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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
“JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE ODONTOLOGIA DE ARARAQUARA
ESTHER GOMES SAADE
AVALIAÇÃO DA DUREZA E DO GRAU DE CONVERSÃO DE
UMA RESINA COMPOSTA EM FUNÇÃO DO PRÉ-
TRATAMENTO TÉRMICO E DA FONTE DE LUZ
FOTOPOLIMERIZADORA.
Araraquara
2009
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UNESP - UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
FACULDADE DE ODONTOLOGIA DE ARARAQUARA
ESTHER GOMES SAADE
AVALIAÇÃO DA DUREZA E DO GRAU DE CONVERSÃO DE UMA
RESINA COMPOSTA EM FUNÇÃO DO PRÉ-TRATAMENTO TÉRMICO
E DA FONTE DE LUZ FOTOPOLIMERIZADORA.
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Ciências Odontológicas -
Área de Dentística Restauradora, da
Faculdade de Odontologia de Araraquara, da
Universidade Estadual Paulista para a
obtenção do título de Mestre em Dentística
Restauradora.
Orientador: Prof. Dr. Sizenando de Toledo Porto-Neto
Co-orientadora: Profª. Drª Alessandra Nara Souza Rastelli
Araraquara
2009
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ESTHER GOMES SAADE
AVALIAÇÃO DA DUREZA E DO GRAU DE CONVERSÃO DE UMA
RESINA COMPOSTA EM FUNÇÃO DO PRÉ-TRATAMENTO TÉRMICO
E DA FONTE DE LUZ FOTOPOLIMERIZADORA.
COMISSÃO JULGADORA
DISSERTAÇÃO PARA OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE
Presidente e Orientador - Prof. Dr. Sizenando de Toledo Porto-Neto
2ºExaminador - Prof. Dr. Darlon Martins Lima
3ºExaminador - Prof. Dr. José Roberto Cury Saad
Araraquara, 18 de Fevereiro de 2009.
4
DADOS CURRICULARES
ESTHER GOMES SAADE
NASCIMENTO 16.11.1974 – CAMPINAS/SP
FILIAÇÃO Celso Edmar Gomes
Elza Mota Gomes
1993/1996 Curso de Graduação na Faculdade de Odontologia
da Pontifica Universidade Católica de Campinas-
PUCC/SP.
2001/2002 Curso de Especialização em Dentística Restauradora
da Associação dos Cirurgiões Dentistas de
Campinas.
2004/2006 Curso de Especialização em Periodontia na
Associação Paulista dos Cirurgiões Dentistas -
Regional de São Bernardo do Campo.
2007/2009 Curso de Pós-graduação em Ciências Odontológicas,
nível Mestrado, Área de Dentística Restauradora, na
Faculdade de Odontologia de Araraquara – UNESP
5
DEDICO ESSE TRABALHO...
6
A Deus, por dar-me fé e persistência,
e sempre estar presente em minha vida.
Ao Jorge, meu maior incentivador, pelo constante
apoio e companheirismo para que eu continue a cada
dia na busca dos meus sonhos. Obrigada por tornar os
meus dias melhores nessa jornada! Amo Você!
Aos meus pais, Elza e Celso, exemplo de vida,
a quem devo minha formação humana e profissional.
Compartilho com vocês os méritos desta conquista,
porque ela nos pertence!
7
AGRADECIMENTOS ESPECIAIS
8
Ao meu orientador, Prof. Dr. Sizenando de Toledo Porto Neto,
pelos ensinamentos e orientações, que me fizeram crescer científica e
pessoalmente, pelo incentivo e ajuda sempre dispensada para o enriquecimento
desta pesquisa, pelas oportunidades e pela sua amizade.
Ao Prof. Dr. Celso Luis de Angelis Porto por ser um dos meus
maiores incentivadores na busca pela ciência. Por ser um incansável professor e
profissional, que pelo seu exemplo me faz cada dia mais admirar e querer buscar
novos horizontes e aprimoramento na Odontologia Restauradora. Muito obrigada
pela sua valiosa participação na minha vida e pelos seus ensinamentos!
A Profª. Drª Alessandra Nara de Souza Rastelli, minha co-
orientadora, pela receptividade no Instituto de Física de São Carlos, minha imensa
gratidão pela sua contribuição à realização desta pesquisa, na busca infinita de
melhorar a qualidade desse trabalho e pela agradável convivência.
9
AGRADECIMENTOS
10
À Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – Unesp, nas
pessoas de seu Magnífico Reitor, Prof. Dr. Marcos Macari, e Vice-Reitor,
Prof. Dr. Herman Jacobus Cornelis Voorwald, pela oportunidade de
propiciar-me o curso de Mestrado.
À Faculdade de Odontologia de Araraquara – FOAr, da Universidade
Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – UNESP, nas pessoas de seu Diretor,
Prof. Dr. José Cláudio Martins Segalla, e de sua Vice-Diretora Andréia
Affonso Barreto Montandon.
Ao programa de Pós-Graduação em Ciências Odontológicas da Faculdade
de Odontologia de Araraquara – UNESP, coordenado pela Profª Dra Josimeri
Hebling Costa e pelo vice-coordenador Prof Dr. Osmir Batista de
Oliveira Junior.
11
Ao Departamento de Dentística Restauradora da Faculdade de
Odontologia de Araraquara – Unesp, representado pelo chefe de Departamento,
Prof. Dr. Fábio Luiz Camargo Vilela Berbert, e pelo vice Prof. Dr.
Osmir Batista de Oliveira Junior.
À Profª. Drª Maria Salete Machado Cândido (in memorian),
pelos seus ensinamentos, pelo imenso carinho que sempre teve comigo, pela sua
amizade, pela colaboração na minha formação em Dentística Restauradora,
exemplo de dedicação e profissionalismo que sempre dispensou ao Departamento
de Dentística Restauradora. Com certeza você deixou saudades!
Ao Prof. Dr José Roberto Cury Saad pela oportunidade que me
deste desde o início do meu caminho nessa Faculdade, pela confiança, incentivo e
apoio, pela sua gentileza e sua amizade. Muito Obrigada!
Ao Prof. Dr. Marcelo Ferrarezi de Andrade pela convivência
agradável, pelas oportunidades, atenção e ajuda dispensada durante todo o curso
de Mestrado.
12
Ao Prof. Dr Osmir Batista de Oliveira Junior pela acessibilidade,
pelo apoio em busca da ciência, por propiciar e incentivar novos rumos a pós-
graduação em Dentística Restauradora.
Aos demais professores do Departamento de Dentística Restauradora pelos
ensinamentos e pela atenção transmitida ao longo dessa convivência.
Ao Prof. Dr. Darlon Martins Lima pela convivência agradável
durante esses 2 anos, pelo seu exemplo de determinação e dedicação a Dentística
Restauradora, pelo imenso prazer de estar compartilhando esse momento.
A minha querida amiga Desirée, pela sua amizade, incentivo e conselhos,
por fazer parte de momentos tal especiais e importantes na minha vida, pelas suas
palavras de conforto e apoio sempre. Muito Obrigada!
Aos colegas de Pós-Graduação do Mestrado Fernando, Rafael e
Matheus por se tornaram companheiros nessa jornada, enriquecendo meu
aperfeiçoamento como ser humano e pelos bons momentos de amizade.
13
Aos demais colegas da Pós-Graduação do Doutorado e Mestrado pela
amizade, pelo apoio e pela convivência descontraída no transcorrer do curso.
Aos meus queridos amigos Juliana, João Paulo e Matheus que desde
o início me acolheram, me ajudaram e tornaram essa jornada mais leve e
descontraída. Muito obrigada por toda a ajuda e pelos nossos momentos!
A todos os meus familiares que sempre torceram por mim, pelo apoio e
incentivo dispensados durante toda a minha vida. Muito Obrigado pelo carinho!
As minhas verdadeiras amigas que sempre me acolhem me apóiam e
ficam felizes com as minhas conquistas. Vocês fazem minha vida mais feliz!
Ao Gabriel Coelho Gonçalves de Abreu pela análise e interpretação
estatística dos dados desse experimento.
14
A Tatiane Paixão pela sua dedicação, amizade, colaboração e apoio
durante esses dois anos. Você foi muito importante!
A minha sobrinha Cristiane pela sua amizade e pelas doces palavras nas
horas difíceis dessa jornada. Muito obrigada por tudo!
Ao meu sobrinho Gabriel que colaborou com a sua paciência e força para
a execução desse trabalho.
Aos funcionários da Pós-Graduação da Faculdade de Odontologia de
Araraquara – UNESP, Mara, Rosângela, José Alexandre e Flávia pela
atenção e disponibilidade sempre quando precisei.
Aos funcionários do Departamento de Dentística Cida Venâncio, Cida
Ignácio, Wanderlei, Marinho e Creusa pela ajuda e pelo carinho com que
sempre atenderam as minhas solicitações durante esses dois anos de pós-
graduação.
15
Aos funcionários da Biblioteca, pela atenção e paciência que sempre me
receberam principalmente a Ceres Maria Carvalho Galvão de Freitas pela
correção e revisão dessa dissertação.
A todos que, embora não estejam aqui citados, tenham contribuído direta
ou indiretamente para a realização deste trabalho.
“Há pessoas que nos falam e nem as escutamos,
há pessoas que nos ferem e nem cicatrizes deixam.
Mas há pessoas que, simplesmente, aparecem em
nossas vidas e que marcam para sempre.”
Cecília Meirelles
16
“Bem aventurado o homem que o seu prazer está na lei
do Senhor, e na sua lei medita de dia e noite. Ele é
como a árvore plantada junto à corrente de águas, que,
no devido tempo, dá seu fruto, e cuja folhagem não
murcha; e tudo quanto ele faz será bem sucedido...”
(Salmos 1:2,3)
17
SUMÁRIO
Resumo................................................................................................................. 17
Abstract................................................................................................................. 18
1 INTRODUÇÃO................................................................................................. 19
2 PROPOSIÇÃO................................................................................................... 33
3 CAPÍTULO 1..................................................................................................... 35
4 CAPÍTULO 2..................................................................................................... 55
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS............................................................................ 79
6 REFERÊNCIAS................................................................................................. 82
7 ANEXOS........................................................................................................... 91
18
Saade EG. Avaliação da dureza e do grau de conversão de uma resina composta
em função do pré-tratamento térmico e da fonte de luz fotopolimerizadora.
[Dissertação de Mestrado]. Araraquara: Faculdade de Odontologia da UNESP;
2009.
