STRESS RELACIONADO À POLIMERIZAÇÃO DE MATERIAIS RESINOSOS E FORMAS DE MINIMIZÁ-LO. UMA ANÁLISE DA LITERATURA INTRODUÇÃO

Transcrição

1 STRESS RELACIONADO À POLIMERIZAÇÃO DE MATERIAIS RESINOSOS E FORMAS DE MINIMIZÁ-LO. UMA ANÁLISE DA LITERATURA STRESS RELATED TO POLYMERIZATION OF LIGHT CURE COMPOSITES RESIN AND HOW TO MINIMIZE THEM. A LITERATURE REVIEW Kátia Vale Monteiro de Moura 1 Marcos Tadeu T. Pacheco 1 Resumo: Este trabalho se propõe a fazer uma análise bibliográfica sobre o stress relacionado à polimerização de materiais resinosos e as formas de minimizá-lo. Foi realizada uma coleta de dados através de artigos publicados, onde se propôs uma discussão entre autores que abordavam os mesmos métodos de minimização de stress de polimerização. A partir daí, conclusões importantes foram obtidas no sentido de orientar o profissional a alcançar o sucesso na utilização de resinas compostas fotopolimerizáveis, desde que, obtendo-se o conhecimento dos vários fatores causadores do stress, uma conduta mais apropriada possa vir a ser utilizada dentro das mais variadas situações clínicas. Unitermos: Stress de polimerização; Stress de contração; Materiais fotopolimerizáveis. INTRODUÇÃO As restaurações diretas em resina composta têm tido indicações cada vez maiores na odontologia moderna. Com isso, vem se tornando cada vez mais freqüente um dos principais problemas relatados pelos profissionais, a sensibilidade pós-operatória, altamente influenciada pelo stress de polimerização dos materiais resinosos. O estudo de alguns fatores relacionados a esse stress é de grande valia no sentido de minimizá-lo. A função dos materiais resinosos, através da técnica do condicionamento ácido do esmalte, é preencher a cavidade dentária, substituindo o tecido cariado ou danificado por um material biocompatível que restabeleça a função do elemento dental. As resinas compostas atuais são constituídas principalmente por uma matriz orgânica (BIS-GMA), partículas de carga inorgânica e um silano como agente de união entre ambas. A polimerização das resinas fotoativadas se dá através da conversão de monômeros em polímeros, sendo que a luz funciona como agente ativador da reação. A inserção da resina no interior dos preparos cavitários leva a uma competição entre as forças de contração de polimerização e a força das ligações à estrutura dentária. Quando estas forças de contração excedem as forças de adesão ocorre o stress de polimerização. Esse stress não pode ser evitado e resulta numa série de problemas relacionados às restaurações, como microfraturas, perda de integridade marginal, cáries recorrentes, formação de fendas, micro infiltrações, além da sensibilidade pósoperatória (Carvalho et al., 1996). Muitos fatores têm um efeito direto no stress de contração de polimerização dos compósitos resinosos: tamanho da restauração, configuração da 1 Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento - IP&D, UNIVAP - Universidade do Vale do Paraíba - SP Arquivo Brasileiro de Odontologia 32

2 cavidade, técnica de aplicação da resina (incremental ou em massa), método de polimerização (químico ou fotopolimerizável) e nodulação da intensidade de luz (Cho et al., 2002). A manutenção de um baixo fator C (configuração da cavidade), que propicia uma maior capacidade de fluidez da resina através das superfícies não aderidas, reduz significativamente o stress de contração. O ponto gel do compósito também pode ser alterado pela configuração da cavidade, sendo que o ideal é que se alcance uma fase pré-gel prolongada, pela maior habilidade de escoamento do compósito nesta fase, gerando menor stress (Carvalho et al., 1996; Davidson & Feilzer, 1997). O relaxamento do stress também pode ser alcançado através da expansão higroscópica (absorção de água pelo material) que ocorre por um longo período de tempo, após a polimerização pósgel ser completada (Feilzer et al., 1990). MATERIAL E MÉTODOS Foi realizada uma coleta de dados através da Internet pelos sites e Trinta e dois artigos que abordavam o tema stress de polimerização do ano de 1975 a 2002 foram analisados. Posteriormente, realizou-se uma análise comparativa entre os autores que utilizaram em suas pesquisas os mesmos métodos de minimização do stress de polimerização e os resultados alcançados por eles. Uma discussão dentro do que foi observado por estes autores com mesmos tipos de métodos foi proposta, bem como uma análise das vantagens e desvantagens de cada um, no sentido de reduzir o stress de contração ou