Tudo que você precisa saber sobre resinas compostas – Parte 3

Esse artigo é uma continuação do artigo anterior sobre resinas compostas. Para lê-lo clique aqui.

Na segunda parte do nosso artigo, nós discutimos os tipos e características das resinas compostas. Esse artigo será o último artigo da série de artigos com predominância teórica. Logo, daremos início a nossa parte prática sobre resinas, começando com as qualidades visuais dos compósitos. Nesse artigo, iremos discorrer de forma geral alguns aspectos relativos às cargas das resinas compostas.

Recomendo leitura atenta. Bom proveito!

[…] Enquanto os monômeros comercialmente utilizados tem permanecidos praticamente inalterados, as maiores e significativas mudanças nos compósitos resinosos tem sido no tipo, tamanho e distribuição das cargas inorgânicas. As pesquisas tem sido exaustivas em relação aos efeitos do tamanho, forma, distribuição de tamanhos de diferentes cargas usadas, sendo que as partículas esféricas em tamanhos multimodais tem demonstrado, geralmente, melhores propriedades mecânicas. […]1

Traduzido sem alteração de Inorganic Fillers for Dental Resin Composites – Present and Future. DOI: 10.1021/acsbiomaterials.5b00401.

Tipos de partículas inorgânicas

Devido à sua importância tanto em porcentagem por volume quanto pela relação nas características mecânicas primárias de uma restauração, iremos começar pelos tipos de partículas inorgânicas de um compósito. Não é o propósito desse artigo falar de todas as partículas que já foram usadas como carga, mas das principais.

Dentre as substâncias mais utilizadas como carga, eu posso citar pra você algumas como: sílica, vídros alcalinos, vídros modificados (ex.: com óxidos de cálcio e fósforos, por exemplo), Óxidos metálicos diversos (ex.: alumínio, titânio, zinco) e hidroxiapatita.2-4

Cada uma delas apresenta sua peculiaridade. Vamos lá:

Sílica

A sílica é historicamente a substância mais estudada e usada como carga1. Inicialmente essas partículas eram obtidas por moagem do quartzo, produzindo partículas grossas e de formato irregular e com impurezas de difícil remoção2,5.

Lembre-se que o formato das partículas influencia no índice de fratura e resistência de uma restauração e que partículas grossas fazem com que a restauração apresente uma baixa retenção de polimento e alto manchamento. Ao longo do tempo surgiram processos capazes de driblar esses inconvenientes e que permitiram a produção de partículas menores e regulares.

Compósitos com predominância de sílica em sua composição são mais opacos devido ao índice de refração ser de 1.46, um pouco menor que a parte resinosa de BisGMA/TEGDMA.1 No entanto, devido ao fato da sílica não ser visível radiograficamente, os fabricantes repensaram a formula comercial  com o uso de outras cargas vítreas e a adição de metais pesados como bário, estrôncio, zinco, zircônia e itérbio.6

Vidros alcalinos

Para driblar o problema da radiopacidade das cargas de dióxido de sílica, substâncias como óxido de bários ou óxido de estrôncio são utilizados para tornar o compósito visível em radiografias. Entretanto, a adição dessas substâncias reduz a dureza do compósito final para 5 Mohs (ao contrário da sílica que é 7Mohs)7. As pesquisas tem demonstrado que a taxa de desgaste desses materiais são comparáveis aos de sílica, mas produzem menos desgaste nas superfícies antagonistas.7-8 Existem muitos tipos de vidros alcalinos como bário borossilicato, aluminossilicato de bário, alumínio borossilicato de bário. O índice de refração de resinas com esses materiais é dependente da sua concentração na mistura, mas geralmente é superior à sílica tornando-os mais transparentes/translúcidos. Isso se reflete em melhores propriedades ópticas1.