RESUMO
O objetivo desse trabalho foi investigar a influência do pré-aquecimento da
resina composta anterior à fotopolimerização, sobre suas propriedades físicas e
mecânicas como: o grau de conversão e dureza. As amostras foram
fotopolimerizadas com uma unidade de luz halógena de quartzo-tungstênio (QTH)
e uma unidade diodos emissores de luz azul (LED) por 40 s. Os compules de
resina composta híbrida foram pré-aquecidos no dispositivo denominado Calset.
A conversão dos monômeros a polímeros foi determinada através do FTIR-ATR.
A propriedade de dureza foi avaliada no Microdurômetro MMT-3 Microhardness
Tester equipado com o diamante Vickers. Para o teste de dureza Vickers cinco
amostras para cada grupo (4 mm de diâmetro e 2 mm de espessura) foram
confeccionadas com a resina composta pré-aquecida nas seguintes temperaturas:
37ºC, 54ºC e 60ºC (n=5). As amostras foram submetidas ao teste de dureza
Vickers imediatamente após a sua confecção. Foram efetuadas 4 medidas no topo
e 4 na base de cada amostra. De acordo com a interação entre as duas unidades de
luz e o aumento de temperatura da resina composta, os resultados indicam que
somente a unidade de luz influenciou nas médias dos valores de dureza Vickers. A
unidade LED apresentou valores de dureza mais homogêneos entre o topo e a base
da resina composta, evidenciando uma polimerização mais uniforme. O pré-
aquecimento da resina composta não apresentou diferenças estatisticamente
significativas nos valores de dureza. Para a avaliação do grau de conversão foram
confeccionadas 5 amostras (4 mm de diâmetro e 2 mm de espessura) para cada
grupo, utilizando a unidade QTH e LED, e a resina composta nas seguintes
temperaturas: 25ºC (temperatura ambiente), 37ºC, 54ºC e 60ºC (n=40). Após a
confecção as amostras foram preparadas para a análise do grau de conversão
através do FTIR-ATR. Segundo os resultados conclui-se que não houve diferenças
estatisticamente significativas na porcentagem do grau de conversão das resinas
compostas curadas com a unidade QTH ou LED. Em relação ao aumento de
temperatura também não houve um aumento no grau de conversão significativo
nas amostras confeccionadas com resina composta pré-aquecida. Nesse estudo
não existiu evidências de que o tipo de unidade fotoativadora empregado ou a
temperatura influenciem no grau de conversão observado. A unidade
fotoativadora influenciou apenas nas médias dos valores de dureza Vickers, onde
o LED mostrou uma cura mais homogênea.
Palavras-chave: resinas compostas; dureza; propriedades físicas; temperatura
ambiente.
19
Saade EG. Analysis of the Vickers hardness and the degree the conversion of a
composite resin as function of the pre-heat treatment and light-curing units.
[Dissertação de Mestrado]. Araraquara: Faculdade de Odontologia da UNESP;
2009.
ABSTRACT The aim of this study was to evaluate the physics and mechanical
properties of the pre-heating of the composite resin photo-activated. The samples
were photo-activated with a light-curing unit QTH and LED for 40 s. The
compules of hybrid composite resin for anterior restorations were pre-heated in
the device called “Calset”. The monomer conversion was analyzed using the
FTIR-ATR. The hardness property was evaluated with microdurometer MMT-3
equipped with diamond Vickers. Five samples were made for each group (4 mm
in diameter and 2 mm in thickness) which the composite resin were pre-heated at
temperatures three: 37°, 54° and 60°C. Immediately were submitted to hardness
test, which the top and bottom surfaces of the samples took, place an impression
for quadrant. According to the interaction between both light-curing units and the
increase of the temperature of composite resin, the results showed that only light-
curing unit influenced the hardness average values. The LED light showed a cure
homogeneous across the surface of the composite resin and good values of
Vickers hardness. The pre-heating of composite resins prior to cure did not show
statistically significant differences in the hardness values. For to evaluate the
degree of conversion, five samples were made (4 mm in diameter and 2 mm in
thickness) for each group using light-curing unit QTH and LED, with the
composite resin pre-heated at temperatures of 25ºC (room temperature), 37ºC,
54ºC and 60ºC and analyzed in the spectrophotometer. No significant differences
were found in the degree of conversion of the composite resin cured with QTH or
LED and to different pre-heating of the composite resin. In this study, any
evidence was found that type of light-curing unit used and pre-heating of
composite resin could improve the degree of conversion.
Keywords: composite resin; hardness; physical properties; room temperature.
20
1. INTRODUÇÃO
21
A partir do desenvolvimento do condicionamento ácido do esmalte por
Buonocore, em 1955 e a introdução do material de resina composta com a
formulação de Bis-GMA (bisfenol A-diglicidil éter dimetacrilato) por Bowen
7
,
em 1963, houve um significativo avanço das propriedades mecânicas desse
material e da dentística restauradora adesiva e em função disso um aumento na
indicação das resinas compostas como material restaurador. A atual exigência dos
pacientes por estética, a suposta toxicidade do mercúrio e a preservação das
estruturas dentais nos levam a acreditar que hoje a resina composta é o mais
indicada para as restaurações diretas. Atualmente a resina composta é um dos
materiais dentários mais intensamente pesquisados, e existe uma busca incessante
para melhorar as suas propriedades mecânicas, físicas e biológicas. Entretanto,
esse material apresenta limitações como: contração de polimerização, infiltrações
marginais, adaptação na região cervical do preparo cavitário, coeficiente de
expansão térmica, estabilidade de cor, opacidade, força de compressão, tensão,
módulo de elasticidade e dureza.
O componente da resina composta fotoativada é uma matriz polimérica,
onde o polímero é uma molécula extensa, formada por repetidas unidades
menores denominadas monômeros. O processo onde os monômeros são
associados e convertidos em polímeros é chamado de polimerização. Monômeros
utilizados em odontologia são geralmente líquidos e durante o processo de
polimerização eles se convertem para sólido. A extensão pela qual o monômero é
transformado em polímero é denominada grau de conversão. A polimerização do
monômero BisGMA ocorre com a união da dupla ligação de carbono dos dois
22
grupos metacrilatos
39
. São formados por um monômero multifuncional de cadeia
longa que se polimeriza consigo mesmo e com um diluente tetrafuncional
resultando em uma rede tridimensional de ligações cruzadas. Esta rede se cerca e
se liga às partículas cerâmicas revestidas por silano. Além dos monômeros, a
matriz resinosa também apresenta outros componentes como iniciadores,
estabilizadores e pigmentos
2,39
. A alta viscosidade do BisGMA é diminuída com a
presença da mistura de monômeros dimetacrilatos de baixo peso molecular, como
o TEGDMA (trietilenoglicol dimetacrilato). As resinas compostas são
constituídas basicamente de uma matriz orgânica, partículas inorgânicas,
inibidores e pigmentos corantes
39
.
Inicialmente, o sistema de fotoativação da resina composta utilizava a luz
ultravioleta, porém apresentavam desvantagens como baixo poder de penetração,
danos aos tecidos orais e aos olhos expostos por longo período
12
, sendo
substituída posteriormente pela luz halógena de quartzo-tungstênio (QTH).
Atualmente os aparelhos utilizados para fotopolimerizar os compósitos podem ser
o Plasma Arc
41
, o laser de íon argônio
34
e os aparelhos mais comumente usados
são os convencionais de luz halógena de quartzo-tungstênio (QTH) e os diodos
emissores de luz (LED).
Por mais de duas décadas a luz de fotopolimerização tem sido a tecnologia
halógena de quartzo-tungstênio, entretanto o uso da luz azul emitida por diodo
(LED) é um método alternativo utilizado desde 1995
3
. O LED hoje é considerado
como uma unidade capaz de curar os compósitos com propriedades similares as
obtidas pela luz halógena
3,27
utilizando o mesmo tempo de fotoativação. O grau de
23
polimerização é influenciado fortemente pelo tipo de compósito e pelo tempo de
fotopolimerização
27
.
A nova geração dos LEDs possui poder suficiente para cura dos
compósitos em semelhante tempo da unidade de QTH convencional
27
. Ao
comparar a conversão do monômero de um compósito em diferentes
profundidades polimerizado com QTH, LED ou Plasma Arc, notou-se que as
amostras expostas ao LED apresentaram pouca redução no grau de conversão
quando eram mais profundas, indicando um compósito curado mais homogêneo
38
.
A fonte de luz LED apresentou valores de dureza igual ou superior quando
comparado a QTH. As amostras curadas por LED apresentaram valores de dureza
mais homogêneos entre base e topo
43
. A energia do LED azul é quase totalmente
absorvida pelo material ao longo do procedimento de polimerização, produzindo
uma cura mais uniforme sem comprometer as propriedades mecânicas e químicas
do material ao longo do tempo
50
.
A variação do modo de fotoativação tem sido sugerida para promover uma
lenta polimerização inicial como forma de minimizar as tensões geradas durante o
processo de conversão dos monômeros em polímeros. A técnica de fotoativação
contínua e uma seqüencial em duas etapas, começando com baixa intensidade de
luz seguida de uma intensidade maior utilizando duas resinas compostas, foram
avaliadas através da formação de fendas marginais e dos valores de dureza
Vickers. Conclui-se que as fendas marginais foram sempre menores quando se
empregou a fotoativação seqüencial, e os valores médios de dureza foram maiores
na superfície de topo
49
. O módulo de fotopolimerização soft-start reduz a
24
contração inicial, capacitando o material de escoar neste período, reduzindo o
stress na interface de união e aumentando os valores de microtensão quando
comparados a técnica fotopolimerização convencional. Porém a média de dureza
foi similar entre o modo de fotopolimerização soft start e convencional
48
.
Asmussen, Peutzfeldt
4
(2001) estudaram a influência do modo de
fotopolimerização na estrutura do polímero formada. Os corpos de prova foram
pré-curados pelo modo pulse-delay por 450 ou 650 mW/cm
2
por 1 seg, após a
espera de 1, 2 ou 3 min foi realizada a cura final de 450 mW/cm
2
por 40 seg e
comparada com grupo controle de modo fotopolimerização convencional sendo
450 mW/cm
2
por 40 seg. Observaram que apesar da quantidade de duplas ligações
remanescentes não sofrer alterações, o polímero formado foi mais linear, com
menos ligações cruzadas no modo de pulse-delay. A justificativa para esse tipo de
estrutura é que nesta técnica tem-se a ativação inicial de poucas moléculas de
canforoquinona, formando poucos núcleos de crescimento do polímero e
conseqüentemente uma propagação de polimerização relativamente linear.
