UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ODONTOLOGIA DE PIRACICABA
CAROLINE MATHIAS CARVALHO DE SOUZA
INFLUÊNCIA DA INCORPORAÇÃO DE UM SAL DE ÔNIO SOBRE
PROPRIEDADES FÍSICAS DE INFILTRANTES EXPERIMENTAIS
CONTENDO DIFERENTES DILUENTES
Piracicaba 2017
INFLUÊNCIA DA INCORPORAÇÃO DE UM SAL DE ÔNIO SOBRE PROPRIEDADES FÍSICAS DE INFILTRANTES EXPERIMENTAIS CONTENDO
DIFERENTES DILUENTES
Dissertação apresentada à Faculdade de Odontologia de Piracicaba da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para a obtenção do título de Mestra em Clínica Odontológica, na Área Dentística.
Orientadora: Profª. Drª. Giselle Maria Marchi Baron
Este exemplar corresponde à versão final da dissertação defendida pela aluna Caroline Mathias Carvalho de Souza e orientada pela Prof.ª Dr.ª Giselle Maria Marchi Baron
Piracicaba 2017
Agência(s) de fomento e nº(s) de processo(s): CNPq, 13269020152
Ficha catalográfica
Universidade Estadual de Campinas
Biblioteca da Faculdade de Odontologia de Piracicaba Marilene Girello - CRB 8/6159
Souza, Caroline Mathias Carvalho de,
So89i SouInfluência da incorporação de um sal de ônio sobre propriedades físicas de infiltrantes experimentais contendo diferentes diluentes / Caroline Mathias Carvalho de Souza. – Piracicaba, SP : [s.n.], 2017.
SouOrientador: Giselle Maria Marchi Baron.
SouDissertação (mestrado) – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba.
Sou1. Materiais dentários. 2. Polimerização. 3. Sal de ônio. I. Marchi, Giselle Maria,1970-. II. Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de
Odontologia de Piracicaba. III. Título.
Informações para Biblioteca Digital
Título em outro idioma: Influence of onium salt on the physical properties of experimental resin infiltrants with different diluents
Palavras-chave em inglês: Dental materials
Polymerization Onium salt
Área de concentração: Dentística
Titulação: Mestra em Clínica Odontológica Banca examinadora:
Giselle Maria Marchi Baron [Orientador] Paula Mathias Rabelo de Morais
Vanessa Cavalli Gobbo Data de defesa: 21-02-2017
Programa de Pós-Graduação: Clínica Odontológica
DEDICATÓRIA
A Deus, que me permitiu o dom da vida, me permitiu ter uma família unida, forças para lutar, persistir e vencer em toda minha caminhada.
Dedico este trabalho a minha família, a base da minha vida.
À meu pai, Mathias, meu melhor exemplo de persistência, honestidade e amor. Você é a pessoa mais incrível que conheço.
À minha mãe, Leila, seu instinto materno ultrapassa qualquer barreira e seu amor ao próximo é capaz de transformar vidas. Nunca poderei agradecer o que fez e faz por mim.
Ao meu irmão Felipe que me enche de orgulho, que me proporcionou a melhor infância que eu poderia ter. Meu amor por você é incomensurável.
Aos meus avós Edna e Valmir (in memoriam) por sempre terem sido alicerce e espelho da nossa família. Vó, não existe lugar melhor do mundo do que sua casa. Todo o carinho dedicado a mim e tudo que me proporcionou me fez um ser humano melhor. Em especial, ao meu avô por ter sonhado esse sonho junto comigo, sei que onde estiver, está transbordando de orgulho.
A meus tios Nadja, Valmir Jr., André e Maisa, eu não teria chegado até aqui sem o apoio de vocês, que sempre me incentivaram e me conduziram no caminho do bem.
Meus pequeninos primos Bernardo e Miguel e meu afilhado André Filho, vocês são a luz de Deus em nossas vidas, alegria e a personificação do amor da nossa família.
A meu noivo Rafael, você é meu porto seguro, meu exemplo de otimismo, paciência e sabedoria. Seus cuidados, amor e compreensão fazem da nossa jornada possível e brilhante.
À minha orientadora Professora Doutora Giselle Maria Marchi Baron, por me acolher nessa difícil jornada que é sair de casa. Obrigada por ter sido mais que uma orientadora, professora, amiga, em muitos momentos fazendo até mesmo o papel de mãe em Piracicaba. Com certeza, tê-la como orientadora tornou o mestrado tão agradável e a saudade de casa menos difícil de suportar. Obrigada por sempre me receber em sua sala, seja para ouvir meus desabafos, dúvidas e angústias que acompanham a jornada acadêmica longe de casa. Com certeza seus ensinamentos, sempre muito educados, serão absorvidos por mim e será um exemplo a seguir.
À Professora Doutora Paula Mathias Rabelo de Morais da Faculdade de Odontologia da Universidade Federal da Bahia, pela confiança depositada em mim ao longo de toda minha jornada acadêmica, por me orientar e acreditar no meu trabalho. Você me inspirou diversas vezes a seguir a carreira acadêmica, por ser um exemplo de profissional e ser humano.
Agradeço ao meu noivo Rafael Soares, sem você nada disso teria sido possível. Obrigada por compartilhar sonhos comigo há mais de 8 anos, desde da graduação, dando cada passo comigo de mãos dadas. Todos os cuidados que teve comigo, fez nosso tempo em Piracicaba especial. Obrigada por ser um companheiro leal no trabalho e na vida!
À minha família, por não somente acreditar e apoiar minhas escolhas, mas também sonhar junto comigo. Não poderia retribuir de outra forma que não fosse deixando vocês orgulhosos. Amo muito vocês!
Agradeço também a todos os meus amigos, tanto aqueles que não fazem a mínima ideia do que e porque estou fazendo isso, e o quanto é difícil, quanto aqueles que compartilham comigo da mesma caminhada em diferentes locais do Brasil e do mundo. À Vivianne Fernandes, obrigada pelos 24 anos de amizade leal e incondicional, nossa infância juntas não poderia ter sido melhor! À Daniel Felzemburg, meu amigo de infância, exemplo de todas as virtudes que uma pessoa pode ter, não há distância entre o Brasil, Estados Unidos ou Alemanha que separe nossa amizade, você me inspira! À Carolina Starling, relação de irmandade para além da vida, a forma como se dedica à Ortodontia nos deixa impressionados, você é brilhante! À Sarah Quadros, com você temos risada garantida sempre, sua
sinceridade é ímpar e admirável! À Marcela Lacerda, sua educação, carinho e amizade são itens valiosos para mim! Lembrem-se que os amigos são a família que escolhemos! Muito obrigada por fazerem parte da minha vida!
À Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), na pessoa do Magnífico Reitor, Prof. Dr. José Tadeu Jorge.
À direção da Faculdade de Odontologia de Piracicaba da Universidade Estadual de Campinas, na pessoa do Diretor Prof. Dr. Guilherme Elias Pessanha
Henriques e do Diretor Associado Prof. Dr. Francisco Haiter Neto.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
(CNPq), pelo auxílio financeiro na concessão da bolsa.
À Profa. Dra. Cínthia Pereira Machado Tabchoury, coordenadora dos cursos de Pós-Graduação e a Profa. Dra. Karina Gonzales Silvério Ruiz, coordenadora do Programa de Pós-Graduação em Clínica Odontológica.
Aos Professores Mário Alexandre Coelho Sinhoreti, Flávio H. Baggio
Aguiar, Débora Alves Nunes Leite Lima e Vanessa Cavalli Gobbo pela
importante colaboração na qualificação deste trabalho.
Aos professores Profa. Dra. Paula Mathias Canedo, Profa. Dra. Vanessa
Cavalli Gobbo, Profa. Dra. Andrea Araújo N. Cavalcanti e Profa. Dra. Débora Alves Nunes Leite Lima, pelo aceite em participar como banca de defesa deste
trabalho.
Aos Professores da Área de Dentística, Profa. Dra. Giselle Maria Marchi,
Profa. Dra. Débora Alves Nunes Leite Lima, Prof. Dr. Flávio H. Baggio Aguiar, Prof. Dr. Luis Alexandre M. S. Paullilo, Prof. Dr. Luís Roberto M. Martins, Prof. Dra. Vanessa Cavalli Gobbo e Prof. Dr. Marcelo Giannini, por todos os
conhecimentos transmitidos nesses anos de mestrado, que foram fundamentais para meu crescimento profissional.
