Estudo de propriedades físicas e químicas de um novo cimento selador endodôntico

Faculdade de Engenhar ia de Ilha Solteir a Depar tamento de FÌ_{sica e Qu}Ì_mica

PÛ_{s-Gr aduaÁ„o em Ci}Í_{ncia dos Mater iais}

DISSERTA«√O DE MESTRADO

ì_{ESTUDO DE PROPRIEDADES FÕSICAS E QUÕMICAS DE UM NOVO CIMENTO} SELADOR ENDOD‘_NTICOî

Alailson Domingos dos Santos

Or ientador : Pr of. Dr . J o„_{o Car los Silos Mor aes}

Disser taÁ„o apr esentada ‡ _Faculdade

de Engenhar ia do Campus de Ilha Solteir a ñ _{SP, Univer sidade Estadual} Paulista - UNESP, Depar tamento de FÌ_{sica e Qu}Ì_{mica, como par te das}

exigÍ_{ncias par a a obtenÁ„o do T}Ì_tulo

de Mestr e em CiÍ_{ncia dos Mater iais.}

MEMBROS DA BANCA EXAMINADORA DA DISSERTA«√O DE MESTRADO DE ALAILSON DOMINGOS DOS SANTOS

APRESENTADA AO PROGRAMA DE P”_{S-GRADUA«√O EM CIÊNCIA DOS}

MATERIAIS, UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA ìJ⁄LIO DE MESQUITA FILHOîñC¬MPUS DE ILHA SOLTEIRA, EM 12 DE MAR«O DE 2004.

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Jo„o Carlos Silos Moraes Orientador

Prof. Dr. Paulo Amarante de Araujo Faculdade de Odontologia de Bauru - USP

DedicatÛ_{r ia}

Recebi demeus pais, Heleno e Maria , de presente a vida. Entrego pois a eles a vitÛ_{ria por esta conquista. Na simplicidade de sua exist}Í_{ncia me mostraram o valor da busca} e da humildade, e a felicidade do dever cumprido.

Muito obrigado por tudo e para sempre

Aos meus irm„os ì_{Milso, Nice e Leoî, pelo prazer da conviv}Í_{ncia fraterna,} pelo amor que sempre nos uniu, pela graÁa divina da companhia e do apoio, mas especialmente por serem meus IRM√_OS.

A Roselli, a companheira que escolhi para a jornada da vida, quando nos conhecemos elaboramos um projeto familiar, sua compreens„o, apoio e companhia me possibilitou alÁar vÙ_{os maiores, divida comigo os louros desta conquista, ela}È_{t„o sua quanto} minha...

Que eu possa sempre contar com voc

Í

_{, nesta e em outras vidas.}

Aos meus filhos Pedr o, Miguel e J . Eduar do, que na inocÍncia da inf‚_ncia,

muitas vezes se viram privados da minha companhia. A vocÍ_{s, presentes que recebi de DEUS,} minha gratid„o pelo amor incondicional e pela forÁa dos abraÁos infantis, me ensinando diariamente a ter confianÁa no futuro.

Agr adecimentos

ì_{As pessoas passam por nossas vidas, sem terem noÁ„o da responsabilidade e} comprometimento que tÍ_{m ou tiveram na nossa formaÁ„o e escalada pessoal e profissional.} Muitas delas compartilham momentos,...outras, perÌ_{odos inteiros de buscas e}

aprendizagem....

N„_{o importa na verdade a quantidade do tempo dividido, e sim, a qualidade} efetiva resultante deste tempo.

Assim, aproveito a oportunidade para enumerar algumas destas pessoas, que como outras tantas, s„_{o part}Ì_{cipes deste trabalho e co-respons}·_{veis pela minha conquistaî.}

Meus Agradecimentos:

Ao Professor J o„_{o Carlos Silos Moraes, a quem eu aprendi admirar e respeitar, pelo seu}

car·_{ter e pela sua compet}Í_{ncia em ensinar, obrigado pelo apoio, est}Ì_{mulo e compreens}„_{o das} limitaÁıes que a vida me impÙ_{s nesta} ·_{rea t}„_{o diversa a minha formaÁ„o, agradeÁo} imensamente a oportunidade que vocÍ_{me deu de trabalhar ao seu lado.}

A todos os professores do Departamento de FÌ_{sica e Qu}Ì_{mica, e em especial aos professores}

Keyzo, Eudes, Claudio,ìMalmongesî, LaÈ_{rcio, Nelson e Maria}¬_{ngela, que de um modo ou}

e outro estiveram mais presentes nesta jornada.

Ao professor Walter Ver iano ValÈ_{r io Filho, pela ajuda nos c}·_{lculos estat}Ì_{sticos deste}

trabalho.

AoProfessor WalderÌ_{co Mello, meu eterno mestre, te agradeÁo pela minha formaÁ„o cl}Ì_nica

¿_{Luciene G. P. Moraes minha amiga e parceira de estudos, desde a inf}‚_{ncia at}È_este˙_ltimo

degrau por nÛ_{s alcanÁado, um enorme abraÁo.}

¿_{minha grande amiga Angemerli M. B. Teodoro, pela amizade e apoio incondicional em} todos os momentos de dificuldade que passei.

Aos alunos do curso de PÛ_{s-GraduaÁ„o, grandes companheiros de estudos e em especial ao} Augusto Santos (iniciaÁ„o cientÌ_{fica), pela grande ajuda que prestou nos experimentos}

laboratoriais.

As secret·_{rias do Departamento, Nancy de F}·_{tima Villela e Rosemary Galana Gerlim, pelo}

seu carinho e atenÁ„o, durante a nossa convivÍ_{ncia nestes anos.}

Aos tÈ_{cnicos J o}„_{o Batista Mariano de Carvalho,Marli Espizera Sim}ı_{es, Mara Regina de}

Oliveira Silva e Gilberto Antonio de Brito, pelo apoio tÈ_cnico.

AbraÁos afetuosos aos funcion·_{rios do Campus de Unesp de Ilha} Solteira, pelo apoio e carinho com que sempre fui tratado;

S U M Á R I O

1. INTRODUÇÃO ...

2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS ...

2.1. CIMENTO PORTLAND...

2.2. CLNQUER: COMPOSIÇÃO E PROCESSO DE PRODUÇÃO...

2.2.1. COMPOSIÇAO...

2.2.2. PROCESSO DE PRODUÇÃO ...

2.3. IMPORTÂNCIA DO HIDRÓXIDO DE CÁLCIO NOS CIMENTOS

ENDODÔNTICOS...

2.3.1. MECANISMO DE AÇÃO DO HIDRÓXIDO DE CÁLCIO...

2.4. TEMPO DE PRESA...

2.5. ABSORÇÃO ATÔMICA...

2.6. COEFICIENTE DE EXPANSÃO TÉRMICA E EXTENSOMETRIA ...

3. MATERIAIS E MÉTODOS...

3.1. TEMPO DE PRESA...

3.2. LIBERAÇÃO DE IONS CÁLCIO E HIDROXILA...

3.3. EXPANSÃO TÉRMICA...

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO...

4.1. TEMPO DE PRESA...

4.2. LIBERAÇÃO DE ÍONS CÁLCIO E HIDROXILA...

4.3. EXPANSÃO TÉRMICA:...

5. CONCLUSAO ...

7. ANEXO1: DADOS DE PH, CONDUTIVIDADE, CONCENTRAÇÃO DE ÍONS CA E

EXPANSÃO TÉRMICA ...

Lista de Figuras

Figur a 1: A matÈ_{ria prima cl}Ì_{nquer na sua forma original... 7}

Figur a 2: Processo de produÁ„o do clÌ_nquer...11

Figur a 3: Diagrama esquem·tico do espectrofotÙ_{metro de absorÁ„o at}Ù_{mica... 20}

Figur a 4: Lei de Beer: Ioe I s„o intensidades da radiaÁ„o antes e apÛs passar pela amostra, respectivamente... 21

Figur a 5: Curva de calibraÁ„o utilizada para determinar concentraÁ„o de amostras... 21

Figur a 6: ExtensÙ_{metro... 23}

Figur a 7: Ponte de Wheatstone... 24

Figur a 8: Foto mostrando preparaÁ„o de amostras para medida de tempo de presa... 26

Figur a 9: Foto ilustrando como se realiza a medida de tempo de presa... 27

Figur a 10: Instrumentos e materiais utilizados na preparaÁ„o das amostras... 28

Figur a 11: Foto ilustrando momento de preparaÁ„o das amostras... 28

Figur a 13: pHmetro ...30

Figur a 14: CondutivÌ_{metro ...30}

Figur a 15: EspectrÙmetro de absorÁ„o atÙmica... 31

Figur a 16: Material e instrumental utilizados na colagem do extensÙmetro na amostra... 31

Figur a 17: Amostra com extensÙ_{metro colado em sua superf}Ì_{cie.... 32}

Figur a 18: Circuito meia ponte utilizado no estudo de expans„o tÈ_rmica.... 33

Figur a 19: Sistema utilizado para medidas de expans„o tÈ_rmica.... 34

Figur a 20: VariaÁ„o do pH da soluÁ„o aquosa em funÁ„o do tempo de imers„o das amostras MTA e CE... 37