Quando há muitos núcleos de crescimento, a tendência é a formação de um
polímero com maior grau de ramificação e ligações cruzadas. As diferentes
técnicas do modo de ativação podem resultar em grau de polimerização
semelhante, porém com uma estrutura molecular diferente em relação à densidade
das ligações cruzadas e com propriedades mecânicas diferentes.
As propriedades mecânicas de uma resina composta fotopolimerizada
estão diretamente relacionadas à qualidade de sua polimerização
45
. Para uma
completa polimerização é importante que a fonte de luz emita radiação com
25
comprimento de onda útil para os fotoiniciadores presentes nos compósitos. Esses
fotoiniciadores absorvem luz azul entre 450 a 500 nm
11
. A intensidade de luz
emitida com comprimento de onda entre 400 nm e 500 nm sobre um material de
resina composta fotopolimerizável é considerada como um fator determinante das
propriedades mecânicas da restauração final
45
. O sistema fotoiniciador mais
utilizado em resinas compostas dentais é a canforoquinona-amina, que é ativado
por luz azul em um comprimento de onda entre 400 a 500 nm
51
. A polimerização
dos compósitos, a transmitância e absorbância da luz pelos compósitos são
influenciadas pelo comprimento de onda da fonte polimerizadora
37
.
A quantidade de irradiação e o tempo de exposição influenciam o grau de
conversão e esse influencia diretamente a contração volumétrica da resina
composta. A transformação de um material inicialmente viscoso para um sólido
viscoelástico é acompanhada por uma significante contração volumétrica e um
aumento no módulo de elasticidade, gerando um stress na interface dente-
restauração. Para melhorar a desempenho clínico do material alta energia de
irradiação (H) são empregadas, entretanto alta densidade de energia não
necessariamente aumenta o grau de conversão (GC), pois esse alcança um platô
impedindo ganho significante nas propriedades mecânicas, porém pode aumentar
o stress de contração
8
. Quanto maior o grau de conversão, melhores propriedades
do material polimérico maior será o stress de contração e a contração durante a
polimerização
53
. O GC e as propriedades mecânicas, como resistência flexural e
dureza (HN), aumentam com o aumento do tempo de irradiação. O grau de
conversão da superfície irradiada tem uma relação exponencial com os valores de
26
dureza, enquanto que a base da resina composta tem uma correlação linear entre o
GC e a HN. O mínimo de 24 J/cm
2
são necessários para obter um homogeneidade
de cura em profundidade de 2 mm
9
.
O GC e o stress de polimerização aumentam com o maior tempo de
exposição da unidade de luz QTH. A melhora no GC obtida com o aumento do
tempo de exposição da irradiação é devido a um aumento na concentração de
radicais livres, e a influência do efeito da temperatura na mobilidade dos
monômeros
10
. Com o aumento da temperatura, a viscosidade dos compósitos
diminui, aumentando os radicais livres e a mobilidade dos monômeros
14,36,54
.
A máxima dureza obtida na superfície tem relação direta entre a
intensidade de luz e profundidade de polimerização
11,24,52,59
. Entre os fatores
determinantes do grau de polimerização das resinas compostas estão à formulação
química do material
27,59
, a espessura do material
46,45
, o tempo de exposição à luz,
a intensidade de luz
13,27,31,40,47,59
e a distância da fonte de luz
32,47,59
. A
profundidade de cura das resinas compostas é limitada devido à atenuação da
irradiação através do próprio material e estruturas adjacentes dos dentes
13
. O tipo
do monômero da resina composta influencia a transmitância da luz. Quanto maior
a quantidade de luz na base da resina composta maior a profundidade de cura e
mais alta será a conversão de polimerização
25
.
A inadequada polimerização dos compósitos tem sido associada com
propriedades físicas inferiores dos compósitos, maior solubilidade, falta de
retenção, e respostas pulpares adversas
5, 19
. O grau de polimerização de uma resina
composta é um importante fator e pode afetar o desempenho clínico do material
30
.
27
É esperado que o aumento na conversão da resina proporcione maior grau de
ligações cruzadas e, portanto resulte em melhores propriedades mecânicas
19,36
.
A extensão da polimerização da resina composta é expressa pelo grau de
conversão de ligações monoméricas C=C em ligações poliméricas C-C. A
extensão da conversão afeta as propriedades físicas do material, que em geral
quanto maior o grau de conversão melhores serão as propriedades do material
16
. O
aumento do grau de conversão da resina leva a maior dureza superficial,
resistência à flexão e módulo de elasticidade, melhora a tenacidade à fratura,
resistência à tração diametral e resistência ao desgaste
36
.
A reação de polimerização de materiais restauradores fotoativados à base
de dimetacrilatos apresenta conversão incompleta das duplas ligações carbônicas,
deixando uma porção significativa de grupos metacrilatos não reagida, ou seja,
não convertidos
13
. A incompleta polimerização da resina composta ocorre, entre
outros motivos, devido à natureza química dos monômeros, que ao promover a
formação de um sólido densamente reticulado em poucos segundos, provoca
também o aumento da viscosidade em toda a matriz orgânica. A alta viscosidade
observada logo nos estágios iniciais da reação química impede que a
polimerização ocorra completamente
2
. Os monômeros residuais que não são
reagidos podem ser facilmente extraídos da massa de resina composta para a
saliva num processo de lixiviação, podendo em conseqüência disso, produzir
reações alérgicas
26
ou estimular o crescimento bacteriano ao redor de
restaurações
44
. Monômeros residuais mergulhados na matriz da resina composta,
28
podem também agir como plastificantes, reduzindo a resistência mecânica da
restauração e aumentando a sorpção
14
.
Nos últimos anos, muita atenção tem sido dada para parâmetros como
intensidade da fonte de luz, tempo de cura, método de aplicação da luz, e presença
de umidade no campo restaurador
20, 21
. Entretanto pouco interesse tenha sido dado
às propriedades dos compósitos diretamente colocados em diferentes condições
térmicas. Isso é bastante surpreendente considerando as conhecidas vantagens do
calor nas propriedades físicas das restaurações indiretas
21
.
Lovell et al.
35
(1999) estudaram o efeito da intensidade de luz, temperatura
e a composição da resina composta no processo de polimerização e verificaram
que tanto a temperatura quanto a intensidade de luz estão diretamente
relacionados com o grau máximo de conversão. A temperatura aumenta a
mobilidade molecular e consequentemente o grau de conversão. Com relação à
composição, os autores afirmam que o TEGDMA é um excelente diluente uma
vez que aumenta a mobilidade do meio, entretanto essa alta reatividade é devido à
presença do BisGMA. Portanto, concluem que a quantidade de BisGMA tem
grande influência no mecanismo e cinética de polimerização.
Com o objetivo de melhorar as propriedades físicas das resinas compostas
os fabricantes têm aumentado a concentração de carga desse material.
Infelizmente o aumento da quantidade de carga, aumenta a viscosidade
dificultando a adaptação marginal
22,23
. A reação de polimerização à temperatura
bucal é autolimitante, principalmente devido ao aumento na viscosidade do
sistema
58
. A redução da viscosidade da resina composta sem alterar sua
29
composição original poderia aumentar o grau de conversão, produzindo assim um
polímero com propriedades físicas superiores e ao mesmo tempo melhores
características de manipulação. O dispositivo “Calset” foi desenvolvido para
aquecer os compules de resina composta, diminuindo a viscosidade dos
compósitos, sendo este procedimento denominado de técnica de
fotopolimerização térmica. O princípio dessa técnica se baseia no pré-
aquecimento moderado de compules de resina composta às temperaturas de 37º,
54º ou 60ºC antes da fotoativação
22,23
.
O uso da resina composta em dentes posteriores é comum nos últimos
anos, porém alguns problemas como contração de polimerização, desconforto pós-
operatório, sensibilidade da técnica, microinfiltrações, sorpção de água, variável
grau de cura e pouca resistência ao desgaste ainda existem
55
. O uso de resinas
compostas flow tem sido proposto para melhorar problemas com selamento e
adaptação marginal em restaurações classe II, entretanto a baixa viscosidade dos
compósitos flow é adquirida pela diminuição da quantidade de carga o que
compromete o desempenho físico e mecânico das restaurações
21,55,56
. O uso do
“Calset” para pré-aquecimento das resinas compostas microhíbridas antes da
fotooativação é uma alternativa. Este pré-condicionamento aumenta o
escoamento, melhora a adaptação dentro dos ângulos do preparo sem diminuir as
propriedades físicas dos compósitos
21,55
melhora a taxa de conversão, com
melhora da resistência a fratura, e reduz o tempo de cura em 50%
21
. Assim o pré-
aquecimento pode proporcionar uma restauração de resina composta mais durável.
O pré-aquecimento da resina composta proporciona uma significante diminuição
30
na infiltração marginal cervical das restaurações quando comparada com as
cavidades preparadas com resina composta a temperatura ambiente ou com resina
flow
1,56
.
A polpa dental é um tecido altamente vascularizado e sua viabilidade pode
ser comprometida durante preparos cavitários. A dentina tem uma baixa
condutibilidade térmica, mas em preparos profundos o potencial de danos a polpa
é maior devido ao aumento da área tubular. O aumento de temperatura durante o
processo de fotopolimerização pode colocar em perigo a polpa dental
29
. Zach,
Cohen
60
(1965) in vitro em animais relataram que danos irreversíveis ocorrem
quando a temperatura dentro da câmara pulpar aumenta por 5,5
o
C. O uso na
clínica de resina composta pré-aquecida deve ser utilizado com critério, pois o
aquecimento da dentina em preparos profundos pode levar a danos irreversíveis a
polpa.
A variação da temperatura intrapulpar in vitro em cavidades classe V de
pré-molares restaurados com resina composta a temperatura ambiente ou pré-
aquecida a 54ºC ou 60ºC foram avaliadas. A temperatura foi avaliada nos
seguintes estágios restauradores: início da inserção do compósito, final da
inserção, final da adaptação, início e final da fotoativação. Os resultados
mostraram que houve diferenças significativas nos valores de temperatura
intrapulpar, porém maior variação de temperatura foi notada no final da inserção e
da adaptação da resina composta pré-aquecida. Entretanto, essas diferenças foram
na ordem de menos de 1ºC. A grande variação de temperatura intrapulpar ocorreu
no estágio final da fotoativação, na qual houve um aumento de mais 5ºC em
31
comparação com os valores basais em ambos os casos. O maior risco a saúde
pulpar ocorreu durante a fotoativação
15
.
