Trabalho de Conclusão de Curso
Avaliação da resistência flexural de uma
resina acrílica para aparelhos ortodônticos
sob a influência de três métodos de reforço
Elisa da Cunha Fujii
Universidade Federal de Santa Catarina
Curso de Graduação em Odontologia
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO DE ODONTOLOGIA
Elisa da Cunha Fujii
AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA DE UMA RESINA ACRÍLICA PARA APARELHOS ORTODÔNTICOS REMOVÍVEIS SOB
INFLUÊNCIA DE TRÊS MÉTODOS DE REFORÇO
Trabalho apresentado à Universidade Federal de Santa Catarina, como requisito para a conclusão do Curso de Graduação em Odontologia.
Orientador: Prof. Dr. Roberto Rocha.
Co-orientador: Prof. Dr. Luiz Henrique Maykot Prates.
Florianópolis
Elisa da Cunha Fujii
AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA DE UMA RESINA ACRÍLICA PARA APARELHOS ORTODÔNTICOS REMOVÍVEIS SOB
INFLUÊNCIA DE TRÊS MÉTODOS DE REFORÇO
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado, adequado para obtenção do título de cirurgião-dentista e aprovado em sua forma final pelo Departamento de Odontologia da Universidade Federal de Santa Catarina.
Florianópolis, 12 de abril de 2012.
Banca Examinadora:
________________________ Prof., Dr. Roberto Rocha,
Orientador
Universidade Federal de Santa Catarina
________________________ Prof., Dr. João Adolfo Czernay, Universidade Federal de Santa Catarina
________________________ Profª., Drª Carla D’ Agostini Derech, Universidade Federal de Santa Catarina
Dedico este trabalho ao meu primo João Paulo da Cunha Campos, que apesar de não estar mais presente em carne, vive sempre nos meus pensamentos e no meu coração. “Ainda que eu falasse as línguas dos homens e dos anjos, e não tivesse amor, seria como o metal que soa ou como o sino que tine.
O amor é sofredor, é benigno; o amor não é invejoso; o amor não trata com leviandade, não se ensoberbece. Não se porta com indecência, não busca os seus interesses, não se irrita, não suspeita mal. Tudo sofre, tudo crê, tudo espera, tudo suporta.
O amor nunca falha.”
(Adaptado de Coríntios (cap. 13): Bíblia Sagrada)
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, que acredito ser a fonte inspiradora de todos nós.
Aos meus pais, por serem os principais responsáveis por tudo que sou e que tenho hoje. A sua honestidade, simplicidade, humildade, senso de justiça, amor pelo próximo, sabedoria, caráter, perseverança e alegria de viver são os motivos pela minha enorme admiração por vocês. O meu sentimento é puro e infinito, e a palavra para defini-lo ainda não foi descrita em nenhum dicionário.
Aos meus avós, que em tempos muito diferentes desse lutaram para dar uma vida digna para seus filhos, e que não só conseguiram isso como também os ensinaram, inconscientemente, segredos da felicidade. Um muito obrigada especial ao meu falecido avô José Sebastião da Cunha, conhecido carinhosamente como Juquinha, que com apenas duas frases me ensinou o que tem de mais importante na vida: “Me queira bem que não te custa nada” e “Isso é a felicidade, sem ter amor nessa vida não há quem seja feliz de verdade”.
A todos os meus irmãos e familiares, pois cada um de alguma forma contribuiu para aquilo que sou hoje, seja com as suas palavras ou simplesmente com as suas ações. Todos sabem que família não se escolhe, mas gostaria de deixar claro que se eu tivesse essa opção, eu não os trocaria por nada nesse mundo.
Ao meu primo João Paulo, que é minha inspiração para seguir em frente. Veio ao mundo poucos meses antes de mim, e surgiu de maneira tão inesperada quanto uma estrela cadente no céu, e da mesma maneira iluminou a vida de todos por onde passou. E hoje acredito que cada pessoa que o conheceu leva um pedacinho dele consigo, iluminando suas vidas e trazendo ótimas lembranças e energia positiva, que se transformam apenas em bons sentimentos.
A todos os integrantes da turma do Curso de Odontologia 2007/2, pois cada um de alguma forma marcou a minha vida. E especialmente às minhas amigas Ana Clara, Giovana e Luiza, que se tornaram a minha família em Florianópolis e que me transformaram numa pessoa melhor. E as minhas eternas amigas Janyfer e Priscila por me ensinarem a definição da palavra amizade.
Ao meu orientador prof. Dr. Roberto Rocha e co-orientador prof. Dr. Luiz Henrique Maykot Prates, que foram essenciais para a execução deste trabalho. E um agradecimento especial à Universidade Federal de Santa Catarina, que contribuiu para a minha excelente formação, tanto no aspecto profissional quanto pessoal.
“Para ser grande, sê inteiro: nada. Teu exagera ou exclui.
Sê todo em cada coisa. Põe quanto és
No mínimo que fazes. Assim em cada lago a lua toda Brilha, porque alta vive”.
RESUMO
Introdução: Os aparelhos ortodônticos removíveis, utilizados com freqüência
pelos ortodontistas, possuem suas partes poliméricas confeccionadas com resina acrílica, que, apesar de apresentar diversas vantagens, não é considerada ideal devido às suas propriedades mecânicas. O objetivo deste trabalho é pesquisar medidas de reforço para aumento da resistência à fratura do acrílico de aparelhos ortodônticos removíveis, a fim de reduzir a sua espessura e proporcionar maior conforto aos pacientes. Metodologia: Questionário de pesquisa, com perguntas de múltipla escolha, foi aplicado a especialistas em Ortodontia e Ortopedia Facial que atuam profissionalmente no estado de Santa Catarina. O questionário procurou obter informações sobre a utilização de aparelhos ortodônticos removíveis nos consultórios, a expectativa de fratura da sua base acrílica e as medidas de reforço empregadas. Foi realizado teste de resistência à flexão em 10 amostras de resina dos seguintes grupos: Acrílico reforçado por barra de fio ortodôntico de 0,70 mm de diâmetro; acrílico reforçado por barra de fio de 0,50 mm de diâmetro; acrílico reforçado por tela ortodôntica de aço inoxidável para base 80 ppp (pontos por polegada) da Morelli; e grupo controle. Resultados: Todos os Ortodontistas (n=31) responderam que instalam até 20 aparelhos removíveis por mês e ocorrem até 05 vezes a fratura do acrílico da sua base. Mais da metade da amostra respondeu que a fratura dos aparelhos prejudica muito os seus tratamentos, e apenas 04 não notam prejuízo nesse aspecto. O aparelho inferior é o que mais apresenta fratura do acrílico e o que os pacientes relatam maior desconforto. O reforço mais utilizado pelos profissionais foi barra de fio com 0,70 mm de espessura, seguida por outras medidas não citadas no questionário. A barra de fio com 0,50 mm também já foi utilizada por alguns participantes da amostra, e a malha metálica não foi citada. No teste flexural realizado em laboratório, as amostras de acrílico reforçadas apresentaram maior resistência flexural que o grupo controle, porém não foi uma diferença estatisticamente significante. Conclusão: O reforço com barra de fio ortodôntico é o mais utilizado pelos Ortodontistas em seus consultórios, que notam aumento da resistência do acrílico, diferente da malha metálica que não é muito empregada. No teste transversal realizado neste estudo não houve diferença estatisticamente significante entre a resistência flexural dos grupos reforçados e o grupo controle. Novos estudos devem ser realizados para melhor abordagem sobre o tema.
