BR102017009481A2

BR102017009481A2 - processo de obtenção e uso de sistemas clareadores dentais contendo nanopartículas de hidroxiapatita

Info

Publication number: BR102017009481A2
Application number: BR102017009481-2A
Authority: BR
Inventors: Paulo Vitor Farago; Andres Fernando Montenegro; Alessandro Dourado Loguercio
Original assignee: Universidade Estadual De Ponta Grossa
Priority date: 2017-05-05
Filing date: 2017-05-05
Publication date: 2018-11-21

Abstract

a presente invenção refere-se ao processo de obtenção e uso de sistemas clareadores dentais contendo nanopartículas de hidroxiapatita, com o propósito de evitar os efeitos secundários recorrentes do contato direto entre o clareador e a superfície dental. o uso das nanopartículas, em quantidade eficaz, permite o clareamento dental efetivo, somando-se as vantagens de reduzir a permeabilidade do peróxido de hidrogênio ou outro agente clareador substituto até a câmera pulpar, o que diminui a sensibilidade dentária, e de evitar alterações na microdureza superficial, na rugosidade superficial e na morfologia superficial do esmalte dental, mantendo a eficácia clareadora do produto.

Description

(54) Título: PROCESSO DE OBTENÇÃO E USO DE SISTEMAS CLAREADORES DENTAIS CONTENDO NANOPARTÍCULAS DE HIDROXIAPATITA (51) Int. Cl.: A61K 8/19; A61K 8/22; A61K 8/24; A61K 8/04; A61Q 11/02.

(52) CPC: A61K 8/19; A61K 8/22; A61K 8/24; A61K 8/042; A61Q 11/02; (...).

(71) Depositante(es): UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA.

(72) lnventor(es): PAULO VITOR FARAGO; ANDRES FERNANDO MONTENEGRO; ALESSANDRO DOURADO LOGUERCIO.

(57) Resumo: A presente invenção refere-se ao processo de obtenção e uso de sistemas clareadores dentais contendo nanopartículas de hidroxiapatita, com o propósito de evitar os efeitos secundários recorrentes do contato direto entre o clareador e a superfície dental. O uso das nanopartículas, em quantidade eficaz, permite o clareamento dental efetivo, somando-se as vantagens de reduzir a permeabilidade do peróxido de hidrogênio ou outro agente clareador substituto até a câmera pulpar, o que diminui a sensibilidade dentária, e de evitar alterações na microdureza superficial, na rugosidade superficial e na morfologia superficial do esmalte dental, mantendo a eficácia clareadora do produto.

Efetividade dos Clareadores

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PROCESSO DE OBTENÇÃO E USO DE SISTEMAS CLAREADORES DENTAIS CONTENDO NANOPARTÍCULAS DE HIDROXIAPATITA

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se ao processo de obtenção e uso de sistemas clareadores dentais contendo nanopartículas de hidroxiapatita, com o propósito de evitar os efeitos secundários recorrentes do contato direto entre o clareador e a superfície dental. O uso das nanopartículas, em quantidade eficaz, permite o clareamento dental efetivo, somando-se as vantagens de reduzir a permeabilidade do peróxido de hidrogênio ou outro agente clareador substituto até a câmera pulpar, o que diminui a sensibilidade dentária, e de evitar alterações morfológicas no esmalte dental. As nanopartículas de hidroxiapatita apresentam versatilidade de uso e estabilidade, podendo ser aplicadas em diferentes produtos para clareamento dental como géis, fitas, vernizes, chicletes, dentifrícios e colutórios, de uso caseiro ou em consultório odontológico, envolvendo fotoativação ou não, todos os quais podem compor novos materiais, originários a partir da incorporação das nanopartículas.

Fundamentos da Invenção e Estado da Arte

O uso do peróxido de hidrogênio, do peróxido de carbamida, ou de outros agentes clareadores substitutos, têm sido amplamente difundido na Odontologia Estética contemporânea.

Entretanto, esses sistemas clareadores dentais baseados em peróxidos têm efeitos colaterais frequentes, durante e após a aplicação. Há relatos de alterações do conteúdo orgânico e inorgânico do esmalte dental, como diminuição da microdureza superficial, bem como aumento da sensibilidade dental, devido à permeabilidade do peróxido até a câmera pulpar. A sensibilidade dental é considerada o principal efeito secundário transitório decorrente do uso de sistemas clareadores na atualidade.