Entre outros parâmetros, a temperatura tem uma importante influência na
dureza dos compósitos
6
, e também tem um significante efeito sobre a conversão
imediata obtida por compósitos curados por luz
33
. O pré-aquecimento da resina
composta pode aumentar a fluidez significativamente, a qual poderia melhorar a
capacidade de adaptação do compósito às paredes do preparo cavitário. Além
desse fator, o aumento da temperatura que, em geral, acelera reações químicas,
também poderia aumentar o grau de conversão dos monômeros, com menor
tempo de fotoativação
28
. Estudos recentes indicam um significante aumento na
conversão e na taxa máxima de cura dos compósitos pré-aquecidos
14, 54
. O pré-
aquecimento da resina composta antes da polimerização aumenta
significativamente a conversão do monômero e admiti a redução do tempo de
exposição à luz, resultando em similar, ou melhor, conversão quando comparados
com compostos irradiados a temperatura de 22
o
C
14
.
A propriedade de dureza é uma das mais importantes para comparar
materiais restauradores, é definida como uma resistência à identação ou
penetração permanente na superfície. É a medida da resistência à deformação
plástica e é mensurada como uma força por unidade de área de identação
11
, sendo
conveniente ser aplicado para determinar a dureza de pequenas áreas e de
materiais duros
11, 57
.
Alguns dos métodos mais comuns de teste de dureza dos materiais
restauradores são Brinell, Knoop, Vickers, Rockwell, Barcol e teste de dureza de
32
Shore A, cada um difere discretamente um do outro e apresenta algumas
vantagens e desvantagens. Os vários testes de dureza diferem no material que
produz a identação, na geometria e na carga. A escolha de um teste de dureza
depende do material de interesse, da faixa de dureza esperada e do grau desejado
da localização
11
. O teste de dureza Vickers consiste em um identador de diamante
em formato de pirâmide de 136º é forçado para dentro do material com uma
aplicação de carga definida. As duas diagonais da identação são medidas usando a
microscopia e suas médias são calculadas. É conveniente ser aplicado para
determinar a dureza de pequenas áreas e de materiais duros
11, 57
.
Existe um grau de correlação entre o grau de conversão e microdureza
31
,
sendo que um dos métodos indiretos mais utilizados para se verificar o grau de
polimerização das resinas compostas é o teste de dureza
17,18
. Em geral quanto
maior o grau de conversão melhor serão as propriedades do material
36
. É esperado
que o aumento na taxa de conversão proporcione maior grau de ligação cruzada, e,
portanto resulte em melhores propriedades mecânicas
19,36,54
, entretanto deve-se
lembrar que as propriedades mecânicas dos materiais são dependentes das
características da rede polimérica, como a densidade de ligações cruzadas, e estas
não são equivalentes à conversão
4
.
O grau de conversão dos monômeros das resinas compostas tem sido
considerado como um dos fatores predominantes de suas propriedades físicas e
mecânicas, podendo indicar a qualidade de polimerização. Rueggeberg, Craig
46
(1988) compararam vários métodos empregados para determinar a profundidade
de polimerização e concluíram que a maior sensibilidade às diferenças de
33
comportamento das resinas compostas avaliadas foi proporcionada pela análise de
espectroscopia do infravermelho e pelos testes de dureza. Os valores de dureza e o
grau de conversão decrescem com o aumento de espessura da resina composta.
Após avaliar o efeito do pré-aquecimento da resina composta no grau de
conversão e no stress residual, encontrou-se o GC das amostras na superfície de
52.08% em temperatura ambiente, 58.6% em 40
o
C, 64.7% em 50
o
C e 68, 3% em
60
o
C. Os valores do grau de conversão em 2 mm de profundidade foram 50.06%
em amostras confeccionadas a temperatura ambiente, 57.62, 63.14 e 66.26% nas
amostras pré-aquecidas a 40
o
C, 50
o
C e 60
o
C. O aumento do grau de conversão
ocorre pela diminuição da viscosidade e mobilidade molecular em polímeros com
ligações cruzadas aumentando a taxa de polimerização e o stress de contração. O
stress de contração e o GC são diretamente proporcionais ao aumento de
temperatura. Então, dentro das limitações desse estudo o pré-aquecimento da
resina composta pode não ser um método recomendado para aumentar a
conversão do monômero
42
.
34
2 PROPOSIÇÃO
35
O objetivo desse trabalho foi investigar a influência do pré-aquecimento de
uma resina composta anterior a fotopolimerização analisando o grau de conversão
e a dureza imediata do material em função de dois fatores: variação de
temperatura e fonte fotopolimerizadora. No comportamento das resinas compostas
usando a técnica de “fotopolimerização térmica” será avaliado:
- se a redução da viscosidade da resina composta sem alterar a composição
original aumenta o grau de conversão do monômero;
- se esse polímero pré-aquecido terá propriedades mecânicas superiores.
36
3 CAPÍTULO 1
37
Análise da dureza Vickers de uma resina composta em função do pré-
tratamento térmico e da fonte de luz fotoativadora
Analysis of the Vickers hardness of composite resin as function of the pre-
heat treatment and different curing-lights
Autores: E.G. Saade,
a*
M. C. Bandeca,
a
A.N.S. Rastelli,
b
V.S. Bagnato,
b
S.T.
Porto-Neto
a
.
a
University of São Paulo State, Araraquara School of Dentistry, Department of
Restorative Dentistry, Rua Humaitá, 1680, Araraquara-SP, 14801-903, Brazil.
b
São Carlos Physics Institute, University of São Paulo, Trabalhador São Carlense
Avenue 400, São Carlos-SP, 13566-970, Brazil.
*
Corresponding Author: E.G. Saade, Departament of Restorative Dentistry,
Araraquara School of Dentistry, University of São Paulo State, Rua Humaitá,
1680, Araraquara-SP, 14801-903, Brazil.
email: [email protected]
38
Resumo
O objetivo desse trabalho foi analisar a propriedade mecânica de dureza de
uma resina composta submetida a variações de temperatura previamente à
fotoativação com dois tipos de fonte de luz (LCU) diferentes. Cinco amostras
(4mm de diâmetro e 2 mm de espessura) para cada grupo (n=5) foram
confeccionadas com a resina composta pré-aquecidas a 37 ºC, 54ºC e 60ºC. As
amostras foram fotoativadas com uma fonte de luz halógena de quartzo-tungstênio
(QTH -) e uma fonte com diodos emissores de luz azul (LED) durante 40s de
exposição. Imediatamente as amostras foram submetidas ao teste de dureza
Vickers (VHN) nas superfícies do topo da base. Considerando a interação entre a
fonte de luz polimerizadora e as diferentes temperaturas da resina composta,
somente a fonte de luz teve influência nos resultados da dureza inicial da resina
composta. A fonte de luz LED apresentou valores mais homogêneos entre a
dureza do topo e da base das amostras. Não houve diferença estatisticamente
significante nos valores de dureza com as diferentes temperaturas utilizadas para
as resinas compostas. De acordo com esses resultados, o pré-aquecimento da
resina composta não influenciou os valores de dureza Vickers, entretanto o LED
azul mostrou uma cura mais homogênea do que o a fonte QTH.
Palavras chaves: dureza; resina composta; temperatura de cura, profundidade de
cura.
PACS: 47.54.Fj; 62.20.Qp; 68.35.Gy
39
1. Introdução
Desde a introdução da resina composta com a formulação do BIS-GMA
por Bowen
1
em 1963, existiu um significante avanço nas propriedades mecânicas
das resinas compostas, muitos esforços têm sido feito para melhorar o seu
desempenho clínico [1]. A resina composta fotoativada é basicamente uma matriz
orgânica (polímero), com partículas inorgânicas, fotoiniciadores, inibidores e
agentes corantes [2]
Inicialmente, o sistema de fotoativação da resina composta utilizava a luz
ultravioleta. Esse sistema posteriormente foi substituído pela luz halógena de
quartzo-tungstênio (QTH), pois a luz ultravioleta apresenta baixa capacidade de
penetração, danos aos tecidos orais e aos olhos expostos por longo período.
Atualmente os aparelhos utilizados para fotoativar os compósitos podem ser: o
Plasma Arc [3], o laser de íon argônio (light amplification by stimulated emission
of radiation) [4]. Entretanto os aparelhos comumente usados são os convencionais
de luz halógena de quartzo-tungstênio (QTH) e mais recentemente os diodos
emissores de luz (LED).
As propriedades mecânicas de uma resina composta estão diretamente
relacionadas à qualidade de sua polimerização [5]. A profundidade de cura da
resina composta depende do tempo de exposição à luz, da intensidade de
irradiação [6-10] e da quantidade de luz visível transmitida através do material
[11]. Para uma completa polimerização é importante que a fonte de luz emita
radiação com comprimento de onda útil para os fotoiniciadores presentes nos
40
compósitos dentais, sendo o mais utilizado a canforoquinona (CQ) [12],
que
absorvem luz azul em 450 a 500nm [9].
A inadequada cura dos compósitos tem sido associada com suas
propriedades físicas inferiores, maior solubilidade, falta de retenção, respostas
pulpares adversas [13-15], reduzida biocompatibilidade e excessivo desgaste [16]
podendo afetar o desempenho clínico do material [15,17]. A efetividade de cura
pode ser avaliada diretamente ou indiretamente. Um dos métodos indiretos mais
utilizados para se verificar o grau de polimerização das resinas compostas é o teste
de dureza [18,19]. De acordo com alguns trabalhos na literatura, existe um alto
grau de correlação entre o grau de conversão e microdureza [16]. Em geral quanto
maior o grau de conversão melhor serão as propriedades do material [20]. O grau
de conversão é influenciado significantemente pela densidade de potência e tempo
de irradiação das LCUs [15].
Para a confecção de uma restauração em resina composta muita atenção é
dada aos parâmetros como intensidade da fonte de luz, tempo de cura, método de
aplicação da luz, e presença de umidade no campo restaurador [21-22]. Pouco
interesse tem sido dado às propriedades dos compósitos diretamente colocados em
diferentes condições térmicas [22].
Com o objetivo de melhorar as propriedades físicas dos compósitos, os
fabricantes têm aumentado a concentração de carga dos compósitos, entretanto
maior quantidade de carga aumenta a viscosidade dificultando a adaptação
marginal. Um dispositivo denominado “Calset” foi desenvolvido para aquecer as
resinas compostas, diminuindo a viscosidade dos compósitos. Esse procedimento
41
foi denominado de técnica de fotopolimerização térmica. O princípio dessa
técnica se baseia no aquecimento moderado da resina composta às temperaturas
de 37º, 54º ou 60ºC previamente à fotoativação para melhorar as características de
manipulação e adaptação [21,23]. A temperatura tem um significante efeito sobre
a conversão imediata obtida pela resina composta curada por luz [24]. Assim, o
objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do pré-aquecimento de uma resina
composta a três temperaturas diferentes e fotoativadas por duas fontes de luz, por
meio do teste de dureza Vickers (VHN).
