UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA

EDUARDO COELHO FERRANDINI

ESTUDO DA ENERGIA SUPERFICIAL DE DIFERENTES POLÍMEROS ODONTOLÓGICOS RESTAURADORES

POLIMERIZADOS POR DUAS FONTES DISTINTAS DE LUZ

Rio de Janeiro 2007

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EDUARDO COELHO FERRANDINI

ESTUDO DA ENERGIA SUPERFICIAL DE DIFERENTES POLÍMEROS ODONTOLÓGICOS RESTAURADORES

POLIMERIZADOS POR DUAS FONTES DISTINTAS DE LUZ

Dissertação apresentada ao curso de mestrado profissionalizante em odontologia da Universidade Veiga de Almeida como requisito parcial para obtenção do Grau de Mestre. Área de concentração: Reabilitação Oral.

Orientadora: Prof a Fátima Maria Namen

Rio de Janeiro

2007

EDUARDO COELHO FERRANDINI

ESTUDO DA ENERGIA SUPERFICIAL DE DIFERENTES

POLÍMEROS ODONTOLÓGICOS RESTAURADORES POLIMERIZADOS POR DUAS FONTES DISTINTAS DE LUZ

Dissertação apresentada à Faculdade Veiga de Almeida como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em odontologia. Área de concentração: Reabilitação Oral.

Aprovada em ______/______/______

BANCA EXAMINADORA

Prof. João Galan Jr. - Doutor Faculdade de Odontologia de Bauru - Universidade de São Paulo – FOB-USP

Prof. Fernando Costa e Silva - Doutor Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho - UFRJ

Prof. Vitor Jaime Pita - Doutor Instituto de Macromoléculas - UFRJ

F Ferrandini, Eduardo Coelho

Estudo da energia superficial de diferentes compósitos odontológicos

restauradorespolimerizados por duas fontes distintas de luz / por Eduardo Coelho Ferrandini. – 2007

XVII, 139 f. : il ; 20cm. Digitado (original). Dissertação (mestrado em odontologia) – Universidade Veiga de

Almeida, Faculdade de Odontologia, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2007. “Orientação: Dra. Fátima Maria Namen, Curso de mestrado

profissionalizante em odontologia da Universidade Veiga de Almeida”. 1. Energia Superficial. 2. Molhabilidade. 3. Ângulo de contato. 4.

Resina Composta. 5. Luz halógena. 6. LED. I. Namen, Fátima Maria (orientadora). II. Universidade Veiga de Almeida, Faculdade de Odontologia, Curso de mestrado profissionalizante em odontologia. I. Título - CDD -

À minha família, namorada e amigos, pelo suporte, carinho e motivação e a Deus, pela minha saúde e proteção.

Agradadecimentos especiais ao Dr. João Galan Junior, pela grande

contribuição com a estatística, a Dra. Fátima Maria Namen, pelo desenho da matriz utilizada nesta dissertação e correção da mesma, a Dra. Beatriz Chagas do Instituto de Macromoléculas da Universidade Federal do Rio de Janeiro e a ANP/FINEP/CTPETRO pela cessão do goniômetro, ao Laboratório de Caracterização de Fluídos do departamento de Engenharia Mecânica da Pontifícia Universidade Católica, por ceder os líquidos medidores, ao departamento de dentística da Faculdade de Odontologia de Bauru da Universidade de São Paulo, por ceder os aparelhos fotopolimerizadores e as empresas VOCO e 3M ESPE, por ceder as resinas compostas utilizadas.

“As grandes obras são sonhadas pelos gênios, executadas pelos lutadores,

desfrutadas pelos felizes e criticadas pelos inúteis crônicos.”

Autor desconhecido

RESUMO

O desenvolvimento e o aperfeiçoamento das resinas compostas fotopolimerizáveis vem sendo estudados por um longo tempo. Objetiva-se nesta pesquisa avaliar a energia superficial e molhabilidade de algumas resinas compostas utilizadas na odontologia quando polimerizadas por diferentes fontes de luz (luz halógena e LED). Os testes realizados neste trabalho avaliaram as mudanças nas superfícies das resinas estudadas no que se refere a ângulos de contato e a energia superficial das mesmas. A finalidade deste estudo foi de obter informações sobre a superfície de ligação adesiva dos materiais pesquisados, sendo de grande valor, para posteriores estudos sobre adesão bacteriana, adesão a outras resinas, adesão a fluídos orais, como a saliva, para tratamentos de superfície, entre outros exemplos. As resinas Filtek Z350 (3M ESPE), Admira (VOCO) e Grandio (VOCO) foram selecionadas para confecção de 36 corpos de prova em uma matriz de latão de dois milímetros de espessura e dois centímetros de diâmetro, polimerizados por 20s de cada lado pelos dois diferentes tipos de dispositivos de luz. Os ângulos de contato foram medidos com água e glicerol através de um goniômetro (ramé-hart F100). Os valores de energia superficial para cada combinação foram calculados a partir de um software (DROPimage standart) que utiliza o método harmônico aplicado a teoria ácido-base. A análise estatística utilizada foi ANOVA, testes de Tukey, Wilcoxon, Mann Whitney e teste de correlação de Spearman, a 0,05 de significância. Os resultados obtidos mostraram que não existiram diferenças estatisticamente significativas entre os valores de energia superficial das resinas estudadas, fotopolimerizadas pelos dois distintos fotopolimerizadores. Existiu uma correlação entre os valores de energia superficial e a intensidade de luz emitida pelos fotopolimerizadores e os ângulos de contato foram estatisticamente diferentes na maioria das comparações entre o tipo de resina, o tipo de dispositivo fotopolimerizador e os líquidos medidores usados. Palavras-chave: Resina composta, fotopolimerização, LED, ângulo de contato, energia superficial, molhabilidade.

ABSTRACT

The development and improvement of the light-curing resins have been studied for a long time. The aim of this research is to evaluate the surface energy and wettability of some composite resins used in odontology, after polymerization by two different photocuring units (halogen lamp and LED). The tests used in this work evaluated the changes on the surface of the studied composite resins through contact angle and surface energy measurements. The purpose of the research was to obtain information about the adhesive bounding surface of these materials, that will be of further studies concerning to bacterial adhesion, adhesion to others resins, adhesion to fluids, such as saliva, surface treatment, among others. The resins Filtek Z350 (3M ESPE), Admira (VOCO) and Grandio (VOCO) were selected to prepare the 36 body test in a blass matrix of two milimeters thickness and one centimeter diameter, photocured by 20sec on each side by the different light curing units. Contact angles were measured by using water and glycerol as test liquids through goniometry (ramé-hart F100). Surface energy values were calculated by a software (DROPimage standart) that uses the harmonic mean method applied to the acid-base theory. The statistical analysis used was ANOVA, Tukey, Wilcoxon, Mann Whitney and Spearman correlation tests, with 0.05 of significance. The results showed that there were no significant statistical differences between the values of surface energy of the tested composite resins photocured by the two distinct photocuring units. A correlation was disclosed between the values of surface energy and the light intensity produced by the photocuring units and also, the contact angles measured were statistically different in most combinations regarding type of composite resin, type of photocuring unit and the test liquid used.

Key-words: composite resin, light-curing, LED, contact angle, surface energy, wettability.

LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS

LED – Luz emitida por diodo Bis-GMA – Bisfenil-A glicidil metacrilato BisEMA – Bisfenol A etileno dieter dimetacrilato UDMA – Uretano dimetacrilato TEG-DMA – Trietileno glicidil dimetacrilato EDMA – Etileno glicol dimetacrilato DMAEMA – Dimetilaminoetil-metacrilato HEMA – Hidroxil etil metacrilato PMMA - Polimetilmetacrilato n – Número de amostras p – Índice de significância estatística % - Porcento m – Metro cm – Centímetro mm – Milímetro µm – Micrometro (10-6m) nm – Nanometro (10-9m) s – Segundos sec – Seconds mim – Minutos h – Horas > - Maior < - Menor Pa – Unidade de pressão, Pascal pH – Potêncial Hidrogeniônico o – Grau decimal oC – Graus Célsius V - Volts mW/cm2 – Miliwatt por centímetro quadrado mJ/cm2 – MiliJoules por centímetro quadrado J/m2 – Joule por metro quadrado FTIR – Fourrier Transformer Infra-Red ρ - Densidade, medida em g/cm2 a 20o C ελ - Coeficiênte de extinção Wadh– Trabalho de adesão

γ- Unidade de tensão superficial, medida em mN/m γLW – Componente de Liftshiz van der Waals da tensão superficial γ+ - Componente básica da tensão superficial γ- - Componente ácida da tensão superficial cos θ- Cosseno do ângulo de contato √ - Raiz quadrada Apud – Citado por Et al – e colaboradores H – Hipótese ES – Energia superficial SiO2 – Dióxido de silício ISO – Internacional Organization for Standrdization HalAgua – Polimerização por luz halógena, água deionizada como líquido teste HalGli – Polimerização por luz halógena, glicerol como líquido teste LEDAgua - Polimerização por LED, água deionizada como líquido teste LEDGli - Polimerização por LED, glicerol como líquido teste Adm – resina composta fotopolimerizável Admira (VOCO) Fil – resina composta fotopolimerizável Filtek Z350 (3M ESPE) Gra – resina composta fotopolimerizável Grandio (VOCO)

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1- Matriz de latão, fechada, p. 68

Figura 2- Matriz de latão, aberta, p. 69

Figura 3- Radiômetro 100P/N – 10503, p. 70

Figura 4- Lâminas de vidro contra a matriz de latão, p. 71

Figura 5- Matriz contendo amostra fotopolimerizada, p. 72

Figura 6- Remoção da amostra da matriz, p. 72

Figura 7- Câmera, fonte de luz e seringa gotejadora, p. 73

Figura 8- Imagem 2D formada entre a amostra e a gota, p. 74

Figura 9- Esquema 3D da estrutura química da água, p. 75

Figura 10- Esquema 3D da estrutura química do glicerol, p. 75

Figura 11- Gráfico representativo dos ângulos de contato das resinas pesquisadas com os dois líquidos medidores, p. 85

Figura 12- Gráfico representativo da energia superficial dos compósitos estudados, p. 85

Figura 13- Gráfico representativo da energia superficial correlacionada com a intensidade de luz dos aparelhos fotopolimerizadores, p.86

Figura 14- Gráfico representativo do ângulo de contato correlacionado com a intensidade de luz, p. 87

Figura 15- Gráfico representativo do ângulo de contato com a intensidade de luz, p. 87

Figura 16- Gráfico representativo dos valores de ângulo de contato, usando a água, da resina Admira fotopolimerizada pelos diferentes aparelhos fotopolimerizadores, p. 127

Figura 17- Gráfico representativo dos valores de ângulo de contato, usando a água, da resina Filtek Z350 fotopolimerizada por luz halógena com os diferentes líquidos teste, p. 127

Figura 18- Gráfico representativo dos ângulos de contato obtidos para a resina composta Grandio, quando usada a água e fotopolimerizada pelos distintos aparelhos fotopolimerizadores, p. 128

Figura 19- Gráfico representativo dos valores de ângulo de contato da resina composta Grandio, quando usado o glicerol e fotopolimerizada pelos dois distintos fotopolimerizadores, p. 128

Figura 20- Gráfico representativo dos ângulos de contato da resina composta Admira, quando usada a água e fotopolimerizada pelos dois distintos fotopolimerizadores, p.129

Figura 21- Gráfico representativo dos ângulos de contato do compósito correlacionados com a intensidade de luz do fotopolimerizador, p. 129

Figura 22- Gráfico representativo dos ângulos de contato do compósito correlacionados com a intensidade de luz do fotopolimerizador, p. 130

Figura 23- Gráfico representativo dos ângulos de contato do compósito correlacionados com a intensidade de luz do fotopolimerizador, p. 130

Figura 24- Gráfico representativo dos ângulos de contato do compósito correlacionados com a intensidade de luz do fotopolimerizador, p. 131

Figura 25- Gráfico representativo dos ângulos de contato do compósito correlacionados com a intensidade de luz do fotopolimerizador, p.131

Figura 26- Gráfico representativo dos ângulos de contato do compósito correlacionados com a intensidade de luz do fotopolimerizador, p. 132

Figura 27- Gráfico representativo dos ângulos de contato do compósito correlacionados com a intensidade de luz do fotopolimerizador, p.132

Figura 28- Apresentação comercial, resina composta Admira (VOCO), p. 135

Figura 29- Apresentação comercial, resina composta Filtek Z350 (3M ESPE), p. 135

Figura 30- Apresentação comercial, resina composta Grandio (VOCO), p. 136

Figura 31- Apresentação comercial, VIP TM (Bisco), p. 136

Figura 32- Apresentação comercial, Elipar Freelight II (3M ESPE), p. 136

Figura 33- Fórmula estrutural química do Bis-GMA em TEG-DMA (trietileno glicol dimetacrilato), p. 137

Figura 34 - Fórmula estrutural química do NTG-GMA, p. 137

Figura 35 - Fórmula estrutural química do NPG-GMA (N-fenil- glicina glicidil- metacrilato), p. 137

Figura 36 - Fórmula estrutural química do UDMA ( Uretana dimetacrilato), p. 137

Figura 37 – Fórmula estrutural química do HEMA, p. 138

Figura 38 – Fórmula estrutural química da canforoquinona, p. 138

Figura 39 - Fórmula estrutural química do TEGDMA, p. 138

Figura 40 -Fórmula estrutural química do Silano, p. 139

Figura 41 - Fórmula estrutural química da Uretana, p. 139

Figura 42 - Unidades estruturais do Ormocer, p. 139

LISTA DE TABELAS

Tabela 1- Resinas compostas, p. 69

Tabela 2- Aparelhos fotopolimerizadores, p. 70

Tabela 3- Líquidos teste, p. 75

Tabela 4- Grupos para medição dos ângulos de contato, p. 76

Tabela 5- Grupos para medição da energia superficial, p. 77

Tabela 6- Média e Desvio Padrão (±DP) das interações entre as resinas compostas utilizadas, os aparelhos fotopolimerizadores e os líquidos medidores para o cálculo dos ângulos de contato, p. 80

Tabela 7- Análise de variânça aplicada a tabela 6, p. 80

Tabela 8- Múltiplas comparações entre os tipos de resinas, os fotopolimerizadores e os líquidos teste pelo Método deTukey, p. 81

Tabela 9- Múltiplas comparações de Tukey associadas a tabela 6, p. 82

Tabela 10- Média, Desvio Padrão e Erro Padrão da Energia Superficial (mJ/cm2) das resinas compostas relacionadas aos fotopolimerizadores, p. 83

Tabela 11- Múltiplas comparações de Tukey aplicadas a energia de superfície das diferentes resinas e aparelhos fotopolimerizadores, p. 83

Tabela 12- Análise de variância (ANOVA) aplicada a Tabela 11, p. 84

Tabela 13- Valores médios das componentes polar e dispersiva dos cruzamentos entre resina e dispositivos fotopolimerizadores, p. 84

LISTA DE QUADROS

Quadro 1- representação dos resultados da análise estatística do teste de Mann Whitney, p. 115

Quadro 2- representaoção dos resultados da análise estatística média, desvio e erro padrão, p. 115

Quadro 3- representação dos resultados do teste de normalidade para ADHALGLI, p. 116

Quadro 4- representação dos resultados do teste de normalidade para ADLEDGLI, p. 116

Quadro 5- representaoção dos resultados da análise estatística do teste de Wilcoxon ADLEDGLI, p. 117

Quadro 6- representaoção dos resultados da análise estatística para GRALEH2O e ADMLEDH2O, p. 118

Quadro 7- representação das médias dos valores de energia superficial e desvios e erro padrão, p. 118

Quadro 8- representação dos resultados do teste de normalidade para FILHALGLI e FILHALAGUA, p. 119

Quadro 9- representação dos resultados do teste de normalidade para GRAHALAGUA e GRALEDAGUA, p. 119

Quadro 10- representação dos resultados do teste de normalidade para GRAHALGLI e GRANLEDGLI, p. 120

Quadro 11- representação dos resultados do teste de normalidade para ADMHALGLI e ADMLEDGLI, p. 120

Quadro 12- representação dos resultados de médias, desvios e erros padrão, p. 121

Quadro 13- representaoção dos resultados da análise estatística do teste de Wilcoxon, p. 121

Quadro 14- representação dos resultados da análise estatística de Tukey para os ângulos de contato,líquidos medidores e fotopolimerizadores, p. 122

SUMÁRIO RESUMO ABSTRACT LISTA DE ILUSTRAÇÕES LISTA DE TABELAS LISTA DE QUADROS LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS 1 INTRODUÇÃO, p. 17 2 REVISÃO DE LITERATURA , p. 24

2.1 RESINAS COMPOSTAS FOTOPOLIMERIZÁVEIS, p. 24 2.2 APARELHOS FOTOPOLIMERIZADORES, p. 30 2.3 ENERGIA SUPERFICIAL, p. 45

3 OBJETIVOS , p. 64 3.1 OBJETIVO GERAL, p. 64 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS, p. 64

4 HIPÓTESES, p. 66 5 MATERIAIS E MÉTODOS , p. 68 6 RESULTADOS , p. 79 7 DISCUSSÃO, p. 89 8 CONCLUSÕES, p. 99 9 REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS , p. 101 APÊNDICE, p. 115 ANEXOS, p. 131

INTRODUÇÃO

17

1 INTRODUÇÃO

Uma convicção do século XXI, para o futuro da odontologia restauradora, e

áreas, tais como cariologia, implantodontia, dentística, prótese e outras, está na

compreensão da adesão entre biomateriais adesivos, buscando adesivos biológicos

e que se integrem aos tecidos. Para tal entendimento, um dos fenômenos

importantes a ser estudado é a energia de superfície.

As resinas fotopolimerizáveis são altamente empregadas em clínicas

odontológicas. Pesquisas são desenvolvidas e o aprimoramento vem sendo

constante sobre o tema. O mercado odontológico está sempre se modificando para

atender as demandas.

As restaurações realizadas com este tipo de material, exigem do profissional

muitos conhecimentos quanto a suas técnicas, indicações e ainda informações

sobre as condições bucais do próprio paciente. A infiltração marginal e longevidade

destes materiais restauradores são o desafio para os especialistas.

Bowen, em 1963, propôs uma formulação para as resinas compostas que, até

hoje, com algumas modificações, segue sendo utilizada. Elas são compostas

basicamente de uma matriz resinosa, um agente de carga, de monômeros diluentes,

hidroquinona e pigmentos que conferem a cor específica de cada resina. A matriz

resinosa normalmente é constituída pelo Bis-GMA (Bisfenil-A glicidil metacrilato) ou

pelo UDMA (uretano dimetacrilato); esta porção é responsável por estabelecer

ligações cruzadas durante a polimerização dando a resistência ao material. Os

agentes de carga proporcionam um aumento na estabilidade dimensional deste

material, diminuindo também a contração de polimerização; são exemplos o quartzo

e o zircônio. O TEG-DMA (Trietileno glicidil dimetacrilato) ou EDMA (Etileno glicol

dimetacrilato) ocasionam o aumento da viscosidade das resinas e a hidroquinona

18

funciona como inibidor da polimerização. Encontram-se no mercado resinas com

matrizes resinosas diferentes das citadas acima, que tentam diminuir as

características negativas destes materiais, como por exemplo, a contração de

polimerização.

Para garantir o êxito, fazendo uso destes materiais plásticos diretos, vários

fatores tem participação marcante para o comportamento final da restauração. Por

exemplo, o tipo de resina indicada para cada caso, a técnica correta de inserção, a

técnica de polimerização, o isolamento do campo operatório com dique de borracha

e o acabamento. Se existir falha em qualquer um destes procedimentos, pode

acarretar o insucesso da restauração.

Nos últimos anos, surgiram uma nova gama de materiais restauradores onde

aplica-se a nanotecnologia. Um nanocompósito é formado quando a mistura de

fases ocorre numa escala de comprimento nanométrica, 0,1 e 100nm (GIANNELIS;

SCHIMIDT; SHAH, 2002), freqüentemente um componente inorgânico (óxido

metálico, sílica, sol-gels ou minerais da argila, por exemplo).

Existem resinas compostas fotopolimerizáveis no mercado que podemos

classificar como nanohíbridas e outras como nanoparticuladas. A diferença estaria

no tamanho das partículas de carga encontradas na matriz resinosa. As resinas

chamadas nanohíbridas possuem partículas de carga tanto na escala nanométrica

(10-9m) assim como na escala micrométrica (10-6m). Os compósitos classificados

como nanoparticulados reais são aqueles que possuem apenas partículas e

grupamentos de partículas na escala nanométrica. Até o presente momento em que

foi realizada esta pesquisa, a única resina do mercado que pode ser chamada

realmente de nanoparticulada é a resina composta fotopolimerizável Filtek Z350 (3M

ESPE).

Outro lançamento que se destaca no mercado é a resina Admira (VOCO), a

qual possui em sua matriz uma composição conhecida como Ormocer, que pode ser

referida como uma cerâmica organicamente modificada. Esta resina possui em sua

matriz resinosa orgânica compostos inorgânicos. (WOLTER, 1995).

A energia de superfície é um dos fatores envolvidos no fenômeno de adesão.

Este fenômeno pode ser descrito como a atração existente entre as moléculas de

diferentes materiais. Esta definição implica em atração ao nível molecular ou

submicroscópico, logo, envolve forças de valência. As forças de valência podem ser

primárias ou secundárias e recebem a terminologia de adesão específica. As

19

primárias são conhecidas pelas forças iônicas, covalentes e metálicas. As

secundárias pelas forças de Keesom e Debye, forças de dispersão de London e

pelas pontes de hidrogênio (VAN OSS; CHAUDHURY; GOOD, 1988a; VAN OSS,

CHAUDHURY; GOOD, 1988b).

Um dos fatores que favorecem a adesão a um substrato é o que depende da

superfície. Além das superfícies limpas e secas, a alta energia de superfície,

promove um maior potencial de atração à superfície, tanto para biomateriais, quanto

para restaurações aderentes (STEENBECKER,1998; STEENBECKER, 1999).

Um contato próximo, entre duas substâncias, é o pré-requisito para se obter

formas de adesão que estão envolvidas na maioria dos sistemas resinosos e aos

tecidos dentários duros. Quando forças moleculares estão envolvidas, a distância

entre as superfícies deve ser na ordem de 1nm (um nanometro = 10-9m). É quase

impossível para duas superfícies sólidas, aproximarem-se uma da outra nesta

distância em uma área considerável. (VAN et al, 2005).

Ainda do ponto de vista adesão por forças de van der Waals, é indispensável

avaliar a rugosidade da superfície. Isso nos mostra claramente que esses

fenômenos não atuam isoladamente. Esse pensamento tem sido foco de grandes

discussões nos diferentes substratos utilizados em odontologia.

Uma alta capacidade de molhabilidade pode favorecer qualquer biomaterial a

ligar-se a vários substratos. As resinas restauradoras e seus adesivos promovem

ligações à dentina, substrato complexo, cujas ligações tem sido discutidas, pois é

um substrato difícil de ser aderido com os materiais resinosos, por sua natureza, rica

em água e materiais orgânicos. Bem como têm que ligarem-se ao esmalte, que além

de promover retenção micromecânica, é um substrato que tem pouca quantidade de

água, e da mesma forma, pouca matéria orgânica, e que não o torna pouco

complexo, mas um elemento cristalino com menos problemas para as ligações

adesivas.

O que é mais importante em relação ao conceito de molhabilidade, é a

relação da tensão superficial com a energia de superfície. Uma baixa tensão

superficial de um líquido, frente a um sólido de alta energia de superfície, melhor

este liquido molhará este sólido. Inversamente, uma alta tensão superficial de um

líquido e uma baixa energia de superfície de um sólido, impedirá que o líquido molhe

o sólido, tendendo a formar gotas sobre a superfície (ANABALÓN et al, 1977).

20

Com relação à propriedade das resinas e dos adesivos, podemos afirmar que

a baixa tensão, com menor capacidade de molhabilidade, pode dificultar as ligações

adesivas.

O presente estudo traz uma grande contribuição, em relação aos

procedimentos que alteram a energia de superfície, e muitas vezes a topografia

desses materiais. Procedimentos estes, que são comuns na técnica clínica.

Uma grande relevância da nossa pesquisa são as informações, para futuros

estudos, quanto ao tipo de acabamento e polimento devam ser atribuídos a estas

superfícies; especificamente destas resinas pesquisadas. O tipo de proteína salivar,

biofilme que se aderem a ela e à interface dente/restauração, dependem também

do conhecimento da presente pesquisa. Os mecanismos envolvidos na aderência

bacteriana são muito complexos e ainda não totalmente entendidos. A adesão das

bactérias também estão associadas com a influência das forças de van der Waals.