Figur a 21: VariaÁ„o da concentraÁ„o de Ì_{ons Ca na soluÁ„o aquosa em funÁ„o do tempo de imers„o das} amostras MTA e CE... 38

Figur a 22: VariaÁ„o da condutividade elÈ_{trica da soluÁ„o aquosa em funÁ„o do tempo de imers„o das amostras} MTA e CE... 38

LISTAS DE TABELAS

Tabela 1: Tempo de presa... 35

Tabela 2: Medidas de pH, condutividade e concentraÁ„o deÌ_{ons c·lcio ... 36}

Tabela 3: Coeficientes de expans„o tÈ_{rmica obtidos em cada ciclo ... 40}

Resumo

Abstr act

1. INTRODU«√O

Dentro da endodontia, uma das especialidades da odontologia, existem certos procedimentos clÌ_{nicos como por exemplo, reparo de reabsorÁ„o radicular, reparo de} perfuraÁ„o radicular e de furca, apicificaÁ„o, pulpotomia e cirurgias parendodÙ_{nticas, que} necessitam de um cimento selador especÌ_{fico para que se obtenha sucesso no tratamento} clÌ_{nico. O uso deste cimento deve ter como principal objetivo o selamento eficiente das} comunicaÁıes entre o meio interno e externo do dente. Se estas intervenÁıes n„o promoverem um selamento efetivo poder· ocorrer desde pequenas sensibilidades dolorosas atÈ _{a perda do} elemento dental.

Para solucionar estes problemas, existiam atÈ _{1992 v·rios produtos como, por} exemplo, cimentos a base de hidrÛ_{xido de c·lcio}1_{, am·lgama}2,3_{, IRM}2,3,4 _{e ion}Ù_{mero de} vidro2,5, que eram empregados para este fim. Estes materiais deveriam apresentar algumas caracterÌ_{sticas e propriedades f}Ì_{sicas, qu}Ì_{micas e biol}Û_{gicas, tais como: biocompatibilidade,} trabalhabilidade, estabilidade dimensional, radiopacidade, selabilidade, baixa solubilidade nos fluÌ_{dos teciduais, promover regeneraÁ„o tecidual, tempo de presa adequado e ser} antimicrobiano.

Este material causou uma verdadeira revoluÁ„o na endodontia, n„o apenas pelo fato de possuir grande vantagem sobre os outros materiais atÈ _{ent„o utilizados, mas pelo fato de} possuir uma similaridade muito grande com o cimento Portland.

Estas suspeitas comeÁaram quando Wucherpfenning e Green7apÛ_{s an·lise de difraÁ„o} de RX afirmaram que este material era quase idÍ_{ntico ao cimento Portland. A partir desta} data, muitos outros trabalhos, como por exemplo de Estrela et al.8e Holland et al.9,10, vieram avalizar a similaridade levantada por Wucherpfenning.

Com relaÁ„o as excelentes propriedades que este material apresenta como selador, v·rios trabalhos foram publicados mostrando suas vantagens. Como exemplo, Torabinejad et al.11 mostraram que o MTA È _{mais h·bil para evitar infiltraÁıes do que am·lgama e super} EBA quando usado como retroobturador de canais; ANDREASEN et al.12 mostraram a regeneraÁ„o tecidual apÛ_{s o uso do MTA e; Kettering and Torabinejad}13 _{mostraram sua} biocompatibilidade.

Em 1998 este material foi avaliado e aprovado pela FDA (Food and Drugs Administration), e lanÁado comercialmente em 1999 pela Dentsply Tulsa Dental, Oklahomañ

USA, com o nome comercial de ProRoot MTA. Ele È _{composto principalmente de silicato} tric·lcio, silicato dic·lcio, aluminato tric·lcio, ferroaluminato tetrac·lcio, Û_{xido de bismuto e} sulfato de c·lcio dihidratado. Segundo o fabricante, o ProRoot MTA pode ainda conter sÌ_lica cristalina eÛ_{xidos de c·lcio e magn}È_{sio. No Brasil foi lanÁado recentemente pelo Laborat}Û_rio

¬ngelus um produto similar ao ProRoot MTA, com o nome comercial de MTA¬ngelus, que possui basicamente as mesmas caracterÌ_{sticas do produto americano.}

cimentos devem possuir. A presenÁa de hidrÛ_{xido de c·lcio, um produto introduzido na} odontologia pelo dentista Alem„o Herman em 1920, parece ser fator preponderante nestes processos de reparo. Este composto quando em contato com meio aquoso se dissocia emÌ_ons Ca2+eÌ_{ons OH}-_{, a presenÁa destes}Ì_{ons no l}Ì_{quido tissular parece ter relaÁ„o direta com a aÁ„o} antimicrobiana e formaÁ„o de barreira de tecido mineralizado, que associadas promovem o reparo tecidual.

Uma das dificuldades encontradas pelos profissionais no uso do MTAÈ _{a dificuldade} de utilizaÁ„o devido a sua consistÍ_{ncia e o tempo de presa muito longo. Este fato motivou o} desenvolvimento de um novo material selador, aqui intitulado Cimento Experimental (CE). Ele È _constituÌ_{do basicamente de clinquer (mat}È_{ria prima utilizada na fabricaÁ„o do cimento} Portland), sulfato de b·rio e uma emuls„o que tem a funÁ„o de dar ‡ _{mistura uma melhor} consistÍ_{ncia de trabalho.}

A proposta deste trabalho È_{, portanto, estudar algumas das propriedades deste novo} cimento selador, fazendo uma comparaÁ„o com aquelas do MTA-¬ngelus. Desta forma, reporta-se aqui o resultado obtido nos estudos de tempo de presa, liberaÁ„o de Ì_{ons c·lcio e} hidroxila, condutividade e expans„o tÈ_rmica.

Como a matÈ_{ria prima base para se produzir estes cimentos seladores e o cimento} Portland È _{o cl}Ì_nquer, È _{oportuno aqui (pr}Û_{ximo cap}Ì_{tulo) relatar o processo de produÁ„o do} cimento Portland e, conseq¸entemente, o do clÌ_{nquer, bem como sua composiÁ„o e reaÁıes} quÌ_{micas que ocorrem durante o processo. Em seguida discute-se a origem do hidr}Û_{xido de} c·lcio presente nestes cimentos, sua import‚_{ncia no processo de reparo tecidual e como ele}

2. FUNDAMENTOS TE”_RICOS

2.1. CIMENTO PORTLAND

Tecnicamente, pode-se definir cimento como um pÛ _{fino, com propriedades} aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que endurece sob a aÁ„o da ·gua. A arquitetura monumental do Egito antigo j· usava uma liga constituÌ_{da por uma mistura de gesso} calcinado que, de certa forma,Èa origem do cimento.

As grandes obras gregas e romanas, como o Pante„o e o Coliseu, foram construÌ_das com o uso de certas terras de origem vulc‚_{nica, com propriedades de endurecimento sob a}

aÁ„o da·gua. A palavra cimento parece ter origem na Roma antiga, onde os homens a procura de seguranÁa e durabilidade para as edificaÁıes, criavam diversos materiais aglomerantes, que levavam o nome deìcaementumî.

conhece e que possui proporÁıes adequadas da mistura, do teor de seus componentes, tratamento tÈ_{rmico adequado e conhecimento da natureza qu}Ì_{mica dos constituintes.}

O cimento Portland desencadeou uma verdadeira revoluÁ„o na construÁ„o, pelo conjunto inÈ_{dito de suas propriedades de moldabilidade, hidraulicidade (endurecer tanto na} presenÁa do ar como da ·gua), elevada resistÍ_{ncia aos esforÁos e por ser obtido a partir de} matÈ_{rias-primas relativamente abundantes e dispon}Ì_{veis na natureza. No Brasil, a primeira} tentativa de fabricaÁ„o do cimento Portland aconteceu em 1888, quando o Comendador AntÙ_{nio Proost Rodovalho instalou em sua fazenda na cidade de Santo Ant}Ù_{nio, interior de} S„o Paulo, uma pequena ind˙_{stria. A Usina Rodovalho operou de 1888 a 1904 e foi extinta} definitivamente em 1918.

O cimento È _{um material existente na forma de um p}Û _{fino, com part}Ì_{culas de} dimensıes mÈ_{dias da ordem de 50 µm, que resulta da mistura de cl}Ì_{nquer com outras} subst‚_{ncias, tais como o gesso ou esc}Û_{rias siliciosas, em quantidades que dependem do tipo} de aplicaÁ„o e das caracterÌ_{sticas procuradas para o cimento. O cimento normal}È_{formado por} aproximadamente 96% de clÌ_{nquer e 4% de gesso. O cl}Ì_{nquer, principal constituinte do} cimento,È_{produzido por transformaÁ„o t}È_{rmica a elevada temperatura em fornos apropriados,} de uma mistura de material rochoso contendo aproximadamente 80% de carbonato de c·lcio (CaCO3), 15% de diÛxido de silÌcio (SiO2), 3% deÛxido de alumÌnio (Al2O3), e quantidades menores de outros constituintes, tais como o ferro e enxofre. Estes materiais s„o normalmente extraÌ_{dos de pedreiras de calc·rio e argila.}

2.2. CLÕNQUER: COMPOSI«√O E PROCESSO DE PRODU«√O

2.2.1. COMPOSI«√O

silicato dic·lcio (2CaO-SiO2), silicato tric·lcio (3CaO-SiO2), aluminato tric·lcio (3CaO-Al2O3) e ferroaluminato tetrac·lcio (4CaO-Al2O3-Fe2O3). O cimento MTA-¬ngelus È formado por aproxidamente 75% de clÌ_nquer.