2. Materiais e Métodos
Os grupos investigados neste estudo são apresentados na Tabela 1.
Tabela 1. Grupos experimentais investigados nesse estudo
Grupo Fonte de Luz Temperatura
1 QTH 37
o
C
2 QTH 54
o
C
3 QTH 60
o
C
4 LED 37
o
C
5 LED 54
o
C
6 LED 60
o
C
Foram utilizadas nesse estudo uma fonte de luz QTH Translux CL
(Heraeus-Kulzer, D-6393, número de série: 15/35890, 400 to 500 nm) e uma fonte
de luz azul LED Bluephase (Ivoclar/Vivadent, número de série: 1666128, 380 to
515 nm). A fonte de luz QTH foi utilizada no modo convencional com 650±10
mW/cm
2
por 40 s e a fonte de luz azul LED foi utilizada no modo soft-start for 40
42
s, inicialmente com 600±10 mW/cm
2
por 10 s e 30 s seguintes com 980±10
mW/cm
2
. A potência óptica desses aparelhos foi medida em mW com
potenciômetro (Fieldmaster, Coherent Commercial Products Division, model
number FM, set n° WX65, part number 33-0506 made in USA) e a irradiância em
mW/cm
2
foi calculada dividindo a potência óptica pela área do diâmetro da ponta
ativa do equipamento segundo a fórmula:
A
P
I =
Onde: P = potência em mW (milliwatts); A = área da ponta da luz em cm
2
(centímetro quadrado).
As amostras foram confeccionadas com a resina hibrida Tetric Ceram em
compules (Ivoclar/Vivadent, Schaan, Liechtenstein, cors A
3,
lote J03862). De
acordo com o fabricante sua matriz de monômero é composta de bisphenol
glycidyl metacrilato (Bis-GMA), uretano dimetacrilato (UDMA), e trietilenoglicol
dimethacrylate (TEGDMA) - 20,2% do peso. O conteúdo total de partículas
inorgânicas é 79% do peso ou 60% do volume. O tamanho médio das partículas é
0.7 µm. Conteúdo adicional: catalisador, estabilizador, e pigmentos (0.8% do
peso).
As resinas compostas foram pré-aquecidas no dispositivo Calset (AdDent
Inc. P/N: GS-817. Model:DA-20-20). Essa unidade possui três temperaturas, que
são indicadas por um led na lateral, sendo: verde 37ºC, laranja 54ºC e vermelho
60ºC. Por meio de uma análise com um termistor, verificou-se que o tempo
43
necessário para o dispositivo e a resina composta dentro do compule atingir a
temperatura desejada era de 15 min (Figura 1).
Figura 1. Descrição do tempo que o dispositivo precisa para alcançar a
temperatura.
Para confecção das amostras foi utilizada uma matriz metálica com orifício
central (4mm de diâmetro por 2mm de espessura) de acordo com ISO 4049 [25].
A resina composta foi levada na matriz em um único incremento, uma tira de
poliéster e uma lâmina de vidro foram colocadas sob a superfície da amostra. Um
peso (1kilograma, Kg) com um orifício central circular foi colocado sob a tira
para padronizar as amostras. A ponta do aparelho fotoativador foi posicionada no
centro das amostras sobre a lâmina de vidro, permanecendo a 0.55 mm da resina
composta. As amostras foram fotoativadas por 40s. Em seguida foi testado o
desempenho da amostra no teste de dureza no Microdurômetro MMT-3
44
Microhardness Tester (Buehler Lake Bluff, Illinois USA), equipado com diamante
Vickers (VHN), o qual consiste de um identador de diamante em formato de
pirâmide de 136º onde duas diagonais são medidas [9,26], usando a carga de 50 gf
(força gram) por 30s. Em cada superfície, topo (próximo da fonte de luz) e base
(oposto a fonte de luz) uma impressão por quadrante foi realizada. Os valores de
dureza foram calculados em cada superfície.
Os dados foram submetidos à Análise de Variância a dois critérios fixos
(two-way - ANOVA). Os testes foram realizados ao nível de 5%.
3. Resultados:
A figura 2 mostra a média dos valores de VHN (Kgf/mm
2
) para cada
grupo. A média dos valores de dureza na superfície do topo das amostras
fotoativadas com QTH mostraram maiores valores quando comparados com a
média de valores do LED. As médias dos valores de dureza da superfície da base
mostraram valores menores das amostras fotoativadas com QTH com a mesma
temperatura quando comparadas com o LED azul. Nota-se para as amostras
fotoativadas com o LED azul, um aumento sistemático na variação dos dados com
o aumento da temperatura, o que não se observa nas amostras fotoativadas com
QTH.
45
Figura 2. Médias dos valores de VHN na superfície do topo e da base da
resina composta pré-aquecida fotopolimerizada com a fonte de luz QTH e LED
durante 40 s.
A profundidade de cura das amostras foi encontrada através da média da
proporção topo/base das superfícies. A figura 3 mostra os valores da proporção
topo/base de cada grupo. Observa-se que a média a dureza encontrada no topo e
46
na base são muito próxima para o LED, enquanto para a QTH os valores são em
torno de 25% menores na base.
Figura 3. Média das proporções de VHN na base/topo de cada grupo.
Segundo os resultados da Análise de Variância, o fator fonte
polimerizadora apresentou estatisticamente significante (p<0.0001). O fator
temperatura (p=0.8445) e a interação entre os dois fatores (p=0.8493) não
mostraram diferenças estatisticamente significativas.
4. Discussão
Os valores de dureza e o grau de conversão são inversamente
proporcionais ao aumento da profundidade de cura da resina composta [27]. O
aumento da densidade de energia proporciona maiores valores de grau de
conversão e conseqüentemente melhores propriedades mecânicas [28]. Um
47
aumento na taxa de conversão das duplas ligações de carbono está associado com
maiores valores de dureza [29].
A máxima dureza obtida na superfície dos compósitos tem relação direta
com a intensidade de luz e a profundidade de polimerização [7-9, 30]. Entre os
fatores determinantes do grau de polimerização das resinas compostas, estão a
formulação química do material [30-31], a espessura [10,27], o tempo de
exposição à luz, a intensidade de luz [10, 16, 28, 30-31] e a distância da fonte de
luz [10, 30, 32]. A profundidade de cura das resinas compostas é limitada devido à
atenuação da irradiação através do próprio material e estruturas adjacentes aos
dentes [6]. O tipo do monômero da resina influência a transmitância da luz.
Quanto maior a quantidade de luz na base da resina composta maior a
profundidade de cura e mais alta será a conversão de polimerização [11].
A fonte de luz QTH é utilizada há mais de duas décadas, entretanto o LED
azul é um método alternativo desde 1995. A fonte de luz QTH tem como
desvantagem o curto tempo de vida útil e a geração de calor [33]. Atualmente o
LED tem a capacidade de curar os compósitos e obter propriedades similares aos
curados por QTH e com tecnologia de menor custo, com longa vida útil [31] e
geração de pouco calor. Significante aumento de temperatura ocorre durante o
processo de cura da resina composta usando diferentes unidades de fonte de luz
visível [34-36]. O aumento de temperatura durante a cura dos compósitos com a
fonte de luz QTH é maior do que com o laser argônio e LED azul [36]. A fonte de
luz QTH produz um maior aumento de temperatura do dente do que o LED [35],
48
quando utilizado o LED azul e o arc plasma o aumento de temperatura foi menor
[33].
Com a fonte fotoativadora QTH há uma diferença entre o grau de
polimerização obtido na superfície irradiada, próximo à fonte de luz e as camadas
mais profundas [18]. Um aparelho de luz com menor desempenho pode fotoativar
a superfície do topo da resina composta de maneira tão efetiva quanto um
aparelho fotoativador de maior potência [37]. Em nossa investigação a fonte de
luz QTH mostrou valores médios de dureza na superfície do topo levemente
maiores do que os valores médios obtidos com LED, entretanto os valores de
dureza da base foram em média 25% inferiores, o que mostra que a lâmpada QTH
mesmo com menor irradiância apresentou maior dureza da superfície do topo,
porém valores baixos de dureza na base.
A nova geração dos LEDs possui capacidade suficiente para cura dos
compósitos em semelhante tempo quando comparado com a lâmpada halógena
convencional [31]. Ao comparar a conversão do monômero de um compósito em
diferentes profundidades, polimerizado por diferentes fontes de luz (lâmpada
halógena, LED ou arco de plasma), notou-se que os resultados obtidos para o LED
apresentaram pouca redução no grau de conversão, quando se situavam mais
profundamente, indicando um compósito curado de forma mais homogênea [38].
As amostras curadas pela fonte de luz LED apresentaram valores de dureza iguais
ou superiores comparados as curadas com lâmpada QTH, porém as amostras
curadas por LED apresentaram valores de dureza mais homogêneos entre base e
topo [39]. Assim a energia do LED azul é quase totalmente absorvida pelo
49
material ao longo do procedimento de polimerização, produzindo uma cura mais
uniforme sem comprometer as propriedades mecânicas e químicas do material ao
longo do tempo [40]. Nesse estudo a fonte fotoativadora LED proporcionou
maiores valores de dureza na base do que a lâmpada QTH. Isto pode ser explicado
devido ao fato do LED em nesse estudo apresentar maior intensidade de potência
final, maior profundidade de penetração da luz sendo mais absorvida, o que
promove uma cura mais uniforme da resina composta.
A diminuição dos valores de dureza da base em relação ao topo é
determinada pela baixa intensidade de luz que chega à resina composta. A
densidade de potência é grandemente reduzida durante a passagem da luz na
massa da resina composta, pois há uma dissipação da luz dentro do material
restaurador. A proporção média entre a base e topo de 0.92 é considerada
adequada para o endurecimento da base [16]. Nos nossos resultados os valores da
proporção média base/topo foram superiores a 0.92 nos grupos que foram
fotoativados com LED.
Adequada polimerização é um fator fundamental na obtenção de boas
propriedades físicas e desempenho clínico das resinas compostas [5, 11, 15]. O
grau de conversão do monômero dos compósitos curados por luz depende de
muitos fatores. Um fator é a quantidade de radicais livres formados durante a
irradiação. Então, a energia dispensada no sistema e, consequentemente, o tempo
de irradiação e a densidade de potência são importantes fatores [16].