Palavras-chave: Aparelhos removíveis. Índice de fratura. Medidas para
ABSTRACT
Introduction: The removable orthodontic appliances, often used by orthodontists, its parts are made with acrylic resin, which, despite its many advantages, is not ideal material because of its mechanical properties. The aim of this study is to investigate measures to strengthen to increase fracture resistance of acrylic removable orthodontic appliances in order to reduce its thickness and providing comfort to patients. Methodology: Survey questionnaire, with multiple choice questions, was applied to specialists in Orthodontics and Facial Orthopedics that have their place of work located in the state of Santa Catarina. The questionnaire sought information on the use of removable orthodontic appliances in their offices, the expectation of fracture of the base acrylic and measures to strengthen employment. A test was made of the flexural strength of resin in 10 samples of the following groups: Acrylic reinforced with bar orthodontic wire of 0.70 mm diameter; acrylic reinforced with bar orthodontic wire of 0.50 mm diameter; acrylic reinforced with screen for orthodontic stainless steel base 80 dpi (dots per inch) of the Morelli; and control group. Results: All Orthodontists (n = 31) responded that install up to 20 removable appliances per month and occur up to 05 times the fracture of the base acrylic. More than half of the sample responded that the fracture of the apparatus is highly disruptive to their treatments, and only 04 are not aware of prejudice in this regard. The inferior appliance is what else has fracture of the acrylic and what patients report greater discomfort. The reinforcement most used by professionals was bar wire with 0.70 mm thick, followed by other measures not mentioned in the questionnaire. The bar wire with 0.50 mm was also been used by some participants in the sample, and metal mesh for any. In the flexural test performed in the laboratory, samples of reinforced acrylic showed higher flexural strength than the control group, but it was not a statistically significant difference. Conclusion: The reinforcement with bar orthodontic wire is the most commonly used by orthodontists in their practice, which notice that increasing the strength of acrylic, unlike the metal mesh that is not widely used. In the flexural test performed in this study there was no statistically significant difference between the flexural strength of reinforced groups and the control group. Further studies should be performed for a better approach on the subject.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Amostra de resina acrílica para controle, demonstrando as dimensões de todos os espécimes que foram confeccionados para o
estudo ... 38
Figura 2: Início do teste de resistência flexural ... 39
Figura 3: Durante o teste de resistência flexural ... 39
Figura 4: Momento anterior à fratura da amostra ... 39
Figura 5: Quanto a fratura do acrílico prejudica os tratamentos nos consultórios ... 41
Figura 6: Tipo de aparelho removível que os pacientes relatam maior desconforto aos profissionais ... 42
Figura 7: Aparelho removível que apresenta maior predomínio de fratura do acrílico nos consultórios ... 42
Figura 8: Medidas de reforço que já foram ou são utilizadas para os aparelhos removíveis inferiores... 43 Figura 9: Percepção dos profissionais quanto à diferença no índice de
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Valores médios da resistência flexural (MPa) nos diferentes grupos avaliados...45 Tabela 2: Quadro de Análise de Variância...45 Tabela 3: Valores de P obtidos a partir da comparação entre os grupos, pelo teste de Tukey (5%)...45
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
b - largura °C – celsius d - espessura
L – comprimento (entre os suportes) min - minuto mm – milímetros MMA – metilmetacrilado MPa – megapascal P – carga máxima PMMA – polimetilmetacrilato
SUMÁRIO 1 CONTEXTUALIZAÇÃO DO PROBLEMA ... 27 2. ARTIGO ... 34 2. 1 INTRODUÇÃO ... 34 2. 2 MATERIAIS E MÉTODOS ... 37 2. 3 RESULTADOS ... 41 2. 4 DISCUSSÃO ... 46 2. 5 CONCLUSÕES ... 52 REFERÊNCIAS ... 53 REFERÊNCIAS DA CONTEXTUALIZAÇÃO ... 59 APÊNDICE A – Questionário de pesquisa ... 66 ANEXO A – Padrão para amostras de resina ... 70 ANEXO B – Máquina para teste transversal... 71
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1 CONTEXTUALIZAÇÃO DO PROBLEMA
O tema deste trabalho foi a avaliação do índice de fratura e os efeitos de medidas para reforço utilizadas em aparelhos ortodônticos removíveis. Realizou-se uma pesquisa com especialistas em Ortodontia e Ortopedia Facial do estado de Santa Catarina para definir a expectativa de fratura do acrílico dos aparelhos superiores e inferiores, o quanto esse problema prejudica o trabalho dos profissionais, se eles fazem ou já fizeram uso de alguma medida para reforço e se obtiveram resultados satisfatórios. Testes laboratoriais foram executados com uma máquina de teste transversal usando a técnica dos três pontos em amostras de acrílico reforçadas por barra de fio ortodôntico com 0,50 mm de espessura, barra de fio com 0,70 mm de espessura, tela ortodôntica de aço inoxidável para base 80 ppp (pontos por polegada) da Morelli e grupo controle.
Os aparelhos ortodônticos fixos e removíveis são os métodos mais utilizados nos tratamentos ortodônticos para correção da má oclusão e deformidade dento facial, fatores esses que podem vir a influenciar na aparência facial, funções orais e na suscetibilidade ao trauma, à doença periodontal ou à cárie (PROFFIT; FIELDS; SARVER, 2007). Os aparelhos fixos são indicados para a maioria dos casos, como aqueles que necessitam de movimentos complexos, movimento corporal dos dentes (movimento de translação), correção de problemas esqueléticos, ou quando múltiplos movimentos simples são exigidos (BRANDHORST, 1996). Os aparelhos removíveis são utilizados em casos de movimentos dentais simples e específicos, podendo realizar a inclinação de um dente através de um ponto de pressão, girar dentes anteriores com pontos de contatos duplos e executar movimento de intrusão (BRANDHORST, 1996).
Os aparelhos ortodônticos removíveis são utilizados na arcada superior e inferior “com a finalidade de prevenção, interceptação, correção ou contenção de problemas ortodônticos” (MUCHA, 1997), em que a ação é realizada através de um ou mais pontos de contato (BRANDHORST, 1996) interferindo no “sistema de pressão o qual controla naturalmente as posições dos dentes” (ADAMS, 1987).
Em casos selecionados adequadamente e com a experiência de uso pelos cirurgiões dentistas generalistas e ortodontistas, os aparelhos removíveis podem proporcionar o máximo de vantagem requerendo pouco tempo clínico (HOUSTON, 1990). As vantagens dos aparelhos
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removíveis é que possibilitam ao profissional realizar ajustes simples, de rápida execução e fora da boca, e ao paciente reduzem mudanças em sua rotina diária (BRANDHORST, 1996) e permitem sua higienização em mãos. Para isso, “os aparelhos devem ser construídos de forma que não permitam a retenção de alimentos, sejam higiênicos e fáceis de reparar” (DOMÍNGUEZ; PÉREZ; FERNÁNDES, 1995).
Esses aparelhos consistem de grampos, que mantém a placa base em posição, e que por sua vez sustenta a parte ativa do aparelho e transmite a reação aos tecidos e dentes contra as quais a base está adaptada, fazendo com que essas estruturas sirvam como ancoragem do sistema (ADAMS, 1987). Ela ainda pode se comportar ativamente, “[...] conformando um plano guia que pode ser estendido sobre os molares, também podendo incorporar uma grade com a finalidade de correção do hábito de sucção ou deglutição atípica” (DOMÍNGUEZ; PÉREZ; FERNÁNDES, 1995) ou ser aplicada apenas como contenção após uso de ortodontia fixa (MUCHA, 1997).
Conforme descrito por Mucha (1997), antigamente as bases das placas ortodônticas eram feitas com um material chamado vulcanite, que proporcionava grande dificuldade na sua confecção, e então, com a sua proibição, as resinas acrílicas foram rapidamente desenvolvidas no início da Segunda Guerra Mundial (EDEN; KEER; BROWN, 2002). São encontradas hoje no mercado as resinas curadas quimicamente (autopolimerizáveis) e as curadas pelo calor (termo polimerizáveis), sendo que as segundas são mais fortes e recomendadas na confecção de alguns planos de mordida e em áreas mais enfraquecidas de aparelhos menores, como a região atrás dos incisivos (HOUSTON, 1990). Takahashi et al. (2009) e Nagai et al. (2001) foram uns dos autores que observaram que as resinas auto polimerizáveis apresentam menor resistência flexural do que as resinas polimerizáveis por calor, podendo ser conseqüência da maior quantidade de monômero residual nas resinas curadas quimicamente (VALLITU; MIETTINEN; ALAKUIJALA, 1995). Apesar disso, as resinas autopolimerizáveis são mais utilizadas para a confecção de aparelhos removíveis por não apresentarem risco de distorção pela alta temperatura como as resinas curadas por calor (HOUSTON, 1990).
