BR102015018801B1 - Composição restauradora dental - Google Patents

Abstract

composição restauradora dental. a presente invenção refere-se a uma composição restauradora dental com propriedades físicas ampliadas diante das de igual indicação disponíveis no mercado afim.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção diz respeito a uma composição restauradora dental com propriedades físicas ampliadas diante das de igual indicação disponíveis no mercado afim.

Estado da Arte

[002] Existem relatos na história da humanidade sobre a arte do exercício da Odontologia, datados de 3000 a.C., no entanto a Odontologia moderna surgiu em 1728 quando Fauchard, considerado por muitos como "o pai da Odontologia" publicou um tratado descrevendo vários tipos de restaurações dentárias. Em meados do século XIX os primeiros estudos sobre o amálgama dental trouxeram mais cientificidade para os métodos de pesquisa de então e em 1895 com a entrada definitiva de Black no âmbito das pesquisas científicas estes estudos e achados esporádicos, assumiram um caráter consistente, não só na área da dentisteria, mas em todos os campos da Odontologia existentes na época.

[003] Em 1919, por solicitação do exército americano, o National Bureau of Standards (atual National lnstitute of Standards and Technology (NIST)) desenvolve estudos mais aprofundados sobre os materiais dentários e suas respectivas manipulações, nove anos depois tal entidade foi englobada pela American Dental Association (ADA) e os estudos tomaram enormes proporções além de se subdividirem em categorias como: propriedades físicas, propriedades químicas, comportamento clínico dos materiais, criação de novos materiais, instrumentais, metodologias de pesquisa e tecnologias para testes.

[004] Em meados da década de 50, Buonocore, Willeman, Brudevold (1956), descrevem em detalhes sobre o que seriam as primeiras experiências com maior grau de cientificidade sobre a adesão de materiais restauradores ao dente humano, mais especificamente à dentina, através do uso dos ataques ácidos a esta superfície e da posterior aplicação de adesivos, mesmo os utilizados para a então empregada resina acrílica observaram as melhorias no tocante a resistência de união resina/dente e a solubilidade das margens em avaliações que duraram cinco meses.

[005] O incremento de partículas de sílica fundidas incolor, tratadas com vinil silano, à matriz epóxica da resina acrílica por Bowen (1956), trouxe um grande ganho de qualidade, no concernente ao aumento da estabilidade dimensional e menor solubilidade, até então maiores problemas das resinas existentes para restaurações dentárias. O sistema bis fenol A glicidil metacrilato (bis-GMA), desenvolvido seis anos antes e patenteado pelo mesmo Bowen apenas em (1962) gerava ao final do processo menor contração de polimerização por promover ligações cruzadas de amplas moléculas, principalmente duplas ligações carbono (C=C) dos grupos metacrilatos presentes na molécula, porém, ainda havia graves problemas como infiltrações marginais, fraturas e grandes desgastes superficiais. O desenvolvimento do bis-GMA deu, portanto, início à era odontológica dos compósitos.

[006] O desenvolvimento das resinas compostas vem sendo perseguido desde então. Todas as pesquisas atuais apontam para a incorporação de partículas de reforço inorgânicas de proporções e formatos diferenciados como já suscitava Philips (1998).

[007] Os compósitos atuais, disponíveis no mercado, diferem pouco, ou quase nada, em sua composição, oriunda desse processo evolutivo. As resinas de macropartículas, praticamente não existem mais já que devido ao tamanho das partículas inorgânicas apresentavam lisura superficial insatisfatória. As resinas microparticuladas apesar de apresentarem polimento excelente, têm como inconveniente um alto índice de contração de polimerização devido a pouca porcentagem de carga em peso dessas resinas. Hoje em dia são indicadas para aplicação de uma camada superficial nas restaurações estéticas dos dentes anteriores. Com o intuito de associar as vantagens das resinas de macro e micropartículas, surgiram as resinas híbridas e microhíbridas, que representam atualmente o maior contingente de marcas comerciais, e segundo os fabricantes, apresentam indicação "universal", podendo ser associadas para a obtenção de melhores resultados.

[008] Os compósitos podem diferir também em relação ao seu escoamento, existem hoje as chamadas resinas flow e compactável. A primeira apresenta alta fluidez sendo indicada para cavidades ultraconservadoras e como forramento em restaurações de dentes posteriores com o intuito de funcionar como um amortecedor de choques devido ao baixo módulo de elasticidade. Segundo MESQUITA (2006) existem resinas para forramento de restaurações posteriores que apresentam dureza semelhante à da dentina, evitando assim risco de fratura. Já as compactáveis, tem como proposta restaurar dentes posteriores devido às melhores propriedades mecânicas e físicas.

[009] As resinas mais atuais têm demonstrado que não apenas a quantidade de carga vem sendo alvo de estudos como também seu formato, composição e distribuição, na tentativa de incrementar suas propriedades físicas e ópticas. Por isso, têm se dado bastante enfoque na chamada nanotecnologia, que segundo URE (2003) consiste na manipulação e medida de materiais na escala de abaixo de 100 nanômetros. Esses novos materiais apresentam partículas inorgânicas variando de 20 a 75nm, o que diminui a contração de polimerização e promove uma lisura superficial bastante satisfatória. Pesquisas clínicas têm sido realizadas para avaliar o desempenho desses novos tipos de resina composta. MAHMOUD et al. (2008) em um acompanhamento de 02 anos verificaram uma performance clínica bastante aceitável e semelhante à de uma resina micro-híbrida.

[010] Apesar de ter-se em mãos esse verdadeiro arsenal de materiais, nenhuma resina composta atingiu excelência de um material restaurador ideal. São previstas melhoras consideráveis nas formulações das resinas às expensas desta nanotecnologia.

Fundamentos da Invenção

[011] A beleza física é sem dúvida um dos atributos mais cobiçados pelas sociedades de todos os tempos, mais de forma muito mais veemente pelas atuais. A estética varia de acordo com os olhos de quem vê, e é por isso, extremamente subjetiva e dificilmente quantificável. Porém, é indiscutível a importância do sorriso em qualquer tipo de cultura, para a harmonia facial.

[012] Através das primeiras experiências, realmente de cunho científico, sobre a adesão de materiais às estruturas dentárias humanas, feitas por Buonocore, et al (1956), e a propósito da inclusão de partículas de sílica fundidas incolor, tratadas com vinil silano, à matriz epóxica da resina acrílica, utilizada até então como o material restaurador mais estético, e a respeito do sistema bis fenol A glicidil metacrilato (bis-GMA), desenvolvido seis anos antes e patenteado por Bowen apenas em (1962), deu-se início à era odontológica dos compósitos. Desde então, a grande maioria das pesquisas sobre resina composta para uso odontológico, que visam suas melhorias mecânicas, como afirma Bayne, Heymann e Swift Jr. (1994) e Philips em 1996, aponta para o melhoramento das partículas inorgânicas de carga, tanto no concernente à sua forma e tamanho, quanto no tocante à sua dispersão na matriz orgânica.

[013] Com a evolução das pesquisas diversas classificações surgiram para estes materiais, considerando seu emprego/indicação clínica, tamanho e/ou forma de partículas inorgânicas, entre tantas outras formas de conceito. O que é uma constante é a busca para que os compósitos resinosos para restaurações dentárias diretas apresentem propriedades mecânicas como resistência ao desgaste, à tração diametral e à compressão, suficientes para oferecer resistência ao elemento dentário, como asseguram Dang e Sarret (1999), Suzuki (1999) e Rudell, et al (1999). E isto deve ser independente de sua categorização.

[014] O que é ratificado pela literatura, é que os compósitos resinosos são os materiais para restaurações dentárias diretas mais versáteis e confiáveis atualmente no mercado. Dentre suas principais vantagens estão destacadamente a possibilidade de conservação da estrutura dental, em decorrência de sua adesividade, e a estética, entretanto, suas principais desvantagens residem no fato da sua contração de polimerização, e, na resistência mecânica relativa, e bastante dependente, biológica e mecanicamente, do ecossistema bucal do paciente que a recebe.

[015] Do ponto de vista técnico científico e prático, o ideal seria que uma resina, considerada como universal, atendesse como material restaurador dentário, aos pré- requisitos peculiares aos dentes anteriores e posteriores ao mesmo tempo.

[016] Para ser considerada como universal, ou seja, ter como indicações primordiais preparos cavitários Classes I, II, III, IV e V de Black, uma resina restauradora odontológica direta deve apresentar como características: manipulação fácil e rápida (não pegajosa); fácil de ser esculpida; excelente acabamento e polimento; seleção de cores rápida e precisa; efeito camaleão, proporcionando uma perfeita combinação de cores com o dente natural; três níveis de translucidez, proporcionando efeitos cromáticos naturais quando utilizada a técnica de estratificação.

[017] Diante de algumas fragilidades, especialmente mecânicas novos estudos apontaram para o desenvolvimento de materiais mais duros.

[018] Para autores como Jordan e Suzuki (1991), os compósitos tem ampla vantagem sobre materiais metálicos na restauração de dentes posteriores, não só pela ausência do mercúrio e pela baixa condutibilidade térmica, mas principalmente pela união à estrutura dentária. Mondelli (1995) refere-se às resinas para dentes posteriores como alternativas e não substitutas do amálgama, principalmente quando se considera que estas últimas ainda são bastante usadas no mundo, seja por fatores sócio-econômicos, seja pela credibilidade do material. Nash et al (2001), concordando com a afirmativa anterior opina que rapidamente tais compósitos assumirão o lugar do amálgama.