Em geral, existem duas alternativas terapêuticas para a redução da sensibilidade dental decorrente do procedimento de clareamento. Os agentes de oclusão e os agentes que diminuem a excitabilidade das terminações nervosas

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2/8 dentais, que podem ser empregados de forma isolada ou concomitante. Os componentes mais utilizados como agentes dessensibilizantes durante o clareamento dental são: fluoreto de sódio e nitrato de potássio, embora outros compostos químicos também possam ser usados. Recentemente, tem sido também proposto o uso do fosfato de cálcio amorfo (ACP) e cerâmicas bioativas de vidro ou biovidro. A utilização do fluoreto tem demonstrado um efeito relativamente modesto, na medida em que os íons fluoreto não contribuem expressivamente no processo de oclusão. O nitrato de potássio demanda uma aplicação por, no mínimo, duas semanas para reduzir a sensibilidade dental. A instabilidade aquosa limita ainda o uso do ACP e do biovidro em formulações de clareamento dental.

Nesse contexto, a adição de nanopartículas de hidroxiapatita na composição de sistemas de clareamento dental pode contornar esses problemas tecnológicos e, paralelamente, diminuir os efeitos secundários do procedimento, sem interferir na capacidade clareadora. O uso da nanotecnologia traz vantagens ainda não exploradas em sistemas clareadores. Além do tamanho reduzido e da área superficial elevada, os nanomateriais têm movimento browniano (aleatório) no fluido, o que pode contribuir para a oclusão dental. Também, a hidroxiapatita é uma forma termodinamicamente mais estável que, por exemplo o ACP, o que viabiliza o uso em sistemas clareadores elaborados em meio aquoso.

A literatura destaca apenas a incorporação de nanopartículas de biovidro no peróxido de hidrogênio a 35%, imediatamente antes do uso, com resultados mecânicos e morfológicos adequados (Deng et al.⁴ 2013).

Assim, até o presente momento, não existem sistemas clareadores baseados na inclusão de nanopartículas de hidroxiapatita, tecnologicamente viáveis e desenvolvidos para minimizar os efeitos secundários do procedimento clareador. Com isso, novos processos tecnológicos devem ser desenvolvidos, para otimizar esse tipo de tratamento odontológico.

Descrição da Abordagem do Problema

A presente invenção relata o desenvolvimento de novos materiais clareadores contendo nanopartículas de hidroxiapatita, com propriedades adequadas para propósitos odontológicos. Essas nanopartículas foram

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3/8 desenvolvidas pelo processo sol-gel para a incorporação em clareamentos dentais com a finalidade de diminuir ou evitar os efeitos secundários decorrentes do uso dos sistemas clareadores, sem interferir na eficácia dos produtos. As nanopartículas de hidroxiapatita são consideradas importantes materiais biocompatíveis e bioativos, compreendendo, em porcentagem em peso, entre 0 e 15 por cento de nitrato de cálcio [Ca(NO₃)₂], entre 0 e 3 por cento de ácido fosfórico (H₃PO₄) e entre 0 e 20 por cento de hidróxido de amônio (NH₄OH). Destaca-se que o resultado da remineralização do esmalte ou de outras estruturas do dente por meio do uso das nanopartículas de hidroxiapatita depende do método usado para a preparação, assim como da porcentagem de material, do protocolo de aplicação, do pH, entre outros fatores.

Entre os diferenciais desta invenção, é importante mencionar que as nanopartículas de hidroxiapatita utilizadas foram criteriosamente selecionadas, com o propósito de oferecer o melhor efeito na prevenção da sensibilidade dentária, decorrentes do uso de agentes clareadores odontológicos. As nanopartículas de hidroxiapatita sintetizadas, quando incorporadas no sistema clareador, promoveram a manutenção da microdureza superficial do esmalte, da rugosidade dental e da morfologia do esmalte, com a redução da permeabilidade do agente clareador até a câmera pulpar. Com isso, as nanopartículas apresentaram uma melhor compatibilidade com o complexo dentino-pulpar, evitando assim, perdas significativas das propriedades mecânicas e físicas da superfície dental. O tamanho na ordem nanométrica desses materiais asseguraram uma vantagem adicional, a de não alterar as propriedades clareadoras do produto.

