Pesquisa Brasileira em Odontopediatria e Clínica Integrada ISSN: Universidade Federal da Paraíba Brasil

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1 Pesquisa Brasileira em Odontopediatria e Clínica Integrada ISSN: apesb@terra.com.br Universidade Federal da Paraíba Brasil Nishioka, Renato S.; Kojima, Alberto N.; Mesquita, Alfredo Mikail Melo; e Souza, Rodrigo Othávio de Assunção; Vasconcelos, Luis Gustavo; Pavenelli, Calos Augusto Efeito da Ciclagem Térmica Sobre a Resistência de União Entre Titânio Comercialmente Puro e um Cerômero Pesquisa Brasileira em Odontopediatria e Clínica Integrada, vol. 6, núm. 1, janeiro-abril, 2006, pp Universidade Federal da Paraíba Paraíba, Brasil Disponível em: Como citar este artigo Número completo Mais artigos Home da revista no Redalyc Sistema de Informação Científica Rede de Revistas Científicas da América Latina, Caribe, Espanha e Portugal Projeto acadêmico sem fins lucrativos desenvolvido no âmbito da iniciativa Acesso Aberto

2 * Prof. Assist. Doutor da Disc. de Prótese Parcial Fixa, Depto. de Materiais Odontológicos e Prótese da Faculdade de Odontologia de São José dos Campos (FOSJC) da Universidade Estadual Paulista (UNESP). ** Doutorando em Odontologia Restauradora, Especialidade de Prótese Dentária - FOSCJ/UNESP. *** Mestrando em Odontologia Restauradora, Especialidade de Prótese Dentária -- FOSCJ/UNESP. **** Aluno do Curso de Especialização em Prótese Dentária da Universidade Estadual Paulista - FOSCJ/UNESP. ***** Prof. Assist. Doutor da Disc. de Prótese Parcial Removível, Depto. de Materiais Odontológicos e Prótese da Faculdade de Odontologia de São Renato S. NISHIOKA* Alberto N. KOJIMA** Alfredo Mikail Melo MESQUITA** Rodrigo Othávio de Assunção e SOUZA*** Luis Gustavo VASCONCELOS**** Calos Augusto PAVANELLI***** Titânio; Resistência ao cisalhamento; Materiais dentários. Titanium; Shear strength; Dental materials.

3 INTRODUÇÃO O titânio puro tem sido utilizado no âmbito odontológico com grande êxito por tratar-se de um material biocompatível, resistente à corrosão e com propriedades mecânicas que se assemelham às ligas áuricas IV (IDA et al., 1982; TAIRA et al., 1989; BEHR et al., 2003). Como características desse tipo de metal, temos a sua densidade (4,5 g/cm³) que é consideravelmente menor do que a do ouro e do cobalto-cromo (19,3 e 8,5 g/cm³, respectivamente), o que explica a sua leveza. Uma outra importante característica desse metal é a sua mínima condutibilidade térmica, que passa a ser um fator relevante na proteção dos tecidos dentários e do periodonto, além de sua biocompatibilidade absoluta que possibilita uma íntima aposição de fluído fisiológicos, proteínas e tecido mole e duro sobre sua superfície (BRANEMARK; ZARB; ALBREKTSSON, 1987). A excelente resistência à corrosão é concedida pela presença de uma película de óxido que é formada na superfície do metal em milésimos de segundo de exposição ao oxigênio do meio ambiente. Esta camada, que atinge espessura de 30Å, isola o titânio dos líquidos e fluidos orais, sendo este fenômeno denominado passivação. As resinas acrílicas à base de polímeros de metacrilato vêm sendo utilizadas, há muitos anos, como material estético para restaurações unitárias ou próteses fixas, devido à sua extrema facilidade de manipulação, quando comparadas às porcelanas, e por não causarem distorções na infra-estrutura metálica durante o ciclo de polimerização, já que o processo é realizado em baixa temperatura (PHILLIPS, 1994). Na elaboração de uma prótese unitária ou parcial fixa, na maioria das vezes, há uma estrutura metálica fundida sobre a qual o material estético é aplicado. Potencialmente, a interface entre a resina e o metal constitui um ponto fraco nas restaurações. Isto pode direcionar ao insucesso clínico, devido à incompatibilidade entre os próprios materiais ou à ocorrência de fenômenos físico-químicos. Esta interface metal/resina é um aspecto preocupante para os clínicos, devido a pobre união