Avaliação das propriedades mecânicas e microestrutura de um ionómero de vidro experimental reforçado com nano partículas

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Medicina Dentária

Os cimentos de ionómero de vidro são materiais restauradores que possuem um alto potencial de proteção do complexo dentina-polpa dado pela sua capacidade de libertação de flúor associado ao selamento marginal resultante de uma adesão química às estruturas dentárias. Entretanto, apresentam pobres propriedades físico-mecânicas quando comparado com as mais recentes resinas compostas. Este trabalho teve como principal objectivo melhorar as propriedades mecânicas do cimento de ionómero de vidro pela incorporação de nano partículas de alumina e/ou zircónia à composição de um ionómero de vidro comercialmente disponível no mercado. Foi realizado um estudo experimental in vitro com 9 grupos (n = 10) de amostras cilíndricas (6 x 4 mm) de cimento de ionómero de vidro modificado com resina (Vitremer, 3M, USA) com diferentes conteúdos de nano-partículas de alumina e/ou zircónia. Uma resina composta nano-híbrida (GrandioSO, VOCO, Germany) foi usada para estabelecer uma comparação com os cimentos de ionómero de vidro reforçados pela incorporação de nano partículas. Foi feita a caracterização das amostras por testes de compressão axial, microscopia electrónica de varrimento e análise química por espectrofotometria de raios X, antes e após ciclagem térmica. A ciclagem foi realizada em etapas de 3000, 6000 e 10000 ciclos com imersão consecutiva das amostras por 15 segundos em soluções de saliva artificial de Fusayama a 5 e 60º C. Uma melhoria na resistência à compressão foi observada no grupo de amostras reforçadas com nano partículas de alumina comparado com o material comercial (p < 0,05). A adição de partículas de zircónia ao CIV comercial revelou ter um impacto negativo na resistência à compressão do material (p < 0,05). A microscopia electrónica de varrimento revelou poros e fissuras na microestrutura dos materiais. Ambos os defeitos podem diminuir a resistência mecânica do material por atuarem como áreas de concentração de tensões. A ciclagem térmica em saliva artificial não afectou a resistência mecânica à compressão dos materiais testados. Glass-ionomer cements perform protective effect on the dentin-pulp complex considering the fluor release and marginal sealing due to a chemical adhesion to the dental structures. On the other hand, those materials have poor physic-mechanical properties in comparison with the restorative composite resins. This work has the main objective of improving the mechanical properties of a glass-ionomer cement adding different contents of zirconia and/or alumina nano-fillers in its chemical composition. An in vitro experimental study was carried out on 9 groups (n=10) of cylindrical samples (6 x 4 mm) made from resin modified glass-ionomer (Vitremer, 3M, USA) with different contents of alumina and/or zirconia nano-fillers. A nano-hybrid composite resin was teste as a control group. Samples were mechanically characterized by axial compressive tests, electron scanning microscopy, and energy dispersive X-ray spectrophotometry, before and after thermal cycling. Thermal cycling procedures were performed at 3000, 6000 and 10000 cycles in Fusayama´s artificial saliva at 5 and 60 ºC, the dwell time was of 15 seconds. An improvement of compressive strength was noticed on alumina nano-fillers modified group in comparison with the commercial glass ionomer. The incorporation of zirconia micro-fillers to the commercial CIV composition showed a decrease in compressive strength of the material (p < 0.05). Electron scanning microscopy images revealed the distribution of inorganic particles and defects such as cracks and pores in the microstructure. Both cracks and pores act as concentrated stress spots leading to decrease of the mechanical strength of the material. The materials tested were not affected by thermal cycling in artificial saliva.