW/cm
2
), quando considerada a média dentro de
cada grupo. Estes resultados também podem ser observados quando se compara as figuras 18
a-c e 18 b-d.
Segundo Rueggeberg
31
, a densidade mínima de potência que o equipamento de luz
halógena deve possuir para obter o grau de conversão adequado é de 233 mW/cm
2
. Por outro
lado, considerando o rendimento de acoplamento das fontes, observamos uma equivalência
nas densidades de potência das fontes halógena e LED associadas aos grupos I e III,
respectivamente. De fato, não observamos diferenças significativas (p>0,05) nos valores de
DC obtidos entre estes dois grupos dentro de cada tempo de exposição (fig. 19a e 19b ou
Tabela 3 pg. 44), exceto para a resina TPH para tempo de 40 s. Além disso, os resultados
obtidos (Figs. 18a e 18c ou Tabela 3 pg. 44) leva-nos a concluir que quando a fonte apresenta
densidade de potência menor que 233 mW/cm
2
(fontes associadas aos grupos I e III), o tempo
38
de exposição passa a ser parâmetro importante para o grau de conversão. No mesmo sentido,
se compararmos as figuras 18b e 18d (ou Tabela 3 pg. 44), observamos que não há diferença
nos valores obtidos entre diferentes tempo de exposição e grupos (tipo de fonte e densidade de
potência), exceto para a resina TPH para o tempo exposição igual a 40 s. Quando a densidade
de potência está acima do valor limite mínimo, o tempo de exposição deixa de ser um fator
importante no DC. Estes resultados estão de acordo com as conclusões obtidas por Stahl et
al.
14
em relação aos rendimentos das fontes halógena e LED. O mesmo se observa quando
comparamos os resultados entre os grupos II e IV. Valendo observar, no entanto, que embora
a densidade equivalente da fonte LED do grupo IV (2 x 230 = 460 mW/cm
2
) seja maior que a
densidade da fonte halógena do grupo II (312 mW/cm
2
), fontes de luz com potência acima do
limite mínimo não promovem maiores valores de DC
32
.
Os valores de DC das amostras irradiadas com as duas fontes com densidade menores
que o limite mínimo alcançaram os mesmos valores das amostras irradiadas com as outras
duas fontes quando o tempo de exposição foi aumentado para 40 s. Do estudo com o
compósito Z250
4
utilizando diferentes fontes de luz, densidade de energia e processos de
irradiação, também não se observou diferença significativa nos valores de DC. Dentre as
fontes, somente uma tinha densidade de energia menor que 233 mW/cm
2
(fonte LED de 100
mW/cm
2
), mas o tempo de exposição utilizado foi de 40 s. Neste mesmo trabalho, quando se
utilizou 8 Jcm
-2
todas as fontes proporcionaram o mesmo grau de conversão. Os nossos
resultados, considerando que a luz LED tem rendimento duas vezes melhor que a halógena,
indicam que 6,24 Jcm
-2
foi a menor densidade de energia que levou aos mesmos níveis de
grau de conversão.
Uma comparação de DC entre resinas (Tabela 2 pg. 44), considerando a média global
onde se considera todas as combinações de grupo e tempo, mostra uma diferença significativa
(p<0,01) nos valores de DC, sendo a FM a que apresenta maiores valores apesar da diferença
39
ser pequena em relação às outras duas (2,21% maior do que a TE e 4, 48% maior do que a
TPH).
Os resultados obtidos no estudo da dureza das resinas estão sumarizados na Tabela
IV e nas figuras 21 e 22, os quais são apresentados de forma semelhante aos de DC (Tabela
III e figs. 18 e 19). Os resultados da análise estatística estão apresentados nas pgs. 45 e 46.
Tabela IV: Medidas de microdureza vickers e desvio-padrão (SD) das resinas Fill Magic (FM), TPH Spectrum
(TPH) e Te-Econom (TE).
Tempo de exposição
(s)
20 40
Grupo Resina
HV
(Kgf/mm
2
)
SD
(Kgf/mm
2
)
HV
(Kgf/mm
2
)
SD
(Kgf/mm
2
)
I FM
54
2
61
1
TPH
57,4
0,4
56
2
TE
62
2
67
3
II FM
61,7
0,8
62
2
TPH
56
3
59
3
TE
72
3
68
5
III FM
54
1
53
2
TPH
55
1
53
1
TE
64,4
0,5
70
1
IV FM
60
2
57,7
0,8
TPH
60,5
0,8
62
1
TE
71
5
72
5
Diferentemente do grau de conversão, o tempo de exposição não provocou alteração
significativa (p>0,05) nos valores de dureza (Tabela 4 pg. 45), exceto para as resinas FM e Te
no grupo I (Fig. 21a ou Tabela 4 pg. 45) e para a TE no grupo III (Fig. 21c ou Tabela 4 pg.
45), considerando significação a 1% de probabilidade (p<0.01). Dentre as resinas,
considerando a média global (Tabela 5 pg. 46), considerando todas as combinações Grupo x
Tempo, a que apresentou maior valor de dureza foi a TE (Figs. 21a a 21d), cujo valor é de
40
(68,32±4,56) Kgf/mm
2
(~19% maior do que a média global da dureza das outras duas
resinas). De modo geral não foi possível estabelecer uma relação entre o aumento de tempo de
exposição ou de densidade de potência e a dureza (Tabelas 4 e 6 ou Fig. 22a e 22b). Cada
resina responde de forma diferente. Este fato é um indicativo de que a medida de dureza não é
a melhor propriedade para se medir o grau de conversão. Dewald e Ferracane
26
compararam a
técnica de dureza com a de FTIR e concluíram que a melhor técnica para avaliar o grau de
conversão é a FTIR, por ser mais sensível para avaliar as mudanças que ocorrem nos
primeiros estágios da polimerização. Além disso, Ferracane
21
relatou que um número absoluto
FM TPH TE
51
54
57
60
63
66
69
72
75
Grupo I
Dureza (Kgf/mm
2
)
Resina
T20seg
T40seg
(a)
FM TPH TE
51
54
57
60
63
66
69
72
75
Grupo II
Dureza (Kgf/mm
2
)
Resina
T20seg
T40seg
(b)
FM TPH TE
51
54
57
60
63
66
69
72
75
Grupo III
Dureza (Kgf/mm
2
)
Resina
T20seg
T40seg
(c)
FM TPH TE
51
54
57
60
63
66
69
72
75
Grupo IV
Dureza (Kgf/mm
2
)
Resina
T20seg
T40seg
(d)
Figura 21: Valores de dureza Vickers versus resina para cada um dos quatros grupos.
