UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANA

Juliano Gregorio Moutinho

Utilizalfao da nanoindentalfao para avaliar a nanodureza e 0 modulode elasticidade de resinas compostas contaminadas por

monomeros dos sistemas adesivos na tecnica restauradora dopincel

CURITIBA

2011

Juliano Gregorio Moutinho

Utiliza~ao da nanoindenta~aopara avaliar a nanodureza e a modulode elasticidade de resinas compostas contaminadas par

mon6meros dos sistemas adesivos na tecnica restauradora dopincel

Trabalho de Conclusao de Curso apresentado aocurso de Odontologia da Faculdade de CienciasBiologicas e da Saude da Universidade Tuiuti doParana, como requisito parcial para obtenc;:ao dograu de Cirurgiao Dentista.Orientadora: Professora Mary Aparecida PereiraHeck.

CURITIBA

2011

TERMO DE APROVACAO

Juliano Gregorio Moutinho

Utilizac;aoda nanoindentac;ao para avaliar a nanodureza e 0 modulode elastieidade de resinas eompostas eontaminadas por

mon6meros dos sistemas adesivos na teeniea restauradora dopineel

Este trabalho de Conciusao de Curso foi julgado e aprovado para obtengao de grau de Cirurgiac-Dentista do curso de Odontologia da Universidade Tuiuti do Parana.

Curitiba, 18 de novembro de 2011

Universidade Tuiuti do Parana

Orientador:

Universidade Tuiuti do Parana

Universidade Tuiuti do Parana

AGRADECIMENTOS

Agrade<;:o antes de tudo a Deus e a minha familia, pelo apoio prestadodurante esses anos de faculdade.

Agrade<;:o neste trabalho a professora Mary Aparecida Pereira Heck, peloincentivo e apoio na busca ao conhecimento.

Agrade<;:o ao LABNANO do Departamento de Fisica da UFPR quegentilmente, atraves do Prof. Dr. Carlos Mauricio Lepienski, cederam osequipamentos necessarios a essa pesquisa

A Sara, que colaborou durante os testes dos corpos de Prova nonanodur6metro na UFPR.

RESUMO

o presente estudo avaliou atraves da nanoindentac;:ao, a nanodureza e 0

m6dulo de elasticidade de uma marca comercial de resina composta (Charisma

OPAL / Heraeus), quando foto-polimerizada apenas com: 1) instrumentac;:ao da

espatula, 2) com pincel embebido em adesivo (Scotch Bond / 3MESPE) e 3) com

pincel seco ap6s lavagem em alcool 90%. Foram confeccionados 10 corpos de

prova para cada um dos tres grupos acima relacionados, fotopolimerizados com

fotopoliomerizador LED Translux Power BLUE@da marca Heraeus Kulzer. Os corpos

de prova foram incluidos em Resina Ep6xi de baixa viscosidade, para

posteriormente serem testados em um Nanodur6metro (MTS - nanoindenter XP)

pertencente a Universidade Federal do Parana. Os resultados obtidos nao

demonstraram diferenc;:a significativa na nanodureza e no m6dulo de elasticidade da

resina composta trabalhada apenas com espatula ou contaminados com adesivo e

com 0 pincel limpo com alcoo!.

SUMARIO

1. INTRODU~Ao E OBJETIVO

2. MATERIAlS E METODOS

5. CONCLUsAo

6. REFERENCIAS

....... 7

..... 10

. 15

. 17

.....19

.... .20

. .22

3. RESULTADOS .

4. DISCUssAO.. .

7. ANEXOS .

7

1. INTRODUt;:AO E OBJETIVO

Baratieri (2001) define que os comp6sitos resinosos sao amplamente utilizados

na pratica odontol6gica como materiais restauradores esteticos para dentes

anteriores, e as melhoras nas propriedades fisicas e mecanicas deram origem ao

seu uso em dentes posteriores. Embora estes compostos possuam muitas virtudes,

tais como boas propriedades mecanicas, alta resistencia a dissolUl;:ao e excelentes