[019] No intuito de oferecer ao dentista um material estético e ao mesmo tempo mais resistente aos esforços mastigatórios do paciente surgiram as resinas condensáveis, seu maior número de partículas de carga e seu formato irregular dificultam o deslizamento e favorece a compactação do material na cavidade, e é esta característica da manipulação que dá a sensação aooperador de condensação para Leinfelder, et al (1999).Porém, também emdecorrência desta característica seu módulo de Young reflete em maior possibilidade de fratura por compressão.

[020] Segundo Busato (1996), Baratieri, et al (1999), Choi, et al (2000) e Manhart (2001), a finalidade do surgimento das resinas compactáveis, foi aliar a qualidade cosmética das resinas, às facilidades técnicas do amálgama em dentes posteriores. Suas grandes vantagens vieram com o aumento da viscosidade e da presença de muitas partículas grandes misturadas com cargas micrométricas e conseqüentemente melhor capacidade da condensação do material à cavidade, a menor contração volumétrica e o aumento considerável da resistência mecânica e ao desgaste, maior profundidade de polimerização e alta rigidez. As desvantagens seriam a cor,em decorrência do índice de refração e a maior dificuldade de acabamento e polimento.

[021] Diante do exposto, e visando a diminuição dos atributos indesejáveis observados científica e clinicamente para as composições restauradoras dentais diretas, adveio o desenvolvimento desta composição restauradora dental que ora pleiteia-se a presente invenção.

[022] A carga empregada como agregadora de valor a composição restauradora dental e motivo do pedido desta patente inédita é a diatomita, que de acordo com Joly (1966), Bicudo e Bicudo (1970) e Moro, et al (1981) é uma rocha sedimentar constituída pela acumulação de carapaças de algas de diatomáceas que são algas microscópicas, unicelulares, pertencentes à divisão do reino vegetal Chrysophyta e à classe das Bacillariophyceae, ordem bacillares, possuindo células completas contendo membrana, núcleo e protoplasma.

[023] Para Kadey e Frederic (1975) e Moro et al (1977) o crescimento e a reprodução destas algas só se dá em condições ambientais favoráveis, ou seja, em meio não tóxico onde haja também condições adequadas para a ocorrência da fotossíntese (bacias rasas), rico em nutrientes e sílica.

[024] Ciemil (2004) relata que a vida média dessas algas é de 24 horas e cada indivíduo pode dar origem até 100 milhões de descendentes num período de 30 dias. Tais fatores nos fizeram acreditar no seu potencial para melhorar as propriedades mecânicas da referida composição de partida, pois devido a sua origem apresenta quimicamente alto teor de sílica e baixos teores de Al203, CaO, MgO e demais impurezas, segundo Santos (1982).

[025] Smith (1962) estudando sobre a diatomita e suas possíveis aplicações em materiais odontológicos como no alginato descobriu que este pó aumentava a rigidez do gel do hidrocolóide irreversível, tornando sua textura mais lisa e lhe conferindo superfície de consistência firme e não pegajosa. Foi este o primeiro relato oficial na literatura sobre o uso de diatomita em materiais de uso odontológico.

[026] Observando a grande capacidade de embeber líquidos em decorrência de sua alta porosidade, Zimmermmann (1976), diz que a rocha diatomífera é bastante versátil, seja na Odontologia ou em outras áreas de conhecimento, como, por exemplo, para remover a cor de águas contaminadas por metais coloridos.

[027] Sua versatilidade e suas propriedades químicas convergem para uma incorporação favorável desta as resinas dentárias como a bis-GMA, ou outras pré-carregadas, na fase de industrialização. Uma das vantagens é que a diatomita atua como um material inerte, sem reagir quimicamente com a resina, mas atuando pura e simplesmente como uma carga e/ou reforço que propiciam aos materiais boas propriedades mecânicas, uma vez que permite uma razoável permeação de líquidos através si.

[028] A Odontologia enquanto ciência caminha hoje visando não só a reabilitação bucal do indivíduo, mais ganho em sua qualidade de vida sistêmica. Cada vez aumenta mais a importância de criar interfaces e laços com áreas de conhecimento que durante muitos anos pareceram não poder ser afins, como Odontologia e Ciência e Engenharia de Materiais.

[029] Assim, exibe-se aqui um material restaurador odontológico inédito, sintetizado e devidamente caracterizado, que se destina tanto para emprego em dentes anteriores, como dentes posteriores, portanto, tem empregabilidade universal enquanto material restaurador direto, em decorrência de suas propriedades físicas superiores as das resinas comercializadas atualmente.

[030] No sentido de evitar qualquer conflito com composições de compósitos restauradores dentais já existentes, é importante destacar os itens que se seguem.

[031] Existem presentemente no mercado várias formas de sílicas (Si02) incorporadas ao materiais compósitos restauradores dentais: sílicas cristalinas, vítreas e amorfas, sílica gel,sílica coloidal, entre outras.

[032] Dentre as mais usuais que desempenham a função de carga estrutural do compósito merece destaque o quartzo, que é a forma mais comum de sílica. Há ainda a sílica fumada (fumed sílica), que é uma sílica pirogênica, hidrofílica e tixotrópica. É obtida industrialmente e produzida numa chama. Consiste de gotas microscópicas de sílica amorfa fundida em cadeias ramificadas em partículas tridimensionais que então se aglomeram em partículas terciárias. O pó resultante tem uma densidade extremamente baixa e alta área e superfície. Sua estrutura, tridimensional resulta num tixotrópico aumento de viscosidade, comportamento que encerra quando usado como espessante ou carga de reforço. A sílica fumada tem um efeito espessante muito intenso. A partícula primária é de 5,0 a 50,0 nm. As partículas são NÃO POROSAS, e tem como área de superfície de 50 a 600 m2 e densidade de 60 a 1 09 kg/cm3. Outra apresentação é a sílica coloidal que resulta da suspensão de partículas esféricas, finas, amorfas e NÃO POROSAS de sílica.

[033] Portanto, para demonstrar esta invenção como tendo caráter de inovação, ratifica- se que nenhuma sílica, descrita atualmente no mundo como componente de uma composição restauradora dental fotopolimerizável ou selante de fóssulas e de fissuras fotopolimerizável, exibe as características estruturais da DIATOMITA. Tipo de sílica empregada nesta composição restauradora dental que ora pleiteia este pedido de patente. Tal sílica confere a esta composição inovadora e inédita, propriedades físico-químicas que o diferem dos demais de mesma linhagem industrial e de igual empregabilidade clínica. Pode-se destarte destacar a sua porosidade. Todas as outras sílicas, empregadas na indústria de compósitos restauradores dentais, apresentam arranjo estrutural que não permite a permeação de nenhum outro componente do compósito através de si, diferentemente da diatomita, como se pode perceber na imagem a seguir, que ostenta poros em toda sua superfície e corpo, poros estes de dimensões nanométricas. Em razão disto somente a diatomita pode conferir a uma composição para restauração dental, ascaracterísticas citadas neste pedido de invenção.

Breve Descrição das Figuras

[034] -Figura 1: Imagens obtidas através de MEV do pó da diatomita (frústulas diatomáceas).

[035] -Figura 2: Imagem obtida através de MEV do pó da diatomita (frústulas diatomáceas) medição poros em nanômetros.

[036] -Figura 3: A curva isoterma de adsorção revela que a diatomita tem a característica de microporos superficiais.

[037] -Figura 4: A curva termogravimétrica da diatomita apresenta um percentual de umidade muito pequeno, o que é demonstrado pelo caráter linear que assume até a temperatura máxima de 600°C.

[038] -Figura 5: Curva termogravimétrica e termogravimetria derivada da composição sem a adição de diatomita.

[039] -Figura 6: Curva termogravimétrica e termogravimetria derivada da composição acrescida de diatomita.

[040] -Figura 7: Gráficos representativos da difração de raios X (DRX) da diatomita.

[041] -Figura 8a: Difração de raios x da resina com diatomita.

[042] -Figura 8b: Difração de raios x da resina sem diatomita.

[043] -Figura 9: Imagem obtida através de MEV da composição acrescida de diatomita. Ilustração da dispersão homogênea da diatomita matriz polimérica.

[044] -Figura 1 O: Valores de microdureza da composição alvo.

[045] -Figura 11: Visualização via MO da superfície da composição pós os testes de microdureza (72 horas após polimerização) com aumento de 200X.

[046] -Figura 12: Imagens obtidas através do MEV com ampliações de 25, 100 e 500 vezes respectivamente.

[047] -Figura 13: Padrão de fratura diante da compressão diametral. Imagens obtidas através do MEV com ampliações de 25, 100 e 500 vezes respectivamente.

[048] -Figura 14: Padrão de integridade marginal, material/matriz metálica diante da compressão diametral. Imagens obtidas através do MEV com ampliações de 80 vezes.

Descrição Resumida da Invenção

[049] As composições restauradoras dentais diretas, atualmente comercializados são fundamentalmente compostas por três porções distintas entre si, tanto em estruturação química quanto em relação a sua função no material final:

[050] A -Porção polimerizável, matriz orgânica, representada pelos monômeros (BisGMA (bisfenol A diglicidil metacrilato), BisEMA (bisfenol A dimetacrilato etoxilato), TEGMA (trietilenoglicol dimetacrilato), UDMA (uretano dimetacrilato, entre outros possíveis e menos aplicados para este fim) empregados de maneira isolada ou em suas diversas maneiras de associação.