41
FM TPH TE
48
51
54
57
60
63
66
69
72
75
78
20 s
Dureza (Kgf/mm
2
)
Resina
GrupoI
GrupoII
GrupoIII
GrupoIV
(a)
FM TPH TE
48
51
54
57
60
63
66
69
72
75
78
40 s
Dureza (Kgf/mm
2
)
Resina
GrupoI
GrupoII
GrupoIII
GrupoIV
(b)
Figura 22: Valores de dureza Vickers versus resina para cada tempo de exposição.
de dureza não pode ser utilizado para prever um valor de grau de conversão, pois as
propriedades mecânicas das resinas são também dependentes da formação da cadeia
polimérica, o que pode não ser equivalente à conversão do material. Além disso, a dureza
mede uma propriedade da superfície do material e não descreve o comportamento do volume
do material.
Neves et al.
33
, usando uma fonte de luz halógena (Degulux – Degussa), estudaram a
dureza da resina FM em função da variação da densidade de potência e do tempo de
exposição (20, 40, 80 e 160 s), fixando a densidade de energia em 16 Jcm
-2
. Os valores
obtidos para t = 20 e 40 s (58±3 e 56±5) se ajustam aos valores obtidos por nós (61,7±0,8 e
62±2). Por outro lado, os resultados de dureza obtidos com as resinas FM e TPH com a fonte
do Grupo III concordam com os valores obtidos por Ccahyana-Vásquez
34
, que usaram uma
fonte LED da Gnatus de 100 mW/cm
2
e tempo de exposição de 40 s, apesar de terem
trabalhado com amostras de 3 mm. Os valores de dureza reportados por eles são as médias
entre os valores obtidos nas superfícies irradiadas e não irradiadas.
Na análise estatística foi também realizado um teste de correlação entre as medidas
de DC e de dureza. Segundo os dados contidos na Tabela 7 (pg. 47) nenhuma correlação pode
ser observada para cada resina, grupo e tempo exposição, com significação menor que 1%
42
(p<0,01). O mesmo ocorre se considerarmos as médias globais dentro de cada grupo e a
média global que considera todas as combinações de grupos, resina e tempo de exposição.
43
5 CONCLUSÃO
Atualmente, as fontes de luz mais utilizadas pelos profissionais são halógenas e a base
de LED. A maioria dos fabricantes recomenda um tempo de irradiação de 20 s para
compósitos claros e 40 s para compósitos escuros, com incrementos de 2 mm. Os resultados
obtidos confirmam que melhor que a densidade de potência do equipamento, o profissional
deve-se preocupar com a densidade de energia, ou seja, com o tempo de irradiação também
para promover maior grau de conversão do monômero em polímero. Esta recomendação só é
valida para fontes com densidade de potência menores que 233 mW/cm
2
. Caso contrário,
aumentar o tempo de exposição não implicará em aumentar o grau de conversão do
compósito. Não se pode também deixar de considerar que as fontes a base de LED têm uma
eficiência de conversão de monômeros em polímero duas vezes maior do que fontes de luz
halógenas, quando a razão entre as potências das fontes LED e halógena for da ordem de duas
vezes.
Por fim, podemos concluir ainda que: entre o grau de conversão e a dureza, o primeiro
mostrou maior sensibilidade frente às variações de tempo de exposição e densidade de
potência das fontes de luz utilizadas; entre as resinas estudadas a que alcançou maiores
valores de DC foi a FM e de dureza foi a Te-Econom, apesar da pequena diferença observada
em relação às outras duas resinas.
44
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48
Apêndices
49
Classificação de resinas
Vários sistemas de classificação têm sido propostos para as resinas restauradoras. Uma das
classificações utilizadas considera o tamanho médio das partículas de cargas em maior proporção na
sua composição, sugerindo uma divisão em:
1- Compósitos tradicionais: Também denominados de convencionais ou macroparticulados. Sua
utilização nos últimos anos tem sido restrita, devido principalmente ao surgimento dos compósitos
híbridos. A carga comumente utilizada é o quartzo moído com tamanho médio de 8 a 12 μm, na
proporção de 70 a 80% em peso. A grande quantidade de carga confere boas propriedades mecânicas.
Em relação a contração de polimerização são superiores às resinas acrílicas e possuem baixo
coeficiente de expansão térmica linear (CETL). Clinicamente, apresentam alta rugosidade superficial e
tendência à descoloração.
2- Compósitos microparticulados: Atualmente ainda são muito utilizados. A sílica coloidal ou
pirolítica com um tamanho médio de 0.04 a 0,4 μm e 35 a 60 % em peso, representam as partículas
inorgânicas destes materiais. A grande quantidade de matriz traz alguns problemas, tais como: baixa
resistência mecânica, maior contração de polimerização e maior CETL em relação às convencionais.
Apresentam grande lisura superficial e facilidade de polimento, sendo indicadas para restaurações
estéticas de faces lisas dos dentes.
3- Compósitos de partículas de cargas pequenas: Foram desenvolvidos para alcançar a lisura
semelhante aos de micropartículas e obter as propriedades físicas e mecânicas dos tradicionais. O
tamanho médio das partículas varia de 1a 5 μm e contêm 80% em peso de carga. Alguns compósitos
usam o quartzo como carga, mas a maioria incorpora vidros que contêm metais pesados. A sílica
coloidal é geralmente adicionada em 55% em peso para ajustar a viscosidade da pasta. Houve uma
melhora na resistência desses compósitos; a contração e o coeficiente de expansão térmica são
menores que as resinas convencionais e apresentam uma razoável lisura.
4- Compósitos híbridos: Surgiram da combinação das propriedades mecânicas das resinas compostas
convencionais e a textura superficial das resinas de partículas pequenas. As resinas mais modernas
possuem sílica coloidal preenchendo os espaços entre as partículas de vidros moídos com tamanho
médio de 0,6 a 1,0 μm, constituindo um conteúdo de carga de aproximadamente 75 a 80% em peso (a
sílica coloidal representa 10 a 20% em peso deste conteúdo). O CETL e contração de polimerização
são relativamente baixos quando comparados aos macroparticulados. Apresentam uma lisura
superficial razoável. Ainda existe a possibilidade de fazer uma subdivisão neste grupo, dependendo do
tamanho das partículas convencionais em macrohíbridas e microhíbridas. Embora suas propriedades
mecânicas sejam um tanto inferior às dos compósitos de partículas pequenas e ainda apresentem alto
grau de desgaste em relação ao amálgama, os híbridos são os mais utilizados atualmente.
ROCHA, R.S.F; Estudo de propriedades físico-químicas de resinas odontológicas: grau de
conversão, dureza e expansão térmic. 2006. f. Tese (Mestrado em Ciência dos Materiais)- Faculdade de
Engenharia de Ilha Solteira, Universidade Estadual Paulista, Ilha Solteira , 2006.