qualidades esteticas; sua baixa resistencia a fratura e ao desgaste limitaram a sua

utilizagao em areas de suporte de stress. No entanto, a procura crescente de mais

estetica e minima perda de substancia dental, fez dos comp6sitos uma alternativa

atraente como materiais restauradores tomando-os alvo de grande numero de

pesquisas. Suas propriedades mecanicas tem sido avaliadas na tentativa de se

obter materiais capazes de restaurar funcional e esteticamente todos os dentes da

arcada.

As Resinas Compostas constituem 0 material de escolha para a restauragao

estetica dos elementos dentais (FUSAYAMA - 1990). As primeiras formulagoes

desses materiais demonstraram, com 0 tempo, baixa resistencia ao desgaste, em

fungao do tamanho e formato das particulas de carga. Modificagoes em sua

composigao resultaram em melhorias significativas das propriedades, possibilitando

a ampliagao das suas indicagoes. Propriedades fisicas tais como desgaste; dureza

de superficie; resistencia a compressao sao fatores importantes para escolha dos

comp6sitos. Embora intensivos estudos tenham sido realizados de modo a produzir

o maximo de desempenho de materiais restauradores, ainda sao consideraveis as

diferengas de propriedades mecanicas e de desgaste entre a estrutura dental e as

resinas compostas. Sabe-se tambem que a morfologia, tamanho, quantidade e

8

distribuiyao das particulas inorganicas tem influencia em outras propriedades do

material, como lisura de superficie, viscosidade, resistencia a fratura, desgaste,

dureza e profundidade de fotopolimerizayao.

Mostrou-se tambem que quanto maior a quantidade de carga inorganica,

menor e a contrayao de polimerizayao (Kim, 2002; ADABO, 2003). Porem, 0

conteudo de carga nao e 0 unico fator que afeta 0 comportamento de desgaste. Os

resultados de desgaste depend em fortemente das caracteristicas de uniao nas

interfaces entre a matriz e a carga. E conveniente tambem relatar que 0 processo de

desgaste e complexo e que depende de varios fatores externos tais como, funyao

mastigat6ria, forma dental bem como a posiyao relativa dos dentes no arco. Alem

disso, as resinas compostas sao uma combinayao de materiais quimicamente

diferentes com uma interface distinta separando- os, resultando em propriedades

que nao poderiam ser alcanyadas por nenhum destes componentes agindo

isoladamente. Implicando na necessidade de presenya do componente inorganico

em quantidade suficiente para garantir a dureza e resistencia.

CRAIG e POWERS (2004) definem um comp6sito com quatro materiais

principais que constituem os componentes de uma resina composta. Sao eles:

matriz de polimero organico, carga de particulas inorganicas, agente de uniao e

sistema iniciador-acelerador. Entende-se matriz de polimero organico como um

oligomero, que sao liquidos altamente viscosos que para atingir uma viscosidade

que proporcione consistencia clinica adequada, necessita da adiyao de diluentes. As

matrizes organicas mais comuns em resinas compostas sao 0 BIS-GMA e 0 UDMA.

As particulas de carga sao particulas inorganicas dispersas, que podem ser

constituidas de varios materiais inorganicos (vidro, quartzo, Zirconia ou Bario). 0

9

agente de uniao e um organossilano respons8vel pel a uniao entre a matriz organica

e as particulas de carga. Par conte rem grupos funcionais como 0 metoxi que

hidrolizam e reagem com as particulas inorganicas e grupos arganicos insaturados,

formando uma liga<;:ao entre as fases organicas e inarganicas dos comp6sitos. 0

sistema iniciador - acelerador sao formulados para que haja a auto-ativa<;:ao, a

fotoativa<;:ao e a dupla ativa<;:ao.