[051] B -Iniciador de fotopolimerização que pode ser: a canforoquinona, o E.D.B (etil- 4-dimetilamino benzoato), o lrgacure (óxido fosfine, fenil íbis (2,4,6trimetilbenzoil)) ou a mistura destes entre si ou de qualquer outro de menor empregabilidade comercial.

[052] C -Cargas inorgânicas, sendo as mais francamente usadas: o vidro de bário (borosilicato de alumínio e bário), Aerosil (sílica coloidal hidrofóbica), o dióxido de zircônia (óxido misto de zircônia e sílica), a sílica pirogênica, o quartzo, entre tantas outras formas estruturais comercialmente disponíveis.

[053] Os estudos que conduziram a este pedido de patente partiram da comparação entre diversas concentrações de inserção de diatomita em uma composição restauradora dental base, cuja composição é a seguinte: mistura de monômeros (Bis GMA, Bis EMA, TEGMA, UDMA), iniciadores (canforoquinona, E.D.B.) e de conservante (B.H.T.- Hidroxitolueno Butilado) 19 - 21% em peso da composição; vidro de bário silanizado 55- 57% em peso da composição; sílica coloidal 5 - 6% em peso da composição; óxido misto de zircônia e sílica 17 - 19% em peso da composição e pigmentos 1 -2% em peso da composição. Particularmente, a composição restauradora dental base é caracterizada pelo fato de compreender 1,03% diatomita, 20,15% de mistura de monômeros, fotoiniciadores e conservantes, 78,82% de cargas inorgânicas (especificamente, 55,47% de vidro de bário silanizado; 5,17% sílica coloidal; 18,18 % de óxido misto de zircônia e sílica), e pigmentos em uma faixa de 1% a 2,0% em peso da composição.

[054] Neste sentido o ineditismo desta invenção reside no fato da incorporação de diatomita (terra diatomácea fluxo calcinada) como carga inorgânica, à matriz orgânica monomérica supra descrita. Tal diatomita deve ser incluída na composição preferencialmente não silanizada, para que suas características de auxiliar filtrante sejam mantidas, ou seja, sua capacidade de se deixar permear e percolar pelo monômero se sustentem, sendo este seu principal diferencial positivo das demais cargas, inclusive as de sílica, componentes da composição. Entretanto, pequenos percentuais de silano podem ser usados desde que tal propriedade não sofra prejuízo.

[055] Em relação à faixa de incorporação de diatomita a composição restauradora dental destaca-se que ela apresenta amplitude de 1,0% a 5,0% em peso da composição. No entanto, os valores ideais de tal incremento de diatomita encontram-se entre 1 ,0% e 2,0% em peso da composição.

[056] Apesar da diatomita também tratar-se de um tipo de sílica, não foi descrita até o momento como sendo utilizada em nenhum material restaurador direto odontológico. Além disto, possui características estruturais peculiares e individuais que as diferencia das demais sílicas de uso comum para este fim.

[057] Destarte, é lícito destacar sua estrutura vazada, com porosnanométricos, (ao contrário das demais cargas de sílica que se apresentam impermeáveis) e que por isso permite a permeação de monômeros através de si, minimizando a característica de "cunha" da carga dentro da matriz diante do desafio cariogênico proposto pelo ecossistema bucal, em virtude do incremento de embricamento mecânico entre ambos (quando comparada às cargas convencionalmente empregadas), tal arranjo estrutural também conduz ao seu emprego por minorar a contração de polimerização (uma vez que sua incorporação eleva a quantidade de carga inorgânica passível de agregação à matriz orgânica, tornando esta composição inédita e detentora de melhores propriedades em decorrência deste fato) e aprimorar as características mecânicas como compressão, compressão diametral, rugosidade, resistência flexural, microdureza e desgaste, quando se toma como referência as composições restauradoras dentais disponíveis no mercado.

Descrição Detalhada da Invenção

[058] A diatomita é o item diferencial deste material odontológico restaurador dentário. Não há relato, de nenhum outro material, de mesma indicação clínica, que a contenha em sua formulação, daí o ineditismo desta proposta de patente. A diatomita determina inúmeras diferenças positivas no comportamento físico químico desta composição restauradora dental direta.

[059] Existem relatos, como demonstra Otmer (1997), do emprego da diatomita desde 532dC, onde no Império Romano os tijolos para construção eram feitos deste material devido a sua leveza. Em 1860, com a descoberta dos grandes depósitos de diatomita de Hanover, na Alemanha, deu-se início sua utilização em escala industrial na fabricação de papel absorvente de líquidos. No Brasil, os estudos das algas diatomáceas tiveram seu início registrado em 1880, quando houve a classificação das algas de acordo com o ambiente lacustre, tendo recebido a denominação de Actínella brasílíensís Por volta de 1976, começou a ser empregada nos Estados Unidos como substituta da polpa de papel, algodão e filtros de celulose e asbestos, na filtração de licor.

[060] Analisando uma suposta argila proveniente de Campos, no Rio de Janeiro, Lohomann (1977), percebeu que na verdade tratava-se de uma diatomita constituída de minúsculos cilindros de Melosíra e de outras diatomáceas, destacando-se frústulas de navícula e eunotia, além de espículas de espongiários.

[061] Os achados de diatomita são relatados praticamente por todo globo terrestre onde existam sedimentos fluoviolacustres. As reservas brasileiras de diatomita são da ordem de 3,2 x 106 toneladas e estão principalmente concentradas nos estados do Rio Grande do Norte, Bahia, Ceará, Rio de Janeiro e Santa Catarina de acordo com dados de Melo (1989) e Yarbook(1996).

[062] As reservas mundiais de diatomita são na ordem de 800 milhões de toneladas, das quais 250 milhões estão nos EUA. O Brasil ocupa um modesto lugar na produção da diatomita no mercado mundial, segundo informações da Secretaria de Economia Mexicana (SEM) (2005).

[063] A diatomita "in natura" é uma substância hidrogel, amorfa, de forma que o minério apresenta-se puro, maciço e estratificado. Os depósitos de acordo com empresas desenvoltoras de tecnologia como a Brasilminas (2005), ora são pelágicos, ora de lagoas rasas, ou por vezes ainda, ocorrem em baías estreitas, geralmente tais depósitos encontram-se concentrados no fundo de lagoas intermitentes, terrenos pantanosos, disseminados em veios, reciformes,cacheados, formando corpos e terraços.

[064] As descobertas de Meisiner (1981) revelam que a diatomita também pode apresentar-se solta e terrosa, contaminada de matéria orgânica, carbonato de cálcio e magnésio, argilas finas associadas a cinzas vulcânicas e outras impurezas em menor quantidade.

[065] A presença de sílica de diatomácea e matéria orgânica, para Santos, Bon e Amaral (1998), é utilizada como critério base para a distribuição de três classes para que se possa definir a qualidade dos principais depósitos diatomíferos: 1. Diatomitos classe A- diatomitos de boa qualidade, com composição química próxima ou compreendida dentro dos padrões internacionais conhecidos; 2. Diatomitos classe B -diatomitos aproveitáveis para beneficiamento; e, 3. Diatomitos classe C -sedimentos diatomíferos de aproveitamento antieconômico para beneficiamento.

[066] O processo de tratamento desse produto se faz de três modalidades: natural, calcinada e fluxo calcinada (ou também chamada de calcinada com fundente), conforme o uso a que se destina, como descreve a experiência de Ciemil (2004).

[067] De acordo com estudos realizados por Smith (1962) sobre a diatomita e suas possíveis aplicações em materiais odontológicos pode-se deduzir que este pó, esbranquiçado na maioria das vezes, age como excipiente quando adicionado em quantidades determinadas, aumentando a rigidez do gel do hidrocolóide irreversível (alginato), tornando sua textura mais lisa e lhe conferindo superfície de consistência firme e não pegajosa.

[068] Zimmermmann (1976), sugere um implemento do uso da diatomita em escala industrial baseado na sua grande versatilidade. A rocha diatomífera em virtude de sua grande porosidade serve para embeber a nitroglicerina, constituindo a dinamite. E baseado também nesta propriedade, sugere o uso da rocha beneficiada como matéria- prima na fabricação de filtros. Na indústria de tintas serve também como ingrediente básico na elaboração de tintas artificiais. Quando transformada em silicato pode ser utilizada como cerâmica. Depois de reduzida a pó impalpável, a rocha diatomífera, serve para polimento e confecção de pós de dentifrícios.

[069] Para a Secretaria de Economia Mexicana (SEM) (2004) a diatomita pode ter muitos empregos como, por exemplo: filtros industriais, principalmente na fabricação de bebidas (especialmente a cerveja), indústrias que trabalham com metais preciosos, separação de sólidos ultramicroscópicos, adesivos, produtos farmacêuticos, solventes, lubrificantes e tinturas (sua estrutura porosa evita a formação de bolhas, ao mesmo tempo em que assegura uma secagem mais rápida devido a evaporação de solventes).

[070] Segundo Joly (1966), Bicudo e Bicudo (1970) e Moro, Kiyohara e Santos (1981) a diatomita é uma rocha sedimentar constituída pela acumulação de carapaças de algas de diatomáceas que são algas microscópicas, unicelulares, pertencentes à divisão do reino vegetal Chrysophyta e à classe das Bacíllariophyceae, ordem bacillares, possuindo células completas contendo membrana, núcleo e protoplasma.