50
Medidas de DC e de dureza
DC
Tempo de exposição
(s)
Tempo de exposição
(s)
Grupo Resina
A1 A2 A3 A4 A5 A1 A2 A3 A4 A5
I FM 61,8 61,4 61,8 61,7 61,7 63,7 64,8 63 63,8 63,8
TPH 58,4 57,6 57,8 57,8 58,5 59,8 59,6 58,8 58,9 59
TE 58,3 58,5 58,4 58,8 58,5 60,1 60 62,1 61,5 61,9
II FM 63,6 63,7 64,8 66 64,3 64,3 63,7 64,3 62,7 64,4
TPH 58,1 58,5 57 58,1 58,1 59,1 57,8 57,8 57,8 57,8
TE 62,4 61,4 60,4 60,4 61,4 62,3 62,6 62,8 63 62,6
III FM 61,6 62,4 60,2 61,6 61,5 64,5 62,1 64,3 63,8 64,1
TPH 57,8 56,7 58,2 57,6 57,5 60,5 61 62,5 61,5 61
TE 60,2 59,3 60,9 57,7 59,5 62,2 63,5 62,8 61,9 63,2
IV FM 63,4 64,2 63,6 62,7 63,5 64,2 64,3 63,9 65,5 63,7
TPH 58,2 59,1 59,5 59,4 60,4 60,2 59,6 60,4 58,8 59,1
TE 61,3 61,3 61,5 61,8 61,5 62,5 62,6 61,9 61 62
Dureza
Tempo de exposição
(s)
Tempo de exposição
(s)
Grupo Resina
A1 A2 A3 A4 A5 A1 A2 A3 A4 A5
I FM 53,8 51,7 55,2 56 54,2 62,8 60 60,5 60 62,7
TPH 57 57,6 58 57,4 57 56,8 54 56,6 54,4 57,6
TE 59,6 62,4 63,8 62,4 64 63,2 66,6 67,9 67,1 70,8
II FM 62,6 60,3 61,9 61,7 61,9 62 59,6 62 62,1 64,3
TPH 58,2 50,2 55,9 59,1 55,9 60,8 62,1 53,5 58,8 58,7
TE 71,8 67,3 73,7 74,5 71,8 59,7 68 72,4 72,3 68,1
III FM 54 55,2 54,1 52 54,1 52,3 55,1 49,8 52,7 55,4
TPH 53,6 56,6 55,5 56,3 55 51,4 51,9 54,2 52,3 54
TE 64,3 63,7 64,4 65 64,4 69,5 69,5 70,9 72,1 69,7
IV FM 59,1 58,6 62 57,3 62,3 58,5 56,7 57 57,8 58,3
TPH 59,9 59,7 60,2 61,2 61,6 62,3 63,5 62,2 63,5 60,1
TE 65,2 66,2 76,6 73,6 72,7 73,3 73,2 75,9 72,4 62,7
51
Análise estatística
Tabela 1. Análise da interação GRUPO X RESINA X TEMPO, estudando o efeito de TEMPO dentro de
cada combinação GRUPO x RESINA para a variável DC.
TEMPO DE EXPOSIÇÃO
GRUPO RESINA
20 s 40 s
TESTE F
FM 61,68 b 63,82 a 24,16**
TE 58,50 b 61,12 a 36,22**
TPH 58,02 b 59,22 a 7,60**
I
MÉDIA 59,40 b 61,39 a 62,48**
FM 64,48 a 63,88 a 1,90
NS
TE 61,20 b 62,66 a 11,25**
TPH 57,96 a 58,06 a 0,05
NS
II
MÉDIA 61,21 a 61,53 a 1,62
NS
FM 61,46 b 63,76 a 27,91**
TE 59,52 b 62,72 a 54,03**
TPH 57,56 b 61,30 a 73,81**
III
MÉDIA 59,51 b 62,59 a 150,17**
FM 63,48 a 64,32 a 3,72
NS
TE 61,48 a 62,00 a 1,43
NS
TPH 59,32 a 59,62 a 0,47
NS
IV
MÉDIA 61,43 b 61,98 a 4,85*
MÉDIA 60,39 b 61,87 a 139,63**
Obs.: Médias seguidas de pelo menos uma letra em comum (nas linhas) não diferem entre si pelo teste de
Tukey a 5% de probabilidade.
NS
– Não significativo a 5% de probabilidade (p>0,05).
* – Significativo a 5% de probabilidade (p<0,05).
** – Significativo a 1% de probabilidade (p<0,01).
52
Tabela 2. Análise da interação GRUPO X RESINA X TEMPO, estudando o efeito de RESINA dentro de
cada combinação GRUPO x TEMPO para a variável DC.
RESINA
GRUPO TEMPO
FM TE TPH
TESTE F
20 61,68 a 58,50 b 58,02 b 41,75**
40 63,82 a 61,12 b 59,22 c 56,39**
I
MÉDIA 62,75 a 59,81 b 58,62 c 95,39**
20 64,48 a 61,20 b 57,96 c 112,16**
40 63,88 a 62,66 a 58,06 b 99,41**
II
MÉDIA 64,18 a 61,93 b 58,01 c 205,78**
20 61,46 a 59,52 b 57,56 c 40,13**
40 63,76 a 62,72 ab 61,30 b 16,09**
III
MÉDIA 62,61 a 61,12 b 59,43 c 53,43**
20 63,48 a 61,48 b 59,32 c 45,68**
40 64,32 a 62,00 b 59,62 c 58,28**
IV
MÉDIA 63,90 a 61,74 b 59,47 c 103,57**
MÉDIA 63,36 a 61,15 b 58,88 c 423,16**
Obs.: Médias seguidas de pelo menos uma letra em comum (nas linhas) não diferem entre si pelo teste de
Tukey a 5% de probabilidade.
NS
– Não significativo a 5% de probabilidade (p>0,05).
* – Significativo a 5% de probabilidade (p<0,05).
** – Significativo a 1% de probabilidade (p<0,01).
Tabela 3. Análise da interação GRUPO X RESINA X TEMPO, estudando o efeito de GRUPO dentro de
cada combinação RESINA x TEMPO para a variável DC.
GRUPO
RESINA TEMPO
I II III IV
TESTE F
20 61,68 b 64,48 a 61,46 b 63,48 a 22,28**
40 63,82 a 63,88 a 63,76 a 64,32 a 0,68
NS
FM
MÉDIA 62,75 b 64,18 a 62,61 b 63,90 a 13,36**
20 58,50 b 61,20 a 59,52 b 61,48 a 21,07**
40 61,12 a 62,66 a 62,72 a 62,00 a 5,86**
TE
MÉDIA 59,81 b 61,93 a 61,12 a 61,74 a 19,37**
20 58,02 ab 57,96 ab 57,56 b 59,32 a 6,17**
40 59,22 b 58,06 b 61,30 a 59,62 b 18,98**
TPH
MÉDIA 58,62 b 58,01 b 59,43 a 59,47 a 10,38**
MÉDIA 60,39 c 61,37 ab 61,05 b 61,70 a 19,77**
Obs.: Médias seguidas de pelo menos uma letra em comum (nas linhas) não diferem entre si pelo teste de
Tukey a 5% de probabilidade.
NS
– Não significativo a 5% de probabilidade (p>0,05).
* – Significativo a 5% de probabilidade (p<0,05).
** – Significativo a 1% de probabilidade (p<0,01).
53
Tabela 4. Análise da interação GRUPO X RESINA X TEMPO, estudando o efeito de TEMPO dentro de
cada combinação GRUPO x RESINA para a variável MICRODUREZA.
