RESINAS POLIMÉRICAS CONTENDO UM BACTERICIDA
PARA APLICAÇÃO EM DENTÍSTICA
Tiago R. Detomini (IT), Emerson M. Girotto (PQ)*
Grupo de Materiais Poliméricos e Compósitos – GMPC, Universidade Estadual de Maringá – UEM, Av. Colombo 5790, 87020-900, Maringá – PR.
*emgirotto@uem.br
Um dos maiores problemas relacionado à saúde bucal é, sem dúvida, a cárie. Atualmente, o produto mais utilizado para a restauração dentária, em lesões causadas por cáries, é um compósito polimérico (resina) que apresenta propriedades químicas, mecânicas e estéticas adequadas. Dentes que já sofreram restaurações são também susceptíveis a ocorrência de uma nova cárie que pode surgir nas fissuras formadas na interface dente/resina devido à diminuição do volume que ocorre no material restaurador após a fotopolimerização. Neste trabalho nosso objetivo foi incluir na composição das resinas um agente bactericida na tentativa de prevenir a reincidência da cárie. Este compósito aditivado foi submetido a testes de liberação do bactericida em saliva artificial e a testes físico-químicos para verificar se o agente bactericida causaria alguma interferência nas propriedades do material. Os resultados mostraram que o bactericida é liberado em pequenas quantidades, o que é desejado, e que não causa nenhuma alteração significativa em suas propriedades como no grau de conversão monomérica, na contração de polimerização e na microdureza.
Palavras-chave: Bactericida, Restauração dentária, Triclosan®, Resinas, Odontologia.
Polymeric resins containing a bactericide for dentistry applications
One of the major problems related to oral health is undoubtedly the dental caries. Nowadays, the most used restorative product for lesions caused by caries is a polymeric composite (resin) which presents good chemical, mechanical, handling, and aesthetic properties. A tooth that has been already restored is susceptible to a new dental caries that can take place within the marginal gap created in the interface tooth/restoration due to the polymer shrinkage of the restorative that occurs after photopolymerization. In this work our goal was to include a bactericide agent in the resin composition as an effort to prevent recurrent caries. This composite was characterized through bactericide releasing tests in artificial saliva. Additionally, some physical-chemical properties of the final product were investigated in order evaluate whether the bactericide affected these properties. The results have shown that the bactericide is released in small amounts, as expected, and it does not cause any significant drawback over its properties such as, monomeric conversion degree, polymer shrinkage, and microhardness.
Keywords: Bactericide, Dental restoration, Triclosan®, Resins, Odontology.
Introdução
A cárie dentária é uma doença infecciosa causadas principalmente pelos agentes
Streptococcus mutans e Streptococcus sobrinus e que resulta na destruição da estrutura dentária
devido a formação de ácidos durante o processo infeccioso. A cárie pode ser formada por diversos fatores, como a má escovação dos dentes, consumo excessivo de doces, entre outros, uma vez que as bactérias se alimentam dos restos de alimentos, principalmente doces, que ficam acumulados nos dentes, por isso, uma higiene bucal adequada é imprescindível. Atentando para este fato, vários produtos contendo agentes bactericidas de uso oral já existem no mercado como enxaguantes bucais e pastas de dentes. Os bactericidas encontrados nesses produtos são principalmente o Triclosan®, a
clorexidina® e compostos fluoretados, sendo esse ultimo também utilizado para controlar o processo de desmineralização do dente.
Embora vários estudos e trabalhos tenham sidos realizados para minimizar e controlar a incidência da cárie dentária, esse problema ainda atinge muitas pessoas especialmente crianças[1]. Deste modo, novas pesquisas nessa área estão sempre em andamentoce uma dessas linhas de pesquisa é a incorporação de bactericidas em resinas utilizadas nas restaurações dentárias, pois um dos principais motivos de se ir ao dentista (ou voltar) é a reincidência de uma nova cárie que se forma no dente já restaurado[2] chamada de cárie secundária, que se infiltra nas fissuras que se formam na interface entre o dente e a resina devido a contração da resina durante o processo de fotocura.