As resinas acrílicas são compostas pelo pó de polimetilmetacrilato (PMMA) e monômero de metilmetacrilato (MMA) (RANTALA et al., 2003) e atualmente é o material mais comumente usado para a “fabricação de bases de dentaduras e partes poliméricas de aparelhos ortodônticos removíveis” (RANTALA et al., 2003). As vantagens desse
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material são as suas qualidades estéticas, facilidade de manipulação (STRAIOTO et al., 2010), “bom ajuste e polimento, uso de equipamentos de baixo custo, estabilidade em ambiente oral” (KOROGLU; OZDEMIR; USANMAZ, 2009) e bom custo-benefício (SHIMIZU, 2008).
Apesar de suas qualidades, a resina acrílica não é considerada um material ideal devido às suas propriedades mecânicas (JAGGER; HARRISON; JANDT, 1999), que podem levar à fratura de bases de dentaduras (GÜLAY; HERSEK; TINÇER, 1999) e aparelhos ortodônticos removíveis, (JAGGER; HARRISON; JANDT, 1999) prejudicando a sua longevidade (NAGAI et al., 2001). Além disso, a resistência da placa base dos aparelhos é menor por requerer eliminação de todo o seu excesso de volume, a fim de não interferir na fala (DOMÍNGUEZ; PÉREZ; FERNÁNDES, 1995) e na mastigação (ADAMS, 1987) do paciente, evitar o acúmulo de alimentos e não dificultar os movimentos dentais (HOUSTON, 1990). A placa inferior apresenta ainda uma menor altura, devendo ter uma distância de no mínimo cinco milímetros acima do assoalho lingual (MUCHA, 1997), para “que não perturbe a base da língua e para liberar as inserções musculares”, sendo necessária maior espessura que a superior, a fim de torná-la mais resistente (DOMÍNGUEZ; PÉREZ; FERNÁNDES, 1995). A fratura de dentaduras e aparelhos ortodônticos removíveis, por vezes, está relacionada com “as propriedades mecânicas da resina acrílica ou devido a múltiplos fatores [...]”, como a fadiga flexural e o impacto (JAGGER; HARRISON; JANDT, 1999). A fadiga flexural acontece quando cargas dinâmicas são aplicadas repetidamente na estrutura do acrílico, formando pequenas falhas em áreas de concentração de estresse que por fim se fusionam e resultam numa linha de fratura, (WISKOTT; NICHOLLS; BELSER, 1995) e a fratura por impacto é aquela que ocorre quando o acrílico sofre um golpe súbito ao cair acidentalmente em alguma superfície dura (JAGGER, HARRISON, JANDT, 1999).
As propriedades físicas das resinas também “podem causar degradação do material, predispondo ao acúmulo de biofilme bacteriano” (LESSA et al., 2007). Comumente os aparelhos removíveis são pulverizados em laboratório pela “técnica de sal e pimenta”, o que, quando realizado sem cuidado, leva à redução da uniformidade da matriz resinosa e a monômeros não reagidos na sua conversão, prejudicando as suas propriedades mecânicas e podendo causar descoloração (FALTERMEIER; ROSENTRITT; DIETER, 2006). Além
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do mais, Dogan, et al. (1995) observaram que a água também influencia na resistência das resinas, penetrando entre as cadeias poliméricas e afastando-as, reduzindo assim as forças químicas entre elas.
Os tratamentos que utilizam os aparelhos ortodônticos removíveis muitas vezes não chegam ao sucesso devido à falta de uso destes pelos pacientes, que pode ter como causa o desconforto. Em vista disso, a utilização de métodos para reforço da resina acrílica da base dos aparelhos permite a redução da sua espessura e, consequentemente, reduz o desconforto e aumenta a chance de obtenção de resultados satisfatórios ao final dos tratamentos. Bases espessas e grosseiras desencorajam o paciente interferindo desnecessariamente na fala e alimentação (ADAMS, 1987).
Diversos estudos foram realizados à procura de novas formas de reforço para a resina acrílica, alguns fazendo uso de materiais alternativos à PMMA, modificando a sua composição química, ou reforçando-o com outros materiais (JAGGER; HARRISON; JANDT, 1999; JAGGER; HARRISON; AL-MARZOUG, 2000). Segundo Kanie et al.(2003), “[...] normalmente as bases de dentaduras eram reforçadas usando uma haste de metal ou malha para reforço. Estudos recentes tem usado carbono, polietileno, aramida, e vidro”.
Materiais alternativos ao PMMA foram utilizados para a confecção de bases de dentaduras com o objetivo de obter melhores qualidades mecânicas, “como poliamidas, resina epóxi, isopor, acrílico vinil, copolímeros de enxerto de borracha e policarbonato (STAFFORD et al., 1980) e naylon (STAFFORD et al., 1986).
Segundo Jagger, Harrison e Jandt (1999), modificações na composição química das resinas também já foram testadas. A adição de borrachas ao PMMA é a alternativa mais aceitável, o que aumenta a resistência ao impacto do acrílico, pois a borracha absorve maiores quantidades de energia, porém torna o material mais flexível. Embora apresente alguns resultados positivos, é pouco utilizada por ser de alto custo quando comparada à resina convencional.
Numa pesquisa realizada por Jennings e Wuebbenhorst (1960), buscou-se reforçar a resina com malha de aço inoxidável, placa de fio trançado, barra lingual de aço inoxidável e fio de aço inoxidável. Somente apresentaram um aumento significativo na força transversal as amostras reforçadas por barra lingual e fio de aço inoxidável.
Ruffino (1985) discutiu a importância da posição em que o reforço com metal é incluído na matriz de resina, e concluiu que ele deve se encontrar perpendicular à linha de estresse e fratura, sem coincidir com
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ela. Dois reforços de aço com alguns milímetros de distância da linha de fratura e perpendiculares a ela podem reduzir a probabilidade de fratura da resina. Um aço grosso proporciona uma maior resistência à deflexão que um aço fino, compensando a descontinuidade produzida por ele.
Jagger, Harrison, Jandt (1999), Rahamneh, Abdellateef e Mneizel (2007) afirmam que muitas das tentativas de reforçar a resina falharam pela falta de adesão entre os materiais, enfraquecendo o polímero. Várias maneiras já foram testadas para melhorar a adesão entre a superfície metálica e a resina acrílica, como jateamento, silanização e uso de um adesivo de resinas para metal. No estudo feito por Vallitu e Lassila (1992) buscou-se avaliar se reforços de metal tratados por jateamento aumentavam a resistência à fratura da resina acrílica pela maior superfície de contato entre o material e o polímero, através da criação de rugosidades. Os resultados foram positivos, demonstrando uma maior retenção entre os reforços metálicos e a resina acrílica. Vallitu (1993) e Jacobsen et al. (1998) apresentaram o aumento da resistência à fratura das amostras reforçadas por metal, tratadas pela técnica de silanização e pelo uso de um adesivo de resinas para metal, respectivamente, o que também evidenciou maior adesão entre os dois materiais.
Segundo Vallitu (1996a), os reforços por metal têm efeito no aumento da resistência do acrílico, porém as fibras apresentam melhores resultados nas suas propriedades mecânicas. O reforço por fibras segue o princípio de que a matriz polimérica é capaz de transferir as cargas aplicadas para elas através das forças de cisalhamento na interface, fazendo com que sirvam como o principal suporte de carga, e a matriz faça apenas o papel de cercar e prender as fibras no lugar (FOO et al., 2001), para isso, a adesão entre os materiais é muito importante (KÖROGLU; OZDEMIR; USANMAZ, 2009). Influenciam no sucesso do fortalecimento da resina as propriedades do material que compõe as fibras, o tratamento de suas superfícies, a quantidade de fibras, as suas direções e posições e a sorção de água pela matriz. As fibras podem ser encontradas de três maneiras: paralelas contínuas, trituradas ou em malha (KÖROGLU; ÖZDEMIR; USANMAZ, 2009). Quanto à sua orientação e distribuição, no caso de fibras orientadas aleatoriamente, as fibras contínuas apresentam uma maior força de fratura que as cortadas (RAHAMNEH; ABDELLATEEF; MNEIZEI, 2007).
Em estudos anteriores citados por Vallitu (1999), a fibra disposta de forma unidirecional apresentou um considerável aumento na resistência à flexão e rigidez, diferente da trama de fibra bidirecional, que
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apresentou aumento na deformidade à fratura e tenacidade da matriz, o que é desejável para um aparelho ortodôntico, porém não obteve aumento significativo na resistência à flexão.