[071] Para Kadey e Frederic (1975) e Moro (1977) o crescimento e a reprodução destas algas só se dá em condições ambientais favoráveis, ou seja, em meio não tóxico onde haja também condições adequadas para a ocorrência da fotossíntese (bacias rasas), rico em nutrientes e sílica. Ciemil (2004) relata que a vida média dessas algas é de 24 horas e cada indivíduo pode dar origem até 100 milhões de descendentes num período de 30 dias.

[072] Segundo Bon e Santos (2005) o termo sílica refere-se aos compostos de dióxido de silício, Si02, nas suas várias formas incluindo as sílicas vítreas e as sílicas amorfas. A sílica e o oxigênio são os dois elementos mais abundantes sobre a crosta terrestre, para as autoras as sílicas podem ser classificadas em: a) formas cristalinas, b) formas amorfas, e, c) rochas que contêm mais de 90% de sua composição de sílica (as diatomitas se encontram nesta classificação).

[073] A classe Bacillariophyceae apresenta duas subclasses: a Centricae (discóide) com frústulas cilíndricas, de seção circular, poligonal ou elíptica, com simetria e arranjo radial, apresentando cerca de 100 gêneros e 240 espécies, de acordo com pesquisas de Abreu (1973); e, as Pennalles (peniformes, naviculares) que têm frústulas não cilíndricas, com arranjo e simetria axiais, apresentando cerca de 70 gêneros e 2.900 espécies, sendo mais facilmente encontradas em água doce, porém, podendo ocorrer também em águas marinhas, como ratificam Kadey e Frederic (1975) e Watson e Nicol (1975). As frústulas das diatomáceas Centricae e Pennalles têm dimensões que podem variar de 4 a 500μm, sendo no Brasil predominante a subclasse Pennalles, como ilustram as pesquisas de Carvalho (2005).

[074] É um material leve, pulverulento, exibindo ao tato aspereza de giz, e, cujas cores podem variar de branco a cinza, dependendo do teor de matéria orgânica existente no estado bruto, como indicam os estudos de Batista (1973). As frústulas das diatomáceas são formadas de sílica amorfa e de impurezas como o quartzo, cálcio e matéria orgânica, de acordo com os estudos de Batista (1983).

[075] As propriedades físico-químicas estão relacionadas de forma intrínseca com a morfologia das carapaças íntegras e fragmentadas, textura, empacotamento, natureza da superfície de sílica e impurezas sólidas, Santos (1975) destaca ainda como características principais: cor -branca, creme, marrom, cinza claro e cinza escuro ou até mesmo rosa (quando calcinada); dureza na escala de Mohrs -de 1,0 a 1,50 em função da porosidade das partículas microscópicas; peso específico -1,90 a 2,35 g/cm3 ,quando calcinada oscila entre 0,20 a 0,50 g/cm3; massa específica relativa -2,10 a2,30 g/cm3; densidade aparente - 0,12 a 0,50 g/cm3 quando calcinada; sistema cristalino -amorfo; ponto de fusão-1400 a 1650°C; traço -opaco ou terroso; clivagem -ausente; solubilidade -insolúvel em ácidos, com exceção do hidrofluorídrico; índice de refração-1,42 a 1,48%; e, condutibilidade térmicabaixa.

[076] Segundo a Secretaria de Economia Mexicana (SEM) (2003) a diatomita é uma rocha pulverulenta, fina e porosa, com aspecto friável, a cor em caso de alta pureza é branco brilhante, porém pode variar entre rosa e cinza, possui alta porosidade, e baixíssima densidade, e, por isso mesmo alta capacidade de absorção de líquidos, seu poder abrasivo é baixo, considerada uma rocha "suave", apresenta também baixa condutividade térmica e alta resistência à temperatura, ponto de fusão entre 1400 a 1750°C, peso específico 2.0 g/cm3 (após calcinação 2.3 g/cm3), exibe em geral área superficial de 10 a 30 m2/g (o processo de calcinação reduz e enrijece as partículas de diatomita, sinterizando parte do material em aglomerados microscópicos com distribuição regular por tamanho), seu índice de refração é de 1.40 a 1.46 (após calcinado pode apresentar 1.49), a dureza Mohs é 4.5 a 5.0 (após calcinada de 5.5 a 6.0), é quimicamente inerte e a porcentagem de umidade varia de acordo com o depósito entre 10 e 60%).

[077] Quimicamente a diatomita apresenta alto teor de sílica e baixos teores de Al203, CaO, MgO e demais impurezas que dependendo do tipo de aplicação, tem ou não que ser removidas total ou parcialmente de sua composição, segundo Santos (1982).

[078] A diatomita empregada na composição desta composição odontológica, apresenta como composição básica Si02 (82,05%). Exibe distribuição granulométrica com faixa entre: 0.1 μm a 500.00 μm / 100 Classes, com Pressão/Distribuição: 500 mb I [60] de diâmetro a 10% : 1.69 μm, diâmetro a 50% : 11.60 μJm, diâmetro a 90% : 30.03 μm e diâmetro médio: 14.43 μm.A análise de superfície pelo método BET resultou numa área superficial de 26.72m2. Os resultados revelam que essa área é adequada para a incorporação da resina polimérica nos poros da diatomita. A curva isoterma de adsorção (figura 3) revela que a diatomita tem a característica de microporos superficiais.

[079] A curva termogravimétrica da diatomita (figura 4) apresenta um percentual de umidade muito pequeno, o que é demonstrado pelo caráter linearque assume até a temperatura máxima de 600°C.

[080] A curva termogravimétrica relativa a composição restauradora dental sem a adição de diatomita (figura 5) mostra que o material perde massa referente à decomposição da cadeia polimérica, na faixa de temperatura de 30 a 600°C, permanecendo com 80% da massa inicial. Uma observação mais detalhada permite-nos perceber que existe umidade no material até em torno de 190°C, a partir de então bruscamente inicia-se a perda de água através da eliminação de OH, que atinge seu ponto máximo ao redor de 400° C. A cadeia polimérica é então quebrada em 04 (quatro) estágios, sendo que no último estágio verifica-se a formação de uma fase carbonácea C03, que se decompõem em seguida, formando a fase oxidada de Si02 até que seja atingida a temperatura máxima de 600°C.

[081] Tal ensaio simula as constantes agressões a que os materiais odontológicos são submetidos na cavidade bucal e de uma maneira exacerbada demonstra as variações de fase que podem ser encontradas e a gravidade destas alterações para a longevidade das restaurações.

[082] Em geral os compósitos restauradores odontológicos absorvem água do meio bucal e assim, desequilibram sua estrutura polimérica, acusando grandes transtornos clínicos, no entanto as constantes variações térmicas na boca fazem este quadro se alterar para maior perda ou maior ganho de água pela matriz orgânica.

[083] Tratando a composição restauradora dental sem a adição de diatomita, como microhíbrido, pode-se afirmar, que os valores de sorção de água do meio para tais resinas são menores (0,3 a 0,6mg/cm2) que para os compósitos microparticulados (1 ,2 a 2,2mg/cm2) em decorrência da baixa fração de volume de polímeros dos primeiros e obviamente sua grande quantidade de carga inorgânica presente. É possível encontrar uma expansão de até 0,08% em volume.

[084] Assim, pode-se usar o mesmo raciocínio quando se trata da perda desta água pelas matrizes diante do calor, quanto mais compactadas as cargas inorgânicas, menor probabilidade de eliminação de hidroxilas (OH), e assim, deduzir-se que há uma relação inversamente proporcional entre quantidade de carga e perda d'água pela matriz.

[085] A adição de diatomita a composição restauradora dental alterou leve e positivamente o padrão da curva inicial (figura 6). Tal resultado demonstra que todas as proporções de acréscimo de diatomita foram capazes de alterar, mesmo que bastante suavemente, o comportamento térmico do material de partida diante do teste termogravimétrico aplicado, que avalia a decomposição da cadeia polimérica e perda de umidade versus (variação de massa, Δm)temperatura. Deve-se considerar aqui que as temperaturas são propositadamente extrapoladas.

[086] Este comportamento indica que o material é sensível a uma carga adicional que interfira nas suas propriedades térmicas. A alta porosidade da diatomita facilita sobremaneira a penetração dos monômeros através da mesma, alta resistência à temperatura (ponto de fusão entre 1400 a 1750°C), baixa condutibilidade térmica e, sua baixíssima densidade, foram capazes de alterar positivamente a capacidade das matrizes das composições restauradoras dentais testes (acrescido de diatomita), proporcionalmente à quantidade de diatomita presente, de perder menos umidade diante do calor aplicado.

[087] Alguns pesquisadores acreditam que a expansão decorrente da sorção de água oriunda dos fluidos bucais pela matriz possa minimizar possa gerar falhas clínicas graves acreditamos que a perda de água também.

[088] A avaliação das curvas de TG somada a outras características das composições restauradoras dentais com e sem diatomita em sua formulação, pode levar a crer que de maneira geral a inserção de diatomita, dentro dos limites mecânicos aceitáveis, altera leve e positivamente o padrão de comportamento das resinas diante dos esforços térmicos como se pode perceber nos ensaios de TG. O que clinicamente redunda na sua diminuição de sensibilidade pós operatória, especialmente ao calor.