Figur a 1: A matÈ_{ria prima cl}Ì_{nquer na sua forma original}

O processo de obtenÁ„o do clÌ_{nquer se inicia nas jazidas de calc·rio e argila de onde} s„o retiradas as matÈ_{rias primas para a sua produÁ„o.}

Os calc·rios s„o constituÌ_{dos basicamente de carbonato de c·lcio (CaCO3) e,} dependendo da sua origem geolÛ_{gica, podem conter v·rias impurezas como magn}È_{sio, sil}Ì_cio, alumÌ_{nio ou ferro. O carbonato de c·lcio} È _{conhecido desde} È_{pocas muito remotas, sob a} forma de minerais tais como a greda, o calc·rio e o m·rmore. O calc·rio È _{uma rocha} sedimentar, sendo a terceira rocha mais abundante na crosta terrestre, perdendo somente para o xisto e o arenito. O elemento c·lcio, que abrange 40% de todo o calc·rio, È _{o quinto mais} abundante na crosta terrestre, apÛ_{s o oxig}Í_{nio, sil}Ì_{cio, alum}Ì_{nio e o ferro.}

O teor de MgO varia neste calc·rio de 0 a 4%. Devido ‡_{maior quantidade de c·lcio a} pedra se quebra com maior facilidade. Este calc·rio, tambÈ_{m por ter menor quantidade de} carbonato de magnÈ_{sio, exige maior temperatura para descarbonatar.}

-Calc·_{rio magnesiano (MgCO3)}

O teor de MgO varia de 4 a 18%. A presenÁa de quantidade maior de carbonato de magnÈ_{sio faz com que este calc·rio tenha caracter}Ì_{sticas bem diferentes do calc}Ì_{tico. O} calc·rio magnesiano necessita de menos calor e uma temperatura menor para descarbonatar do que o calcÌ_{tico. Ele}È_{ideal para fabricaÁ„o de cal.}

-Calc·_{rio dolom}Ì_{tico (CaMg(CO3)2)}

O teor de MgOÈ_{acima de 18% e por isso possui uma temperatura de descarbonataÁ„o} ainda menor do que o calc·rio magnesiano. O uso de calc·rio com alto teor de MgO causa desvantagens na hidrataÁ„o do cimento, por provocar o aumento de volume e formaÁ„o de sais sol˙_{veis que enfraquecem o concreto quando exposto a lixiviaÁ„o (perda de subst}‚_ncias

pelo processo de lavagem).

Quanto as argilas, s„o silicatos complexos contendo alumÌ_{nio e ferro como c·tions} principais, alÈ_{m de pot·ssio, magn}È_{sio, s}Û_{dio, c·lcio, tit}‚_{nio e outros. A escolha da argila}

envolve disponibilidade e relaÁ„o sÌ_lica/alumÌ_{nio/ferro (SiO2/Al2O3/Fe2O3). Em caso de} necessidade, a relaÁ„o entre esses componentes pode ser corrigida empregado-se respectivamente os seguintes produtos: areia, bauxita e minÈ_{rio de ferro.}

2.2.2. PROCESSO DE PRODU«√O

mistura crua para descarbonataÁ„o e clinquerizaÁ„o. O material cru moÌ_{do passa por um} processo de granulometria em peneira ABNT no. 100 (0,150mm).

O processo de moagem consiste na entrada dos materiais dosados, num moinho de bolas ou de rolos, cujo processo ocorre por impacto e por atrito. O material ao entrar no moinho recebe uma corrente de ar ou g·s quente (~220∞_{C), propiciando sua secagem. O} material que entra com umidade em torno de 5% sai com umidade em torno de 0,9% a uma temperatura final de 80oC.

Depois de moÌ_{do este material, fin}Ì_{ssimo, conhecido como farinha crua}È_{estocado em} silos ondeÈ_{feita a homogeneizaÁ„o do mesmo.}

ApÛ_{s a homogenizaÁ„o completada, a farinha crua precisa sofrer processos de} aquecimento. Para que isso ocorra, o material cruÈ _{lanÁado numa torre de ciclones onde, em} fluxo contr·rio, correm gases quentes proveniente da combust„o. Os combustÌ_{veis mais} utilizados para este fim, s„o Û_{leo pesado e carv„o mineral ou vegetal. Neste processo a} temperatura chega a ~1400∞_{C. Nos ciclones ocorre a separaÁ„o dos gases e material s}Û_lido. Os gases s„o lanÁados na atmosfera apÛ_{s passarem por um filtro eletrost·tico onde part}Ì_culas, presentes no g·s s„o precipitadas e voltam ao processo. ApÛ_{s passagem pelos ciclones, o} material entra no forno rotativo onde ocorrem as reaÁıes de clinquerizaÁ„o. Depois desta etapa, o clÌ_{nquer formado}È_{bruscamente resfriado com ar e estocado em silos para a produÁ„o} do cimento. Para melhor entender o processo de clinquerizaÁ„o descreve-se a seguir todas suas etapas.

O processo de clinquerizaÁ„o segue as seguintes etapas: a) EvaporaÁ„o da ·_{gua livre}

Ocorre em temperaturas abaixo de 100∞_{C e no primeiro est·gio de ciclones.}

( )

( )

O

A decomposiÁ„o da dolomita em MgO e CO2 tem inÌ_{cio em 340}∞_{C e medida que o} teor de c·lcio aumenta, tambÈ_{m se eleva a temperatura de decomposiÁ„o.}

) ( ) ( )

( 2

3 s MgOs CO g

MgCO ææÆ +

c) DecomposiÁ„o do carbonato de C·_lcio.

Esta reaÁ„o tem inÌ_{cio em temperatura acima de 805}∞_{C, sendo que a 894}∞_{C e 1 atm de} press„o ocorre a dissociaÁ„o do carbonato de c·lcio puro a.

( )

( )

( )

CaCo3 ææÆ + 2

Esta reaÁ„o de descarbonataÁ„oÈ_{uma das principais para obtenÁ„o do cl}Ì_{nquer, e nela} h· um grande consumo de energia. … imprescindÌ_{vel que a descarbonataÁ„o esteja completa} para que o material penetre na zona de alta temperatura do forno (zona de clinquerizaÁ„o). d) DesidroxilaÁ„o das argilas

As primeiras reaÁıes de formaÁ„o do clÌ_{nquer iniciam-se em 550}∞_{C, com a} desidroxilaÁ„o da fraÁ„o argilosa da farinha crua. A argila perde a·gua combinada, que oscila entre 5 e 7%, dando origem a silicatos de alumÌ_{nio e ferro altamente reativos com o CaO que} est· sendo liberado pela decomposiÁ„o do calc·rio. A reaÁ„o entre os Û_{xidos liberados da} argila e o calc·rio È _{lenta e a princ}Ì_{pio os compostos formados cont}È_{m pouco CaO fixado.} Com o aumento da temperatura a velocidade da reaÁ„o aumenta e os compostos se enriquecem em CaO.

e) FormaÁ„o do 2CaO-SiO2(silicato dic·_lcico)

A formaÁ„o do 2CaO-SiO2 tem inÌ_{cio em temperatura de 900}∞_{C onde s}Ì_{lica livre e} CaO j·reagem lentamente. Na presenÁa de Ferro e AlumÌ_{nio esta reaÁ„o}È_acelerada.

2 2 2

2CaO₊SiO ææÆ CaO-SiO

O silicato tric·lcico inicia sua formaÁ„o entre 1200∞_{C e 1400}∞_{C, cujos produtos de} reaÁ„o s„o 3CaO-SiO2, 2CaO-SiO2, 3CaO-Al2O3 e 4CaO-Al2O3-Fe2O3 e o restante de CaO n„o combinado.