À secretária Mônica, da área de Dentística, por sempre ter ajudado no que precisei.
Ao Prof. Dr. Roberto Ruggiero Braga, da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo, por gentilmente ter me recebido em seu laboratório para realização de um dos testes deste trabalho.
Aos meus colegas de orientação Mariana, Thatiana, Kamila, Diogo e Alan, pelos ensinamentos compartilhados, momentos divididos entre clínicas e pré-clínicas. Obrigada pela colaboração na realização dessa pesquisa. Com vocês tudo foi mais divertido.
Aos meus amigos de mestrado Bruna, Josué, Laura, Maicon, Mariana,
Mayara, Renata e Rodrigo por todos os momentos de ciência e descontração,
apoio e amizade. Obrigada por todos os momentos dentro da FOP e fora dela!
Aos demais colegas de pós-graduação do doutorado, em especial a Thayla e
Suelem pela amizade e por todos os momentos compartilhados!
À minha amiga Suelem, que me recebeu imediatamente de coração aberto! Obrigada por tudo que me ensinou, por toda ajuda e todos os momentos nos laboratórios e fora dele. Sua amizade fiel com certeza tornou minha estadia em Piracicaba muito melhor!
Aos meus amigos de pós-graduação do laboratório da PPR por todos nossos momentos de descontração, churrascos e papos agradáveis.
A todos os funcionários da FOP, que contribuem para que a instituição permaneça em ordem e agradável.
“Foi o tempo que dedicaste à tua rosa que a fez tão importante.”
RESUMO
O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de diferentes concentrações do sal hexafluorofosfato de difeniliodônio (DFI) nas propriedades físicas de infiltrantes experimentais com presença ou ausência de 10%(wt) etanol ou 10%(wt) HEMA e compará-los a um infiltrante disponível comercialmente (Icon®, DMG, Alemanha). Infiltrantes experimentais foram preparados usando uma matriz monomérica composta de BisEMA (25%wt) / TEGDMA (75%wt). O sistema fotoiniciador usado foi 0,5 mol% de canforoquinona, 1 mol% de etil 4-(dimetilamino) benzoato e diferentes concentrações de DFI (0; 0,25; 0,5; ou 1mol%). Todas as manipulações foram realizadas a 25ºC, totalizando 12 grupos experimentais e um grupo de comparação comercial (controle). Todos os espécimes foram fotoativados com luz LED (Valo, Ultradent, 1000mW/cm2 de irradiância) por 40 segundos. Testes de grau de conversão (GC/ n=5; 8x1mm) utilizando espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, sorção em água e solubilidade (So/Sol; n=8; 5x1mm), ângulo de contato (AC/ n=5; 1µL) utilizando um goniômetro e resistência coesiva (RC/ n=10; área seccional de 1x1mm) foram realizados. Os dados foram submetidos a ANOVA 2 fatores e teste de Tukey (5%). Dados comparando grupos experimentais e Icon foram analisados utilizando teste Dunnett (5%). Os menores valores de GC foram encontrados nos grupos contendo etanol, embora pelo menos 0,5mol% DFI tenha aumentado o GC para os grupos com etanol. O GC dos grupos contendo etanol, etanol+0,25mol% DFI e HEMA+0,25mol% DFI foram significativamente menores que o Icon. A maior sorção em água foi encontrada nos grupos com etanol com adição de DFI e a maior solubilidade foi encontrada para o grupo com etanol sem DFI. O Icon obteve menores valores de So/Sol que a maioria dos grupos experimentais, obtendo solubilidade semelhante aos grupos com HEMA e sem diluente a 0,5 e 1mol% DFI. A ausência de diluente e presença do HEMA promoveu melhores valores de RC e foram melhores que o Icon. A presença de etanol diminuiu a RC, porém a adição de DFI aumentou esses valores, tornando-os similares ao Icon. O menor valor de ângulo de contato foi encontrado para o grupo com etanol+0,5mol% DFI, similar ao Icon. De modo geral, DFI diminuiu os valores de ângulo de contato. A concentração de pelo menos 0,5mol% DFI associado ao etanol foi a que mais se aproximou do produto comercial testado, exceto para valores de sorção e solubilidade e 0,5mol% DFI associado ao HEMA, exceto para sorção e
composição dos infiltrantes experimentais não diminuiu a hidrofilia do material, que apresentou sorção em água superior ao Icon®.
ABSTRACT
The aim of this study was to evaluate the influence of different concentrations of diphenyliodonium hexafluorophosphate salt (DPI) on physical properties of experimental infiltrant blends with the presence or absence of 10%(wt) ethanol solvent or 10%(wt) HEMA and compare them to a commercially available infiltrant (Icon, DMG, Germany). Experimental infiltrant blends were prepared using a BisEMA (25%wt) / TEGDMA (75%wt) base compound monomers. The photoinitiator system used was 0.5 mol% of camphorquinone, 1 mol% of ethyl 4-(dimethylamino) benzoate and different DPI concentrations (0; 0.25; 0.5 or 1mol%). Manipulations were all performed at 25°C, totaling 12 experimental groups and one group of commercial comparison (control). All specimens were light cured with LED light (Valo,Ultradent, irradiance 1000mW/cm²) for 40 seconds. Degree of conversion (DC/ n=5; 8x1mm) using Fourier-transformed near infra-red spectroscopy, water soption and solubility (So/Sol; n=8; 5x1mm), contact angle (CA/ n=5; 1µL) using a goniometer and cohesive strength (CS/ n=10; sectional área of 1x1mm) tests were performed. Data were subjected to two-way ANOVA and Tukey’s test (5%). Data comparing experimental materials and Icon were analysed using Dunnett’s test (5%). The lowest DC values were found in groups containing ethanol, although at least 0.5mol% DPI incresead the DC for ethanol groups. Groups containing ethanol, [ethanol/0.25mol% DPI] and [HEMA/0.25mol% DPI] were significantly lower than Icon. The highest So was found for ethanol groups with adding DPI and the highest Sol was found for ethanol group without DPI. Icon had lower So/Sol values than the most of experimental groups, obtaining solubility similar to the groups with HEMA and without diluent at 0.5 and 1 mol% DFI. Absence of diluente and presence of HEMA provided better CS values. The presence of ethanol decreased CS values, but addition of DPI increased these values, rendering them similar to Icon. The lowest contact angle value was found for [ethanol/0.5mol% DPI] being similar to Icon. Overall DPI decreased CA values. The 0.5mol% DPI concentration associed to ethanol was similar to commercial product tested, except for sorpion and solubility values and also the 0.5mol% DPI concentration associed to HEMA, except for So and CA. The addition of ethanol decreased CA values and increased So/Sol values. Nevertheless, ethanol affected negatively DC and CS properties. The experimental infiltrant
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 16 2 REVISÃO DA LITERATURA 19 3 PROPOSIÇÃO 34 4 MATERIAL E MÉTODOS 35 5 RESULTADOS 43 6 DISCUSSÃO 47 7 CONCLUSÃO 53 REFERÊNCIAS 54
1 INTRODUÇÃO
A doença cárie ainda permanece prevalente, com lesões cariosas sendo concentradas cada vez mais em grupos de alto risco (Schwendicke et al., 2015), como pacientes com pobres hábitos de higiene oral, hipossalivação e presença de biofilme cariogênico (Young e Featherstone, 2010). A detecção dessas lesões em fases iniciais permite impedir a progressão das mesmas e fornecer um tratamento mais conservador ao paciente (Schwendicke et al., 2015).
Nas lesões iniciais de cárie a superfície do esmalte permanece relativamente inalterada (Meyer-Lueckel et al., 2007; Meyer-Lueckel e Paris, 2008a; Araujo et al., 2015), ao passo que uma dissolução mineral significativa pode ser detectada no corpo da lesão, ocorrendo aumento da porosidade do esmalte que se apresenta clinicamente como lesões de mancha branca (Meyer-Lueckel et al., 2007; Paris et al., 2007). As lesões de mancha branca são convencionalmente tratadas por métodos não-invasivos, que buscam a remineralização dentária por meio da utilização racional de fluoretos, além de, para o controle da doença, ser necessária dieta adequada com ingestão controlada de carboidratos e melhora da higiene bucal com controle do biofilme dental (Paris et al., 2007, Meyer-Lueckel e Paris, 2008; Paris e Lueckel, 2010; Lueckel e Paris, 2010; Paris et al., 2013; Meyer-Lueckel et al., 2015) Porém, o tratamento das lesões de mancha branca têm limitações em pacientes não colaboradores e de alta atividade de cárie, podendo não ser suficiente para impedir a sua progressão de maneira eficaz (Meyer-Lueckel e Paris 2008a; Meyer-Lueckel e Paris 2010; Meyer-Lueckel et al., 2015; Araujo et al., 2015).