Portanto, a presente invenção permite superar os desafios tecnológicos existentes para a incorporação dos nanomateriais na composição dos clareadores dentais, assegurando a manutenção da função primária do mesmo. O sistema clareador proposto pode ser a base de peróxidos, perborato, percabonato, clorito de metal, peroxiácido, persulfato, carbamida, hipoclorito, dióxido de cloro ou uma mistura dos anteriores. O sistema clareador em gel pode incluir um material polimérico. Este material polimérico pode ser polivinilpirrolidona, celulose ou celulose modificada, poli(álcool vinílico), polioxietileno, polietilenoglicol, poli(ácido acrílico), poliacrilato, carbômero, poli (acetato de vinila), alginato de sódio, gelatina,

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4/8 polissacarídeo natural, copolímero do ácido sulfônico acriloildimetiltaurato e vinilpirrolidona neutralizado, poliacrilamida, ou suas misturas. O polímero pode ter uma viscosidade Brookfield variando entre 20000 e 100000 mPa.s a 20 rpm.

Além disso, o sistema clareador pode conter saborizantes, edulcorantes, corantes, ativadores de peróxido, agentes de limpeza, agentes de prevenção de manchas, agentes antibacterianos, agentes antigengivites, agentes anticáries, agentes antiperiodontites e agentes para a sensibilidade dos dentes, os quais podem ser usados em qualquer uma das composições.

No método proposto, o produto deve entrar em contato direto com a estrutura do esmalte dental, sem interessar qual for o método de aplicação, por exemplo, placas, tiras, gel, solução, colutório, entre outros. As nanopartículas em combinação com agentes clareadores são eficazes para clarear e mineralizar os dentes, o que, significa, que a composição aqui descrita para clareamento dos dentes, em contato por um certo período de tempo, sendo em uma única ou múltiplas aplicações, com uma frequência específica durante um intervalo de tempo, consiga gerar um clareamento efetivo e diminuindo assim os efeitos secundários do procedimento.

O clareamento pode ser usado em diferentes modalidades, sendo que as composições podem permanecer por mais de 10 segundos na superfície dental, durante mais de 1 minuto até 12 horas, como ocorre nos clareamentos durante a noite. As aplicações também podem ser realizadas de 2 a 120 minutos, ou em quaisquer outras modalidades de tempo que sejam necessárias. A duração e a frequência de aplicação dependem do efeito que se deseja, do quadro de manchas dentais que o paciente apresenta, da idade, do consumo de produtos que aumentam o manchamento dental e da saúde do paciente.

Para aumentar ainda mais o potencial remineralizante da composição, outros nanomateriais ou biomateriais podem ser acrescentados na composição, baseados em sílica, cálcio, potássio, oxalato e fosfato, entre outros. Esses materiais, associados a nanopartículas de HaP (Hidroxiapatita) podem auxiliar no aumento da dureza do esmalte dental e, com isso contribuir para a diminuição da sensibilidade dentaria por peróxidos clareadores.

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Citação das Figuras

As figuras em anexo servirão para o melhor entendimento do presente pedido de patente de invenção. A Figura 1 mostra a permeabilidade do peróxido de hidrogênio dos grupos experimentais na câmara pulpar. A Figura 2 mostra a efetividade dos clareadores, analisada por meio da escala de cor VITAc/ass/c.

Descrição Detalhada da Invenção

A pureza da solução de H₂O₂ foi previamente verificada, utilizando-se a análise quantitativa permanganométrica. Para tanto, foi preparada uma solução de permanganato de potássio (KMnO₄) aproximadamente a 0,02 mol/L, pesando-se 3,20 g do sal e completando-se o volume, com água destilada, em balão volumétrico de 1000 mL. Após, essa solução foi devidamente padronizada, utilizando-se oxalato de sódio (Na₂C₂O₄), como padrão primário, previamente dessecado em estufa por 2h a 105°C e conservado em dessecador. Uma massa de 0,1300g de Na₂C₂O₄ foi pesada e, cuidadosamente, transferida para um erlenmeyer de 250 mL, juntando-se 25 mL de água destilada e 2 mL de ácido sulfúrico concentrado (H₂SO₄). O sistema foi aquecido até 80°C e titulado com a solução de KMnO₄, em agitação constante, até que o conteúdo do erlenmeyer se tornasse levemente róseo, persistente por mais de 30 s. Considerando que cada mL da solução de KMnO₄ 0,02 mol/L equivale a 6,6007 mg de Na₂C₂O₄, calculou-se a concentração molar da solução de KMnO₄ e determinou-se o fator de correção.