Na análise realizada por Foo et al. (2001), procurou-se observar se fibras de poliaramida utilizadas como reforço em três bases de dentaduras diferentes influenciavam na sua resistência. As amostras foram testadas num aparelho de teste transversal, aplicando-se o método dos três pontos, o qual resultou no aumento significativo da força transversal das amostras reforçadas, porém não foi estatisticamente significante para os reparos das dentaduras com PMMA reforçados ou não.
Rantala et al. (2003) procuraram estudar a resistência à fadiga de espécimes de resina autopolimerizável utilizada para confecção de aparelhos ortodônticos removíveis secas ou armazenadas em água, reforçadas ou não por fibras de vidro com grampos de fio de aço. A maior resistência à fadiga foi encontrada quando realizado o teste com as amostras secas e reforçadas pelas fibras e o menor valor para aquelas que não foram reforçadas e estiveram armazenadas em água. A “água parece agir na plastificação das resinas” (DIXON; EKSTRAND; BREENDING, 1991) diminuindo a resistência à fadiga (RANTALA et al., 2003).
Testes de três pontos foram executados por Dixon, Ekstrand e Breeding (1991) com três tipos resinas utilizadas em bases de dentadura, são elas: “(1) resina de alta resistência ao impacto de curta e longa cura, (2) resina termicamente polimerizada rápido, e (3) resina ativada pela luz”. Um grupo de cada tipo de amostra ficou imerso em água por 30, 60 e 90 dias. O estudo demonstrou que a água diminui a resistência flexural das resinas, havendo pouca diferença nas amostras que ficaram 30 e 90 dias, não estatisticamente significante.
Rahamneh, Abdelmajeed e Talaat (2007) concluíram em seu estudo que fibras de seda não produzem efeitos satisfatórios na resistência da resina acrílica, diferente das fibras de polietileno e fibras de vidro (fita) que apresentam excelentes resultados.
Jagger et al. (2000) e Jagger, et al. (2001) testaram a força flexural e de impacto em resinas curadas por calor utilizadas para confecção de bases de dentaduras reforçadas por fibras compostas pelo próprio polimelimetilmetacrilato, tratadas com uma emulsão de látex de butadieno-estireno e dispostas de diferentes maneiras. Os autores relataram que o reforço não apresentou resultados positivos e a sua utilização não é recomendada.
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As fibras de carbono são outras formas de reforço já testadas, que, assim como as outras, são influenciadas pela adesão entre a matriz e as fibras, sua forma de apresentação e a posição em que são dispostas. Skirvin, Vermilyea e Brand (1982) foram uns dos autores que obtiveram aumento da resistência flexural dos espécimes de resina acrílica ao utilizar fibras de carbono como reforço, sendo que aquelas dispostas longitudinalmente apresentaram melhores resultados que as dispostas aleatoriamente. E as fibras que foram dispostas perpendicularmente a tensão aplicada teve melhores resultados. Wylegala (1973) investigaram a força transversa de fibras de carbono tratadas e não tratadas inseridas na matriz resinosa utilizada para bases de dentaduras, e concluiu que as tratadas têm aumento da força flexural, diferente das não tratadas, que tem redução. Apesar dos bons resultados, as fibras de carbono apresentam alguns problemas, como a dificuldade de manipulação das fibras, inserção, polimento, estética pela cor preta das fibras e potencial tóxico do carbono (JAGGER; HARRISON; JANDT, 1999).
As fibras de aramida proporcionaram um aumento significante na força de impacto da resina com teor de fibra até 2% no estudo realizado por Berrong, Weed e Young (1990), assim como Mullark (1985), que relatou aumento na força e fadiga flexural de aparelhos reforçados com fibra de aramida unidirecional. O estudo realizado por Grave, Chandler e Wolfaardt (1985) apresentou resultados diferentes, com redução da resistência, provavelmente por falha da adesão entre as fibras e a matriz.
Os reforços com fibras de vidro podem se apresentar de diferentes formas como reforço de dentaduras, e fatores como a posição (JAGGER, HARRISON; JANDT, 1999) e a concentração das fibras influenciam (VALLITU; LASSILA; LAPPALAINEN, 1994). Segundo Jagger, Harrison e Jandt (1999) as fibras não tratadas não possuem boa adesão com a matriz, fazendo com que o acrílico enfraqueça ao invés de fortalecer. Solnit (1991) concluiu em seu estudo que as fibras não tratadas apresentam menor efeito na resistência flexural que aquelas que não são reforçadas, e as reforçadas tratadas com silano apresentaram aumento na resistência, porém não estatisticamente significante. Diferente disso, Vallitu (1993) observou que o reforço com fibras de vidro tratadas com dois tipos de silano apresentou aumento significativo na resistência a fratura dos espécimes. Os reforços com vidro e polietileno são os mais estéticos entre aqueles já testados, porém, o polietileno não adere à base resinosa e encontra-se dificuldade para obter essa adesão.
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2. ARTIGO
2.1 INTRODUÇÃO
A má oclusão e a deformidade dento facial são conseqüências de variações de desenvolvimento normal, e influenciam na aparência facial, funções orais e na suscetibilidade ao trauma, à doença periodontal ou à cárie (PROFFIT; FIELDS; SARVER, 2007). Por essa razão, os aparelhos ortodônticos fixos e removíveis surgiram, e hoje são os métodos mais empregados no tratamento ortodôntico. Quando movimentos complexos, como a translação dos dentes, ou múltiplos movimentos dentais simples são exigidos, faz-se uso de aparelhos ortodônticos fixos, já quando se buscam apenas movimentos simples e específicos, os aparelhos ortodônticos removíveis podem ser utilizados, desde que sejam bem indicados (BRANDHORST, 1996). Esses aparelhos são capazes de realizar a inclinação de um dente através de um ponto de pressão, girar dentes anteriores com pontos de contato duplos e executar movimento de intrusão (BRANDHORST, 1996).
Os aparelhos ortodônticos removíveis são utilizados na arcada superior e inferior “com a finalidade de prevenção, interceptação, correção ou contenção de problemas ortodônticos” (MUCHA, 1997), interferindo “em meios considerados cuidadosamente com o sistema de pressão o qual controla naturalmente as posições dos dentes” (ADAMS, 1987). Os aparelhos removíveis agradam tanto aos pacientes por serem menos complicados e apresentarem menor alteração em sua rotina diária, quanto aos profissionais que podem ajustá-los e alterá-los fora da boca. (BRANDHORST, 1996). Eles consistem de grampos, que mantém a placa base em posição, e que por sua vez sustenta a parte ativa do aparelho e transmite a reação aos tecidos e dentes contra as quais a base está adaptada (ADAMS, 1987).
As partes poliméricas desses aparelhos, assim como as bases de dentaduras (RANTALA et al., 2003), passaram a ser fabricadas com resinas acrílicas no início da Segunda Guerra Mundial, época em que foram desenvolvidas (EDEN.; KERR; BROWN, 2002). Essas resinas são compostas pelo pó de polimetilmetacrilato (PMMA) e monômero de metilmetacrilato (MMA) (RANTALA et al., 2003). Elas são amplamente utilizadas pelas suas qualidades estéticas, facilidade de manipulação (STRAIOTO et al., 2010), “bom ajuste e polimento, uso de
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equipamentos de baixo custo, estabilidade em ambiente oral” (KOROGLU; OZDEMIR; USANMAZ, 2009) e bom custo-benefício (SHIMIZU, 2008).
Apesar de todas as suas qualidades, a resina acrílica não é considerada um material ideal devido às suas propriedades mecânicas (GÜLAY; HERSEK; TINÇER, 1999; JAGGER; HARRISON; JANDT, 1999; KÖROGLU; OZDEMIR; USANMAZ, 2009; RAHAMNEH ABDELLATEEF; MNEIZEL, 2007), que por vezes levam à fratura de bases de dentaduras (GÜLAY; HERSEK; TINÇER, 1999) e aparelhos ortodônticos removíveis (JAGGER; HARRISON; JANDT, 1999), prejudicando assim sua longevidade (NAGAI et al, 2001). A fratura pode estar associada a múltiplos fatores como a fadiga flexural e o impacto (JAGGER; HARRISON; JANDT, 1999). A fadiga flexural acontece quando cargas dinâmicas são aplicadas repetidamente na estrutura do acrílico, formando pequenas falhas em áreas de concentração de estresse que por fim se fusionam e resultam numa linha de fratura (WISKOTT; NICHOLLS; BELSER, 1995), e a fratura por impacto é aquela que ocorre quando o acrílico sofre um golpe súbito ao cair acidentalmente em alguma superfície dura (JAGGER; HARRISON; JANDT, 1999). Além do mais, Dogan et al. (1995) observaram que a água influencia na resistência das resinas, penetrando entre as cadeias poliméricas e afastando-as, reduzindo assim as forças químicas entre elas. Dixon, Ekstrand e Breeding (1991) afirmam que a água parece agir como um plastificador dessas resinas.