2

2 3

2CaO_-SiO ₊CaOææÆ CaO-SiO

g) Resfriamento

A complementaÁ„o das reaÁıes de clinquerizaÁ„o pode ser afetada pelo resfriamento sofrido pelo clÌ_{nquer. Um resfriamento lento leva a um cimento de baixa qualidade. O} primeiro resfriamento ocorre dentro do forno, apÛ_{s o cl}Ì_{nquer passar pela zona de m·xima} temperatura. Nesta etapa pode ocorrer a decomposiÁ„o do 3CaO-SiO2segundo a reaÁ„o:

livre CaO SiO

Cao SiO

Ca_- ææÆ - +

2 2 2

3

O segundo resfriamentoÈ_{lento e ocorre abaixo de 1200}∞_{C, j·no resfriador.}

A figura 2 mostra resumidamente o processo de produÁ„o do clÌ_{nquer a partir da} retirada dos minerais das jazidas. O inicio se d· com a mineraÁ„o, ou seja, a extraÁ„o do calc·rio e da argila das jazidas, e apÛ_{s isto vem a britagem. Em seguida vem o processo de}

Figur a 2: Processo de produÁ„o do clÌ_nquer

Calc·_{r io}

Br itagem

Ar gila

Br itagem

PrÈ_{-homogeneizaÁ„o}

Moagem

HomogeneizaÁ„o

PrÈ_-aquecimento

For nos

Silo de ClÌ_nquer

Calc·_{r io}

Br itagem

Ar gila

Br itagem Ar gila

Br itagem

PrÈ_{-homogeneizaÁ„o}

Moagem

HomogeneizaÁ„o

PrÈ_-aquecimento

For nos PrÈ_-aquecimento

For nos

prÈ_{-homogeneizaÁ„o, onde ocorre a dosagem dos materiais. Para tanto, estes materiais passam} por moinhos de bola formando a farinha crua, que È _{ent„o armazenada em silos de} homogeneizaÁ„o. ApÛ_{s a homogeneizaÁ„o completada, a farinha passa pelo processo de} tratamento tÈ_{rmico produzindo o cl}Ì_nquer.

2.3. IMPORT¬_{NCIA DO HIDR}”_{XIDO DE C¡LCIO NOS CIMENTOS}

ENDOD‘_NTICOS

Algumas das propriedades dos cimentos seladores endodÙ_{nticos, como poder} antimicrobiano e formaÁ„o de tecido mineralizado parecem ter relaÁ„o direta com presenÁa de hidrÛ_{xido de c·lcio na sua composiÁ„o.}

Os compostos anidros do clÌ_{nquer reagem com a ·gua, por hidr}Û_{lise, dando origem a} numerosos compostos hidratados, dentre eles o hidrÛ_{xido de c·lcio. De forma abreviada s„o} indicadas algumas das principais reaÁıes de hidrataÁ„o:

O 3CaO-Al2O3Èo primeiro a reagir:

O H CaO Al O H CaO O Al

CaO _{2 3} 12 _{2 2} 4 12 ₂

3 _{- + +} ææÆ -

-O 3Ca-O-Si-O2reage a seguir:

(

)

2 2

2 4,5 2,5 2

3CaO_-SiO ₊ H OææÆSiO -CaO- H O+ Ca OH O 2CaO-SiO2reage muito mais tarde:

(

)

2 2

2 3,5 2,5

2CaO_-SiO ₊ H OææÆSiO -CaO- H O+Ca OH

produto na odontologia, como, por exemplo, Nygren19 em 1838 que o utilizou no tratamento de ìfÌ_{stulas dentaisî; pouco depois em 1851 Codman}20 _{tentou us·-lo em um tecido pulpar} comprometido.

O hidrÛ_{xido de c·lcio foi introduzido nos Estados Unidos atrav}È_{s dos trabalhos de} Teuscher & Zander21, em 1938 e Zander22 em 1939, que demonstraram que o hidrÛ_{xido de} c·lcio estimulava a formaÁ„o de ponte de tecido duro sobre a exposiÁ„o pulpar. ApÛ_{s a} segunda Guerra Mundial, as indicaÁıes clÌ_{nicas deste material foram expandidas. Este} produto quÌ_{mico foi considerado por Garcia}23_{, em 1983, como o melhor medicamento para se} induzir a deposiÁ„o de tecido duro e promover a cicatrizaÁ„o da polpa vital e tecidos periapicais.

Desde seu surgimento na odontologia muito tem se estudado e discutido com respeito

‡s suas propriedades, funÁıes e mecanismo de aÁ„o.

O hidrÛ_{xido de c·lcio apresenta-se como um p}Û _{branco e inodoro;}È_{uma base forte de} pH alcalino (~13), peso molecular de 74,08 g/mol e pouca solubilidade (1,2 g/litro de·gua,‡ temperatura de 25∫C).

As propriedades do hidrÛ_{xido de c·lcio derivam de sua dissociaÁ„o i}Ù_{nica em} Ì_ons c·lcio e Ì_{ons hidroxila, sendo que a aÁ„o destes} Ì_{ons sobre os tecidos e as bact}È_{rias explica as} propriedades biolÛ_{gicas e antimicrobianas desta subst}‚_ncia.

relataram em seu estudo, a influÍ_{ncia de diferentes ve}Ì_{culos, no efeito antimicrobiano do} hidrÛ_{xido de c·lcio e o elevado poder bactericida que este composto confere aos} medicamentos usados como curativo intracanal. Estrela et al.27 em 2000, mostraram que o hidrÛ_{xido de c·lcio tem maior poder antimicrobiano quando comparado ao MTA, Cimento} Portland, Sealapex e Dycal. V·rios outros trabalhos, como exemplo Fisher28(1972), DiFore et al.29 (1983), Forsten e Soderling30 (1984), Lado et al.31(1986), MacComb e Ericson32 (1987), investigam esta aÁ„o antimicrobiana do hidrÛ_{xido de c·lcio.}

Com relaÁ„o a propriedade que o hidrÛ_{xido de c·lcio possui de induzir a formaÁ„o de} tecido mineralizado, Silva et al.33 (1997), relataram que os cimentos endodÙ_{nticos devem} induzir um selamento apical, e que existe uma tendÍ_{ncia em se usar cimentos que possuam} hidrÛ_{xido de c·lcio para se obter melhores resultados nestes selamentos.}

Segundo Holland et al.34, do ponto de vista histolÛ_{gico, o reparo ideal de uma} comunicaÁ„o entre o meio interno e externo dos dentes, seria a formaÁ„o de um tecido mineralizado, promovendo um selamento biolÛ_{gico. O hidr}Û_{xido de c·lcio em contato direto} com os tecidos pulpares ou periapicais, teria participaÁ„o ativa neste processo, pois, a partir dos Ì_{ons c·lcio liberados por ele, ocorreria a formaÁ„o de granulaÁıes de calcita, as quais} iniciariam o processo de induÁ„o‡_{formaÁ„o de tecido mineralizado.}

Holland et al.35, reportaram que apÛ_{s se implantar tubos de dentina contendo MTA e} tubos contendo hidrÛ_{xido de c·lcio, no tecido subcut}‚_{neo de ratos, observou-se}

A presenÁa destas granulaÁıes de calcita tambÈ_{m foi observada por Holland et al.}36_, quando implantaram em subcut‚_{neo de ratos tubos de dentina preenchidos com diversos}

materiais que possuem hidrÛ_{xido de c·lcio na sua composiÁ„o (MTA, Sealapex, CRCS,} Sealer 26 e Sealer plus). ApÛ_{s o tempo pr}È_{-determinado, os animais foram sacrificados e a} regi„o do implante foi analisada histologicamente, mostrando a presenÁa de granulaÁıes de calcita e ponte de tecido mineralizado; somente o cimento CRCS n„o apresentou este processo de reparo. Este cimento apesar de liberar Ì_{ons c·lcio, n„o promoveria formaÁ„o de} barreira porque seus Ì_{ons reagiriam imediatamente com o eugenol do material, formando} eugenolato de c·lcio.

Os trabalhos de Souza et al.37e de Holland et al.38,39,40tambÈ_{m mostraram a presenÁa} de granulaÁıes de calcita em tecido conjuntivo subcut‚_{neo de ratos. Aeinehchi. et al.}41_,

notaram a presenÁa de ponte de tecido mineralizado utilizando MTA e hidrÛ_{xido de c·lcio em} capeamento pulpar de dentes humanos.

2.3.1. MECANISMO DE A«√O DO HIDR”_{XIDO DE C¡LCIO}

Quanto ao mecanismo de aÁ„o do hidrÛ_{xido de c·lcio no processo de reparo tecidual,} tudo indica que se inicia quando este composto em contato com meio aquoso se dissocia em

Ìons Ca2+ e Ì_{ons OH}-_{. A presenÁa destes} Ì_{ons em contato com o l}Ì_{quido tissular pode ter} relaÁ„o direta com duas importantes propriedades necess·rias aos cimentos seladores, que s„o a aÁ„o antimicrobiana e a formaÁ„o de barreira de tecido mineralizado.

A aÁ„o antimicrobina È _{promovida pela elevaÁ„o do pH, causada pela liberaÁ„o dos}

metabolismo, crescimento e divis„o celular, alÈ_{m de participar da formaÁ„o da parede celular,} produÁ„o de lipÌ_{deos, transporte de el}È_{trons, etc. Com a elevaÁ„o do pH, pode ocorrer uma} inativaÁ„o das enzimas que participam dos processos do metabolismo desta membrana. AlÈ_m disso, este aumento pode atuar na ionizaÁ„o de grupos de proteÌ_{nas, desconfigurando e} alterando suas atividades. Esta sÈ_{rie de fatores faz com que o aumento de pH seja} extremamente letal‡_{s bact}È_{rias presentes nas infecÁıes endod}Ù_nticas.