[089] A análise dos gráficos representativos da difração de raios X (DRX) da diatomita (figura 7) permite concluir que os dois picos mais evidentes representam picos cristalinos referentes a impurezas de quartzo e cristobalita.

[090] É possível concluir também que diante do caráter amorfo das composições restauradoras dentais da resina, os resultados de difração de raios-X para os materiais com (figura 8a) e sem (figura 8b) diatomita são semelhantes, tais fatos podem ser ratificado pelas curvas termogravimétricas (TG), análises térmicas diferenciais (DTA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e pela espectroscopia na região do infravermelho (IV), estas três últimas análise foram realizadas apenas como ratificadoras da TG e do DRX.

[091] Ainda no processo de caracterização da diatomita (isoladamente) e das composições restauradoras dentais com e sem a adição desta, através do microscópio eletrônico de varredura (MEV), obteve-se resultados dos testes de fluorescência de raios X (EFX), de espectrometria de energia dispersiva de raios-x (EDS), e imagens das amostras com alto grau de resolução e, em escala micrométrica, que permite inclusive a visualização dos poros da diatomita, estes em valores nanométricos.

[092] Quando se analisa a distribuição granulométrica associadamente a estas imagens compreende-se melhor o porquê do incremento de diatomita conjuminar em aumento das propriedades mecânicas, especialmente na composição restauradora dental em questão deste processo de patente.

[093] Sua variação granulométrica gera também poros de tamanhos diversos, porém todos nanométricos (vide figura 2), que permitem o perpasse da matriz polimérica através de si e, assim, a melhoria destes materiais como restauradores dentais. Não há a formação de um "corpo estranho" funcionando como cunha, como nos materiais restauradores dentários poliméricos atuais, a carga/diatomita se incorpora e é incorporada à matriz de maneira irrefutável, sem nem mesmo a necessidade de um agente de tratamento de superfície (silano).

[094] Em virtude da inserção da diatomita, a composição restauradora dental (figura 9), como carga nanoparticulada, suas propriedades físico-químicas iniciais foram incrementadas e, tendo como parâmetros outros de mesma indicação clínica e composição análoga, diante dos testes imputados pode se notar sua superioridade em diversos aspectos.

[095] Após análise da resistência à compressão da composição restauradora dental (teste destrutivo), onde foram avaliados 12 corpos de prova medindo 4,0mm de diâmetro X 2,0mm de altura, contidos em matriz em anel de aço inoxidável, em tempos distintos após sua fotopolimerização (imediatamente, 01 hora, 24 horas e 07 dias após), armazenados segundo as normas da ADA para tal teste, obteve-se os seguintes resultados/valores médios X tempo: imediatamente -0,64mm/9,67kN, 01 hora - 0,74mm/10,38kN, 24 horas 0,69mm/11 ,31 kN e 07 dias após -0,82mm/11 ,46kN.

[096] Este teste visa estabelecer via uma simulação mecânica qual é a capacidade de resistência da composição restauradora dental diante dos esforços aplicados durante os ciclos mastigatórios. É necessário para que o material seja confiável que ele apresente módulo de elasticidade igual ou maior que o da dentina (14 a 19 GPa) e resistência à compressão da dentina de 230 a 370MPa e 45 a 138 MPA ao cisalhamento (compressão diametral inversa).

[097] Podemos concluir após uma avaliação isolada deste teste principalmente, que:

[098] Todas as amostras da composição restauradora dental foram mais resistentes à compressão que as composições restauradoras dentais hoje disponíveis de mesma indicação clínica, além de também apresentarem maior resiliência.

[099] A composição restauradora dental alvo comprova a boa relação estabelecida entre a diatomita e a matriz resinosa no sentido de não permitir, ou no mínimo dificultar, a ruptura da massa do material quando observamos seus valores finais comparados aos da literatura afim para composições restauradoras dentais de mesma indicação clínica.

[0100] Quando se passava 01 hora da polimerização inicial, e era imposta carga aos corpos de prova, as capacidades de ceder a esta carga foram significantemente diferentes como demonstram os valores de deslocamento. O escoamento pode em parte compensar a contração de polimerização devido ao fato de nessa etapa do endurecimento do material haverem apenas a formação de cadeias poliméricas, sem a presença ainda de ligações cruzadas, o que decerto facilita o reposicionamento molecular e gerando escoamento.

[0101] Um dia após a fotopolimerização as composições restauradoras dentais atualmente disponíveis no mercado, sofrem um "endurecimento" que redunda na constatação de baixos valores de "estiramento" diante da força aplicada, isto não é percebido na composição restauradora dental objeto desta patente. Nota-se também o alcance por parte da maioria das composições restauradoras dentais comerciais existentes dos maiores valores de resistênciaà compressão com 24 horas, o que não foi visto na composição restauradora dental alvo, o que indica a mais intensa conversão dos monômeros em polímeros, e, conseqüente diminuição do tamanho da cadeia.

[0102] Passada uma semana pode-se notar que a estabilidade das ligaçõesquímicas na composição restauradora dental alvo não permite a volta dos valores de resistência e escoamento para próximo dos iniciais, como é comum nos materiais já comercializados atualmente.

[0103] Outros itens que merecem destaque para justificar o sucesso do material teste diante do controle, especialmente no maior período o de 07 dias, são o coeficiente de expansão térmica linear e a condutibilidade térmica. Se há mudança de comprimento por unidade de comprimento original quando há variação de temperatura, se as composições restauradoras dentais nano particuladas comportam-se melhor que as microparticuladas, exatamente pelamenor concentração de matriz orgânica presente e/ou, pela presença de quase nenhum espaço vazio entre as cargas, este raciocínio também pode ser usado quando compara-se composição restauradora dental alvo aos em uso atualmente de mesma indicação clínica, em relação a este coeficiente de expansão, e, ao mesmo tempo para a condutibilidade térmica.

[0104] Após análise da resistência à compressão diametral (gerando esforços de tração) da composição restauradora dental (teste destrutivo), onde foram avaliados 12 corpos de prova medindo 4,0mm de diâmetro X 2,0mm de altura, contidos em matriz em anel de aço inoxidável, em tempos distintos após sua fotopolimerização (imediatamente, 01 hora, 24 horas e 07 dias após), armazenados segundo as normas da ADA para tal teste, obteve-se os seguintes resultados/valores médios X tempo: imediatamente -0,34mm/ 0,92kN, 01 hora -0,34mm I 0,97kN, 24 horas -0,36mm I 1,21 kN e 07 dias após - 0,38mm I 1 ,32kN.

[0105] O ensaio mecânico empregado foi o ensaio alternativo, chamado de teste de compressão diametral para tração, teste brasileiro ou teste de tração indireta, que é empregado para materiais friáveis. Geralmente os resultados encontrados para esses materiais apresentam resultados inferiores para tais testes quando comparados aos de compressão. Tanto para os valores absolutos de deslocamento, quanto para os valores absolutos de resistência a tensão aplicada. A tensão de compressão aplicada ao espécime introduz uma tensão de tração no material no plano da aplicação da força da máquina teste. A tensão de tração é diretamente proporcional à carga de compressão aplicada através da seguinte fórmula:

onde: o= tensão de tração P= carga aplicada sobre a amostraD= diâmetro da amostraT =espessura da amostra

[0106] Os resultados dos exames, imediato, e com 07 dias das amostras mostram que os valores de deslocamento se equivalem, porém as cargas suportadas foram sempre maiores com o passar do tempo. Pode-se notar também que em ambos os momentos a resina teste apresentou um comportamento mais positivo em relação à quantidade de carga suportada.

[0107] Prosseguindo com as análises, e, avaliando a rugosidade superficial também em intervalos temporais pós fotopolimerização (imediata após a polimerização, 01 hora após, 24 horas após e 07 dias após, todos os corpos de prova sem polimento e mais 72 horas e 07 dias após a polimerização com polimento) eram feitas cinco leituras com o aparelho em regiões distintas de uma mesma amostra (todas confeccionadas de acordo com o padrão ADA), e assim, uma média simples tomadas entre os dados colhidos. Sendo, portanto avaliados 02 corpos de prova diferentes da composição restauradora dental alvo para cada tempo indicado, mesmo o ensaio não apresentando características destrutivas da superfície da amostra, optou-se por esta prevenção no intuito de se prover resultados com menores desvios padrões dentro do mesmo grupo de material e possibilitar menor erro de análise possível.

[0108] Nos grupos experimentais onde os espécimes foram submetidos ao procedimento de acabamento e polimento superficial, para posterior avaliação rugosimétrica. O acabamento foi feito na máquina Politriz, com rotação constante de 300 rpm, pressionando-se a amostra por 1 O segundos contra cada granulação de lixa (600, 1.200 e 1.500 μm), conforme literatura, sobrefrigeração de água; as lixas foram trocadas após o acabamento de cada uma das amostras.

[0109] Efetuou-se o polimento com disco de feltro associado à pasta de polimento (Artec-Artdent: diatomita e óxido de alumínio) com granulação de 2 a 4 μm sem água na Politriz. Depois desses procedimentos, os espécimes foram lavados em água corrente e secos com jato de ar livre de óleo. Mensuraram-se as medidas de rugosidade superficial da mesma forma para os grupos que não receberam os procedimentos de acabamento ou de polimento superficial.

