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Composição Química e Propriedades dos Tecidos Dentais

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Composição Química e Propriedades dos Tecidos

Dentais

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Saturante

Supersaturante

Supersaturante

Ácido

1 = 2 Equilíbrio1 > 2 Desmineralização

2 > 1 Remineralização

[Ca10 (PO4)6 (OH)2]n

[Ca10 (PO4)6 (OH)2]n

[Ca10 (PO4)6 (OH)2]n[Ca10 (PO4)6 (OH)2]n

[Ca10 (PO4)6 (OH)2]n

ErosãoBactéria + Açúcar = Ácido

Não Saturante

Ca x P

Ca x P

Ca x P

Ca x P

CaPCa

Composição Química dos Dentes

Tártaro

CÁRIE

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Composição Química dos DentesComposição Química dos Dentes

ComposiçãoComposição CementoCemento DentinaDentina EsmalteEsmalte

InorgânicaInorgânica 7070 7575 9595

OrgânicaOrgânica 2222 2020 22

HH22OO 88 55 33

Composição* dos dentes- % em peso seco

* Aproximada

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Composição Química dos Dentes

Composição Inorgânica- Esmalte% Elementos Principais

Ca P H2O CO3

37 18 3 2,5

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Composição Química dos DentesComposição Química dos DentesEsmalte

Dentina

Prismas Cristais

Proteínas

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Composição Química dos DentesComposição Química dos Dentes

Cristais de HidroxiapatitaCristais de HidroxiapatitaCaCa1010 ( (POPO44))6 6 ((OHOH))22

Ca ICa I

Ca I

Ca I

Ca I

Ca I

P

P P

Ca II

Ca II

Ca II

OH

Ca

CaCa

Ca Ca

CaCa

CaCa

Ca Ca

Ca

OH

O

H

HO

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Composição Química dos DentesComposição Química dos DentesCristais de HidroxiapatitaCristais de HidroxiapatitaCaCa1010 ( (POPO44))6 6 (OH)(OH)22

Ca ICa I

Ca I

Ca I

Ca I

Ca I

P

P P

Ca II

Ca II

Ca II

OH

SubstituintesF- e HCO3

-

SubstituintesHCO3

-

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Composição Química dos Dentes

Distribuição de Ca e P no Esmalte

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Composição Química dos Dentes

H2O Água de Hidratação-Água frouxamente ligada

Ligada à matéria orgânicaPerda com aquecimento a 100º CCorresponde a 0,8% da água do esmalte

Água Semi-cristalina- Água fortemente ligadaCamada de hidratação ao redor dos cristaisPerda com aquecimento a 350º CCorresponde a 3,3% da água do esmalte

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Composição Química dos Dentes

Elementos SecundáriosAlta concentração na superfície do esmalte

F, Pb, Zn, Fe e SbBaixa concentração sobre a superfície

Na, Mg e CO3

Distribuição uniformeSr, Cu, Al e K

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0

400

800

1200

1600

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

um

ppm

FComposição Química dos DentesGráfico da concentração de flúor no esmalte dental

SUPERFÍCIE

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Composição Química dos Dentes

Concentração de Flúor no Esmalte

Flúor no Esmalte (ppm F)

Distância da Superfície (m)

Estudos

600,0 10,0 CURY & USBERTI, 1982

1020,0 5,0 CURY & cols., 1985

1801,0 2,7 ROSALEN & CURY, 1991

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Composição Química dos Dentes

Concentração de Flúor no Esmalte

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CONCENTRAÇÃO DE FLÚOR NO ESMALTE

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

9,2 18,8 34,0

ppm

F

Distância da superfície (m)

após ATFapós ATFantes da ATF

ATF + DPATF + DPATF + DFATF + DF

DFDF a ab b c

a ab b c

a aa

b

DPDP

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Composição Química dos Dentes

Concentração de Carbonato no Esmalte

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Composição Química dos Dentes

Flúor e Carbonato

Esmalte CO3- (%) F- (ppm)

Decíduo 3,9 33,6

Permanente 3,0 45,0

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Composição Química dos Dentes

Dentes Decíduos Profundidade da cárie 2,5 x maiorPerda de mineral 2,2 x maior

“ DIFERENÇAS DE CONCENTRAÇÃO DE CARBONATO

E PERMEABILIDADE DEVEM EXPLICAR AS DIFERENÇAS NO

DESENVOLVIMENTO DA LESÃO”

Caries Res., 30 (abstract 93), 1996

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Composição Química dos Composição Química dos DentesDentes

Carbonato Carbonato O carbonato pode ocupar duas diferentes posições O carbonato pode ocupar duas diferentes posições

na estrutura da Hidroxiapatita do esmalte: na estrutura da Hidroxiapatita do esmalte: Posição A- Na posição da hidroxila, mais presente no Posição A- Na posição da hidroxila, mais presente no

esmalte de dentes decíduos;esmalte de dentes decíduos; Posição B- Na posição do fosfato, mais presente no esmalte Posição B- Na posição do fosfato, mais presente no esmalte

de dentes permanentes;de dentes permanentes; Este fato e o conteúdo de COEste fato e o conteúdo de CO3 3 podem contribuir para a podem contribuir para a

mais rápida progressão de cárie em decíduos;mais rápida progressão de cárie em decíduos;

Clasen,1997

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Composição Química dos Dentes

CO3 e Mg- Altas concentrações destes elementos torna o esmalte mais solúvel.O tecido cariado contem menos CO3 e Mg que o sadio adjacente.