TEMPO DE EXPOSIÇÃO
GRUPO RESINA
20 s 40 s
TESTE F
FM 54,18 b 61,20 a 19,96**
TE 62,44 b 67,12 a 8,87**
TPH 57,40 a 55,88 a 0,94
NS
I
MÉDIA 58,01 b 61,40 a 13,99**
FM 61,68 a 62,00 a 0,04
NS
TE 71,82 a 68,10 b 5,60*
TPH 55,86 a 58,78 a 3,45
NS
II
MÉDIA 63,12 a 62,96 a 0,03
NS
FM 53,88 a 53,06 a 0,27
NS
TE 64,36 b 70,34 a 14,48**
TPH 55,40 a 52,76 a 2,82
NS
III
MÉDIA 57,88 a 58,72 a 0,86
NS
FM 59,86 a 57,66 a 1,96
NS
TE 70,86 a 71,50 a 0,17
NS
TPH 60,52 a 62,32 a 1,31
NS
IV
MÉDIA 63,75 a 63,83 a 0,01
NS
MÉDIA 60,69 b 61,73 a 5,24*
Obs.: Médias seguidas de pelo menos uma letra em comum (nas linhas) não diferem entre si pelo teste de
Tukey a 5% de probabilidade.
NS
– Não significativo a 5% de probabilidade (p>0,05).
* – Significativo a 5% de probabilidade (p<0,05).
** – Significativo a 1% de probabilidade (p<0,01).
54
Tabela 5. Análise da interação GRUPO X RESINA X TEMPO, estudando o efeito de RESINA dentro de
cada combinação GRUPO x TEMPO para a variável MICRODUREZA.
RESINA
GRUPO TEMPO
FM TE TPH
TESTE F
20 54,18 b 62,44 a 57,40 ab 14,04**
40 61,20 b 67,12 a 55,88 b 25,61**
I
MÉDIA 57,69 b 64,78 a 56,64 b 31,76**
20 61,68 b 71,82 a 55,86 b 52,84**
40 62,00 b 68,10 a 58,78 b 18,15**
II
MÉDIA 61,84 b 69,96 a 57,32 c 66,46**
20 53,88 b 64,36 a 55,40 b 25,98**
40 53,06 b 70,34 a 52,76 b 82,04**
III
MÉDIA 53,47 b 67,35 a 54,08 b 99,66**
20 59,86 b 70,86 a 60,52 b 30,83**
40 57,66 b 71,50 a 62,32 b 40,17**
IV
MÉDIA 58,76 b 71,18 a 61,42 b 69,28**
MÉDIA 57,94 b 68,32 a 57,36 b 246,22**
Obs.: Médias seguidas de pelo menos uma letra em comum (nas linhas) não diferem entre si pelo teste de
Tukey a 5% de probabilidade.
NS
– Não significativo a 5% de probabilidade (p>0,05).
* – Significativo a 5% de probabilidade (p<0,05).
** – Significativo a 1% de probabilidade (p<0,01).
Tabela 6. Análise da interação GRUPO X RESINA X TEMPO, estudando o efeito de GRUPO dentro de
cada combinação RESINA x TEMPO para a variável MICRODUREZA.
GRUPO
RESINA TEMPO
I II III IV
TESTE F
20 54,18 bc 61,68 a 53,88 c 59,86 a 12,72**
40 61,20 a 62,00 a 53,06 b 57,66 ab 13,46**
FM
MÉDIA 57,69 b 61,84 a 53,47 c 58,76 b 19,40**
20 62,44 b 71,82 a 64,36 b 70,86 a 17,64**
40 67,12 a 68,10 a 70,34 a 71,50 a 3,27*
TE
MÉDIA 64,78c 69,96 ab 67,35 bc 71,18 a 13,14**
20 57,40 a 55,86 a 55,40 a 60,52 a 4,34**
40 55,88 a 58,78 a 52,76 b 62,32 a 13,49**
TPH
MÉDIA 56,64 b 57,32 b 54,08 b 61,42 a 14,99**
MÉDIA 59,70 b 63,04 a 58,30 b 63,79 a 33,58**
Obs.: Médias seguidas de pelo menos uma letra em comum (nas linhas) não diferem entre si pelo teste de
Tukey a 5% de probabilidade.
NS
– Não significativo a 5% de probabilidade (p>0,05).
* – Significativo a 5% de probabilidade (p<0,05).
** – Significativo a 1% de probabilidade (p<0,01).
55
Tabela 7. Correlações entre DC e MICRODUREZA.
TEMPO DE EXPOSIÇÃO
GRUPO RESINA
20 s 40 s
GERAL
FM 0,7535
NS
-0,2179
NS
0,8674**
TE 0,3194
NS
0,7512
NS
0,8645**
TPH -0,8198
NS
-0,1362
NS
-0,6022
NS
I
GERAL 0,1675
NS
FM 0,0993
NS
0,3173
NS
0,1386
NS
TE -0,4904
NS
0,9393* -0,3441
NS
TPH -0,2953
NS
0,3435
NS
0,0608
NS
II
GERAL 0,3822*
FM 0,1973
NS
-0,5585
NS
-0,3818
NS
TE -0,4554
NS
-0,6291
NS
0,7986**
TPH -0,5116
NS
0,6796
NS
-0,6950*
III
GERAL 0,0270
NS
FM 0,3097
NS
-0,0163
NS
-0,2490
NS
TE 0,7127
NS
0,0447
NS
0,1925
NS
TPH 0,7707
NS
0,0152
NS
0,3715
NS
IV
GERAL -0,1439
NS
GERAL 0,1689
NS
56
ESTUDO DO GRAU DE CONVERSÃO E DUREZA EM COMPÓSITOS
ODONTOLÓGICOS FOTOPOLIMERIZÁVEIS
L. M. Menegazzo, J. C. S. Moraes
Depto de Física e Química, UNESP – Campus de Ilha Solteira, C.P. 31, 15385-000
Ilha Solteira – SP
RESUMO
Apesar do sucesso, as resinas compostas fotoativadas ainda apresentam problemas
de sub-polimerização. A quantidade de moléculas não reagidas no interior da
restauração pode influenciar as propriedades físicas e químicas do material. Este
trabalho tem como objetivo principal avaliar o grau de conversão no processo de
polimerização e a dureza de três compósitos (Fill Magic, TPH e Te-econom),
polimerizados com duas diferentes fontes de luz (halógena e LED), fixando-se em 40
seg o tempo de exposição. Amostras de 10 mm de diâmetro e de 2 mm de
espessura foram obtidas a partir dessas resinas. Para a determinação do DC
utilizou-se a espectroscopia no infravermelho (FTIR) e os testes de dureza Vickers
foram realizados no microdurômetro HMV Shimadzu. Os resultados mostram que as
resinas Fill Magic e TPH apresentam valores semelhantes de DC e de dureza,
independente do tipo de fonte de luz utilizada. Por outro lado, a Te-Econom
apresentou menor valor de DC e maior de dureza.