polimerização. RESULTADOS E DISCUSSÃO Segundo Davidson et al. (1984) e Carvalho et al (1996), cavidades tridimensionais apresentam ruptura de adesão, devido à limitada capacidade de alívio do stress em comparação a cavidades bidimensionais (mais favoráveis em relação à configuração e ao stress de contração). Kinomoto & Torii (1998) chegaram também à conclusão de que cavidades em forma de box apresentam um alto stress interno, levando a falhas que prejudicam a adesão. Armstrong et al. (2001) observaram o mesmo que os primeiros dois autores citados. Bausch et al. (1982) relataram que, em resinas quimicamente ativadas o stress se desenvolve lentamente, devido à baixa velocidade da reação, e que nos compósitos fotoativados, a polimerização ocorre em alguns segundos, gerando um maior stress. Kato (1987) também observou que a contração nas paredes da restauração é menor quando a velocidade de polimerização diminui. Segundo Feilzer et al. (1993) e Carvalho et al. (1996), os compósitos resinosos fotopolimerizáveis sofrem uma reação de polimerização rápida, com menor escoamento da resina, gerando maior stress do que os compósitos de presa química, concordando com as afirmações anteriores e também com Kinomoto et al. (1999), que chegaram à mesma conclusão. Goldman (1983) afirmou que quanto maior a quantidade de ar incorporado ao material, maior a contração. Neste sentido, os materiais mais favoráveis seriam os fotopolimerizáveis, que incorporam menos bolhas. Entretanto, Feilzer et al. (1993) relataram que a presença de porosidades nos materiais fotopolimerizáveis apresentou um efeito positivo na redução do stress. Carvalho et al. (1996) observaram, também, que a incorporação de aproximadamente 5% de bolhas de ar nas resinas de cura química reduz em até 50% o nível de stress. Arquivo Brasileiro de Odontologia 33

3 De acordo com Uno & Shimokobe (1994) e Carvalho et al. (1996), a técnica incremental de assentamento da resina reduz o fator C e diminui o stress de polimerização. Suh & Wang (2001) concluíram o mesmo, enfatizando os benefícios alcançados através do uso da técnica incremental. Entretanto, Yoshikawa et al. (2001) relataram que a técnica incremental não foi favorável em comparação com o método de preenchimento em grande volume. Versluis et al. (1996), concluíram o mesmo, e ainda, que a técnica incremental produz maior stress de contração na interface esmalte/restauração do que a técnica de assentamento em massa do compósito. Cho et al. (2002) e Chen et al. (2001) afirmaram que materiais resinosos condensáveis exibem um alto stress de contração. De acordo com Bausch et al. (1982), na polimerização de resinas quimicamente ativadas, a contração de polimerização é direcionada ao centro das restaurações, enquanto na fotopolimerização esta contração é direcionada às outras superfícies. Hansen (1982) fez a mesma afirmação, enfatizando que a contração de compósitos fotoativados é direcionada para a primeira região a ser irradiada pela luz. Kinomoto et al. (1999), disseram o mesmo, concluindo que resinas fotopolimerizáveis contraem em direção à luz. Entretanto, Suh & Wang (2001), relataram justamente o oposto, que resinas fotoativadas não contraem em direção à luz, apesar da maior intensidade de luz e conseqüentemente maior stress serem observados no topo das restaurações. Cho et al. (2002) ao contrário deste, concluíram também que a contração de compósitos fotopolimerizáveis ocorre em direção à luz. Bausch et al. (1982) relataram que o uso do adesivo diminui o stress, porém leva à maior formação de fendas marginais. Segundo Bowen et al. (1983), Davidson et al. (1984) e Sheth et al. (1988), a aplicação do adesivo melhora a adaptação dos materiais à cavidade C, quanto mais forte o adesivo dentinário, menor a amplitude de fendas formadas. A força do adesivo deve se desenvolver mais rapidamente e sempre ser maior do que a tensão de stress que acompanha a polimerização, no sentido de se evitar falhas. Armstrong et al. (2001) também observaram que adesivos com baixo módulo de elasticidade reduzem o stress, porém, ao contrário dos relatos de Bausch et al. (1982), seu uso diminui a microinfiltração marginal. Cho et al. (2002) relataram que o uso do adesivo, com subseqüente polimerização, antes da aplicação da resina, é de extrema importância na obtenção de uma adesão adequada nas restaurações. Bausch et al. (1982) observaram que apesar do sucesso alcançado com o condicionamento ácido do esmalte, seu uso é acompanhado por stress de polimerização. Segundo