Para que a placa base dos aparelhos removíveis não interfira na fala (DOMÍNGUEZ; PÉREZ; FERNÁNDES, 1995) e na mastigação (ADAMS, 1987) do paciente, evite o acúmulo de alimentos e não dificulte os movimentos dentais (HOUSTON, 1990, p. 219), é requerida eliminação de todo o seu excesso de volume (DOMÍNGUEZ; PÉREZ; FERNÁNDES, 1995), diminuindo sua espessura e, consequentemente, sua resistência. A placa inferior exige ainda uma pequena altura, requerendo uma distância de no mínimo cinco milímetros acima do fundo do rebordo (MUCHA, 1997), para “que não perturbe a base da língua e para liberar as inserções musculares”, o que torna necessária maior espessura que a superior para redução do risco de fratura (DOMÍNGUEZ; PÉREZ; FERNÁNDES, 1995).
Uma dificuldade encontrada pelos profissionais é a não aderência dos pacientes ao tratamento ortodôntico, relacionada à deficiência de uso dos aparelhos removíveis, sendo uma das possíveis causas o desconforto que eles podem provocar. O aumento da
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resistência da resina acrílica através de alguma medida de reforço possibilita a redução da espessura da placa base, viabilizando um melhor conforto ao paciente e, possivelmente, levando a um maior tempo de uso do aparelho e ao sucesso do tratamento.
Diversos estudos foram realizados à procura de novas formas de reforço para a resina acrílica, alguns fazendo uso de materiais alternativos à PMMA, modificando a sua composição química, ou reforçando-o com outros materiais (JAGGER; HARRISON; JANDT, 1999). Segundo Kanie et al. (2003), “[...] normalmente as bases de dentaduras eram reforçadas usando uma haste de metal ou malha para reforço. Estudos recentes tem usado carbono, polietileno, aramida, e vidro”. Conforme descrito por Vallitu (1998), os reforços por metal têm efeito no aumento da resistência do acrílico, porém as fibras apresentam melhores resultados.
O objetivo deste trabalho é pesquisar medidas de reforço para aumento da resistência à fratura do acrílico de aparelhos ortodônticos removíveis, a fim de reduzir a sua espessura e proporcionar maior conforto aos pacientes. Formulando a hipótese de que medidas de reforço podem melhorar as propriedades mecânicas da resina acrílica, aplicou-se questionário de pesquisa a ortodontistas do Estado de Santa Catarina com a finalidade de pesquisar o índice de fratura do acrílico dos aparelhos e as medidas de reforço utilizadas por esses profissionais. Realizou-se também teste flexural em amostras de acrílico reforçadas e grupo controle.
Os resultados obtidos foram analisados e comparados com os dados encontrados na literatura.
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2.2 MATERIAIS E MÉTODOS
Realizou-se pesquisa quantitativa, com a aplicação de questionário a especialistas em Ortodontia e Ortopedia Facial que atuam profissionalmente no estado de Santa Catarina. O questionário de pesquisa foi submetido e aprovado pelo Comitê de Ética em pesquisa com Seres Humanos da Universidade Federal de Santa Catarina e então, encaminhado via e-mail pelo Conselho Regional de Odontologia para os 650 especialistas em Ortodontia e Ortopedia Facial do Estado. O questionário foi aplicado entre o dia 15 de setembro e 04 de novembro de 2011, e foram poucos os profissionais que aderiram à pesquisa. Devido à necessidade de cumprimento de prazos, optou-se por manter a amostra com 31 profissionais.
O questionário foi elaborado a fim de obter informações dos profissionais quanto à frequência de utilização dos aparelhos ortodônticos removíveis nos seus consultórios, a expectativa de fratura do acrílico, o quanto a fratura do material prejudica os seus tratamentos, qual aparelho (superior ou inferior) os pacientes relatam maior desconforto, qual apresenta maior predomínio de fratura, se já utilizou ou não medidas de reforço nos aparelhos inferiores e, em caso afirmativo, se foram efetivas. Foi enviado via e-mail a todos os 650 profissionais da área através do Conselho Regional de Odontologia de Santa Catarina, fazendo uso de uma ferramenta do Gmail, que, após o recebimento das respostas, apresentou os dados obtidos em forma de gráficos, os quais foram devidamente analisados.
Em laboratório, fazendo uso de uma máquina de ensaios mecânicos, foi realizado o teste de resistência flexural de três tipos de amostras de acrílico reforçadas com diferentes métodos e grupo controle. Foram preparados dez espécimes padronizados de resina acrílica para cada grupo, são eles: Acrílico reforçado por barra de fio ortodôntico com 0,70 mm de diâmetro; acrílico reforçado por barra de fio ortodôntico com 0,50 mm de diâmetro; acrílico reforçado por tela ortodôntica de aço inoxidável para base 80 ppp (pontos por polegada) da Morelli; e acrílico sem reforço (grupo controle).
Para a padronização das amostras utilizou-se um molde de aço inoxidável, conforme descrito por Dixon, Ekstrand e Breeding (1991), que apresenta cinco compartimentos separados, cada um seguindo o padrão exibido na Especificação da ADA n° 12 para polímeros de base
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de prótese. Fez-se impressão com alginato (hidrocolóide irreversível) a partir do molde, com o qual foi confeccionado modelo de gesso pedra especial.
O modelo foi isolado utilizando o material do tipo Cel Lac. Para o preparo das amostras utilizou-se a resina da marca Clássico, respeitando as instruções do produto sobre armazenamento, medida e mistura do líquido e pó do acrílico. Após a mistura, a resina foi inserida nos compartimentos da matriz de gesso com auxílio de espátula e então incluídos os materiais para reforço. Uma placa plana foi disposta sobre o modelo objetivando o total preenchimento dos compartimentos com a resina e possibilitando maior uniformidade das amostras na sua superfície externa. Os espécimes foram liberados do gesso e receberam acabamento fazendo uso de uma Politriz, com lixas de carbeto de sílicio 220, 400 e 600, até que apresentassem dimensões de 65x10x3mm (Dixon; Ekstrand; Breeding, 1991) com margem de segurança de 0,05 mm (Foo et al, 2001) e logo após receberam tratamento com pedra pomes e Branco Espanha. Foram armazenados em água destilada em 37±1 C por 50±2 horas imediatamente antes do teste (Koroglu A.; Ozdemir T.; Usanmaz A, 2009; Foo et al., 2001) a fim de “simular as condições orais” (JAGGER; HARRISON; AL-MARZOUG, 2000). Amostra confeccionada para o estudo pode ser observada na Figura 1.
Figura 1: Amostra de resina acrílica para controle demonstrando as dimensões de todos os espécimes que foram confeccionados para o estudo.
Cada amostra foi inserida na máquina de ensaios mecânicos tipo Instron modelo 4444 para o teste flexural e, conforme descrito por
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Dixon, Ekstrand e Breeding (1991), Takahashi et al (2009), Foo et al (2001) , Straioto et al (2010), Gülay, Hersek e Tinçer (1999) e Jagger, Harrison e Al-Marzoug (2000), suportada por duas hastes com 50 mm de distância, e aplicada carga com célula de 200 kg exatamente na metade da distância entre os suportes, com a velocidade de 0,5 mm/min., sendo registrada a carga na máquina de ensaios, no momento da fratura de cada prova. As figuras 2, 3 e 4 apresentam imagens da realização dos testes, e o anexo B apresenta uma máquina similar àquela utilizada neste estudo, para melhor visualização.
Figura 2: Início do teste de resistência flexural.
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Figura 4: Momento anterior à fratura da amostra.