Neste contexto, 0 presente trabalho tem como objetivo, verificar as altera<;:oes

de nanodureza causadas pela contamina<;:ao da resina com monomeros dos

sistemas adesivos nos procedimentos restauradores na tecnica em que se usa

pincel umedecido com os mesmos.

Acreditamos que ao manipular uma resina composta com um pincel embebido

em monomero, conforme alguns preconizam sem evidencias cientificas, agregamos

uma maior quantidade de material organico e causamos uma diminui<;:ao da

quantidade de carga da resina composta em questao, e como mostra a literatura

causamos altera<;:oes na dureza deste material.

10

1. MATERIAlS E METODOS

Foi utilizada resina composta Charisma OPAL da marca Heraeus Kulzer para

realizac;:ao dos corpos de prova. Os grupos foram distribuidos de acordo com as

hipoteses a serem testadas da seguinte maneira:

Grupo I: Grupo controle (espatula);

Grupo II: Pincel limpo em alcool 90%;

Grupo III: Pincel embebido em adesivo (monomero). (FIGURA 1)

Fig.1 - Distribui<;:ao dos grupos (corpos de prova) de acordo com os materiais que foram utilizados

para serem confeccionados.

2.1 DESCRI<;AO DOS GRUPOS

Grupo I: Os especimes foram obtidos manipulando-se a resina segundo a

instruc;:ao do fabricante, com espatulas. Foram colocados dentro da matriz

incrementos de resina composta de mais ou menDs 2 mm e fotopolimerizac;:ao de 20

11

segundos cada. Foram colocados tantos incrementos quanta fossem necessarios

para 0 total preenchimento da matriz. Foi realizada fotopolimerizayao final de 40

segundos.

Grupo II: Foram colocados dentro da matriz incrementos de resina composta de

mais ou menos 2 mm de espessura. A cada inseryao, para a acomodayao da resina

composta, foi utilizado 0 pincel previamente lavado com alcool 90% num pote

Dappen e seco com papel absorvente. Foram colocados tantos incrementos de

resina composta quanto fossem necessarios para 0 total preenchimento da matriz e

foi feita a polimerizayao final de 40 segundos.

Grupo Ill: Os especimes foram obtidos inserindo-se pequenos incrementos de

resina composta acomodados com 0 auxilio de um pincel cujas pontas foram

levemente tocadas numa gota de adesivo (monomero). A quantidade de adesivo que

foi utilizada na confecyao de cada corpo de prova tambem foi previa mente

estabelecida com a utilizayao de uma micropipeta (201JI por corpo de prova). Da

mesma forma os corpos de prova foram confeccionados com tantos incrementos de

resina composta quanto fossem necessarios para 0 total preenchimento da matriz e

em seguida receberam fotopolimerizayao final de 40 segundos.

2.2 CONFECC;;AO DOS ESPECIMES

Para obtenyao de especimes padronizados foi confeccionada uma matriz de

silicona com um orificio de formato circular, com 5 mm de diametro e 3 mm de altura

(Heck, 2006). Esta matriz foi confeccionada em silicona, e posteriormente, os corp os

de prova foram incluidos numa matriz de resina ep6xi para facilitar a colocayao dos

corpos de prova na maquina de teste.

12

No grupo I, incrementos de resina composta de aproximadamente 2mm foram

introduzidos no interior da matriz. Os incrementos foram acomodados com 0 auxilio

de espatula propria para resina composta ate 0 total preenchimento da matriz. Com

a matriz devidamente posicionada foi realizada a fotopolimerizayao por 40 segundos

com intensidade de luz de 600 mW/cm2, tendo como fonte um aparelho LED

Translux Power BLUE® da marca Heraeus Kulzer. Apos os procedimentos de

fotopolimerizayao, os especimes foram armazenados em agua deionizada em

recipientes plasticos a prova de luz e a temperatura de 37 graus Celsius por 2 horas.

Os frascos foram devidamente identificados de acordo com 0 grupo a que

pertenciam.