Palavras-chave: Grau de Conversão, Dureza, Compósitos foto-ativados, FTIR.
INTRODUÇÃO
As resinas compostas são utilizadas para substituir a estrutura dentária
perdida, por cáries, traumas ou fraturas; possibilitando a manutenção da cor e
contorno dos dentes, melhorando assim a estética. Com o surgimento desses
materiais, a realização de procedimentos restauradores adesivos tornou-se uma
57
rotina na clínica odontológica. Paralelamente, ampliou-se o número de investigações
científicas com estes materiais.
Os compósitos odontológicos são constituídos basicamente por um
monômero multifuncional de cadeia longa que quando se polimeriza resulta em uma
rede tridimensional de ligações cruzadas. O monômero dimetacrilato de bisfenolA-
bisglicidila (Bis-GMA), é o monômero mais usado em odontologia e caracteriza-se
por uma molécula longa e rígida com duplas ligações de carbono reativas em ambas
extremidades
1,2,3
.
Embora sempre presente, nos últimos anos houve uma grande popularização
no uso das resinas fotopolimerizáveis em restaurações estéticas, tanto em clínicas
privadas como em serviços públicos. Esta popularização é devido o material permitir
um confortável tempo de trabalho controlado diretamente pelo operador, ter opções
de cores que permitem excelentes resultados estéticos e principalmente por possuir
propriedades mecânicas satisfatórias. Entretanto, aliada a esta popularização,
muitos problemas inerentes às resinas fotopolimerizáveis, ainda não resolvidos,
foram trazidos ao dia a dia do cirurgião dentista. Um destes sérios problemas que
pode passar até despercebido pelo profissional é a subpolarização, ou seja,
moléculas não reagidas no interior das restaurações. Isto pode acarretar em
resultados indesejáveis como redução das propriedades mecânicas, como dureza
4
,
comprometimento estético em detrimento de uma maior probabilidade de
manchamento e infiltração e ou danos pulpares que poderia acarretar um posterior
tratamento endodôntico anteriormente desnecessário.
Esta sub-polarização pode estar relacionada a vários fatores como: tipo,
tamanho e quantidade de partículas de carga
5
; tipo de matriz resinosa, tempo de
exposição à luz, e uma das mais importantes, tipo e intensidade da fonte luminosa
6,7,8
.
Como fontes de ativação destas resinas existem equipamentos baseados em
lâmpada halógena e em LED (Light Emitting Diode). A luz alógena tem apresentado
degradação do filtro e do refletor que ocorrem devido as altas temperaturas geradas
durante os ciclos, resultando na diminuição da eficiência do processo de
fotopolimerização
9
. Já os LED são aparelhos que utilizam uma tecnologia diferente
para a produção de luz. Através de uma junção de semicondutores de Nitreto de
Gálio (InGaN), estes aparelhos emitem uma luz azul. Sua principal vantagem é
geração de uma estreita banda de emissão entre 450 e 490 nm, que se acopla
58
perfeitamente à banda de absorção, centrada em 470 nm, das canforquinonas que
são os fotoiniciadores presentes com grande freqüência na composição dos
compósitos fotopolimerizáveis. Este acoplamento permite um total aproveitamento
de energia, fato não verificado nos aparelhos com luz alógena onde ocorre grande
disperdício, pois o feixe carrega grande quantidade de energia fora da região
espectral da banda de absorção da canforquinona
10
.
Este trabalho propõe o estudo do DC de compósitos odontológicos
fotopolimerizádos com luz halógena e LED, através da espectroscopia no
infravermelho na região do infravermelho próximo, e a influência deste na
propriedade mecânica dureza da resina.
MATERIAIS E MÉTODOS
Para o estudo, foram escolhidas as resinas comercialmente disponíveis e as
mais comumente utilizadas nas clínicas odontológicas; sendo elas Fill Magic
(Vigodent, RJ - Brasil), TPH Spectrum (Dentsply, RJ - Brasil) e Te-Econom (Ivoclar-
Vivadent, Schaan - Liechtenstein).
Foram preparadas 30 amostras, sendo 10 amostras de cada resina. Metade
destas amostras foi ativada com luz halógena (CL – K50 da Kondortech), e a outra
metade com LED (Poly 600 da Kavo), fixando em 40 s o tempo de exposição. A
densidade de potência utilizada pelos aparelhos de luz halógena e LED foram
200mW/cm
2
e 100mW/cm
2
, respectivamente. As amostras foram armazenadas em
local escuro a temperatura ambiente.
Para confecção das amostras utilizou-se um molde de bronze com 10 mm de
diâmetro e 2 mm de espessura. Esse molde era posicionado sobre uma lâmina de
vidro e sobreposto por outra após ser preenchido com resina. O conjunto lâmina-
molde-lâmina foi submetido a uma carga de 10 Kg afim de acomodar a resina no
molde.
A determinação do grau de conversão (DC) no processo de polimerização é
baseada na medida da diminuição de intensidade da banda alifática de estiramento
=CH
2
do metacrilato, em 4742 cm
-1
(Fig. 1), quando o monômero é convertido em
polímero
13,14
. Esta metodologia depende da presença de uma banda de absorção
que não se altera na polimerização, que serve como padrão de normalização. No
nosso caso, utilizamos uma banda aromática =CH
2
localizada em 4623 cm
-1
(Fig. 1).
59
4800 4750 4700 4650 4600 4550
0,000
0,002
0,004
0,006
-CH aromática
=CH
2
alifática
resina não polimerizada
resina polimerizada
Absorbância (%)
Número de onda (cm
-1
)
Figura 1: Espectro de absorção na região da banda estiramento =CH
2
alifática e aromática
O valor do DC é obtido pela equação (A)
100)1( ×−=
U
C
DC (A)
sendo C e U as razões de intensidade entre absorções =CH
2
alifática e aromática
após e antes a polimerização, respectivamente. O DC é determinado pela subtração
da porcentagem residual de =CH
2
alifática de 100%.
Os espectros de absorção foram obtidos em um espectrômetro Nexus 670 FT-
IR pelo método de transmissão, na região entre 4500 a 5000 cm
-1
, com 64
varreduras e resolução de 4 cm
-1
.
Para a medida de dureza foram selecionadas apenas três amostras de cada
marca comercial de resina, fotopolimerizadas conforme especificação acima. As
amostras foram polidas (lixas 1000 e 1200) para assegurar o paralelismo entre as
duas faces. Os testes de dureza Vickers foram realizados num microdurômetro
HMV – Shimadzu, utilizando carga de 490,3 mN por 15 s.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Para as medidas de Grau de conversão, os espectros foram obtidos com a
amostra não irradiada, e 7 dias após a fotopolimerização. O cálculo do DC foi
realizado com dados obtidos dos espectros de 5 amostras preparadas para cada
marca e tipo de irradiação. Os resultados obtidos estão resumidos na Tabela I.
