BR102016013838A2

BR102016013838A2 - Cimento odontológico e uso do mesmo

Info

Publication number: BR102016013838A2
Application number: BR102016013838-8A
Authority: BR
Inventors: Flores Abuna Gabriel; Vitor Campos Ferreira Paulo; Roberto De Oliveira Bauer José; Consani Simonides; Alexandre Coelho Sinhoreti Mário
Original assignee: Universidade Estadual De Campinas - Unicamp
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2018-05-02
Also published as: WO2017214691A1; BR102016013838B1

Abstract

cimento odontológico e uso do mesmo a presente invenção refere-se a um cimento odontológico que apresenta capacidade bicativa indutora à mineralização. adicionalmente, a invenção se refere ao uso do cimento odontológico como curativo ósseo, material restaurador temporário, cimento provisório, selante de fossas e fissuras, e cimento endodôntico.

Description

(54) Título: CIMENTO ODONTOLÓGICO E USO DO MESMO (51) Int. Cl.: A61K 6/00; A61K 6/02 (52) CPC: A61K 6/0017,A61K 6/0047,A61K 6/0255,A61K 6/02 (73) Titular(es): UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS - UNICAMP, UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO - UFMA (72) Inventor(es): GABRIEL FLORES ABUNA; PAULO VITOR CAMPOS FERREIRA; JOSÉ ROBERTO DE OLIVEIRA BAUER; SIMONIDES CONSANI; MÁRIO ALEXANDRE COELHO SINHORETI (74) Procurador(es): FERNANDA LAVRAS COSTALLAT SILVADO (57) Resumo: CIMENTO ODONTOLÓGICO E USO DO MESMO A presente invenção refere-se a um cimento odontológico que apresenta capacidade bicativa indutora à mineralização. Adicionalmente, a invenção se refere ao uso do cimento odontológico como curativo ósseo, material restaurador temporário, cimento provisório, selante de fossas e fissuras, e cimento endodôntico.

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Zn-Mb CONTROLE Zn-Nb20% _a Zn-O

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1400 1700 1600 1400 1400 1300 1200 1100 1000 900 SOO 700 600 SOO

Figura 1

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CIMENTO ODONTOLÓGICO E USO DO MESMO

Campo da invenção:

[1] Esta invenção se insere no campo da química e da odontologia, mais especificamente, de preparações para finalidades odontológicas uma vez que se refere ao desenvolvimento de um cimento odontológico e seu uso como curativo ósseo, material restaurador temporário, cimento provisório, selante de fossas e fissuras, e cimento endodôntico.

Fundamentos da invenção:

[2] 0 elemento dental é composto basicamente por uma estrutura mineral formada por hidroxiapatita que estabelece com o meio bucal uma condição extremamente dinâmica a qual é responsável pelas modificações que sofrerá, podendo se manter como está, perder ou ganhar minerais. Essa interação se baseia em eventos físico-químicos que ocorrem entre o esmalte, a saliva e a placa dental (biofilme dental), causados por diferentes condições de equilíbrio mineral entre eles.

[3] Alguns fatores podem levar ao desequilíbrio de solubilidade da hidroxiapatita, entre os mais significantes estão as lesões de cárie que causam variação do pH geradas no biofilme em virtude das frequentes exposições aos carboidratos da dieta. A dinâmica de desmineralização e remineralização dental ocorre ao logo do dia e à medida que os episódios de desmineralização se sobrepõem aos de remineralização as áreas desmineralizadas se tornam evidentes.

2/12 [4] Caso não recebam intervenção, as áreas hipomineralizadas podem evoluir para cavitações configurando o sinal clínico da cárie, sendo capazes de afetar grandes áreas de tecido dentário. Ao atingir esse estágio o tratamento consiste na remoção mecânica de todo tecido cariado e confecção de restaurações com o intuito de reconstruir a região afetada, devolvendo assim a função do dente.

[5] Observe-se, no entanto, que a remoção de tecido cariado pode resultar na excessiva redução do tecido dental, já que a desmineralização dentinária precede à efetiva invasão de microrqanismos. A dentina cariada possui duas camadas distintas: uma externa, infectada e irreversivelmente deteriorada, que deve ser removida; e uma interna, não infectada e desnaturada de maneira reversível, que deve ser preservada para o posterior procedimento restaurador.