O uso de infiltrantes em lesões iniciais de cárie tornou-se uma abordagem bastante estudada nos últimos anos (Jia et al., 2012). O objetivo desse tratamento é infiltrar o corpo da lesão com uma resina fotopolimerizável de baixa viscosidade, de modo a obstruir os poros da lesão e bloquear a difusão dos ácidos bacterianos por essas vias (Paris et al., 2007; Meyer-Lueckel e Paris, 2008; Belli et al., 2011). O preenchimento desses poros com o infiltrante poderia impedir a progressão da lesão, além de atuar como reforço da estrutura do esmalte, evitando sua cavitação (Meyer-Lueckel et al., 2007; Belli et al., 2011).
17
A composição do infiltrante tem sido amplamente investigada em vários estudos a fim de alcançar as melhores propriedades físicas possíveis e profundidade de penetração adequada (Jia et al., 2012). Atualmente, há apenas um infiltrante comercialmente disponível (Icon, DMG, Alemanha), composto basicamente por TEGDMA, um monômero de baixo peso molecular e baixa viscosidade. Porém, esse monômero sofre degradação hidrolítica e possui propriedades mecânicas inferiores, comparado a outros monômeros, quando utilizados em altas concetrações (Khalichi et al., 2004; Paris e Meyer-Lueckel, 2010; Brambilla et al., 2014). Dessa forma, estudos com infiltrantes experimentais estão sendo realizados incorporando outros monômeros associados ao TEGDMA, como BisEMA, de modo a diminuir a hidrofilia do material, sem diminuir sua penetrabilidade e buscando-se otimização dos materiais infiltrantes quanto a resistência à degradação oral e suas propriedades mecânicas.
Levando-se em conta o tempo de aplicação total do produto comercial ser superior a 3 minutos para uma infiltração da lesão quase completa (Meyer-Lueckel et al. 2011) e as modificações na composição monomérica propostas, estudos sugerem que a presença de diluentes/solventes, adicionados com o objetivo de diminuir a viscosidade e melhorar a penetrabilidade dos infiltrantes (Paris et al., 2012), afetam negativamente as propriedades mecânicas dos mesmos (Araujo et al., 2015), ao passo que o operador muitas vezes não é capaz de volatilizar o solvente completamente do interior da lesão, reduzindo o grau de conversão monomérica (Ogliari et al., 2008; Meyer-Lueckel e Paris, 2010; Paris et al., 2012). Apesar disso, estudos consideram que a adição de baixas concentrações de etanol foram capazes de aumentar a profundidade de penetração do infiltrante na lesão cariosa (Paris et al., 2007; Meyer-Lueckel e Paris 2008). Outra abordagem para diminuir a viscosidade e aumentar a profundidade de penetração dos infiltrantes seria a adição do monômero hidrofílico HEMA atuando como diluente por ser uma molécula pequena e possuir baixa viscosidade, comparado ao TEGDMA (Van Landuyt et al., 2007; Ely et al., 2012).
Embora a quantidade de diluentes afete a cinética da polimerização em materiais resinosos, tal efeito inibitório em sistemas fotoiniciadores ternários que contêm o sal de ônio hexafluorofosfato de difeniliodônio (DFI) têm se mostrado
menos pronunciado (Ogliari et al., 2008). Visto que a eficácia dos sistemas fotoiniciadores depende, dentre outros fatores, da capacidade doadora de átomos de hidrogênio dos co-iniciadores e considerando o caráter hidrofóbico da canforoquinona (CQ) e do dimetilaminoetil benzoato (EDAB), o que pode limitar o seu desempenho no ambiente oral, sais de ônio tem sido adotados nesses sistemas para resolver essa limitação (Song et al., 2016).
A utilização de sais de ônio em sistemas fotoiniciadores tem sido proposta para melhorar o potencial de polimerização de materiais resinosos e, consequentemente, melhorar suas propriedades mecânicas (Ely et al., 2012; Gonçalves et al., 2013; Loguercio et al., 2013), sendo o DFI capaz de gerar um radical fenil livre, quando este recebe um elétron gerado pelo estado excitatório da canforoquinona (Ogliari et al., 2007). A decomposição do sal em feniliodínio e radical fenil livre permite iniciar a reação de polimerização dos monômeros e os radicais metacrilatos gerados nesse processo são capazes de clivar a ligação carbono-iodo do sal ou seus produtos de decomposição, promovendo a geração de mais radicais e resultando no aumento da reatividade de polimerização de metacrilatos (Ogliari et al., 2007).
Baseado nos resultados obtidos em estudos anteriores, pode-se inferir que a adição de sais de ônio em materiais resinosos tem capacidade de melhorar seu comportamento mecânico (Ely et al., 2012; Gonçalves et al., 2013). Desse modo, diante da falta de informações na literatura acerca das propriedades de infiltrantes experimentais contendo DFI, tornam-se necessários estudos que avaliem sua influência nas propriedades mecânicas desses materiais, de forma a verificar se o DFI é capaz de compensar os efeitos prejudiciais provocados pelo uso de diluentes em infiltrantes.
19
2 REVISÃO DA LITERATURA 2.1 Diluentes
2.1.1 HEMA
O 2-hidroxietil metacrilato (HEMA) é uma molécula polar, monômero funcional e hidrofílico que possui em uma extremidade da sua cadeia um grupo polimerizável que se liga aos dimetacrilatos hidrofóbicos e na outra extremidade um radical funcional hidrofílico (Figura 1) (Zanchi et al., 2013; Hiraishi et al., 2014). O HEMA pode ser encontrado em variadas concentrações nas resinas compostas, adesivos dentários e cimentos resinosos (Tak e Usumez, 2013; Gallorini et al., 2014).
Figura 1- Fórmula molecular do HEMA
Muitos adesivos odontológicos contém o HEMA funcionando como agente de diluição, co-monômero ou diluente, para melhorar a infiltração dos componentes hidrofóbicos na dentina e aumentar a miscibilidade dos componentes hidrofílicos e hidrofóbicos na solução, evitando a separação de fase dos adesivos simplificados (Van Landuyt et al., 2007; Takahashi et al., 2011; Collares et al., 2011; Reichl et al., 2012; Mahdan et al., 2013; Zanchi et al., 2013; Dijken, 2013; Hiraishi et al., 2014). Tem-se relatado que baixas concentrações desse monômero, cerca de 10 a 19%, promovem um aumento da resistência adesiva imediata, melhorando o molhamento da dentina, expandindo o colágeno desmineralizado (Takahashi et al., 2011; Vicente et al., 2012; Dijken, 2013). Porém, devido a hidrofilicidade e seu baixo peso molecular, o HEMA presente em altas concentrações é capaz de absorver
água para a camada adesiva, afetando negativamente as propriedades mecânicas desse material (Collares et al., 2011; Takahashi et al., 2011; Vicente et al., 2012).
Sabendo-se que a concentração do monômero HEMA pode influenciar as propriedades físicas e mecânicas dos materiais resinosos, o estudo de Collares et al. (2011), avaliou as propriedades de grau de conversão, sorção em água e solubilidade e resistência à tração de adesivos experimentais contendo 0, 15, 30 e 50% em peso de HEMA em suas composições. Os grupos que tinham 30 e 50% de HEMA mostraram uma diminuição de 30 e 61% respectivamente, no grau de conversão, se comparados ao grupo controle que não continha HEMA. A maior sorção de água e solubilidade foi encontrada no grupo com 50% de HEMA e os maiores valores de resistência à tração foram os dos grupos controle e com 15% de HEMA, concluindo, dessa forma, que altas concentrações desse monômero podem comprometer as propriedades do material adesivo e levar a um aumento da sua degradação (Collares et al., 2011).
Outros trabalhos foram desenvolvidos para avaliar a influência da presença do HEMA em diversas propriedades dos sistemas adesivos. Em 2011, Takahashi et al. avaliaram a sorção de água e a resistência à tração de adesivos auto-condicionantes de passo único com presença ou ausência de HEMA, após longo prazo de armazenamento em água. Eles concluíram que, para os adesivos contendo HEMA, houve um aumento da sorção de água e diminuição da resistência à tração ao longo do tempo, enquanto que para os adesivos sem HEMA esses valores não diferiram significativamente mesmo após 360 dias de armazenamento.