[0110] A média dos valores de rugosidade aritmética (Ra) superficial expressos em μm já considerando o desvio padrão foi: imediato I sem polimento 0,24, 01 hora/ sem polimento 0,23, 24 horas/ sem polimento O, 17, 07 dias/ sem polimento 0,15, 72 horas/com polimento 0,06 e 07 dias/ com polimento 0,06.

[0111] Pode-se então concluir que:A) A rugosidade superficial foi menor em todas as amostras onde o polimento foi realizado, quando comparadas as amostras sem polimento. Pode-secoligir que a presença da diatomita torna a superfície após o acabamento e polimento mais homogênea e assim, com maior lisura superficial quando comparam-se estes valores com os trazidos pela literatura para composiçõesrestauradoras dentais de mesma indicação clínica que não contem diatomita.B) Estudos mostram que a rugosidade superficial média acima de 0,7 mm pode facilitar a agregação de células bacterianas, resultando em injúria aos tecidos periodontais e facilitação da desmineralização do tecido dentário e da degradação da matriz orgânica da restauração. As composições restauradoras dentais com diatomita tiveram valores de Ra entre 0,24 a 0,06; portanto, a superfície não favorece, teoricamente, a agregação bacteriana na superfície do material restaurador.C) Nota-se também a maior rugosidade inicial da composição restauradora dental alvo, sem polimento nos 02 primeiros intervalos de avaliação, quando comparados aos demais, o que insinua que clinicamente deve haver um cuidado extra com estas no período temporal pré polimento. A explicação para essa maior aspereza inicial superficial está no processo de acomodação monomérica até as primeiras 24 horas pós polimerização, que tem características diferenciadas em virtude da presença e quantidade presente de diatomita na matriz. Mesmo assim os valores obtidos ainda são bastante inferiores aos necessários para provocar uma significativa agregação de biofilme.D) Apesar de muitos estudos apontarem para que quanto menores e mais regulares forem às partículas de carga, especialmente a sílica, menor seja a rugosidade superficial imediatamente após o término da restauração, a presença das cargas/diatomita totalmente irregulares, porém, muito bem distribuídas ao longo da matriz, pode ser um fator extremamente positivo, sem a formação de precipitados ou sobrenadantes, isto prova que a redução do tamanho e a regularidade das partículas, não são as únicas alternativas para a obtenção de lisura superficial aumentada. Mesmo que isto possa parecer aparentemente ilógico, um estudo mais detalhado da composição química e da estrutura física da diatomita elucida as dúvidas quanto a sua capacidade, não de reação, já que se trata de um material inerte quimicamente, mas de integração com o meio que a circunda, permitindo-se transpassar por líquidos e muitas vezes absorvendo-os, como é o caso da matriz orgânica resinosa, vale ainda ressaltar que seus poros são nanométricos. Assim, diante da penetrabilidade da diatomita, pequenos rearranjos da matriz com as cargas levaram a uma maior lisura superficial e, que este conjunto sofreu variações positivas ao longo do processo de polimerização.

[0112] A avaliação da resistência ao desgaste das amostras da composição restauradora dental com diatomita foi realizada através de um dispositivo tri corpóreo, que emprega como abrasivo pérolas de polimetilmetacrilato (PMMA), com diâmetro médio de 44μm. Este abrasivo tem por finalidade simular o bolo alimentar durante o ciclo mastigatório, e assim, o desgaste provocado no material restaurador, e simulando os dentes antagonistas havia pontas de aço de 2,0mm de diâmetro, posicionadas no centro dos corpos de prova, sendo aplicada carga de 75N e freqüência de 7.500 ciclos/hora. Quando a ponta atingia o corpo de prova girava 30° no sentido horário, aplicando a carga sobre as pérolas de PMMA. Quando a carga era máxima, a ponta de aço girava no sentido contrário sendo levantada, finalizando 01 ciclo mecânico. Após 100.000ciclos os materiais removidos dos dispositivos eram analisados em um perfilógrafo, sendo determinado quantitativamente o desgaste real do material em micrômetros, já que o mesmo aparelho havia sido empregado na mesma amostra antes da implementação do desgaste (medida antes do desgaste medida depois do desgaste= resultado final).

[0113] Tal ensaio foi realizado sob as mesmas condições de tempos após a confecção do corpo de prova que os testes de rugosidade superficial e, a quantidade de unidades amostrais, foi de 02 corpos de prova do mesmo material para cada tempo avaliado. Este teste visa simular e acelerar o processo de desgaste das restaurações ocorrido na boca e assim como os demais mecânicos também é destrutivo.

[0114] A média da quantidade de desgaste superficial sofrido pelas amostras após o processo de desgaste, expressa em μm já considerando o desvio padrão foi: imediato/sem polimento 10.9, 01 hora/sem polimento 8.6, 24 horas/sem polimento 7,7, 07 dias/ sem polimento 6,3, 72 horas/com polimento 5,9 e 07 dias/com polimento 5,5.

[0115] Alguns autores associam metodologias de ensaios de desgaste fazendo a correlação de cada 400.000 ciclos equivalerem à aproximadamente a três anos de vida do material na boca de um paciente. A nossa metodologia que empregou 100.000 ciclos nos permite deduzir que a média de desgaste dos materiais teste foi bastante satisfatória.

[0116] É sabido que imediatamente após a fotopolimerização clínica ascomposições restauradoras dentais comerciais, ainda não se encontram com seus valores máximos de conversão de monômeros em polímeros, fato que obviamente restringe sua dureza superficial e facilita o desgaste seja em simulações mecânica, ou na boca do paciente. Os valores observados demonstram que as amostras confeccionadas tendo em sua composição a diatomita responderam de forma mais positiva a esta simulação quando comparadas às atualmente comercializadas.

[0117] As amostras confeccionadas com a composição restauradora dental alvo apresentaram média de desgaste imediato em torno de 50% menor que as composições restauradoras dentais comerciais atuais, o que significa uma resistência ao arrancamento de cargas e conseqüente vantagem clínica, principalmente neste período crítico de polimerização continuada, que pode chegar a durar até 72 horas.

[0118] No segundo momento de avaliação, os resultados apesar de aparentemente parecidos aos obtidos no teste imediato, aumentaram a tendência do material com diatomita ser bastante superior quanto à resistência ao desgaste superficial quando comparado aos atualmente comercializados de mesma indicação clínica. Justifica-se tal fato através da alta porosidade da diatomita possibilitar um melhor embricamento mecânico da matriz com as cargas dispersas, uma vez que a mesma perpassa por entre a carga que é vazada, aumentando assim a rigidez superficial do corpo de prova.

[0119] Quando a verificação dos valores se deu após 24 horas da fotopolimerização inicial a composição restauradora dental alvo prosseguiu exibindo valores absolutos bastante significativos de resistência ao desgaste superficial. A estabilização da fotopolimerização da matriz ao passar de uma semana é ainda mais notória na resina, isto se torna visível ao avaliarmos sua média de perda estrutural neste intervalo e se considerarmos sua composição e assim, possibilidade de rearranjo estrutural interno.

[0120] O acabamento e o polimento são visivelmente influenciadores nas composições restauradoras dentais analisadas no sentido de diminuir as perdas estruturais diante do teste de desgaste. Apesar de ficar nítido que o intervalo temporal de 72 horas e de 07 dias não tem significância estatística.

[0121] Os valores apontados para a quantidade de desgaste superficial, quando comparados os materiais atuais no mercado e a composição restauradora dental alvo, não deixam dúvidas sobre a incorporação de cargas inorgânicas às matrizes resinosas ser a grande responsável pela melhoria de suas propriedades mecânicas. Este resultado é ratificado por vários pesquisadores que ao longo da história da Odontologia sempre apontaram como possíveis soluções às alterações de forma, quantidade, tamanho e até mesmo tipo de material utilizado como carga nas resinas de uso odontológico.

[0122] A diminuição do poder de escoamento das composições restauradoras dentais via a introdução de cargas que diminuam os espaços vazios no corpo do material, neste caso de partículas de pó de diatomita, e possibilitem uma melhor relação entre os componentes da composição restauradora dental, também é outro fator que pode explicar o aumento da resistência ao desgaste do material alvo diante das composições restauradoras dentais já existentes. Uma vez que impressa a força, às ligações químicas estáveis impedem o arrancamento de partículas de carga e conseqüentemente a perda de matriz.

[0123] As partículas de diatomita empregadas nesta composição restauradora dental apresentam diâmetro médio de 14.43 μm, este valor permite um padrão de desgaste linear ao longo do tempo. Clinicamente tal fato reflete-se num desgaste compatível entre estruturas dentais e restaurações, o que por si minimiza e/ou evita a formação de microfendas na interface dente/restauração e o acúmulo de placa bacteriana que conduz ao surgimento de cáries.

[0124] Outros fatores consideráveis para o sucesso desta composição restauradora dental diante da avaliação de resistência ao desgaste, é que em decorrência da diatomita ser uma rocha considerada pulverulenta, fina, bastante porosa e de baixa densidade, possui alta capacidade de absorção de líquidos, isto significa que apesar de ser considerada inerte quimicamente, pode muito bem se agregar mecanicamente ao meio em que está dispersa. Além disso, apresenta baixo poder abrasivo, daí ser considerada uma rocha "suave", o que a faz não se tornar ou se tornar pouco destrutiva dentro da matriz diante de cargas aplicadas, que geram atrito interno na massa de material, nem quando a mesma é desgarrada desta matriz e fica na região circunjacente do corpo de prova ou da própria restauração na cavidade dentária.