Davidson et al. (1984), o condicionamento ácido das cavidades favorece à restauração. Sheth et al. (1988) observaram o mesmo, concordando porém com Bausch et al. (1982), no que se refere a seu uso acompanhado por stress. Alguns autores relataram que ocorre contração nos estágios viscoso e plástico inicial, porém, esta não tem muito significado clínico. A contração que ocorre no estágio rígido é que tem relevância clínica, ocorrendo no momento da geleificação (aproximadamente no fim do tempo de trabalho), onde o líquido viscoso é gradualmente transformado em material rígido, perdendo, assim, sua capacidade de escoamento (Bausch et al., 1982; Davidson et al., 1984; Davidson & Feilzer, 1997). Segundo Unterbrink & Muessner (1995) e Bouschlicher et al. (2000), o uso de altas intensidades de luz resulta no maior stress de polimerização e leva à redução da qualidade marginal das restaurações. Arquivo Brasileiro de Odontologia 34

4 Vários autores disseram que uma aplicação de luz mínima resultou em significativa redução na contração de polimerização, e que o método que utiliza baixa intensidade de luz inicial, seguida por intensidade mais alta, é o mais favorável na obtenção de vantagens na polimerização, como a redução do stress (Mehl et al., 1997; Silikas et al., 2000; Yoshikawa et al., 2001; Obici et al., 2002). Yap et al. (2001) concluíram que esta polimerização com baixa intensidade, seguida por alta intensidade de luz, não contribui na efetividade da restauração e na redução da contração de polimerização. Entretanto, afirmaram que as restaurações podem apresentar bons resultados em relação à integridade marginal. Uno & Shimokobe (1994) e Carvalho et al. (1996) disseram que, além de preservar a adesão dentinária, o uso de forradores promove melhor adaptação marginal através da diminuição do stress de contração. De acordo com Armstrong et al. (2001), o uso de um forrador intermediário mais flexível, entre dente e restauração, preserva a adesão dentinária durante a polimerização. Entretanto, os mesmos autores relatam que seu uso pode gerar uma estrutura enfraquecida, devido à dissipação inadequada do stress. Asmussen (1975) e Hansen (1982) relataram que, quanto maior for o conteúdo de monômero diluente presente no compósito, maior será a contração de polimerização. Segundo Goldman (1983), deve-se diminuir a quantidade destes monômeros e incorporar carga inerte para reduzir a contração. Hansen (1982) relatou que a expansão higroscópica em alguns casos é capaz de diminuir as fendas e, em outros, é capaz de comprovar a contração de polimerização. Entretanto, Bowen et al. (1982) afirmaram que não foi concluído que a expansão higroscópica dos compósitos resinosos é desejável para compensar esta contração. De acordo com Sheth et al. (1988) a fenda que se forma na interface resina/dentina não é fechada completamente pela expansão higroscópica, levando a microfraturas pela expansão. Segundo Feilzer et al. (1990) o efeito da absorção de água (expansão higroscópica) da resina após polimerização alivia o stress residual. Já Suliman et al. (1994) e Carvalho et al. (1996) concluíram que a expansão volumétrica decorrente da expansão higroscópica compensa parcialmente a contração de polimerização. Armstrong et al. (2001) apesar de terem afirmado que a expansão higroscópica alivia o stress, observaram também que a absorção de água pela restauração à torna mais susceptível à falhas. Vários autores concluíram que a exposição prolongada de luz leva à maior contração de polimerização (Walls et al., 1988; Uno & Shimokobe, 1994; Carvalho et al., 1996; Versluis et al., 1996.). Segundo Hansen (1982), a profundidade da cavidade pode influenciar a contração de polimerização, pois a luz pode não ser capaz de penetrar e polimerizar toda a espessura do material. A contração de polimerização tende, assim a diminuir com o aumento da profundidade (Walls et al., 1988). Sakaguchi et al. (1992) relataram que quando as amostras estão a uma distância maior do que 4 mm da fonte de luz, 25% da intensidade é perdida. Já Rueggeberg et al. (1994) concluíram que profundidades maiores que 2 mm comprometem seriamente a polimerização do material. Cho et al. (2002) concordaram com esta afirmação e observaram que materiais testados em incrementos maiores que 2 mm de espessura não atingem adequada polimerização. Bouschlicher et al. (2000) também enfatizaram que a profundidade da restauração exerce efeito na polimerização. De acordo com Suh & Wang (2001), a parte da massa do compósito com menor Arquivo Brasileiro de Odontologia 35