De acordo com os resultados obtidos para luz halógena, houve diferença
significativa entre as resinas, sendo que a resina Fill Magic foi a que apresentou o
60
maior DC. Já para o LED, não houve diferença significativa entre as resinas Fill
Magic e Te-Econom e entre TPH e Te-Econom.
Tabela I
Valores médios de DC e respectivos desvio padrão (SD)
Compósitos
DC (%)
Luz Halógena
DC (%)
LED
Média SD Média SD
Fill Magic
63.8 0.6 63.8 0.9
TPH
61.1 0.5 61.0 1.0
Te-Econom
59.2 0.4 62.7 0.7
Uma comparação dos resultados obtidos em função da fonte utilizada mostra
que a resina Te-Econom foi à única que teve alteração, aumentando o DC quando
irradiada com LED. Embora a fonte LED (100 mW/cm
2
) possui uma metade da
densidade de potência do que a fonte Alógena (200 mW/cm
2
), os valores obtidos
para a dureza são praticamente os mesmos. Isto demonstra que há um melhor
acoplamento entre a banda de emissão da fonte LED com a banda de absorção das
canforquinonas (fotoiniciadores encontrados nas resinas).
Os resultados de dureza estão resumidos na Tabela II.
Tabela II
Valores médios de dureza e respectivos desvio padrão (SD)
Compósitos
Dureza (MPa)
Luz Halógena
Dureza (MPa)
LED
Média SD Média SD
Fill Magic
74,5 2,5 66,5 0.6
TPH
74 2,6 70,2 6,1
Te-Econom
79,5 2,4 76,1 6,4
Não foi observada diferença significativa nos valores de dureza das resinas Fill
Magic e TPH, independente do tipo de fonte utilizada. A Te-Econom apresentou
maiores valores de dureza quando comparado aos valores obtidos para as outras
duas resinas, independente da fonte de luz.
Considerando os dois tipos de fonte de luz, observa-se diferença significativa
nos valores de dureza da resina Fill Magic, sendo maior quando irradiada com fonte
61
alógena. Por outro lado, não foi observada diferença significativa nos valores de
dureza nas outras duas resinas quando irradiadas com luz halógena e LED.
O comportamento observado nos valores de DC das resinas analisadas,
quando irradiadas com os dois tipos de luz, é diferente do comportamento
observado nos valores de dureza. Desta forma, não há nenhuma correlação entre
DC e dureza.
CONCLUSÕES
Os resultados obtidos até o momento, mostram que as resinas Fill Magic e
TPH apresentam valores semelhantes de DC e de dureza, independente do tipo de
fonte de luz utilizada. Por outro lado, a resina Te-Econom teve menor desempenho
quanto a DC, mas melhor desempenho no estudo de dureza. Os resultados também
demonstram o melhor rendimento da luz LED.
AGRADECIMENTOS
Agradecemos às indústrias Vigodent, Ivoclar Vivadent e Dentsply pelo fornecimento
das resinas e a CAPES, CNPq, FAPESP e FUNDUNEP pelo apoio financeiro.
Agradecimentos também ao Gilberto Antonio de Brito pelo apoio técnico.
REFERÊNCIAS
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Sci, v.2, n.105, p.97-116, 1997.
2. SANTANA,I.L. Estudo da influencia do tratamento de calor em propriedades
mecânicas de resinas compostas. 2005, 82p. Tese (Doutorado em materiais
dentários) – Faculdade de Odontologia USP- SP, São Paulo.
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of the American Dental Association, Chicago, v.1, n.66, p.57-64, 1963.
4. OBICI, A.C. et al Degree of conversion and knoop hardnes of z250 composite
using different photo-activation methods. Polymer testing, n.24, p.814-818, 2005.
5. RUEGGEBERG,F.A.; GRAIG,R.G. Correlation of parameters used to estimate
monomer conversion in a light cured composite. J Dent Rest, v.6, n.67, p.932-937,
1988.
62
6. ONOSE, H.; SANO, H.; ANDO, S.; HASUIKE, T. Select curing characteristics of
light-activated resin composites. Dental Materials, Kindlinton, v.1, p.48-54, 1985.
7. KAWAGUCHI,M.; FUKUSHIMA,T.; MIYAZAKI,K. The relationship between cure
depth and transmission coefficient of visible-light-activated resin composites. Journal
of Dental Research, Washington, v.2, n.73, p.516-525, 1994.
8. MAcCABE, J.F.; CARRICK, T.E. Output from visible-light activation units and
depht of cure of light-activated composites. Journal of Dental Research,
Washington, v.68, p.1534-1539, 1989.
9. STAHL, F.; ASWORTH, S.H.; JANDT, K.D.; MILLS, R.W. Lighe-emitting diode
(LED) polymerization of dental composites: flexural properties and polymerization
potential. Biomaterials, Surrey, v.21, p.1379-1385, 2000.
10. MEDEIROS, I.S. Dispositivos LED para polimerização de resinas compostas
dentais. Comparação com outras fontes de luz. São Paulo, 2001. Dissertação
(Mestrado em Interunidades em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade
de São Paulo.
11. OBICI, A.C. et al. Degree of Conversion and Knoop hardness of Z250 composite
using different photo-activation methods. Polymer testing, v. 24, p.814-818, 2005.
STUDY OF CONVERSION DEGREE IN PHOTO-ACTIVATED COMPOSITES
ABSTRACT
In spite of the success the photo-activated composites still present low
polymerization level. The quantity of remaining unreacted molecules in the inner part
of the restoration could influence the physical and chemical properties of material.
The purpose of this investigation was to evaluate the conversion degree and the
hardness in three light-activated composites (Fill Magic, TPH and Te-econom), using
two different light sources (Halogen and LED), fixing in 40s the exposure time.
Samples of 10 diameter mm and of 2 mm of thickness were prepared. The
conversion degree was evaluated by near-infrared spectroscopy and the hardness
measurements were performed using a micro-hardness tester (Shimadzu). The
results show that the Fill Magic and TPH composites presented similar values of DC
and of hardness, independently of the type of light source. On the other hand, the Te-
econom it presented smallest value of DC and largest of hardness.
Key-words: Conversion degree, hardness, photo-activated composites, FTIR.
63
Espectroscopia no infravermelho como ferramenta para a
determinação do grau de conversão em compósitos odontológicos
Luciene Gonçalves Palmeira MORAES é mestre em Ciência dos
Materiais pelo Departamento de Física e Química da UNESP –
Campus de Ilha Solteira.
Renata Sanches Ferreira ROCHA é mestre em Ciência dos
Materiais pelo Departamento de Física e Química da UNESP –
Campus de Ilha Solteira.
Lívia Maluf MENEGAZZO é mestranda em Ciência dos Materiais
pelo Departamento de Física e Química da UNESP – Campus de
Ilha Solteira.
Eudes Borges de ARAÚJO é professor Adjunto do Departamento de
Física e Química da UNESP – Campus de Ilha Solteira.
Keizo YUKIMITU é professor Ajunto do Departamento de Física e
Química da UNESP – Campus de Ilha Solteira.
João Carlos Silos MORAES é professor Titular do Departamento
de Física e Química da UNESP – Campus de Ilha Solteira.