[6] Assim, nos últimos anos a regeneração dos tecidos dentários tem sido o foco de muitos estudos, o que tem permitido o desenvolvimento de materiais bioativos com capacidade para promover a recuperação destes tecidos.

[7] Materiais bioativos podem ser definidos como materiais produzidos para induzir atividade biológica específica. Entre os materiais bioativos utilizados na odontologia estão os chamados biovidros, que são basicamente constituídos por cálcio, fosfatos e silicatos. Estes são reativos quando expostos aos fluidos corporais e depositam fosfato de cálcio sobre a superfície das partículas.

3/12 [8] Partículas de biovidros têm sido incluídas em formulações de materiais restauradores odontológicos para a confecção de restaurações provisórias ou definitivas. Os biovidros à base de fosfato de cálcio são empregados devido à sua biocompatibilidade e capacidade de neoformação de tecidos mineralizados sendo que a adição de nióbio melhora a estabilidade química destes compostos. Além disso, o uso de biovidros à base de nióbio é de interesse para o Brasil pois este possui 80% da reserva natural deste mineral.

[9] O documento LEITUNE, Vicente Castelo Branco, Pentóxido de nióbio como carga para materiais de base polimérica para uso odontológico, descreve um adesivo dental e um cimento dental compreendendo pentóxido de nióbio.

[10] O pentóxido de nióbio utilizado na tecnologia descrita encontra-se silanizado para que o mesmo se uma quimicamente à rede de metacrilatos. Esta união entre a rede polimérica e a partícula de pentóxido de nióbio faz com que esta partícula perda seu potencial de bioatividade, uma vez que não entrará em contato direto com os fluidos corporais. Outro problema técnico baseia-se no princípio de degradação, todo material polimérico com base em metacrilatos tem hidrólise das ligações ésteres. Ainda, o Nb2O5 foi utilizado para proporcionar radiopacidade e aumento de dureza dos materiais Odontológicos. Entretanto, esse composto é inerte, não apresentando nenhuma bioatividade ou capacidade de liberação de íons que possam contribuir com uma possível remineralização.

[11] A invenção proposta difere do mencionado documento

4/12 principalmente pelo fato de não utilizar o elemento nióbio na forma de pentóxido, mas sim na forma de um biofosfato de nióbio (40.1% Nb₂O₅, 32.8% P₂O₅, 21.2% CaO, A1₂O₃ 3.8%, 2.1% Na₂O) liberadora de íons cálcio e fosfato. Logo, esse biofosfato não foi utilizado como partícula de reforço, e sim como nucleador de apatita, uma vez que o nióbio na forma de biofosfato, atrai íons Ca2+ e PO43- servindo como sitio de pré-nucleação acelerando a mineralização.

[12] Além disso, a tecnologia citada no artigo tem como base uma matriz orgânica de metacrilatos que são fotopolimerizados ou polimerizados quimicamente, enquanto que a presente invenção tem como base uma mistura de compostos inorgânicos a base de óxido de zinco e ácido etoxibenzoico, que reagem entre si formando um composto.

[13] O documento US7264665 refere-se a um cimento dental que compreende um vidro dental compreendendo pentóxido de nióbio. Esse material possui como problema técnico a falta de interação com o substrato, apresentandose como material inerte. Esta falta de reatividade é explicada por sua composição que possui poliácidos a base de ácido carbônico como matriz. Estes estabelecem ligação química direta com as partículas a base de óxido de silício, óxido de alumínio e outros óxidos metálicos (entre eles o pentóxido de nióbio que se encontra em uma porcentagem em peso menor que 4%) fazendo com que estas fiquem presas ao composto, sem atividade com o meio onde será incluído o material, inativando estes.

[14] A invenção proposta difere da referida tecnologia

5/12 principalmente pelo fato de que a presente invenção possui bioatividade, ou seja, reage com o substrato (fluidos corporais) reconstruindo o tecido perdido. Além disso, os materiais em discussão possuem composições diferentes principalmente no que diz respeito à matriz que na presente invenção é o ácido, e na tecnologia descrita no documento US7264665 é à base de um ácido carbônico.