5 penetração de luz irá alcançar o ponto gel mais devagar, gerando menor stress. De acordo com Sakaguchi et al. (1992), na fase pré-gel, antes do material desenvolver alto módulo de elasticidade, a fluidez compensa a contração de polimerização. Segundo Suliman et al. (1994), o alto módulo de elasticidade reduz o escoamento do material e aumenta a formação de fendas. Uma alta intensidade de luz aumenta o módulo de elasticidade, causando o aumento do stress de contração (Unterbrink & Muessner, 1995). Chen et al. (2001) afirmaram também que o alto stress de contração é relacionado à grande quantidade de carga presente no compósito e ao alto módulo de elasticidade do material. CONCLUSÕES Alguns autores chegaram a mesma conclusão, e outros, obtiveram opiniões conflitantes a respeito do mesmo assunto. Um cuidado todo especial deve ser tomado pelo profissional na escolha do método pelo qual ele pretende reduzir o stress, pois muitas vezes esta opção pode causar efeitos adversos. Um exemplo disso seria a diminuição do tempo de exposição e intensidade de luz, que na tentativa de reduzir o stress de contração, acarretaria em uma conversão deficiente de monômeros em polímeros. O uso de resinas de cura química poderia ser uma alternativa no sentido de minimizar o stress, porém, seu tempo de polimerização é limitado, diminuindo o tempo de trabalho do profissional. A utilização de bases forradoras ofereceriam uma forma de alteração da configuração cavitária, também no sentido de diminuir o stress, entretanto, seu uso poderia gerar uma restauração enfraquecida. O importante é que o profissional tenha conhecimento dos vários fatores causadores do stress, e com isso, possa vir a escolher a melhor forma de minimizá-lo, utilizando-se da conduta que lhe oferecer maiores benefícios, observando também as possíveis desvantagens da opção. Com isso, decisões mais benéficas serão tomadas nas mais diversas situações clínicas. Ainda não existe um método seguro de utilização dos materiais restauradores que garanta uma restauração à prova de falhas, capaz de findar com os problemas relacionados à contração de polimerização. A adoção de procedimentos que visem minimizar o stress de contração ajudará o profissional a alcançar maiores benefícios com o uso das resinas compostas. Os principais fatores que influenciam o stress de contração são: a) Configuração cavitária: a manutenção de um baixo fator C favorece a redução do stress. b) Técnica de inserção: a aplicação da resina de forma incremental permite maior relaxamento do stress. c) Modulação da fotoativação: diminuição do tempo ou da intensidade de luz proporciona um estágio visco-elástico mais prolongado, acarretando na diminuição da velocidade de desenvolvimento do stress. d) Natureza do material: utilização de compósitos com baixo módulo de elasticidade reduzem o stress. e) Utilização de bases forradoras: oferecem uma forma de alteração da configuração cavitária. f) Tipo de polimerização do material: compósitos de cura química apresentam-se com um período pré-gel maior, tendendo a permitir maior escoamento do material e menor geração de stress. É importante ressaltar que nem todas as formas preconizadas para redução do stress devem ser Arquivo Brasileiro de Odontologia 36

6 utilizadas ao mesmo tempo. É de acordo com seu conhecimento e com a situação clínica que o profissional deve se valer da conduta que lhe pareça mais apropriada, a fim de que o sucesso possa ser alcançado com as restaurações em resina composta. ABSTRACT The aim of this study is to make a literal research about the polymerization stress of composites resin and the ways to minimize them. Published articles were analyzed and a discussion has been made between the authors that used the same methods of polymerization contraction stress reduction. Important conclusions were obtained after this in order to guide the professionals to reach the success on the using of light cured composites. So the dentists reaching the know liege of several causing factors of stress they could get to a more appropriate conduct in all kind of clinical situations. UNITERMS Light cured composite; Polymerization contraction; Polymerization stress. REFERÊNCIAS Armstrong SR, Keller JC, Boyer DB. The influence of water storage na C - factor on the dentin - resin composite microtensile bond strength and debond pathway utilizing a filled and unfilled adhesive resin. Dent Mat 2001;17: Asmussen E. Composite restorative