Um alto grau de hidrofobia pode facilitar a aderência. Uma aderência efetiva pode

ser subsequentemente alcançada através de mecanismos específicos entre as

moléculas das células microbianas e da película adquirida (NYVAD; MARSH, 2005).

Em muitos procedimentos odontológicos a adesão é um dos mais importantes

fatores relacionados a performance da restauração. As resinas uma vez colocadas

em um preparo cavitário ou tendo sua superfície exposta na cavidade oral, estão

sujeitas a diversas formas de adesão. Bactérias colonizam toda a cavidade bucal, a

saliva total e proteínas salivares, estão constantemente neste meio. Ainda, no

ambiente oral encontramos outros tipos de materiais e até resinas de outras

procedências em contato com as restaurações e principalmente a interface

esmalte/resina, dentina/resina e cemento/resina (SATOU et al, 1988).

Os conceitos básicos em relação à polimerização dos materiais restauradores

odontológicos polimerizáveis também são de extrema importância .

A polimerização representa uma troca de um ordenamento de alta energia

para um de menor energia. O monômero tem mais energia que o polímero

(MACCHI, 2000) e ao produzir a polimerização, essa energia não pode perder-se

sem transformação e liberação em forma de energia térmica. Em outras palavras, a

reação de polimerização é exotérmica. Outro fenômeno se deve a distribuição que

separa as moléculas do monômero quando está neste estado e quando se integra à

cadeia de polímero.

21

A distância de um monômero ao outro é relativamente grande (algumas

dezenas de nanômetros), ao formar uma cadeia de polímero, unem-se por

covalência e se juntam a uma distância muito menor (centésimos de nanômetros)

(MACCHI, 2003). Não só podemos deduzir obviamente que esse material contrai,

mas como ele expressa sua cadeia de carbono diferente quando transforma-se em

polímero. Isso é um fenômeno importante para nosso estudo.

A reação de transformação de monômero em polímero se dá de diversas

maneiras (ANUSAVICE, 1998). Os mecanismos mais usados na odontologia são por

condensação, polimerização por abertura de anéis e polimerização vinílica.

Os meios de ativação podem ser químicos, físicos, e físico-químicos (duais).

Aqueles que são fotopolimerizáveis, dependem demasiadamente do funcionamento

do aparelho foto-ativador.

O principio da fotopolimerização é também uma questão física que podemos

considerar como um “trabalho”. Em física se diz que se realiza um trabalho quando

uma força produz um deslocamento.

A performance dos aparelhos fotopolimerizadores e sua correlação com a

molhabilidade destes compósitos é outro fator importante a ser estudado nesta

pesquisa. Um dispositivo do tipo LED de segunda geração é pesquisado em relação

a uma lâmpada convencional halógena para testar a hipótese de que suas

promissoras características descritas na literatura possam ter influência na energia

superficial das resinas testadas.

Aquecimento da cavidade pulpar e liberação de monômeros residuais são

somente dois exemplos para caracterizar a relevância da etapa de polimerização

para o resultado final da restauração (UHL; MILLS; JANDT, 2003a; FERRACANE,

1994). Na polimerização, que se dá pela ligação de moléculas de monômeros que

ocuparão um volume final menor do que o inicial, alterações diversas podem ser

geradas na estrutura das resinas compostas e sendo a maioria, iatrogenias

causadas pelo próprio cirurgião-dentista ou técnico laboratorial. Portanto o

odontólogo está obrigado a dominar os fenômenos físicos e químicos envolvidos no

processo de adesão.

A proposta do presente trabalho foi avaliar quantitativamente se ocorreriam

alterações nas superfícies de algumas resinas compostas, recentemente lançadas

no mercado, após a polimerização por dois distintos dispositivos fotopolimerizadores

(luz halógena e LED), através da medição dos ângulos de contato e energia

22

superficial. As informações obtidas nesta pesquisa, somadas a literatura prévia,

proporcionam um maior entendimento dos materiais empregados na clínica

odontológica, favorecendo ao clínico e ao paciente.

25

REVISÃO DE LITERATURA

24

2 REVISÃO DE LITERATURA

2.1 RESINAS COMPOSTAS FOTOPOLIMERIZÁVEIS

Bowen (1956 apud CARDOSO; GONÇALVES, 2002) criou a primeira resina

composta com propriedades superiores à resina acrílica em relação à estabilidade

dimensional e com relação ao cimento de silicato; a resina apresentou menor

solubilidade com o acréscimo de partículas de sílica incolor tratando a matriz

epóxica com vinil-silano. As primeiras resinas eram compostas de um sistema

resinoso ou matriz bisfenol-A glicidil metacrilato (Bis-GMA) com reforço de gama-

matacriloxipropil-silano de 70 a 80% do material. A matriz orgânica era composta de

resinas poli-estirênicas ou metilmetacrilato ou pelo Bis-GMA. Com o

desenvolvimento de partículas de reforço com tamanhos menores e com

características melhores, as resinas foram alteradas apresentando 70 a 80% de

peso das partículas com tamanhos de sete a oito micrometros (µm) em conjunto

com partículas de maior tamanho (30 a 40µm) e uma matriz de Bis-GMA.

Bowen (1963), desenvolveu um estudo que introduziu e modificou a

formulação da composição das resinas de certa maneira que acabou tornando este

material em um dos mais importantes dentro da odontologia atual. Foi proposto a

adição de sílica tratada com vinil-silano a composição anterior e testadas

propriedades como tempo de presa, contração de polimerização, solubilidade e

desintegração, sorção de água, coeficiente de expansão térmica, estabilidade de

cor, opacidade visual, resistência a compressão e módulos de elasticidade, dureza e

toxicidade. As resinas reforçadas com sílica apresentaram propriedades

significativamente superiores passando assim a ser adotadas até os dias de hoje.

25

As resinas compostas têm em sua composição elementos duros, partículas

inorgânicas unidas por uma matriz resinosa leve, formada por três partes: a matriz

resinosa que contém um sistema de monômeros, um sistema de iniciação para

polimerização de radicais livres e estabilizadores para maximizar a estabilidade de

armazenamento da resina composta não polimerizada e a estabilidade química da

resina composta já polimerizada. A segunda parte, a carga inorgânica em vidro,

quartzo, e/ou sílica, e a terceira parte, o agente de enlace, o silano orgânico que une

as partículas inorgânicas com a matriz resinosa (QUIROZ, 2004).

O processo de polimerização é dado pela matriz polimérica e para que se

tenha sucesso, os monômeros devem reagir entre si através de ligações covalentes,

formando cadeias de polímeros. Inicialmente a distancia entre os monômeros é de

0,3 a 0,4 nanometros (nm) (LENHARD, 2001). Após a polimerização, a distância

entre os monômeros passa a ser de 0,15nm, ocorrendo um aumento da densidade

do material e uma contração volumétrica, inevitável, de 1,5 a 3% nas resinas foto-

ativadas existentes no mercado atualmente (RUEGGEBERG, 1999).

Os compósitos foto-ativados são fornecidos em uma única pasta contida em

uma seringa. Esta pasta contém um sistema iniciador que libera os radicais livres

consistindo em uma molécula de foto-inibidor, e uma amina ativadora. Quando estes

componentes são expostos à luz, eles reagem entre si, impedindo a polimerização.

Entretanto, a exposição de luz com um comprimento de onda correto

(aproximadamente 468nm) produz um estado de excitação do foto-iniciador que com

uma interação com uma amina forma radicais livres, que iniciam a polimerização por

adição. Os radicais livres são moléculas extremamente energéticas com elétrons

desemparelhados em suas camadas de valência que buscam formar ligações

covalentes com outras moléculas. Os componentes que se desejam que os radicais

livres reajam são as ligações duplas de carbono dos monômeros resinosos, os quais

iniciam a polimerização. Uma vez que um radical livre reage com uma molécula do

monômero, este novo composto torna-se desbalanceado, buscando novas ligações.

Portanto, enquanto a resina é exposta a correta energia, há uma maior chance do

foto-iniciador absorver o correto comprimento de onda e reagir. O fotoiniciador mais

comumente empregado é a canforoquinona, a qual tem um intervalo de absorção

entre 400 e 500nm, que é a zona azul do espectro de luz visível. Este iniciador está

presente na pasta em níveis de aproximadamente 0,2% do peso ou menos. Existem

várias aminas aceleradoras que propiciam a interação com a canforoquinona, tal

26

como a dimetilaminoetil-metacrilato (DMAEMA) a 0,15% em peso, que também está

presente na pasta (QUIROZ, 2004).

Ehrnford et al (1980), apontam os fatores inerentes à resina composta

posterior que influenciam no seu comportamento: composição da matriz orgânica;

composição das partículas; efetividade do agente silano; tamanho, distribuição,

forma e volume das partículas; tamanho e localização da cavidade; magnitude,

localização e direção das forças oclusais, grau de polimerização e técnica

clinicamente aplicada. Além desses fatores, Heath e Wilson (1976) citam a

uniformidade da mistura, espessura do espécime, polimento da superfície, método

de estocagem e metodologia aplicada.

A dureza nas resinas depende de dois principais fatores: a extensão da

polimerização na superfície e do tipo de carga e sua concentração na composição.

A secção de área da ponta dos vários tipos de aparelhos fotopolimerizadores é

diferente, podendo variar de 0,196 a 0,503cm2. Particularmente este dado é

importante na seleção de uma destas unidades para restaurações em dentes

posteriores. Nestes parâmetros algumas resinas parecem ser menos afetadas pela

eficiência da unidade polimerizadora do que outras. Isso depende do tipo de

catalisador e concentração do mesmo. Resinas com mais pigmentos ou valores

mais escuros tem a profundidade de polimerização evidentemente reduzida e a

dureza máxima reduzida em ate 35%. Esta redução pode ser atribuída a absorção

de luz ou outra etapa básica da polimerização que é significantemente atenuada em

resinas mais escuras (WATTS; AMER; COMBE, 1984).

A interação da canforoquinona com a amina terciária provoca a formação da

radicais livres, iniciando assim a polimerização. Este processo continua através da

interação da luz com o fotoiniciador, gerando fonte de energia, promovendo a

excitação da molécula e a formação de ligações químicas entre monômeros durante

a ativação. A energia necessária para polimerização da resina composta é resultante

da Intensidade de luz emitida pelo fotopolimerizador em mW/cm2 e o tempo de

incidência da luz em segundos (s) (YEARN; MACCLESFIELD, 1985;

RUEGGEBERG, 1999).

Nas resinas compostas ativadas pela luz visível a polimerização inicia-se

através da absorção de luz pela molécula do fotoiniciador, α-diketona ou

canforoquinona. Após a absorção da energia luminosa com os comprimentos de

27

onda determinados, a canforoquinona atinge o estado de excitação chamado estado

tripleto (YEARN; MACCLESFIELD, 1985; SHORTALL; HARRINGTON, 1996).

Mesmo em situações onde um incremento de resina aparenta estar

completamente polimerizado, uma quantidade considerável de pequenas cadeias de

polímeros permanecem não ligadas. Cerca de 5 a 10% destas cadeias de

monômeros ou oligômeros residuais não polimerizados podem ser citotóxicos,

trazendo danos a polpa dentária por sua decantação (FERRACANE, 1994;

FERRACANE; CONDON, 1990).

Nalçaci, Öztan e Yilmaz (2004) compararam a toxicidade relativa de resinas

compostas usando fibroblastos de pele de ratos (L 929), três fontes distintas de luz e

um ensaio de viabilidade de células para medi-la. No primeiro dia de encubação, não

houve diferenças estatísticas nas culturas de células, mostrando que é necessário

um tempo para o inicio da agressão. A partir do segundo dia, a citotoxicidade

começou a expressar-se e no fim do sétimo dia, não havendo mais aumento de

células inviáveis. É uma tarefa difícil medir o quanto citotóxica uma resina pode ser,

visto que nos diversos estudos neste campo, possuem muitas variáveis entre si.

O grau de conversão dos monômeros de uma resina foto-polimerizável esta

relacionado a propriedades mecânicas da mesma, assim como, a sua composição.

Um maior grau de conversão das cadeias duplas de carbono resulta em uma

melhora das propriedades mecânicas da resina. Resinas com baixa viscosidade e

menor concentração de inibidores de polimerização, apresentam um número maior

de polímeros ao fim da fotopolimerização (FERRACANE et al, 1986).

Os agentes de compatibilização, silanos, são da família dos monômeros

organosilanos trifuncionais caracterizados pela fórmula R-SiX3, onde R é um grupo

organofuncional ligado ao silício de uma maneira hidroliticamente estável e X

designa grupos hidrolizáveis que são convertidos a grupos silanóis na hidrólise. Tais

agentes de compatibilização interagem com superfícies inorgânicas “receptivas”

formando ligações tenazes na interface. Essas superfícies inorgânicas receptivas

são caracterizadas pela presença de grupos hidroxil (OH) ligados principalmente ao

silício e ao alumínio, que são particularmente favoráveis à ligação com silano. No

caso das argilas, grupos hidroxil estão possivelmente presentes na superfícies das

camadas, mas também particularmente nas suas interfaces. O agente de

compatibilização é primeiramente convertido a uma forma silanol por hidrólise, que

28

depois reage com grupos silanol presentes na superfície inorgânica (PINNAVAIA;

BEALL, 2000).

É dito que os nanocompósitos apresentam melhor desempenho nas suas

propriedades, quando comparados aos compósitos convencionais, pela sua

morfologia de fase única e propriedades interfaciais acentuadas (ANGELETAKIS;

KOBASHIGAVA, 1999; PINNAVAIA; BEALL, 2000).

Um nanocompósito é formado quando a mistura de fases ocorre numa escala

de comprimento nanométrica, 0,1 e 100nm, freqüentemente um componente

inorgânico (óxido metálico, sílica, sol-gels ou minerais da argila, por exemplo)

(GIANNELIS; SCHIMIDT; SHAH, 2002).

Com relação ao tamanho de partícula/comprimento de onda da luz

polimerizadora, existem diferentes relatos na literatura. Apesar de que as

nanopartículas nos materiais comerciais estarem na ordem dos 10%, Angelatakis e

Nguyen (2003), acreditam que as ondas de luz visível não interagem

substancialmente com essas partículas. Isso promoveria uma penetração de luz

além da superfície do compósito, havendo assim uma direção preferencial de luz

dentro do material com diminuição do efeito do espalhamento durante a

polimerização.

Se por um lado, a direção preferencial de luz dentro do material implica em

dizer que são obtidos maiores valores de conversão em profundidade, é ao efeito do

múltiplo espalhamento de luz no interior do compósito durante a polimerização que

se atribui o aumento do grau de conversão com o aumento do teor de carga (KIM;

JANG, 1996).

Grande parte do interesse em usar nanomateriais provem da idéia de que

eles podem manipular a estruturados materiais gerando melhoras dramáticas nas

propriedades elétricas, químicas, mecânicas e ópticas. Como perspectiva, o

tamanho de um átomo de hidrogênio é de 0,1 a 0,2nm e de uma pequena bactéria

de 1000nm (1µm). Na odontologia, o que se busca com as resinas compostas de

nanopartículas são as propriedades mecânicas de uma resina do tipo hibrida com as

propriedades estéticas de uma resina do tipo microparticulada. Um exemplo é a

resina Filtek Supreme da 3M ESPE onde foi desenvolvida uma combinação da

porção orgânica já conhecida da resina Filtek Z250 (3M ESPE), bisfenol A glicidil

dimetacrilato, bisfenol etoxilado A dimetacrilato, trietileno glicol dimetacrilato, 1,6-bis-

[2-metacriloiloxicarbonilamino]-2,4,4-trimetilhexano, foto-iniciadores e estabilizadores

29

com nanogrupamentos de zircônia-sílica e nanopartículas de sílica. Foi estudada,

para duas formas desta resina, a convencional e a translúcida, a resistência a

compressão, flexão e estiramento, assim como o desgaste, resistência a fratura,

manutenção do polimento e morfologia da superfície após abrasão por escovação.

Duas resinas híbridas, duas microhíbridas e uma microparticulada foram utilizadas

como comparação. A resistência a compressão, fratura e ao desgaste das resinas

nanoparticuladas foi equivalente ou maior do que em todas as outras resinas. A

manutenção do polimento após extensos períodos de escovação também foi

superior ao das resinas híbridas e microhíbridas e equivalente ao da resina

microparticulada. As propriedades mecânicas e estéticas destas resinas compostas

nanoparticuladas permitem ao clinico que as utilizem tanto para restaurações

anteriores como para posteriores (MITRA; WU; HOLMES, 2003).

A presença de partículas maiores garante ao compósito o mecanismo de

reforço por partículas aglomeradas, permitindo que as restaurações sejam também

de alto esforço mastigatório. O número de partículas acima de 0,5µm de diâmetro

em compostos comerciais com partículas nanométricas é minimizado para ajudar a

produzir uma superfície estável no tocante ao brilho (ANGELETAKIS; NGUYEN,

2003).

Uma resina, relativamente nova no mercado, baseada em uma matriz de

Ormocer (Admira- VOCO) foi comparada a uma resina composta microhibrida

convencional (Amelogen- Ultradent) quanto a rugosidade, dureza e resistência a

abrasão. Os 90 espécimes preparados foram divididos em 18 grupos de cinco

corpos de prova cada um de acordo com o tipo de polimerização (arco de plasma

por 3s/5s ou luz halógena 40s), tipo de inserção da resina no molde de plástico

(única ou em dois incrementos) e tipo de resina (Admira ou Amelogen). A resina

composta Admira mostrou os maiores valores de dureza, estatisticamente

significativos, para todos os tipos e tempos de polimerização (p<0,05). Os valores

maiores de dureza para esta resina foram obtidos com a polimerização por luz

halógena por 40s. A resistência a abrasão também foi maior na resina contendo

Ormocer. Entretanto, os valores de rugosidade superficial para resina Admira foram

maiores do que para a resina Amelogen tanto com a polimerização por arco de

plasma em 5seg como pela luz halógena por 40seg (TAGTEKIN et al, 2004).

Outro estudo realizado com um cerômero organicamente modificado,

Definite® (Degussa), comprova a degradação do mesmo sob condições de alta

30

atividade cariogênica. Cinco corpos de prova (30x6x2mm) da resina baseada em

Ormocer foram submetidos a ciclos de 14 dias com soluções de pH 4,3 (ácido) o 7,0

(neutro), simulando um ambiente de alto risco a cárie. Após os ciclos de pH, as

soluções foram liofilizadas (-70oC e 6Pa) para posterior análise por cromatografia

liquida de alta performance. Sobre os espécimes foram medidos, com um

goniômetro, ângulos de contato formados por gotejamento de água (0,006ml) antes

e depois dos ciclos de pH. Os valores médios das medidas dos ângulos de contato

antes e depois dos ciclos foram respectivamente de 85,16o (± 3,9o) e 69,77o (±

7,12o), mostrando diferenças estatísticas significativas na molhabilidade (p<0,05). A

cromatografia mostrou que existiu degradação pelos ciclos de pH ácido, o que não

ocorreu no básico (PARAIZO et al, 2004).

2.2 APARELHOS FOTOPOLIMERIZADORES

Para entender a fotopolimerização é necessário compreender primeiro o

espectro eletromagnético. Uma característica desta energia é que ela muda em

amplitude com o tempo e possui freqüência associada a ela. Pode-se definir como

comprimento de onda, a distancia física percorrida por esta energia durante um ciclo

periódico. Devido ao fato de que toda energia eletromagnética viaja a velocidade da

luz, uma variação na freqüência resulta em mudanças no comprimento de onda.

Altas freqüências resultam em pequenos comprimentos de onda e baixas

freqüências em grandes. Existe uma pequena faixa desta energia, a qual os olhos

humanos são capazes de perceber, conhecida como luz visível. Esta faixa inicia-se

no comprimento de onda de 700nm, cor vermelha e passa para o laranja, amarelo,

verde, azul e violeta a medida em que a freqüência aumenta e o comprimento de

onda diminui. O comprimento de onda da luz violeta compreende-se em torno de

400nm. A maioria dos foto-iniciadores utilizados nas resinas odontológicas absorve a

luz no comprimento de onda de 450 a 500nm. A intensidade de luz é outro fator

inerente a este assunto pois quanto maior a intensidade de energia da luz, maior a

quantidade de fótons (energia) existentes e maior será o número de moléculas foto-

iniciadoras serão excitadas. Logo, a intensidade de luz é a chave para a extensão a

qual ocorrerá a polimerização. A energia que alcança a superfície da resina diminui

com a profundidade da mesma, 50% é perdida nos primeiros 0,5mm. Por este

31

motivo, a polimerização ocorre mais rápida e mais completa na superfície. Ao prover

uma maior intensidade de luz aumenta-se a probabilidade de atingir um maior

número de moléculas foto-iniciadoras. Existe um conceito de que a

fotopolimerização baseia-se na quantidade de energia total absorvida que pode ser

calculada multiplicando-se a intensidade de luz emitida pelo dispositivo

fotopolimerizador em mW/cm2 e o tempo de exposição a luz em segundos, sendo a

medida desta energia em mJ/cm2 ou J/m2. Assim, um aparelho que emite uma alta

intensidade de luz requer um menor tempo de irradiação para polimerizar uma

resina do que um aparelho que emite luz em uma intensidade inferior

(RUEGGEBERG, 1999).

A luz halógena, utilizada nos dispositivos polimerizadores odontológicos, é

produzida quando uma corrente elétrica, gerada por eletrodos conectados a

filamentos extremamente finos de tungstênio, passa por eles, funcionando como um

resistor gerando grande calor. Os filamentos são revestidos por quartzo para sua

proteção contra oxidação e corrosão pelo ar e também por ser um material que

resiste a altas temperaturas e cristalino, permitindo a passagem da energia gerada

no filamento. Dentro destes bulbos de quartzo cuja função deste composto é garantir

o ciclo halogênico. O filamento de tungstênio é aquecido a temperaturas tão altas

que os átomos de tungstênio fervem e passam a um estado gasoso, voltando a se

condensar quando o aparelho é desligado. O gás halogênio remove o filme formado

nas paredes do quartzo pelos átomos condensados de tungstênio e os deposita

novamente no filamento, aumentando a vida útil e mantendo os níveis altos de saída

de energia do mesmo. Quando os bulbos não são resfriados, é possível que o ar

entre neles através de frestas ao redor dos eletrodos e do case de quartzo

perdendo-se o gás halogênio e diminuindo dramaticamente a vida útil destes pela

deposição dos átomos de tungstênio que os tornam mais opacos ou escuros. Para

isto se fazem necessários os ventiladores. A maior parte da energia que é emitida

por estes dispositivos é na faixa do infravermelho, sendo prejudicial tanto para a

vista do operador e do paciente como para a polpa dentária e mucosa. Filtros

contidos nos aparelhos provem a passagem do comprimento de onda mais restrito e

apropriado para a ativação dos fotoiniciadores contidos nas resinas odontológicas.

Com o advento do tempo e pelas sucessivas expansões térmicas geradas pelo

calor, estes filtros deixam de funcionar corretamente acarretando na passagem de

mais calor e luz em comprimentos de onda desnecessários. Apenas 0,5% do total da

32

energia gerada por estes dispositivos é aproveitada pela maioria dos fotoiniciadores.

Um refletor contido atrás do bulbo reflete a luz através dos filtros e em seguida para

a ponta do aparelho, sendo de grande importância a posição do filamento de

tungstênio para que a luz refletida seja a máxima possível. Trocas do bulbo ou filtro

são necessários devido as operações sob constantes altas temperaturas e uso

intermitente nas clinicas de odontologia (MARTIN, 1998; RUEGGEBERG, 1999).