A resina é um material compósito formado por uma fase orgânica constituída geralmente pelos monômeros bisfenol-A-glicidilmetacrilato (bis-GMA) e trietilenoglicoldimetacrilato (TEGDMA) e de uma partícula de carga inorgânica, a sílica pirogênica (óxido de silício) e os iniciadores da reação de fotopolimerização (canforoquinona e DMAEMA). Esse tipo de material vem sendo amplamente utilizado nos últimos anos pelo fato de apresentar propriedades estéticas e físico-químicas muito favoráveis, porém ainda existem muitas características que ainda devem ser melhoradas.
Quando uma modificação na composição do material é feita, um cuidado deve ser tomado para não interferir nas propriedades do mesmo. Nesse trabalho foram feitas medidas de grau de conversão monomérica, contração de polimerização e microdureza vickers em resinas contendo um agente bactericida, o Triclosan®, na sua formulação.
O grau de conversão monomérica é um fator importante a ser observado, pois diversas propriedades dependem dele. Este parâmetro mostra quanto de monômero foi convertido em polímero durante a fotopolimerização. Quando a reação ocorre, os monômeros que só tinham interações fracas entre suas cadeias se rearranjam e formam ligações covalentes entre si fazendo com que o material tenha uma diminuição do volume chamada de contração de polimerização. Esse fenômeno é indesejado, visto que, a contração leva a formação de fissuras na interface restauração/dente. Outro parâmetro que deve ser estudado é a dureza da superfície que está diretamente relacionada com a resistência ao desgaste abrasivo do material durante o processo de escovação e mastigação.
Para ente trabalho foi escolhido o 5-cloro-2-(2,4-diclorofenoxi)-fenol, comercialmente conhecido como Triclosan®. O Triclosan® é um bactericida de amplo espectro que atua sobre as bactérias gram positivas bem como as gram negativas mesmo em baixas concentrações, por isso já é muito utilizado não só nos produtos de uso odontológico, mas também em desodorantes,
sabonetes anti-sépticos, cremes, produtos de assepsia em cirurgia, sacos plásticos para lixo, entre outros. Mesmo sendo um composto organoclorado (Fig.1), o Triclosan® não apresenta grande risco de toxicidade, pois uma pessoa de 70 Kg pode ingerir uma quantia de 16,3 g[3] da substância sem risco de intoxicação e a quantidade presente na resina é muito inferior a essa.
Figura 1 – Estrutura do Triclosan® (5-cloro-2-(2,4-diclorofenoxi)-fenol.).
Experimental
Síntese e caracterização
Para a preparação da resina os componentes foram devidamente pesados e misturados em uma placa de petri de acordo com a formulação a seguir (porcentagens em massa), baseando-se em dados da literatura que motram que a quantidade de material inorgânico varia entre 70 e 80% (em
massa)[4]: 74% de Bisfenol A Glicidilmetacrilato (Bis-GMA, Sigma – Aldrich, 96%), 24% de
Tetraetileno Glicol Dimetacrilato (TEGDMA, Sigma–Aldrich, 95%), 1 % de Canforoquinona (CQ,
Fluka, 97%) 1% de Dimetilaminoetilmetacrilato (DMAEMA, Acros, 99%), Sílica pirogênica microparticulada não silanizada (Esstech Inc., EUA, V 116 1130). O Triclosan® (5-cloro-2-(2,4-diclorofenoxi)-fenol, Sigma–Aldrich, 97%) foi utilizado em duas concentrações diferentes: 3% e 5% (porcentagem em massa em relação à massa total da resina). Os corpos de prova utilizados para o teste de liberação foram confeccionados em um molde de Teflon® de 15 mm de diâmetro por 1,0 mm de espessura e foto-ativados com luz visível utilizando um fotopolimerizador LED SDI, Radii, potência 1200-1400 mW/cm2.