[15] 0 documento W02004/026781 se refere a um biovidro compreendendo óxido de nióbio. Essa tecnologia foi caracterizada na forma de pó (partícula), não possuindo uma matriz que possa ser modulada no formato desejado. Logo, este material não apresenta coesividade.

[16] A invenção proposta difere do citado documento principalmente pelo fato de que o biofosfato à base de nióbio é apenas um dos componentes (princípio ativo) da invenção. Este biofosfato foi inserido ao processo de produção de um composto à base de óxido de zinco e ácido etoxibenzoico, permitindo assim o uso deste princípio ativo (biofosfato) como material de restauração odontológico, tendo como função específica remineralizar tecidos dentários mineralizados (dentina/esmalte).

[17] Sendo assim, nenhum dos documentos do estado da técnica descreve um cimento odontológico compreendendo biofosfato de cálcio e nióbio para reparo de tecidos mineralizados, tal como descrito nesta invenção.

Breve descrição da invenção:

[18] A presente invenção se refere ao desenvolvimento de um cimento odontológico que compreende 1% a 30% de Ácido

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4-etoxibenzoico, preferencialmente de 5% a 20%; 10% a 80% de Óxido de Zinco, preferencialmente de 30% a 60%; 1% a 30% de Sulfato de Zinco, preferencialmente de 5% a 20%; 2% a 35% de Ácido 2-etoxibenzoico, preferencialmente de 8% a 22%; e 1% a 40% de Biofosfato à base de nióbio, preferencialmente de a 30%.

[19] Adicionalmente, a invenção se refere ao uso do cimento odontológico como curativo ósseo, material restaurador temporário, cimento provisório, selante de fossas e fissuras, e cimento endodôntico.

Breve descrição das figuras:

[20] Figura 1: Espectroscopia infravermelho Transformada de Fourier (FTIR) do cimento odontológico com e sem principio ativo (biofosfato de nióbio). Observa-se que o pico 1673, 1110, 754 cm^-1 corresponde a ligação zincooxigênio que permanece estável com e sem o princípio ativo. Os únicos picos que não têm a mesma ou menor absorbância correspondem aos do biofosfato. Os picos em 921, 851, 641 cm^-1 correspondem aos tipos de ligações formadas entre Oxigênio e Nióbio.

[21] Figura 2: Espectroscopia de Raios-X por energia dispersiva (EDS) obtidos do cimento com e sem principio ativo, sendo que na figura 2A observa-se a presença do Zinco elementar (Ka 100%) em toda a matriz de forma homogênea, e que na figura 2B nota-se a presença dos elementos Nb (La 7,69%), P (Ka 5,31%) e Ca (Ka 3,57%) de forma elementar imersos na matriz de Zn (Ka 83,43%).

[22] Figura 3: Mapeamento elementar por EDS obtido do

7/12 cimento sem o princípio ativo. Observe-se a distribuição homogênea da matriz de óxido de zinco: a figura 3a mostra o elemento Zinco e a figura 3b o elemento Carbono.

[23] Figura 4: Mapeamento elementar por EDS obtido do cimento com princípio ativo. Observe-se a concentração de biofosfato e os três elementos que os compõem (Cálcio, Fosforo e Nióbio) e a matriz de Zinco. Na figura 4a observase a distribuição elementar do elemento Zn, o qual possui alta porcentagem na matriz do cimento. Nas figuras 4b, 4c e 4d observa-se os elementos Ca, P, Nb, respectivamente, os quais fazem parte do biofosfato utilizado na composição do cimento.

[24] Figura 5: Representa os padrões de difração de raio x do cimento experimental com diferentes concentrações de biovidro (0, 20%, 40%).

Descrição detalhada da. invenção:

[25] A presente invenção descreve um cimento odontológico, que compreende:

- 1% a 30% de Ácido 4-etoxibenzoico, preferencialmente de 5 % a 20%;

- 10% a 80% de Óxido de Zinco, preferencialmente de 30% a 60%;

- 1% a 30% de Sulfato de Zinco, preferencialmente de 5% a 20%;

- 2% a 35% de Ácido 2-etoxibenzoico, preferencialmente de 8% a 22%; e

- 1% a 40% de Biofosfato à base de nióbio, preferencialmente de 10 a 30%.

