Os compósitos bulkfill são a nova classe de compósitos resinosos introduzidos no mercado, que seguem a tendência de compósitos de baixa-contração. Chegaram com o intuito de simplificar e agilizar os procedimentos restauradores por meio da inserção de incrementos de 4 a 5 mm de profundidade, conseguindo grau de conversão em grande profundidade e menor contração e tensão de polimerização. As primeiras mudanças feitas nos compósitos bulkfill para aumentar o grau de conversão se deram nas partículas de carga, dada pelo aumento de tamanho e decréscimo em quantidade nos compósitos do tipo fluido, reduzindo a área de interface carga-matriz, o que acaba por reduzir a dispersão de luz e aumentar a transmissão de luz azul em profundidade, seguidas de mudanças na composição monomérica, aumentando o peso molecular e adição de sistemas iniciadores mais reativos (Moszner et al., 2008; Ilie e Bucuta, 2013). Estes compósitos são, portanto, baseados em tecnologias de novos monômeros que aliviam a tensão, por meio de moduladores químicos de polimerização, pelo uso de fotoiniciadores mais reativos, diferentes tipos de partículas, como pré-polímeros, capazes de absorver as tensões, e fibras de vidro, que aumentam a resistência, além de modificações nas propriedades ópticas, obtendo maior translucidez para permitir maior transmissão de luz quando aplicados em grandes incrementos (Howard et al., 2010; Ilie & Hickel, 2011; Bucuta e Ilie, 2014; Goracci et al., 2014; Harlow et al., 2016).
A alteração química dos monômeros pode se dar pela substituição do Bis- GMA por monômeros de baixa viscosidade (Peutzfeldt, 1997; Burgess e Cakir, 2010; Ilie e Hickel, 2011; Czasch e Ilie 2011; Flury et al., 2012) como BisEMA, dimetacrilatos uretanos alifáticos (UDMA), dimetacrilatos uretano parcialmente aromáticos, ou metacrilatos altamente ramificados (Moszner et al., 2008), apresentando resultados de diminuição de tensão de polimerização de até 70% (Burgess e Cakir, 2010; Giachetti et al., 2011). Hoje já existem inúmeros compósitos bulkfill no mercado, com diversidade de composição monomérica, a fim de permitir as melhores propriedades necessárias, como maior profundidade de polimerização pela maior translucidez (Lassila et al., 2012) e menor tensão de polimerização, com índice de refração semelhante à carga. O compósito SDR Posterior Bulk Fill Flowable Base (Denstply
Caulk, Milford, DE, USA) contém UDMA modificado, TEGDMA, EBADMA (Dimetacrilato Bisfenol A etoxilado), o compósito Tetric EvoCeram Bulkfill (VOCO, Cuxhaven, Germany), contém BisGMA, BisEMA e UDMA. Além destes, outros compósitos, como o Venus Bulkfill (HerausKultzer, Hanau, Germany), que é composto de UDMA e EBADMA, o X-tra Base (VOCO, Cuxhaven, Germany), contendo UDMA e BisEMA e Filtek Bulkfill (3M ESPE, Rio de Janeiro, RJ, Brasil), utilizando BisGMA, BisEMA, UDMA, resina de procrilato e SonicFill (Kerr, Orange, CA, USA), composta de BisGMA, TEGDMA e EBADMA, dentre outros.
Desde o advento da fotopolimerização, o grau de conversão se tornou o principal responsável pelo sucesso clínico das restaurações (Ruyter e Oysaed, 1982), pois a energia de luz transmitida pelo aparelho fotoativador diminui drasticamente quando transmitida através de compósitos resinosos (Price et al., 2000), portanto, como a profundidade de polimerização é um fator importante em compósitos bulkfill, tornando o número de prótons que atingem a base da cavidade significativamente menor que o número de prótons que atingem a superfície, causando redução no grau de conversão, principalmente quando se aumenta a distância entre a superfície e a base da restauração. Redução no grau de conversão leva à redução das propriedades físico-mecânicas e aumenta a sorção e solubilidade, reduzindo a vida útil do compósito (Ferracane et al., 1997; Sideridou e Achilias, 2005). Para isto são tomadas algumas medidas que permitem aumentar a profundidade de polimerização dos compósitos, como aumento da concentração, do espectro de absorção e da reatividade do sistema iniciador, fonte de luz mais potentes, maior translucidez e cor do material, tamanho e tipo das partículas, e composição dos monômeros (Leloup et al., 2002; Polydorou et al., 2008; Rueggeberg et al., 2011; Harlow et al., 2016).