Mais recentemente lançados no mercado estão os dispositivos do tipo luz

emitida por diodos (LED). Estes aparelhos utilizam semicondutores de nitrito de gálio

os quais são sujeitos a uma corrente elétrica para produzir um espectro de luz no

comprimento de onda da luz azul (470nm). Os arranjos dos semicondutores ou

grupos de LED’s são posicionados, pela maioria dos fabricantes, o mais próximo

possível da superfície da ponta do aparelho para que o máximo da energia gerada

por eles seja aproveitada na polimerização. Estes aparelhos apresentam vantagens

significativas em relação aos dispositivos convencionais de luz halógena. Baterias

são usadas como fonte alimentadora de energia, pouco calor é gerado pelos

semicondutores dispensando os ventiladores, as gerações mais recentes geram

grande intensidade de luz, o tamanho dos aparelhos é menor e possuem uma vida

útil maior. A primeira geração de LEDs odontológicos possuíam um design simples,

baixa densidade de potência e com uma saída de luz em um comprimento de onda

estreito (coincidente com a absorbância dos fotoiniciadores mais comuns) em

comparação com as lâmpadas halógenas. A maior vantagem era a vida útil, devido

ao baixo calor gerado e maior desvantagem era a polimerização de resinas que não

contivessem a canforoquinona (fotoiniciador mais utilizado nas resinas

odontológicas). Mais tarde surgiram os LEDs de segunda geração cujos

apresentavam uma complexa tecnologia e em grande parte, um único diodo de alta

intensidade ou um chip de LEDs que geravam uma intensidade de luz comparável

as lâmpadas halógenas de alta intensidade, em torno de 1000mw/cm2. Um exemplo

de marca comercial deste tipo de aparelho é o Elipar Freelight II, da 3M ESPE.

Devido ao impasse criado quando o fotoiniciador das resinas era diferente da

canforoquinona, surgiu a terceira geração de LED’s, os quais possuem LED’s que

emitem luz no comprimento de onda da luz violeta (400nm) capazes de polimerizar

qualquer resina composta fotopolimerizável odontológica (BURGESS et al, 2002;

(D’ALPINO; SVIZERO, 2006).

33

Levando em consideração a intensidade de luz, os aparelhos

fotopolimerizadores antigos emitiam baixa potência, pois perdiam luz ao longo do

trajeto, devido à fibra óptica que transmitia a luz dos dispositivos até a restauração,

visto que apresentavam constantes fraturas das microfibras e interferência do

espelho dicróico, os quais promoviam perda da incidência de luz em até 50%

(ASMUSSEM, 1982).

Yoon et al (2002) avaliaram o grau de polimerização usando diferentes fontes

de luz. Buscaram a efetividade da polimerização do LED e o arco de plasma, em

comparação com a luz halógena. Vários tempos de irradiação com intensidades de

luz foram utilizados para produzir potência de energia suficiente. O grau de

conversão de três resinas foi medido com o FTIR (Fourrier Transformer Infra-Red),

com várias espessuras de material. Após a exposição da luz foram removidos

100µm de resina a 1, 2, 3 e 4mm do topo da superfície. Foram registrados os

espectros da resina sem ativação pela luz. Nos resultados, foi identificado que o

grau de conversão foi influenciado pelas variáveis referentes aos materiais, pela

profundidade da superfície, tipo de luz e intensidade de energia incidida. Durante a

irradiação com a mesma intensidade de luz, o grau de conversão do arco de plasma

e LED não foram significantemente diferentes da luz halógena (p>0,05). Ao

aumentar em dobro a intensidade de luz, não foi observada diferença até 2mm da

superfície (p>0,05), no entanto, o grau de conversão aumenta a partir dos 3mm

(p<0,05).

Em outro estudo onde buscou-se analisar a quantidade de monômeros (BIS-

GMA e UDMA) não reagidos após diferentes métodos de irradiação, emitidos por

estes três mesmos dispositivos de luz, usando para leitura uma cromatografia-

líquida de alta performance junto ao teste de dureza Vicker’s, encontrou-se que

quando utilizada uma densidade de energia de luz (irradiação emitida pelo aparelho

multiplicada pelo tempo de exposição) abaixo de 17 J/cm-2, os diferentes métodos

apresentavam corpos de prova de resina com quantidades diferentes de monômeros

não convertidos, enquanto que com o aumento do tempo ou da densidade da

energia da luz, estas diferenças desapareciam, confirmando a importância destes

fatores para que as propriedades ótimas das resinas fotopolimerizáveis sejam

alcançadas (MOON; LEE; KIM, 2004).

A luz emitida pelos diversos tipos de aparelhos fotopolimerizadores diverge a

partir do final da ponta dos aparelhos ou do elemento emissor de luz. Esta

34

divergência pode ser atribuída a uma grande variedade de fatores. Qualquer seja o

fator, a extensão desta divergência pode afetar a densidade da luz a medida que a

ponta do aparelho é afastada da resina. Quanto menor é a divergência, menor é a

perda de densidade com o aumento da distancia (PRICE et al, 2000).

A intensidade de luz decresce rapidamente a medida que a luz atravessa o

dente, cerâmica ou resina composta. Independente do tipo de dispositivo

fotopolimerizador, a profundidade de polimerização em resinas compostas é

limitada. Atenuações da luz reduzem a habilidade dos aparelhos para polimerizar

incrementos com espessuras superiores a 2mm (BURGESS et al, 2002).

Em cavidades do tipo II de Black, não é possível alcançar com a ponta do

aparelho polimerizador a superfície dos incrementos mais profundos, logo, deve-se

conhecer as propriedades das resinas utilizadas assim como do dispositivo de luz,

para que para cada situação possa ser adaptada a técnica de fotopolimerização. Os

incrementos mais profundos necessitam normalmente de maior tempo de exposição

a luz para completa polimerização, assim como, resinas com cores mais escuras e

com maior quantidade de agentes de carga. Para este tipo de restaurações, alguns

autores recomendam o uso de resinas do tipo flow, para obter um melhor selamento

marginal, (ESTEFAN; ESTEFAN; LEINFELDER, 2000), enquanto outros, não

encontraram, para este fim, diferenças estatísticas entre estes dois tipos de resinas

compostas. (JAIN; BELCHER, 2000).

Para simular uma situação clínica de uma cavidade tipo II de Black, Lindberg,

Peutzfeldt e Dijken (2004), confeccionaram corpos de prova, de duas resinas de

diferentes viscosidades na cor A3 (Tetric Ceram e Tetric Flow), com 4mm de

diâmetro e 6mm de altura, afastando de 6mm a ponta dos aparelhos

fotopolimerizadores da superfície dos mesmos. Mesmo sendo usados seis diferentes

fontes de luz, incluindo aparelhos do tipo LED e luz halógena, com diferentes

programações de irradiação, todos estes corpos de prova tiveram seus 2mm mais

superficiais polimerizados com o tempo de 20s e para o tempo de 40s, a média da

profundidade de polimerização variou entre três e 4,7mm, para o teste de dureza de

Wallace, mostrando a falta de necessidade de se aumentar os tempos de

polimerização em situações clínicas como esta.

Afim de explorar os efeitos da cor e da espessura na polimerização de resinas

foto-ativadas para região posterior, corpos de prova de três resinas (Bis-Fil I,

Herculite e P-30) em tonalidades clara e escura foram preparados com dois e 3mm

35

de espessura. A polimerização seguiu-se alterando a posição da ponta do aparelho

(Elipar) em zero de distância ou 4mm, por 40s. Para avaliar a uniformidade de

polimerização utilizaram-se testes de dureza em ambos lados do corpo de resina.

Em todos os casos, teve-se uma polimerização diminuída quando aumentava-se a

espessura do corpo de dois para 3mm, assim como, quando afastava-se a ponta do

aparelho fotopolimerizador para 4mm. Os menores valores de uniformidade de

polimerização foram obtidos quando usados corpos de prova de cor escura com

uma espessura de 3mm. Recomenda-se desta forma, que para restaurações na

região posterior sejam utilizadas resinas de cores claras, as mais escuras limitadas a

região oclusal, e incrementos com 2mm de espessura (KANCA III, 1986).

Ferracane et al (1986a), propuseram estudar a relação existente entre a

profundidade de polimerização, cor da resina e sua translucência. Utilizando três

resinas diferentes e quatro cores para cada uma delas, testes de dureza de Knoop e

um espectrofotômetro e apenas um dispositivo fotopolimerizador, notaram que em

uma das três resinas a cor mais escura teve valores equivalentes de profundidade

de polimerização a cor mais clara, sugerindo que a profundidade de polimerização

pode ser menos relacionada a cor da resina do que a outros fatores como a

translucência.

Fan et al (1987), buscaram relacionar a variação de voltagem, a intensidade

de luz e a profundidade de polimerização, confeccionando corpos de prova de resina

composta (Prisma Fine e Silux) com 2mm de espessura, ativadas por nove

fotopolimerizadores. Após a polimerização foram realizados os testes de dureza

Knoop no topo e na base dos corpos de prova. Com os resultados os autores

verificaram que a variação de voltagem alterou a intensidade de luz, gerando

maiores valores de dureza, achados no fotopolimerizador regulado em 130V com

intensidade máxima de 246,3mW/cm2. No entanto, o valor ideal de intensidade de

luz capaz de realizar a polimerização ideal nas resinas não foi registrado. A baixa

voltagem pode interferir nas propriedades físicas da resina composta e o seu

desempenho na prática clínica.

Vinha, Coelho e Campos (1990) compararam a capacidade de polimerização

de cinco unidades fotopolimerizadoras com relação à variação de voltagem e cor de

uma resina composta (Silux). Os espécimes foram ativados por 40s com cada

aparelho testado. Um transformador foi usado para avaliar a voltagem e verificou

sete valores de voltagem específicos para cada aparelho (100, 105, 110, 115, 120,

36

125 e 130V). O teste de microdureza foi aplicado logo após a foto ativação. Com os

resultados os autores concluíram que houve influencia da cor da resina (cor clara e

escura) e com relação à voltagem, não houve diferença estatisticamente significante

entre os aparelhos.

Friedman (1989) realizou um estudo com a finalidade de alertar os dentistas

sobre a degradação das lâmpadas halógenas. Este autor avaliou 77 fontes

polimerizadoras, onde as lâmpadas foram removidas dos aparelhos e avaliadas

quanto ao estado do bulbo, quanto às condições do bulbo, filamento e refletor. Em

relação aos dados achados pelo autor: 21 lâmpadas estavam escuras e 33

lâmpadas apresentavam refletores opacos. O pesquisador indicou a substituição das

lâmpadas halógenas após seis meses de uso e retornar o aparelho ao fabricante

após dois anos de vida útil, para realizar a manutenção, calibração e reposição de

peças. A degradação de peças do fotopolimerizador altera a produção da

intensidade de luz, então se faz necessária a manutenção periódica dos aparelhos

fotopolimerizadores.

Com a intenção de correlacionar a intensidade de luz dos fotopolimerizadores

verificado com radiômetro e o grau de polimerização de um compósito ativado por

luz visível, Correr Sobrinho (1994) utilizou uma resina composta (Herculite XRV, cor

A3) e seis fotopolimerizadores. Três corpos de prova foram confeccionados em

tempos de exposição diferentes. Após a armazenagem das amostras em estufa

com 37o C por 24h, foi realizado o teste de dureza Knoop no topo e na base das

superfícies. Com os resultados encontrados, os fotopolimerizadores de intensidade

de luz maior, apresentaram maior valor de dureza em relação aos aparelhos de

intensidade inferior nas duas superfícies testadas. Os valores de dureza em todas as

intensidades de luz foi maior no topo da superfície, em relação à base, após

exposição de 30s.

O LED apresenta grande vantagem sobre o halógeno na questão da vida útil,

pois possui 10 mil a 100 mil horas, sem degradação significante no fluxo de luz. Os

LED’s se caracterizam por uma excepcional eficiência na produção de luz. Esse tipo

de aparelho não precisa ser resfriado por um ventilador. Por essa razão, assim como

o Elipar, o Ultraled XP não possui fendas de ventilação, facilitando e melhorando a

desinfecção (MILLS, 1995).

Além destes assuntos acima comentados, outros fatores são responsáveis

pelo sucesso dos procedimentos realizados com resinas compostas como a

37

intensidade de luz, o comprimento de onda e o tempo adequado de exposição da luz

polimerizadora (PEREIRA, 1995).

O grau de polimerização de uma resina fotopolimerizável depende do

comprimento de onda, da intensidade de luz, do tempo de exposição a luz, do

tamanho, localização e orientação da ponta do fotopolimerizador, da cor da resina,

da espessura do incremento e da composição da resina (YEARN; MACCLESFIELD,

1985; HARRINGTON; WILSON, 1993). Uma polimerização parcial pode aumentar a

absorção de água e a solubilidade da resina e assim comprometendo a longo prazo

a durabilidade da restauração (PEARSON; LONGMAN, 1989).

Os aparelhos de LED’s, recentemente lançados no mercado, apresentam

aspectos promissores e suas vantagens em relação aos aparelhos convencionais e

o grande interesse mostrado por pesquisadores e fabricantes, parecem indicar uma

utilização maior dos mesmos nas clínicas odontológicas, assim como, seu

aperfeiçoamento (SOUZA JR; ARAÚJO; SILVA, 2005).

Dispositivos de LED vermelhos, verdes e amarelos existem no mercado a

muitos anos, mas eram utilizados para outras finalidades fora da odontologia. Os

LED’s azuis somente estão disponíveis a cerca de 16 anos e atualmente, após

diversos estudos, conquistaram seu espaço na clinica odontológica. A maioria dos

aparelhos convencionais fotopolimerizadores são relativamente ineficientes. Grande

parte da energia elétrica é convertida em calor e a luz consiste, muitas vezes, em

comprimentos de onda supérfluos (MILLS, 1995).

E provável e não surpreendente que a intensidade de luz de um dispositivo

fotopolimerizador tenda a diminuir com o aumento da idade do mesmo. O exame

visual não permite ao operador verificar se o aparelho esta em boas condições. Uma

boa luz aparente não indica que a intensidade ou comprimento de onda desta

estejam corretos. Examinar a dureza da superfície da resina não é outro bom

exame, pois a profundidade de cura varia e mesmo uma fraca luz pode polimerizar a

superfície do incremento. Em uma pesquisa onde foram testados 49 dispositivos

fotopolimerizadores, usados em clinicas e hospitais odontológicos, quanto a

intensidade de luz emitida, medida através de um radiômetro, mostrou que a maioria

não se enquadrava nos níveis recomendados pelos fabricantes (DUNNE; MILLAR,

1996).

Dentistas deveriam observar cuidadosamente os sinais de degradação do

bulbo, do refletor e da ponta de seus fotopolimerizadores. A degradação do bulbo e

38

do refletor são comumente atribuídos ao superaquecimento do dispositivo que pode

ser minimizado caso o ventilador do mesmo encontre-se em boas condições,

permitindo ciclos completos de polimerização sem interrupções. Um radiômetro

dental deveria ser usado periodicamente para medir a intensidade de luz e para

determinar quando existe a necessidade de tomar alguma medida corretiva (TATE;

PORTER; DOSCH, 1999).

As medições da intensidade de luz emitida pelos fotopolimerizadores,

deveriam ser feitas semanalmente ou mensalmente dependendo da freqüência de

uso. A intensidade mínima crucial aceitável aparentemente esta entre 280 e

300mW/cm2. A fotopolimerização é iniciada por comprimentos de onda

eletromagnéticos entre 400 e 520nm, excluindo assim os espectros de luz verdes,

amarelos e vermelhos, os quais possuem seus comprimentos de onda dentro da

faixa de 520 a 720nm (CAUGHMAN; RUEGGEBERG; CURTIS, 1995).

Mills, Jandt e Ashworth (1999), estudaram a profundidade de polimerização

em resinas fotopolimerizáveis com aparelhos do tipo LED e outro de luz halógena e

concluíram que os dispositivos do tipo LED possuem um potencial para o uso em

clinicas odontológicas visto que sua performance não reduz significativamente com o

tempo ao contrario das luzes halógenas.

O radiômetro é um instrumento muito útil para obtenção da intensidade de luz

instantânea (mW/cm2) de unidades fotopolimerizadoras produtoras de luz visível.

Estes aparelhos não fornecem a distribuição do espectro de luz diretamente,

entretanto, em um estudo comparativo das medições feitas com um radiômetro e um

scanner monocromático usado para análises de espectros de luz, mostrou que os

resultados correlacionaram-se bem, principalmente na faixa dos 450 a 500nm. Este

aparelho provou ser uma fonte eficaz na análise da eficiência de polimerização dos

aparelhos fotopolimerizadores (LEE et al, 1993).

Em um estudo realizado na Austrália, para avaliar a eficiência dos aparelhos

para foto-polimerização, utilizados pelos dentistas em seus consultórios, foi

encontrado para 214 aparelhos que, aproximadamente 27% destes emitiam luz em

uma intensidade de 200mW/cm2 ou menos, isto é, inadequada para polimerização

de incrementos com espessuras de 2mm e apenas uma porcentagem em torno de

26% emitiam luz em uma intensidade considerada aceitável caso usado o correto

tempo de polimerização. Quase metade dos dentistas entrevistados (44%)

polimerizavam os incrementos usando 20s ou menos. Percebeu-se também

39

analisando os resultados que os aparelhos fotopolimerizadores perdem a

capacidade de emitir luz no correto espectro, para cada unidade, a medida do

passar do tempo e os dentistas em geral, desconhecem a necessidade de

manutenção dos mesmos (MARTIN, 1998).

Voltagem pode ser definida como a energia elétrica que alimenta os

aparelhos movidos por ela e é medida em Volts, através de um voltímetro. A

intensidade de luz de saída de um aparelho fotopolimerizador pode ser afetada

diretamente pela voltagem. Em uma mesma cidade, dependendo do horário,

estação do ano ou mesmo das instalações elétricas de um único prédio, podemos

encontrar variações significativas na voltagem. Os aparelhos Elipar-II

(ESPE/Premier, Norristown, PA 19401) e o Heliomat-MF (Vivadent-USA, Inc,

Tonawanda, NY 14150) foram dentre outras seis unidades fotopolimerizadoras, os

menos sensíveis a variações na voltagem, não alterando significantemente suas

intensidades luminosas (TAKAMIZU et al, 1988).

Um estudo realizado comparando diferentes dispositivos de polimerização

(LED’s e luz halógena de diferentes marcas) quanto a profundidade e ao tempo de

exposição, revelou que todos foram capazes de polimerizar incrementos de 2mm a

6mm no tempo de 20s (LINDBERG; PEUTZFELDT; DIJKEN, 2004).

Dunne e Millar (1996), verificaram em seu estudo que mesmo aparelhos com

pouca saída de luz foram capazes de polimerizar incrementos de 1,9mm, entretanto,

somente 50% era totalmente polimerizado e o fato de aumentar o tempo de

exposição a luz de 20s para 60s, aumentou a profundidade de cura. Outra pesquisa

nesta área pode concluir que os LED’s demonstraram maiores valores de irradiação

de luz e profundidade de polimerização para canforoquinona do que dispositivos de

luz halógena (MILLS; JANDT; ASHWORTH, 1999).

Por outro lado, um estudo realizado por Rahiotis et al (2004), avaliando a

conversão de monômeros, a formação de gap’s, o percentual de polimerização

linear e a profundidade de polimerização para resina composta híbrida THP,

polimerizada por três fontes de luz distintas, Virtuoso-PAC, Elipar Trilight-QTH e o

Freelight-LED, mostrou que para o total de características mensuradas o Trilight (luz

halógena), no seu modo exponencial de polimerização, apresentou os resultados

mais satisfatórios.

Nomoto (1997) estudou a alteração do comprimento de onda na

polimerização de uma resina composta fotopolimerizável. Foi utilizada a

40

espectroscopia infravermelha antes e após a ativação da resina. Foi verificado

comprimento de onda de 470nm como o mais eficiente para a polimerização da

resina foto ativada com o iniciador, canforoquinona. Uma taxa entre 450 a 490nm

considera-se ideal para uma polimerização efetiva. Com isso, o autor expressa que

a polimerização depende tanto do comprimento de onda como da intensidade de luz

e o tempo de exposição à luz.

Nitta (2005) buscou avaliar a influência do diâmetro da ponta de um aparelho

fotopolimerizador do tipo LED na polimerização das resinas foto-ativadas. Usando

para o mesmo aparelho pontas de 4mm, 8mm e 10mm de diâmetro, o autor

encontrou que a melhor polimerização (profundidade de polimerização e dureza

Knoop) se deu quando utilizado a ponta com diâmetro de 4mm, mostrando que

existe uma concentração da luz emitida pelo aparelho quando a ponta externa

possui um diâmetro menor do que aquele onde a luz é gerada no aparelho. As

pontas com diâmetros maiores apesar de serem capazes de irradiar uma maior

área, a luz que por elas atravessa, perde intensidade e mais pronunciadamente nas

bordas. O aumento do tempo de irradiação sugerido pelos fabricantes, pode

compensar a redução da intensidade de luz quando utilizados aparelhos com pontas

de diâmetros superiores a 4mm.

A maioria das resinas fotopolimerizáveis encontradas no mercado, possuem a

canforoquinona como foto-iniciador. Este componente é o responsável por dar inicio

ao desencadeamento da reação de polimerização destas resinas, através da

absorção do espectro de luz na faixa do comprimento de onda de 400 a 500nm,

transformando-se em um tripleto que interage com moléculas doadoras de elétrons

ou prótons, como as aminas terciárias, formando radicais livres (STANSBURY,

2000; COOK, 1992).

A canforoquinona é um composto sólido amarelo com um grupamento de

cromóforos que não clareiam-se com a absorção de luz, assim, uma grande

quantidade da mesma na formulação de uma resina, levará a um não desejado

“amarelamento” que pode comprometer o resultado estético da restauração

(RUEGGEBERG; ERGLE; LOCKWOOD, 1997).

O processo de absorção de luz pelos foto-iniciadores é fundamental para

proporcionar uma maior eficiência das reações fotoquímicas, desta forma, é

importante selecionar componentes cujos espectros de absorções sobreponham-se

ao espectro emitido pelas fontes emissoras escolhidas para cada trabalho.

41

Recentemente, fabricantes incluíram diferentes tipos de foto-iniciadores na matriz

orgânica das resinas para que trabalhem em sinergismo com a canforoquinona ou

sozinhos (PARK; CHAE; RAWLS, 1999).

A probabilidade de absorção de luz por uma molécula depende do

coeficiente de extinção (ελ) e do número de fótons disponíveis que podem ser

absorvidos. Grandes valores de ε indicam uma grande probabilidade de absorção

em um determinado comprimento de onda, possibilitando a utilização de uma grande

gama de espécies de iniciadores, consequentemente, melhorando a cinética da

polimerização (ALLEN, 1996).

Algumas resinas como a Definite e Solitaire2, contem em sua composição co-

iniciadores em adição a canforoquinona, que absorvem o espectro de luz em uma

faixa abaixo dos 410nm. No caso da Solitaire2 este co-iniciador é conhecido pelo

2,2-dimethoxy diphenyletanone (DMBZ) e no caso da Definite, pelo diphenyl (2,4,6-

trimethylbenzoyl) phosphinoxid (Lucirin TPO). Quando utilizados aparelhos do tipo

LED, tem-se uma boa combinação da faixa de comprimento de onda emitidos por

estes e o espectro de absorção da canforoquinona e um pobre espectro de luz na

faixa de absorção dos co-iniciadores. Logo, nos casos das resinas que possuem

iniciadores adicionais a canforoquinona ou apenas estes fotoiniciadores diferentes a

ela, podem ter suas propriedades reduzidas pela falta de conversão completa de

seus monômeros, podendo também ter a liberação de substancias tóxicas elevadas,

assim como, a falha da restauração (UHL; MILLS; JANDT, 2003b).

Uhl, Sigusch e Jandt (2004) realizaram um estudo testando um dispositivo de

LED (protótipo FSU Jena) de segunda geração e uma lâmpada halógena

convencional (Polofil) quanto a sua capacidade de polimerização. A profundidade de

polimerização foi medida por um penetrômetro sobre a superfície de corpos de prova

de 4mm de diâmetro e 2mm de espessura. As resinas compostas Z100 (3M – cores

A2 e A4), Admira (VOCO- cores A2 e A3,5) e Revolcin flow (Merz Dental- cores A2 e

A3,5), foram utilizadas para confecção dos 96 corpos de prova (8 para cada resina

de cada cor). As duas primeiras resinas tem como foto-iniciador apenas a

canforoquinona e a resina Revolcin flow possui um co-iniciador que absorve luz em

um comprimento de onda inferior a 410nm. O protótipo de LED alcançou,

estatisticamente significante, maiores profundidades de polimerização do que o

dispositivo de luz halógena para todas as resinas. Para as resinas Z100 e Admira,

não houve diferenças estatísticas no teste de Knoop de dureza, em ambos lados dos

42

corpos de prova, quando polimerizadas pelo LED ou pela luz halógena. Entretanto, a

resina Revolcin flow apresentou resultados para o teste Knoop menores quando

polimerizada pelo protótipo de LED.

A eficiência da polimerização de uma resina envolve uma série de fatores,

entretanto, dois destes são considerados primordiais na influência deste processo. O

primeiro, a quantidade de luz absorvida pelos fotoiniciadores e o segundo a

capacidade dos radicais livres formados em promover o processo de polimerização.