Para o teste de grau de conversão monomérica a amostra foi polimerizada por cima e por baixo utilizando 3 pulsos de 65 segundos em cada posição para assegurar uma completa polimerização, e mantida em um dessecador por 24 horas. Em seguida uma parte da amostra foi macerada para preparação de pastilhas em KBr para realização do espectro infravermelho, conforme metodologia descrita por S. Imazato e cols.[5]. Foi preparada também uma pastilha de KBr com a resina não polimerizada, que também é usada para os cálculos do grau de conversão. Os espectros FTIR foram feitos em um equipamento Perkin Elmer Spectrum RXI, levandor-se em consideração a intensidade das bandas aromáticas e alifáticas antes e após a fotopolimerização, de acordo com as Equações 1 e 2, onde se consideram os sinais espectroscópicos referentes às vibrações aromáticas (1607 cm-1) e alifáticas (1638 cm-1)[5].
) ( ) 1607 ( ) 1638 ( ) ( ) 1607 ( ) 1638 ( 100 ) (% 1 1 1 1 monômero cm Abs cm Abs polímero cm Abs cm Abs s convertida não C C − − − − = = Equação 1
Grau de Conversão Monomérica = 100% - (% C=C não convertidas) Equação 2
Para a contração de polimerização a amostra foi polimerizada em um porta-amostra de silicone de 4,0 mm de profundidade e 3,0 mm de espessura. O volume do material antes e após polimerização foi medido através de picnometria a gás hélio em um equipamento Multypicnometer Quantachrome MVP-6DC e, a partir desses valores, a contração foi calculada. As medidas de contração foram feitas em triplicata. Para as medidas de dureza (microdureza), a amostra foi polimerizada em molde de Teflon® (medidas descritas acima) e também mantida em dessecador por 24 horas. Para esta análise foi usado um microdurômetro vickers Microtest 200HVS-5 e as análises foram feitas em quadruplicatas. As micrografias foram feitas utilizando um microscópio eletrônico de varredura (MEV) Shimadzu SS-550.
Teste de liberação do agente bactericida
Para o teste de liberação do Triclosan® as amostras foram submersas em saliva artificial
(NaCl 0,6 g; KCl 0,9 g; MgCl2.6H2O 0,04 g; metilparabeno 1,5 g; carboximetilcelulose 10 g;
sacarina sódica 1,0 g; água destilada 1,0 litro), sob temperatura controlada a 37°C e agitação por um período de 14 dias. Foram coletadas alíquotas periodicamente e analisadas por cromatografia gasosa com detector ECD em um equipamento Shimadzu GC2014. O Triclosan® que foi liberado da resina para a saliva artificial foi extraído da fase líquida em funil de separação utilizando-se 5,0 mL de diclorometano (Tedia, 99,9%), sendo este processo repetido 4 vezes. Os 20 mL de diclorometano foram evaporados utilizando-se evaporador rotatório a temperatura de 35 °C. O sólido restante foi solubilizado em 10 mL de acetato de etila (Sigma-Aldrich, anidro, 99,8%), sendo 1,0 μL desta solução injetado no cromatógrafo para quantificação do Triclosan® liberado. No cromatógrafo foi utilizado um detector por captura de elétrons (ECD) que é sensível a halogênios, no caso o cloro contido no Triclosan®. A análise quantitativa foi feita através de comparações com uma curva de calibração, que foi construída utilizando-se amostras de Triclosan® em acetato de etila com concentrações conhecidas.
Resultados e Discussão
O Triclosan® contido na resina foi liberado para a saliva artificial de acordo com a curva do gráfico da Figura 2. Pode-se observar que ocorre uma liberação mais acentuada até 2,5 horas,
tornando-se gradativamente constante no restante do ensaio, chegando a uma liberação total em massa de 2,43% (resina 3%) e 1,61% (resina 5%). A liberação inicial é atribuída principalmente ao Triclosan® mais próximo à superfície da amostra, que tende a sofrer lixiviação mais rápida. Quando aumentada a quantidade do Triclosan®, a liberação apresentou o mesmo perfil, pois aparentemente não se tem um aumento no tempo de liberação, mas sim na quantidade liberada para o meio. Mesmo essa quantidade sendo pequena, o Triclosan® apresenta boa eficiência em baixas concentrações[6], por isso os resultados são satisfatórios.