Óxidos metálicos diversos

Algumas resinas possuem outros componentes na sua composição como: trióxido de alumínio,9 dióxido de titânio,9-11 óxido de zinco e dióxido de zircônia na sua composição. Outros compostos também tem sido usados como a mica,12-13 feldspato e leucita,14-15 demonstrando propriedades mecânicas superiores à sílica.1 Entretanto, requer maiores estudos visto a natureza frágil desses materiais, uma propriedade que não é regulada por padrões ISO.16-17

Cargas híbridas

O desejo em melhorar as resinas compostas diversos estudos tem sido feitos. Uma linha de pesquisa optou por uma associação de componentes orgânicos e inorgânicos. Umas das abordagens utilizadas foi usar um polímero modificado com silano como o ponto de partida para o crescimento das partículas de sílica. Foi primeiramente desenvolvido e patenteado pela Fraunhofer Silicate Research Institute com o nome de ORMOCER.18 Com isso, a adesão à dentina, molhamento de superfície e dureza foram melhorados e superiores aos mesmos valores quando comparados à compósitos com superfície de sílica comuns.19, 20

Várias outras substâncias têm sido pesquisadas e utilizadas como carga, mas, como mencionado no início, não é o propósito desse artigo revisar todas elas, até porque com a velocidade das pesquisas talvez tenham surgido uma centena delas enquanto esse artigo era escrito.

Todas as partículas citadas acima podem ser usadas como carga. Não é comum encontrar um compósito com apenas um tipo de carga. Na verdade as empresas costumam usar uma mistura bem diversificada entre seus produtos. Na tabela abaixo, você pode conferir exemplos comerciais e as respectivas cargas utilizadas:

tabela de resinas compostas e carga
Tabela retirada de “Do nanofill or submicron composites showimproved smoothness and gloss? A systematicreview of in vitro studies.” DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.dental.2014.01.001

Caso esteja complicado de ler as resinas no momento. Eu preparei um documento em HTML que você pode abrir no seu Firefox, Google Chrome ou Microsoft Edge no qual você pode conferir com mais detalhes clicando aqui.

Melhorias diversas

Os compósitos resinosos odontológicos não foram melhorados apenas via mudanças quanto as substâncias utilizadas como cargas. Existem manobras industriais que melhoraram ainda mais as características dos compósitos e que merecem ser citadas. Dentre elas, podemos destacar algumas que merecem atenção especial:

Pré-polimerização

Caso você já tenha percebido, compósitos de micropartículas/microhíbridos convencionais geralmente são bem maleáveis, ou seja, são pouco viscosos. Para alguns operadores isso pode se tornar uma característica muito ruim, visto que a tendência a grudas no instrumento de escultura é alta. Sendo assim, a indústria surgiu com a proposta de acréscimo de mais carga via uma porção pré-polimerizada à resina composta. Dessa forma, várias melhorias puderam ser obtidas, visto que poderia ser utilizado partículas grandes e pequenas em maior quantidade que anteriormente era possível. Como você deve ter concluído, a contração de polimerização foi reduzida22, além de menor tendência ao manchamento23 e maior resistência à fratura24.

Nota do redator: Como o material apresenta, geralmente, uma grande quantidade de carga por volume e peso, a manipulação dessas resinas é mais fácil, principalmente em dentes posteriores.

Cargas Porosas

Assim como a pré-polimerização, é um método para melhorar as qualidades dos compósitos por modificação da superfície das cargas. Com uma superfície porosa, melhora-se a adesão da matriz resinosa nas partículas inorgânicas1. A literatura tem mostrado melhorias do módulo flexural25, resistência a fratura26 e resistência a compressão26.

Ler um livro de materiais dentários inteiro pode ser algo tedioso para alguns, não para mim. Por isso, resolvi simplificar a sua vida e relembrá-lo de algo subestimado, porém relevante para a prática clínica: o diâmetro das partículas de carga.

Tamanho das partículas de carga

Você provavelmente já está cansado de saber que existem resinas de macropartículas, híbridas, microhíbridas, nanohíbridas, nanopartículas. Na prática clínica, não é necessário saber o diâmetro da partícula de carga, visto que o paciente nunca perguntaria isso. Porém , a indicação o é. Você vai encontrar, logo abaixo, uma tabela resumindo e relacionando o tipo, o diâmetro e a indicação para cada classe de resinas compostas.

tabela-resinas-compostas-tamanho-das-particulas-lopes-odontologia
O tamanho das partículas de carga das resinas compostas determina as suas propriedades e sua aplicabilidade clínica. Retirado e adaptado de Philips – Materiais Dentários, 12ª edição, 2013, Elsevier.