Para este segundo fator, é necessário conhecer a quantidade de monômeros

polimerizados por fóton absorvido. Em conjunto, os resultados destes dois fatores

podem ser usados para identificar a melhor performance de fotoiniciadores

específicos, para o processo da polimerização. A canforoquinona, quando irradiada

por um dispositivo do tipo LED (Ultrablue LED, neste caso), apresenta a melhor

eficiência fotopolimerizadora. O Lucirin, quando iluminado por um aparelho

polimerizador de luz halógena, mostra uma eficiência maior do que os outros

fotoiniciadores testados neste estudo, devido a grande capacidade dos radicais

livres por ele formados de promoverem a polimerização, assim como, o espectro de

luz por ele absorvido e emitido por esta unidade fotopolimerizadora (NEUMANN et

al, 2006).

Todo estímulo transmitido via dentina gera uma resposta no tecido pulpar.

Para entender qualitativamente o que ocorre na polpa dentaria ao ser aplicado uma

certa quantidade de calor, macacos da espécie Macaca rhesus foram selecionados

para este fim, devido ao formato apropriado de seus dentes assim como, pela

morfologia similar aos dentes humanos. Um dispositivo para medir a temperatura foi

colocado dentro da polpa dos dentes destes animais e depois de terminados os

testes, eram sacrificados para estudos histológicos. O calor foi aplicado aos dentes

em diferentes quantidades e os cortes histológicos realizados nos períodos de dois,

sete, 14, 56 e 91 dias após a injúria. Um aumento da temperatura em 5,5 oC , depois

de dois dias, gerou alteração da estrutura da polpa a qual na maioria dos casos o

processo de reparo teve sucesso no fim de 56 dias. Quando a injuria térmica foi de

aproximadamente 11 oC, 13 dos 21 dentes avaliados apresentaram características

de abscessos intra-pulpares, outros necrose e poucos reparados. Os dentes que

receberam calores superiores a estes apresentaram necrose no fim dos testes. O

estudo demonstrou que tanto a quantidade como a intensidade de calor aplicados a

43

um dente são importantes a fim de evitar iatrogenias causadas principalmente pelo

uso de brocas (ZACH; COHEN, 1965).

Pohto e Scheinin (1958), fizeram observações a nível microscópico sobre a

influência de irritantes térmicos na circulação de dentes incisivos inferiores de ratos

vivos. As reações vasculares foram observadas em polpa exposta e não exposta.

Tanto o resfriamento como o aquecimento foi estudado. Quando a temperatura da

polpa era diminuída em 6o C, a velocidade do fluxo sangüíneo diminuía, mas, na

maioria dos casos não era observada trombose ou danos irreversíveis. Com o

aumento da temperatura em 2o C, já era possível observar um aumento no fluxo

sangüíneo e nos casos de polpa não exposta, aumentos de temperatura de 9 a

13oC, causavam falência e necrose destas polpas.

Avaliar o potencial de dano de materiais restauradores a polpa dental, torna-

se uma tarefa mais complexa, visto que fatores como a quantidade de material

empregado e quantidade de dentina remanescente entre este e a polpa alteram a

quantidade de calor que atinge os tecidos pulpares. Para investigar o calor gerado

no momento da polimerização das resinas Z100 MP (3M), Durafill VS (Heraeus

Kulzer) e Solitaire2 (Heraeus Kulzer), nas cores A2 e A4, pelos aparelhos de luz

halógena Trilight (3M ESPE) e Translux CL (Heraeus Kulzer) e pelos dispositivos de

LED Elipar Frelight (3M ESPE) e um protótipo (LED63-Universidade de Bristol, UK),

fez-se uma leitura detalhada da distribuição da temperatura pelos corpos de prova,

com uma câmera de lentes infravermelha de alta resolução, a IRRIS-256ST (CE,

Cincinnati Electronics, OH, USA). Os resultados mostram que o tipo de resina, a cor

da resina e a fonte polimerizadora utilizada, influenciam na temperatura atingida nos

corpos de prova durante a polimerização. Quando utilizados os dispositivos do tipo

LED, as resinas de cores mais claras (A2) apresentaram maiores incrementos nas

temperaturas e alcançaram seu pico máximo nos primeiros segundos após iniciada

a polimerização. Quando utilizados o Trilight e o Translux CL, as resinas com cores

mais escuras (A4) atingiram maiores temperaturas e as máximas temperaturas nos

segundos finais da polimerização. As imagens da câmera infra-vermelha mostraram

que as resinas de cores claras possuem a tendência de apresentarem maiores

temperaturas nos primeiros momentos da polimerização e uma maior propagação

em profundidade destas temperaturas, do que nas resinas de cores mais escuras.

Apesar de que os dispositivos do tipo LED causam menores variações nas

44

temperaturas das resinas do que os aparelhos de luz halógena, ambos causam

riscos de danos a poupa dentária (UHL; MILLS; JANDT, 2003a).

Asmussen (2003), estudou as resinas Z250 (3M ESPE), Pertac II (3M ESPE)

e a Definite (Degussa) e os aparelhos XL3000 (3M ESPE) de luz halógena, Elipar

Freelight (3M ESPE) e o e-Light (GC), estes dois últimos sendo do tipo LED. Módulo

e resistência flexural, profundidade de polimerização, contração de polimerização e

grau de conversão dos monômeros foram os parâmetros analisados. Os corpos de

prova foram todos padronizados quanto ao seu tamanho como ao tempo de

polimerização. Os dispositivos do tipo LED proveram corpos de prova das resinas

estudas com características iguais ou moderadamente inferiores as conseguidas

com a lâmpada halógena. Para as três resinas estudadas, a resistência flexural e a

profundidade de polimerização resultantes da irradiação com os aparelhos de LED

preencheram os requisitos das normas ISO.

Nomoto, Mccabe e Hirano (2004), compararam um aparelho de luz halógena

(New Light-VL II) com cinco tipos diferentes de aparelhos de arco de plasma e um

do tipo LED (Elipar Free Light) quanto a profundidade de polimerização. Conclui-se

que aparelhos de arco de plasma são capazes de polimerizar um corpo de prova de

resina utilizando um tempo muito menor do que a lâmpada halógena utilizada no

estudo. Apesar de que a profundidade de polimerização nas resinas compostas

alcançada pela exposição ao plasma por 3seg ou por LED durante 20s satisfez os

requisitos de 1,5mm mínimos estipulados pela ISO 4049 (2000), estas unidades

necessitam irradiar a resina por um tempo maior do que o recomendado por seus

fabricantes para igualarem-se a profundidade de polimerização produzida pela

lâmpada halógena por 20s.

Para testar a hipótese de que a dureza de cinco resinas compostas

fotopolimerizáveis (Hellomolar, Solitaire 2, Vit-I-escence, Z250 e Herculite XRV)

proporcionada por um dispositivo fotopolimerizador do tipo LED de terceira geração

(UltraLume 5) seria igual ou maior do que a proporcionada por dois dispositivos do

tipo LED de segunda geração (Elipar FreeLight 2 e LEDDemetron I) e uma lâmpada

halógena convencional (Optilux 401), um teste de dureza Knoop foi aplicado aos

corpos de prova das diferentes resinas de cor A2 e espessuras 2mm e diâmetro de

12mm após a polimerização a diferentes distâncias consideradas de relevância

clinica (2mm e 8mm). Conclui-se que o dispositivo UltraLume 5 polimerizou as cinco

resinas na distância de 2mm igualmente ou melhor do que os outros dispositivos em

45

99% dos casos e na distância de 8mm em 86% dos casos (PRICE; FELIX;

ANDREOU, 2005).

2.3 ENERGIA SUPERFICIAL

Adesão é o estado em que duas superfícies, de diferentes materiais, se

mantém unidas por forças de atração molecular ou forças mecânicas. Quando a

adesão é regida por forças de atração molecular, é dita adesão específica e quando

as forças mecânicas são as responsáveis pela união, adesão mecânica (por

embricamento). Apesar desta distinção, é muito improvável que estes dois tipos de

adesão possam ser inteiramente separados pois, aparentemente mesmo a

superfície mais lisa aos olhos humanos, microscopicamente alguma rugosidade

deverá apresentar. O fenômeno da adesão entre duas superfícies é mais

comumente alcançado quando utiliza-se um adesivo, isto é, uma substancia capaz

de manter outros materiais unidos por suas propriedades de superfície, como por

exemplo sua capacidade de molhabilidade, uma das interações contida no problema

proposto nesta dissertação (STEENBECKER,1998; STEENBECKER, 1999).

Molhabilidade é um fenômeno que foi descrito primeiramente por Thomas

Young, em 1805 no Philosophical Transactions of the Royal Society of London,

como uma interação entre as forças adesivas entre um líquido e um sólido e as

forças coesivas dentro do líquido, que em termos, ditam se o molhamento ocorre. As

forças adesivas fazem, por exemplo, com que uma gota se espalhe e as coesivas

fazem com que essa gota tenda a formar uma esfera. A molhabilidade pode ajudar a

caracterizar superfícies e determinar interações entre líquidos e sólidos. Os

fenômenos da molhabilidade são regidos por interações moleculares, logo, a

natureza dessas propriedades devem ser estudadas, podendo ser de origem

química ou física (BERG, 1993).

Quando estuda-se a mecânica dos meios contínuos ambas forças de

superfície e de campo são encontradas. As forças de superfície são aquelas

presentes nas fronteiras de um meio através do contato direto e as forças de campo

são aquelas existentes sem contato físico e distribuídas por todo o volume do fluido,

como a força gravitacional e a eletromagnética. A resultante das forças que atuam

em alguma porção de um meio nos fornecem suas tensões. Esta definição nos

46

fornece uma maneira de descrever como as forças atuantes nos limites deste meio

são transmitidas através dele. Força e área são quantidades vetoriais, porém, o

campo de tensões é um campo tensorial, visto que são necessárias nove

quantidades para especificar o estado de tensão em um fluido (FOX; MCDONALD,

2001).

Como resultado do desequilíbrio gerado entre as forças que atuam sobre as

moléculas superficiais em relação àquelas que se encontram no interior da solução,

temos o que é chamada de tensão superficial. A quantidade de interações

intermoleculares realizadas na interface líquido/ar é menor do que no interior deste

mesmo líquido. A força resultante que atrai as moléculas superficiais de um líquido

para o seu interior, torna-se o principal obstáculo para a formação de bolhas e gotas.

Como estas forças coesivas tendem a diminuir a área superficial ocupada pelo

líquido, observa-se com freqüência, gotas adotando uma forma esférica. A esta força

atuante na superfície dos líquidos dá-se o nome de tensão superficial e, geralmente,

é quantificada calculando-se o trabalho gerado no aumento da área deste líquido

(ADAMSON; GAST, 1997).

Todo átomo e molécula tendem a moverem-se por causa da energia cinética

que possuem. Este movimento é totalmente livre nos gases, limitado nos líquidos e

praticamente nulo nos sólidos. Por conseguinte, toda molécula livre tende, por

coesão, aproximarem-se ou atrair suas moléculas vizinhas. Em toda molécula de um

corpo sólido, é nula a possibilidade de sua energia cinética manifestar-se, pois está

presente a atração pelas forças de coesão em suas moléculas superficiais. Esta

energia cinética se manifesta por um campo eletrostático que se conhece como

energia superficial, a qual é capaz de atrair as moléculas livres do meio que tenham

um campo elétrico contrário. Os corpos cristalinos têm alta energia superficial (como

esmalte e materiais cerâmicos), assim como os de natureza metálica. Já os corpos

orgânicos como a dentina, o cemento e os polímeros têm uma baixa energia de

superfície (STEENBECKER, 2003).

Resumindo, molhabilidade é a capacidade de um líquido molhar um sólido.

Quanto menor é a tensão superficial de um líquido frente a um sólido de alta energia

superficial, maior é a molhabilidade e inversamente, uma alta tensão superficial de

um líquido e uma baixa energia superficial de um sólido, impedirá que o líquido

molhe o sólido e maior será a tendência de formar gotas sobre sua superfície

(ANABALÓN et al, 1977) . O grau de impressão ideal ocorre quando os valores de

47

tensão superficial do líquido adesivo são ligeiramente menores que os valores de

energia superficial do substrato sólido (URIBE-ECHEVARRIA, 1990; BLUNCH,

2000).

Um dos principais fatores que favorecem a adesão em odontologia, com

relação à superfície, é a alta energia superficial. Quanto mais alta esta energia,

maior será o potencial de atrair para sua superfície biomateriais restauradores

aderentes como os sistemas adesivos. Quanto à lisura de superfície, do ponto de

vista da adesão física, é indispensável que a superfície seja irregular para que nela

se trave um adesivo ao tomar presa. Por outro lado, do ponto de vista da adesão

química, é preferível uma superfície lisa onde um adesivo pode correr e adaptar-se

sem dificuldade. O esmalte é um corpo sólido, cristalino, com uma alta energia de

superfície, praticamente não tem água em sua composição, portanto é fácil de limpar

e secar. Dado suas características morfológicas físico-químicas, é capaz de

adsorver fluídos que rodeiam sua superfície. Se encontra-se limpo e seco, comporta-

se como um corpo hidrófilo. Já a dentina é um corpo físico sólido, não cristalino,

tubular, com uma baixa energia superficial, difícil de limpar, não conveniente de se

secar (para não alterar seu equilíbrio hídrico), tem uma quantidade importante de

água, devendo ser considerado, portanto, um corpo úmido. Devido suas

características morfológicas, físico-químicas, que forma um complexo com a polpa, é

fácil compreender que ela pode captar ou perder água com muita facilidade; o que

implica em uma potencialidade de comportar-se como um sólido permeável, difusível

e penetrável (HENOSTROZA, 2003).

Para avaliar a energia superficial livre de um sólido deve-se levar em

consideração a importância das interações que participam na interface do mesmo.

Uma dificuldade neste ponto, é que não existe uma única teoria aceita no meio

cientifico, criando um paradigma. Não havendo uma concordância entre os

pesquisadores, de pouco servem estas implicações. As interações podem ser

resumidas pelas forças de Lifshit-van der Waals e pelas interações de Lewis ácido-

base, assim comummente e repetidamente descritas na literatura como a Teoria

Ácido-Base. As teorias que destas destoam, podem ser resumidas palas Equações

de Estado. Esta última, possui alguns autores que a defendem, porém, tem sido

muito criticada pelo ponto de vista da termodinâmica. A habilidade de criar equações

numéricas que aparentemente funcionam, não pode ser o único requisito para

aceitar ou rejeitar uma teoria. Sobre este ponto de vista, a Equação de Estado não

48

fornece subsídios “microscópicos” para o entendimento das superfícies, enquanto

que a primeira teoria é capaz de aplicar os conceitos de ácido e base neste campo.

Por outro lado, ambas teorias dividem a mesma idéia básica, que seria a de colocar

de uma forma explicita o trabalho reverso de adesão, em função de algumas

quantidades particulares das superfícies separadamente (energia da interface

sólido-liquido), a equação proposta por Dupré em 1860, Wadh = γlv +γsv - γsl , onde

γlv, γsv e γsl são respectivamente as tensões interfaciais do líquido-vapor, sólido-

vapor e sólido-líquido. Geralmente, quando a medida do ângulo de contato excede

10o, a pressão exercida pelo meio gasoso no sistema é seguramente negligenciada.

A equação de Young, proposta em 1805, apesar de não ter sido demonstrada e não

possuir provas experimentais, permite reescrever esta equação em termos de

quantidades experimentais, relacionando a tensão superficial líquido-vapor e o

ângulo de contato θdo liquido sobre o sólido, Wadh = γlv +γsv - γsl = γlv (1 + cosθ). A

teoria da Equação de Estado assume a relação de três parâmetros, enquanto que o

modelo Ácido-Base oferece duas distintas formulações dependendo da escolha

proposta por diferentes autores.

A primeira equação refere-se a proposta pela teoria da Equação de Estado e as

seguintes pela teoria Ácido-Base por diferentes autores.

Wadh = 2 √ γlvγsv e-β(γlv - γsv)2

Wadh = 2 √γLWlv γ

LWsv + ∫N(- ΔHAB) , por Fowkes.

Wadh = 2(√γLWlv γ

LWsv + √ γ+

lvγ-sv +√ γ

-lvγ

+sv), por Good-van Oss-Chaudhury.

Wadh = trabalho reverso de adesão, é a energia necessária para separar duas

interfaces e deve ser igual a variação da energia livre do sistema, também

equivalente a energia livre de Gibbs (-ΔG = Wadh).

β = constante dita universal, todavia continua vista por muitos cientistas como um

problema não resolvido. Caso não seja constante, a teoria da Equação de Estado

pode sofrer grandes problemas.

LW = componente dispersivo.

∫= parâmetro que expressa o papel do componente entrópico e capaz de converter

calor das interações interfaciais ácido-base em energia livre, normalmente igual a 1.

N = numero de ligações interfaciais ácido-base envolvidas (expresso em moles/m2).

ΔHAB = entalpia calculada pela teoria de Drago.

49

A teoria de Fowkes exige que os parâmetros ∫ e N sejam calculados, aumentando o

grau de complexidade junto com a parte experimental da coleta de dados, onde é

necessário medir os ângulos de contato sob diferentes temperaturas, para avaliar a

importância dos componentes entrópicos das interações. Na teoria de Good-van

Oss-Chaudhury, a medição dos ângulos é feita sob a mesma temperatura, um dos

motivos pelo qual esta teoria seja tornou-se a mais empregada nos trabalhos

realizados nesta área (DELLA VOLPE; SIBONI, 2000).

As teorias acima expressadas são capazes de fornecer dados aceitáveis

sobre as superfícies apesar de ignorarem a contribuição da pressão para o cálculo

da energia superficial livre. Todas as teorias possuem alguma porção empírica e em

alguns casos, como o da teoria da equação de estado, não respeitam por completo

as leis da termodinâmica, baseando-se mais em cálculos matemáticos, como por

exemplo no cálculo dos graus de liberdade (∫) e da constante β, cujo valor varia

significantemente entre sólidos ou pares de líquido-sólido (SIBONI et al, 2004a).

O conhecimento das componentes separadamente da energia superficial

promove um melhor entendimento a respeito das interações inter-moleculares e

permite uma comparação mais fidedigna entre os estudos desta área. Os ângulos de

contato, quando bem selecionados e medidos, contêm informações sobre as forças

inter-moleculares se e somente se os cálculos matemáticos forem bem aplicados,

correlacionando os dados obtidos com as componentes da tensão superficial e a

teoria ácido-base (SIBONI et al, 2004b).

O ângulo de contato proposto por Young, uma das principais quantidades

necessárias para o cálculo da energia superficial de um sólido, pode ser definido

como o ângulo formado quando uma interface liquido/vapor encontra uma superfície

sólida. Ele é especifico e determinado pela interação entre as três interfaces, apesar

de não limitado apenas a interface liquido/vapor, podendo ser aplicado na interface

de dois líquidos ou dois vapores. Para ilustrar este conceito, a maneira mais comum

é a imagem de uma gota sobre uma superfície lisa e plana, onde o ângulo de

contato é formado por uma tangente da parede da gota, que parte do ponto trifásico

sólido/liquido/vapor, com a superfície do sólido (ISRAELACHVILI, 1985-2004).

O ângulo de contato não se dá somente em função de propriedades

macroscópicas dos materiais sólidos, propriedades dos líquidos testes e das

propriedades dos gases que envolvem todo este sistema, mas também, dos

50

fenômenos hidrodinâmicos e das propriedades microscópicas da superfície dos

sólidos estudados, como sua rugosidade, espessura e composição do biofilme na

superfície ativa. Assim, o ângulo de contato é a observação macroscópica da

resultante destes fenômenos e propriedades (GAJEWSKI, 2005). Quanto a

espessura de um corpo de prova, o ângulo de contato é apenas sensível aos

primeiros angstrons da superfície devido a natureza das forças envolvidas no

processo de molhabilidade (ZISMAN, 1964).

Os ângulos de contato formados em uma superfície, estão ligados

inversamente com a energia superficial livre da mesma superfície. Estes são a

medida da reatividade da superfície ou adesividade ao seu meio e somente podem

ser medidos se o espécime estiver limpo, rígido, sem deformações e altamente

suave. Quando temos um pequeno ângulo de contato, temos ao mesmo tempo, uma

alta energia superficial livre. Por sua vez, a energia de superfície está diretamente

ligada a molhabilidade do material, assim, tendo uma alta energia superficial livre

tem-se uma alta capacidade de molhabilidade (GALAN JR, 1999). O diagrama da

morfologia da molhabilidade de cada substrato depende basicamente do tipo de

material, da forma dos sulcos da superfície e do ângulo de contato (SEEMANN et al,

2005). Diferenças na umidade do ambiente, rugosidade e química das superfícies,

podem todas contribuir para discrepâncias significativas entre outros estudos.

Uma das importâncias dos ângulos de contato é que estes podem fornecer

informações sobre a tensão superficial dos sólidos através da equação de Young,

criada em 1805: γlv cosγθY= γsv- γsl , onde γlv, γsv e γsl são respectivamente as

tensões interfaciais do líquido-vapor, sólido-vapor e sólido-líquido. O ângulo de

contato de Young é representado por θY. Esta equação sugere que a observação do

ângulo de contato de equilíbrio de líquidos sobre sólidos pode ser um ponto de

partida para investigar a energia superficial de um sólido. A equação de Young

implica na utilização de um único ângulo de contato, estático mais comumente em

estudos, visto que a tensão superficial de um sólido é uma propriedade material

esperando-se que seja constante. O líquido utilizado para medição do ângulo de

contato normalmente é puro pois quando é empregada uma mistura o cálculo da

equação torna-se mais difícil além de serem introduzidas complicações devido a

adsorção preferencial. Não devem existir reações físicas ou químicas no liquido ou

entre este e o sólido para que não hajam alterações no ângulo de Young. Por último,

51

as tensões superficiais dos líquidos testados devem ser maiores do que a tensão

superficial esperada do sólido, isto para que não ocorra completo molhamento, uma

alteração da tensão superficial do sólido devido ao fenômeno da autofobicidade

induzido pelo contato líquido/sólido ou ainda pelo fenômeno de adsorção do liquido,

o que poderia causar diferentes valores para a tensão superficial do sólido quando

variado o liquido. Somente em superfícies ditas ideais pode-se medir o verdadeiro

ângulo de contato. A superfície deve ser lisa e caracterizada por um valor bem

definido de energia superficial. Dentro das 4 variáveis contidas na equação de

Young, apenas duas podem ser mensuradas inicialmente, o ângulo de contato e a

tensão superficial do liquido teste. Para poder calcular a tensão superficial do sólido

se faz necessário correlacionar outra equação, neste artigo, uma equação de

relação de estado (KWOK; NEUMANN, 2000).

Existem diferentes tipos de ângulos de contato, o estático e o dinâmico.

Dependendo do problema a ser estudado cada um possui sua aplicação mais

correta. O ângulo de contato estático é aquele medido no instante em que a gota do

líquido formada sobre a superfície encontra seu equilíbrio, para superfícies ditas

ideais e para líquidos que respeitam os critérios acima mencionados, pode ser

utilizado na equação de Young. Em superfícies rugosas ou quando líquidos testes

que reagem com a superfície ou com o meio são utilizados, ou ainda quando

fenômenos de adsorção ou histereses querem ser estudados utilizem-se os ângulos

dinâmicos de avanço e de regresso. Esta segunda técnica exige uma aparelhagem

mais complexa para medição destes ângulos. Deve-se ter em mente esta

diferenciação para que os valores dos ângulos medidos tenham relevância cientifica

quando aplicados as equações matemáticas para o cálculo da energia superficial

livre. A diferença de ângulos de contato também permite que não somente

superfícies ditas ideais e líquidos puros possam ser estudadas, aumentando a gama

de aplicações da equação de Young. Para que o aproveitamento e entendimento

dos resultados de pesquisas realizadas neste campo sejam maiores, é de extrema

importância que os autores especifiquem o tipo de ângulo de contato medido, assim

como, buscar estudar as superfícies em seus meios naturais ou de aplicação

(MORRA, 1990).