No grupo II, foram dispostos incrementos de resina composta de mais ou

menos 2 mm de espessura, manipulados com auxilio de um pincel lavado com

alcool e seco em papel absorvente sobre uma matriz de silicona ate seu total

preenchimento. Neste momento, sobre a matriz de silicona, foi colocada uma matriz

de poliester e uma fotopolimerizayao com um tempo de demora de 40 segundos foi

realizada. A armazenagem destes grupos seguiu os padr6es dos grupos

anteriormente descritos. Sendo devidamente identificados.

No grupo III, a matriz de silicona foi preenchida com incrementos de resina

composta de aproximadamente 2 mm de espessura, com 0 auxilio de um pincel, 0

qual foi previamente tocado numa gota de adesivo (monomero BISGMA) ate 0 total

preenchimento da matriz que foi recoberta por outra matriz de poliester; os

procedimentos de fotopolimerizayao final e armazenagem seguirao os mesmo

criterios dos grupos ja descritos.

13

Todos os especimes foram confeccionados com 0 maximo de cuidado para

diminuir a inclusao de bolhas de ar ou para evitar qualquer tipo de contaminac;:ao na

massa do material.

Transcorrido 0 periodo de 24 horas, todos os especimes foram colocados

sobre uma placa de vidro forrada com filme PVC e cada grupo foi embutido em

resina ep6xi e em seguida armazenado a temperatura ambiente ate a completa

presa do material. Estes cilindros, ap6s a presa da resina ep6xi foram lixados com

lixas d'agua com meche (granulac;:ao) variando de 120 a 1500 e polimento com

discos de feltro e pasta abrasiva de alumina com granulac;:ao de 1 micr6metro

seguida por 0,3 micrometros para que posteriormente fossem submetidos ao teste

de nanodureza (MTS - nanoindenter XP). (FIGURA 2 e 3)

Fig.2 - Cilindro confeccionado em resina ep6xi ja lixado para inclusao no nanodurometro.

14

Fig.3 - Nanodurometro Nanoindenter da MTS (Fotografia realizada no Laborat6rio de Fisica da

Universidade Ferdeal do Parana).

2. RESULTADOS

A dureza e 0 m6dulo de elasticidade foram medidos em GPa (Giga Pascal)

pelo Nanodurometro nas 10 amostras de cada Grupo e a media dos resultados de

cada corpo de prova encontram-se no grafico abaixo:

14

.Dureza

12

10

8

6• Modulo de Elasticidade

4

Pincel com.o.lcool90% Pincel com

BIS-GMA

Gnifico 1 - Grafico obtido atraves da media dos resultados liberados pelo nanOdurometro; a

dureza foi igual nos tres corpos de prova (0,7 GPa) e 0 modulo de elasticidade aumentou um pouco

no grupo do pincel com BIS-GMA (13,6 contra 13,0 dos outros dois grupos).

Percebe-se uma distribuic;:ao semelhante na dureza entre os 3 grupos e uma

pequena variac;:ao no m6dulo de elasticidade entre os grupos testados pelo

Nanodurometro.

Ap6s a realizac;:ao dos testes de nanodureza, com os resultados catalogados,

foram aplicados tratamentos estatisticos aos mesmos. 0 teste de normalidade

15

16

apresentou distribuiy80 normal das amostras, por isso foram realizados testes

parametricos. 0 teste de homogeneidade de variflncia tambem demonstrou uma

distribuiy80 homogenea entre as amostras. Logo, foi realizado 0 teste estatistico

ANOVA para analisar se as amostras tinham diferenyas significativas entre si. Ap6s

esse teste, foi aplicado TUKEY para comprovar se e significante a diferenya entre os

grupos testados.

o teste de comparay80 de medias TUKEY comprovou que mesmo havendo

diferenyas entre os grupos a significancia ainda e baixa para m6dulo de elasticidade

e dureza.