Com relaÁ„o a formaÁ„o de tecido mineralizado, Holland et al.38 acreditam que esta propriedade est· relacionada a liberaÁ„o deÌ_{ons c·lcio do hidr}Û_{xido de c·lcio. Estes}Ì_{ons em} contato com o g·s carbÙ_{nico e ·cido carb}Ù_{nico vindos dos tecidos, reagiriam quimicamente} produzindo gr‚_{nulos de calcita. Junto a estas granulaÁıes ocorre o ac}˙_{mulo de fibronectina} queÈ _{uma glicoprote}Ì_{na encontrada nos tecidos. Ela} È_{sintetizada pelos fibroblastos e c}È_lulas endoteliais, e est· envolvida com a ades„o, migraÁ„o, diferenciaÁ„o e crescimento celular. Esta glicoproteÌ_{na permitiria a ades„o e diferenciaÁ„o celular, promovendo ent„o a formaÁ„o} de tecido duro. O diÛ_{xido de carbono desta reaÁ„o} È _{resultado do catabolismo de nossas} cÈ_{lulas, se solubiliza e}È_{difundido no sangue e l}Ì_{quidos intersticiais.}

Quando um material que possui hidrÛ_{xido de c·lcio entra em contato com os tecidos,} ocorre um aumento do pH devido a liberaÁ„o dos Ì_{ons hidroxila. Para que ocorra um} reequilibro deste pH, o diÛ_{xido de carbono (CO2) e o ·cido carb}Ù_{nico (H2CO3), presentes no} meio, reagem com os Ì_{ons hidroxila, aumentando a concentraÁ„o de}Ì_{ons CO3}-2_{, que reagir„o} com os Ì_{ons c·lcio (Ca}2_{), dando origem ao carbonato de c·lcio (CaCO3), que s„o as} granulaÁıes de calcita38.

Segundo Holland et al.34, quando se aplica hidrÛ_{xido de c·lcio sobre o tecido pulpar,} ocorre a formaÁ„o de algumas ·reas distintas: zona de necrose, causada pela desnaturaÁ„o das proteÌ_{nas do tecido pulpar; zona granulosa superficial, constitu}Ì_{da por granulaÁıes de} carbonato de c·lcio; zona granulosa profunda, onde aparecem finas granulaÁıes de sais de c·lcio. Com o passar do tempo, entre 2 h e 48 h, as granulaÁıes de carbonato de c·lcio aumentam em n˙_{mero e tamanho. Acredita-se que com a desnaturaÁ„o prot}È_{ica ocorra uma} liberaÁ„o de radicais ativos que atrairiam, eletrostaticamente, sais de c·lcio para a regi„o, precipitando-os na zona granulosa profunda. Devido ao aumento da densidade nesta ·rea o metabolismo dos elementos celulares ali presentes ficaria comprometido e a massa calcificada os englobaria. Abaixo da zona granulosa profunda, tambÈ_{m aparecem numerosas c}È_lulas jovens em proliferaÁ„o. ApÛ_{s uma semana percebe-se a presenÁa de odontoblastos jovens, e} ao trigÈ_{simo dia o reparo est· completo, com a presenÁa de dentina, pr}È_{-dentina e camada} odontobl·stica organizada. A ponte de tecido duro È _{formada por tr}Í_{s camadas distintas:} granulaÁ„o de carbonato de c·lcio, ·rea de calcificaÁ„o distrÛ_{fica e no caso de tecido pulpar,} dentina.

2.4. TEMPO DE PRESA

Tempo de presa È _{o tempo que o material odontol}Û_{gico leva desde a sua espatulaÁ„o} atÈ_{o total endurecimento.…um par}‚_{metro importante pois indica o intervalo de tempo que o}

clÌ_{nico ter· dispon}Ì_{vel para realizar uma intervenÁ„o. Cada material deve ter um tempo de} presa adequado, n„o devendo ser t„o longo que prejudique a conclus„o da conduta clÌ_{nica e} nem t„o curto que n„o permita a conclus„o do trabalho.

retroobturadores; o MTA PRO-ROOT, teve um tempo de presa de 2 horas e trinta minutos, o am·lgama 4 minutos, Super EBA 9 minutos e IRM 6 minutos. O MTA-¬ngelus, por n„o possuir sulfato de c·lcio na sua composiÁ„o, teve um tempo de endurecimento ao redor de 10 minutos45. Segundo Grossman47, um dos problemas relacionado com o longo tempo de presa

Èa possibilidade do material liberar toxinas durante este tempo, provocando assim irritaÁıes nos tecidos adjacentes.

No caso dos cimentos que se prestam a selar comunicaÁıes entre meio interno e externo do dente, principalmente em ·reas onde se faz necess·rios atos cir˙_{rgicos (cirurgia} parendodÙ_{ntica por exemplo), o tempo de presa n„o deve ser muito longo, pois, n„o È} interessante que a cirurgia se prolongue muito e nem que se corra o risco do material se desprender logo apÛ_{s o t}È_{rmino da intervenÁ„o, devido a presenÁa de l}Ì_{quidos teciduais que} preencheriam a loja cir˙_{rgica. No trabalho de Yuan-Ling Lee et al.}48_{, reporta-se os efeitos que} o ambiente pode causar durante a cristalizaÁ„o do cimento MTA PRO-ROOT devido ao tempo de presa extremamente longo.

2.5. ABSOR«√O AT‘_MICA

A tÈ_{cnica de absorÁ„o at}Ù_{mica fundamenta-se na medida da intensidade de radiaÁ„o} absorvida por ·tomos de um elemento, no estado fundamental e em altas temperaturas, no comprimento de onda da linha de resson‚_ncia.

absorÁ„o que a tÈ_{cnica de medidas de absorÁ„o at}Ù_{mica se baseia. A seletividade} È _{uma das} principais vantagens desta tÈ_{cnica, pois, com a especificidade de cada elemento com relaÁ„o} ao comprimento de onda para sua excitaÁ„o, È_possÌ_{vel quantificar um elemento qu}Ì_{mico em} uma amostra medindo-se a quantidade de absorÁ„o ocorrida.

A fonte de radiaÁ„o mais comumente empregada em espectrofotometria de absorÁ„o atÙ_mica È _{a l}‚_{mpada de c·todo oco (LCO). A LCO tem um c·todo emissor do mesmo}

elemento quÌ_{mico que aquele que se deseja determinar e quantificar. O c·todo tem a forma de} um cilindro e os eletrodos est„o num bulbo de vidro de borossilicato ou quartzo, com um g·s inerte (neÙ_{nio ou arg}Ù_{nio), na press„o aproximada de 5 Torr. A aplicaÁ„o de um potencial} elevado entre os eletrodos provoca uma descarga que formaÌ_{ons do g·s nobre. Estes}Ì_{ons s„o} acelerados em direÁ„o ao c·todo e na colis„o excitam os ·tomos do c·todo provocando emiss„o de fÛ_{tons de comprimentos de ondas bem definidos.}

A sua aplicaÁ„o n„o se restringe apenas a soluÁıes aquosas e, em alguns casos, o emprego de solventes org‚_{nicos puros ou misturados com ·gua} È _{bastante vantajoso. Al}È_m disso, a tÈ_{cnica permite que as medidas sejam efetuadas diretamente na soluÁ„o, eliminando} etapas preliminares e demoradas como separaÁıes quÌ_{micas dos constituintes, melhorando} com isto a confiabilidade do procedimento.

As montagens b·sicas de um espectrofotÙ_{metro de absorÁ„o at}Ù_{mica s„o mostradas na} figura 3, e o seu funcionamento depende de:

∑ _{uma fonte est·vel de luz, emitindo linhas de resson}‚_{ncia do elemento a ser determinado e}

quantificado;

∑ _{um dispositivo onde possa ser gerado o vapor at}Ù_{mico (atomizaÁ„o da amostra) que, em.} geral,È_{uma chama ou um dispositivo eletrot}È_rmico;

∑ _{um elemento de detecÁ„o (fotomultiplicadora) para medir a intensidade da energia}

luminosa e, dispositivos para a amplificaÁ„o e registro do sinal.

Figur a 3: Diagrama esquem·tico do espectrofotÙ_{metro de absorÁ„o at}Ù_mica

Para que o processo de mediÁ„o ocorra, a amostra deve ser atomizada, por nebulizaÁ„o no atomizador (chama). Esta etapa È _{a mais cr}Ì_{tica do processo, onde a amostra} È _aspirada devido a queda de press„o causada por um fluxo de g·s oxidante (ar ou N2O), sendo ent„o introduzida em alta velocidade, atravÈ_{s de um orif}Ì_{cio capilar, em uma c}‚_{mara contendo}

obst·culos. Isso permite que apenas a nÈ_{voa mais fina (no m·ximo 10% da amostra aspirada)} atinja a chama, eliminando o restante por um dreno.

As linhas atÙ_{micas caracter}Ì_{sticas de cada elemento, geradas pelas l}‚_{mpadas de c·todo}

oco, s„o, na verdade, bandas de comprimento de onda muito estreitas, que precisam ser eficientemente selecionadas para que o fenÙ_{meno de absorÁ„o at}Ù_{mica possa ser usado} analiticamente. A seleÁ„o dessas linhas atÙ_micas È _{feita pelo monocromador, que cont}È_m geralmente uma grade de difraÁ„o como elemento de dispers„o da radiaÁ„o.

klc

A

=

onde AÈa absorb‚_{ncia, k a absorvidade (para um dado comprimento de onda, caracter}Ì_stico da espÈ_{cie), l Èo percurso} Û_{tico, no caso a largura da chama e,cÈ a concentraÁ„o da esp}È_cie (Fig. 4).