8/12 [26] 0 cimento odontológico é obtido a partir da mistura de ácido 4-etoxibenzoico e óxido de zinco que formarão benzoato de zinco, servindo como matriz (Figura 3). Nesta matriz, o biofosfato de nióbio será inserido (figura 2b), obtendo-se assim um material que cumpre com as normas exigidas pela ISO 3107 para cimentos à base de óxido de zinco, além de possuir capacidade bioativa.

[27] Para encontrar a concentração efetiva do princípio ativo foi realizada a análise de difração de raio x (Figura 5) do cimento com diferentes porcentagens. A partir destes dados é possível notar predominância de cristais de Zincite (forma mineral do ZnO) nas amostras confeccionadas sem adição de biofosfato de nióbio, enquanto que na concentração de 20% pode-se observar a presença de portlandite um mineral à base de Ca (OH) 2, comum em cimentos do tipo Portland, associados com processo de liberação mineral. O padrão de difração de raio-x obtido nas amostras onde foi utilizado concentração de 40% de biofosfato de nióbio, aponta a presença de Carbonato de Cálcio CaC>3 e Niobato de sódio potássio.

[28] Dentro desta fórmula, o sulfato de zinco e o ácido 2-etoxibenzoico podem ser usados como retardador do tempo de presa, uma vez que reage com o ácido 4-etoxibenzoico e não com o óxido, não fazendo parte da matriz (Figura 1 e 2a) . Esta reação aumenta o tempo de trabalho e não afeta as propriedades do material obtido. Assim, o biofosfato à base de nióbio, cálcio e fósforo fica imerso na matriz (Figura 4). Como este material possui matriz solúvel, íons de fosfato, cálcio e nióbio serão liberados (Figura 4b, c, d).

9/12 [29] Os fosfatos são facilmente dissolvidos em água e precipitam em condições favoráveis, formando compostos de fosfato de cálcio ou carbonatos de cálcio. 0 nióbio pode agir como um sitio de pré-nucleação para formação de carbonatos de cálcio.

[30] Logo, a principal vantagem técnica desta invenção diz respeito à sua capacidade de interação com o substrato: capacidade bioativa indutora à mineralização, característica

esta que não	foi	observada	anteriormente em	cimentos
odontológicos	à base	de óxido	de zinco.	Assim,	o cimento
odontológico	desenvolvido é	vantajoso	tanto	para o
profissional	quanto	para o	paciente,	pois	a função
terapêutica	sobre	tecidos	danificados	será	mantida

independente das propriedades mecânicas inerentes ao cimento, tais como resistência à compressão e tempo de presa. Ou seja, pequenas mudanças nos demais componentes e consequentemente nas propriedades mecânicas, não interferem de forma efetiva na bioatividade do invento.

[31] Vale ressaltar que o nióbio é um elemento estratégico para o desenvolvimento econômico do pais, uma vez que 98% de todas as reservas de nióbio conhecidas estão localizadas em território brasileiro.

[32] Adicionalmente, a invenção se refere ao uso do cimento odontológico como curativo ósseo, material restaurador temporário, cimento provisório, selante de fossas e fissuras, e cimento endodôntico.

Testes realizados:

10/12 [33] Inicialmente realizou-se o desenvolvimento da base do material. Os reagentes foram obtidos pesados e misturados: Óxido de Zinco (ZnÜ2), sulfato de Zinco Monohidratado (Zn2SO4Í e Ácido 4-Etoxi-Benzóico (C9H10O3) . A primeira composição utilizou 55% de ZnO2, 30% de C9H10O3, 15% de Zn2SO4 e 5% de Sílica pirogênica (Aerosil®) resultando em uma consistência sólida, pouco viscosa e de difícil manipulação.

[34] A segunda tentativa alterou a proporção dos materiais diminuindo a quantidade de ZnO em 5% (50%) e aumentando a quantidade de ácido 4-etoxibenzoico C9H10O3 para 35%, com adição de 10% de Zn2SC>4 o que resultou em pouca mudança quando comparado a composição anterior. Uma tentativa de inclusão do biofosfato de nióbio foi realizada à essa base adicionando 20% deste composto bioativo, porém o produto resultante ainda apresentava consistência inadequada para a mistura.