17

3. DISCUssAo

Existem quatro materiais que constituem os compositos de uma resina

com posta. Sao eles: matriz de polimero organico, carga de particulas inorganicas,

agente de uniao e sistema iniciador-acelerador. Cada um com a sua devida

propor<;:ao sao responsaveis pelas caracteristicas de dureza e elasticidade das

resinas compostas (CRAIG; POWERS, 2004).

Alem da matriz organica, as particulas de carga tambem sao de extrema

importancia na composi<;:ao das resinas compostas e conseqOentemente nas suas

propriedades fisicas e medinicas (BOWEN, 1962; REES; JACOBSEN, 1989).

Algumas marcas comerciais de resinas compostas, atualmente, incorporam em seus

produtos cargas submicrometricas ou ate mesmo nanometricas. Pois, segundo

alguns estudos, essas cargas proporcionam maior resistencia ao desgaste, menor

grau de contra<;:ao de polimeriza<;:ao e maior longevidade do polimento

(ANUSAVICE, 1998; REES, JACOBSEN, 1989).

o teste de nanodureza utilizado para avaliar as caracteristicas fisicas da resina

composta ja tinha side utilizado em outros trabalhos para avaliar diferentes tipos de

resinas e suas caracteristicas (SANTOS, 2002; CHO; SADR; INAI; TAGAMI, 2011),

chegamos a conclusao que para evidenciar a hipotese testada talvez seja

necessario realizar-se um teste de resistencia flexural. Pois, 0 teste de resistencia

flexural (ANUSAVICE, 2005) mede a intera<;:ao simultanea de tra<;:ao, compressao e

cisalhamento, for<;:as essas, exercidas pela mastiga<;:ao. Enquanto, a nanodureza e

um teste que mede a deforma<;:ao plastica apenas sobre uma carga de penetra<;:ao,

que pode ter agido emregioes onde houvesse uma resistencia maior induzida pela

fotopolimeriza<;:ao do BIS-GMA puro.

18

Quanto ao m6dulo de elasticidade (ANUSAVICE, 2005), propriedade testada

na metodologia deste trabalho, e de grande importancia quando temos restaurag6es

cervicais e vestibulares, e e necessario saber qual 0 efeito desta tecnica sobre

restaurag6es de resina composta que sofram agao de outros tipos de cargas.

Portanto, os resultados obtidos nesta pesquisa nao comprovam 0 esperado,

uma vez que esses resultados podem ter ocorrido por alguns motivos: a quantidade

irris6ria de adesivo utilizada; que talvez seja a mesma quantidade utilizada pelos

profissionais, ou mesmo a acentuada viscosidade do BIS-GMA. Esperava-se que a

diluigao com mon6meros de BIS-GMA diminuiria a dureza e alterariam as

propriedades mecanicas da resina composta. Os testes provaram que nao houve

diferenciagao nos corpos de prova em relagao a dureza e m6dulo de elasticidade.

19

4. CONCLUsAo

Com esta pesquisa, podemos concluir que as propriedades aqui testadas para

as resinas compostas nao sofrem alterayao quando utilizadas em pequenas

quantidades (20I1L) de BIS-GMA. Assim, reforyamos a ideia de que um teste de

resistencia flexural deva ser realizado para comprovar ou nao tais alterayoes. Ou

ainda, realizar novos testes utilizando maiores quantidades de BIS-GMA.

20

5. REFERENCIAS

BARATIERI L. N. et aJ. Odontologia RestauradoraPossibilidades. Sao Paulo: Santos, 2001.

Fundamentos e

FUSAYAMA, T. Posterior adhesive com positive resin: A historic review. J ProsthetDent. v.31, p.1589-1596,1990. 4.

ADABO,G.L. et aJ. A volumetric fraction of inorganic particles and the flexuralstrength of composites for posterior teeth. J. Dent., Guildfort,v.31, n.5, p.353-359,July, 2003.