Zisman (1964) foi o pioneiro na busca de uma solução para as variáveis

contidas na equação de Young, colocando que para um determinado sólido a

medida dos ângulos de contato não variava randomicamente a medida que o líquido

52

era trocado sugerindo uma possível relação. Geralmente, uma relação retilínea era

estabelecida empiricamente em um gráfico entre o cosseno do ângulo de contato e a

tensão superficial de cada série homologa de líquidos orgânicos testados. A tensão

superficial crítica era então tirada da hipótese de que o ângulo de contato de um

líquido sobre um sólido era igual a zero quando a energia superficial do sólido e a

tensão superficial do líquido são iguais e a energia interfacial sólido-líquido é

reduzida a zero, desprezando a influencia da pressão do vapor. Aplicando esta idéia

a equação de Young γlv cosγθY=γsv-γsl temos, quando o ângulo de contato é igual a

zero, o cosseno deste ângulo igual a 1 e γsl = zero resta a equação: γlv =γsv. Assim

em um gráfico do cosseno do ângulo de contato versus a tensão superficial do

líquido pode-se interceptar a reta no ponto onde o cosseno do ângulo de contato era

igual a 1, obtendo a tensão superficial crítica que seria equivalente a energia

superficial livre do sólido. Várias superfícies e líquidos foram testados e esta relação

parecia manter-se. Entende-se então por tensão superficial critica a medida de

tensão superficial que um determinado líquido deve possuir para molhar

completamente aquela superfície. Líquidos com valores de tensão superficial

maiores do que o crítico implicam em formação de gotas e abaixo, molhamento

completo. A relação proposta por Zisman e colaboradores comprova a existência de

uma equação que possa ser utilizada junto a equação de Young para o cálculo da

energia superficial de um sólido.

Subseqüente aos trabalhos de Zisman (1964), duas linhas de pensamento

evoluíram, a primeira visando as componentes da tensão superficial e a segunda, a

qual é vista como uma continuação dos trabalhos de Zisman, abordando a equação

de estado. A primeira linha de estudo acredita que as diversas forças inter-

moleculares dos líquidos influenciam nos valores colocados na equação de Young,

Teoria de Good-van Oss-Chauldhury, e na segunda, acredita-se que estas

contradizem a realidade física. Neumann et al (1974), Kwok e Neumann (1999) e

Kwok e Neumann (2000) chegaram a uma serie de conclusões que combinaram na

teoria da Equação de Estado. Começando pela análise de um de seus gráficos γlv

cosγθ versus γlv para duas superfícies não inertes, onde o ângulo de contato foi

calculado através de uma analise assimétrica do formato da gota, perceberam que

os valores de γlv cosγθ variavam sistematicamente com γlv para a mesma superfície

sólida, já imaginando que seria possível deduzir uma relação funcional para tal

53

padrão. Para confirmar estes dados, Neumann realizou uma serie de estudos com

outros autores correlacionando as mesmas medidas, usando métodos acurados

para medição dos ângulos de contato, chegando ao mesmo resultado de seu estudo

anterior, um padrão independente da técnica experimental e da estrutura do liquido,

desde a substancia mais hidrofóbica a mais hidrofílica por ele estudada, sugerindo

então, que γlv cosγθdepende somente de γlv e γsv, sendo γsv constante. Desta

sugestão surge a função γlv cosγθ = ƒ(γlv, γsv) (equação 1), onde ƒ é uma função

ainda desconhecida. Neste mesmo ponto, conclui-se que as interações inter-

moleculares dos líquidos e sólidos, as quais dão origem as tensões superficiais, não

possuem efeito adicional ou independente sobre os ângulos de contato.

Combinando a equação 1 com a formula de Young, o autor expressa γsv como outra

função desconhecida F, somente de γlv e γsv, permitindo a procura de uma equação

na forma de γsl = γsv - ƒ(γlv, γsv) = F(γlv, γsv) (equação 2). Isto é conhecido como uma

equação de relação de estado. Na literatura existem equações nesta forma a um

longo período de tempo, como as de Antonow e Berthelot. Para calcular a tensão

superficial do sólido basta resolver uma ou outra simultaneamente a equação de

Young. A combinação destas equações forma uma equação comum na qual

sabendo-se o ângulo de contato e a tensão superficial do líquido teste, podemos

calcular a energia superficial de um sólido.

cos θY = -1 + 2 γsv/γlv Regra de Antonow ou

cos θY = -1 + 2 √γsv/γlv Regra de Bertholet

A regra de Antonow não possui uma base teórica para sustentar os dados com ela

obtidos e a regra de Bertholet é somente uma aproximação que também não

providencia uma base segura para o entendimento das interações polares. Para isso

se faz necessário modificar a regra de Bertholet, levando ao que se conhece como a

Equação de Estado para a tensão interfacial sólido-liquido,

cos θY = -1 + 2√ γlv/γsv e-β(γlv - γsv)2

Nesta nova equação, βé uma constante universal, podendo ser calculada pelo

método de Newton ou por técnicas de analises de quadrados perfeitos, vários

estudos e cálculos realizados chegaram a um valor aproximado de β= 0,0001234

(m2 mJ-1)2. Conhecendo-se βe sendo γsv constante em um mesmo sólido, pode-se

prever a partir da medida de um único ângulo de contato entre um sólido e apenas

54

um líquido teste, os ângulos de contato formados por outros líquidos sobre este

mesmo sólido, assim como, suas tensões superficiais.

O método citado acima para o cálculo da energia superficial livre de sólidos

não distingue as componentes polares e apolares. Em 1961, Lifshitz demonstrou

que em fases condensadas as três forças eletromagnéticas (força dispersiva de

London, o dipolo-dipolo de Keesom e a força dipolo dipolo-induzida de Deebye)

diminuíam com a distância em um mesmo parâmetro e obedeciam as mesmas

combinações de regras. Partindo desta idéia, outra metodologia para cálculos de

energia superficial livre foi proposta considerando que as interações dipolo-dipolo

contribuíam com uma pequena parte para tensão interfacial e superficial e também

que as interações eletromagnéticas eram dominadas pelas forças dispersivas.

Frederick M. Fowkes e colaboradores, assumiram que a energia superficial livre

podia ser determinada pela soma das interações inter-moleculares individuais

existentes na interface em questão. Isto partiu da idéia de que diferentes tipos de

forças agem independentemente das outras em uma interface. Assim, a energia

superficial livre de um sólido pode ser escrita na forma da equação γsTOT = γs

D + γsP ,

onde D caracteriza a componente dispersiva (Lifshitz-van der Waals) e P a

componente polar (Ácido-base de Lewis). Esta distinção deu origem mais tarde aos

métodos geométricos e harmônicos para o cálculo da energia superficial livre

(FOWKES, 1964; FOWKES, 1987).

As interações de origem física são aquelas referidas como as forças de

Lifshitz-van der Waals (forças de dispersão) e as de natureza química conhecidas

pelas interações ácido-base, forças eletrostáticas (Electrical Doublé Layer) também

estão presentes quando um sólido é contido em um meio aquoso, porém, estas

forças são medidas diferente e separadamente por eletroforese ou micro-

eletroforese. As forças de Lifshitz-van der Waals (LW) são as forças inter-

moleculares de atração que fornecem coesão a uma estrutura, isto é, sobre dadas

condições determinam o estado da matéria. Todas as moléculas possuem estas

forças, inclusive as apolares. Existem diferentes tipos de forças LW, entretanto,

todas provem de interações entre moléculas que encontram-se eletrostaticamente

desbalanceadas. Dentre estas podemos citar as Forças de Keesom e Deebye, as

Forças dispersivas de London e as Pontes de Hidrogênio (VAN OSS; GIESE;

DOCOSLIS, 2001).

55

Assumindo que o método geométrico poderia descrever tanto as interações

polares como as dispersivas, a equação para o cálculo da energia interfacial de um

sólido pode ser expresso pela equação (1+cos θ) γL = 2[(γSD γL

D)0.5 + (γSP γL

P)0.5] ,

segundo Owens e Wendt (1969), onde os dois componentes da energia superficial

do sólido não conhecidos podem ser obtidos pela mensuração do ângulo de contato

de equilíbrio de dois diferentes líquidos com tensões superficiais conhecidas.

Wu (1973), sugeriu um diferente método, o conhecido como o método

harmônico, onde a energia superficial de um sólido é calculada pela equação

(1+cos θ) γLTOT = 4 γS

D γLD/ γS

D+ γLD - 4 γS

P γLP/ γS

P + γLP . Medindo-se também o

ângulo de contato de dois diferentes líquidos de tensões conhecidas sobre aquele

sólido, as componentes γSD e γS

P podem ser calculadas. Este método é baseado na

observação empírica de que o método harmônico fornece melhores resultados

quando polímeros de baixa energia superficial são estudados.

Outra forma mais complexa de calcular a energia superficial livre foi

desenvolvida, introduzindo dentro da componente polar ácido-base de Lewis os

parâmetros de elétron-doador e elétron-receptor. Uma substância pode mostrar

ambas propriedades elétron-doadora ou receptora ou a porção básica pode

sobrepor-se mostrando um comportamento apenas elétron-doador, o contrário

podendo ocorrer mesmo que pouco comum. Materiais que exibem apenas

capacidade elétron-doadora ou elétron-receptora são chamados monopolares. Uma

característica ácido-base apenas se manifesta se o parâmetro oposto esta presente

em outra parte da molécula ou em outra molécula diferente, desta forma, um único

parâmetro polar de um material monopolar não pode contribuir para sua energia de

coesão. Tem-se assim, para materiais bipolares, que γsP = 2(γS

+ γS-)0.5 . Logo, para

a energia superficial livre, a nova equação combinada com a equação de Young é

expressa por:

(1+cos θ) γLTOT = 2(γS

D γLD)0.5 + 2(γS

+ γL-)0.5 + 2(γL

+ γS-)0.5

Nesta equação existem 8 variáveis, desta forma, para resolver-la é necessário que

se utilizem 3 líquidos testes, sendo que, é necessário que se conheçam as

componentes de suas tensões superficiais. Para tornar a obtenção do valor final da

energia superficial livre do sólido mais simples, um dos líquidos utilizados deve ser

apolar, logo, as componentes γL+ e γL

- terão módulos de valores iguais entre si e

ambas iguais a zero, simplificando a equação para:

56

(1+cos θ) γLTOT = 2 (γS

D γLD)0.5

A equação acima que contém as 8 variáveis é conhecida como CvOG ou vOGC

segundo a variação das iniciais dos pesquisadores que a desenvolveram,

Chaudhury, van Oss e Good (VAN OSS; CHAUDHURY; GOOD, 1988a; VAN OSS;

CHAUDHURY; GOOD,1988b).

Segundo Combe, Owen e Hodges (2004), a literatura no meio odontológico a

respeito da energia superficial é insatisfatória devido a uma tendência de se

confundir energia de superfície com hidrofobicidade e uma falta de segurança na

escolha dos líquidos teste quando usada a teoria de Good-van Oss-Chaudhury. Por

este motivo, buscou-se desenvolver um protocolo para que houvesse uma

padronização nos estudos odontológicos referentes a este tema. O procedimento

consiste usar cinco líquidos teste (diiodometano, etileno glicol, formaldeido, glicerol e

água destilada) ao menos três vezes sobre cada superfície, interpretar os dados de

acordo com o método de Zisman (tensão superficial critica) para obter aproximações

de γSD, estimar os parâmetros conseguidos com a teoria de Good-van Oss-

Chaudhury utilizando uma analise least-square e aplicar os métodos estatísticos de

Bayesian aos resultados.

Dentro dos vários métodos tensiométricos que tem sido desenvolvidos ao

longo dos anos, o goniômetro e a balança de Wilhelmy se tornaram o padrão e os

mais populares métodos para medição de ângulos de contato. Em goniometria, uma

gota é pingada sobre uma superfície e o ângulo formado no ponto de contato entre o

sólido e o líquido (tanto do lado direito como no esquerdo) pela silhueta da gota é

estimado com um goniômetro óptico (manual) ou por analise de imagem

(computadorizado). Neste caso é essencial estabelecer uma correta linha de base

entre a gota e a superfície, assim como, escolher o correto ponto de contato. A

balança de Wilhelmy mede as forças da molhabilidade ao longo do perímetro de um

objeto (tipicamente um prato ou cilindro) regularmente cortado, a medida que este é

submergido ou emergido de um liquido. Neste tipo de medição é necessário um

vasto conhecimento sobre o perímetro a ser molhado e o ponto de contato entre o

liquido e o prato/cilindro. O sólido necessariamente deve entrar e sair do fluido em

um eixo perpendicular (LANDER et al, 1993).

O primeiro goniômetro baseado no modelo NRL do Dr. Zisman, foi

desenvolvido por ramé-hart a quase 40 anos atrás. Atualmente, o nome ramé-hart

57

tornou-se uma marca de grande reconhecimento mundial em termos de

instrumentos para a ciência das superfícies. Sua linha de sistemas de goniômetros

incluem o Goniômetro de Ângulo de Contato (modelos 100-F0 e 120-F0), o

Goniômetro Standard Digital Automated (modelos 200-F1 e 250-F1), que vem

acompanhados dos programas DROPimage Standard ou o DROPimage Advanced e

o Goniômetro Advanced Digital Automated (modelos 300-F1 e 500-F1). Todos os

modelos, exceto o 100-F0, vem com uma micro-seringa (p/n 100-10-20) para a

realizar o gotejamento manual, existindo outros modelos de seringa (RAMÉ-HART

INSTRUMENTS CO.).

As forças acima citadas, participam, em grande parte, na adesão de

substâncias, biológicas ou não, às superfícies dos materiais utilizados na

odontologia. Por este motivo, as tensões superficiais dos materiais e a

hidrofobicidade dos aderentes são de importância relevante para o sucesso, isto é, a

estabilidade e durabilidade dos mesmos (SATOU et al, 1998).

Qualquer material restaurador ou até mesmo a dentição natural são cobertos

na cavidade oral por biofilmes e por materiais oleosos como, óleos da comida,

resíduos de tabaco ou por resíduos da decomposição enzimática incompleta dos

alimentos. Normalmente, é difícil ou impraticável remover por completo estes

resíduos aderentes utilizando-se somente de um simples solvente ou pela

escovação com abrasivos. A adesão bacteriana é influenciada por sua vez por estes

biofilmes, tanto em sua composição como em suas características. As resinas

odontológicas foto-ativadas, possuem mais bactérias aderidas as suas superfícies,

com e sem biofilme, do que as porcelanas e o esmalte (YOSHIDA et al, 1998).

Qualquer bactéria, molécula, polímero ou material colocado na boca de um

paciente é revestido em seguida por uma película salivar que será responsável

posteriormente, pelas reações de adesão aos diversos sítios orais (JEKINSON;

LAMONT, 1997).

As características exclusivas da superfície de cada agente posto no meio

salivar, também está intimamente relacionado com os fenômenos de adesão. É

clinicamente comum observar que superfícies de restaurações feitas em resina,

aparentemente, acumulam mais placa do que esmalte, silicato e amálgama

(LARATO, 1971).

Sonju e Skorjand (1976), caracterizaram a composição da película sobre

esmalte como sendo de alta concentração de ácidos aminoácidos e glucose como

58

principal carboidrato. A espessura máxima da película sobre os dentes alcança

menos que um micrometro depois de uma hora (MAYHALL, 1970). A interação entre

as proteínas salivares e bactérias com o dente ou restaurações é complexa e

provavelmente altamente específica. As superfícies são condicionadas pela película

salivar que favorece a colonização bacteriana, deixando as superfícies mais suaves

e homogêneas para subseqüente adesão. O acabamento e a composição diferentes

em cada material pode influenciar a natureza das proteínas depositadas

(MILOSEVIC, 1992).

Pode-se considerar 32dynes/cm como o valor médio da tensão superficial

crítica para dentes na cavidade oral na situação natural. Os valores exatos variam

de indivíduo para indivíduo por fatores hereditários, de dieta e pela higiene oral. Ao

serem cobertos por biofilmes as superfícies dos dentes passam a apresentar em

média 22dynes/cm de tensão superficial crítica, exigindo mais do adesivo a ser

utilizado. A adesão ao esmalte, dentina ou a materiais restauradores é muitas vezes

inibida pelo fato do material adesivo não molhar por completo a superfície destes

sólidos. Isto permite a formação de bolhas ou bolsas assim como a penetração de

outras substâncias na interface dos mesmos formando áreas de concentração de

tensões. A limpeza das superfícies se faz necessária para promover o sucesso da

adesão. Um agente removedor destas impurezas deve remover proteínas, óleos e

outros resíduos rapidamente e suavemente sem exigir um tratamento mecânico

excessivo, não deve causar dano significativo durante a limpeza aos materiais

restauradores comumente utilizados na odontologia, não deve causar corrosão aos

metais e sim retardar este fenômeno e por último, não deve ser tóxico ou irritante

aos tecidos orais (BAIER, 1992).

Jendresen, Baier e Glantz (1984), desenvolveram um protocolo para medição

de ângulos de contato na cavidade oral de seres humanos. Com o uso de uma

máquina fotográfica com lentes de grande ampliação, fotos em preto e branco eram

tiradas dos líquidos teste sobre a superfície de dentes anteriores superiores ou

inferiores dos indivíduos que se propuseram para a amostra. As fotografias eram

analisadas posteriormente em um dispositivo parecido a um negatoscópio onde

eram medidos os ângulos. Estes resultados foram comparados com estudos

anteriores realizados com goniômetros e foi visto que não existiam diferenças

significativas entre eles. A utilização de um estudo fotográfico permite diminuir o

tempo do procedimento intra-oral, permite realizar a quantidade de medições dos

59

ângulos de contato que sejam necessárias e evita a contaminação da superfície pelo

fato de não ser necessária a coleta do material para posterior análise. Para a maioria

dos líquidos utilizados para medição do ângulo de contato, existiu um baixo desvio

padrão, a maior dificuldade era o processo de histerese causada pela grande

quantidade de água contida no biofilme. O ângulo de contato utilizado foi para todos

os casos, o de equilíbrio. Os ângulos encontrados para água e glicerol foram

respectivamente 26,4o (±1,98) e 44,8o (±2,77). O esmalte e a dentina são cobertos

por materiais de baixa energia superficial, normalmente, glicoproteínas salivares.

Materiais com maior energia superficial tendem a formar biofilmes de maior

espessura dentro da cavidade oral.

Glantz e Larsson (1971) estudaram a molhabilidade das resinas Adaptic,

Addent 12, Blendant, Dakor, DFR, TD 71 e Sevriton Simplified através da medida de

ângulos de contato formados por seis diferentes líquidos gotejados em suas

superfícies. Os resultados indicaram que todos os materiais testados possuem baixa

energia superficial e semelhantes tensões superficiais críticas. Diferenças

estatísticas foram encontradas nas medições dos ângulos de contato para diferentes

líquidos teste. A energia superficial dos materiais consistiu geralmente para todas as

resinas de forças dispersivas de van der Waals e forças polares e/ou pontes de

hidrogênio. A porção inorgânica das resinas compostas mostrou não influenciar na

molhabilidade. Os ângulos de contato para a água sobre as resinas teve um valor

médio de 49,83o e para o glicerol de 43,65o. Galan Jr, Namen e Silva Filho (2004)

também estudando a molhabilidade em resinas mais fluídas verificaram que quando

não era completa a polimerização da superfície dos espécimes ocorria variação

estatisticamente relevante dos valores dos ângulos de contato em relação aos

corpos de prova totalmente polimerizados.

Experimentalmente, a medição de ângulos de contatos sobre superfícies de

sólidos através do uso de goniômetros é um procedimento simples, entretanto,

teoricamente existem vários modelos para o cálculo da energia superficial livre a

partir destes ângulos de contato e infelizmente, a maioria estão sujeitos a

controvérsias, causadas por instabilidades matemáticas dos mesmos. O modelo

ácido-base para o cálculo de energia superficial é bastante difundido na literatura,

entretanto, a seleção indevida dos líquidos teste pode acarretar em erros

matemáticos os quais levam a resultados que não condizem com a verdade. Na

maioria dos casos, as componentes da energia superficial conhecidas como forças

60

de Lifshitz-van der Waals (LW) podem ser calculadas com um nível adequado de

precisão a partir de qualquer combinação de liquidos teste, ao contrario das

componentes conhecidas pelas interações Ácido-base de Lewis (AB). A origem

destas discrepâncias não são muito discutidas na literatura e poucos esforços foram

realizados para explica-las. Com o objetivo de demonstrar tais discrepâncias, foram

coletados dados de ângulos de contatos sobre sólidos de estudos prévios onde o

modelo ácido-base foi utilizado para o cálculo da energia superficial para que fosse

feita uma análise dos resultados afim de chegar a uma conclusão de quais pares de

líquidos podem fornecer dados confiáveis. Ao fim de estudos matemáticos, chegou-

se a conclusão de que os pares de líquidos água e glicerol e água e formamido

proporcionavam menores variações para o cálculo das interações Ácido-base de

Lewis (HOLLÄNDER, 1995).

As propriedades ácido-base do componente orgânico da dentina não são

profundamente conhecidas, entretanto, a complexidade das macromoléculas de

colágeno sugerem que ambos sítios ácidos e básicos encontram-se em sua

superfície. Por outro lado, o componente inorgânico da dentina e do esmalte

(hidroxiapatita), são basicamente fosfato de cálcio e fosfatos metálicos bem

conhecidos como sólidos ácidos. Desta forma pode-se sugerir que a base da forte

afinidade do HEMA as estruturas duras do dente é a interação Ácido-base de Lewis

entre o elétron doador HEMA e o elétron receptor hidroxiapatita. Devido a forte

característica básica do HEMA, ele pode competir com as moléculas de água pelos

sítios ácidos da hidroxiapatita, deslocando a água e uma vez polimerizado,

estabelece fortes interações ácido-base com a superfície da hidroxiapatita. O HEMA

é amplamente utilizado na formulação dos adesivos dentinários por ser mais

eficiente neste aspecto do que o Bis-GMA/TGD ou PMMA (MORRA, 1993).

Asmussen e Peutzfeldt (2005), estudando a força da ligação entre sistemas

de adesivos e dentina chegaram a conclusão de que existe uma forte influência dos

parâmetros da energia superficial sobre a força desta ligação, o que não ocorre com

o trabalho de adesão, provavelmente pelo fato de que o trabalho de adesão é uma

medida de energia enquanto que a força de adesão é uma medida de força. Seis

resinas compostas foram testadas com o uso de quatro diferentes líquidos teste para

o cálculo da energia superficial e trabalho de adesão a partir dos ângulos de contato

de equilíbrio e a teoria Ácido-Base. Para água e glicerol os ângulos de contato

médios encontrados para as seis resinas são respectivamente 72,5o e 70o. A média

61

da energia superficial total das resinas variou entre 36,4 e 41,6 mJ/cm2. A energia

superficial também foi calculada pelos mesmos parâmetros para a dentina coberta

pelos sistemas adesivos Prompt L-Pop e Optibond FL, sendo os valores

respectivamente de 34,7mJ/cm2 e 49,9mJ/cm2. A força de adesão para cada

combinação de resina e sistema adesivo foi calculada por uma máquina especifica

para esta função a qual realiza um movimento de tração na velocidade de 1mm/min

e a força realizada é computada. A componente básica da energia superficial das

resinas é significantemente relacionada com a força de adesão e a superfície da

dentina em ambos sistemas adesivos é atacada por ácidos tornado-a uma superfície

mais ácida. Aumentando a componente básica das resinas resulta em um aumento

das interações com as superfícies ácidas da dentina.

Com o intuito de quantificar e qualificar a existência de diferenças

significativas nas propriedades físico-químicas de superfície entre resinas

microhíbridas e nanoparticuladas, Silikas et al (2005), realizaram uma extensa

pesquisa onde a composição superficial, o grau de conversão dos monômeros

resinosos, a energia de superfície, a morfologia superficial e o brilho das resinas

Palfique Estilite (microhíbrida), Filtek Supreme (nanoparticulas), Filtek Z250

(microhíbrida) e Tetric Ceran (microhíbrida), todas na cor A2, foram estudados. A

energia superficial foi calculada seguindo o protocolo de Combe, Owen e Hodges

(2004). Para todas as propriedades testadas foram encontradas diferenças

significativas, confirmando a hipótese proposta, exceto para os valores de energia

superficial. A análise de Fourier demonstrou a existência de vários grupos orgânicos

como –NH, -OH, C...C aromáticos, CH3/CH2/CH, C=C, -HNCO-, C-O-C, Si-O, de

natureza polar ou apolar, com variações em suas concentrações, dependendo da

composição do monômero. Na faixa dos comprimentos de onda de 1100-900cm-1,

houve grande contribuição de componentes inorgânicos, agentes de carga. Apesar

destas variações, os valores de energia superficial não variaram significativamente.