O uso de monômero rígido, como o Bis-GMA, aumenta a densidade da
ligação cruzada dos polímeros das resinas compostas, conseqüentemente melhores
50
propriedades mecânicas são obtidas quando comparamos a monômeros flexíveis
[41]. O aumento da quantidade de carga aumenta a viscosidade dificultando a
adaptação marginal [21-23, 42-43]. A resina flow é utilizada em restaurações
posteriores para melhorar a adaptação marginal. Entretanto, essa técnica
compromete as propriedades físicas e mecânicas das restaurações, pois a baixa
viscosidade dos compósitos flow existe pela diminuição e alteração do formato da
carga [21,44].
O pré-aquecimento da resina composta reduz a sua viscosidade, melhora o
escoamento do material permitindo uma melhor adaptação nas áreas marginais
dos preparos sem alterar sua composição original e suas propriedades físicas e
mecânicas [21-23, 42-43]. O pré-aquecimento das resinas compostas levemente
acima da temperatura do corpo pode melhorar a profundidade de cura do material,
melhorar a taxa de conversão e reduzir o tempo de cura em 50% [21,44]. O
aumento da temperatura das resinas compostas tem significante efeito na cinética
da polimerização. Tanto o efeito térmico direto na polimerização como na
viscosidade do material podem contribuir para o aumento de taxa de conversão
[43]. Com o aumento da temperatura do compósito antes da fotoativação a
mobilidade dos radicais é maior em decorrência da redução da viscosidade do
sistema proporcionando um aumento da taxa de conversão do monômero [45]. É
esperado que o aumento na taxa de conversão proporcione maior grau de ligação
cruzada, e, portanto resulte em melhores propriedades mecânicas [14, 20, 43].
Entretanto, devemos lembrar que as propriedades mecânicas dos materiais são
51
dependentes das características da rede polimérica, como a densidade de ligações
cruzadas, e estas não são equivalentes à conversão.
Neste estudo notamos uma melhora na viscosidade do material ao
aumentar a temperatura. Os compósitos nas temperaturas de 54
o
C e 60
o
C
foram
manipulados mais facilmente, apresentando melhor escoamento e melhor
adaptação na matriz. Entretanto, o aumento de temperatura não teve interferência
significante nos resultados de VHN. Para a fonte de luz LED houve um pequeno
aumento sistemático na variação dos dados com o aumento da temperatura, porém
não houve diferença significativa (p= 0.05).
Considerando a interação entre a fonte de luz e o pré- aquecimento da
resina composta somente a fonte de luz teve diferença estatística nos resultados de
VHN. Os resultados obtidos nesse trabalho são indicativos que o tipo e a
intensidade da fonte de luz influenciam na profundidade de cura do material. A
luz LED proporcionou valores mais homogêneos entre as médias, pois a diferença
da dureza da base e do topo foi pequena. O LED foi capaz de promover uma
fotoativação mais uniforme, evitando discrepâncias entre as superfícies de base e
o topo. O aumento da temperatura não apresentou evidências estatisticamente
significativas de influência nos valores da dureza.
5. Conclusão
Intensas pesquisas estão direcionadas para melhorar as propriedades das
resinas compostas odontológicas, pois esse material é amplamente utilizado na
clínica diária. Atualmente a unidade de fonte de luz LED é muito utilizada e
52
apresenta bons resultados na polimerização dos compostos odontológicos. A
unidade de fonte de luz LED mostrou uma cura homogênea em toda a superfície
da resina composta e bons valores de dureza Vickers. O pré-aquecimento das
resinas compostas anterior a cura não influenciou os valores de dureza, entretanto
mais estudos devem ser direcionados para avaliar o efeito do tratamento térmico
anterior a fotoativação com objetivo de melhorar as propriedades físicas e
mecânicas das resinas compostas.
6. Agradecimentos
Esse estudo foi suportado pela CAPES Brasil. A resina composta e o
aparelho de luz LED utilizado nesse estudo foi gentilmente cedido pela
Ivoclair/Vivadent.
7. Referências
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56
4 CAPÍTULO 2
57
Influência do pré-aquecimento da resina composta e da fonte de luz no
grau de conversão monomérica
Influence of pre-heating Resin Composite and light-curing units on
monomer conversion
Autores: E.G. Saade,
a*
M. C. Bandeca,
a
A.N.S. Rastelli,
a,b
V.S. Bagnato,
b
S.T.
Porto-Neto
a
.
a
University of São Paulo State, Araraquara School of Dentistry, Department of
Restorative Dentistry, Humaitá St., 1680, Araraquara-SP, 14801-903, Brazil.
b
São Carlos Physics Institute, University of São Paulo, Trabalhador São Carlense
Avenue 400, São Carlos - SP, 13566-970, Brazil.
*
Corresponding Author: E.G. Saade, Departament of Restorative Dentistry,
Araraquara School of Dentistry, University of São Paulo State, Rua Humaitá,
1680, Araraquara - SP, 14801-903, Brazil. E-mail: [email protected]
Relevância clínica
O resultado desse estudo indicou que o pré-aquecimento da resina
composta não melhorou significantemente o grau de conversão e não foram
observadas diferenças no grau de conversão com as diferentes fontes de luz
utilizadas.
Resumo
O objetivo desse estudo foi avaliar o grau de conversão de uma resina
composta submetida ao aquecimento previamente à fotoativação com dois tipos
58
de fonte de luz (LCU) diferentes. Cinco corpos-de-prova (n=5) com 4 mm de
diâmetro e 2 mm de espessura foram confeccionados com a resina composta
Tetric Ceram
®
(Ivoclar/Vivadent) a temperatura ambiente (25
o
C) e pré-aquecidas
a 37
o
C, 54
o
C e 60
o
C. Os corpos-de-prova foram fotoativados com fonte de luz
halógena (QTH) e diodos emissores de luz azul (LEDs) durante 40s de exposição.
Após a fotoativação os corpos-de-prova foram triturados, prensados com KBr
(Brometo de Potássio) e analisados em espectrofotômetro FT-IR (Nexus-470)
equipado com detector TGS na faixa de 4000 – 300 cm
-1
, utilizando acessório de
refletância difusa operando com 32 scans, resolução de 4 cm
-1
acoplado a
microcomputador servidor. Os espectros foram obtidos pela técnica de
transmissão observando-se os picos de absorbância. O percentual de duplas
ligações carbônicas não convertidas (%C=C) foi determinado pela taxa de
intensidade de absorção entre ligações C=C em 1.637cm
-1
e ligações C-C em
1.610 cm
-1
, antes e após a polimerização. Os dados foram submetidos à estatística
por meio da análise de variância e depois do teste de Kruskal-Wallis. Este estudo
demonstrou que não foram observadas diferenças estatisticamente significativas
no grau de conversão para as diferentes fontes de luz (QTH e LEDs). Com o
aumento de temperatura não foi observado aumento significativo no grau de
conversão. Neste estudo não foram observadas evidências de que ambos, fonte de
luz e temperatura influenciaram o grau de conversão.
1. Introdução
59
Resinas compostas à base de monômeros dimetacrilatos são utilizadas no
tratamento restaurador há mais de 40 anos. Este compósito é um dos materiais
mais estudados nas últimas décadas, o que proporciona uma significante melhora
em suas propriedades ópticas, físicas e mecânicas, tornando-o um excelente
material para restaurações diretas em dentes anteriores e posteriores
1
.
Um dos componentes das resinas compostas é uma matriz polimérica,
onde o polímero é representado por uma molécula extensa formada por repetidas
unidades menores denominadas monômeros. Os monômeros utilizados em
Odontologia são geralmente líquidos e durante o processo de polimerização eles
se convertem para o estado sólido
1
.
A extensão pela qual o monômero é transformado em polímero é
denominada grau de conversão (GC). A polimerização do monômero Bis-GMA
ocorre com a união da dupla ligação de carbono dos dois grupos metacrilatos
1,2
.
O grau de polimerização de uma resina composta é um importante fator e
pode afetar o desempenho clínico do material
3
. É esperado que o aumento na
conversão proporcione maior número de ligações cruzadas, portanto resulte em
melhores propriedades mecânicas
4,5
. O grau de conversão dos monômeros
influencia as propriedades físicas e mecânicas das resinas compostas
6,7,8
, as quais
dependem da formação da cadeia polimérica
6,8
, entretanto, as propriedades
dependem da alta densidade das ligações cruzadas do polímero formado
7
. A
formulação química da resina composta
9
, o tempo de exposição à luz e a
intensidade de luz dos aparelhos fotoativadores são fatores determinantes no grau
60
de conversão
2,9,10
. Adequada polimerização é um fator crucial na obtenção de
propriedades físicas e no desempenho clínico das resinas compostas
11
.
Os sistemas de fotoativação inicialmente utilizavam luz ultravioleta,
porém devido a sua baixa capacidade de penetração e danos aos tecidos orais e
aos olhos expostos por longos períodos, foram substituídos pela luz halógena
(QTH). Mais recentemente o arco de plasma
12
, o laser (light amplification by
stimulated emission of radiation) de argônio e os diodos emissores de luz (LEDs)
também foram desenvolvidos para fotoativar materiais resinosos. Entretanto, por
mais de duas décadas, a fonte de luz mais comumente utilizada foi a halógena. O
uso do LED é um método alternativo utilizado desde 1995
13
. O LED hoje é
considerado como uma fonte de luz capaz de curar os compósitos promovendo
propriedades similares às obtidas pela luz halógena
9
.
Alguns estudos demonstram uma correlação positiva entre GC e o
comportamento das propriedades mecânicas das resinas compostas
4,5,7,14
. O
aumento no GC também melhora a biocompatibilidade do material reduzindo a
quantidade de monômeros residuais liberados no meio oral. Monômeros não
reagidos podem ser facilmente extraídos da massa da resina composta para a
saliva num processo de lixiviação podendo produzir reações alérgicas
6,11,15
e ou
estimular o crescimento bacteriano ao redor das restaurações
16
. Monômeros
residuais na matriz da resina composta agem como plastificantes, reduzindo a
resistência mecânica da restauração e aumentando a sorpção
17
. Existe relação
direta entre GC e tempo de exposição à irradiação
7,18
. Entretanto, não podemos
desprezar o fato de que a relação entre GC e tempo de exposição à irradiação não
61
é linear. Existe a tendência de o GC estabilizar
18,19
após 10J/cm
2
de exposição à
irradiação
19,15
.