Figur a 4: Lei de Beer: Ioe I s„o intensidades da

radiaÁ„o antes e apÛ_{s passar pela amostra,}

respectivamente.

Figur a 5: Curva de calibraÁ„o utilizada para

determinar concentraÁ„o de amostras.

Os resultados obtidos s„o lidos a partir de uma curva de calibraÁ„o (Fig. 5), previamente construÌ_{da da seguinte forma: aspira-se na chama amostras de soluÁıes com} concentraÁıes conhecidas do elemento a ser analisado, mede-se a absorÁ„o correspondente a cada soluÁ„o e depois constrÛ_{i-se um gr·fico da absorÁ„o medida contra a concentraÁ„o.} AtravÈ_{s da curva de calibraÁ„o determina-se a concentraÁ„o do elemento na amostra.}

2.6. COEFICIENTE DE EXPANS√_{O T}…_{RMICA E EXTENSOMETRIA}

O coeficiente de expans„o tÈ_{rmica de um material pode ser definido como a variaÁ„o} percentual de uma de suas dimensıes por unidade de variaÁ„o de temperatura. Ele È _uma propriedade fÌ_{sica b·sica que depende do material e tem import}‚_{ncia relevante nas aplicaÁıes}

dos materiais.

I

_o

I

l

c

I

_o

I

l

c

A

b

so

rb

‚

n

ci

a

Concentra

Á„

o

A

b

so

rb

‚

n

ci

a

Embora exista muitas tabelas prontas de coeficiente de expans„o publicadas na literatura, principalmente de metais e ligas, ocasionalmente surge a necessidade de se medir esta propriedade, para um especÌ_{fico material e em um particular intervalo de temperatura.}

A dilataÁ„o tÈ_rmicaÈ_{dada pela equaÁ„o} T L L= _o D

D a (2)

onde DL È a variaÁ„o do comprimento do material, L0 o seu comprimento inicial e a o coeficiente de dilataÁ„o (ou expans„o) linear.

O conhecimento do coeficiente de expans„o tÈ_{rmica de materiais odontol}Û_{gicos tem} relaÁ„o direta com os problemas de infiltraÁ„o marginal; Bullard et al.49, estudaram esta relaÁ„o e concluÌ_{ram que com o uso de materiais restauradores de baixo coeficiente de} dilataÁ„o tÈ_{rmica, pode-se controlar melhor as microinfiltraÁıes. Este resultado vem de} encontro as conclusıes de Spiering et al.50e Palmer et al.51, que fizeram estudos relacionando as variaÁıes de temperatura que ocorreu na cavidade oral de acordo com a dieta e que poderiam estar promovendo dilataÁ„o tÈ_{rmica nos materiais. As temperaturas mais baixas} segundo os autores estariam na faixa de 0oC a 14oC, e as mais altas entre 56oC e 67oC.

Historicamente a maneira cl·ssica de se medir o coeficiente de expans„o tÈ_rmica È atravÈ_{s da dilatometria. Com ela, Xu HC et al.}52 _{estudaram o coeficiente de dilataÁ„o t}È_rmica de dentes humanos e obtiveram os seguintes valores: 17x10-6/oC (ou 17 mstrain/oC) para o esmalte, 11x10-6/oC para dentina e 9x10-6/oC para a raÌ_z.

e 1940 Roy Carlson aplicou este princÌ_{pio na construÁ„o de um extens}Ù_{metro de fio livre,} como os utilizados atÈ_hoje.

Esta tÈ_{cnica possui algumas vantagens com relaÁ„o a dilatometria, como por exemplo:} alta precis„o de medida, baixo custo, f·cil manuseio, o extensÙ_{metro pode ser imerso em·gua} ou g·s, possibilidade de se efetuar medidas a dist‚_{ncia, empregado nas pr·ticas m}È_{dicas e} cir˙_{rgicas e variaÁ„o do formato da amostra , ou tipo de material. Estas caracter}Ì_{sticas fazem} da extensometria uma tÈ_{cnica bem aceita e confi·vel.}

O extensÙ_metro È _{basicamente formado por uma base, grade com um elemento} resistivo e um terminal. (Fig. 6).

Figur a 6: ExtensÙ_metro

O princÌ_{pio de funcionamento desta t}È_{cnica baseia-se no fato da resist}Í_{ncia el}È_{trica de} um material ser diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional a

·rea transversal, ou seja,

(

)

R = r (3)

e; num circuito elÈ_{trico do tipo Ponte de Wheatstone (Fig. 7).}

Figur a 7: Ponte de Wheatstone

ponte est· em equilÌ_{brio, ou seja, quando o produto das resist}Í_{ncias opostas s„o iguais} (R1R4 =R2R3), a diferenÁa de potencial (Vg) entre os pontos A e B È igual a zero. Se por algum motivo, o valor da resistÍ_{ncia de um dos elementos que faz parte desta ponte} È modificado, aparecer·uma diferenÁa de potencial Vgdiferente de zero. A medida de expans„o tÈ_{rmica por extensometria baseia-se exatamente nisto.}

Na tÈ_{cnica, o extens}Ù_metroÈ _{colado na amostra da qual se deseja estudar a expans„o} tÈ_{rmica e o conjunto formado ser· um dos braÁos da ponte de Wheatstone. Quando ocorrer} qualquer variaÁ„o na resistÍ_{ncia do extens}Ù_{metro devido a variaÁ„o t}È_{rmica da amostra, uma} tens„o Vgser·acusada. A tens„o Vg, neste caso pode ser escrita como

R R E K E

V_g = = D

4

4 e (4)

onde E È a tens„o de alimentaÁ„o do circuito, K È o fator do extensÙ_{metro, e (DL/L0)} È _a deformaÁ„o,DR a variaÁ„o da resistÍ_{ncia eR a resist}Í_{ncia inicial do extens}Ù_metro.

3. MATERIAIS E M…_TODOS

3.1. TEMPO DE PRESA

Foram preparadas 3 amostras de cada material, confeccionadas utilizando-se um anel de aÁo inoxid·vel de 10mm de di‚_{metro interno e 2mm de espessura. O cimento MTA}

ANGELUS (por comodidade, daqui para frente este cimento ser· citado somente por MTA) foi preparado sobre uma placa de vidro na proporÁ„o pÛ_/lÌ_{quido orientada pelo fabricante.} Quanto ao CE, a proporÁ„o foi tal que se conseguisse uma consistÍ_{ncia igual} ‡ _{de massa de} vidraceiro. Foram utilizadas uma esp·tula de aÁo inox e uma placa de vidro para a espatulaÁ„o dos cimentos. Os anÈ_{is de aÁo foram preenchidos com o cimento, estando os mesmos} acomodados sobre uma l‚_{mina de microsc}Û_{pico para que se conseguisse uma superf}Ì_{cie plana} (Fig. 8). Todo o preparo das amostras foi feito em ambiente com temperatura prÛ_{xima a 25}0_C.

O conjunto formado pela l‚_{mina de vidro e amostra foi ent„o levado a uma cabine}

com temperatura de (37±₁₎o_{C e umidade relativa entre 95% e 100% e depositados sobre um}

bloco de metal.

Figur a 8: Foto mostrando preparaÁ„o de amostras para medida de tempo de presa.

Gillmore deve ter uma massa de 100 gramas e extremidade achatada de 2mm de di‚_metro.

Durante a medida, a amostraÈ_{mantida dentro da cabine a 37}o_{C e umidade entre 95 e 100%.} No procedimento, apÛ_{s 2 minutos do in}Ì_{cio da espatulaÁ„o a agulha foi baixada} verticalmente sobre a superfÌ_{cie da amostra; repetiu-se este procedimento em intervalos de 1} minuto para o CE e de 3 minutos para o MTA, atÈ_{que a agulha n„o mais deixasse marcas na} superfÌ_{cie do material. (Fig. 9). A agulha era sempre limpa com papel absorvente ap}Û_{s cada} contato.

Figur a 9: Foto ilustrando como se realiza a medida de tempo de presa.

3.2. LIBERA«√O DE IONS C¡LCIO E HIDROXILA

Para se estudar a liberaÁ„o de Ì_{ons c·lcio e hidroxila observou-se a variaÁ„o de pH,} condutividade e concentraÁ„o de Ì_{ons c·lcio numa soluÁ„o aquosa que conteve por} determinados perÌ_{odos de tempo amostras dos dois cimentos seladores.}

Como n„o h· metodologia especÌ_{fica para o estudo da liberaÁ„o de} Ì_{ons c·lcio, pH e} condutividade, muitas tÈ_{cnicas s„o utilizadas e por este motivo existe uma variaÁ„o muito} grande com relaÁ„o as dimensıes da amostra, tempo de armazenamento em soluÁ„o aquosa, etc. Aqui adotou-se a mesma metodologia sugerida por Brand„o56.