[0125] Este fato não é observado quando se avalia o poder das próprias partículas de sílica da carga convencionalmente empregadas nas resinas comerciais atuais, que quando deslocadas da matriz de resinas comerciais, promovem desgaste destaspresentes no meio bucal por funcionarem como abrasivos, até mesmo para o esmalte circunvizinho.

[0126] A diatomita se caracteriza também por ser uma rocha que apresenta baixa condutividade térmica e alta resistência à temperatura, sendo assim, diante do calor gerado pelo teste de desgaste superficial não exerce influência negativa no sentido de diminuir a união carga/matriz.

[0127] Em decorrência de sua baixa densidade a diatomita não tem tendência a formar aglomerados ou grumos, ou ainda, de se precipitar na face inferior do corpo de prova antes da polimerização completa da matriz polimérica. Este evento reforça a teoria de que não só o tipo e tamanho de carga empregada, mas também a sua distribuição pela matriz orgânica, são fatores determinantes para a redução da fadiga do material e o aumento de sua capacidade de resistir ao desgaste.

[0128] Alguns autores já concebem a possibilidade de não haver diferença significante entre algumas composições restauradoras dentais e o amálgama referente ao desgaste nos primeiros cinco anos de vida clínica, esta em especial, acrescida de diatomita, ratifica tal pleito em caráter irrefutável.

[0129] Se por um lado o desgaste que ocorre "in vivo" não corresponde exatamente aos resultados obtidos em laboratórios, porque a perda da forma anatômica é uma somatória do ataque químico do meio bucal e do desgaste mecânico sobre a matriz polimérica principal e primeiramente, com repercussão direta na saúde bucal; por outro, quanto maior for a qualidade e o conteúdo da carga inorgânica, dentro de um limite que não torne o conjunto friável excessivamente, maior será a resistência a este desgaste uma vez que, as cargas sofrerão abrasão sem se deslocar da matriz que as envolvem.

[0130] Ao se avaliar o desempenho da composição restauradora dental alvo diante do ensaio de microdureza seguiu-se os mesmo parâmetros de tempo após a confecção (06 tempos distintos) e empregou-se as mesmas amostras do teste de rugosidade superficial. Sendo, portanto avaliados 02 corpos de prova de cada material e tempo.

[0131] O padrão empregado foi o de dureza Knoop. As análises ocorriam em três endentações em cada uma das amostras examinadas e então observados entre elas: o valor máximo de dureza, valor mínimo de dureza, valor médio (posição das amostras na curva de mediana, o que difere de uma média aritmética simples), desvio padrão e coeficiente de variação (figura 10).

[0132] Nota-se que há menor variação entre os valores mínimo e o máximo até as primeiras 24 horas pós polimerização, que quando tais valores são analisados após o primeiro dia de apreciação. Por comparação, embasada na literatura científica afim, vê- se que os valores médios da composição restauradora dental alvo são maiores que os das composições restauradoras dentais comerciais atuais, o que indica maior uniformidade na distribuição de cargas pela matriz polimérica. Os procedimentos de acabamento e polimento têm grande interferência na dureza superficial com o passar do tempo para a composição restauradora dental alvo.

[0133] Em virtude da resistência flexural ser também uma característica de grande importância para a qualificação de uma composição restauradora dental direta tal teste após realizado no produto que ora pleiteia patente adotou a seguinte metodologia para obter os resultados a seguir expressos.

[0134] Teste de resistência flexural por três pontos foi realizado em uma máquina de ensaio universal, utilizando célula de carga de 500N e com velocidade média de 01 mm/min, até a fratura do corpo de prova, que se apresentavam com 24,0 mm de comprimento, 2,0 mm de altura e 2,0 mm de largura. Os valores de s foram calculados pela fórmula: = 3PL I 2wb2 onde, "P" é a carga aplicada no momento da fratura(N); "L" é a distância entre os dois pontos de suporte (mm); "w" é a largura (mm) e "b" é a espessura do corpo-deprova (mm).

[0135] Foram empregados 02 corpos de prova pra cada tempo de análise distinto, 24 horas e 07 dias após a fotopolimerização. O ponto de aplicação da carga, representado pela superfície superior do corpo de prova, é colocado num estado de compressão (deformação compressiva), ao passo que a superfície inferior encontra-se em tração (deformação de tração). A resistência flexural de uma composição restauradora dental tem correlação com outras propriedades mecânicas e indica a capacidade de um material em resistir às forças verticais de grande magnitude. O ensaio de flexão por três pontos é preconizado por diversos trabalhos por ser um método confiável e de relativa simplicidade na preparação dos espécimes.

[0136] A média de valores de resistência flexural expressas em MPa ± desvio padrão obtida para a composição restauradora dental adida de diatomita foi 138±3,9 após 24 horas e de 152±4,6 após 07 dias. Ambos os resultados superiores aos encontrados para os materiais de mesma indicação clínica, atualmente disponíveis no mercado.

[0137] O exame de imagens através da microscopia óptica (MO), realizado na composição restauradora dental adicionada de diatomita, fornece apenas imagens "grosseiras" da superfície dos materiais, sem proporcionar informações mais profundas, nem relacionadas às fases do mesmo, porém, produz indícios de regiões que sofreram maiores ou menores danos durante a manipulação ou inserção do material na matriz para que se posa delimitar melhor a área de observação no microscópio eletrônico de varredura (MEV) ou em outros métodos disponíveis. De certa forma, demonstra a condição mais externa do material restaurador antes de ser submetido, aos desafios cariogênicos na boca.

[0138] Os variados períodos de tempo em que as amostras foram submetidas a tal avaliação (06 tempos) não provocaram diferenças nas imagens observadas, a não ser no que se refere a maior oxidação superficial dos materiais antes de seu polimento. O acúmulo de óxido superficial nos primeiros quatro tempos relaciona-se diretamente com a imersão das amostras na água destilada e não em meio rico em ácidos como o meio bucal. Já as imagens dos dois tempos pós acabamento e polimento refletem a positividade destes procedimentos clínicos na remoção de óxidos e demais resíduos superficiais.

[0139] A imagem da figura 11 se refere à visualização via MO da superfície da composição restauradora dental pós os testes de microdureza (72 horas após polimerização) com aumento de 200X. Não se percebe traço de fratura decorrente da endentação do diamante neste material, como ocorre nas outras composições restauradoras dentais de mesma indicação clínica. É possível também perceber (apesar desta técnica não ser a mais indicada para isto) pontos brilhantes na superfície da imagem que correspondem às cargas.

[0140] Além da utilização do MEV já descrita, tal equipamento também permitiu a visualização em detalhes das amostras após os ensaios de fratura por compressão e por compressão diametral.

[0141] As imagens da figura 12 foram obtidas através do MEV (com ampliações de 25, 100 e 500 vezes respectivamente) e refletem o padrão de fratura da composição restauradora dental acrescida de diatomita diante do teste de compressão, após 07 dias de sua fotopolimerização. O material tende a se rearranjar estruturalmente, em decorrência da possibilidade de permeação da matriz através dos poros da diatomita, para evitar a propagação dos traços de fratura para o centro da amostra, estes traços têm início a partir do anel metálico que o circunda e este aspecto torna este material positivamente diferente dos de mesma indicação clínica, existentes atualmente. A repercussão na prática, no paciente, deste comportamento físico químico implica em menores riscos de fraturas coesivas do material.

[0142] A partir da visualização das imagens da figura 13, concebe-se que a composição restauradora dental direta acrescida de diatomita apresenta padrão de fratura diante da compressão diametral, comprovado pelo MEV (nas ampliações de 25, 250 e 500 vezes), próximo proximal, este fato é relacionado à resiliência deste ser maior que das composições restauradoras dentais ora disponíveis no mercado e de mesma indicação clínica. A repercussão na prática, no paciente, deste comportamento físico químico implica em menores riscos de fraturas adesivas na interface dente/restauração.

[0143] O teste de compressão e o de compressão diametral (ambos executados obrigatoriamente até a fratura dos espécimes e simulando a capacidade de resistência dos materiais aos ciclos mastigatórios) apontam para esta composição restauradora dental acrescida de diatomita taxas de fratura matematicamente compatíveis com o supra exposto, através das imagens.

[0144] Sem dúvidas, um dos maiores desafios da Odontologia contemporânea no que concerne à dentisteria é o controle da contração de polimerização das composições restauradoras dentais diretas e, conseqüentemente, suas implicações clínicas, que redundam, quando diante dos desafios cariogênicos no ecossistema bucal, no surgimento de microinfiltrações que danificam na interface dente/restauração não só a superfície artificial adesiva, como também, a dentária, em virtude da percolação gerada.

[0145] A literatura apresenta inúmeros modos de mensuração da contração de polimerização, no entanto, será exibido o resultado da avaliação da composição restauradora dental acrescida de diatomita obtido pelo emprego do MEV, que ao mesmo tempo em que é totalmente computadorizado, também facilita a compressão em decorrência de sua fácil interpretação de imagens geradas.