A temperatura tem efeito significante sobre a conversão imediata obtida
por compósitos fotoativados
20
. O dispositivo “Calset” foi desenvolvido para
aquecer os compules de resina composta, diminuindo a viscosidade dos
compósitos, sendo este procedimento denominado de técnica de
fotopolimerização térmica. O princípio dessa técnica se baseia no pré-
aquecimento moderado de compules de resina composta às temperaturas de 37º,
54º ou 60ºC previamente à fotoativação
21,22
. O aumento da temperatura que, em
geral, acelera reações químicas, pode aumentar o grau de conversão dos
monômeros, com menor tempo de fotoativação. O pré-aquecimento da resina
composta pode aumentar a fluidez significativamente, a qual poderia melhorar a
capacidade de adaptação do compósito às paredes do preparo cavitário
23
. Estudos
na literatura mostram que a conversão do monômero aumenta significantemente
com o aumento da temperatura, quando as resinas compostas são pré-aquecidas
antes da fotoativação
17,24,25
.
Entretanto, pouco foi estudado com relação ao pré-aquecimento das
resinas compostas previamente à fotoativação, bem como o uso de diferentes
fontes de luz após o pré-aquecimento. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o
grau de conversão de uma resina composta híbrida submetida ao pré-aquecimento
a três temperaturas e fotoativadas por diferentes fontes de luz (QTH e LED). A
hipótese testada foi se o aumento de temperatura da resina composta previamente
62
à fotoativação e as duas fontes de luz podem aumentar significativamente o grau
de conversão.
2. Materiais e Métodos
Os corpos-de-prova foram confeccionados com compules da resina
composta hibrida Tetric Ceram
®
(Ivoclar/Vivadent, Schaan, Liechtenstein, lote
J03862) na cor A
3
. De acordo com o fabricante sua matriz é composta por bisfenol
A-diglicidil éter dimetacrilato (BisGMA), dimetacrilato de uretano (UDMA) e
trietilenoglicol dimetacrilato (TEGDMA) - 20,2% em peso. A quantidade de
partículas de carga inorgânica é de 79% em peso ou 60% em volume (tamanho
médio das partículas de 0.7 µm). Contém: catalisadores, estabilizadores e
pigmentos (0.8% em peso).
Foram utilizadas duas fontes fotoativadoras, uma de luz halógena e uma
LED (Tabela 1). A potência óptica desses aparelhos foi medida utilizando-se
potenciômetro (Fieldmaster, Coherent Commercial Products Division, model
number FM, set n° WX65, part number 33-0506 made in USA) e a irradiância foi
calculada por meio da seguinte fórmula:
A
P
I =
onde: P= potência mW (milliwatts); A = área da ponta da luz em cm
2
(centímetro
quadrado).
63
Tabela 1. Características das fontes de luz utilizadas
Tipo
de
luz
Unidade
fotoativadora
Número
de série
Comprimento
de onda
Modo de
ativação
Densidade
de
potência
(mW/cm
2
)
QTH
Translux CL
(Heraeus
Kulzer)
D-6393,
15/35890
400 a 500 nm
convencional
700±10
(40s)
LED
Bluephase
(Ivoclair
Vivadent)
1666128
380-515 nm
“soft-start”
660±10
(10s)
1200±10
(30s)
Os compules de resina composta foram pré-aquecidos no dispositivo
“Calset” (AdDent Inc. P/N: GS-817. Model: DA-20-20). Esse dispositivo opera
sob 3 diferentes temperaturas, que são indicadas por um led na porção lateral,
sendo: verde 37ºC, laranja 54ºC e vermelho 60ºC. Por meio de análise com
termistor, verificou-se que o tempo necessário para o dispositivo e a resina
composta dentro do compule atingir a temperatura desejada era de 15 min (Figura
1).
64
Figura 1. Avaliação e descrição do tempo que o dispositivo necessita para
alcançar as diferentes temperaturas.
Para a confecção dos corpos-de-prova foi utilizada uma matriz metálica
com orifício central (4 mm de diâmetro por 2 mm de espessura) de acordo com a
norma ISO 4049
26
. A matriz metálica foi posicionada sobre placa de vidro, sendo
fixada uma tira de poliéster para promover lisura da superfície de base dos corpos-
de-prova. A resina composta Tetric Ceram
®
em compules foi levada à matriz em
um único incremento, posicionando outra tira de poliéster na superfície de topo.
Sobre a matriz, foi posicionada uma lâmina de vidro (0.5mm) e peso de 1 kg com
orifício central, para compactar e padronizar os corpos-de-prova. A ponta das
fontes de luz foi colocada sobre a lâmina e acionada por 40s. Após a fotoativação,
65
os corpos-de-prova foram armazenados em recipiente à prova de luz devidamente
identificados.
Imediatamente após a fotoativação, os corpos-de-prova foram triturados, e
5 mg da resina composta e 100 mg Brometo de Potássio (KBr) foram misturados e
colocados em um dispositivo metálico (pastilhador) prensado com 10 t por 1
minuto obtendo-se uma pastilha. Essas pastilhas foram levadas ao
espectrofotômetro Nexus-470 (Thermo Nicolet). A espectroscopia de
infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) analisa os corpos-de-prova das
resinas compostas curadas e não curadas usando acessório de reflectância de
difusão. As medidas foram registradas operando em modo absorbância nas
seguintes condições: 32 scans, em 4 cm
-1
resolução, e 300 a 4000-cm
-1
comprimento de onda. O GC foi calculado a partir da relação dos picos de C=C
dos grupos metacrilatos que não foram alterados e os picos C-C do anel aromático
dos corpos-de-prova curados e não curados usando a técnica padrão
27
. O GC foi
determinado com a seguinte fórmula:
Os Grupos experimentais foram divididos de acordo com as duas fontes
fotoativadoras utilizadas: fonte de luz halógena e LED e as temperaturas da resina
composta: ambiente 25°C (controle), 37°C, 54°C e 60°C. Foram confeccionados 5
corpos-de-prova por Grupo experimental (n=5) (Tabela 2).
(1637 cm
-
1
/ 1610 cm
-
1
) curadas
(%)GC = 1 - x 100
(1637 cm
-1
/ 1610 cm
-1
) não curadas
66
Tabela 2. Grupos investigados
Grupo
Fonte de Luz Temperatura
1
2
QTH
QTH
25
o
C
37
o
C
3 QTH 54
o
C
4 QTH 60
o
C
5 LED 25
o
C
6 LED 37
o
C
7
8
LED
LED
54
o
C
60
o
C
Os dados foram submetidos à Análise de Variância e depois ao teste não
paramétrico de Kruskal-Wallis ao nível de significância de 5%.
67
3. Resultados
Figura 2. Espectros para a resina composta curada com LED as diferentes
temperaturas e não curada.
Tabela 3. Médias dos valores de GC dos Grupos estudados
Temperatura
QTH
LED
25
o
C
65.0 (± 4,33)
65.9 (± 4,08)
37
o
C 65.9 (
±
4,22) 66.5 (
±
3,89)
54
o
C 66.9 (± 4,06) 66.9 (
±
3.53)
60
o
C 68.1 (± 4,12) 67.7 (
±
3.43)
A Tabela 3 apresenta os resultados de GC dos grupos investigados, onde
foram variadas a fonte de luz e a temperatura. Observa-se que os valores médios
68
entre os grupos são muito semelhantes. Os grupos 1 e 5, onde a resina composta
se apresentava a 25ºC mostraram maior variação nos resultados. Os valores
médios obtidos sugerem um pequeno aumento sistemático no grau de conversão,
quando a resina composta foi pré-aquecida. Sob 25ºC, a fonte de luz LED parece
apresentar valores médios mais altos.
A análise por meio do Teste de Kruskal-Wallis foi dividida em dois
estágios: análise para cada tipo de fonte de luz e entre as temperaturas; e a análise
entre tipos de fonte de luz. O teste para a fonte de luz halógena (QTH) apresentou
valor de p de 0,141. Para a fonte de luz LED o valor de p foi de 0,147. Em ambos
os casos, pode-se dizer que não existiram evidências de diferenças no grau de
conversão entre as temperaturas. Considerando este resultado, e avaliando a
influência do tipo de fonte de luz, o valor de p foi de 0,830, i.e., também
sugerindo não haver diferenças entre os tipos de fonte de luz.
4. Discussão
O termo “grau de conversão” aplicado para resina composta refere-se à
conversão de duplas ligações carbônicas monoméricas para ligações carbônicas
simples poliméricas
1,28
. O grau de conversão é medido pelo percentual de ligações
duplas de carbono consumidas.
Entre os fatores determinantes do grau de polimerização das resinas
compostas estão à formulação química do material
9
, o tempo de exposição à luz, a
densidade de potência
9,10,18
e a distância da fonte de luz
29
, o aumento da
temperatura
17,20,24,30
. Uma polimerização inadequada promove propriedades
69
físicas inferiores, aumento da microinfiltração com conseqüente aparecimento de
cáries recorrentes
15,16
, irritação pulpar
15
, solubilidade no meio oral
15,17
, e a
lixiviação de monômeros não reagidos podendo produzir reações alérgicas
6
.
O aumento da conversão do monômero geralmente melhora as
propriedades dos materiais poliméricos e compósitos, por isso ele é utilizado para
avaliar os compósitos dentais
17,20,24,30
. É conhecido que o GC das resinas
compostas é incompleto a temperatura ambiente
17
. Muitos estudos mostram que
com o aumento da temperatura a conversão do monômero ocorre maior e mais
rapidamente
17,20,24,30
. O aumento do tempo de exposição da irradiação aumenta a
temperatura influenciando a mobilidade dos radicais
2
.
Diferentes fontes de luz podem promover alterações no grau de conversão
das resinas compostas. Atualmente os LEDs são a fonte de luz mais utilizada. Esta
fonte de luz tem capacidade suficiente para curar resinas compostas em tempo
semelhante à luz halógena
9
. Uma das grandes vantagens do uso dos LEDs para
fotoativação é o aumento de temperatura que se mostra significativamente menor,
quando comparado com a luz halógena
9,15
.
Na fotoativação, diferentes modos são utilizados com o objetivo principal
de promover a diminuição do stress de polimerização. A polimerização no modo
“soft-start” é importante e permite à fase pré-gel um crescimento da cadeia
polimérica lento e ordenado e a redução do stress interfacial pela plasticidade
interna durante a cura mais lenta
31
. Os diferentes modos de fotoativação podem
resultar em grau de polimerização semelhante, porém com uma estrutura
molecular diferente em relação à densidade das ligações cruzadas e com
70
propriedades mecânicas diferentes
32
. Estudos têm demonstrado correlação entre
GC e o modo de fotoativação, tempo de exposição
33
e densidade de potência da
fonte de luz
14
. Em nosso estudo o modo de fotoativação não mostrou influência
estatisticamente significativa nos resultados de grau de GC da resina composta.
Ambas, fonte de luz halógena, com modo de fotoativação convencional, e LED no
modo “soft-start” apresentaram valores similares nos Grupos com as mesmas
temperaturas.