Estudos clínicos foram realizados em 2013 para avaliar a eficácia da ligação adesiva à dentina de adesivos de passo único livres de HEMA, comparado a adesivos contendo HEMA, em restaurações de classe V e classe II, durante 5 e 6 anos. Para a avaliação após 5 anos, os adesivos livres de HEMA foram considerados como obtendo sucesso clínico, em lesões cervicais não cariosas, bem como nas restaurações classe II após 6 anos, onde o adesivo contendo HEMA mostrou uma alta taxa de fracasso (Van Dijken, 2013; Dijken, 2013).
O estudo de Zanchi et al. (2013) mostrou que a substituição do HEMA por dimetacrilatos tensoativos, como polietileno glicol dimetacrilato, BisEMA e polietileno
21
glicol dimetacrilato de uretano, em adesivos experimentais resultou em uma satisfatória resistência à tração tanto imediata quanto a longo prazo. Estes resultados também foram encontrados em 2014 por Munchow et al., que observaram uma melhoria das propriedades mecânicas, como resistência flexural e módulo de elasticidade, de adesivos experimentais que tiveram o HEMA substituídos por dimetacrilatos alternativos, se comparados com adesivos contendo HEMA.
Além disso, outra preocupação acerca da utilização do HEMA nos materiais odontológicos é sua lixiviação para o meio e potencial citotóxico provocado por esta. O HEMA que não foi polimerizado nos adesivos pode sofrer difusão para os túbulos dentinários causando um efeito biológico nas células pulpares e até mesmo reações alérgicas (Reichl et al., 2012; Tak e Usumez, 2013; Gallorini et al., 2014). O estudo conduzido por Tak e Usumez (2013) avaliou a difusão do HEMA do cimento resinoso através da dentina tanto afetada quanto não afetada por cárie após diferentes períodos de tempo e constatou-se que a quantidade de HEMA eluído do cimento não diferiu significativamente entre a dentina afetada por cárie e a dentina não afetada e entre os períodos de tempo. Além disso, concluíram que a maior concentração detectada de HEMA não foi vista como crítica aos tecidos pulpares, pois estavam abaixo dos níveis de citotoxicidade considerada pela literatura.
Recentemente, o HEMA tem sido usado como diluente para infiltrantes experimentais, baseado nos estudos prévios de sua função nos adesivos dentários (Araújo et al., 2013; Araujo et al., 2015). Em 2013, o estudo de Araujo et al. avaliou as propriedades e profundidade de penetração de infiltrantes experimentais que continham combinações de diferentes concentrações dos monômeros TEGDMA, BisEMA e UDMA com e sem a presença de 20% de HEMA. Os maiores valores de grau de conversão foram obtidos nos grupos que não continham HEMA e no grupo composto de TEGDMA 60%/UDMA 20%/ HEMA 20%, enquanto que os menores valores foram para os grupos que continham etanol como diluente e o grupo composto por TEGDMA 60%/ BisEMA 20%/ HEMA 20%. A adição do HEMA como diluente, bem como do etanol não melhorou a profundidade de penetração dos infiltrantes testados. Em outro estudo, Araujo et al. (2015) testaram o efeito de dois diluentes, o HEMA e o etanol, para avaliar a resistência a tração de infiltrantes
experimentais. Os autores perceberam que a adição do HEMA na concentração testada de 20% não afetou os valores de resistência a tração.
2.1.2 Etanol
Nos adesivos dentários altas concentrações de monômeros dimetacrilatos relativamente hidrofílicos são misturados geralmente com monômeros hidrófobos para melhorar a adesão à dentina úmida. Para facilitar a mistura desses monômeros e evitar a separação de fase desses componentes, solventes voláteis como o etanol são utilizados (Malacarne-Zanon et al. 2009). O etanol é uma molécula polar, usada como solvente orgânico em adesivos dentários, que também possui a função de deslocar a água da dentina desmineralizada e permitir a infiltração dos monômeros resinosos (Figura 2) (Faria-E-Silva et al. 2013; Simões et al. 2014; Malacarne-Zanon et al. 2009; Chiba et al. 2016; Manso et al. 2014). Além disso, em adesivos, o uso do etanol é preferível por ter uma pressão de vapor menor que o da água, permitindo melhor evaporação pela secagem com ar (Van Landuyt et al., 2007).
Figura 2- Fórmula molecular do etanol
A concentração do etanol presente nos sistemas adesivos pode influenciar em suas propriedades mecânicas, sendo pequenas diferenças observadas no grau de conversão de sistemas adesivos à base de BisGMA fotoativados na presença de 0 a 40% em peso de etanol. Em propriedades mecânicas essas diferenças são mais expressivas, assim, a resistência à tração e o módulo de elasticidade diminuem à medida que a concentração do etanol aumenta (Ye et al., 2016). Além disso, a presença do solvente residual durante a fotopolimerização do adesivo produz áreas de polimerização incompleta, gerando uma porosidade na interface de união do adesivo com a dentina, podendo comprometer a qualidade da adesão (Malacarne-Zanon et al., 2009).
23
Em 2009, Malacarne-Zanon et al. avaliaram a cinética da absorção de água e grau de conversão de resinas adesivas experimentais de diferentes hidrofilicidades, com 5 ou 15% de etanol e sem o solvente. No geral, os materiais que continham etanol mostraram maior sorção de água e solubilidade, se comparados com seus respectivos materiais sem solvente. A adição do etanol aumentou o grau de conversão das resinas, principalmente a menos hidrofílica. Além disso, os efeitos negativos do etanol residual na sorção de água e solubilidade parecem ser mais críticos nas resinas mais hidrofílicas.
Com a incorporação de componentes hidrofílicos nos adesivos dentinários, houve um aumento na sorção de água e rápida deterioração das propriedades mecânicas da camada de adesivo, assim como aumento da permeabilidade da interface adesiva, colocando em risco a longevidade dessa adesão. Desse modo, foram sugeridos protocolos que substituíam a água presente na dentina desmineralizada por concentrações crescentes de etanol, visando tornar o substrato menos hidrófilo. Com essa técnica, inicialmente proposta por Tay et al. (2007), a matriz colágena seria mantida expandida, favorecendo o encapsulamento do colágeno pelos monômeros hidrófobos (Faria-e-Silva et al., 2013; Manso et al., 2014; Simões et al., 2014; Kuhn et al., 2015; Ayar, 2016).
Dessa forma, o estudo de Nagpal et al. (2015) avaliaram o efeito da técnica do ethanol-wet na resistência de união imediata e a longo prazo de adesivos de condicionamento ácido total simplificados. Pode-se concluir que para os adesivos testados, essa técnica levou à uma significante preservação da união da resina à dentina, após 6 meses de armazenamento. Achados semelhantes foram encontrados no estudo de Sartori et al. (2015), onde observaram que a técnica do
ethanol-wet ajudou a formar uma camada híbrida mais homogênea e união mais
estável à dentina, principalmente quando utilizados sistemas adesivos contendo etanol. Porém, em outro estudo, quando a união de adesivos de condicionamento total à dentina foram avaliados após 12 meses, utilizando a mesma técnica, essa não mostrou melhorar a durabilidade da adesão (Yesilyurt et al., 2015).
Em um estudo em 2013, Faria-e-Silva et al. avaliaram a influência da concentração do etanol (7,5; 15 ou 30% em massa) e da acetona (15, 30 ou 60% em massa) em adesivos convencionais de dois passos, na resistência de união à
dentina, obtido através de variadas técnicas. A viscosidade dos adesivos que continham etanol foram superiores aos que continham acetona. Tanto na técnica da dentina úmida, quanto na técnica do ethanol-wet, a menor resistência de união foi observada para a menor concentração de etanol testada, concluindo assim que a concentração do etanol pode interferir na resistência de união adesiva em ambas técnicas.
Muitos estudos têm proposto a utilização do etanol como solvente para resinas infiltrantes de baixa viscosidade, com o objetivo de otimizar a penetração do material nas estruturas capilares do corpo da lesão cariosa (Meyer-Lueckel e Paris, 2010). Desse modo, estudos compararam a penetração de resinas experimentais compostas por diferentes concentrações de BisGMA e TEGDMA, contendo ou não 20% de etanol, em lesões naturais de cárie. A resina composta 100% de TEGDMA, ou seja, sem etanol apresentou os melhores resultados na penetração em lesões de cárie em molares e pré-molares de adultos, enquanto que todas as resinas testadas alcançaram penetração quase completa em lesões proximais de molares decíduos, quando aplicadas por 5 minutos (Meyer-Lueckel e Paris, 2010; Paris et al., 2012).