química dos compósitos resinosos aos metais (BRANEMARK; ZARB; ALBREKTSSON, 1987). Segundo Touati (1996), polímeros são compostos de matriz orgânica e inorgânica em alta proporção, estes compostos de resina micro-híbrida possuem partículas vítreas de 60 a 70% em peso na composição do material, sua resistência flexural entre 120 a 160 MPa e módulo de elasticidade de a MPa. Outras vantagens desses materiais são: resistência à distorção; adesão à estrutura metálica; fácil manuseio; boa resistência flexural; resistência ao desgaste, baixo risco de fratura e bom polimento. No entender de Koczarski (1998), os cerômeros são materiais de composto híbrido contendo partículas cerâmicas de diferentes tamanhos micrométricos. As pequenas partículas inorgânicas são entremeadas com a matriz orgânica, promovendo homogênea estrutura tridimensional inorgânica. Como resultado, os cerômeros exibem estética natural, biocompatibilidade, resistência ao desgaste e alta resistência flexural. A alta quantidade de partículas inorgânicas (86%) representa durabilidade e resistência à fratura, sendo possível ainda o material restaurador ser reparado na cavidade oral. Além disso, promove uma restauração estética similar à restauração de cerâmica feldspática. Segundo Miara (1998) os polímeros com vidro de última geração possuem duas vezes mais partículas inorgânicas do que matriz orgânica, que é o inverso da proporção dos polímeros de primeira geração. Este aumento da quantidade das partículas inorgânicas melhora as características mecânicas do material, reduz o volume da matriz de resina, diminuindo assim, a contração de polimerização e o desgaste intra-oral. Por outro lado, a redução das partículas inorgânicas facilita a obtenção do polimento e lisura da superfície. Para a massa de dentina, o material possui partículas de vidro de bário (78% em peso e 65% em volume). Já no esmalte (74% em peso e 63%em volume), melhorando a translucidez e opacidade do material. Entretanto, esses materiais serão submetidos a alterações de temperatura da cavidade bucal induzidas pela ingestão de alimentos, líquidos, alimentação e pela respiração, as quais podem causar falhas na interface matriz/carga, devido a expansão térmica entre a matriz e carga da resina composta. Esta sobre exposição da resina composta a essas alterações pode afetar as suas propriedades físicas, influenciando em sua durabilidade (KAWANO et al., 2001), bem como na resistência de união entre infra-estruturas metálicas e o material de revestimento estético. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi verificar a influência da termociclagem na resistência ao cisalhamento da interface compreendida pelo titânio comercialmente puro e um material para revestimento estético (Resilab Máster Wilcos/Brasil). Para a execução deste trabalho foram utilizadas barras de titânio comercialmente puro (Ticp), as quais foram torneadas para a confecção de cilindros com 5mm

4 extremidades uma porção de 1mm com 5mm de diâmetro. As peças metálicas obtidas num total de vinte estruturas tiveram suas superfícies, na base dos cilindros metálicos de 4 mm, jateadas com óxido de alumínio com partículas de granulação de 250µm, sob pressão de 2 Bar, durante 20 segundos numa distância de 3 cm. Com o auxílio de um micro brush, foi aplicada fina camada do adesivo Resibond (Wilcos), sobre a superfície do metal, aguardando-se 3 minutos para secagem completa. Esta substância é o agente de união que, aplicado sobre a liga metálica jateada, irá unir quimicamente a superfície metálica ao cerômero. Todo o processo de aplicação do adesivo e do revestimento estético foi realizado por um único operador, de modo que se padronizasse ao máximo a espessura de cada componente (controle visual). Após a aplicação do adesivo na superfície do metal, foram aplicadas duas camadas do Resilab opaco de cor A1, onde cada camada foi polimerizada na unidade polimerizadora Resilab Máster (Wilcos/Brasil, potência: nm), seguindo as