Para a preparaÁ„o das amostras foram utilizados tubos pl·sticos com medidas de 1mm de di‚_{metro interno e 10mm de comprimento, que foram preenchidos com os cimentos a}

para cada colher medida, segundo orientaÁ„o do fabricante, e a manipulaÁ„o da mistura se deu sobre uma placa de vidro com o auxÌ_{lio de uma esp·tula de aÁo. Para o CE, o procedimento} foi o mesmo, porÈ_{m, a quantidade p}Û_/lÌ_{quido foi proporcionada at}È _{que se produzisse um} cimento com caracterÌ_{sticas de massa de vidraceiro. O preenchimento dos tubos foi feito com} a ajuda de um compactador de MacSpaddem adaptado a um motor de baixa rotaÁ„o e condensadores de am·lgama, (Fig. 11); os excessos foram removidos com a ajuda de gaze esterilizada. Para cada cimento foram preparadas cinco amostras.

Como pode ocorrer a formaÁ„o de carbonato de c·lcio quando o hidrÛ_{xido de c·lcio} reage com o CO2 do ambiente, tomamos o cuidado de preparar uma amostra por vez, desprezando o restante de cimento, pois, a formaÁ„o deste composto poderia interferir nas medidas.

Figur a 10: Instrumentos e materiais utilizados na

preparaÁ„o das amostras.

Figur a 11: Foto ilustrando momento de preparaÁ„o das

amostras.

previamente medidos confirmando sua neutralidade. O conjunto foi ent„o levado a uma cabine que permite o controle de temperatura e umidade, mantidos a (37± ₁₎∞_{C e 95-100%,}

respectivamente.

Para se determinar a quantidade de Ì_{ons, Ca}2+ _{e hidroxila (OH}-_{), liberados pelo} material em um determinado perÌ_{odo, seguiu-se a metodologia reportada a seguir.}

As amostras foram mantidas na soluÁ„o durante intervalos de tempo de interesse e, em cada intervalo, a amostra era transferida para uma nova soluÁ„o (Fig. 12). O interesseÈ_medir a variaÁ„o de pH, condutividade e liberaÁ„o de Ca2+ apÛ_{s 24, 48, 72, 96, 192, 240, e 360} horas. Desta forma, apÛ_{s as primeiras 24 h cada amostra foi retirada do frasco que a continha} e transportada para outro frasco contendo tambÈ_{m 10 mL de ·gua deionizada, mantida neste} tubo de ensaio por mais 24 h, perfazendo assim 48 h onde a amostra ficou em contato com meio aquoso. Repetiu-se o processo atÈ _{completar o per}Ì_{odo de 360 h, e as soluÁıes que} continham as amostras de CE e MTA, a cada troca, eram utilizadas para realizaÁ„o das medidas.

Os tubos de ensaio com ·gua deionizada, antes de receberem as amostras, foram mantidos por um perÌ_{odo de 24h nas mesmas condiÁıes de temperatura e umidade. …} importante ressaltar que os cimentos foram manipulados em uma sala climatizada com aproximadamente 25oC. Outro fato relevante È _{que essa metodologia permite observar at}È quando este material continuaria liberandoÌ_{ons c·lcio e hidroxila, j·que as trocas de soluÁıes} aquosas impedem que se atinja a saturaÁ„o.

24h 24h+ 24h+ ∑∑∑

48h

72h

24h 24h+ 24h+ ∑∑∑

48h

72h

Figur a 12: Metodologia utilizada para

preparaÁ„o de soluÁıes para medidas de pH,

A cada perÌ_{odo previamente estabelecido para as trocas, as soluÁıes aquosas eram} transferidas para um bÈ_{quer de 5ml onde foram efetuadas as medidas de pH, utilizando para} tanto, um pHmetro QUIMIS, modelo Q-400 (Fig. 13). Para a calibraÁ„o do aparelho foram usadas soluÁıes de pH 4.0 e 7.0. Cuidados foram tomados com relaÁ„o ao eletrodo e ao bÈ_{quer utilizados na mediÁ„o, ambos foram lavados abundantemente com ·gua deionizada e} secos com papel absorvente.

A medida de condutividade da soluÁ„o foi realizada aqui para assegurar que o c·lcio liberado est· na forma de Ì_{ons. Para estas medidas, o eletrodo e o b}È_{quer tamb}È_{m foram} cuidadosamente lavados com·gua deionizada e secos com papel absorvente apÛ_{s cada leitura.} As medidas foram feitas com um condutivÌ_{metro DIGIMED, modelo CD20 (Fig. 14), que foi} calibrado com um padr„o de c·lcio de 1.412 mS/cm‡₂₅o_C.

As medidas de liberaÁ„o de Ì_{ons c·lcio foram obtidas num um espectr}Ù_metro VARIAN, modelo SPECTRAA 55 B (Fig. 15), utilizando-se a linha de emiss„o mais intensa do c·lcio, de 422,7 nm. Para eliminar interferÍ_{ncias utilizou-se 19mL de} Û_{xido de Lant}‚_nio

em 1mL de soluÁ„o. As soluÁıes foram colocadas em um bÈ_{quer para serem aspiradas; o} combustÌ_{vel usado para a chama foi o ar-acetileno e uma curva de calibraÁ„o foi levantada} utilizando-se padrıes de 0, 1, 2, 3, 4, e 5 ppm de Ca.

Figur a 15: EspectrÙ_{metro de absorÁ„o at}Ù_mica

3.3. EXPANS√_{O T}…_RMICA

Para o estudo de expans„o tÈ_{rmica, as amostras dos dois cimentos foram preparadas} com auxÌ_{lio de an}È_{is de silicone de 5mm de di}‚_{metro e 2mm de espessura. Foram preparadas}

5 amostras para cada cimento. Os cimentos foram manipulados sobre uma placa de vidro com o auxÌ_{lio de uma esp·tula de aÁo (fig. 16); a relaÁ„o p}Û_/lÌ_{quido para o MTA e CE foi a mesma} do experimento anterior (3.1.2), assim como os cuidados com relaÁ„o a formaÁ„o de carbonato de c·lcio.

Figur a 16: Material e instrumental utilizados na colagem do extensÙ_{metro na amostra.}

ent„o mantido, por uma semana, a temperatura de 37oC e umidade relativa entre 95 e 100% (mesma cabine utilizada no item 3.1.2). ApÛ_{s este per}Ì_{odo, extens}Ù_metros (KFG-02-120-C1-11, KYOWA) foram colados na superfÌ_{cie das amostras. Para tanto, alguns crit}È_rios importantes foram seguidos: primeiramente as amostras foram retiradas dos anÈ_{is de silicone} e lixadas, tomando-se cuidado para se conseguir uma superfÌ_{cie plana com ranhuras} transversais para melhorar ades„o do extensÙ_{metro; em seguida as amostras foram limpas} com gaze e acetona para remoÁ„o de qualquer resÌ_{duo que possa ter permanecido na sua} superfÌ_{cie. Para a colagem foi usada uma cola apropriada (CC33A-KYOWA) para este tipo de} experimento. A base do extensÙ_{metro foi posicionada no centro da amostra e recebeu uma} camada fina de cola e foi ent„o pressionado contra a superfÌ_{cie da amostra. O conjunto} È colocado entre duas barras de silicone, as quais s„o mantidas prensadas por uma pinÁa prÛ_pria por um perÌ_{odo de 12h. Para finalizar o preparo das amostras, os cabos do extens}Ù_metro foram soldados a terminais prÛ_{prios e estes por sua vez a fios com medidas padronizadas. A} figura 17, mostra o extensÙ_{metro colado na amostra e soldado nos terminais.}

Figur a 17: Amostra com extensÙ_{metro colado em sua superf}Ì_cie.

temperaturas ambiente e 850C. No entanto, neste caso, faz-se necess·rio eliminar a expans„o tÈ_{rmica do pr}Û_{prio extens}Ù_{metro. Para tanto, utilizou-se uma amostra de quartzo como} referÍ_{ncia, fixando em sua superf}Ì_{cie um extens}Ù_{metro do mesmo tipo e resist}Í_{ncia. O quartzo} possui um coeficiente de expans„o tÈ_{rmica muito baixo (0,5mstrain/}o_{C) quando comparado} ‡ amostra em estudo. Consequentemente, um circuito meia ponte de Wheatstone foi utilizado (Fig. 18), onde duas resistÍ_{ncias eram externas, ou seja, extens}Ù_{metros colados na amostra e} no quartzo, e outras duas s„o fixas e contidas internamente ao equipamento indicador.

Figur a 18: Circuito meia ponte utilizado no estudo de expans„o tÈ_rmica.

Neste caso, como duas resistÍ_{ncia do circuito s„o submetidos a variaÁ„o de} temperatura (ver fig. 18), a equaÁ„o da tens„o Vgpassa a ser:

) (

4 a q

g K E

V = e -e (5)

onde ea e eq s„o o coeficiente de expans„o tÈrmica da amostra mais do extensÙmetro e do quartzo mais do extensÙ_{metro, respectivamente. Como o coeficiente de expans„o t}È_{rmica do} quartzo pode ser desprezado, a diferenÁa entre os dois coeficientes elimina o efeito da expans„o tÈ_{rmica do extens}Ù_{metro no valor deVg.}

feitas a cada 5oC, na faixa prÈ_{-estabelecida. A temperatura foi controlada por um termopar de} cromel-alumel. Para cada amostra foram realizados cinco ciclos de medidas, procurando sempre partir das mesmas condiÁıes de temperatura.