Com relação à influência do etanol utilizado como solvente, nas propriedades físicas e mecânicas de infiltrantes experimentais, foi observado que a adição desse solvente em uma concentração de 20% afetou negativamente o grau de conversão, módulo de elasticidade e dureza Knoop das resinas à base de TEGDMA testadas, além de não melhorar a profundidade de penetração das mesmas (Araújo et al., 2013). A presença do etanol também afetou negativamente a resistência à tração de infiltrantes experimentais utilizado em lesões artificiais de cárie em esmalte, independentemente da composição monomérica testada (Araujo et al., 2015).
Uma outra abordagem foi proposta por Paris et al. (2013), que avaliaram a utilização do etanol como pré-tratamento da superfície da lesão de cárie a ser infiltratada posteriormente com o infiltrante comercial Icon®. A aplicação do etanol, bem como do solvente acetona, seguida pela secagem com ar, mostrou-se aceitável para preparar lesões de cárie para infiltração com resinas de baixa viscosidade in
25
2.2 Infiltrantes
A infiltração de uma resina de baixa viscosidade em lesões subsuperficiais tem sido relatada por diversos estudos como uma terapia para deter a progressão de lesões de cárie incipientes (Paris, Meyer-Lueckel e Kielbassa, 2007; Meyer-Lueckel e Paris, 2008). Muitos relatos inicialmente demonstraram que lesões de cárie artificiais poderiam ser infiltradas por selantes de fissuras e adesivos disponíveis comercialmente, como o estudo de Davila et al. (1975) que demonstrou a penetração de adesivos em lesões de mancha branca há mais de 40 anos.
Porém, de acordo com os achados de Yetkiner et al. (2013), o uso de infiltrantes de baixa viscosidade conferiu maior efeito protetor contra desmineralização se comparado aos adesivos dentinários. Segundo Jia et al. (2012), a resistência ao cisalhamento de um infiltrante não foi significativamente diferente de um adesivo convencional, porém foi superior ao de um adesivo auto-condicionante em esmalte bovino sadio e desmineralizado. Além disso, o aspecto morfológico de superfícies submetidas a 20 mil ciclos de escovação mostrou maior estabilidade e qualidade de penetração em superfícies que utilizaram um infiltrante do que as tratadas com um adesivo auto-condicionante comercial, que apresentaram irregularidades na superfície (Belli et al., 2011).
Apesar de diversos estudos relatarem que a penetração de adesivos em lesões iniciais inibem uma posterior desmineralização in vitro (Mueller et al., 2006), devido às diferenças estruturais significativas existentes entre uma lesão artificial e natural, tais resultados não podem ser transferidos para as lesões naturais (Meyer-Lueckel e Paris, 2008). Além disso, Meyer-(Meyer-Lueckel e Paris (2008a) compararam a profundidade de penetração de um infiltrante com um adesivo em lesões naturais e concluíram que o infiltrante apresentou maior profundidade de penetração. Em um estudo de Paris et al. (2014) que comparou a penetração do infiltrante e de um selante de fóssulas e fissuras em lesões cariosas em fissuras, observou-se que o infiltrante obteve maior penetração comparado com o selante, principalmente após o condicionamento ácido do substrato com HCl a 15% por 120 segundos.
No estudo clínico de Ekstrand et al. (2010) foi observado que o uso do infiltrante em conjunto com um verniz de flúor parece promissor no controle da
progressão de uma lesão proximal em molares decíduos, obtendo resultados superiores em comparação com a aplicação do verniz de flúor apenas. Dessa forma, o uso dos infiltrantes tornou-se uma opção de tratamento em pacientes com lesões de mancha branca para contornar as limitações dos tratamentos não-invasivos convencionais (Paris, Meyer-Lueckel e Kielbassa, 2007; Meyer-Lueckel e Paris, 2008; Paris et al., 2013).
O objetivo de um infiltrante é penetrar no corpo da lesão de modo a obstruir as vias de difusão para os ácidos bacterianos, selando assim a lesão. Nesse caso, uma barreira é criada no interior da lesão e não na superfície desta. Além disso Paris et al. (2013), demonstraram que a penetração dessa resina melhora significantemente a microdureza e resistência à desmineralização das lesões de esmalte.
O infiltrante comercialmente disponível ICON® (DMG- Alemanha) possui uma matriz resinosa de metacrilato, iniciadores e aditivos, sendo o trietileno glicol dimetacrilato (TEGDMA) seu principal componente (Gölz et al., 2016). Os infiltrantes com maior concentração de TEGDMA são capazes de obter uma maior profundidade de penetração, se comparado aos infiltrantes contendo principalmente BisGMA, que possui alto peso molecular e alta viscosidade (Van Landuyt et al., 2007). Porém, materiais resinosos com altas concentrações de TEGDMA possuem propriedades mecânicas inferiores e sofrem degradação hidrolítica (Khalichi et al., 2004; Paris e Meyer-Lueckel, 2010). Entretanto, Tawakoli et al. (2016) demonstrou que nas superfícies tratadas com infiltrante à base de TEGDMA houve um efeito de redução do biofilme. Além disso, o estudo de Araujo et al. (2013) mostrou que os grupos de infiltrantes experimentais que continham maiores concentrações de TEGDMA, possuíam maiores valores de grau de conversão, comparado aos demais grupos e foram estatisticamente semelhantes ao infiltrante comercial ICON®.
Ao avaliar a influência da concentração do BisGMA, BisEMA e TEGDMA nas propriedades físicas e mecânicas de materiais resinosos experimentais, Gonçalves et al. (2009) observaram que a viscosidade do material aumentou significativamente apenas quando nenhuma concentração de TEGDMA estava presente. Já o grau de conversão foi influenciado pela concentração de BisGMA e
27
tipo de co-monômero, sendo que as misturas contendo BisEMA apresentaram menor grau de conversão que as misturas contendo TEGDMA.
Dessa forma, estudos tem sugerido diferentes concentrações de diversos monômeros e vários protocolos de aplicação dos infiltrantes, para alcançar maior grau de penetração na lesão cariosa e melhores propriedades mecânicas desse material (Meyer-Lueckel e Paris, 2008a; Meyer-Lueckel e Paris, 2010; H.; Paris et al., 2010; Paris et al., 2011; Paris et al., 2012; Paris et al., 2013; Araújo et al., 2013; Gelani et al., 2014). Em 2007, Paris et al. ao comparar o coeficiente de penetração de cinco adesivos comerciais e um selante de fissuras com 66 combinações de infiltrantes experimentais, concluíram que os maiores valores do coeficiente de penetração foi obtido pelas misturas de TEGDMA, HEMA e 20% de etanol, sendo o máximo valor de coeficiente de penetração alcançado cerca de 474,9cm/s.
Meyer-Lueckel e Paris (2010) obsevaram que a maior profundidade de penetração em lesões naturais de cárie foi obtida pelo infiltrante composto 100% de TEGDMA em comparação com infiltrantes contendo etanol e BisGMA, após pré-tratamento da superfície com gel de ácido clorídrico a 15% por 2 minutos e aplicação do infiltrante por 5 minutos, e portanto infiltrantes com maior concentração de TEGDMA e sem etanol seriam preferíveis. Para avaliar o tempo ideal para aplicação do infiltrante, Meyer-Lueckel et al. (2011) aplicaram o infiltrante ICON® em lesões naturais de cárie durante os tempos de 0,5; 1, 3 e 5 minutos e concluíram que o tempo de 3 minutos parece ser suficiente para alcançar uma penetração quase completa do material em lesões de cárie de esmalte.
Paris et al. (2011) testou o infiltrante ICON® em molares humanos extraídos e verificou que em média 73% a 100% das regiões desmineralizadas foram penetradas pelo material, mas não foi capaz de preencher lesões cavitadas. Em 2012, Paris et al. avaliaram a influência da adição de etanol em 20% em infiltrantes experimentais contendo diferentes concentrações de BisGMA e TEGDMA e concluíram que a profundidade de penetração não diferiu significantemente em nenhum dos grupos testados, e para uma aplicação de 5 minutos todos os infiltrantes testados foram capazes de infiltrar lesões proximais de cárie em primeiros molares completamente.