A CQ produz somente um radical livre, causando menor rendimento de polimerização (quantidade de monômero polimerizado por radical). Por este motivo alguns compósitos bulkfill usam monômeros mais reativos, que produzem mais radicais por unidade de iniciador, como os derivados de dibenzoil germânio (Neumann et al., 2006; Moszner et al., 2008). Este fotoiniciador é do tipo Norrish I, pois não necessita de outra molécula para gerar radical livre e são capazes de polimerizar mais rapidamente e em maior profundidade. Apesar de a maioria dos iniciadores do tipo I serem excitados por comprimentos de onda menores de 420 nm, o dibenzoil germânio é ativado com comprimentos de onda de até 450 nm (Moszner et al., 2008; Cramer et al., 2011; Randolph et al., 2014), que corresponde ao comprimento de onda na região
de luz visível do violeta (350 < 425 nm). Para isto, foram criados os LEDs de terceira geração, que fornecem múltiplos comprimentos de onda com maior intensidade, atingindo maiores profundidades. No entanto, alguns autores não indicam este tipo de fonte de luz para restaurações grandes ou de incremento único devido à posição espacial da fonte de luz violeta no aparelho, que não teria a capacidade de fornecer o mesmo comprimento de onda de maneira uniforme para toda a restauração, podendo afetar a qualidade da polimerização (Price et al., 2010; Price et al., 2014; Issa et al., 2016; Magalhães et al., 2016; Rueggeberg et al., 2016; Rocha et al., 2017).
Para garantir que mais prótons atinjam áreas mais profundas do compósito e ativem mais moléculas iniciadoras, o aumento da translucidez também é necessário, sendo possível por meio da redução do conteúdo de carga inorgânica associado ao aumento do tamanho destas partículas (Rueggeberg, 2011; Bucuta e Ilie, 2014). A transmissão da luz no compósito depende da quantidade de dispersão e absorção desta. Em materiais com grande área de interface carga-matriz, como ocorre em compósitos contendo muitas partículas pequenas, ocorre maior dispersão de luz, e portanto, menor transmissão devido às diferenças no índice de refração de ambas (Czasch e Ilie, 2013; Bucuta e Ilie, 2014). Partículas com índice de refração semelhante ao da matriz tendem a aumentar a translucidez do meio (Azzopardi et al., 2009). Em estudo realizado por Tarle e colaboradores (2015), a maior translucidez dos compósitos, associado às maiores partículas de carga, diminuíram a superfície de contato entre carga e matriz orgânica, reduzindo a dispersão e permitindo maior penetração dos prótons no material.
Quando se avaliou a profundidade de polimerização de compósitos bulkfill, esta foi melhor que a profundidade de polimerização do compósito convencional Tetric EvoCeram, dos quais o compósito comercial SonicFill foi semelhante ao compósito convencional, seguida da Tetric EvoCeram Bulkfill e SDR, sendo as maiores profundidades de polimerização alcançadas pelos compósitos X-tra base e Venus Bulk Fill (Benetti, 2015). Em geral os compósitos fluidos apresentaram maior contração de polimerização e profundidade de polimerização. Já a avaliação da contração de polimerização de diferentes compósitos mostrou que um compósito convencional (Tetric EvoCeram) teve a menor contração, similar ao compósito bulkfill SonicFill, seguido dos compósitos bulkfill fluidos SDR e X-tra base, com contração intermediaria, sendo a Venus Bulk Fill com a maior contração dentre os materiais (Benetti, 2015).
Em outro estudo, realizado por Ilie e Stark (2014), foi avaliada a profundidade de polimerização de três compósitos comerciais, onde o compósito X- tra base alcançou as melhores propriedades mecânicas, seguido do SonicFill e Tetric EvoCeram Bulkfill, de maneira que o compósito X-tra base também alcançou o melhor grau de conversão devido a sua maior translucidez em relação com compósito Tetric EvoCeram Bulkfill, sendo a pior transmissão de luz obtida pelo compósito SonicFill, que é comparável à de compósitos convencionais.