Com a evolução das resinas compostas os problemas frequentementes das macropartículas como a pigmentação, alta rugosidade e acúmulo de placa foram drasticamente reduzidos. Atualmente, as resinas de micro e nanopartículas proporcionam elevado retenção de polimento e combinadas com as tecnologias em cargas, apresentam translucidez, opalescência e radiopacidades próximas ao ideal. Isso nos leva a resultados excepcionais nas mãos de clinicos habilidosos.

Dito isso, nos leva ao próximo ponto…

Contração de polimerização

O lado negativo das resinas compostas e bem conhecido por nós…  O bis-GMA e o UDMA ao se polimerizarem, sem adição de carga, contraem-se em torno de 1,6 a 3%. Com a adição da carga, a contração diminui visto que a carga não se polimeriza. Logo, quanto maior a quantidade de matriz resinosa no produto, maior a contração. Você deve ter em mente o seguinte, a matriz resinosa tem baixa densidade então ela contribui pouco para o peso de uma resina, mas contribui bem mais na quantidade em volume. Caso você olhe a bula da sua resina vai notar que existe praticamente 70~80%  de carga inorgânica em peso, mas aproximadamente 60~65% em volume de carga. Você vai notar também que existem outras substâncias resinosas como TEGDMA. Isso ocorre pois o bis-GMA é muito viscoso e precisa ser diluído. Isso é feito adicionando monômeros de menor peso molecular, como o TEGDMA citado, por exemplo. Entretanto, esses diluentes se contraem mais durante a polimerização, afetando a mistura como um todo. Logo, quanto maior a quantidade de diluentes maior será a contração do compósito.

Pelo que foi dito, algumas analogias podem ser feitas:

  • Resinas com mais carga são mecanicamente melhores;
  • Resinas com partículas pré-polimerizadas geralmente tem mais carga por volume, menor contração de polimerização, melhores propriedades mecânicas.

Obs.: Devido ao fato das cargas inorgânicas serem a parte rígida do compósito, quanto maior a porcentagem de carga maior será o módulo elástico. Consequentemente isso poderia ser entendido que o nível de estresse desenvolvido também poderia ser maior. Contudo, essa lógica não é tão simples, uma vez que a matriz de resina tem um módulo de elasticidade muito menor do que a fase inorgânica, mas encolhe quando polimerizado.
Portanto, a relação matriz / carga de polímero tem um efeito dominante quando a tensão e o estresse são desenvolvidos e os altos valores de encolhimento, combinados com um módulo de elasticidade crescente, produzem estresse aumentado dentro da estrutura compósita e a região de ligação.

Traduzido sem alteração de Shrinkage Stresses Generated during Resin Composite Applications: A Review, DOI: :10.4061/2010/131630.

Como é costume aqui no blog a gente comentar fatores importantes decorrentes de alguma características, preciso mencionar que a contração de polimerização também produz situações muito desagradáveis como as seguintes:

  • Defeitos marginais na interface adesiva e fraturas de margens de restauração;
  • Fraturas de esmalte quando usado agentes adesivos fortes associada à técnica de condicionamento ácido;
  • Deflexão de cúspide;
  • Manchamento marginal;
  • Cáries secundárias

Obs.: Deixo claro que a contração de polimerização é um fator a mais e não uma causa direta das cáries secundárias. Leia-se que seria uma situação que uma restauração apresenta falha adesiva, degradação das margens e pequenas fraturas de esmalte associadas a um paciente com alto consumo de açúcar e higiene oral deficinente. Eu sei que vários clínicos tem um mal hábito de diagnosticar cárie como manchamento marginal, mas isso não é verdade. Se você tem esse péssimo hábito leia esse artigo aqui.

E para terminar, não se esqueçam da:

  • A velha e extremamente desagradável sensibilidade pós-operatória.