No estudo de Paris et al. (2013) foi avaliada a profundidade de penetração do infiltrante ICON® em lesões naturais de cárie após vários pré-tratamentos. Este estudo concluiu que a aplicação de etanol ou acetona, seguido por uma secagem com ar é adequada para preparar lesões de cárie para receber a infiltração in vitro. Também em 2013, o estudo de Araujo et al. comparou propriedades e profundidade de penetração do infiltrante ICON® com infiltrantes experimentais compostos por diferentes concentrações e tipos de monômeros como BisEMA, UDMA e TEGDMA e ainda a presença ou não do etanol ou HEMA como diluente. Como resultado, não foi obtido diferenças significativas na profundidade de penetração entre os grupos estudados.
Uma preocupação acerca do uso de qualquer material resinoso é a possível contaminação salivar que pode interferir no sucesso do tratamento proposto. Dessa forma, um estudo conduzido por Gelani et al. (2014) avaliou o efeito da contaminação por saliva na infiltração resinosa, seguida ou não de aplicação de gel de flúor a 2% em lesões de mancha branca in vitro que seriam submetidas a uma posterior desmineralização. Este estudo demonstrou que os grupos que apresentaram menor modificação na profundidade da lesão quando submetidos à desmineralização foram os somente infiltrados com o material resinoso seguido ou não da aplicação de gel de flúor a 2%. Os autores puderam concluir que o uso de infiltrantes em lesões iniciais de esmalte inibiram posterior desmineralização, principalmente na presença do flúor e que apesar da contaminação por saliva ter diminuído a capacidade do infiltrante em prevenir posterior desmineralização, a presença do flúor pareceu neutralizar esse efeito.
Como todo material que surge, após os testes laboratoriais comprovando suas propriedades físicas e mecânicas, torna-se necessário a avaliação do comportamento desse material em pacientes. Portanto, ensaios clínicos randomizados tem sido propostos para avaliar os efeitos do uso de infiltrantes em pacientes com lesões de cárie iniciais. Um ensaio clínico realizado por Paris et al. (2010) avaliou se a infiltração da resina de baixa viscosidade em lesões proximais de cárie é mais eficaz do que medidas não-operatórias na inibição da progressão da doença. O estudo concluiu que a infiltração de ICON® é eficaz na redução da progressão da lesão, visto que a maior parte das progressões detectadas
29
radiograficamente após 18 meses de avaliação ocorreram no grupo controle, que não recebeu a aplicação do infiltrante. Além disso, há relato de acompanhamento da infiltração com o ICON® por 3 anos, mostrando a eficácia do material em reduzir a progressão da lesão cariosa, além de diversos casos clínicos mostrando a utilização do infiltrante como um tratamento estético para mascarar lesões de mancha branca, fluorose e fluorose com leve coloração marrom (Gugnani et al., 2012; Meyer-Lueckel et al., 2012; Gugnani et al., 2014).
2.3 Sais de ônio
Em 1977, Crivello e Lam estudaram a síntese, purificação e eficiência de sais de ônio, que são moléculas que possuem um íon e um contra-íon, sendo o cátion geralmente um haleto organometálico. Através da síntese de 3 tipos de sais (A) 3,3-Dinitrofeniliodônio Hexafluorarsenato, (B) Dinitrofeniliodônio Fluorborato e (C) 4-Metoxidinitrofeniliodônio Fluorborato, o estudo da fotodecomposição, mensuração de quanta e polimerização mostrou que esses compostos possuem potencial para gerar radicais livres, pois a fotólise não ocorre de forma restrita e os radicais aril gerados possuem energia suficiente para difusão no local de polimerização.
Dentre os sais de ônio, podemos destacar o de iodônio, que consiste em uma unidade catiônica onde um átomo central de iodo está geralmente ligado a grupos aromáticos e um íon, geralmente haleto organometálico como BF4-, PF6-, SbF6- e B(C6H5)4-, e um contra-íon (Figura 3) (Crivello e Lam, 1977). O hexafluorofosfato de difeniliodônio é um sal que melhora a polimerização de metacrilatos, por permitir a formação de maior quantidade de radicais livres, em sistemas iniciadores convencionais que utilizam a canforoquinona, por exemplo (Andrade et al., 2016).
Figura 3 - Fórmula molecular do DFI
O DFI possui baixa faixa de absorção, na região de 190-250nm, correspondendo a um espectro de luz invisível (UV). Nesse caso, para a decomposição de sais de ônio em espectro de luz diferente de sua absorbância, como ocorre com a maioria dos LEDs fotopolimerizadores, é necessária a utilização de uma outra molécula fotossensível (Crivello e Lam, 1977; Yagci et al., 2007).
Devido à baixa energia de ligação entre o carbono e o iodo (entre 26 e 27kcal/mol), o sal decompõe-se em radical cátion ariliodo, radical fenil e um ânion (Ogliari et al., 2007; Gonçalves et al., 2013; Andrade et al., 2016). Assim, o aumento da cinética de polimerização dos metacrilatos pode ser explicado pela formação de um estado exciplex com a canforoquinona, quando exposta a luz azul, onde o sal de ônio é reduzido pela transferência de um elétron e um radical livre difeniliodínio se forma. Esse radical porém, é instável e se decompõe em feniliodínio e um radical fenil livre, tornando a reação irreversível. O radical fenil tem o potencial de iniciar a reação de polimerização dos monômeros dimetacrilatos. Além disso, os radicais metacrilatos gerados podem clivar a ligação carbono-iodo do feniliodíneo ou até mesmo do sal, aumentando assim a reatividade do sistema (Ogliari et al., 2007).
Dessa forma, os sais de ônio são iniciadores bivalentes de modo que iniciam a polimerização tanto pelo meio catiônico, quanto radicalar, com a produção de um radical aril. A polimerização iônica pode ser obtida através da fotólise dos sais de ônio, gerando ácidos de Brönsted na presença de uma amina doadora de hidrogênio. Os ácidos de Brönsted são os últimos iniciadores quando o sal é utilizado na polimerização catiônica dos monômeros, enquanto que o radical aril possui energia suficiente para gerar radicais livres (DeVoe et al., 1992; Yagci et al., 2007).
31
Em um estudo em 2004, foi demonstrado que sais de iodônio tem atividade in vitro contra uma variedade de bactérias anaeróbias, onde foi testado contra agentes patogênicos orais, tendo alguns sais efeitos comparáveis ao da clorexidina a 0,12%. Foi relatado que os sais de iodônio teriam um efeito de toxicidade mitocondrial e atividade inibidora de largo espectro contra bactérias, fungos, leveduras e pequenos vírus (Goldstein et al., 2004).
Ogliari et al. (2007) avaliaram a influência do sal de ônio na cinética de polimerização de adesivos experimentais. A base monomérica constou de 50% em peso de Bis-GMA, 25% de TEGDMA e 25% de HEMA, que foram polimerizados usando um sistema foto-iniciador composto pela CQ, EDAB e diversas concentrações de DFI (0,25; 0,5; 1; 2 ou 4mol%). A espectroscopia transformada de Fourier em tempo real foi utilizada para avaliar a cinética de polimerização e os resultados mostraram que o sistema ternário composto por CQ + DFI + EDAB obteve os maiores valores na cinética de polimerização e no grau de conversão. Independentemente da concentração de DFI, após 10 segundos de fotoativação, os valores para o grau de conversão se igualaram (Ogliari et al., 2007).
Em 2013, quando avaliadas as propriedades de resistência à microtração, nanoinfiltração, nano-dureza e módulo de elasticidade, não houve diferenças para a resistência à microtração entre os grupos de adesivos testados que continham 40% em peso de UDMA/MDP, 30% HEMA e 30% etanol e um sistema iniciador composto de 0,5mol% de CQ e 1mol% de EDAB com e sem 0,2mol% de DFI. Foi relatado menor nanoinfiltração e maior nano-dureza e módulo de elasticidade para os adesivos que continham o DFI, demonstrando que a incorporação do sal é capaz de promover melhorias nas propriedades mecânicas de sistemas adesivos convencionais simplificados (Loguercio et al., 2013).
Outro estudo de Ogliari et al. (2008), avaliou o efeito de 0, 10, 20, 30 e 40% em peso de etanol em adesivos experimentais que foram polimerizados usando um sistema foto-iniciador ternário contendo CQ/ EDAB/ DFI. A espectroscopia transformada de Fourier em tempo real foi utilizada e constatou-se que a adição do solvente diminuiu a cinética de polimerização, afetando diretamente a taxa de polimerização, porém a introdução do DFI mostrou um forte aumento na cinética da reação, reduzindo o efeito inibitório do solvente. Portanto houve uma melhora na
cinética de polimerização dos adesivos testados, quando utilizados o sistema iniciador ternário, tornando o material menos sensível à presença de solvente residual antes da fotoativação (Ogliari et al., 2008).