A formação de fendas pode ser resultado da excessiva tensão de contração na interface, que pode ser consequência da taxa de polimerização e magnitude da contração (Davidson e Feilzer, 1997; Braga et al., 2005), sendo difíceis de se prever, já que o alto módulo de elasticidade e maior deformação plástica sugerem maior acumulo de estresse na interface, quando usados compósitos bulkfill. Em analise para verificar a integridade marginal de compósitos bulkfill em relação aos compósitos convencionais, realizados com a técnica incremental, não houve diferença entre a formação de fendas para os compósitos (Roggendorf et al., 2011). No entanto, em outro estudo, a formação de fendas foi maior para X-tra base e Venus Bulk Fill quando comparado com compósito convencional. Não foi observada diferença entre o compósito convencional e SDR e Tetric EvoCeram Bulkfill ou SonicFill (Benetti, 2015). A complexidade entre os fatores geradores de tensão (monômeros e carga da composição do material, modulo de elasticidade, fluidez) podem ser agravados quando usados em cavidades com alto fator-C e em cavidades profundas ou amplas (Van Ede et al., 2013, Van Ende et al., 2013). Em outro estudo, compósitos bulkfill mostraram redução na deflexão de cúspides quando comparado com compósitos convencionais, inseridos com a técnica incremental, bem como melhor integridade marginal (Moorthy et al., 2012; Roggendorf et al., 2011), além de também prevenirem problemas encontrados na técnica incremental, como a possibilidade de incorporação de ar e de contaminação entre as camadas, sendo mais compactos (Flury et al., 2012; Par et al., 2015).
Os primeiros compósitos do tipo bulkfill foram do tipo fluido, apresentando resultados promissores com menor contração de polimerização e tensão quando comparado com compósitos convencionais (Braga et al., 2003; Ilie & hickel, 2011; Tauböck et al., 2014), quando normalmente compósitos nesta consistência mais fluida contraem mais que os compósitos convencionais (Labella et al., 1999; Chuang et al., 2001; Lee et al., 2010). Isto se deve principalmente à alta fluidez dos monômeros que
aliviam a tensão interna antes de atingir o ponto gel, momento no qual a tensão começa a se desenvolver (Davidson et al., 1997; Versluis et al., 1998). Os resultados de testes de resistência da união, profundidade de polimerização, grau de conversão e resistência a flexão foram igualmente bons (Czasch e Ilie, 2013; Van Ende et al., 2013; Finan et al., 2013). No entanto, por apresentar menor conteúdo de carga inorgânica, estes compósitos apresentam menor dureza de superfície e módulo de elasticidade, necessitando de camada de cobertura com espessura de 2 mm com compósito convencional (Ilie et al., 2013), como por exemplo o primeiro compósito
bulkfill comercializado, o SDR Posterior Bulk Fill Flowable Base (Dentsply, Konstanz,
Germany; in US: SureFil SDR Flow).
Segundo informações técnicas do fabricante (Dentsply), a capacidade de polimerização em maior profundidade do “SDR” se dá pela capacidade de alivio de tensão, pela fluidez do sistema, pela maior translucidez (Lassila et al., 2012) e incorporação de grupos fotoativos na matriz (Ilie e Hickel, 2011), denominado pelo fabricante de “modulador de polimerização”, que controlam a cinética de polimerização. Outros fabricantes anunciaram profundidade de polimerização que variam de 4 mm (Tetric EvoCeram Bulkfill, Ivoclar-Vivadent, Schaan, Liechtenstein) a 5 mm (SonicFILL, Kerr, Orange, CA, USA).
Apesar da grande profundidade de polimerização, devido às características mecânicas e estéticas dos compósitos bulkfill de baixa viscosidade, há indicação de acrescentar um compósito convencional recobrindo os compósitos bulkfill. Outros compósitos bulkfill de maior viscosidade foram desenvolvidos para eliminar a necessidade de camada de cobertura (Ellakwa et al., 2007; Ilie e Hickel, 2011; El-Safty et al., 2012). Assim, a restauração pode ser realizada com única resina composta, sendo estes materiais inseridos em único incremento, para mimetizar a anatomia dental e facilitar ainda mais a técnica; porém, poucos estudos avaliando as características desta classe de compósitos bulkfill foram realizados até poucos anos atrás (Ilie et al., 2013; Bucuta e Ilie, 2014; Alrahlah et al., 2014; Furness et al., 2014; Goracci et al., 2014).
O compósito Tetric EvoCerem Bulkfill é um compósito compactável, que apresenta algumas características próprias, como os Isofiller, que são partículas pré- polimerizadas para alívio de tensão. Outras modificações ocorreram no sistema fotoativador pela presença do Ivocerin, além da canforoquinona, a adição do Lucerin
TPO, que age como intensificador da polimerização, permitindo polimerização mais rápida e em maior profundidade (Ivoclar Vivadent AG, Schaan, Liechtenstein).