recomendações do fabricante. Um dispositivo de teflon contendo dez sítios para justaposição das estruturas metálicas auxiliou a aplicação da camada do cerômero. Este dispositivo possui uma forma de ajuste manual, para permitir a aplicação do material em duas camadas de 1,5 mm. Cada incremento do material com 1,5 mm de espessura (cor A1) foi fotopolimerizado por 60 segundos finalizando com uma polimerização adicional de 2 minutos, sendo posteriormente desinseridas as amostras da matriz. Os vinte corpos-de-prova concluídos (Figura 1) foram armazenados em água destilada, no interior de uma estufa, durante 24 horas, à temperatura de 37 C. E em seguida, as amostras foram divididas aleatoriamente em dois grupos: o G1 (controle) e o G2 (experimental), contendo dez corpos-de-prova cada. As amostras do grupo experimental (G2) foram submetidas a 500 ciclos térmicos (5 /55 C±1), sendo que cada imersão teve 30 segundos de duração. O dispositivo utilizado para ensaiar os corpos de prova baseou-se no princípio do embolo e do pistão. Este instrumento construído em aço temperado é composto por duas partes independentes: peças A e B. A peça A, de forma cilíndrica, com uma adaptação planificada de 4 mm de espessura em uma das paredes, permitiu a introdução da peça B no seu interior. Essa peça interna (B) do dispositivo segue a mesma configuração da externa (A) e exerceu função de embolo durante o ensaio mecânico. Na face plana de cada estrutura A e B foram realizadas perfurações com 4 mm de diâmetro de forma relação à perfuração da peça B (ITINOCHE, 1999) (Figura 2). A coincidência entre os orifícios permitiu a introdução do corpo-de-prova através de ambas as peças, simultaneamente, o que pode ser observado na Figura 3. Desta forma, a porção metálica se situou na estrutura (A) enquanto o material estético da amostra permaneceu alojada no interior do êmbolo (B), onde foi aplicada uma carga compressiva, paralelamente a interface de união entre o material de revestimento e o metal. O conjunto foi posicionado em uma máquina de ensaio universal (EMIC - modelo DL-1000 Equipamentos e Sistemas Ltda., São José dos Pinhais PR - Brasil) com célula de carga capacidade de 500 Kg. A força exercida no cilindro interno ocorreu gradativamente, a uma velocidade constante de 0,50 mm/minuto, até a fratura da amostra, obtendo, assim, o valor máximo de carga em Mpa suportada pela interface metal/material de revestimento estético. 4 mm Resilab Ticp 5 mm 4 mm 4 mm 1 mm Figura 1. Desenho esquemático do corpo-de-prova concluído. A Figura 2. Dispositivo. A - Parte externa; B - Parte interna B

5 B A Ticp MRE Figura 3. Desenho esquemático do dispositivo para cisalhamento, sendo: A-êmbolo, B-parte externa, C-corpo de prova, MRE- material de revestimento estético, Ticpinfra- estrutura em titânio. Os dados de tensão de ruptura obtidos no ensaio de cisalhamento estão apresentados na Tabela 1. Com o objetivo de compararmos esses materiais que diferem quanto a variabilidade, foi efetuado o teste não paramétrico de Mann-Whitney, sob nível de significância de 5%. Pôde-se verificar que os valores medianos dos grupos diferem estatisticamente (teste de Mann- Whitney, p-valor=0,038) A resistência ao cisalhamento da interface metal-resina estudada foi afetada negativamente pela termociclagem [5,51-15,34 MPa] quando comparada com o grupo não termociclado [7,83-18,72 MPa], sendo a diferença estatisticamente significante (P<0.05). Tabela 1. Dados de resistência ao cisalhamento (valores em MPa) obtidos em 10 amostras, sob ausência e presença de termociclagem Amostra Grupo Controle Grupo Com Ciclagem Térmica 1 14,27 15, ,93 7,50 3 8,72 10, ,72 6, ,40 6,25 6 9,89 5,51 7 7,83 10, ,19 10,79 9 8,84 7, ,41 6,78 DISCUSSÃO A união adesiva entre a superfície do metal e o compósito é afetada pela hidrólise, alteração térmica e força mastigatória. Considerando que a força máxima de mastigação varia entre 150 e 200N na região anterior, a força adesiva mínima na interface