4. RESULTADOS E DISCUSS√_O

4.1. TEMPO DE PRESA

As medidas de tempo de presa est„o resumidas na Tabela 1, e os valores correspondem ao valor mÈ_{dio de tr}Í_{s medidas para cada material. Os resultados obtidos} indicam que o CE possui um tempo de presa menor que o cimento MTA. Grossman et al.57, reporta que uma das desvantagens do material possuir tempo de presa longo È_{que pode, em} contato com o lÌ_{quido tecidual, ser removido do preparo enquanto est· tomando presa. Lee et} al.58 afirmam ainda que devido ao longo tempo de presa o meio ambiente pode afetar as propriedades fÌ_{sicas do MTA.}

O tempo de presa mais curto do selador CE poder· proporcionar melhores resultados clÌ_{nicos. Al}È_{m disso, o tempo de 7 minutos} È _{adequado e suficiente para que o profissional} possa realizar o tratamento ao qual se propÙ_s.

Tabela 1:Tempo de presa

MATERIAL TEMPO (min)

MTA ANGELUS 15

CIMENTO EXPERIMENTAL 7

4.2. LIBERA«√O DE ÕONS C¡LCIO E HIDROXILA

mineralizado destes produtos est„o relacionadas com a liberaÁ„o de Ì_{ons c·lcio e hidroxila,} provenientes do processo de dissociaÁ„o nos tecidos adjacentes, onde o material foi aplicado. Desta forma, estas importantes propriedades justificam a necessidade de se conhecer a variaÁ„o de pH e liberaÁ„o de Ca2+ destes materiais, pois o reparo tecidual est· intimamente relacionado com estas propriedades.

Na Tabela 2 apresenta-se o valor mÈ_{dio de 5 medidas de pH, condutividade e} concentraÁ„o de Ì_{ons c·lcio, dos cimentos MTA e CE, em funÁ„o do tempo que as amostras} ficaram imersas em soluÁ„o aquosa. Os dados correspondentes ao tempo 0h s„o da soluÁ„o aquosa antes de receber os tubos preenchidos com os cimentos seladores analisados (MTA e CE). Todas as medidas realizadas com cada amostra est„o no Anexo 1. Os dados foram analisados estatisticamente atravÈ_{s de um modelo que leva em consideraÁ„o o tipo de} material, tempo de imers„o na soluÁ„o aquosa e a interaÁ„o entre os materiais. Para tanto, utilizou-se o procedimento de Modelo Linear Geral contido no Sistema de An·lise EstatÌ_stica (SAS).

Tabela 2:Medidas de pH, condutividade e concentraÁ„o deÌ_{ons c·lcio}

PH Õ_{ONS C¡LCIO}

(ppm)

CONDUTIVIDADE

(mms/cm)x10-1 TEMPO

(h)

CE MTA CE MTA CE MTA

0 6 6 0 0 0,25 0,25

24 10,59±_{0,06 10,4}±_{0,2 11}±_{1 7}±_{1 24}±_{1 17}±₂

48 9,75±_{0,05 9,4}±_{0,4 3,8}±_{0,6 3,4}±_{0,4 4,6}±_{0,2 3,4}±_0,5

72 9,4±0,5 9,6±0,4 2,0±0,5 2,2±0,3 2,6±0,4 3,0±0,5

96 7,4±_{0,2 7,35}±_{0,03 0,7}±_{0,5 0,40}±_{0,04 4}±_{2 2,1}±_0,2

192 9,4±0,8 9,4±0,9 5,9±0,2 7,9±0,9 6±1 7±2

240 7,70±_{0,07 7,6}±_{0,2 4,2}±_{0,7 4}±_{1 2,7}±_{0,4 2,56}±_0,07

360 7,8±_{0,1 7,7}±_{0,1 7}±_{1 9}±_{2 4,5}±_{0,2 4,2}±_0,2

Na Fig. 20 observa-se um expressivo aumento no pH da soluÁ„o nas primeiras 24h, indicando que ambos seladores liberamÌ_{ons OH}-_{, e possuem poder antimicrobiano. O mesmo} efeitoÈ _{observado na concentraÁ„o de} Ì_{ons c·lcio (Fig. 21). Ambas pastas de cimentos, CE e} MTA, contÍ_{m hidr}Û_{xido de c·lcio e quando s„o introduzidas nos tubos contendo soluÁ„o} aquosa, o hidrÛ_{xido de c·lcio dissocia-se em} Ì_{ons c·lcio e hidroxila, aumentando o pH e a} concentraÁ„o de Ì_{ons c·lcio na soluÁ„o aquosa. N„o existe diferenÁa significante (p>0,05)} entre os valores de pH obtido para os dois cimentos, em cada tempo de imers„o. Observou-se somente uma diferenÁa significativa (p<0,01) quando se considera o efeito do tempo de imers„o.

Figur a 20: VariaÁ„o do pH da soluÁ„o aquosa em funÁ„o do tempo de imers„o das amostras MTA e CE.

A variaÁ„o da condutividade (Fig. 22) em funÁ„o do tempo de imers„o apresenta comportamento semelhante ao da liberaÁ„o de Ì_{ons c·lcio (Fig. 21). A correlaÁ„o entre a} condutividade e concentraÁ„o de Ì_{ons c·lcio}È _{muito significativa (p<0,01), confirmando que} osÌ_{ons c·lcio na soluÁ„o aquosa s„o predominantemente}Ì_{ons dissociados.}

0 50 100 150 200 250 300 350 400

6 8 10 12

MTA

p

H

Time (h)

6 8 10 12

Figur a 21: VariaÁ„o da concentraÁ„o deÌ_{ons Ca na soluÁ„o aquosa em funÁ„o do tempo de imers„o das}

amostras MTA e CE

Figur a 22: VariaÁ„o da condutividade elÈ_{trica da soluÁ„o aquosa em funÁ„o do tempo de imers„o das amostras}

MTA e CE.

Nas primeiras horas, os resultados mostram que o selador CE libera muito mais Ca2+ do que o MTA (p<0,01), aumentando a condutividade elÈ_{trica rapidamente e tamb}È_{m o pH da} soluÁ„o aquosa devido a liberaÁ„o deÌ_{ons OH}-_{. Ambos os cimentos comportam-se da mesma} forma, liberando grande quantidade deÌ_{ons nas primeiras horas, e tendendo a liberar cada vez} menos, como pode ser observado no intervalo entre 24 e 96h. O aumento observado entre 96h e 192h ocorreu devido ao maior tempo de imers„o. Antes das 96h, os cimentos foram

0 50 100 150 200 250 300 350 400

0 2 4 6 8 10 12 14 MTA L ib e ra Á „ o d e Ì o n s C a + 2 (p p m ) Tempo (h) 0 2 4 6 8 10 12 14 EC

0 50 100 150 200 250 300 350 400

mantidos na mesma soluÁ„o em perÌ_{odos de 24h, o mesmo n„o ocorrendo ap}Û_{s as 96h. Se o} perÌ_{odo fosse mantido com certeza observaria tend}Í_{ncia de diminuiÁ„o nas tr}Í_{s grandezas} medidas.

As medidas indicam ainda que ambos os cimentos continuam liberando Ì_{ons Ca}2+ _e OH-, atÈ_{pelo menos 360h ap}Û_{s a primeira imers„o. Se os tubos preenchidos com os cimentos} tivessem sido mantidos na mesma soluÁ„o, a tendÍ_{ncia seria atingir a saturaÁ„o ou regime de} equilÌ_{brio e, nesta condiÁ„o o material n„o liberaria mais}Ì_{ons mesmo tendo potencial para tal.}

Recentemente, Duarte et al.59 reportaram resultados de medidas de pH e concentraÁ„o deÌons em soluÁ„o aquosa de dois cimentos seladores, MTA-¬ngelus e Pro-Root MTA, com tempos de imers„o de 3, 24, 72 e 168h. Com relaÁ„o as medidas de pH, pode-se afirmar que os valores reportados aqui s„o semelhantes aqueles apresentados por Duarte. Por outro lado, n„o È _possÌ_{vel fazer qualquer comparaÁ„o entre os valores obtidos nas medidas de} concentraÁ„o de Ì_{ons c·lcio pelo fato dos valores obtidos por Duarte terem um desvio padr„o} muito alto.

4.3. EXPANS√_{O T}…_RMICA:

Os resultados obtidos no estudo de expans„o tÈ_{rmica est„o resumidos na Tabela 3,} onde se reporta o coeficiente de expans„o tÈ_{rmica de v·rios ciclos para os dois cimentos} estudados. Foram considerados somente os ciclos onde a expans„o tÈ_{rmica apresentou uma} dependÍ_{ncia linear com a temperatura. Os valores dos coeficientes da tabela correspondem} ‡ expans„o tÈ_{rmica da amostra menos a do quartzo (eq. 5). Na Tabela 4 apresenta-se o valor a} mÈ_{dio obtido e respectivo erro do coeficiente de expans„o t}È_{rmica dos cimentos estudados, do} quartzo e da dentina. Como coeficiente mÈ_{dio para os dois cimentos possui erro de}±_{1, n„o h·}