Em 2016, também foi avaliada a influência do DFI nas propriedades de adesivos experimentais contendo BisGMA, TEGDMA, GDMA, HEMA e etanol. Como sistema iniciador foram utilizadas diferentes concentrações de 1-fenil-1,2-propanodiol (PPD) em associação com CQ, o EDAB como amina e ainda o DFI (0, 0,5 ou 1mol%). O DFI aumentou o grau de conversão de todos os materiais testados e de modo geral os adesivos com PPD+CQ+DFI apresentaram maiores valores de resistência flexural, resistência coesiva e menores valores para sorção de água e solubilidade, sendo a concentração de 1mol% de DFI a que promoveu os melhores resultados (Dressano et al., 2016).
Em cimentos também foi relatado que o uso do DFI pode resultar em melhor eficiência de sua polimerização (Gonçalves et al., 2013). Além da cinética de polimerização, foram avaliados as propriedades de resistência flexural, sorção e solubilidade e tensão de polimerização de cimentos contendo Bis-GMA e TEGDMA e 60% em peso de partículas silanizadas de vidro com sistemas foto-iniciadores binários ou ternários contendo canforoquinona (1mol%), EDAB (2mol%) e DFI (0; 0,25; 0,5; 1; 2 ou 4mol%). A adição do DFI conduziu a uma polimerização inicial mais ativa, a resistência flexural mais elevada, sorção de água e solubilidade geralmente mais baixos para os cimentos que continham 0,5mol% ou mais de DFI e o aumento da tensão de polimerização foi verificado apenas no grupo com 1mol% do sal, demonstrando que seu efeito benéfico é concentração-dependente.
Andrade et al. (2016) também avaliou propriedades de cimentos experimentais contendo 0, 0,5 ou 1mol% de DFI combinada com 1 ou 2mol% das aminas EDAB ou dimetilaminoetil metacrilato (DMAEMA). A base monomérica constou de uma taxa de 1:1 em massa de Bis-GMA e TEGDMA e 60% em peso de partículas inorgânicas silanizadas de vidro de bário-alumínio-silicato e os testes realizados foram grau de conversão, sorção em água e solubilidade, resistência e módulo flexural. A presença do DFI melhorou o grau de conversão de todos os materiais que continham DMAEMA. Os materiais que tinham EDAB mostraram melhores propriedades, sendo menos influenciado pela presença do DFI. Porém o
33
sal influenciou positivamente nas propriedades químicas e físicas dos cimentos que continham DMAEMA, principalmente quando a concentração da amina era maior (Andrade et al., 2016).
3 PROPOSIÇÃO
O estudo teve como finalidade avaliar as propriedades de grau de conversão, sorção em água destilada e solubilidade, ângulo de contato e resistência coesiva de infiltrantes experimentais contendo diferentes concentrações de um sal de ônio e diferentes diluentes e de um infiltrante comercialmente disponível.
35
4 MATERIAL E MÉTODOS
4.1 Delineamento experimental
Unidades experimentais: Corpos de prova infiltrantes experimentais (INF) contendo Bis-EMA (25%) e TEGDMA (75%) como bases monoméricas e do Infiltrante comercial Icon® (DMG – Alemanha).
Fatores de estudo: sal de ônio (DFI) em 4 níveis (0; 0,25; 0,5 e 1mol%), diluentes em 3 níveis (10% de HEMA, 10% de etanol ou nenhum) e controle (Icon®).
Variáveis de resposta: grau de conversão (%), sorção em água destilada e solubilidade (µg/mm³), resistência coesiva (Mpa) e ângulo de contato (Graus).
4.2 Formulação dos infiltrantes
Os infiltrantes experimentais (INF) foram manipulados em laboratório com temperatura controlada (25ºC) e iluminação cor amarela, tendo como bases monoméricas as seguintes composições: [INF 1 – 25% Bis-EMA, 75% TEGDMA]; [INF 2 - 25% Bis-EMA, 75% TEGDMA, 10% HEMA]; [INF 3 - 25% Bis-EMA, 75% TEGDMA, 10% Etanol]. A estes infiltrantes foram adicionados o hexafluorofosfato de difeniliodônio (DFI) em diferentes concentrações [0; 0,25 mol%; 0,5 mol%; 1 mol%]. Dessa forma, os infiltrantes foram separados em 12 grupos experimentais de acordo com a combinação de suas bases monoméricas com todos os fatores de variação como mostra a Tabela 1.
Tabela 1 - Divisão dos grupos experimentais
Sem DFI 0,25% DFI 0,5% DFI 1,0% DFI
Sem diluente INF INF025 INF5 INF1
HEMA INFH INFH025 INFH5 INFH1
Etanol INFE INFE025 INFE5 INFE1
Icon® Controle comercial
Ingredientes foram adquiridos da Sigma-Aldrich (Steinheim, Alemanha). Bis-EMA = etoxi bisfenol A glicidil dimetacrilato, TEGDMA = trietileno glicol dimetacrilato, HEMA = 2-hidroxi-etilmetacrilato, DFI = hexafluorofosfato de difeniliodônio.
A todos os infiltrantes experimentais foram adicionados como sistema fotoiniciador 0,5 mol% de canforoquinona (CQ) e a amina terciária dimetilamietil benzoato (EDAB) a 1 mol%. Os infiltrantes experimentais foram armazenados em frascos de vidro cor âmbar vedados com fita isolante contra a passagem de luz, identificados de acordo com cada grupo e mantidos em ambiente refrigerado a 4ºC e sem iluminação durante 3 meses, tempo de realização de todos os testes.
4.3 Grau de conversão
As medidas do grau de conversão foram determinadas por meio da análise das amostras em espectroscopia de infra-vermelho próximo (FTIR - Vertex 70, Bruker Optik GmbH, Ettilingen, Alemanha). Os corpos de prova (n=5) foram confeccionados a partir de uma matriz de silicone de adição (Express XT – 3M ESPE, Minnesota, EUA) com espessura de 1 mm e orifício de 8 mm de diâmetro, onde o material foi inserido e uma tira de poliéster acomodada acima dele. O conjunto foi fixado por meio de fita adesiva (Figura 4) e levado ao suporte de leitura de amostra do FTIR de modo que o feixe de laser passasse pelo centro do corpo de prova (Figura 5).
Figura 4 – Matriz confeccionada em silicone para a inserção dos infiltrantes durante o teste de Grau de conversão.
37
Figura 5 – Suporte de leitura de amostra do FTIR.
Após a obtenção do espectro do material não-polimerizado, o conjunto foi removido do suporte para a fotoativação da amostra, que foi realizada com fonte de luz LED encostando na tira de poliéster, durante 40 segundos (Valo, Ultradent, Salt Lake City, EUA) com 1000mW/cm2 de irradiância (Figura 6), posicionada perpendicularmente ao material.
Figura 6 – Fotoativação da amostra, com ponta fotoativadora apoiada sobre tira de poliéster.
Após a fotoativação, o conjunto foi novamente levado ao suporte do espectrômetro para a leitura do material polimerizado. A conversão foi obtida através do registro do pico de absorção do metacrilato (6165 cm-1) antes e após a polimerização do material utilizando o software Opus v.6 (Bruker Optics). O grau de conversão (%) foi calculado dividindo-se a área calculada para o espectro calculado após a polimerização pela área calculada do material não polimerizado, de acordo com a fórmula:
!" = 100 ' 1 − )*+,-.*/ 01/.),-.2*31 )*+,-.*/ 4ã1 61/.),-.2*31
4.4 Sorção em água e Solubilidade
Os testes de sorção em água e solubilidade foram realizados baseados na ISO 4049, exceto pelas dimensões. Corpos de prova em forma de disco (5mm x 1mm, n=8) foram confeccionadas com auxílio de uma matriz de silicone (Figura 7) trocadas a cada grupo e polimerizadas com fonte de luz LED durante 40 segundos (Valo, Ultradent, Salt Lake City, EUA) posicionada perpendicularmente ao material. Logo após a polimerização dos corpos de prova, estas foram colocadas em dessecador e armazenadas em estufa a 37ºC.
Figura 7 - Matriz de silicone para teste de sorção e solubilidade.