Colin Robinson,1983

Chumbo- Sua concentração no dente pode ser indicativo para poluição ambiental.

Colin Robinson,1995

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Composição Química dos Composição Química dos DentesDentes

Concentração de minerais principais e Concentração de minerais principais e secundários no esmalte com cáriesecundários no esmalte com cárie

Mineral

Mg Co3

F

Superfície

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Composição Química dos Dentes

Composição Inorgânica da Dentina- 75%Os cristais de hidroxiapatita da dentina,

cemento e osso são muito menores .Os cristais da dentina e osso têm menores

níveis de organização cristalina.

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Composição Química dos DentesComposição Orgânica do Esmalte- % Peso SecoComponente Molares e Pre Incis. e Caninos

Prot. Insoluv. 0,3-0,4 0,2-0,25

Colágeno traços traçosProteínas

Sol. 0,05 0,05

Lipídeos 0,6 0,6Citrato 0,1 0,1Total 1,1 1,0

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Composição Química dos Dentes

Composição Orgânica do Esmalte Esmalte jovem- 25% em peso de proteínas Esmalte remineralizado- menos que 1% O esmalte possui proteínas heterogêneas e diferentes

de quaisquer outras do organismos Amelogenina - Hidrofóbica e rica em prolina Enamelina – Fosfoproteina acídica glicosilada Flúor impede a reabsorção proteica, podendo

ocasionar fluorose

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Composição Química dos Dentes

Composição Orgânica da Dentina- % Peso Seco

Colágeno 18%

Citrato 0,9%

Lipídeos 0,33%

Matriz Não Colágena 1,6%

Total 20,83%

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Composição Química dos Dentes

Os aminoácidos do colágeno são arranjados em tripla hélice.

O colágeno está presente em concentrações mais altas no terço externo da dentina, correspondendo à área de menor densidade.

Fibras colágenas proporcionam resistência mecânica.

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PROPRIEDADESDensidadePermeabilidadeDurezaSolubilidade Ácida Quelante

AdsorçãoReatividade

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PROPRIEDADESPROPRIEDADESDensidadeDensidade

Pó de esmalte d =2,9-3,0

Pó de dentina d = 2,14

Bromofórmio + acetonad + 2,70

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PROPRIEDADESPROPRIEDADES

PermeabilidadePermeabilidade

Água

Solução Salina

Dentina Isolada com borracha

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PROPRIEDADESPROPRIEDADESDUREZA

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PROPRIEDADESPROPRIEDADES

“Remin”

Inicial

“Cárie”

1000 µm

2000

µm

100 µm µm

50 g/5 s

100 µm

Ref. 100 g/5 s

DUREZA

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PROPRIEDADESPROPRIEDADES

DurezaDurezaMaterialMaterial Dureza (Kg/mmDureza (Kg/mm22))

CementoCemento 4040DentinaDentina 50-6050-60EsmalteEsmalte 320320CálculoCálculo 10-9010-90

Int. Dent. J., 41, 1991

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PROPRIEDADESPROPRIEDADES

DurezaDurezaMaterialMaterial Dureza(Kg/mmDureza(Kg/mm22))CaCOCaCO33 135135

Ca(PCa(P22OO77)) 250-350250-350

Pedra -pomesPedra -pomes 5656ZrSiOZrSiO 850850

DiamanteDiamante 70007000Int. Dent. J., 41, 1991

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PROPRIEDADESPROPRIEDADES

DurezaDureza

““A dureza tem sido relacionada com o conteúdo A dureza tem sido relacionada com o conteúdo de cálcio e pode ser usada como um indicativo de cálcio e pode ser usada como um indicativo

de mineralização, desmineralização e de mineralização, desmineralização e remineralização”.remineralização”.

Lazzari, 1976

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PROPRIEDADES

SolubilidadeProduto da atividade dos íons- Concentração

de íons ativos em soluçãoProduto de solubilidade - É a concentração

de íons em solução de um sólido pouco solúvel, quando este entra em equilíbrio de solubilidade.

O produto de solubilidade da esmalte-dentina é totalmente dependente do pH.

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PROPRIEDADES

AAXX B BYY

XAY+ + YBX-

Produto de solubilidade

[ AY+]X . [ BX-]Y

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PROPRIEDADES

1 L águapH = 7,0

CaP

O que acontece?

CaP

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PROPRIEDADES

1 L Solução

CaPpH = 7,0

O que acontece? NADA!