Mesmo que a análise com espectroscopia infra-vermelha e energia de superfície são

caracterizadores de superfície, as profundidades de superfície a qual ambas foram

aplicadas neste estudo são diferentes, enquanto que o Fourier trabalha em uma

profundidade em torno de 1µm em 1000cm-1, o ângulo de contato expressa o estado

energético dos primeiros nanômetros de profundidade da superfície, sendo mais

responsável por prover a natureza polar ou apolar, a capacidade de ligações de

hidrogênio e o caráter acido ou básico das superfícies testadas.

62

63

OBJETIVOS

64

3 OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GERAL

Avaliar quantitativamente a energia superficial e molhabilidade de algumas

resinas compostas utilizadas na odontologia quando polimerizadas por diferentes

fontes de luz.

3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

3.2.1- Medir e interpretar o ângulo de contato formado por dois diferentes

líquidos medidores, quanto a sua hidrofobicidade em três diferentes resinas

compostas restauradoras.

3.2.2- Correlacionar a energia superficial das resinas compostas compostas

polimerizadas por LED e luz halógena.

3.2.3- Avaliar se existem diferenças entre as resinas compostas estudadas

quanto a sua molhabilidade.

3.2.4- Avaliar se existe correlação entre os valores dos ângulos de contato,

obtidos para as resinas compostas e a intensidade de luz emitida pelos dois

fotopolimerizadores.

3.2.5- Avaliar se existe correlação entre os valores de energia superficial,

obtidos para as resinas compostas e a intensidade de luz emitida pelos dois

fotopolimerizadores.

65

HIPÓTESES

66

4 HIPÓTESES

H1- Não há diferença significante entre o grau de molhabilidade entre as

resinas fotopolimerizadas por luz halógena.

H2- Há diferença significante entre o grau de molhabilidade entre as resinas

fotopolimerizadas por luz halógena.

H3- Não há diferença significante entre o grau de molhabilidade entre as

resinas fotopolimerizadas por LED.

H4 – Há diferença significante entre o grau de molhabilidade entre as resinas

fotopolimerizadas por LED.

H5- Não há diferença significante entre o grau de molhabilidade entre as

resinas fotopolimerizadas por luz halógena e as fotopolimerizadas por LED.

H6- Há diferença significante entre o grau de molhabilidade entre as resinas

fotopolimerizadas por luz halógena e as fotopolimerizadas por LED.

H7- Não há correlação entre a energia superficial obtida para as resinas

compostas testadas e a intensidade de luz emitida pelos fotopolimerizadores.

H8- Há correlação entre a energia superficial obtida para as resinas

compostas testadas e a intensidade de luz emitida pelos fotopolimerizadores.

H9- Não há correlação entre os ângulos de contato obtidos para as resinas

compostas testadas e a intensidade de luz emitida pelos fotopolimerizadores.

H10- Há correlação entre os ângulos de contato obtidos para as resinas

compostas testadas e a intensidade de luz emitida pelos fotopolimerizadores.

68

MATERIAIS E MÉTODOS

68

5 MATERIAIS E MÉTODOS

Na presente pesquisa, foram utilizados 36 amostras de resina composta

sendo 12 para cada resina composta selecionada. As amostras foram

confeccionadas em uma matriz adequada. O experimento foi dividido em três fases.

A primeira, confecção dos corpos de prova, a segunda, armazenagem e a terceira, o

teste propriamente dito.

5.1 CONFECÇÃO DOS CORPOS DE PROVA 5.1.1 Confecção da matriz

Foi confeccionada uma matriz circular de latão, articulada, onde as resinas

foram fotopolimerizadas em seus centros, com espessuras de 2mm e com 2cm de

diâmetro (figura 1 e figura 2).

Figura 1 – Matriz de latão, fechada.

Fonte: Desenho de Fátima Maria Namen. In:SANTOS, L. P. Avaliação do monômero residual em polímeros fotopolimerizados por fonte de luz halógena e LED. Dissertação de mestrado, Universidade Veiga de Almeida, 2005.

68

Figura 2 – Matriz de latão, aberta.

5.1.2 Resinas compostas fotopolimerizáveis

Foram utilizadas cinco seringas de três diferentes compósitos, todas na cor

A2, para confecção de 12 corpos de prova para cada resina. As resinas compostas

com seus respectivos fabricantes, lotes, validades e formulações, encontram-se na

tabela 1 abaixo.

Tabela 1 – Resinas Compostas.

Nome Comercial Fabricante Lote e Validade

Tipo e % em peso das

partículas de carga

Tipo de Matriz

Admira VOCO 621683/Jul.08

Microhíbrida, 78% em peso

de partículas de vidro e cerâmica

ORMOCER *

Filtek Z350 3M ESPE 6FT/Jun.09

Nanoparticulada, 78,5% em peso de aglomerados de zircônia/sílica

(0,6-1,4µm)/ sílica (20nm)

Bis-GMA/UDMA/TEGDMA/Bis-

EMA *

Grandio VOCO 620516/Mar.08

Nanohíbrida, 87% em peso de

partículas de SiO2 (20-50nm)/ vidro e cerâmica

Bis-GMA/TEGDMA *

Nota: * As fórmulas químicas estão em anexo.

70

5.1.3 Aparelhos Fotopolimerizadores

Foi utilizado um dispositivo com lâmpada halógena convencional, VIP TM da

Bisco e um dispositivo do tipo LED de segunda geração, Elipar Freelight II, da 3M

ESPE, para polimerizar os corpos de prova por 20s de cada lado da matriz. Estes

dispositivos foram cedidos pelo departamento de Dentística da Faculdade de

Odontologia de Bauru-USP. A intensidade de luz foi padronizada para ambos

aparelhos em suas potências máximas, sendo para a lâmpada halógena de

600mW/cm2 (em média) e para o LED de 1000mW/cm2. A tabela 2 mostra os

aparelhos utilizados com seus respectivos fabricantes, tipo de luz, comprimentos de

onda gerados e intensidade de luz.

Tabela 2 – Aparelhos Fotopolimerizadores.

Nome Comercial Fabricante Tipo de Luz Comprimento de Onda Intensidade de Luz

VIP TM Bisco Halógena 400-500nm 600mW/cm2

Elipar Freelight II 3M ESPE LED 450nm 1000mW/cm2

5.1.4 Radiômetro

Um radiômetro (modelo 100P/N- 10503, Demetron Research Corp.) (figura 3)

foi utilizado para verificar a intensidade de luz de cada aparelho fotopolimerizador

durante a emissão de luz para ambos lados de cada corpo de prova.

Figura 3 – Radiômetro 100P/N – 10503.

Fonte: Disponível em: <http://www.labordental.com.br/FOTO%20RADI%D4METRO.png>. Acesso em: 23 ago, 2007. 02.50.00.

71

5.1.5 Inserção e Polimerização das amostras

Todos os corpos de prova foram confeccionados no mesmo dia sob uma

temperatura de 21o (±2) Celsius e uma umidade relativa de 50% (±1). Esta fase do

experimento foi realizada no laboratório de Dentística da Faculdade de Odontologia

de Bauru. As resinas, fornecidas pelos próprios fabricantes, foram acomodadas na

matriz de latão com o uso de uma espátula apropriada (Hu-Friedy,mini 1 e 3, USA),

estéril, utilizando-se luvas, máscara e gorro por um mesmo instrumentador. Duas

lâminas de vidro, de 1mm de espessura cada, foram colocadas em cada verso da

matriz pressionando o incremento único de resina afim de se conseguir uma

superfície lisa e regular (figura 4). Cada corpo de prova recebeu, em ambos lados,

20s de luz polimerizadora, totalizando 40s de tempo de irradiação. Marcações foram

feitas com a ponta de uma sonda na lateral de cada corpo de prova para identificar,

o topo e a base. Após a polimerização, as amostras eram removidas da matriz,

abrindo-a (figura 5 e figura 6) e armazenadas.

Figura 4 – Lâminas de vidro contra a matriz de latão.

72

Figura 5 – Matriz contendo amostra fotopolimerizada.

Figura 6 – Remoção da amostra da matriz.

5.2 ARMAZENAGEM

Ao fim da polimerização, os espécimes eram colocados em tubos Kodak

pretos estéreis, os quais eram lacrados e mantidos sob refrigeração (8oC). Cada

pote recebia um corpo de prova, sendo assim, tinha-se um total de 36 tubos de

armazenagem.

73

5.3 TESTE

5.3.1 Goniômetro

O goniômetro utilizado foi o ramé-hart 100-FO o qual era acoplado a um

computador que continha um software (DROPimage Standart). Este software

realizava o nivelamento da linha base do corpo de prova com o horizonte, a medição

dos ângulos de contato e o cálculo da energia superficial. O cálculo baseou-se no

método harmônico aplicado a teoria ácido-base, segundo Wu (1973). Este aparelho

constitui-se basicamente de uma câmera com lentes macro de alta definição

(modelo IEEE1394a), com uma fonte luz no sentido contrário, as quais captam a

imagem 2D, preta e branca, formada entre a linha base da superfície da amostra e a

gota sobre ela e a enviam diretamente ao programa contido no computador, como

mostram as figuras 7 e 8. O aparelho foi cedido para os testes pelo Instituto de

Macromoléculas da Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Figura 7 – Câmera, fonte de luz e seringa gotejadora.

74

Figura 8 – Imagem 2D formada entre a amostra e a gota.

5.3.2 Líquidos Teste Dois líquidos testes foram utilizados, água deionizada (Agua) e glicerol (GLI).

Ambos foram escolhidos para realização das medições dos ângulos de contato por

serem conhecidos suas tensões superficiais (γ), suas componentes dispersivas

(γLW), suas componentes ácido-base (γ+ e γ-), assim como suas densidades (ρ) e

fórmulas químicas (HOLLÄNDER, 1995) (tabela 3). Os líquidos foram fornecidos

pelo Laboratório de Caracterização de Fluidos do departamento de Engenharia

Mecânica da Pontifícia Universidade Católica e armazenados até o momento de

serem utilizados em frascos de vidro estéreis mantidos sob refrigeração (8o C). A

procedência, a pureza, a densidade, a tensão superficial, suas componentes e a

fórmula química dos mesmos podem ser vistos respectivamente na tabela 3. O

volume dos líquidos gotejados na superfície dos corpos de prova foram

padronizados em dois microlitros (2µl) através de uma seringa de vidro controlada

manualmente, acoplada ao goniômetro, vista também na figura 7. Segundo Zisman

(1964), o volume dos líquidos testes não interfere no valor obtido quando estes são

postos em contato com uma superfície sólida. A cada troca de líquido, a seringa era

lavada com sabão neutro e secada com lenços de papel absorvente. Em todos os

momentos utilizaram-se luvas estéreis, máscaras e gorros. A figura 9 representa um

esquema 3D da estrutura química da água e a figura 10 a do glicerol.

75

Tabela 3 – Líquidos Teste.

Líquido Fonte Pureza ρρρρ γγγγ γγγγLW γγγγ+ γγγγ- Fórmula Química

Agua PUC 99% 0,998 71,8 21,8 25,5 25,5 H2O

GLI VETEC/PUC 99,5% 1,261 64 34 3,92 57,4 C3H5(OH)3

Fonte: HOLLÄNDER, A. On the selection of test liquids for the evaluation of acid-base properties of solids surfaces by contact angle goniometry. Journal of Colloid and Interface Science . v.169, p. 493-496, 1995.

Figura 9 – Esquema 3D da estrutura química da água. Fonte: Wilkipedia, The Free Encyclopedia. Disponível em: <http://en.wikipedia.org/wiki/Glycerol>. Acesso em: 20 ago. 2007, 19:30:00.

Figura 10 – Esquema 3D da estrutura química do glicerol.

Fonte: Wilkipedia, The Free Encyclopedia. Disponível em: <http://en.wikipedia.org/wiki/Water>. Acesso em: 20 ago. 2007, 19:45:00.

5.3.3 Medição dos Ângulos de Contato e Energia Supe rficial

As 36 amostras foram divididas em 12 grupos contendo seis amostras,

conforme descrito na tabela 4, para medição dos ângulos de contato. A água

deionizada foi gotejada primeiramente no topo dos corpos de prova. O glicerol foi

76

colocado, posteriormente, em contato com a base das amostras. Para cada

espécime foram realizados seis gotejamentos por líquido (seis para água deionizada

e seis para o glicerol), em áreas diferentes do sólido, onde 10s eram esperados para

que os mesmos encontrassem um estado de equilíbrio sobre a superfície dos

compósitos.

O programa, DROPimage standart, instalado no computador acoplado ao

goniômetro, foi programado para realizar dez medidas, em ambos lados da gota

formada (direito e esquerdo), para cada ângulo de contato a cada um segundo, logo,

o que seriam apenas seis medidas para cada amostra, tornaram-se 60 e para cada

grupo um total de 360 medições. Em suma, 4320 medições foram realizadas com o

goniômetro. Para cada grupo foi tirada uma média dos valores obtidos para os

ângulos de contato, que posteriormente foram utilizadas para o cálculo da energia

superficial.

Tabela 4 - Grupos para medição dos ângulos de contato.

Material HalAgua HalGli LEDAgua LEDGli

Admira AdmHalAgua AdmHalGli AdmLEDAgua AdmLEDGli

Filtek Z350 FilHalAgua FilHalGli FilLEDAgua FilLEDGli

Grandio GraHalAgua GraHalGli GraLEDAgua GraLEDGli

O cálculo da energia superficial obtido destas resinas, através do método de

Wu (1973), acima descrito, o qual exige a utilização de dois líquidos testes. Os

valores das médias dos ângulos de contato formados pela água deionizada e pelo

glicerol para cada tipo de dispositivo fotopolimerizador, foram usados para obter um

valor de energia superficial para cada resina. Desta forma, para cada compósito

obtiveram-se dois grupos, um polimerizado por luz halógena e outro por LED,

totalizando seis grupos distintos para os testes de energia superficial (Tabela 5).

Acionando a ferramenta surface energy - harmonic mean do software e

colocando-se os valores dos ângulos obtidos pelo próprio programa, os valores de

energia superficial e suas componentes dispersivas e ácido-base, eram gerados.

77

Tabela 5 – Grupos para medição da energia superficial.

Material Luz Halógena LED

Admira AdmHal AdmLED

Filtek Z350 FilHal FilLED

Grandio GraHal GraLED

5.3.4 Análise estatística

Os dados obtidos foram analisados, tanto entre grupos como dentro de

mesmos grupos através dos testes ANOVA, Tukey, Mann Whitney, Wilcoxon e teste

de correlação de Spearman, segundo Leles (2001).

O teste ANOVA é indicado para a comparação de três ou mais grupos de

dados numéricos com distribuição normal ou aproximadamente normal.

O teste de Tukey somente pode ser aplicado em comparações aos pares,

mas permite apenas a comparação de todos os pares de médias isoladamente. É

fornecido um valor crítico e a diferença entre as médias dos grupos comparados é

considerada significante quando excede esse valor crítico.

O teste de Mann Whitney é indicado para a comparação de dois grupos não

pareados cujos requisitos para aplicação ao teste T de Student não foram

cumpridos. Esse teste testa a igualdade das medianas.

O teste de Wilcoxon é um método não paramétrico para comparação de duas

amostras pareadas. A princípio são calculados os valores numéricos da diferença

entre cada par, sendo possíveis três condições; aumento (+), diminuição (-) ou

igualdade (=). Uma vez calculado todas as diferenças entre os valores obtidos para

cada par de dados, essas diferenças são ordenadas pelos seus valores absolutos

(sem considerar o sinal), substituindo-se então os valores originais pelo posto que

ocupam na escala ordenada. O teste da hipótese de igualdade entre os grupos é

baseado na soma dos postos das diferenças negativas e positivas.

O teste de correlação de Spearman é usado quando de deseja avaliar a

associação entre duas variáveis ordinais (ou uma ordinal e outra numérica) ou

quando os dados numéricos não apresentam distribuição normal.

78

RESULTADOS

79

6 RESULTADOS

Com relação aos resultados da presente pesquisa, podemos observar na

tabela 6 a média e desvio padrão das interações entre os tipos de resinas

fotopolimerizáveis, os diferentes dispositivos fotopolimerizadores e os líquidos

medidores utilizados para a medição dos ângulos de contato. Pode-se ver que

quando as resinas foram polimerizadas por luz halógena e o líquido medidor usado

foi a água, os menores valores de ângulo de contato deram-se para a resina Filtek

Z350 (67,22o ±4,334) e os maiores valores para a resina Grandio (73,64o ±1,636).

Mantendo a mesma fonte de luz, entretanto, utilizando o líquido glicerol, a resina

Filtek Z350 continuou apresentando os menores valores de ângulos de contato

(65,57o ±2,802), enquanto que a resina Admira apresentou os maiores (74,45o

±3,924).

Ao ser utilizado o dispositivo do tipo LED, a resina Admira teve os menores

valores para os ângulos de contato medidos com água (66,96 ± 3,079) entre todas

as resinas e a Grandio os maiores (72,97o ±2,034). Quando foi utilizada a

combinação entre glicerol e LED, a resina Grandio proporcionou os menores valores

para os ângulos de contato (59,19o ±3,780) e a resina Admira os maiores (71,33o

±3,244).

As maiores médias de ângulos do contato se deram quando foi utilizado o

glicerol sobre a resina Admira quando polimerizada por lúz halógena (74,45o ±3,924)

e as menores médias para a resina Grandio (59,19o ±3,780) quando usado também

o glicerol porem o LED como fonte polimerizadora de luz.

Ainda na tabela 6, observamos que as comparações dos ângulos de contato

das 3 diferentes resinas, quando foi utilizada a água, obteve-se o menor valor com a

Admira (66,96o ±3,079) e a Grandio com os maiores valores (73,64o ±1,636).

Quando utilizado o glicerol o menor valor para as médias de ângulos de contato

80

também foi para a resina Grandio (59,19o ±3,780) e o maior para a resina

Admira (74,45o ±3,924). Quando analisado somente o tipo de fonte de luz,

obtiveram-se os maiores valores para a resina Admira (74,45o ±3,924), quando

polimerizada por luz halógena e para a resina Grandio (72,97o ±2,034),quando

polimerizada por LED. Os menores valores foram encontrados para a resina Filtek

Z350 (65,57o ±2,802), polimerizada pelo aparelho convencional e para a resina

Grandio (59,19o ±3,780), quando usado o LED.

Nos chama a atenção a quebra do padrão dos valores das médias dos

ângulos de contato obtidos para a resina Grandio quando esta foi polimerizada por

LED e usado o glicerol como líquido medidor. O mesmo ocorre, com menor

intensidade, na resina Admira quando polimerizada por LED e usando água como

líquido teste.

É interessante frisar que tanto o desvio padrão como o erro padrão são

extremamente baixos para todas as combinações, inferiores a 10% do valor das

médias.

Tabela 6 - Média e Desvio Padrão (±DP) das interações entre as resinas compostas utilizadas, os aparelhos fotopolimerizadores e os líquidos medidores para o cálculo dos ângulos de contato.

Material HalAgua HalGli LEDAgua LEDGli

Admira 71,44 (±3,653)

74,45 (±3,924)

66,96 (±3,079)

71,33 (±3,244)

Filtek Z350 67,22 (±4,334)

65,57 (±2,802)

67,62 (±4,744)

67,33 (±4,246)

Grandio 73,64 (±1,636)

74,35 (±1,521)

72,97 (±2,034)

59,19 (±3,780)

Média – média dos valores dos ângulos de contato obtidos em graus decimais

Tabela 7 – Análise de variância (ANOVA) aplicada a tabela 6.

Tratamento Soma dos Quadrados Grau de Liberdade Quadrado Médio

Entre Colunas 15.850 11 1.441

Dentro das Colunas 9.614 828 11.61

Total 25.470 839 -

P<0,05 ou p<0,001– significante, F=124,1.

81

Observando a tabela 7 aplicada a tabela 6, anteriormente descrita, é importante

resaltar que os valores são significantes (p<0,05 e p<0,001).

Tabela 8 – Múltiplas comparações entre os tipos de resinas, os fotopolimerizadores e os líquidos teste pelo Método deTukey.

Múltiplas Comparações de Tukey Valor de p Significância Adm.Hal.Agua vs Fil.Hal.Agua P<0,001 S

Adm.Hal.Agua vs Gra.Hal.Agua P<0,05 S Adm.Hal.Agua vs Adm. Hal.Gli P<0,001 S

Adm.Hal.Agua vs Fil.Hal.Gli P<0,001 S Adm.Hal.Agua vs Gra.Hal.Gli P<0,001 S

Adm.Hal.Agua vs Adm.LED.Agua P<0,001 S Adm.Hal.Agua vs Fil.LED.Agua P<0,001 S

Adm.Hal.Agua vs Gra.LED.Agua P>0,05 NS Adm.Hal.Agua vs Adm.LED.Gli P>0,05 NS Adm.Hal.Agua vs Fil.LED.Gli P<0,001 S

Adm.Hal.Agua vs Gra.LED.Gli P<0,001 S Fil.Hal.Agua vs Gra.Hal.Agua P<0,001 S Fil.Hal.Agua vs Adm.Hal.Gli P<0,001 S Fil.Hal.Agua vs Fil.Hal.Gli P>0,05 NS

Fil.Hal.Agua vs Gra.Hal.Gli P<0,001 S Fil.Hal.Agua vs Adm.LED.Agua P>0,05 NS Fil.Hal.Agua vs Fil.LED.Agua P>0,05 NS

Fil.Hal.Agua vs Gra.LED.Agua P<0,001 S Fil.Hal.Agua vs Adm.LED.Agua P<0,001 S

Fil.Hal.Agua vs Fil.LED.Gli P>0,05 NS Fil.Hal.Agua vs Gra.LED.Gli P<0,001 S Gra.Hal.Agua vs Adm.Hal.Gli P>0,05 NS Gra.Hal.Agua vs Fil.Hal.Gli P<0,001 S

Gra.Hal.Agua vs Gra.Hal.Gli P>0,05 NS Gra.Hal.Agua vs Adm.LED.Agua P<0,001 S Gra.Hal.Agua vs Fil.LED.Agua P<0,001 S

Gra.Hal.Agua vs Gra.LED.Agua P>0,05 NS Gra.Hal.Agua vs Adm.LED.Gli P<0,05 S Gra.Hal.Agua vs Fil.LED.Gli P<0,001 S

Gra.Hal.Agua vs Gra.LED.Gli P<0,001 S Adm.Hal.Gli vs Fil.Hal.Gli P<0,001 S

Adm.Hal.Gli vs Gra.Hal.Gli P>0,05 NS Adm.Hal.Gli vs Adm.LED.Agua P<0,001 S Adm.Hal.Gli vs Fil.LED.Agua P<0,001 S

Adm.Hal.Gli vs Gra.LED.Agua P>0,05 NS Adm.Hal.Gli vs Adm.LED.Gli P<0,001 S Adm.Hal.Gli vs Fil.LED.Gli P<0,001 S

Adm.Hal.Gli vs Gra.LED.Gli P<0,001 S Fil.Hal.Gli vs Gra.Hal.Gli P<0,001 S

Fil.Hal.Gli vs Adm.LED.Agua P>0,05 NS Fil.Hal.Gli vs Fil.LED.Agua P<0,05 S

Fil.Hal.Gli vs Gra.LED.Agua P<0,001 S Fil.Hal.Gli vs Adm.LED.Gli P<0,001 S Fil.Hal.Gli vs Fil.LED.Gli P>0,05 NS

Fil.Hal.Gli vs Gra.LED.Gli P<0,001 S Gra.Hal.Gli vs Adm.LED.Agua P<0,001 S Gra.Hal.Gli vs Fil.LED.Agua P<0,001 S

Gra.Hal.Gli vs Gra.LED.Agua P>0,05 NS Gra.Hal.Gli vs Adm.LED.Gli P<0,001 S Gra.Hal.Gli vs Fil.LED.Gli P<0,001 S

Gra.Hal.Gli vs Gra.LED.Gli P<0,001 S Adm.LED.Agua vs Fil.LED.Agua P>0,05 NS

Adm.LED.Agua vs Gra.LED.Agua P<0,001 S Adm.LED.Agua vs Adm.LED.Gli P<0,001 S Adm.LED.Agua vs Fil.LED.Gli P>0,05 NS

82

Adm.LED.Agua vs Gra.LED.Gli P<0,001 S Fil.LED.Agua vs Gra.LED.Agua P<0,001 S Fil.LED.Agua vs Adm.LED.Gli P<0,001 S Fil.LED.Agua vs Fil.LED.Gli P>0,05 NS

Fil.LED.Agua vs Gra.LED.Gli P<0,001 S Gra.LED.Agua vs Adm.LED.Gli P>0,05 NS Gra.LED.Agua vs Fil.LED.Gli P<0,001 S

Gra.LED.Agua vs Gra.LED.Gli P<0,001 S Adm.LED.Gli vs Fil.LED.Gli P<0,001 S

Adm.LED.Gli vs Gra.LED.Gli P<0,001 S Fil.LED.Gli vs Gra.LED.Gli P<0,001 S

p> 0,05 – Não significante (NS) p<0,05 ou p<0,001– Significante (S) Analisando os resultados expressos na tabela 8, pode-se notar a dirferença

estatística significante existente entre a maioria dos cruzamentos realizados pelo

método de Tukey. Em apenas 18 combinações não existiram diferenças estatísticas

relevantes.