Os corpos de prova foram pesados repetidamente em balança analítica de precisão (Shimadzu – AUW220D, Tóquio, Japão), em intervalos de 24 horas até obter massa constante (m1), com variação inferior a 0,1 mg. Para o cálculo do volume (V em mm³) cada espécime teve sua espessura e diâmetro medidos com auxílio de paquímetro digital (Mitutoyo, Japão). Posteriormente, os corpos de prova foram armazenados a 37ºC em eppendorfs fechados contendo 1,5 mL de água destilada. Após sete dias de armazenamentos os eppendorfs foram retirados da estufa e deixados a temperatura ambiente durante 30 minutos. Os corpos de prova foram lavados em água corrente, secos suavemente com papel absorvente e novamente pesados em balança analítica para obter m2. Após esse período os corpos de prova foram secas em dessecador contendo sílica gel e novamente pesadas diariamente até obtenção de uma nova massa constante (m3). Os valores de So e Sol (µg/mm³) foram calculados por meio de duas fórmulas específicas:
39 71 = ()2 − )3) < 71/ =()1 − )3) < 4.5 Resistência coesiva
Para análise da resistência coesiva foi utilizado o teste de microtração. Foram confeccionadas 130 corpos de prova em forma de palito com auxílio de um molde de silicone com as dimensões de 8x1mmX1mm (n=10). Os espécimes foram fotoativados com fonte de luz LED, durante 40 segundos (Valo, Ultradent, Salt Lake City, EUA) posicionada perpendicularmente ao material e armazenados em estufa a 37ºC, por 24 horas. Cada corpo de prova foi fixado com auxílio da cola de cianoacrilato (Superbonder®, Locitec, São Paulo, Brasil) a uma garra metálica para microtração (Figura 8) e acoplada à máquina de ensaios universais (Ez Test, Shimadzu, Japão).
Figura 8 - Colagem do palito na garra metálica para microtração.
A máquina operou com velocidade de 1mm/min. Após a fratura (Figura 9), a área de ruptura foi mensurada individualmente utilizando um paquímetro digital (Mitutoyo, Japão), para calcular a tensão e a ruptura de cada corpo de prova em MPa através da fórmula:
= = > ?
Onde R é a resistência coesiva em MPa, F é a força em Newtons solicitada para ruptura do corpo de prova e A é a área em mm2 da interface do corpo de prova.
Figura 9 - Fratura do palito em máquina de ensaio universal
4.6 Ângulo de contato em relação à superfície sólida
As medidas do ângulo de contato foram realizadas em relação a uma lâmina de vidro polida que foi limpa com álcool absoluto e seca em estufa a 37ºC, por 24 h, sendo trocada a cada teste. Um goniômetro com uma câmera acoplada (Ramé-hart – 500F1, Succasunna, EUA) foi utilizado para medir o ângulo de contato dos infiltrantes (Figura 10), com gotas (aproximadamente 1µL) dispensadas perpendicularmente sobre a superfície da lâmina de vidro por uma microseringa de precisão (Figura 11). Para obtenção das imagens, foram utilizados os seguintes parâmetros: 10 mensurações por amostra, intervalo de tempo de 0,05 segundo e
41
Figura 10 – Goniômetro usado para a medição do ângulo de contato dos infiltrantes
Figura 11 – Microseringa de precisão dispensando uma gota de infiltrante sobre a lâmina de vidro.
As imagens obtidas foram analisadas usando um software para análise da forma da gota (DROPimage Advanced) (Figura 12). Para cada grupo, a média dos ângulos de contato de cada lado da gota (n=5) foi calculada (graus).
Figura 12 – Imagem obtida pelo software DROPimage Advanced para análise do ângulo de contato.
4.7 Análise estatística
Todos os dados obtidos foram analisados quanto à normalidade e homogeneidade das variâncias. Portanto, os dados do grau de conversão, resistência coesiva, sorção em água e solubilidade e ângulo de contato foram submetidos a ANOVA dois fatores e teste Tukey para comparação post hoc entre grupos e o nível de significância foi p= 0,05. Além disso, os dados de todos os grupos experimentais foram comparados com o infiltrante comercial Icon®, pelo teste Dunnett, com nível de significância de α= 5%. Todas as análises foram realizadas pelo software IBM SPSS Statistics 20.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, EUA).
43
5 RESULTADOS
5.1 Grau de conversão
A tabela 2 mostra os valores das médias e desvios-padrão do grau de conversão para todos os grupos testados. Conforme observado, a adição do DFI só aumentou o grau de conversão para os grupos que continham etanol, sendo as concentrações de 0,5 e 1,0mol% os valores mais altos. Para os demais grupos, não houve diferença estatística. Em relação à presença do diluente, os grupos contendo etanol apresentaram os piores valores de GC, quando sem DFI e com 0,25% DFI, ao serem comparados com os materiais sem diluentes e com os materiais com HEMA.
Ao comparar o infiltrante Icon® com os demais grupos experimentais, o valor do GC do infiltrante comercial só foi significantemente superior aos dos grupos contendo HEMA+ 0,25mol% DFI, etanol sem DFI e etanol+0,25%DFI. Dessa forma, o DFI, na presença de diluente, só promoveu grau de conversão de polimerização estatisticamente semelhante ao Icon® nas concentrações de 0,5 e 1,0mol%.
Tabela 2- Médias e desvios-padrão do grau de conversão (%).
Sem DFI 0,25% DFI 0,5% DFI 1,0% DFI
Sem diluente 90,39 (1,48) Aa 88,17 (2,04) Aa 89,99 (3,22) Aa 90,50 (1,16) Aab HEMA 89,95 (5,49) Aa 80,46 (6,49) Bb* 89,83 (1,34) Aa 87,56 (2,25) Ab Etanol 55,97 (5,60) Cb* 71,16 (6,12) Bc* 89,48 (2,29) Aa 93,60 (1,21) Aa Icon® 91,34 (1,86)
Letras maiúsculas diferentes na mesma linha e letras minúsculas diferentes na mesma coluna indicam diferença estatística entre os grupos experimentais. (ANOVA dois fatores / Teste de Tukey, p < 0,05). *Indica diferença com o grupo Icon® (Teste de Dunnett, p < 0,05).
5.2 Sorção em água e Solubilidade
A tabela 3 apresenta os valores para sorção em água, onde, conforme observado, o DFI promoveu um aumento da sorção de água na ausência de diluente nas concentrações de 0,25 e 0,5mol%, enquanto que na presença de HEMA esse
aumento só foi verificado na concentração de 1mol%. Na presença de etanol o DFI aumentou a sorção em todas as concentrações testadas.
Em relação à presença de diluentes, houve um aumento da sorção na presença de HEMA e etanol, se comparado com os grupos sem diluente, sendo os maiores valores verificados para o etanol. Além disso, todos os valores de sorção em água dos grupos experimentais foram maiores e diferiram estatisticamente do controle comercial Icon®.
Tabela 3 – Médias e desvios-padrão da sorção em água (µg/mm³).
Sem DFI 0,25% DFI 0,5% DFI 1,0% DFI
Sem diluente 96,09 (3,96) Cb* 109,47 (7,3) Ac* 105,33 (5,3) ABc* 101,05 (4,12) BCc* HEMA 131,44 (3,37) Aa* 134,13 (7,78) ABb* 123,41 (3,77) Cb* 139,73 (6,66) Bb* Etanol 127,83 (9,99) Aa* 146,06 (4,92) Ba* 158,05 (7,02) Ca* 151,15 (4,83) Ba* Icon® 50,28 (3,87)
Letras maiúsculas diferentes na mesma linha e letras minúsculas diferentes na mesma coluna indicam diferença estatística entre os grupos experimentais. (ANOVA dois fatores / Teste de Tukey, p < 0,05). *Indica diferença com o grupo Icon® (Teste de Dunnett, p < 0,05).
A tabela 4 mostra os valores para a solubilidade, na qual foi observado aumento para o grupo sem diluente com 0,25mol% DFI. No grupo contendo HEMA com 0,5mol% DFI, houve diminuição, assim como na presença de etanol, onde o DFI diminuiu a solubilidade, principalmente nas concentrações de 0,5 e 1mol%.
De um modo geral, a presença de diluente só aumentou a solubilidade para os grupos com etanol, sendo que na ausência de DFI se registrou o maior valor. Os valores para os grupos com HEMA e sem diluente foram estatisticamente semelhantes. A solubilidade de todos os grupos com 0,25mol% DFI foram superiores ao valor registrado para o Icon®, assim como de todos os grupos com presença de etanol.