Para melhorar as propriedades físicas dos compósitos os fabricantes têm
aumentado a concentração de carga dos compósitos, aumentando
conseqüentemente a viscosidade e dificultando a adaptação marginal. A redução
da viscosidade da resina composta aumenta a mobilidade dos radicais, o que pode
aumentar o grau de conversão, produzindo um polímero com propriedades físicas
superiores, e ao mesmo tempo com melhores características de manipulação
21,22
.
O uso de resinas compostas flow tem sido proposto para melhorar
problemas com selamento e adaptação marginal em restaurações classe II,
entretanto a baixa viscosidade dos compósitos flow é adquirida pela diminuição da
quantidade de carga o que compromete o desempenho físico e mecânico das
restaurações
34,35,36
. O uso do “Calset” para aquecimento das resinas compostas
previamente à fotoativação aumenta o escoamento do material, melhora a
adaptação nos ângulos do preparo, sem diminuir as propriedades físicas dos
compósitos
34,35
, melhora a taxa de conversão, com melhora da resistência à
fratura, e reduz o tempo de cura em 50%
35
. O pré-aquecimento da resina composta
aumenta significativamente a conversão do monômero e possibilita a redução do
71
tempo de exposição à luz, resultando em similar, ou melhor, conversão quando
comparados com compostos irradiados a temperatura de 22
o
C
17
. Em nosso estudo
não houve um aumento considerável significante no grau de conversão com o
aumento da temperatura, quando comparado ao Grupo controle de 25
o
C (65%) e
ao com maior temperatura ( 60
o
C - 68%).
O pré-aquecimento da resina composta proporciona significante
diminuição na infiltração marginal cervical das restaurações, quando comparada
com as cavidades preparadas com resina composta a temperatura ambiente ou
com resina flow
36,37
. Além disso, aumenta o grau de conversão quando
comparados com a temperatura ambiente. O aumento do grau de conversão ocorre
pela diminuição da viscosidade e mobilidade molecular em polímeros com
ligações cruzadas aumentando a taxa de polimerização e o stress de contração
25
. A
transformação de um material inicialmente viscoso para um sólido viscoelástico é
acompanhada por significante contração volumétrica e aumento no módulo de
elasticidade, gerando stress na interface dente-restauração
18
. O stress de
contração e o GC são diretamente proporcionais ao aumento de temperatura
25
.
Quanto maior o grau de conversão serão melhores as propriedades do material
polimérico, entretanto maior será o stress de contração durante a polimerização
31
.
Com o aumento da temperatura, a viscosidade dos compósitos diminui,
aumentando os radicais livres e a mobilidade dos monômeros
7,17,24,25,30,38
. A
freqüência de colisão de grupos ativos e radicais não reagidos também aumenta
com elevadas temperaturas, quando está é inferior a temperatura de transição
vítrea
17
. O aumento da temperatura de polimerização aumenta a conversão dos
72
monômeros dimetacrilatos, porém até um limite de temperatura. Depois de
alcançar esse limite, a conversão dos monômeros diminui com o subseqüente
aumento da temperatura. Para os monômeros como o BisGMA esta temperatura é
próximo de 90
o
C
39
. A diminuição da conversão do monômero em excessivas
temperaturas ocorre devido à evaporação do reagente e degradação do
fotoiniciador
24
. Nos nossos resultados o grau de conversão não aumentou
significantemente com o aumento a temperatura. Com o aumento da temperatura
houve uma estabilização no GC. A composição da resina composta utilizada
também pode ter influenciado nos resultados.
Clinicamente devemos levar em consideração no uso da resina composta
pré-aquecida se o aquecimento irá alterar a temperatura intrapulpar ao ser
colocado no interior da cavidade dental. Um aumento da temperatura pulpar
acima de 5,5
o
C pode causar injúrias irreversíveis significantes na polpa
40
. O uso
da resina composta pré-aquecida (54 ou 60
o
C) aumenta suavemente (menos de
1
o
C) os valores da temperatura intrapulpar, quando comparado com a resina
composta à temperatura ambiente
41
. A maior variação de temperatura (mais de
5
o
C) ocorreu com a aplicação da unidade fotoativadora halógena, causando maior
risco a saúde pulpar durante a fotoativação
41
. Mais estudos devem ser
direcionados para o uso das resinas compostas com segurança, para não ocorrer
nenhum dano a vitalidade pulpar.
A técnica de fotopolimerização térmica, da maneira como é feita
atualmente, agrega muito pouco às propriedades finais do grau de conversão das
resinas compostas e representa clinicamente um passo operatório a mais, além do
73
custo adicional para aquisição do dispositivo aquecedor. O aquecimento gerado
por essa técnica e pela fotoativação pode provoca uma geração de calor durante a
colocação dos incrementos de resina composta, que dependendo da espessura da
dentina remanescente poderá causar aumento da temperatura intrapulpar e
consequentes danos pulpares. Entretanto a diminuição na viscosidade do material
colabora para uma melhor adaptação marginal da resina composta na cavidade.
As limitações da resina composta e a influência da temperatura nas reações
químicas já estão bem estabelecidas na literatura, sendo assim, com o objetivo de
melhorar as propriedades desse material, mais estudos devem ser direcionados
utilizando o pré-aquecimento anterior a fotoativação e as propriedades desse
material.
5. Conclusão:
Os resultados obtidos neste estudo rejeitam a hipótese pesquisada. O
aumento de temperatura não aumentou significantemente o GC da resina
composta testada. As fontes de luz halógena e LED não apresentaram diferenças
estatisticamente significantes no grau de conversão. Em nosso estudo não existem
evidências de que o tipo de fonte de luz empregada ou a temperatura influenciem
no GC. Apesar do aumento da temperatura apresentar um pequeno aumento nas
médias do GC, este não foi estatisticamente evidente em nosso trabalho. O pré-
aquecimento previamente à cura não influenciou nos valores de GC, entretanto
mais estudos devem ser realizados para avaliar o efeito do tratamento térmico
74
previamente à fotoativação e a sua influência nas propriedades físicas e mecânicas
das resinas compostas.
6. Agradecimentos
Esse estudo foi financiado pela CAPES (Brasil). A resina composta e a
fonte de luz LED utilizada nesse estudo foram gentilmente cedidas pela
Ivoclair/Vivadent.
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80
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
81
A resina composta é um dos materiais mais intensamente utilizado na
clínica diária, sendo, portanto muito pesquisado em relação as suas propriedades
mecânicas, físicas e biológicas.
A unidade fotoativadora de diodos emissores de luz azul (LED) é uma
realidade na fotoativação das resinas compostas, e atualmente possui uma
excelente capacidade de polimerização quando comparado com a unidade de luz
halógena de quartzo-tungstênio (QTH).
A polimerização de uma resina composta pode ser medida através de um
método indireto e um direto como o teste de dureza e o grau de conversão
respectivamente.
Na avaliação da dureza Vickers (VHN) das amostras a unidade LED
apresentou resultados mais uniformes entre o topo e a base, mostrando que a
unidade LED teve maior poder de penetração, possibilitando uma polimerização
por igual na espessura total de 2 mm da amostra.
As amostras curadas com a unidade de QTH mostraram um valor um
pouco maior de dureza no topo quando comparado com a unidade LED, porém a
média de VHN na base foi menor do que do topo, evidenciando a baixa
capacidade de penetração dessa luz.
Quando verificado o grau de conversão as unidades fotoativadoras LED e
QTH não apresentaram diferenças estatisticamente em seu desempenho obtido
pelas amostras. Apresentando valores de conversão em média de 66% (±3,9) para
as amostras curadas com as duas unidades fotoativadoras.
82
Embora o aumento da temperatura diminua a viscosidade dos compósitos,
melhore a adaptação nos preparos cavitários, aumente os radicais livres e a
mobilidade dos monômeros, entretanto em nosso estudo ela não alterou
estatisticamente os resultados.
O pré-aquecimento das resinas compostas anterior a fotoativação não
influenciou nos valores de VHN e do GC. Em termos de tendência houve um
pequeno aumento na conversão do monômero, porém estatisticamente não foi
significativo, o que não inviabilize a sua indicação.
A técnica de fotopolimerização térmica, da maneira como é feita
atualmente, agrega muito pouco às propriedades finais do grau de conversão e
dureza das resinas compostas e representa clinicamente um passo operatório a
mais, além do custo adicional para aquisição do dispositivo aquecedor.
Diante das limitações dessa pesquisa e no intuito de melhorar as
propriedades físicas e mecânicas das resinas compostas, mas estudos devem ser
direcionados para avaliar o efeito do tratamento térmico anterior a fotoativação
deste material, para orientação aos meios acadêmicos e profissionais específicos.
83
6 REFERÊNCIAS
84
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92
7 ANEXOS
93
Tabela 1A - Médias (desvio padrão) de VHN obtidos para as superfícies de topo e
base
Temperatura
Unidade de Luz
QTH LED
Topo Base Topo Base
37
o
C
47,21 (0,90)
34,50 (4,41)
45,63 (0,97)
44,64 (1,83)
54
o
C 48,19 (2,35) 34,78 (5,58) 46,06 (1,91) 45,94 (3,45)
60
o
C 48,93 (1,45) 36,94 (2,85) 42,79 (3,23) 42,40 (4,25)
Tabela 2A - Médias (Desvio Padrão) da razão base/topo obtidas
Temperatura
Unidade de Luz
QTH LED
37
o
C
0.7325 (0,10)
0,9823 (0,09)
54
o
C 0,7204 (0.09) 1,0014 (0,10)
60
o
C 0,7578 (0,09) 0,9978 (0,13)
94
Tabela 3A - Médias (desvio padrão %) do grau de conversão obtidos para as
amostras
Temperatura
Unidade de Luz
QTH LED
25
o
C
65.0 (4,33)
65.9 (4,08)
37
o
C 65.9 (4,22) 66.5 (3,89)
54
o
C 66.9 (4,06) 66.9 (3.53)
60
o
C 68.1 (4,12) 67.7 (3.43)
.
FIGURA 1A - ESQUEMA DE CONFECÇÃO DOS CORPOS DE PROVA.
Luz fotopolimerizadora
Peso de 1 kg
Tira de poliéster
Matriz metálica
Lâmina de vidro
Placa de vidro
95
FIGURA 2A – DISPOSITIVO AQUECEDOR DE RESINA
COMPOSTA
96
Autorizo a reprodução deste trabalho.
(Direitos de publicação reservado ao autor)
Araraquara, 18 de fevereiro 2009.
ESTHER GOMES SAADE
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