Calculou-se a força transversal de cada espécime fazendo uso da fórmula apresentada por Foo et al. (2001), Dixon, Ekstrand e Breeding (1991), Koroglu A., Ozdemir T., Usanmaz A. (2009),Takahashi et al. (2009) e Gülay, Hersek e Tinçer (1999):
S = 3PL ou S = 3 x carga máxima x comprimento (entre os suportes) 2bd² 2 x largura x espessura²
Fez-se a média da força transversal de cada grupo de resina e todos os dados foram analisados estatisticamente.
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2.3 RESULTADOS
Ao serem questionados quanto à freqüência de uso dos aparelhos ortodônticos removíveis nos seus consultórios e sobre a expectativa de fratura do acrílico, os 31 profissionais responderam que instalam até 20 aparelhos ortodônticos removíveis e ocorrem até 05 vezes a fratura do acrílico da sua base por mês.
Na figura 5 pode-se observar o quanto a fratura do acrílico dos aparelhos ortodônticos removíveis prejudica o tratamento nos consultórios dos profissionais. Mais da metade da amostra da pesquisa respondeu que esse problema prejudica muito os seus tratamentos, e apenas 04 (12,9%) não notam prejuízo nesse aspecto.
Figura 5
Na figura 6 é demonstrado, através de um gráfico, que os pacientes relatam maior desconforto ao fazer uso do aparelho ortodôntico removível inferior ao superior.
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Figura 6
Ao questionar os profissionais sobre o aparelho ortodôntico removível que apresenta maior predomínio de fratura do acrílico nos consultórios, 18 (58,06%) deles responderam o aparelho inferior e 13 (41,93%) o aparelho superior. Resultado que é exposto na figura 7.
Figura 7
Quanto às medidas de reforço que já foram ou são utilizadas pelos profissionais nos aparelhos ortodônticos removíveis inferiores, considerando que mais de uma resposta poderia ser assinalada nessa questão, 16 (51,61%) ortodontistas responderam que já fizeram ou
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fazem uso de barra de fio ortodôntico com 0,70 mm de espessura como método para reforço, demonstrando ser a opção mais empregada. Outras medidas para reforço, além daquelas descritas na questão, foi a segunda opção com maior número de respostas, sendo duas relatadas pelos profissionais como: aumento da espessura do acrílico e barra de fio com 0,90 mm de diâmetro. A barra de fio ortodôntico com 0,50 mm de espessura foi usada por 05 (16,13%) profissionais, e a malha metálica não foi utilizada por nenhum dos participantes da amostra. Foram 08 (25,81%) os que nunca aplicaram qualquer metodologia para reforço dos aparelhos de acordo com os resultados, sendo que 05 deles responderam que a fratura do acrílico prejudica muito seus tratamentos, 01 pouco e 02 responderam que não prejudica. As respostas podem ser observadas na figura 8.
Figura 8
Da amostra, 23 profissionais relataram já terem feito ou fazerem uso de algum tipo de método para reforço nos aparelhos ortodônticos removíveis, e a maioria respondeu ter notado diferença no índice de fratura dos aparelhos com e sem reforço, como observado na figura 9.
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Figura 9
Dos 20 profissionais que notaram diferença no índice de fratura dos aparelhos inferiores com e sem reforço, 19 (95%) responderam que os aparelhos ortodônticos removíveis reforçados com diferentes métodos fraturaram menos que os não reforçados. Apenas 01 (5%) participante da pesquisa respondeu ter notado que os aparelhos fraturaram mais ao utilizar barra de fio 0,5mm.
Os resultados obtidos na realização dos testes laboratoriais com a máquina de teste transversal usando a técnica dos três pontos em amostras de acrílico reforçadas por barra de fio ortodôntico com 0,50 mm de espessura, barra de fio com 0,70 mm, tela ortodôntica de aço inoxidável para base 80 ppp (pontos por polegada) e grupo controle são apresentados nas tabelas abaixo.
A tabela 1 mostra os valores médios da resistência flexural dos grupos avaliados, obtidos através dos testes em laboratório.
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Tabela 1: Valores médios da resistência flexural (MPa) nos diferentes grupos avaliados (n=10).
Grupo Técnica Valor médio (MPa)
1 Controle (sem fio) 61,44 (6,19) A
2 fio 0,5 63,90 (7,33) A
3 fio 0,7 68,47 (6,53) A
4 Malha metálica 62,23 (8,67) A
Valores médios seguidos pela mesma letra são estatisticamente similares. Desvio padrão entre parênteses.
Na análise estatística observada nas tabelas 2 e 3, o valor de p foi maior que 0,05, o que demonstra que não houve diferença estatisticamente significante na resistência flexural dos grupos estudados.
Tabela 2: Quadro de Análise de Variância (ANOVA).
Fator Soma dos
Quadrados Graus de liberdade Quadrado Médio Valor F Valor P Técnica 296,6 3 98,9 1,880 0,150359 Resíduo 1892,6 36 52,6
Tabela 3: Valores de P obtidos a partir da comparação entre os grupos, pelo teste de Tukey (5%).
Controle Fio 0,5 Fio 0,7 Malha
Controle 0,872709 0,151796 0,994771
Fio 0,5 0,872709 0,501584 0,955631
Fio 0,7 0,151796 0,501584 0,236904
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2.4 DISCUSSÃO
Os 31 cirurgiões-dentistas especialistas em Ortodontia e Ortopedia Facial que participaram deste estudo responderam que a freqüência de uso dos aparelhos ortodônticos removíveis em seus consultórios é de até 20 aparelhos por mês e a expectativa de fratura de até 05 vezes. O fato das questões serem de múltipla escolha e de todos os profissionais selecionarem a mesma alternativa, pode levar a discussão de que os números escolhidos para as respostas foram altos.
A maioria dos profissionais respondeu que a fratura dos aparelhos ortodônticos removíveis prejudica muito os seus tratamentos, e apenas 04 deles (n=31) selecionaram que não prejudica. A fratura de bases de dentaduras, que são construídas com o mesmo material das bases dos aparelhos ortodônticos removíveis, é um problema comum na clínica odontológica (FOO et al., 2001; GULAY; HERSEK; TINÇER, 1999). O material mais utilizado para a confecção da parte polimérica dos aparelhos removíveis (FALTERMEIER; MARTIN; MÜSSIG, 2007) e base de dentaduras (RANTALA et al., 2003; RAHAMNEH; ABDELLATEEF; MNEIZEL, 2007) é a resina acrílica. A diferença é que as bases de dentaduras comumente são confeccionadas com resinas termo polimerizáveis e os aparelhos removíveis com autopolimerizáveis, sendo que as primeiras apresentam maior resistência flexural, provavelmente pela maior quantidade de monômero residual depois do processo de auto-polimerização (TAKAHASHI et al., 2009).
As resinas acrílicas são compostas pelo pó de polimetilmetacrilato (PMMA) e monômero de metilmetacrilato (MMA) (RANTALA et al., 2003). Apesar de esse material oferecer diversas vantagens, como qualidades estéticas, facilidade de manipulação (STRAIOTO et al., 2010), “bom ajuste e polimento, uso de equipamentos de baixo custo, estabilidade em ambiente oral” (KOROGLU; OZDEMIR; USANMAZ, 2009) e bom custo-benefício (SHIMIZU, 2008), está longe de ser ideal devido às suas propriedades mecânicas (RAHAMNEH ABDELLATEEF; MNEIZEL, 2007; KÖROGLU; OZDEMIR; USANMAZ, 2009; GÜLAY; HERSEK; TINÇER, 1999; JAGGER; HARRISON; JANDT, 1999).
A fratura do acrílico pode resultar da força de impacto, fadiga ou degradação do material (FOO et al., 2001; KÖROGLU; OZDEMIR; USANMAZ, 2009). A fadiga flexural acontece quando cargas dinâmicas são aplicadas repetidamente na estrutura do acrílico,
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formando pequenas falhas em áreas de concentração de estresse que por fim se fusionam e resultam numa linha de fratura (WISKOTT; NICHOLLS; BELSER, 1995) e a fratura por impacto é aquela que ocorre quando o acrílico sofre um golpe súbito ao cair acidentalmente em alguma superfície dura (JAGGER; HARRISON; JANDT, 1999).