RESUMO: Dentre as técnicas utilizadas para medida direta do
grau de conversão no processo de polimerização em compósitos
odontológicos, a espectroscopia no infravermelho tem sido
amplamente utilizada. Porém, para obtenção de espectros de boa
qualidade e análise quantitativa dos dados obtidos é
necessário conhecimento adequado sobre a técnica. Este
trabalho reporta os fundamentos da técnica de espectroscopia
no infravermelho para a determinação do grau de conversão em
compósitos odontológicos.
DESCRITORES: compósitos odontológicos, grau de conversão,
espectroscopia no infravermelho, FTIR.
64
INTRODUÇÃO
As propriedades físicas e mecânicas das resinas
fotopolimerizáveis são diretamente influenciadas pelo grau de
conversão (GC) alcançado durante o processo de polimerização.
Entende-se como GC, a quantidade de ligações duplas carbono-
carbono do monômero, que compõem a matriz orgânica do
compósito odontológico, que são quebradas e convertidas em
ligações simples durante o processo de fotopolimerização. No
caso dos monômeros de alto peso molecular como o Bis-GMA ou
UEDMA, há sempre uma incompleta e significante concentração de
ligações duplas remanescentes no interior das resinas quando
curados com luz visível
2,13
. A limitada conversão encontrada em
muitas cadeias poliméricas deve-se a mobilidade restrita das
cadeias terminais dos radicais, dos metacrilatos pendentes e a
ordenação dos monômeros em altas densidades de ligações
cruzadas
5
. O grau de conversão em compósitos à base de Bis-GMA,
analisado por diversos pesquisadores com a espectroscopia no
infravermelho, está em torno de 43 a 73%
11
.
Na literatura, técnicas de espectroscopia no
infravermelho
2,13,14
, RAMAN
12,3
, EPR
15
(electron paramagnetic
resonance), NMR
9
(nuclear magnetic resonance), DSC
1
(differential scanning calorimetry) e DTA
7,6
têm sido
utilizadas para determinar o grau de conversão, sendo a
primeira a mais utilizada.
A utilização da técnica de espectroscopia no infravermelho
com transformada de Fourier (FTIR) requer cuidados
experimentais na preparação da amostra e do método a ser
utilizado para que espectros adequados de absorção sejam
obtidos de forma permitir a determinação do grau de conversão.
Neste sentido, apresentamos neste trabalho os fundamentos e
detalhes experimentais que possam auxiliar os profissionais
interessados em usar a técnica.
65
ESPECTROSCOPIA FTIR
A técnica FTIR é amplamente utilizada para o estudo de
vários materiais, seja na fase gasosa, líquida ou sólida,
permitindo a obtenção de dados fidedignos. Ela se baseia na
interação entre a radiação eletromagnética e vibrações
naturais das ligações químicas entre átomos que compõem a
matéria. Para que ocorra absorção no infravermelho, duas
condições devem ser satisfeitas: (1) haver coincidências
(ressonância) entre freqüências da radiação infravermelha e
das vibrações moleculares; (2) as vibrações ativas no
infravermelho devem provocar a variação do momento de dipolo
elétrico da(s) molécula(s) que compõe(m) o material.
A freqüência das vibrações de uma ligação química depende
das massas relativas dos átomos ligados, das constantes de
força das ligações químicas e da geometria das moléculas.
Existem dois tipos de vibrações moleculares: as deformações
axiais (ou estiramento) e as deformações angulares. Na
deformação axial, a distância interatômica aumenta e diminui
alternadamente. As vibrações de deformação angular
correspondem às variações de ângulos de ligações, seja
internamente em um grupo de átomos, seja deste grupo de átomos
em relação à molécula como um todo.
As posições de bandas de absorção nos espectros são
apresentadas em comprimento de onda ou número de ondas. Na
região do infravermelho, comumente se usa a unidade número de
ondas (cm
-1
), pelo fato da mesma ser diretamente proporcional à
energia e a freqüência da radiação, conforme equação abaixo.
ν
λ
ν
hc
hc
hE === (1)
sendo h a constante de Planck, c a velocidade da luz (radiação
eletromagnética) e
λ
,
ν
e
ν
são o comprimento de onda, a
freqüência e número de onda da luz, respectivamente.
66
A intensidade das bandas pode ser expressa em
transmitância ou absorbância. A transmitância é a razão entre
a energia radiante transmitida (I) por uma amostra e a energia
radiante que nela incide (I
o
). A absorbância (A) é o logaritmo
decimal do recíproco da transmitância (T), isto é
)(log)
1
(log
0
1010
I
I
T
A == . (2)
A energia radiante transmitida depende da espessura (x) e
do coeficiente de absorção (α) da amostra segundo a seguinte
equação:
x
eII
α
0
= . (3)
A região do infravermelho é dividida em três regiões
espectrais: infravermelho próximo (NIR – de 4000 a ~14000 cm
-
1
), médio (MIR – de 400 a 4000 cm
-1
) e distante (FIR – de ~25 a
400 cm
-1
). Nos espectrômetros modernos, é possível trabalhar nas
três regiões espectrais do infravermelho, bastando apenas
alterar alguns de seus componentes.
DETERMINAÇÃO DO GRAU DE CONVERSÃO (GC)
Para determinar o GC em compósitos à base de metacrilatos,
como o Bis-GMA, pode-se utilizar duas regiões espectrais
diferentes no infravermelho: MIR ou NIR. Na região MIR, a sua
determinação se baseia na diminuição da intensidade de uma
banda de absorção alifática (banda de estiramento C=C) do
metacrilato, localizada em 1638 cm
-1
. Na região NIR, existem
duas bandas alifáticas de absorção que podem ser utilizadas,
uma localizada em 6165 cm
-1
(sobretom ou harmônicos =CH
2
) e
outra em 4743 cm
-1
(combinação de bandas =CH
2
). Independente da
região espectral, a determinação de GC é facilitada quando o
material apresenta uma banda de absorção estável, cuja
intensidade não é alterada durante o processo de
polimerização. Esta banda serve como padrão interno de
normalização, eliminando a necessidade de se considerar a
67
espessura da amostra. Os compósitos a base de monômeros
metacrilatos, em geral apresentam bandas aromáticas,
localizada em 1583, 1608 e 4623 cm
-1
, que podem servir como
padrão interno de normalização. O uso como padrão interno da
absorção aromática em 4623 cm
-1
não é geralmente recomendado.
Dependendo da composição da resina ela pode sofrer pequena
variação em sua intensidade
14
, induzindo erro na determinação
do GC. Portanto, ao trabalhar nesta região deve-se ter sempre
o cuidado de verificar a estabilidade desta banda. Na ausência
de uma banda estável isolada, faz-se necessário levantar uma
curva padrão de normalização da concentração do monômero que
compõe o compósito odontológico.