KIM, K.; ONG, J. L.; OKUNO, O. The effect of filler loading and morphology on themechanical properties of contemporary composites. J. Prosthet. Dent., St Louis, v.87,n.6, p. 642-649, June, 2002.

CRAIG, R.G; POWERS, J.M. Materiais Dentarios Restauradores. Sao Paulo: Santos,2004.

BOWEN, R.L. Dental Filling Material Comprising Vinyl Silane Treated Fused Silicaand a Binder Consisting of the Reaction Product of Bis Phenoland Glycidil Acrylate.US Patent 3,066, 112, Nov. 27 1962.

ANUSAVICE, K. J. Resinas para Restauragao. In: ANUSAVICE, K.J. PhillipsMateriais Dentarios, 10. Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, Cap. 12, p.166-177,1998.

REES, J.R; JACOBSEN, P.H. The Polymerization Skrinkage of Composite Resins.Dent. Mater. Kidlington. V.5. n.1, p.4144, Jan. 1989.

SANTOS, P.C.G dos. Estudo da nanodureza e m6dulo de elasticidade de quatroresinas compostas utilizando a tecnica da nanoindentagao. Sao Paulo; s.n; 2002.

21

CHO, E. et al. Evaluation of Resin Composite Polymerization bt Three DimensionalMicro-C imaging and Nanoindentation. Dental Materials 27,2011.

ANUSAVICE, K. J. Phillips Materiais Dentarios. Ed: Elsevier, 2005.

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6. ANEXOS

Resultados obtidos diretamente do nanodur6metro para cad a amostra (dez) em cadacorpo de prova, sendo E 0 modulo de elasticidade e H a dureza ambos medidos emGigaPascal (GPa):

Serie P (Pincellimpo emalcooI90%)

AMiE=12,6 GPa

AM6E= 13 Gpa

H= 0,7 Gpa H= 0,7 Gpa

AM2E= 13,2 Gpa

AM7E= 12,8 Gpa

H= 0,7 Gpa H= 0,7 Gpa

AM3E= 12,8 Gpa

AM8E= 13,5 Gpa

H= 0,7 Gpa H= 0,8 Gpa

AM4E=13,4 Gpa

AM9E= 12,4 Gpa

H= 0,76 Gpa H= 0,6 Gpa

AM5E= 13,4 Gpa

AMiDE= 13,2 Gpa

H= 0,75 Gpa H= 0,75 Gpa

MEDIAE= 13 Gpa

H= 0,7 Gpa

Serie B (Pincel com BIS-GMA)

AMiE=13,7 GPa

AM6E= 13,3 GPa

H= 0,8 GPa H= 0,7 Gpa

AM2E=13,5 GPa E= 13,3 GPa

AM7H= 0,7 GPa H= 0,7 Gpa

AM3E= 13,3 GPa

AM8E= 13,0 GPa

H= 0,8 GPa H= 0,7 GPa

E=13,l GPa E= 12,8 GPaAM4 AM9

H= 0,7 GPa H= 0,7 GPa

AM5E= 13,5 GPa

AMiDE= 13,5 GPa

H= 0,7 GPa H= 0,7 GPa

MEDIAE= 13,5 GPA

H= 0,7 GPa

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Serie E (Espatula)

AMiE;13,l GPa

AM6E; 12,5 GPa

H; 0,7 GPa H; 0,7 Gpa

AM2E;13,4 GPa

AM7E; 12,9 GPa

H; 0,8 GPa H; 0,7 Gpa

AM3E; 13,2 GPa

AM8E; 13,0 GPa

H; 0,7 GPa H; 0,7 GPa

E;12,7 GPa E; 13 GPaAM4 AM9

H; 0,7 GPa H; 0,7 GPa

E; 13 GPa E; 13,8 GPaAM5 AM10

H; 0,7 GPa H; 0,8 GPa

MEDIAE; 13 GPA

H; 0,7 GPa