Pessoal, o artigo de hoje termina por aqui e espero do fundo do coração que tenha lhes ajudado. Fazer cada um desses textos dá um trabalhão que vocês não fazem ideia 😥. Eu ficaria muitíssimo agradecido se vocês puderem me ajudar compartilhando-os com outras pessoa. Eu estou à disposição para qualquer dúvida e fica aqui o meu pedido que caso vocês tenham algum assunto que queiram que eu aborde, deixem nos comentários aqui do blog ou me falem pelas redes sociais. Eu vou selecionar, ler e estudar bem estudado antes de publicar e irei te avisar quando sair.

Tenho que agradecer a cada um de vocês pelas visitas que vocês tem realizado aqui no nosso cantinho virtual, pois temos aproximadamente 300 visitas diárias no blog. Eu jamais imaginaria que iria chegar a essa marca.

Tenham uma semana abençoada, de descanso e/ou trabalho!

Forte abraço,

Marcos Lopes

Referências:

  1. Habib, E. G; Wang, R.; Wang, Y.; Zhu, M.; Zhu, X. X., Inorganic Fillers for Dental Resin Composites – Present and Future. ACS Biomaterials Science & Engineering 2016, 2 (1), 1–11, DOI: 10.1021/acsbiomaterials.5b00401
  2. Albers, H. F., Tooth Colored Restoratives – Principles and Techniques. 9ª Edição, Londres, Elsevier, 2002, p. 83-84.
  3. (3) Rao, J., QRS for BDS II Year – E-Book, 2ª Edição, Elsevier, p. 53, 2010.
  4. http://nersp.nerdc.ufl.edu/~soderho/E03.htm. Último acesso em 10/06/2017 às 23:07
  5. Bowen, R. L., Properties of a silica-reinforced polymer for dental restorations. J. Am. Dent. Assoc. 1963, 66 (1), 57-64. DOI: 10.14219/jada.archive.1963.0010
  6. 4. van Dijken, J. W.; Wing, K.R.; Ruyter, I.E., An evaluation of the radiopacity of composite restorative materials used in Class I and Class II cavities. Acta Odontol Scand 1989;47:401–7, DOI: 10.3109/00016358909004809
  7. Osiewicz, M. A.; Werner, A.; Pytko-Polonczyk, J.; Roeters, F. J.; Kleverlaan, C. J., Contact-and contact-free wear between various resin composites. Dent. Mater. 2015, 31 (2), 134-40. DOI: 10.1016/j.dental.2014.11.007.
  8. Soderholm, K.-J. M.; Yang, M. C. K.; Garcea, I., Filler particle leachability of experimental dental composites. Eur. J. Oral Sci. 2000, 108, 555-60.
  9. Yoshida, K.; Taira, Y.; Atsuta, M., Properties of Opaque Resin Composite Containing Coated and Silanized Titanium Dioxide. J. Dent. Res. 2001, 80 (3), 864-868. DOI: 10.1177/00220345010800030401.
  10. Yoshida, K.; Tanagawa, M.; Atsuta, M., Effects of filler composition and surface treatment on the characteristics of opaque resin composites. J. Biomed. Mater. Res. 2001, 58 (5), 525-30. DOI: 10.1002/jbm.1050.
  11. Thorat, S. B.; Patra, N.; Ruffilli, R.; Diaspro, A.; Salerno, M., Preparation and characterization of a BisGMA-resin dental restorative composites with glass, silica and titania fillers. Dental Materials Journal 2012, 31 (4), 635-644. DOI: 10.4012/dmj.2011-251
  12. Liu, Y.; Tan, Y.; Lei, T.; Xiang, Q.; Han, Y.; Huang, B., Effect of porous glass-ceramic fillers on mechanical properties of light-cured dental resin composites. Dent. Mater. 2009, 25 (6), 709-15. DOI: 10.1016/j.dental.2008.10.013.
  13. Tan, Y.; Liu, Y.; Grover, L. M.; Huang, B., Wear behavior of light-cured dental composites filled with porous glass-ceramic particles. J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 2010, 3 (1), 77-84. DOI: 10.1016/j.jmbbm.2009.04.004