0 50 100 150 200 250 300 350 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Q u ant idade d e t ri c lo san ( m g) Tempo (h)
5% triclosan
3% tricosan
Figura 2 – Quantidade de Triclosan® liberada em saliva artificial em função do tempo. Massa inicial 0,5208 g (3%) e 0,5220 g (5%)
A Tabela 1 mostra os resultados das análises de grau de conversão monomérica, contração de polimerização e microdureza para as resinas preparadas com 3% e 5% de Triclosan®. Para comparação, os testes também foram feitos em resinas sem a adição do agente bactericida. De acordo com o desvio padrão, pode-se observar que o material não sofre nenhuma alteração significativa nas propriedades investigadas. No caso da contração de polimerização e da microdureza, este resultado já era esperado uma vez que a contração de polimerização está associada principalmente à fase orgânica do compósito e a microdureza à fase inorgânica, as quais, neste caso, não foram alteradas.
Dados reportados sobre as propriedades de resinas preparadas utilizando-se uma formulação básica, como a deste trabalho, ou seja, à base de bis-GMA/TEGDMA e sílica microparticulada, mostram que o grau de polimerização varia entre 51,9 e 78,2%[7], que a contração de polimerização varia entre 6,3 e 11,1%[7] e que a microdureza pode variar na faixa de 36,7a 71,4 HV[8]. Levando
estes dados em consideração podemos afirmar que as amostras preparadas com a adição de Triclosan® apresentam propriedades físicas e químicas satisfatórias.
Tabela 1 – Grau de conversão monomérica, contração de polimerização e microdureza vickers em
função da quantidade de Triclosan® usada na formulação da resina.
Quantidade de Triclosan® (% em massa±desvio padrão*)
0% 3% 5% Grau de conversão monomérica (%) 58±2 60±1 59±1 Contração de polimerização (%) 3,3±0,3 3,2±0,2 2,8±0,2 Microdureza vickers (HV) 28,4±0,4 28,5±0,3 29,1±0,3
Após o término do experimento de liberação do agente bactericida a resina apresentava um desgaste na sua superfície, que pôde ser melhor visualizado através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), Figuras 3a e 3b. Este fato foi atribuído a perda de massa que pode ser o Triclosan® e/ou monômeros metacrilatos que não sofreram reação e, portanto, podem ser lixiviados da amostra. Contudo, testes de composição do eluente deverão ser realizados para se identificar os componentes lixiviados.
Figura 3 – Micrografias da superfície da resina contendo 5% de Triclosan®antes (a) e depois (b) do experimento de liberação do agente bactericida em saliva artificial.
Conclusões
Os resultados sobre a liberação do bactericida em saliva artificial mostraram que o mesmo é liberado gradativamente com o tempo. Além disso, foi comprovado que sua adição à formulação não causa nenhuma alteração significativa nas propriedades físico-químicas do material, porém leva a um desgaste da sua superfície. Os próximos passos da pesquisa estarão relacionados a testes de atividade biológica e ensaios mecânicos.
Agradecimentos
Os autores agradecem ao CNPq pelas bolsas PIBIC e PIBIT e a Esstech Inc. pela doação da sílica. Também agradecemos ao CNPq (proc. 473279/2007-0) e à Fundação Araucária (proc. 7437/2006) pelo apoio financeiro.
Referências Bibliográficas
1. I. A. Pretty J. Dent., 2006, 34, 727.
2. O. Lobos; A. Padilla; C. Padilla Archives of Oral Biology, 2009, 54, 230.
3. http://www.opcaofenix.com.br/acesso/fispqs/FISPQ%20301%20-%20Lipo%20Triclosan.pdf consultado em 29/05/2009.
4. N. Moszner, U. Salz Prog. Polym. Sci., 2001, 26, 535.
5. S. Imazato, J. F. McCabe, H. Tarumi, A. Ehara, E. Ebisu, Dental Materials, 2001, 17, 178.
6. http://www.pharmaspecial.com.br/imagens/literaturas%5CLit_TRICLOSAN.pdf consultado em 28/05/2009.
7. A. Prakki, Tese de Doutorado, Faculdade de Odontologia de Bauru, da Universidade de São Paulo, Bauru, 2007.
8. A. P. C. Costa Dissertação de mestrado, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2008.