Tabela 9 – Múltiplas comparações de Tukey associadas a tabela 6.

Material HalAgua HalGli LEDAgua LEDGli

Admira 71,44±3,653a,b,c,d,e,f,g,h,i 74,45±3,924c,k,v,x,y,w,z,A,E 66,96±3,079f,n,q,x,w,G,L,M,N 71,33±3,244s,I,M,P,T,U

Filtek Z350 67,22±4,334a,j,k,l,m,n,o 65,57±2,802d,p,v,B,C,D,E,F 67,62±4,744 g,r,y,C,H,O,P,Q 67,33±4,246h,t,z,J,R,T,V

Grandio 73,64±1,636b,j,p,q,r,s,t,u 74,35±1,521e,l,B,G,H,I,J,K 72,97±2,034m,D,L,O,R,S 59,19±3,780i,o,u,A,F,K,N,Q,S,U,V

Média – média dos valores dos ângulos de contato obtidos em graus decimais. Média, ±DP Valores estatisticamente significantes = letras iguais sobrescritas

A tabela 9 apresenta uma associação dos cruzamentos realizados pelo teste

Tukey com a tabela 6. As letras sobrescritas indicam quais cruzamentos apresentam

diferença estatística significante, facilitando a visão do leitor.

83

Tabela 10– Média, Desvio Padrão e Erro Padrão da Energia Superficial (mJ/cm2) das resinas compostas relacionadas aos fotopolimerizadores

Material Luz Halógena LED

Admira 36,13 ±2,293 (0,9359) 40,17 ±4,804 (1,961)

Grandio 34,74 ±1,960 (0,8002) 39,59 ±5,808 (2,598)

Filtek Z350 38,56 ±2,119 (0,8651) 38,45 ±2,735 (1,117)

p> 0,05 – Não significante

Observando a tabela 10 verificamos que os valores das médias do cálculo de

energia superficial das resinas Admira e Grandio, quando polimerizadas com luz

halógena (36,13 ±2,293 e 34,74 ±1,960), são menores do que quando polimerizadas

por LED (40,17 ±4,804 e 39,59 ±5,808), fato que não ocorre na resina Filtek Z350.

O maior valor encontrado para a energia superficial foi para a resina Admira

quando polimerizada por LED (40,17 ±4,804). O menor valor é notado para a resina

Grandio quando usado o dispositivo de luz halógena (34,74 ±1,960).

Resaltam-se os valores de desvio padrão e erro padrão bastante reduzidos,

abaixo dos 10% em todos os casos

Tabela 11 – Múltiplas comparações de Tukey aplicadas a energia de superfície das diferentes resinas e aparelhos fotopolimerizadores

Comparações de Tukey Valor de p Significância

Adm.Hal vs Adm.LED p>0,05 NS

Adm.Hal vs Gra.Hal p>0,05 NS

Adm.Hal vs Gra.LED p>0,05 NS

Adm.Hal vs Fil.Hal p>0,05 NS

Adm.Hal vs Fil.LED p>0,05 NS

Adm.LED vs Gra.Hal p>0,05 NS

Adm.LED vs Gra.LED p>0,05 NS

Adm.LED vs Fil.Hal p>0,05 NS

Adm.LED vs Fil.LED p>0,05 NS

Gra.Hal vs Gra.LED p>0,05 NS

Gra.Hal vs Fil.Hal p>0,05 NS

Gra.Hal vs Fil.LED p>0,05 NS

Gra.LED vs Fil.Hal p>0,05 NS

Gra.LED vs Fil.LED p>0,05 NS

Fil.Hal vs Fil.LED p>0,05 NS

p> 0,05 – Não significante (NS)

84

A tabela 11 mostra a inexistência de diferenças estatísticamente significantes em

todos dos cruzamentos realizados pelo método de Tukey para as médias dos

valores de energia superficial obtidos para as três resinas compostas estudas com

os dois aparelhos fotopolimerizadores.

Tabela 12 – Análise de variância (ANOVA) aplicada a Tabela 11.

Tratamentos Soma dos Quadrados Grau de Liberdade Quadrado Médio

Entre Colunas 128.4 5 25.68

Dentro das Colunas 355.7 29 12.27

Total 484.1 34 -

P= 0,0889 p>0,05 – Não Significante (NS)

Na tabela 12 observamos o teste ANOVA, quando aplicado a tabela 11, que o grau

de liberdade foi pequeno tanto entre colunas como dentro das colunas.

Tabela 13 – Valores médios das componentes polar e dispersiva dos cruzamentos entre resina e dispositivos fotopolimerizadores.

Material Componente Polar (AB) Componente Dispersivo (LW)

AdmHal 27,88 8,24

AdmLED 31,53 8,64

FilHal 26,03 12,53

FilLED 26,77 11,69

GraHal 25,59 9,15

GraLED 17,69 21,06 Componente polar e dispersiva medida em mJ/cm2

Vemos na tabela 13, as médias dos valores das componentes polar e

dispersiva da energia superficial das resinas em questão. Observamos que para a

quase totalidade dos casos a componente polar de Lifshitz-van der Waals teve

valores menos representativos do que a componente polar ácido-base.

85

A figura 11 é um gráfico representativo das médias dos valores dos ângulos

de contato obtidos para todas as combinações entre as resinas compostas

fotopolimerizáveis estudadas, com os líquidos teste e com os dois distintos

aparelhos fotopolimerizadores.

86

A figura 12 representa, em forma de gráfico, os valores obtidos no

experimento, da energia superficial de cada amostra de resina composta

fotopolimerizada pelo aparelho de luz halógena ou pelo LED. Os maiores valores

foram obtidos para os primeiros corpos de prova da resina Admira e da resina

Grandio, quando fotopolimerizados pelo dispositivo do tipo LED.

A figura 13 é um gráfico representativo de um dos resultados do teste de

correlação de Spearman, onde as médias dos valores obtidos para a energia

superficial de cada resina são correlacionados com a intensidade de luz emitida

pelos aparelhos fotopolimerizadores utilizados.

87

A figura 14 representa o resultado de uma correlação de Spearman entre os

valores de ângulos de contato obtidos para as amostras da resina composta

Grandio, quando utilizado o glicerol como líquido teste com a intensidade de luz

emitida pelo aparelho de luz halógena durante a polimerização. Da mesma forma, a

figura 15 representa o gráfico da correlação de Spearman aplicado as amostras da

resina Filtek Z350 entre os valores dos ângulos de contato obtidos e a intensidade

luminosa emitida pelo aparelho de luz halógena quando o glicerol foi utilizado como

líquido medidor.

88

DISCUSSÃO

89

7 DISCUSSÃO

A partir do experimento desta pesquisa, como mostram os resultados da

tabela 6, quando aplicado a analise de variância expresso na tabela 7, observamos

que o desvio padrão e erro padrão foram baixos. A figura 11 é um gráfico

representativo dos valores obtidos para os ângulos de contato sobre as três

diferentes resinas compostas fotopolimerizadas pelos dois aparelhos emissores de

luz, onde também podem ser vistos os baixos valores de desvio padrão.

Na tabela 8, quando aplicado o teste de Tukey a nossos experimentos, vimos

que grande parte das múltiplas comparações tiveram diferenças estatísticas

significativas, tanto entre grupos como dentro dos grupos, o que indica que a resina

usada, o líquido ou o aparelho fotopolimerizador influenciaram na medição dos

ângulos de contato. Para oito comparações, entre a mesma resina variados os

líquidos ou os aparelhos emissores de luz apenas, não existiram diferenças

estatísticas significantes, como mostra a tabela 8; e os nove restantes cruzamentos,

onde não existiram diferenças estatísticas significantes, ocorreram entre diferentes

resinas.

Analisando ainda a tabela 8, comparações apenas entre mesmas resinas com

mesmos líquidos teste e variados apenas os aparelhos fotopolimerizadores, vemos

que três dessas comparações tiveram diferenças significativas e três não

apresentaram. Estes resultados não permitem afirmar que a polimerização por luz

halógena ou por LED, neste caso, são responsáveis por alterações na molhabilidade

das resinas. Os corpos de prova de cor A2, padronizados em 2mm de espessura

garantem que ambas fontes de luz polimerizem corretamente as resinas, no tempo

de 40 segundos, como defendido por vários autores (MOON; LEE; KIM, 2004;

LINDBERG; PEUTZFELDT; DIJKEN, 2004; KANCA III, 1986).

90

A intensidade de luz produzida pelo Elipar Frelight II (3M ESPE) utilizado

nesta pesquisa foi de 1000mW/cm2, sendo que nenhuma variação pode ser notada

com o uso do radiômetro. Para o aparelho VIP TM (Bisco), uma variação entre

500mW/cm2 e 600mW/cm2 foi presenciada, porém não acreditamos que esta

pequena variação possa ter tido alguma influência no sucesso da polimerização dos

corpos de prova das três resinas usadas para teste. Apesar de que a intensidade de

luz do dispositivo do tipo halógeno seja praticamente a metade da emitida pelo LED,

seus valores ainda encontram-se acima dos valores de 280 e 300mW/cm2,

chamados de críticos por Caughman, Rueggeberg e Curtis Jr (1995).

Nas três comparações entre mesmas resinas com mesmos líquidos testes e

diferentes dispositivos de luz onde existiram diferenças estatísticas significativas,

vistas na tabela 8, não é possível afirmar que a fonte polimerizadora foi responsável

pelos diferentes valores de ângulos de contato formados uma vez que é mais

provável que a química expressa na superfície desses corpos tenha mais influência

sobre a molhabilidade assim como os inúmeros fatores inerentes a técnica da

medição dos ângulos de contato por goniometria.

Apesar de não ser um objetivo desta pesquisa, podemos inferir que pela

constância da intensidade de luz produzida pelo LED e seu fácil manuseio, pelo fato

de não conter fios e ser bastante leve, que este tipo de dispositivo possui um futuro

promissor no que diz respeito a sua aplicabilidade em clínicas e consultórios

odontológicos como dito por Souza Jr, Araújo e Silva (2005), Mills (1995) e Mills,

Jandt e Ashworth (1999).

A tabela 9 foi montada com o intuito de facilitar a visão do leitor frente a

tamanha quantidade de comparações apresentadas na tabela 8 pelo método de

Tukey. Nela podemos localizar com mais facilidade o que já foi descrito

anteriormente e notar com mais clareza a falta de um padrão nos resultados para os

ângulos de contato medidos.

Seguindo na tabela 9, vemos que para a resina Admira os valores médios das

medidas dos ângulos de contato, quando mantidos constantes os dispositivos

fotopolimerizadores ou os líquidos teste, tivemos uma diferença estatística para

todos os casos. Em contrapartida, ao analisar os resultados para a resina Filtek

Z350, vemos que nestas mesmas condições, as diferenças não foram

estatisticamente relevantes. Para a resina Grandio, ocorre algo ainda mais

surpreendente, quando a fonte de luz foi a convencional halógena, não existiram

91

diferenças significativas entre os valores de ângulos de contato para os diferentes

líquidos. Ao alterarmos a fonte de luz para o LED, as diferenças passaram a ser

significativas e ao manter a água constante, com as diferentes fontes de luz, não

houve diferenças relevantes, situação que não se repetiu quando usado o glicerol,

onde as diferenças foram significativas.

Duas variáveis podem ter influenciado nas diferenças estatísticas existentes

na molhabilidade entre grupos dos compósitos estudados, que são: a fonte de luz e

as diferentes superfícies químicas das resinas compostas. As diferenças dentro dos

mesmos grupos de compósitos mostradas dentro da mesma tabela 9, vemos por

exemplo para a resina composta Admira, quando usada a água deionizada, e

comparando os resultados de molhabilidade obtidos com a luz halógena e com o

LED, que existiram diferenças estatísticas significativas. Apesar dos aparelhos

estarem bem calibrados, podem ter influenciado. Entretanto, a resina composta

Filtek Z350 não apresentou diferenças dentro do mesmo grupo. A marcante

diferença entre estas duas resinas compostas é o fato da Filtek Z350 ser

nanoparticulada e a Admira não, sendo classificada como microhíbrida. Este fato

pode não conferir uma homogenicidade tão desejada em todos os pontos da

superfície do compósito. A resina composta Grandio, também não apresentou

diferenças estatísticas significantes dentro dos grupos. Esta é classificada como

nanohíbrida e uma diferença marcante em relação as outras duas é a grande

porcentagem de agentes de carga presentes em sua formulação.

Gajewski (2005), relata que o ângulo de contato não se dá somente em

função das propriedades macroscópicas dos materiais sólidos e dos líquidos em

questão e sim, do somatório destas características com as propriedades

microscópicas dos mesmos. Zisman (1964), completa este pensamento dizendo que

o ângulo de contato é apenas sensível aos primeiros angstrons da superfície devido

a natureza das forças envolvidas no processo de molhabilidade. Embasado nestes

autores, podemos inferir que a química expressa na superfície de cada corpo de

prova, as condições do meio ambiente e a qualidade da superfície dos mesmos,

podem ser mais relevantes na influência dos resultado dos ângulos de contato.

A resina Admira possui como matriz orgânica Ormocer, polímeros siloxanos

orgânico-inorgânico, Bis-GMA, HEMA, UDMA, Fe2O3, TiO e TCB e em sua matriz

inorgânica, Ba-Al-Borosilicato, dióxido de silício (0,04-0,7µm – 78% em peso e 56%

em volume). A principal partícula inorgânica é um boro-silicato de AlBa e o dióxido

92

de silício e a parte orgânica, além do Ormocer possuir óxido férrico (Fe2O3) e óxido

de titânio (TiO), revelando a presença de cargas com alta energia de superfície, as

quais poderiam, em alguns corpos de prova, estar posicionadas mais na superfície,

acarretando em uma diminuição das medidas dos ângulos de contato. O material

orgânico que será polimerizado, fechando suas cadeias de carbono, provavelmente

interfere na expressão dessas partículas até mesmo em sua subsuperfície.

As resinas Filtek Z350 e Grandio, presentes no estudo, têm o diâmetro de

suas partículas inorgânicas na faixa descrita pelos fabricantes e autores em geral,

como sendo polímeros de nanocompósitos. Wu et al (2007), afirma ser bastante

critica a produção de uma dispersão uniforme das partículas inorgânicas na matriz

polimérica. Este fato é confirmado por Von Werne e Patten (2001). Fisicamente é

difícil promover misturas entre polímeros hidrofóbicos com partículas inorgânicas

hidrofílicas, podendo levar a uma fase de separação ou de aglomeração, resultando

segundo o autor, em alterações nas propriedades mecânicas, ópticas e elétricas. O

tratamento químico das partículas pode ser usado para aumentar a hidrofilia ou

hidrofobicidade das superfícies.

Klapdohr e Moszner (2005), analisaram em uma grande revisão sobre resinas

compostas, onde uma das conclusões pertinentes é que as interações da interface

matriz resinosa com a carga inorgânica aumenta significantemente quanto menor é

a partícula inorgânica e o processo de silanização incompleta tem tido um efeito

dramaticamente adverso de carregamento sobre o sistema da matriz. Aumentando o

número de grupamento silanol, faz com que o material seja mais hidrofílico e a

agregação das partículas resulta em uma fase de separação e pode reduzir também

as propriedades mecânicas. Para resolvermos estes problemas, materiais híbridos

orgânico-inorgânico baseado na polimerização de metacrilatos e sílica tem sido

preparados e são chamados de complexos de microparticulas. O metacrilato

polimérico, na partícula híbrida melhora a compatibilidade termodinâmica com a

matriz, resultando em um aumento da capacidade de molhabilidade e baixa de

energia de superfície da partícula e no entanto, aumenta a incorporação da partícula

dentro da resina. Baseados nestes autores, as suposições feitas anteriormente a

respeito da distribuição irregular das partículas inorgânicas na matriz resinosa das

resinas seguem norteando nossas conclusões a respeito dos resultados obtidos na

tabela 6.

93

Na tabela 6 e na figura 11, percebemos, para a resina Filtek Z350, que as

medidas tomadas para os ângulos de contato, em todas as combinações, não

variaram relevantemente. Podemos inferir a partir destes resultados que os corpos

de prova provenientes desta resina apresentaram uma maior homogenicidade

quanto a distribuição de seus componentes. Esta característica pode ter relevância

clínica visto que ao manter uma constância na maneira em que a matriz orgânica se

organiza com seus agentes de carga as propriedades mecânicas desta resina assim

as farão. Em contrapartida, a resina Admira foi a que apresentou maior quantidade

de variações em seus valores de ângulo de contato quando utilizados os dois

líquidos medidores e os dois aparelhos fotopolimerizadores, sendo a que teve maior

variabilidade das três resinas estudadas.

Analisando a tabela 11, onde temos as múltiplas comparações de Tukey

aplicadas a tabela 10 que indica os valores médios do total da energia superficial

calculada para cada resina com os respectivos dispositivos fotopolimerizadores,

vemos que não existiram diferenças estatísticas significativas entre eles. Pode-se

ver na figura 12 que o maior valor de energia superficial foi encontrado para a resina

Adimira, quando polimerizada por LED (40,17 mJ/cm2 ±4,804) e o menor para a

resina Grandio foto-ativada pela lâmpada convencional halógena (34,74mJ/cm2

±1,960). Os baixos desvios e erros padrão dão credibilidade aos resultados.

A falta de significância estatística entre as diferenças encontradas nos valores

de energia superficial das resinas (tabela 11), confirmam o fato de que os diferentes

tipos de aparelhos fotopolimerizadores usados para ativar o processo de

polimerização das resinas não influenciaram nestes resultados. Este resultado

confirma uma das hipóteses propostas no início do experimento. Os resultados

estão de acordo com os achados de Glantz (1971), apesar de que as resinas usadas

por estes autores são antigas e diferem consideravelmente em sua composição

química das que foram utilizadas em nosso estudo.

Milosevic (1992), estudando a adesão de películas salivares sobre resinas

compostas, colocou que os polímeros são geralmente conhecidos por sólidos de

baixa energia superficial, com valores em torno de 40mJ/cm2 e que as partículas de

carga inorgânicas são tidas como de alta energia superficial. Os resultados obtidos

em nossa pesquisa (tabela 10 e figura 12) estão de acordo com este autor, onde

apenas a resina Admira teve valores médios de energia superficial maiores que

40mJ/cm2 (40,17 mJ/cm2 ±4,804).

94

Usando o método harmônico para o cálculo da energia superficial, proposto

por Wu (1973), podemos dividir o valor total da energia de superfície nas

componentes dispersiva e polar. A componente dispersiva também é conhecida

pelas forças de Lifshitz-van der Waals, que são as forças de atração inter-

moleculares que fornecem coesão as estruturas determinando o estado da matéria.

Quando estas forças sobrepõem-se sobre a componente polar, tendem a aumentar

o ângulo de contato formado sobre essa superfície. Entre as principais forças de

Lifshitz-van der Waals estão as forças de Keesom e Deebye, as forças dispersivas

de London e as pontes de hidrogênio. A componente polar é conhecida também

pelas interações ácido-base de Lewis e ao contrário da componente dispersiva,

tende a reduzir o ângulo de contato de um líquido sobre um sólido. (VAN OSS,

2001).

Analisando a tabela 13, onde temos as médias dos valores das componentes

dispersivas e polares para cada grupo, vemos que em todos os casos, exceto para

resina Grandio polimerizada por LED, que os sólidos estudados possuem superfícies

consistindo de materiais de baixa energia superficial (<40mJ/cm2), como descrito por

Milosevic (1992) e segundo que todos são similares na molhabilidade, como nos

resultados de Glantz (1971).

Estes resultados reforçam a idéia de que estes dois dispositivos

fotopolimerizadores, com potências e comprimentos de onda descritos pelos

fabricantes, não influenciaram entre as resinas no que diz respeito a energia de

superfície. Ambos aparelhos emissores de luz, segundo Kanca III (1986), Uhl, Mills e

Jandt (2003b), Moon, Lee e Kim (2004), Nomoto, MacCabe e Hirano (2004),

Lindberg, Peutzfeldt e Dijken (2004), Uhl, Sigusch e Jandt (2004), Nitta (2005) e

Neumann et al (2006), polimerizam com sucesso incrementos de 2mm de espessura

no tempo de 40s, quando a ponta dos aparelhos pode ser colocada em íntimo

contato com o incremento e quando o foto-iniciador é a canforoquinona, como na

presente pesquisa.

Uhl, Sigusch e Jandt (2004), discutindo sobre conversão monomérica afirmam

que muitas resinas fotopolimerizáveis contém somente o foto-iniciador chamado

canforoquinona cuja absorção de luz é de no máximo 460nm (comprimento de

onda), confirmado por Park, Chae e Rawls (1999). Neste estudo, utilizamos resinas

cujos fotoiniciadores são apenas a canforoquinona. Alguns compósitos possuem

outros fotoiniciadores além deste outro que absorvem luz no comprimento abaixo

95

dos 400nm. Trabalhamos com uma intensidade de luz de 1000mW/cm2 para o LED

e de 500 a 600mW/cm2 para a lâmpada halógena e um comprimento de onda na

faixa de 465nm para o LED e 400 a 500nm para o halógeno, segundo os

fabricantes.

As intensidades de luz utilizadas para este estudo para os respectivos

aparelhos foram propositais, afim de reproduzir as condições clínicas e gerar alguma

discussão a respeito deste tema. A intensidade de luz produzida pelo VIP TM da

Bisco foi suficiente neste caso para polimerizar estas resinas, apesar de que grande

parte da energia produzida por ele seja desnecessária para a polimerização. Apenas

0,5% do total da energia fornecida por este tipo de aparelho é direcionada para

produzir luz no comprimento de onda da luz azul, a qual é captada pela

canforoquinona para produção de radicais livres que irão desencadear o processo

de polimerização, segundo Rueggeberg (1999).

Voltando a tabela 13, percebemos que quase a totalidade das resinas

apresentaram a componente polar ácido-base sobrepondo-se sobre a componente

dispersiva. As interações ácido-base de Lewis foram mais representativas na

molhabilidade dos polímeros testados, exceto para resina Grandio quando

polimerizada por LED onde as interações de Lifshitz-van der Waals expressaram

maior envolvimento no valor total da energia superficial livre deste sólido (γAB =

17,69 e γD= 21,06mJ/cm2).

Todas as resinas estudadas em nossa pesquisa são, como dito

anteriormente, sólidos de baixa energia superficial, isto é, apresentam uma baixa

capacidade de molhabilidade, fato importante para adesão da película salivar e

biofilmes bacterianos. A interação entre resinas e as proteínas salivares e bactérias

é complexa e provavelmente altamente específica (MILOSEVIC, 1992). Porém,

quanto menor a energia superficial de um sólido colocado no meio bucal, menor será

a deposição desta película e bactérias na superfície do mesmo. As características

ácido-básicas da restauração provavelmente terão forte influência na quantidade e

qualidade destas interações, entretanto, não é possível prever ante apenas estudos

isolados de energia superficial se uma resina é mais ou menos susceptível a

formação de placa bacteriana.

O gráfico representativo da correlação de Spearman aplicada aos valores

obtidos para energia superficial das três resinas compostas estudadas e a

96

intensidade de luz emitida por ambos dispositivos fotopolimerizadores, pode ser

visto na figura 13. As retas traçadas para cada resina interceptam-se em um ponto

mostrando a similaridade dos valores de energia superficial obtidos, também visto na

tabela 10, assim como, a correlação existente entre a intensidade de luz emitida

pelos dispositivos fotopolimerizadores e a energia superficial.

As figuras 14 e 15 são gráficos representativos dos resultados dos testes de

Spearman aplicados as resinas Grandio e Filtek Z350, correlacionando os valores

dos ângulos de contato obtidos para cada uma, quando o líquido medidor usado foi

o glicerol, com a intensidade de luz emitida pelo aparelho fotopolimerizador de luz

halógena.