[0146] Foram confeccionados 02 corpos de prova (contidos em matrizes metálicas como para os ensaios mecânicos de compressão) e os mesmos foram polidos da mesma forma que para o teste de análise da rugosidade superficial. Sendo posteriormente então levados a um aparelho de ultrassom por um tempo de 10 minutos para a remoção completa de resíduos. As matrizes foram assinaladas em quatro diferentes posições com caneta Pilot, que correspondiam às posições de 3, 6, 9 e 12 horas de um relógio, na superfície da matriz mais próxima à ponta do aparelho fotopolimerizador. Os corpos de prova permaneceram por 24 horas em estufa biológica a 37°C em recipientes com água destilada.

[0147] Após este tempo, foi realizada a mensuração da fenda de contração depolimerização através do microscópio eletrônico de varredura, nos quatro pontos marcados previamente. A fenda foi então mensurada em micrômetros, entre a matriz metálica e a massa da composição restauradora dental. Posteriormente foi calculada uma média aritmética das quatro medidas, considerada com a medida da fenda do corpo de prova. Os resultados foram submetidos à análise estatística através da Análise de Variância ANOVA e do teste de Tukey ao nível de 5% de significância, para verificar diferença entre a fenda da contração de polimerização de cada composição restauradora dental.

[0148] A média de largura das fendas de contração para a composição restauradora dental acrescida de diatomita foi de 3,69 μm. Tal dado é inferior atodos os outros de mesma natureza para composições restauradoras dentais de análoga indicação clínica, o que redunda em maiores benefícios clínicos ao paciente em decorrência da maior possibilidade de longevidade da restauração.

[0149] De acordo com o exposto a composição restauradora dental aqui descrita não só apresenta caráter inédito enquanto material restaurador dental direto, como também exibe propriedades físico químicas superiores aos de mesma indicação clínica atualmente existentes no mercado.

[0150] As composições restauradoras dentais diretas, atualmente comercializados são fundamentalmente compostas por três porções distintas entre si, tanto em estruturação química quanto em relação a sua função no material final:

[0151] A -Porção polimerizável, matriz orgânica, representada pelos monômeros (Bis GMA (bisfenol A diglicidil metacrilato), Bis EMA (bisfenol A dimetacrilato etoxilato), TEGMA (trietilenoglicol dimetacrilato), UDMA (uretano dimetacrilato, entre outros possíveis e menos aplicados para este fim) empregados de maneira isolada ou em suas diversas maneiras de associação.

[0152] B -Iniciador de fotopolimerização que pode ser: a canforoquinona, o E.D.B (etil- 4-dimetilamino benzoato), o lrgacure (óxido fosfine, fenil íbis (2,4,6trimetilbenzoil)) ou a mistura destes entre si ou de qualquer outro de menor empregabilidade comercial.

[0153] C-Cargas inorgânicas, sendo as mais francamente usadas: o vidro de bário (borosilicato de alumínio e bário), Aerosil (sílica coloidal hidrofóbica), o dióxido de zircônia (óxido misto de zircônia e sílica), a sílica pirogênica, o quartzo, entre tantas outras formas estruturais comercialmente disponíveis.

[0154] Os estudos que conduziram a este pedido de patente partiram da comparação entre diversas concentrações de inserção de diatomita em uma composição restauradora dental base, cuja composição é a seguinte: mistura de monômeros (Bis GMA, Bis EMA, TEGMA, UDMA), iniciadores (canforoquinona, E.D.B.) e de conservante (B.H.T.- Hidroxitolueno Butilado) 19- 21% em peso da composição; vidro de bário silanizado 55- 57% em peso da composição; sílica coloidal 5 - 6% em peso da composição; óxido misto de zircônia e sílica 17 - 19% em peso da composição e pigmentos 1 -2% em peso da composição. Particularmente, a composição restauradora dental base é caracterizada pelo fato de compreender 1,03% diatomita, 20,15% de mistura de monômeros, fotoiniciadores e conservantes, 78,82% de cargas inorgânicas (especificamente, 55,47% de vidro de bário silanizado; 5,17% sílica coloidal; 18,18 % de óxido misto de zircônia e sílica), e pigmentos em uma faixa de 1% a 2,0% em peso da composição.

[0155] Neste sentido o ineditismo desta invenção reside no fato da incorporação de diatomita (terra diatomácea fluxo calcinada) como carga inorgânica, à matriz orgânica monomérica supra descrita.

[0156] A adição de diatomita numa faixa de 1,0% a 5,0% em peso dacomposição restauradora dental torna a composição não só inédita, mastambém, mais estável.

[0157] O acréscimo de diatomita numa faixa inferior a 0,05% em peso dacomposição, não exibe alteração físico química que justifique seu emprego clínico para a finalidade a que se propõe, bem como além desta faixa sua interferência torna-se paulatinamente mais negativa até atingir os 5,1% em peso da composição, quando comparada à faixa ideal de acréscimo. Para além da faixa ideal de acréscimo de diatomita o material aumenta exponencialmente seu potencial filtrante, o que concorre substancialmente para a diminuição de sua resiliência, o aumento de sua friabilidade e para a exibição de desequilíbrios mecânicos de difícil justificativa de emprego clínico para esta finalidade (restaurador dentário direto universal). Além de sofrer também alterações óticas, indesejáveis para o efeito estético, especialmente a opacidade.

[0158] Ao analisar-se esta faixa de maneira mais detalhada é possível obter-se três recortes distintos, seja a observação referente ao peso da composição: o primeiro diz respeito aos valores contidos no intervalo entre 0,05% e 0,09% em peso, de incorporação de diatomita, nesta faixa apesar das características estéticas serem amplamente visualizadas as melhorias mecânicas apesar de presentes ainda são sutis; no intervalo seguinte compreendido pelos valores de 1 ,0% a 2,0% em peso, de incorporação de diatomita as melhores características fisico químicas são expostas com incremento das estéticas, podendo-se assim inferir que está aí a faixa ideal de incorporação de tal rocha diatomácea na composição restauradora dental; no intervalo a seguir, de 2,1% a 5,0% em peso, de acréscimo de diatomita a composição restauradora dental perdem-se sucessivamente as melhores características estéticas, apesar de algumas propriedades físicas se manterem e outras inclusive serem aumentadas.

[0159] Apesar de a diatomita ser inerte quimicamente, ela confere ao material maior estabilidade química e resistência mecânica, sem torná-lo friável (desde de que mantida a composição percentual em peso dentro da faixa preferencial sugerida), pelo contrário a presença da diatomita permite rearranjos estruturais que o torna mais resistente às cargas de compressão, às cargas de compressão diametral, ao desgaste superficial, e, diminui sua contração de polimerização. Todas estas características redundam na maior possibilidade de melhor trabalhabilidade, tixotropismo e substantividade clínica. Essa distribuição da carga de diatomita pela composição restauradora dental, de maneira uniforme, também resulta em aumento da microdureza superficial e da estabilidade de cor o que reflete na melhoria de suas propriedades estéticas finais tanto de forma imediata, quanto a médio e longo prazo.

[0160] Ratifica-se que a inserção de diatomita dentro desta faixa já anteriormente citada de 1,0% a 5,0% em peso da composição, inclui para efeito desta reivindicação e de produção desta composição restauradora dental a diatomita natural ou com qualquer tipo de tratamento superficial, seja elesilanização, plasma (feixe de elétrons), ou qualquer outra modificação que venha a alterar este agente filtrante. 1/1

Claims (4)

1. COMPOSIÇÃO RESTAURADORA DENTAL, caracterizada pelo fato de compreender diatomita em um faixa de 1,0% a 5,0% em peso da composição, mistura de monômeros, fotoiniciadores e conservantes em uma faixa de 19,0% a 21,0% em peso da composição, cargas inorgânicas em uma faixa de 77,0% a 82,0% em peso da composição (especificamente, vidro de bário silanizado 55- 57% em peso da composição; sílica coloidal 5 - 6% em peso da composição; óxido misto de zircônia e sílica 17 - 19% em peso da composição), e pigmentos em uma faixa de 1% a 2,0% em peso da composição. Particularmente, COMPOSIÇÃO RESTAURADORA DENTAL, caracterizada pelo fato de compreender 1,03% diatomita, 20,15% de mistura de monômeros, fotoiniciadores e conservantes, 78,82% de cargas inorgânicas (especificamente, 55,47% de vidro de bário silanizado; 5,17% sílica coloidal; 18,18 % de óxido misto de zircônia e sílica), e pigmentos em uma faixa de 1% a 2,0% em peso da composição. Especificamente em relação à diatomita, expressamos que a mesma apresenta arranjo estrutural com poros nanométricos distribuídos em toda a sua superfície e corpo, os quais permitem a permeação de outro componente do compósito através de si.

2. COMPOSIÇÃO RESTAURADORA DENTAL, de acordo com a reivindicação1, caracterizada pelo fato de compreender diatomita em um faixa preferencial de 1,0% a 2,0% em peso da composição.

3. COMPOSIÇÃO RESTAURADORA DENTAL, de acordo com a reivindicação1, caracterizada pelo fato de compreender diatomita não silanizada ou com qualquer tipo de tratamento superficial, que altere este agente filtrante.

4. COMPOSIÇÃO RESTAURADORA DENTAL, de acordo com a reivindicação1, caracterizada pelo fato de que os monômeros são preferencialmente BisGMA, Bis EMA, TEGMA, UDMA ou a associação destes; os fotoiniciadores são preferencialmente canforoquinona, E.D.B., ou a mistura destes; o conservante é preferencialmente B.H.T; e as cargas inorgânicas são preferencialmente vidro de bário silanizado, sílica coloidal, óxido misto de zircônia e sílica.