[35] Após essas tentativas, outra base foi testada adicionando-se à fórmula o ácido 2-etoxibenzóico (C9H10O3) . A mistura foi então composta por 50% de ZnO, 15% de Zn2SÜ4, 15% ácido 4-etoxibenzoico e 20% de ácido 2-etoxibenzoico, o material obtido apresentou consistência adequada para boa homogeneização dos componentes.

[36] À essa base foram então testadas diferentes concentrações de biofosfato 0, 5, 10, 20, 30 e 40%. Foi observado a necessidade de uma pequena alteração na quantidade dos reagentes da base. Sendo assim, a formulação preferencial ficou definida como: 40% de óxido de zinco, 12% de sulfato de zinco, 12% Ácido 4-etoxibenzoico e 16% de Ácido

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2-etoxibenzoico com adição de 20% de biofosfato de nióbio (figura 2) .

[37] Como observado nos testes realizados com a formulação preferencial, o tempo de presa variou de 5 a 6.6 minutos, estando de acordo com as normas da ISO 3107 para cimentos odontológicos à base de óxido de zinco, que preconiza 1.5 a 10 minutos.

[38] Os testes foram realizados após determinação da matriz variando apenas as concentrações de biofosfato de nióbio. O material foi depositado em cilindro de aço inoxidável e armazenado em incubadora a 37 ± 1° C e umidade relativa de 95 ± 5 %. Agulhas de metal com massa de 100 + 0,5 g e ponta cilíndrica plana com diâmetro de 2,0 ± 0,1 mm foi usada em posição vertical para tocar a superfície do material a cada 15 segundos. 0 tempo de presa foi definido como o período abrangendo o início da mistura até o momento em que a agulha não penetrava completamente a espessura total do cimento. Para avaliação da resistência a compressão foram confeccionados com dimensões de 6 mm de altura por 4 mm de diâmetro usando molde metálico. O teste foi realizado em máquina universal de ensaios (Modelo 5544, Instron, Massachusetts, EUA) à velocidade de 1,0 mm por minuto.

[39] 0 presente invento não sofreu interferência no tempo de presa, sendo que os valores apresentados são intermediários aos limites condicionados pela referida norma. Isso é importante uma vez que permite ao profissional adequado tempo de trabalho para acomodar o material em qualquer que seja a situação de aplicação.

12/12 [40] Ainda segundo a ISO 3107, este tipo de cimento deve possuir resistência à compressão (MPa) mínima de 5 e máxima de 35. 0 material desenvolvido, por sua vez, apresenta resistência compressiva de 15.73 (+/- 1.09) MPa, cumprindo as normas determinadas pela ISO. Além disso, apesar da inserção de partículas bioativas normalmente diminuir a resistência compressiva dos cimentos, essa diminuição não foi observada no cimento odontológico desenvolvido.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Cimento odontológico caracterizado por compreender:

- 1% a 30% de Ácido 4-etoxibenzoico;

- 10% a 80% de Óxido de Zinco;

- 1% a 30% de Sulfato de Zinco;

- 2% a 35% de Ácido 2-etoxibenzoico; e

- 1% a 40% de Biofosfato à base de nióbio.
2. Cimento odontológico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender preferencialmente:

- 5% a 20% de Ácido 4-etoxibenzoico;

- 30% a 60% de Óxido de Zinco;

- 5% a 20% de Sulfato de Zinco;

- 8% - 22% de Ácido 2-etoxibenzoico; e

- 10 - 30% de Biofosfato à base de nióbio.
3. Cimento odontológico caracterizado por compreender 12% Ácido 4-etoxibenzoico, 40% de óxido de zinco, 12% de sulfato de zinco, 16% de Ácido 2-etoxibenzoico e 20% de biofosfato de nióbio.
4. Uso do cimento odontológico, conforme descrito nas reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de ser utilizado como curativo ósseo, material restaurador temporário, cimento provisório, selante de fossas e fissuras, e cimento endodôntico.

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