Este compósito apresenta baixos valores de tensão quando comparado a outros compósitos comerciais (Sunbul et al., 2016) e está relacionado com a presença das partículas de carga pré-polimerizadas (Isofillers), que reduzem o módulo de elasticidade, e atenuam as forças durante a contração (Jang et al., 2014; Fronza et al., 2015). Na literatura estão presentes estudos onde os valores da resistência da união deste compósito foram equivalentes (Van Ende et al., 2012; Mandava et al., 2017) ou abaixo da média (Van Ende et al., 2016; Silame et al., 2017) encontrada para outros compósitos bulkfill, atribuindo tamanha variação às diferentes metodologias utilizadas. Além disto, constatou-se menor grau de conversão a partir de 2 mm de profundidade deste compósito, sendo muito reduzido na base de cavidades de 4 mm, atribuído à baixa penetração dos comprimentos de ondas curtos (violeta) (Fronza et al., 2015; Harlow et al., 2016).
Alguns fatores, como a profundidade do preparo, podem dificultar a polimerização na base da cavidade, reduzindo a resistência da união (Price et al., 2000; Ilie et al., 2013), pois a capacidade de polimerização do material depende da capacidade de transmitir luz em profundidade e da cinética de polimerização (Leprince et al., 2013; Bucuta e Ilie, 2014). Deste modo, pode ocorrer atenuação da absorção de luz e maior dispersão (McCabe e Carrick, 1989; Musanje e Darjell, 2006), de maneira que poucos prótons alcançam as partes mais profundas do compósito, diminuindo assim o grau de conversão na base (Finan et al., 2013) bem como a copolimerização com a camada adesiva (Oyama et al., 2012), tornando as propriedades mecânicas inferiores (Peutzfeldt e Asmussen, 2005).
A possibilidade de usar monômeros com capacidade elastomérica pode melhorar a união em cavidades com alto fator-C, por meio da substituição do monômero convencional UDMA por um que apresente preferencialmente melhores propriedades mecânicas, menor tensão de contração e índice de refração semelhante às partículas de carga, garantindo profundidade de polimerização adequada e maior longevidade (Esstech Inc., Essington, PA, EUA). Estes monômeros elastoméricos (Exothane™, Esstech) representam um dos mais recentes avanços na tecnologia dos monômeros à base de uretanos de dimetacrilatos. Testes prévios divulgados pelo fabricante (Esstech) revelaram que as propriedades mecânicas como a tenacidade à fratura, dureza, cor, resistência à tração e alongamento podem ser superiores ao
UDMA convencional. Além disso, possuem baixa contração volumétrica, baixa tensão de contração e alta taxa de conversão, com algumas propriedades melhoradas como o alto alongamento molecular e dureza. Modificações na molécula, não especificadas pelo fabricante, tornam esses monômeros versáteis, segundo o próprio fabricante, com ampla possibilidade de utilização, aumentando a resistência e durabilidade de materiais em várias áreas da indústria, podendo ser utilizados em materiais resinosos odontológicos mas também em dispositivos médicos, produtos cosméticos, revestimentos, formulação de gel para unhas e adesivos (Esstech). No entanto, para aplicações odontológicas, um estudo foi realizado utilizando este monômero para formulação de adesivos odontológicos, que devido à característica altamente hidrófoba, o uso de Exothane não foi promissor, reduzindo a resistência da união em consequência da pouca interação entre primer e bond experimental (Munchow et al., 2014).
3 PROPOSIÇÃO
O objetivo neste estudo foi avaliar a influência do tipo e concentração de diferentes tipos de monômeros à base de uretano na resistência da união à microtração e adaptação interna de compósitos resinosos bulkfill experimentais inseridos em cavidades tipo Classe I.
As hipóteses testadas no estudo foram:
1. Compósitos bulkfill experimentais contendo monômero Exothane 24 apresentariam maior resistência da união que compósitos com UDMA.
2. Compósitos bulkfill experimentais contendo monômero Exothane 24 apresentariam melhor adaptação interna que compósitos com UDMA.
3. O aumento da concentração dos monômeros uretanos produziria compósitos com maior resistência da união.
4. O aumento da concentração dos monômeros uretanos produziria compósitos com melhor adaptação interna.
4 MATERIAL E MÉTODOS
Foram utilizados 70 terceiros molares humanos hígidos (n=10), com tamanho mésio-distal mínimo de 9 mm e vestíbulo-lingual de 6 mm, coletados após aprovação do comitê de ética em pesquisa da Faculdade de Odontologia de Piracicaba – UNICAMP (protocolo CAAE: 61779616.0.0000.5418) (Anexo 1). Após coleta, os dentes foram limpos para remoção de qualquer tecido, biofilme ou cálculo dental e foram armazenados hidratados e mantidos refrigerados a 4 °C até o uso, por até 90 dias.