resins. Composition versus wall-to-wall polymerization contraction. Acta Odont Scand 1975; 33: Bausch JR, Longe K, Davidson CL. Clinical significance of polymerization shrinkage of composite resins. J Prosth Dent 1982; 48(1): Bouschlicher MR, Rueggeberg FA, Boyer DB. Effect of stepped light intensity on polimerization force and conversion in a photoactivated composite. J Esthet Dent 2000;12(1): Bowen RL, Nemoto K, Rapson JE. Adhesive bonding of various materials to hard tooth tissues: forces developing in composite materials during hardening. J Amer Dent Ass 1983;106: Bowen RL, Rapson JE, Dickson G. Hardening shrinkage and hygroscopic expansion of composite resins. J Dent Res 1982;61(5): Carvalho RM et al. A review of polymerization contraction: the influence of stress development versus stress relief. Oper Dent 1996;21: Chen HY et al. Polimerization contraction stress in light - cured packable composite resins. Dent Mat 2001;17: Cho BH et al. Effect of interfacial bond quality on the direction of polymerization shrinkage flow in resin composite restorations. Oper Dent 2002;27: Davidson CL, De Gee AJ, Feilzer AJ. The competition between the composite - dentin bond strength and the polymerization contraction stress. J Dent Res 1984;63(12): Davidson CL, Feilzer AJ. Polymerization shrinkage and polymerization shrinkage stress in polymer - based restoratives. J Dent 1997:25(6): Feilzer AJ, De Gee AJ, Davidson CL. Relaxation of polymerization contraction shear stress by higroscopic expansion. J Dent Res 1990;69(1):36-9. Feilzer AJ, De Gee AJ, Davidson CL. Setting stresses in composites for two different curing modes. Dent Mat 1993;9: 2-5. Goldman M. Polymerization shrinkage of resin - based restorative materials. Aust Dent J 1983;28(3): Arquivo Brasileiro de Odontologia 37

7 Hansen EK. Visible light-cured composite resins: polymerization contraction, contraction pattern and hygroscopic expansion. Scan J Dent Res 1982;90: Kato H. Relationship between the velocity of polymerization and adaptation to dentin cavity wall of light-cured composite. Dent Mat 1987;6(1):32-7. Kinomoto Y, Torii M. Photoelastic analysis of polymerization contraction stresses in resin composite restorations. J Dent 1998;26(2): Kinomoto Y. et al. Comparison of polymerization contraction stresses between self and light-curing composites. J Dent 1999;27: Mehl A, Hickel R, Kunzelmann KH. Physical properties and gap formation of light - cured composites with and without sofstart - polymerization. J Dent 1997;25 (3-4): Obici AC et al. Effect of the photo-activation method on polymerization shrinkage of restorative composites. Oper Dent 2002;27: Rueggeberg FA, Caughman WF, Curtis Jr JW. Effect of light intensity and exposure duration on cure of resin composite. Oper Dent 1994;19: Sakaguchi RL. et al. Effects of polymerization contraction in composite restorations. J Dent 1992;20: Suliman AH, Boyer DB, Lakes RS. Polymerization shrinkage of composite resins: comparison with tooth deformation. J Prost Dent 1994;71:7-12. Uno S, Shimokobe H. Contraction stress and marginal adaptation of composite restorations in dentinal cavity. Dent Mat 1994;13(1): Unterbrink GL, Muessner R. Influence of light intensity on two restorative systems. J Dent 1995;23(3): Versluis A. et al. Does na incremental filling technique reduce polymerization shrinkage stresses? J Dent Res 1996;75(3): Walls AWG, Mc Cabe JF, Murrayt JJ. The polymerization contraction of visible-light activated composite resins. J Dent 1988;16: Yap A, Ng SC, Siow KS. Soft-start polymerization: influence on effectiveness of cure and post-gel shrinkage. Oper Dent 2001;26: Yoshikawa T, Burrow MF, Tagami J. A light curing method for improving marginal sealing and cavity wall adaptation of resin composite restorations. Dent Mat 2001;17: Recebido em: 11/04/2006 Aceito em: 05/06/2006 Sheth JJ, Fuller JL, Jensen ME. Cuspal deformation and fracture resistance of teeth with dentin adhesives and composites. J Prost Dent 1988;60(5): Silikas N, Eliades G, Watts DC. Light intensity effects on resin - composite degree of conversion and shrinkage strain. Dent Mat 2000;16: Suh BI, Wang Y. Determining the direction of shrinkage in dental composites by changes in surface contour for different bonding configurations. Amer J Dent 2001;14(2): Kátia Vale Monteiro de Moura Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento - UNIVAP Av. Shishima Hifumi, São José dos Campos - SP katiavalemoura@hotmail.com Arquivo Brasileiro de Odontologia 38