Usando padrão interno de normalização
Para compósitos que apresentam um padrão interno de
normalização, o percentual das ligações duplas de carbono que
não reagiram durante a polimerização é obtido pela equação:
[]
[]
100
)(/(
(/)(
)(% ×==
dopolimerizanão
dopolimeriza
aromáticaAbsalifáticaAbs
aromáticaAbsalifáticaAbs
C
(4)
sendo Abs a altura ou a área da banda de absorção. O GC é
determinado pela subtração do percentual de ligações duplas
não convertidas (equação 4) de 100%, ou seja,
)(%100(%) CGC
=
−= .
Vale ressaltar que existem diferenças e cuidados que devem
ser tomados quando se utiliza uma ou a outra região espectral.
Na região MIR, as bandas utilizadas são bastante intensas, mas
coincidem com uma região onde a água, presente no ar, possui
fortes absorções (figura 1a). Isto não ocorre na região NIR
como ilustra a figura 1b. A presença pode causar deformações
no espectro dificultando obter dados quantitativos confiáveis.
A figura 2 apresenta com clareza as deformações que aparecem
no espectro
8
, principalmente no pico da banda em 1638 cm
-1
(indicada pela seta vertical). Para eliminar a presença de
68
água, no ar dentro do espectrômetro, é necessário usar uma
purga de gás inerte (nitrogênio ou argônio).
As figuras 3 e 4 ilustram os espectros de absorção da
resina TPH obtidos na região MIR e NIR, respectivamente.
Neles, são indicadas as bandas alifáticas e aromáticas, antes
e após a polimerização, utilizadas no cálculo de GC. Observe
que as bandas utilizadas como padrão interno não mudam no
processo de polimerização
8,10
.
Levantamento da curva padrão
Dependendo do compósito odontológico, nem sempre é
possível localizar uma banda estável isolada que sirva como
padrão interno. Como exemplo, nos espectros MIR e NIR das
resinas acrílicas termopolimerizadas Acron MC e Clássico não
observamos nenhuma banda estável que poderíamos utilizar como
padrão interno. Neste caso, foi necessário levantar uma curva
padrão do monômero da resina composta. Estas resinas são
compostas de duas partes, sendo uma em pó (polímero) e outra
líquida (monômero). Para estas duas resinas, a metodologia que
pode ser utilizada
4
será descrita a seguir.
O monômero de cada resina foi diluído em hexano, nas
concentrações 90%, 80% e 70% em volume. As quantidades de
monômero e hexano foram colocadas em tubo de ensaio com tampa,
utilizando uma micropipeta. Em seguida, os tubos foram
mantidos em uma cuba ultrasônica, durante 8 minutos, para
homogeneizar a mistura. Para se obter os espectros FTIR das
diferentes diluições, incluindo 100% de monômero, utilizamos
uma cela para líquidos, contendo janelas de KBr distanciadas
de 0,528mm). Uma cela semelhante vazio foi usada para se obter
o espectro de fundo (background). A região espectral escolhida
foi a NIR, mais precisamente na região onde se localiza a
banda sobretom =CH
2
(6165 cm
-1
), por estar numa região onde não
há absorções da molécula água, por ser intensa e, em geral,
não superpor a outras bandas de absorção.
69
A figura 5 ilustra os espectros do monômero puro (100%) da
resina ACRON e das 3 concentrações preparadas. A curva padrão
(figura 6) foi obtida levantando-se um gráfico da altura do
pico dividida pela espessura (distância entre as duas janelas
de KBr da cela = 0,528mm) em função da concentração do
monômero na mistura (= % de =CH
2
). A função linear obtida é
utilizada para determinar o GC das resinas compostas, conforme
indicado na equação 4.
A próxima etapa foi preparar amostras de cada resina, uma
não polimerizada e outra polimerizada (seguindo recomendações
do fabricante). Para cada amostra (polimerizada e não
polimerizada), a altura do pico em 6165 cm
-1
foi dividida pela
correspondente espessura. Com os dois valores obtidos,
determinamos os valores correspondentes (A e B) em % de =CH
2
da
curva padrão, usando a função linear. Os valores A e B
representam a quantidade em % de =CH
2
que não reagiram no
processo de polimerização, ou seja, que estão presentes nas
amostras polimerizada e não polimerizada, respectivamente. O
valor de GC (%) é obtido fazendo:
1001 x
B
A
GC
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−=
(5)
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Embora a espectrometria no infravermelho seja uma técnica
comumente utilizada e de uso relativamente fácil, cuidados são
necessários na escolha da metodologia mais adequada para se
obter espectros que permitam realizar uma análise quantitativa
confiável. O uso adequado da técnica FTIR no estudo de GC em
compósitos odontológicos permite conhecer melhor o material e,
consequentemente, otimizar o processo de polimerização
conferindo, desta forma, qualidade e durabilidade às
restaurações odontológicas.
70
Infra-red spectroscopy as a tool to determine the conversion
degree in dental composites
ABSTRACT: Among the techniques used for measurements of
conversion degree in dental composites, the infra-red
spectroscopy has been widely used. However, to obtain good
quality spectra and quantitative analysis from spectral data
is necessary an appropriate knowledge of the technique. In
this work we presented important details to use the infra-red
spectroscopy technique in the determination of the conversion
degree.
DESCRIPTORS: dental composites, conversion degree, infra-red
spectroscopy, FTIR.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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72
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8:507-510.
73
Legendas
Figura 1 - Espectro de fundo nas regiões (a) NIR e (b) MIR. As barras
horizontais indicam a região onde se localizam as bandas de absorção
comumente utilizadas para determinar o GC.
Figura 2 - Espectros de absorção do compósito dental (inferior) deformado e
da água (superior) presente no espectro de fundo (bg).
Figura 3 - Espectros de absorção da resina TPH, (a) antes e (b) após a
polimerização, localizadas na região MIR, utilizadas na determinação de GC.
Figura 4 - Espectros de absorção da resina TPH, (a) antes e (b) após a
polimerização, localizadas na região NIR, utilizadas na determinação de GC.
Figura 5 – Espectros do monômero ACRON puro e diluído em hexano em
diferentes concentrações.
Figura 6 - Curva padrão de normalização obtida do espectro de absorção do
monômero da resina ACRON.
74
Figura 1
7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
(b)
Absorbância (unidades arbitrárias)
Número de onda (cm
-1
)
H
2
O
(a)
Figura 2
1660 1640 1620 1600 1580 15601660 1640 1620 1600 1580 1560
Absorbância (u.a.)
Número de onda (cm
-1
)
amostra
bg
75
Figura 3
1660 1640 1620 1600 1580
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
Absorbância
Número de onda (cm
-1
)
C=C alifática
C=C aromática
(a)
(b)
Figura 4
4800 4750 4700 4650 4600 4550
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
Absorbância
Número de onda (cm
-1
)
(a)
(b)
=CH
2
alifática
=CH
2
aromática
76
Figura 5
6250 6200 6150 6100
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
100% (Puro)
90%
80%
70%
Absorbância
Número de onda (cm
-1
)
Figura 6
0 20406080100
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
Altura/espessura
% monômero
y = 0,00402 x
77
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