Segundo Faltermeier, Martin e Müssig (2007), os técnicos geralmente submetem a base dos aparelhos à pulverização utilizando a técnica de “sal e pimenta” e, quando não realizada com cuidado, pode levar a pobres propriedades mecânicas e descoloração do aparelho. A água também demonstra influenciar nas propriedades da resina negativamente, penetrando entre as cadeias poliméricas e afastando-as, interferindo nas forças de ligação secundárias (forças de Van der Walls). Dixon, Ekstrand e Breeding (1991) afirmam que a água parece agir como um plastificador dessas resinas. Por esse motivo, todos os espécimes de resina confeccionados para os testes de resistência flexural deste estudo foram armazenados em água destilada em 37±1 C por 50±2 horas imediatamente antes do teste, simulando as condições orais (RAHAMNEH; ABDELLATEEF; MNEIZEL, 2007).
Rantala et al. (2003) procuraram estudar a resistência à fadiga de espécimes de resina autopolimerizáveis utilizadas para confecção de aparelhos ortodônticos removíveis secas ou armazenadas em água, reforçadas ou não por fibras de vidro com grampos de fio de aço. A maior resistência à fadiga foi encontrada quando realizado o teste com as amostras secas e reforçadas pelas fibras e o menor valor para aquelas que não foram reforçadas e estiveram armazenadas em água.
Testes de três pontos foram executados por Dixon, Ekstrand e Breeding (1991) com três tipos resinas utilizadas em bases de dentadura, e um grupo de cada tipo de amostra ficou imerso em água por 30, 60 e 90 dias. O estudo também demonstrou que a água diminui a resistência flexural das resinas, havendo pouca diferença nas amostras que ficaram imersas por 30 e 90 dias, a qual não foi estatisticamente significante.
Levando em consideração que, de toda a amostra do presente estudo, a maior parte dos profissionais respondeu que o aparelho ortodôntico removível inferior tem maior predomínio de fratura e é o que os pacientes relatam maior desconforto, é possível concluir que eles interferem mais no conforto do paciente ao superior, por ficarem próximos a língua e inserções musculares, e exigem uma maior cautela na sua confecção. A placa inferior tem menor altura que a superior, devendo ser desgastada cinco milímetros acima do fundo do rebordo (MUCHA, 1997), e provavelmente por esse motivo ela apresenta maior
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índice de fratura. Além disso, o acrílico dos aparelhos ortodônticos removíveis precisa ter 1-2 mm de espessura para que não interfiram na fala (DOMÍNGUEZ; PÉREZ; FERNÁNDES, 1995) e na alimentação dos pacientes (ADAMS, 1987), o que diminui ainda mais a sua resistência.
As barras de fio ortodôntico com 0,7 mm e 0,5 mm de espessura já foram utilizadas por vários profissionais como medidas de reforço para aparelhos ortodônticos removíveis inferiores, e a grande maioria notou uma melhora na resistência do acrílico, diferente dos resultados obtidos no teste flexural realizado neste estudo, onde não se encontrou diferença estatisticamente significante na resistência flexural dos grupos reforçados e o grupo controle.
De acordo com Ruffino (1985), a espessura do reforço metálico inserido nas resinas influencia nas suas propriedades mecânicas. Os reforços com maior espessura apresentam uma maior resistência que os mais finos, e compensa a descontinuidade produzida por eles, o que não foi comprovado nos testes laboratoriais deste estudo. A posição do reforço também demonstrou ser importante na pesquisa de Ruffino (1985), sendo os que mais apresentam aumento na resistência do acrílico aqueles dispostos perpendiculares à linha antecipada de estresse e fratura, não coincidindo com ela.
A malha metálica não foi utilizada por nenhum dos profissionais da pesquisa e, no teste laboratorial também não apresentou aumento na resistência flexural dos espécimes de resina estatisticamente significante entre todos os reforços aplicados, conforme observado na tabela 1 do trabalho, o que é confirmado no estudo realizado por Jennings e Wuebbenhorst (1960).
Outro método para reforço já utilizado por um profissional da amostra é o aumento da espessura do acrílico, o que pode divergir com o fato de que é requerida eliminação de todo o excesso de volume das bases dos aparelhos ortodônticos removíveis (DOMÍNGUEZ; PÉREZ; FERNÁNDES, 1995) e que, se elas forem espessas e grosseiras podem desencorajar os pacientes quanto à sua utilização, interferir na fala e na alimentação (ADAMS, 1987).
Jagger, Harrison e Jandt (1999) e Rahamneh, Abdellateef e Mneizel (2007) afirmam que muitas tentativas de reforçar espécimes de resina acrílica com metais falharam, muitas vezes devido à falta de adesão entre o reforço e a matriz resinosa, levando até ao seu enfraquecimento pela concentração de estresse ao redor do material incluso. Para melhorar a adesão entre os dois materiais já foram
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utilizadas as técnicas de silanização, jateamento e adesivo de resinas para metal.
Vallitu e Lassila (1992) criaram rugosidades nas superfícies de diferentes reforços metálicos através do processo de jateamento, o que aumentou a resistência dos espécimes de acrílico e evidenciou uma maior adesão entre os materiais. Jacobsen et al. (1988) testaram um adesivo de resinas para metal e observaram que o vínculo entre os materiais pode melhorar as propriedades mecânicas das amostras. A técnica de silanização foi utilizada por Vallitu (1993), que chegou a mesma conclusão que os autores citados anteriormente.
Pontos importantes que devem ser levados em consideração no teste laboratorial deste estudo são a dificuldade em manter todas as amostras com as mesmas dimensões e a inserção dos reforços nas mesmas posições.
Para que se possa interpretar o fato de 05 dos 08 profissionais que nunca reforçaram a base dos aparelhos ortodônticos removíveis responderem que a sua fratura prejudica muito os seus tratamentos e 02 responderem que não prejudicam, deve-se lembrar que esses aparelhos são confeccionados manualmente e também que o limiar do grau de prejuízo de cada participante pode divergir.
Além do reforço com metais, outras formas de melhorar as propriedades mecânicas da resina acrílica já foram estudadas, alguns fazendo uso de materiais alternativos à PMMA, modificando a sua composição química, ou reforçando-o com outros materiais (JAGGER; HARRISON; JANDT, 1999; JAGGER; HARRISON; AL-MARZOUG, 2000). “Estudos mais recentes têm usado carbono, polietileno, aramida, e vidro para o fortalecimento das resinas de bases de dentaduras” (KANIE et al., 2003).
Segundo Vallitu (1996b), as fibras apresentam melhores resultados nas propriedades mecânicas aos metais. O reforço por fibras segue o princípio de que a matriz polimérica é capaz de transferir as cargas aplicadas para elas através das forças de cisalhamento na interface, fazendo com que sirvam como o principal suporte de carga, e a matriz faça apenas o papel de cercar e prender as fibras no lugar (FOO et al., 2001), para isso, a adesão entre elas é muito importante (KOROGLU; OZDEMIR; USANMAZ, 2009). Influenciam no sucesso do fortalecimento da resina as propriedades do material que compõe as fibras, o tratamento de suas superfícies, a quantidade de fibras, a sorção de água pela matriz e suas direções e posições. As fibras podem ser encontradas de três maneiras: paralelas contínuas, trituradas ou em
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malha (KÖROGLU; ÖZDEMIR; USANMAZ, 2009). Quanto à sua orientação e distribuição, no caso de fibras orientadas aleatoriamente, as fibras contínuas apresentam uma maior força de fratura que as cortadas (RAHAMNEH; ABDELLATEEF; MNEIZEI, 2007).
Foo et al. (2001) procurou reforçar 3 tipos de resinas curadas por calor para bases de dentaduras com fibras de poliaramida. As amostras reforçadas obtiveram aumento na sua resistência no teste transversal usando o método de três pontos quando comparadas as não reforçadas, porém não foi estatisticamente significante para os reparos com PMMA reforçados ou não. Os valores da resistência flexural das resinas termo polimerizáveis do grupo controle que foram demonstrados em MPa na pesquisa de Foo et al. (2001), assim como no estudo de todos os outros autores aqui citados que utilizaram essas resinas, obtiveram maior valor de resistência flexural em comparação ao encontrado neste estudo, visto que as resinas curadas por calor apresentam maior resistência flexural que as curadas quimicamente (TAKAHASHI et al., 2009).