Podemos observar na figura 14 a correlação existente entre os dois

parâmetros analisados, o que indica que para esta resina fotopolimerizável, quando

usado o glicerol como líquido medidor, os ângulos de contato obtidos estavam

relacionados a intensidade de luz produzida pelo aparelho fotopolimerizador. Este

fato não ocorre para a resina Filtek Z350, visto na figura 15, assim como para a

correlação de Spearman realizada para resina composta Filtek Z350, quando o

líquido utilizado foi a água deionizada e a fonte de luz foi o dispositivo do tipo LED

(figura 23, apêndice A).

Na figura 21 do apêndice A, pode-se ver a alta correlação existente entre os

ângulos de contato obtidos para as amostras da resina composta Admira e a

intensidade de 600mW/cm2 emitida pelo aparelho de luz halógena, quando o líquido

medidor foi a água. Ao alterar o líquido teste para o glicerol, a correlação entre os

ângulos de contato da resina composta Admira com a intensidade de luz do

aparelho de luz convencional halógena, passou a ser regular (figura 22, apêndice A).

Os corpos de prova da resina composta Filtek Z350 quando fotopolimerizados

por LED, apresentaram valores de ângulos de contato que possuíam baixa

correlação com a intensidade emitida por este aparelho, quando o líquido medidor

usada foi a água, segundo o teste de correlação de Spearman, visto na figura 23 do

apêndice A.

As figuras 24 e 25 do apêndice A são dois gráficos representativos das

correlações de Spearman realizadas entre os ângulos de contato obtidos para a

resina Grandio e a intensidade de luz emitida pelo aparelho fotopolimerizador de luz

halógena (550 e 600mW/cm2, respectivamente) quando utilizada a água como

líquido teste. Em ambos os casos, tem-se uma correlação regular entre estes dois

97

parâmetros. Alterando o líquido medidor para o glicerol, mantendo a intensidade de

luz emitida pelo fotopolimerizador de luz halógena em 550mW/cm2 e aplicando o

mesmo teste de correlação de Spearman, pode-se ver que existe uma alta

correlação entre os ângulos de contato obtidos sobre esta resina composta e a

intensidade de luz produzida pelo fotopolimerizador (figura 27, apêndice A).

Os ângulos de contato formados sobre as amostras da resina Admira com a

água deionizada possuem uma correlação regular para alta com a intensidade de luz

de 500mw/cm2 emitida pelo dispositivo de luz halógena, segundo o teste de

correlação de Spearman, como mostra a figura 26 do apêndice A.

Em vista dos fatos acima apresentados, pode-se inferir que a química

superficial de algumas amostras das resinas compostas estudas pode haver

causado forte influência em alguns resultados obtidos pelos testes de correlação de

Spearman.

102

CONCLUSÕES

99

8 CONCLUSÕES

Em vista dos resultados apresentados podemos concluir que:

1. O fotopolimerizador do tipo LED foi mais eficaz quanto a constância da

intensidade de luz produzida.

2. Não existiram diferenças estatisticamente significativas entre as médias dos

valores obtidos para a energia superficial das resinas compostas fotopolimerizáveis

testadas com os dois aparelhos fotopolimerizadores.

3. A energia superficial das resinas compostas fotopolimerizáveis estudadas

apresentou uma correlação com a intensidade de luz emitida pelos aparelhos

fotopolimerizadores, segundo os testes de correlação de Spearman.

4. Os ângulos de contato medidos entre as resinas compostas foram

significantemente diferentes, na maioria das comparações.

101

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

101

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114

APÊNDICE

115

APÊNDICE

Apêndice A – resultados obtidos pelos testes de Mann Whitney, ANOVA, Tukey, Wilcoxon e Spearman.

ADHALAGUA Parameter Value Table Analyzed Data Table-1 Columns A and B Mann Whitney test P value P<0.0001 Exact or approximate P value? Gaussian Approximation P value summary *** Are medians signif. different? (P < 0.05) Yes One- or two-tailed P value? Two-tailed Sum of ranks in column A,B 10960 , 6995 Mann-Whitney U 1109

Quadro 1 – representação dos resultados da análise estatística do teste de Mann Whitney. ADHALAGUA ADLEDAGUA Number of values 81 108 Minimum 48,7 62,1 25% Percentile 71,03 64,52 Median 72,2 66,26 75% Percentile 73,33 69,93 Maximum 75,5 72,57 Mean 71,44 66,96 Std. Deviation 3,653 3,079 Std. Error 0,4059 0,2963 Lower 95% CI 70,63 66,37 Upper 95% CI 72,25 67,55

Quadro 2 – representaoção dos resultados da análise estatística média, desvio e erro padrão.

116

ADHALGLI

Number of values 352

Minimum 64,5

25% Percentile 71,95

Median 74,6

75% Percentile 77,3

Maximum 84,7

Mean 74,45

Std. Deviation 3,924

Std. Error 0,2092

Lower 95% CI 74,04

Upper 95% CI 74,86

Normality Test

KS distance 0,03789

P value P > 0.10 Passed normality test (*=0.05)? Yes

P value summary ns Quadro 3 – representação dos resultados do teste de normalidade para ADHALGLI. ADLEDGLI

Number of values 70

Minimum 65,54

25% Percentile 69,79

Median 71,17

75% Percentile 73,26

Maximum 78,2

Mean 71,53

Std. Deviation 3,244

Std. Error 0,3877

Lower 95% CI 70,76

Upper 95% CI 72,31

Normality Test

KS distance 0,1223

P value P > 0.10 Passed normality test (*=0.05)? Yes

P value summary ns Quadro 4 – representação dos resultados do teste de normalidade para ADLEDGLI.

117

ADLEDGLI

Number of values 70

Minimum 65,54

25% Percentile 69,79

Median 71,17

75% Percentile 73,26

Maximum 78,2

Mean 71,53

Std. Deviation 3,244

Std. Error 0,3877

Lower 95% CI 70,76

Upper 95% CI 72,31

Normality Test

KS distance 0,1223

P value P > 0.10

Passed normality test (*=0.05)? Yes

P value summary ns

One sample t test

Theoretical mean 0

Actual mean 71,53

Discrepancy -71,53

95% CI of discrepancy 70.76 to 72.31

t, df t=184.5 df=69

P value (two tailed) P<0.0001

Significant (alpha=0.05)? Yes

Wilcoxon Signed Rank Test

Theoretical median 0

Actual median 71,17

Discrepancy -71,17

Sum of signed ranks (W) 2485

Sum of positive ranks 2485

Sum of negative ranks 0

P value (two tailed) P<0.0001

Exact or estimate? Gaussian Approximation

Significant (alpha=0.05)? Yes Quadro 5 – representação dos resultados da análise estatística do teste de Wilcoxon para ADLEDGLI.

118

GRALEDAGUA ADMLEDAGUA One site binding (hyperbola) Best-fit values BMAX 91,5 84,89 KD 249,6 242,4 Std. Error BMAX 2,52E+06 3,94E+06 KD 3,44E+07 5,77E+07 95% Confidence Intervals BMAX 0.0 to 4.9334e+006 0.0 to 7.7263e+006 KD 0.0 to 6.7372e+007 0.0 to 1.1308e+008 Goodness of Fit Degrees of Freedom 388 388 R² 0 3,33E-16 Absolute Sum of Squares 14455 20647 Sy.x 6,104 7,295 Constraints BMAX BMAX > 0.0 BMAX > 0.0 KD KD > 0.0 KD > 0.0 Data Number of X values 390 443 Number of Y replicates 1 1 Total number of values 390 390 Number of missing values 0 53

Quadro 6 – representação dos resultados da análise estatística para GRALEDAGUA e ADMLEDAGUA. admhalo admled grahal graled filhal filled Number of values 6 6 6 5 6 6 Minimum 33,83 34,76 32,46 33,3 36,01 33,61 25% Percentile 34,1 36,19 32,63 34,38 36,27 35,78 Median 35,56 38,46 34,99 38,97 38,62 38,62 75% Percentile 38,74 45,88 36,61 45,11 40,8 40,97 Maximum 40,08 47,93 36,91 48,03 41,74 41,2 Mean 36,13 40,17 34,74 39,59 38,56 38,45 Std. Deviation 2,293 4,804 1,96 5,808 2,119 2,735 Std. Error 0,9359 1,961 0,8002 2,598 0,8651 1,117 Lower 95% CI of mean 33,72 35,13 32,68 32,38 36,34 35,58 Upper 95% CI of mean 38,53 45,22 36,8 46,8 40,79 41,32 Sum 216,8 241 208,5 197,9 231,4 230,7

Quadro 7 – representação das médias dos valores de energia superficial, desvios e erros padrão.

119

FILHALGLI FILHALAGUA Number of values 69 80 Minimum 60,75 58,8 25% Percentile 63,4 65,2 Median 64,7 67,53 75% Percentile 67,73 69,7 Maximum 72,25 75,8 Mean 65,57 67,22 Std. Deviation 2,802 4,334 Std. Error 0,3373 0,4846 Lower 95% CI 64,9 66,26 Upper 95% CI 66,25 68,19 Normality Test KS distance 0,1298 0,1702 P value P > 0.10 0,0194 Passed normality test (*=0.05)? Yes No P value summary ns *

Quadro 8 – representação dos resultados do teste de normalidade para FILHALGLI e FILHALAGUA. granHalagua granLedagua Number of values 70 70 Minimum 69,77 69,23 25% Percentile 72,41 71,27 Median 73,47 73,21 75% Percentile 74,51 74,83 Maximum 77,55 75,87 Mean 73,64 72,97 Std. Deviation 1,636 2,034 Std. Error 0,1956 0,2431 Lower 95% CI 73,25 72,48 Upper 95% CI 74,03 73,45 Normality Test KS distance 0,08707 0,2104 P value P > 0.10 0,0041 Passed normality test (*=0.05)? Yes No P value summary ns **

Quadro 9 – representação dos resultados do teste de normalidade para GRAHALAGUA e GRALEDAGUA.

120

granHalGli granLedGli Number of values 60 100 Minimum 71,8 51,5 25% Percentile 72,91 55,5 Median 74,53 59,43 75% Percentile 75,46 62,53 Maximum 77 64,32 Mean 74,35 59,19 Std. Deviation 1,521 3,78 Std. Error 0,1964 0,378 Lower 95% CI 73,96 58,44 Upper 95% CI 74,75 59,94 Normality Test KS distance 0,1149 0,1698 P value P > 0.10 0,0063 Passed normality test (*=0.05)? Yes No P value summary ns **

Quadro 10 – representação dos resultados do teste de normalidade para GRAHALGLI e GRANLEDGLI. ADMHALGLI ADMLEDGLI Number of values 60 70 Minimum 70,73 65,54 25% Percentile 73,38 69,79 Median 74,47 71,17 75% Percentile 75,27 73,26 Maximum 77,68 78,2 Mean 74,38 71,53 Lower 95% CI 74 70,76 Upper 95% CI 74,76 72,31 Normality Test KS distance 0,1004 0,1223 P value P > 0.10 P > 0.10 Passed normality test (*=0.05)? Yes Yes P value summary ns ns

Quadro 11 – representação dos resultados do teste de normalidade para ADMHALGLI e ADMLEDGLI.

121

ADMHALAGUA ADMLEDAGUA Number of values 81 108 Minimum 48,7 62,1 25% Percentile 71,03 64,52 Median 72,2 66,26 75% Percentile 73,33 69,93 Maximum 75,5 72,57 Mean 71,44 66,96

Std. Deviation 3,653 3,079 Std. Error 0,4059 0,2963 Lower 95% CI 70,63 66,37

Upper 95% CI 72,25 67,55 Quadro 12 – representação dos resultados de médias, desvios e erros padrão. AdmHal AdmLED GraHal GraLED FilHal FilLED Number of values 6 6 6 5 6 6 Minimum 33,83 34,76 32,46 33,3 36,01 33,61 25% Percentile 34,1 36,19 32,63 34,38 36,27 35,78 Median 35,56 38,46 34,99 38,97 38,62 38,62 75% Percentile 38,74 45,88 36,61 45,11 40,8 40,97 Maximum 40,08 47,93 36,91 48,03 41,74 41,2 Mean 36,13 40,17 34,74 39,59 38,56 38,45 Std. Deviation 2,293 4,804 1,96 5,808 2,119 2,735 Std. Error 0,9359 1,961 0,8002 2,598 0,8651 1,117 Lower 95% CI of mean 33,72 35,13 32,68 32,38 36,34 35,58 Upper 95% CI of mean 38,53 45,22 36,8 46,8 40,79 41,32 Normality Test KS distance 0,2578 0,2808 0,2716 0,1613 0,1647 0,2589

P value P > 0.10 P > 0.10

P > 0.10

P > 0.10

P > 0.10

P > 0.10

Passed normality test (alpha=0.05)? Yes Yes Yes Yes Yes Yes P value summary ns ns ns ns ns ns Wilcoxon Signed Rank Test Theoretical median 0 0 0 0 0 0 Actual median 35,56 38,46 34,99 38,97 38,62 38,62 Discrepancy -35,56 -38,46 -34,99 -38,97 -38,62 -38,62 Sum of signed ranks (W) 21 21 21 15 21 21 Sum of positive ranks 21 21 21 15 21 21 Sum of negative ranks 0 0 0 0 0 0 P value (two tailed) 0,0156 0,0156 0,0156 0,0313 0,0156 0,0156 Exact or estimate? Exact Exact Exact Exact Exact Exact Significant (alpha=0.05)? Yes Yes Yes Yes Yes Yes Sum 216,8 241 208,5 197,9 231,4 230,7

Quadro 13 – representação dos resultados da análise estatística do teste de Wilcoxon. Parameter Value

122

Table Analyzed Data 1 One-way analysis of variance P value P<0.0001 P value summary *** Are means signif. different? (P < 0.05) Yes Number of groups 12 F 124,1 R squared 0,6225 Bartlett's test for equal variances Bartlett's statistic (corrected) 178 P value P<0.0001 P value summary *** Do the variances differ signif. (P < 0.05) Yes ANOVA Table SS df MS Treatment (between columns) 15850 11 1441 Residual (within columns) 9614 828 11,61 Total 25470 839

Tukey's Multiple Comparison Test Mean Diff. q P value 95% CI of diff

admira hal agua vs filtec hal agua 4,22 10,36 P < 0.001 2.309 to 6.131

admira hal agua vs grandio hal agua -2,2 5,402 P < 0.05 -4.111 to -

0.2893

admira hal agua vs admira hal gli -3,01 7,391 P < 0.001 -4.921 to -

1.099 admira hal agua vs filtec hal gli 5,87 14,41 P < 0.001 3.959 to 7.781

admira hal agua vs grandio hal gli -2,91 7,145 P < 0.001 -4.821 to -

0.9993 admira hal agua vs admira led agua 4,48 11 P < 0.001 2.569 to 6.391 admira hal agua vs filtec led agua 3,82 9,38 P < 0.001 1.909 to 5.731

admira hal agua vs grandio led agua -1,53 3,757 P > 0.05 -3.441 to 0.3807

admira hal agua vs admira led gli -0,09 0,221 P > 0.05 -2.001 to 1.821 admira hal agua vs filtec led gli 4,11 10,09 P < 0.001 2.199 to 6.021 admira hal agua vs grandio led gli 12,25 30,08 P < 0.001 10.34 to 14.16

filtec hal agua vs grandio hal agua -6,42 15,76 P < 0.001 -8.331 to -

4.509

filtec hal agua vs admira hal gli -7,23 17,75 P < 0.001 -9.141 to -

5.319

filtec hal agua vs filtec hal gli 1,65 4,051 P > 0.05 -0.2607 to

3.561

filtec hal agua vs grandio hal gli -7,13 17,51 P < 0.001 -9.041 to -

5.219 filtec hal agua vs admira led agua 0,26 0,6384 P > 0.05 -1.651 to 2.171 filtec hal agua vs filtec led agua -0,4 0,9822 P > 0.05 -2.311 to 1.511

filtec hal agua vs grandio led agua -5,75 14,12 P < 0.001 -7.661 to -

3.839

filtec hal agua vs admira led gli -4,31 10,58 P < 0.001 -6.221 to -

2.399 filtec hal agua vs filtec led gli -0,11 0,2701 P > 0.05 -2.021 to 1.801 filtec hal agua vs grandio led gli 8,03 19,72 P < 0.001 6.119 to 9.941 grandio hal agua vs admira hal gli -0,81 1,989 P > 0.05 -2.721 to 1.101 grandio hal agua vs filtec hal gli 8,07 19,81 P < 0.001 6.159 to 9.981 grandio hal agua vs grandio hal gli -0,71 1,743 P > 0.05 -2.621 to 1.201 grandio hal agua vs admira led agua 6,68 16,4 P < 0.001 4.769 to 8.591 grandio hal agua vs filtec led agua 6,02 14,78 P < 0.001 4.109 to 7.931

123

grandio hal agua vs grandio led agua 0,67 1,645 P > 0.05 -1.241 to 2.581

grandio hal agua vs admira led gli 2,11 5,181 P < 0.05 0.1993 to

4.021 grandio hal agua vs filtec led gli 6,31 15,49 P < 0.001 4.399 to 8.221 grandio hal agua vs grandio led gli 14,45 35,48 P < 0.001 12.54 to 16.36 admira hal gli vs filtec hal gli 8,88 21,8 P < 0.001 6.969 to 10.79 admira hal gli vs grandio hal gli 0,1 0,2455 P > 0.05 -1.811 to 2.011 admira hal gli vs admira led agua 7,49 18,39 P < 0.001 5.579 to 9.401 admira hal gli vs filtec led agua 6,83 16,77 P < 0.001 4.919 to 8.741

admira hal gli vs grandio led agua 1,48 3,634 P > 0.05 -0.4307 to

3.391 admira hal gli vs admira led gli 2,92 7,17 P < 0.001 1.009 to 4.831 admira hal gli vs filtec led gli 7,12 17,48 P < 0.001 5.209 to 9.031 admira hal gli vs grandio led gli 15,26 37,47 P < 0.001 13.35 to 17.17

filtec hal gli vs grandio hal gli -8,78 21,56 P < 0.001 -10.69 to -

6.869

filtec hal gli vs admira led agua -1,39 3,413 P > 0.05 -3.301 to 0.5207

filtec hal gli vs filtec led agua -2,05 5,034 P < 0.05 -3.961 to -

0.1393

filtec hal gli vs grandio led agua -7,4 18,17 P < 0.001 -9.311 to -

5.489

filtec hal gli vs admira led gli -5,96 14,63 P < 0.001 -7.871 to -

4.049

filtec hal gli vs filtec led gli -1,76 4,321 P > 0.05 -3.671 to 0.1507

filtec hal gli vs grandio led gli 6,38 15,67 P < 0.001 4.469 to 8.291 grandio hal gli vs admira led agua 7,39 18,15 P < 0.001 5.479 to 9.301 grandio hal gli vs filtec led agua 6,73 16,52 P < 0.001 4.819 to 8.641

grandio hal gli vs grandio led agua 1,38 3,388 P > 0.05 -0.5307 to

3.291

grandio hal gli vs admira led gli 2,82 6,924 P < 0.001 0.9093 to

4.731 grandio hal gli vs filtec led gli 7,02 17,24 P < 0.001 5.109 to 8.931 grandio hal gli vs grandio led gli 15,16 37,22 P < 0.001 13.25 to 17.07 admira led agua vs filtec led agua -0,66 1,621 P > 0.05 -2.571 to 1.251

admira led agua vs grandio led agua -6,01 14,76 P < 0.001 -7.921 to -

4.099

admira led agua vs admira led gli -4,57 11,22 P < 0.001 -6.481 to -

2.659 admira led agua vs filtec led gli -0,37 0,9085 P > 0.05 -2.281 to 1.541 admira led agua vs grandio led gli 7,77 19,08 P < 0.001 5.859 to 9.681

filtec led agua vs grandio led agua -5,35 13,14 P < 0.001 -7.261 to -

3.439

filtec led agua vs admira led gli -3,91 9,6 P < 0.001 -5.821 to -

1.999 filtec led agua vs filtec led gli 0,29 0,7121 P > 0.05 -1.621 to 2.201 filtec led agua vs grandio led gli 8,43 20,7 P < 0.001 6.519 to 10.34

grandio led agua vs admira led gli 1,44 3,536 P > 0.05 -0.4707 to

3.351 grandio led agua vs filtec led gli 5,64 13,85 P < 0.001 3.729 to 7.551 grandio led agua vs grandio led gli 13,78 33,84 P < 0.001 11.87 to 15.69 admira led gli vs filtec led gli 4,2 10,31 P < 0.001 2.289 to 6.111 admira led gli vs grandio led gli 12,34 30,3 P < 0.001 10.43 to 14.25 filtec led gli vs grandio led gli 8,14 19,99 P < 0.001 6.229 to 10.05

Quadro 14 – representação dos resultados da análise estatística de Tukey para os ângulos de contato,líquidos medidores e fotopolimerizadores.

124

125

126

127

128

129

130

ANEXOS

131

ANEXOS

Anexo A – apresentação comercial das resinas compostas fotopolimerizáveis testadas.

Figura 28 – Apresentação comercial, resina composta Admira (VOCO).

Figura 29 – Apresentação comercial, resina composta Filtek Z350 (3M ESPE).

132

Figura 30 – Apresentação comercial, resina composta Grandio (VOCO).

Anexo B – Apresentação comercial dos aparelhos fotopolimerizadores.

Figura 31 – Apresentação comercial, VIP TM (Bisco).

Fonte: Disponível em: <http://www.newimage.com.br/index_02.php?menu=02&id_secao=2&id_pro=54>. Acesso em:

24 jun, 2007. 18.28.00.

Figura 32 – Apresentação comercial, Elipar Freelight II (3M ESPE).

Fonte: Disponível em: <http://www.tedegal.com/1eb314140.jpg>. Acesso em: 21 jun, 2007. 9.52.00.

133

Anexo C – apresentação de fórmulas estruturais químicas.

Figura 33- Fórmula estrutural química do Bis-GMA em TEG-DMA (trietileno glicol dimetacrilato). Fonte: NAMEN, F.M. Adesivos dentinários. In: GALAN JR, J. Materiais Dentários : o essencial para o estudante e clinico geral. São Paulo: Santos, 1999. cap. 5, p. 49-60.

Figura 34 - Fórmula estrutural química do NTG-GMA.

Fonte: NAMEN, F.M. Adesivos dentinários. In: GALAN JR, J. Materiais Dentários : o essencial para o estudante e clinico geral. São Paulo: Santos, 1999. cap. 5, p. 49-60.

Figura 35 - Fórmula estrutural química do NPG-GMA (N-fenil- glicina glicidil- metacrilato).

Fonte: NAMEN, F.M. Adesivos dentinários. In: GALAN JR, J. Materiais Dentários : o essencial para o estudante e clinico geral. São Paulo: Santos, 1999. cap. 5, p. 49-60.

Figura 36 - Fórmula estrutural química do UDMA ( Uretana dimetacrilato).

134 Fonte: GALAN JR, J. Materiais Dentários : o essencial para o estudante e clinico geral. São Paulo:

Santos, 1999.

Figura 37 – Fórmula estrutural química do HEMA.

Fonte: GALAN JR, J. Materiais Dentários : o essencial para o estudante e clinico geral. São Paulo: Santos, 1999.

Figura 38 – Fórmula estrutural química da canforoquinona.

Fonte: GALAN JR, J. Materiais Dentários : o essencial para o estudante e clinico geral. São Paulo: Santos, 1999.

Figura 39 - Fórmula estrutural química do TEGDMA (Trietileno glicol dimetacrilato).

Fonte: CRAIG, R.G; POWERS J.M. Materiais dentários restauradores . 11. ed. São Paulo: Santos, 2004.

135

Figura 40 -Fórmula estrutural química do Silano.

Fonte: CRAIG, R.G; POWERS J.M. Materiais dentários restauradores . 11. ed. São Paulo: Santos, 2004.

Figura 41 - Fórmula estrutural química da Uretana.

Fonte: Disponível em:<http://ntp.niehs.nih.gov/ntp/roc/eleventh/profiles/s184uret.pdf>. Acesso em: 15 ago. 2007. 20.30.00.

Figura 42 - Unidades estruturais do Ormocer. Fonte: Karl-Heinz Haas; Klaus Rose. Hybrid inorganic/organic polymers with nanoscale building blocks: precursors, processing, properties and applications. Rev Adv Mater Sci, v. 5, p. 47-52, 2003.

Cadeia inorgânica (vidro, cerâmica)

Cadeia inorgânica modificada (silicone)

Ligação cruzada orgânica, cadeia inorgânica-orgânica (polímero híbrido)

Cadeia orgânica (polímero orgânico)

INORGÂNICO ORGÂNICO

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