  14. Atai, M.; Yassini, E.; Amini, M.; Watts, D. C., The effect of a leucite-containing ceramic filler on the abrasive wear of dental composites. Dent. Mater. 2007, 23 (9), 1181-7. DOI: 10.1016/j.dental.2007.03.006.
  15. Zandinejad, A. A.; Atai, M.; Pahlevan, A., The effect of ceramic and porous fillers on the mechanical properties of experimental dental composites. Dent. Mater. 2006, 22 (4), 382-7. DOI: 10.1016/j.dental.2005.04.027.
  16. Sanon, C.; Chevalier, J.; Douillard, T.; Cattani-Lorente, M.; Scherrer, S. S.; Gremillard, L., A new testing protocol for zirconia dental implants. Dent. Mater. 2015, 31 (1), 15-25. DOI: 10.1016/j.dental.2014.09.002.
  17. In Dentistry — Polymer-based restorative materials, ISO: 4049-2009.
  18. Albert, P.; Lohden, G.; Gall, C.; Borup, B. Ormocers, method for their production, and their use. US20010056197 A1, 2001
  19. Wei, Y.; Jin, D.; Wei, G.; Yang, D.; Xu, J., Novel Organic–Inorganic Chemical Hybrid Fillers for Dental Composite Materials. J. Appl. Polym. Sci. 1998, 70, 1689-99.
  20. Tagtekin, D. A.; Yanikoglu, F. C.; Bozkurt, F. O.; Kologlu, B.; Sur, H., Selected characteristics of an Ormocer and a conventional hybrid resin composite. Dent. Mater. 2004, 20 (5), 487-97. DOI: 10.1016/j.dental.2003.06.004.
  21. Kaizer, M. R.; de Oliveira-Ogliari, A.; Cenci, M. S.; Opdam, N. J.; Moraes, R. R., Do nanofill or submicron composites show improved smoothness and gloss? A systematic review of in vitro studies. Dental materials : official publication of the Academy of Dental Materials 2014, 30 (4), e41-78. DOI: 10.1016/j.dental.2014.01.001.
  22. Yukitani, W.; Hasegawa, T.; Itoh, K.; Hisamitsu, H.; Wakumoto, S., Marginal adaptation of dental composites containing prepolymerized filler. Oper. Dent. 1997, (22), 242-8.
  23. Imamura, S.; Takahashi, H.; Hayakawa, I.; Loyaga-Rendon, P. G.; Minakuchi, S., Effect of filler type and polishing on the discoloration of composite resin artificial teeth. Dent. Mater. 2008, 27 (6), 802-8
  24. IKim, K.-H.; Kim, Y.-B.; Okuno, O., Microfracture mechanisms of composite resins containing prepolymerized particle fillers. Dent. Mater. 2000, 19 (1), 22-33.
  25. Zandinejad, A. A.; Atai, M.; Pahlevan, A., The effect of ceramic and porous fillers on the mechanical properties of experimental dental composites. Dent. Mater. 2006, 22 (4), 382-7. DOI: 10.1016/j.dental.2005.04.027
  26. Atai, M.; Pahlavan, A.; Moin, N., Nano-porous thermally sintered nano silica as novel fillers for dental composites. Dental materials : official publication of the Academy of Dental Materials 2012, 28 (2), 133-45. DOI: 10.1016/j.dental.2011.10.015.
  27. K. Masouras, N. Silikas, and D. C. Watts, “Correlation of filler content and elastic properties of resin-composites,” Dental Materials, vol. 24, no. 7, pp. 932–939, 2008
  28. J. R. Condon and J. L. Ferracane, “Assessing the effect of composite formulation on polymerization stress,” Journal of the American Dental Association, vol. 131, no. 4, pp. 497–503, 2000.
  29. J. L. Ferracane, “ Buonocore Lecture. Placing dental composites—a stressful experience,” Operative Dentistry, vol. 33, no. 3, pp. 247–257, 2008.
Comente aqui 😉
Compartilhar
Artigo anteriorGuia prático de remoção de guta percha
É cirurgião dentista graduado em 2014 pela UFVJM. Atualmente tem o seu foco em Dentística e vai se especializar em Ortodontia. Adota a filosofia da StyleItaliano para as áreas de Dentística e Endodontia. Aficionado por fotografia, café e uma boa prosa.

Deixe uma resposta