Rahamneh, Abdelmajeed e Talaat (2007) realizaram teste de três pontos com grupo controle de resina curada por calor e reforçada por fibras de PMMA, fibras de carbono, fibra de vidro (tecido), fibras de vidro (fita), fibras de polietileno e fibras de seda. Entre elas, foram as fibras de polietileno e fibras de vidro (fita) que apresentaram excelentes resultados. Skirvin, Vermilyea e Brand (1982) foram uns dos autores que obtiveram aumento da resistência flexural dos espécimes de resina acrílica ao utilizar fibras de carbono como reforço, e foram aquelas dispostas longitudinalmente e perpendicular a tensão que apresentaram maior resistência, assim como os reforços metálicos (RUFFINO, 1985).Wylegala (1973) comprovou a importância da adesão entre os reforços e a matriz resinosa, ao obter aumento da força flexural nas amostras de acrílicos reforçadas por fibras de carbono tratadas e redução naquelas que não foram tratadas.
As fibras de aramida proporcionaram um aumento significante na força de impacto da resina com teor de fibra até 2% no estudo realizado por Berrong, Weed e Young (1990), assim como Mullark (1985), que relatou aumento na força e fadiga flexural de aparelhos reforçados com fibra de aramida unidirecional. O estudo realizado por Grave, Chandler e Wolfaardt (1985) apresentou resultados diferentes, com redução da resistência, provavelmente por falha da adesão entre as fibras e a matriz. Segundo Jagger, Harrison e Jandt (1999) as fibras de vidro não tratadas não possuem boa adesão com a matriz, fazendo com que o acrílico enfraqueça ao invés de fortalecer. Solnit (1991) concluíram em seu
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estudo que as fibras não tratadas apresentaram menor efeito na resistência flexural que aquelas que não são reforçadas, e as reforçadas tratadas com silano apresentaram aumento na resistência, porém não foi estatisticamente significante. Contrário a isso, Vallitu (1993a) observou que o reforço com fibras de vidro tratadas com dois tipos de silano apresentou aumento significativo na resistência a fratura dos espécimes.
Jagger, et al (2003) e Jagger, et al (2001) testaram a força flexural e de impacto em resinas curadas por calor utilizadas para confecção de bases de dentaduras reforçadas por fibras compostas pelo próprio polimelimetilmetacrilato, tratadas com uma emulsão de látex de butadieno-estireno e dispostas de diferentes maneiras. Os autores relataram que o reforço não apresentou resultados positivos e a sua utilização não é recomendada.
Novos estudos poderão ser realizados com outros métodos de reforço não avaliados, bem como, empregando variáveis não utilizadas na presente avaliação, a fim de buscar alternativas para o aumento da resistência de materiais utilizados em bases de aparelhos ortodônticos.
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2.5 CONCLUSÕES
Dentro das limitações do presente trabalho concluiu-se que:
1- 54,84% dos cirurgiões-dentistas especialistas em Ortodontia e Ortopedia Facial participantes da pesquisa consideram que a fratura do acrílico prejudica muito os seus tratamentos;
2- A barra de fio ortodôntico já foi utilizada como reforço por 67,74% deles, e a maioria notou diferença na resistência do acrílico; 3- A malha metálica não foi utilizada por nenhum dos profissionais da
amostra;
4- Nos testes laboratoriais realizados neste estudo não se obteve diferença estatisticamente significante na resistência flexural dos espécimes de resina acrílica reforçados por barra de fio ortodôntico com 0,7 mm, 0,5 mm, malha metálica e grupo controle;
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REFERÊNCIAS
ADAMS, C. Philip. Aparelhos ortodônticos removíveis. São Paulo: Santos, 1987. 255p.
AMERICAN STANDARDS INSTITUTE. ANSI/ADA Specification nº12 for denture base polymers. Nova York, Mar. 1993.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10520: informação e documentação: citações em documentos: apresentação. Rio de Janeiro, 2002.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10520: Referências – Elaboração. Rio de Janeiro, 2002.
BERRONG, I. M.; WEED R. M.; YOUNG J. M. Fracture resistance of Kevlar-reinforced poly (methyl methacrylate) resin: a preliminary study. International Journal of Prosthodontics, v. 3, p. 391-395.
BRANDHORST, William S. O aparelho flexível: um aparelho ortodôntico removível. São Paulo: Santos Ed., 1996. 215p.
DIXON, D. L.; EKSTRAND, .K G.; BREEDING, L. C. The transverse strengths of three denture base resins. The Journal of Prosthetic Dentistry, v. 66-4, p. 510-513, 1991.
DOGAN A.; BEK B.; CEVIK N.N.; USANMAZ A. The effect of preparation conditions of acrylic denture base materials on the level of residual monomer, mechanical properties and water absorption. Journal of Dentistry, v. 23, p. 313-318, 1995.
54
DOMÍNGUEZ FLEITES, Lázaro; PÉREZ VARELA, Herminia; FERNÁNDEZ TORRES, Celis. Diseño de aparatos de ortodoncia. La Habana: Instituto Cubano del Libro, 1995. 120p.
EDEN, S. E.; KERR, W. J. S.; BROWN, J. A clinical trial of light cure acrylic resin for orthodontic use. Journal of Orthodontics, v. 29, p. 51-55, 2002.
FALTERMEIER, F.; MARTIN, R.; MÜSSIG, D; Acrylic removable appliances: Comparative evaluation of different postpolymerization methods. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, v. 131(3), p. 301.e16-301.e22, mar. 2007.
FOO, S. H.; LINDQUIST, T. J.; AQUILINO, S. A.; SCHNEIDER, R. L.; WILLIAMSON, D. L.; BOYER, D. B. Effect of Polyaramid Fiber Reinforcement on the Strength of 3 Denture Base Polymethyl Methacrylate. Journal of Prosthodontics, v. 10-3, p. 148-153, set. 2001.
FRAGA, M. L. MANUAL PARA ELABORAÇÃO DE TRABALHOS ACADÊMICOS DOS CURSOS DA FACULDADE PIO XII. 4. ed. Cariacica-ES, 2010. 47 p.
GRAVE, A. M. H..; CHANDLER, H.D.; WOLFAARDT, J. F. Denture base acrylic reinforced with high modulus fibre. Dental materials, v. 1, p. 185-187, 1985.
GÜLAY U.; HERSEK N.; TINÇER T. Effect of five woven fiber reinforcements on the impact and transverse strength of a denture base resin. The Journal of Prosthetic Dentistry, v. 81(5), p. 616-620, may 1999.
55
HOUSTON, W. J. B; ISAACSON, K. G. (Keith Geoffrey). Tratamento ortodôntico com aparelhos removíveis. São Paulo: Santos, 1990. 213p.
JACOBSEN, J.E.; CHAI CHANG, J.; KERI, P. P.; WATANABE, L.G. Bond strength of a 4 Meta acrylic resin denture base to cobalt chromium ally. Journal of Prothestic Dentistry, v. 60, p. 570-576, 1988).
JAGGER, D. C.; HARRISON A.; AL-MARZOUG K. Effect of the addition of Poly (methyl methacrylate) beads on some properties of acrylic resin. The international Journal of Prosthodontics, v. 13(5), p. 378-382, 2000.
JAGGER, D. C.; HARRISON, A.; JANDT, K. D. The reinforcement of dentures. Journal of Oral Rehabilitation, v. 26, p. 185-194, 1999.
JAGGER, D. C.; HARRISON, S.; R. VOWLES. The effect of the addition of surface and continuous poly (methyl methacrylate) fibres on some properties of acrylic resin. Journal of Oral Rehabilitation, v. 28, p. 865-872, 2001.
JENNINGS, R. E.; WUEBBERNHORST, A. M. The effect of metal reinforcements on the transverse strength of acrylic resin. Journal of Dentistry for Children, v. 27, p. 162-168, 1960.
KANIE, T.; ARIKAWA, H.; FUJII, K.; BAN, S. Color Change in Acrylic Denture Base Resin Reinforced with Wire Mesh and Glass Cloth. Dental Materials Journal, v. 22-4, p. 425-435, 2003.
KOROGLU, A.; OZDEMIR, T.; USANMAZ, A. Comparative Study of the Mechanical Properties of Fiber-Reinforced Denture Base Resin. Journal of Applied Polymer Science, v. 113, p. 716-720, 2009.