Uma vez preparada e padronizada a solução de KMnO₄, realizou-se o doseamento do H₂O₂, transferindo-se uma alíquota de 1,00 mL da solução de H₂O₂para um balão volumétrico de 100 mL, o qual foi completado com água destilada. Uma alíquota de 10,00 mL desta solução preparada foi colocada em um erlenmeyer de 250 mL. Em seguida, adicionou-se 10 mL de uma solução de H₂SO₄ 1 mol/L, titulando-se com a solução padronizada de KMnO₄ 0,02 mol/L, até que a solução adquirisse uma coloração rósea permanente. Considerando que cada mL da solução de KMnO₄ 0,02 mol/L padronizada equivale a 1,701 mg de H₂O₂, obteve-se a concentração da solução de H₂O₂ adquirida do fornecedor.

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Conhecendo-se a concentração real da solução de H₂O₂, a mesma foi padronizada para a concentração de 50%, por diluição simples, empregando água purificada por sistema de osmose reversa.

Para a obtenção do peróxido de carbamida 37,5%, em béquer plástico, foram pesados 60,02 g de ureia e 70,85 g da solução de PH 50%, previamente padronizada. Com o auxílio de um gral e de um pistilo, a ureia foi triturada a pó, transferida para um béquer, sendo adicionado o PH e 50 mL de água ultrapura. O sistema foi aquecido em banho-maria, sem ultrapassar 35°C, até a dissolução completa da ureia. Após 24 h em repouso, protegido da luz, os cristais foram filtrados e armazenados em frasco plástico opaco, sob refrigeração (4 a 8°C).

A preparação do gel de PC 37,5%, conforme indicado na Tabela 1, foi realizada de acordo com a técnica geral de incorporação de sólidos em géis aquosos.

Tabela 1. Fórmula do gel de peróxido de carbamida 37,5%

Composição	Quantidade
Gel de Carbopol EDT 2020 (DEG, São	62,5%
Paulo, Brasil) 2,5% Cristais de peróxido de carbamida	q.s.p. 50 g
37,5%

Para tanto, os cristais de PC previamente sintetizados foram triturados cuidadosamente em gral, com o auxílio de um pistilo. Após, o gel de Carbopol EDT 2020 foi adicionado. A formulação foi homogeneizada e acondicionada em seringas plásticas opacas para uso em clareamento dental. Essas seringas foram armazenadas sob refrigeração (4 a 8 °C) até a utilização.

Para a obtenção das nanopartículas de HaP, um volume de 150 mL de solução aquosa de nitrato de cálcio a 26,6% (m/m) foi misturado lentamente com uma solução aquosa de fosfato de amônio [(NH^POJ, previamente obtida com 7 mL de H₃PO₄, 165 mL de NH₄OH e 228 mL de água purificada, em temperatura de 50°C, durante um período de 60 minutos, em agitador magnético com aquecimento, a uma velocidade de 100 rpm. A solução resultante foi aquecida até 100°C por um período de 60 minutos, com agitação vigorosa. O gel resultante foi liofilizado por 72

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7/8 h para a obtenção das nanopartículas de HaP (Sadat-Shojai et al. ⁸ 2013X As nanopartículas de HaP foram incorporadas de 1 a 10% no gel de PC 37,5% previamente obtido.

Após a aplicação em dentes humanos, os valores de microdureza Knoop foram obtidos, representados em KHN, antes e depois do tratamento. Comparando-se os valores de microdureza inicial e final para cada grupo experimental, o grupo 37,5%PC revelou uma diminuição significativa (p < 0,05), com redução média de 296,54 KHN para 275,92 KHN. Os outros grupos não mostraram uma diferença estatisticamente significativa (p > 0,05) na comparação dos valores de microdureza inicial e final, indicando que o uso das nanopartículas de hidroxiapatita foi capaz de evitar a redução estatística da microdureza superficial do esmalte.

Comparando-se os valores de rugosidade (Ra) inicial e rugosidade final para cada grupo experimental, foi verificada uma redução significativa da rugosidade média apenas para o grupo 37,5%PC (p < 0,05), o qual apresentou uma diminuição de 0,023 ± 0,006 pm de Ra inicial para 0,016 ± 0,005 pm de Ra final. Para os demais grupos, o que inclui a formulação contendo as nanopartículas de hidroxiapatita, não foram observadas diferenças estatisticamente significativas (p > 0,05).

As concentrações de PH que atingiram as câmaras pulpares dos dentes submetidos ao procedimento de clareamento, por 45 min em 3 dias consecutivos, estão demonstradas na Figura 1. O grupo 37,5%PC apresentou maior concentração de PH nas câmaras pulpares, quando comparado com o grupo 37,5%PC+5%HaP. Para o grupo controle, contendo apenas o gel, não houve permeabilidade do PH para a câmara pulpar, como esperado.