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PROPRIEDADES

O que acontece?

pH = 7,02 Litros 1 Sol +1 Água

CaP

Desmineralização

CaP

CaP

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PROPRIEDADES

pH = 6,02 L Solução

CaP

CaP

Acido

O que acontece?

CaP

Desmineralização

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PROPRIEDADES

1000 mLCa P

Ca P

Ca P

pH = 6,0

O que acontece? Remineralização

1000 mL

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[Ca[Ca10 10 ((POPO44))66(OH)(OH)22]n 10 Ca10 Ca2 2 + + 6PO6PO44-3-3 + 2OH+ 2OH--

HH+ + HH++

HPOHPO44-2-2 HH22OO

HH+ +

HPOHPO44--

PROPRIEDADESPROPRIEDADES- Solubilidade - Solubilidade

H3PO4 H2PO4- HPO4

2- PO43-

pKa=2 pKa=7 pKa=12

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PROPRIEDADESSolubilidade da Dentina e

Esmalte

012345678

4 5 6 7 8pH

P

DentinaEsmalte

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PROPRIEDADESPROPRIEDADES

Solubilidade da Dentina e do Esmalte

0123456789

1011121314151617

4 5 6 7 8pH

Ca

Dentina Esmalte

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PROPRIEDADESSolubilidade do Esmalte e

Dentina

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

4.00 5.00 6.00 7.00 8.00

pH

Ca

x P

(mM

2)

EsmalteDentina

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PROPRIEDADESProduto de Solubilidade da HA e FA e Produto Iônico da Saliva

MineralProduto de solubilidade

pH 7,0

Produto iônico na saliva

Ca x P x OH (ou F)

Hidroxiapatita 10-117 10-91

Fluorapatita 10-121 10-93

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PROPRIEDADESPROPRIEDADESpH > 5,5

Ca10 (PO4)6(OH)2

10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH-

10 Ca2

+ 6PO4

-3

+ 2OH-

Ca10 (PO4)6F2

10 Ca2

+ 6PO4

-3

+ 2F-

10 Ca2

+ 6PO4

-3

+ 2F-

FA HA

pH > 5,5

SalivaSaliva

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PROPRIEDADESPROPRIEDADESpH < 5,5>4,5

10 Ca2

+ 6PO4

-3

+ 2F-

10 Ca2

+ 6PO4

-3

+ 2OH-

Ca10 (PO4)6F2

10 Ca2

+ 6PO4

-3

+ 2F-

FACa10 (PO4)6(OH)2

10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH-

HA

SalivaSaliva

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PROPRIEDADESPROPRIEDADES pH < 4,5

10 Ca2

+ 6PO4

-3

+ 2F-

10 Ca2

+ 6PO4

-3

+ 2OH-

Ca10 (PO4)6F2

10 Ca2

+ 6PO4

-3

+ 2F-

FA

10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH-

Ca10 (PO4)6(OH)2

HA

SalivaSaliva

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PROPRIEDADESSolubilidade por Quelante- EDTApHConcentração TemperaturaTempo

[Ca10 (PO4)6(OH)2]n 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH-

+ EDTA

EDTACa

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PROPRIEDADESPROPRIEDADES

O esmalte tem eletronegatividade o que O esmalte tem eletronegatividade o que proporciona a adsorção do Ca da saliva para proporciona a adsorção do Ca da saliva para

a formação da camada de hidrataçãoa formação da camada de hidratação

CaCa++++ CaCa++++

--O OHO OH --O OHO OHP PP P

--O OO O-- --O OO O--Interior do esmalte

Superfície

Camada de Hidratação

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--OO OHOH HO HO O O--

PP P P--OO OO-- --OO O O--

CaCa++++ CaCa++++

SUPERFÍCIESUPERFÍCIE

INTERIORINTERIORDO ESMALTEDO ESMALTE

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CaCa++++ Ca Ca++ ++

--OO OHOH HO HO O O--

PP P P--OO OO-- --OO O O--

CaCa++++ CaCa++++

CAMADA DE HIDRATAÇÃOCAMADA DE HIDRATAÇÃO

SUPERFÍCIESUPERFÍCIE

INTERIORINTERIORDO ESMALTEDO ESMALTE

SALIVASALIVA

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PROPRIEDADESPROPRIEDADESAdsorçãoAdsorçãoProteínas ProteínasProteínas Proteínas

C O C OC O C OOO- - OO--

CaCa++++ CaCa++++

--O OHO OH --O OHO OHP PP P

--O OO O-- --O OO O--Interior do esmalte

Superfície

Camada de Hidratação

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PROPRIEDADESPROPRIEDADES

ReatividadeReatividade

F + Dentina e esmalte FT

CaF2

AF

F2F-

Ca10 (PO4)6(OH)2]n + 2F- Ca10 (PO4)6F2]n + 2OH-

Ca10 (PO4)6(OH)2 + 20F- 10CaF2 + 6PO4 + 2OH-