Com o propósito de confirmar o potencial clareador da formulação contendo nanopartículas de hidroxiapatita, foi realizada a medida do espectro de cor com o auxílio do espectofotômetro VITA Easyshade. A comparação intra grupos das cores iniciais comparadas com as cores finais, foi verificada, resultando que para os grupos 37,5%PC e 37,5%PC+5%HaP houve uma diminuição significativa nos valores da escala VITA (p<0,05). Ao realizar a comparação inter grupos, não foram encontradas diferenças estatísticas entre o grupo 37,5%PC e 37,5%PC+5%HaP

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8/8 (p>0,05), demonstrado que as nanopartículas de hidroxiapatita não prejudicaram o efeito clareador do produto utilizado.

Dessa forma, a incorporação das nanopartículas de hidroxiapatita ao gel de PC 37,5% mantiveram a estabilidade do mesmo, permitindo a aplicação como sistema clareador. O agente clareador PC 37,5% promoveu a diminuição da microdureza superficial do esmalte dental, sendo que a formulação contendo as nanopartículas de hidroxiapatita não geraram diminuição, nem o aumento, da microdureza superficial do esmalte dental. A aplicação do agente clareador PC 37,5% causou a diminuição da rugosidade superficial do esmalte dental, enquanto que o produto com nanopartículas de hidroxiapatita não acarretaram mudanças significativas na rugosidade superficial do esmalte dental. A aplicação do agente clareador PC 37,5% gerou maior mudança na morfologia superficial do esmalte dental, fato não verificado com a formulação contendo as nanopartículas de hidroxiapatita. O gel de PC 37,5% promoveu uma maior passagem de PH para a câmara pulpar, sendo que a incorporação de nanopartículas de hidroxiapatita ao gel de PC 37,5% diminuiu a permeabilidade de PH para a câmara pulpar. A incorporação de nanopartículas de hidroxiapatita ao gel de PC 37,5%, não promoveu uma interferência no efeito clareador do PC 37,5%.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

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1. Processo de obtenção e uso de sistemas clareadores dentais contendo nanopartículas de hidroxiapatita, caracterizado pelo processo sol-gel, compreendendo, em porcentagem em peso, entre 0 e 15 por cento de nitrato de cálcio [Ca(NO₃)₂], entre 0 e 3 por cento de ácido fosfórico (H₃PO₄) e entre 0 e 20 por cento de hidróxido de amônio (NH₄OH);
2. Processo de obtenção e uso de sistemas clareadores dentais contendo nanopartículas de hidroxiapatita, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo uso de peróxidos, perborato, percabonato, clorito de metal, peroxiácido, persulfato, carbamida, hipoclorito, dióxido de cloro ou uma mistura dos anteriores como agente(s) clareador(es);
3. Processo de obtenção e uso de sistemas clareadores dentais contendo nanopartículas de hidroxiapatita, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo uso de polivinilpirrolidona, celulose ou celulose modificada, poli(álcool vinílico), polioxietileno, polietilenoglicol, poli(ácido acrílico), poliacrilato, carbômero, poli (acetato de vinila), alginato de sódio, gelatina, polissacarídeo natural, copolímero do ácido sulfônico acriloildimetiltaurato e vinilpirrolidona neutralizado, poliacrilamida, ou suas misturas como material(ais) polimérico(s);
4. Processo de obtenção e uso de sistemas clareadores dentais contendo nanopartículas de hidroxiapatita, de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado pela aplicação do produto de 1 minuto até 12 horas no clareamento à noite e de 2 a 120 minutos para a aplicação em consultório;
5. Processo de obtenção e uso de sistemas clareadores dentais contendo nanopartículas de hidroxiapatita, de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado pela redução do peróxido de hidrogênio que atinge a polpa dental;
6. Processo de obtenção e uso de sistemas clareadores dentais contendo nanopartículas de hidroxiapatita, de acordo com as reivindicações 1 a 4,

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2/2 caracterizado pela preservação da estrutura dental, por impedir alterações na microdureza, rugosidade e morfologia do esmalte dental;
7. Processo de obtenção e uso de sistemas clareadores dentais contendo nanopartículas de hidroxiapatita, de acordo com as reivindicações de 1 a 4, caracterizado pela propriedade clareadora inalterada.

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DESENHOS