de união de uma restauração teria de resistir a uma força de 10 Mpa para ser clinicamente aceitável (KOERBER; LUDWIG, 1983). Embora Twesme, Lacefield e O'neal (1987) e Orchard et al. (1997), analisando a influência da ciclagem térmica sobre a resistência de união resina/metal não verificaram alteração significante nos resultados; Fujishima, Fujishima e Ferracane (1995) e Taira et al. (1998) observaram que a termociclagem produziu uma queda de forças de união entre as superfícies estudadas. Por essas pesquisas, observamse controvérsias presentes nos resultados, fazendo-se, assim, necessária a realização da ciclagem térmica neste experimento, por tentar simular as variações de temperatura que a cavidade bucal pode sofrer. Os resultados da termociclagem enfatizam a importância deste passo no teste de resistência adesiva ao metal (FUJISHIMA; FUJISHIMA; FERRACANE, 1995; ISHIJIMA; CAPUTO; MITO, 1992). Neste estudo, observou-se que os menores valores foram encontrados após a termociclagem, o que indica que a alteração térmica enfraquece a união metalresina mais do que a armazenagem em água. Isto pode ser devido a diferente condutibilidade de expansão térmica entre o metal e o cerômero utilizado. Quando se utiliza apenas as retenções mecânicas para esta finalidade Matsumura e Leinfelder (1993), citam como problemas a grande probabilidade de ocorrer microinfiltração e descoloração na região marginal. Livaditis e Thompson (1982) relataram uma técnica de ataque químico (Biobond C&B, Dentsply) na liga metálica, como forma de retenção microscópica para aderir à resina. Antes do condicionamento com ácido nítrico 0,5 N, a liga foi submetida ao jateamento de óxido de alumínio (50µm) em seguida, uniu-se à resina. Os autores obtiveram como resultado 33 a 60 MPa e 273,7 MPa, respectivamente, para resistência coesiva e adesiva entre a resina e o metal preparado. Kourtis (1997) quando se refere à utilização do sistema adesivo químico, conclui ser desnecessária a retenção mecânica para os sistemas adesivos Silicoater, Silicoater MD, Seabond e Spectra-Link, já o processo químico utilizado no Artglass e Targis segundo os fabricantes, têm como pré-requisito a necessidade de um jateamento de partículas de óxido de alumínio (50µm a 250µm) na superfície do metal receptor do material estético antes da aplicação do adesivo (Siloc, para o Artglass e Targis Link, para o Targis). Com relação ao

6 (Resilab,Wilcos/Brasil), o fabricante também indica o jateamento prévio com partículas de óxido de alumínio (50µm a 250µm) na superfície do metal antes da aplicação do adesivo do sistema (Resibond, Wilcos/Brasil). Após a termociclagem, a resistência adesiva entre o titânio e o material de revestimento estético utilizado neste estudo, diminuiu a valores críticos para o uso clínico, que segundo Koerber e Ludwig (1983), são todos os valores abaixo de 10 Mpa. Dessa forma, se faz n e c e s s á r i o a e x e c u ç ã o d e m a i s e s t u d o s complementares, que busquem novos métodos para melhorar a resistência de união entre esse tipo de metal e o material de revestimento estético resinoso. Frente a proposição apresentada, ressaltou-se a necessidade de avaliação de outras propriedades dessa nova geração de materiais estéticos para revestimento, bem como seu comportamento com as ligas metálicas e os métodos para promoção da união resina/metal. Em função da metodologia empregada e dos resultados obtidos é lícito concluir que a termociclagem diminui a resistência adesiva entre o material revestimento estético (Resilab, Wilcos/Brasil) e o titânio comercialmente puro. BEHR, M.; ROSENTRITT, M.; GROGER, G.; HANDEL, G. Adhesive bond of veneering composites on various metal surfaces using silicoating, titanium-coating or functional monomers. J Dent, Guildford, v. 31, n. 1, p , Jan BRANEMARK, P.; ZARB, G. A.; ALBREKTSSON, T. Protesis tejido-integradas: la oseointegracion en la odontologia clinica. Quintesseng Verlags-Gmbh, Berlim,. p. 350, Dec FUJISHIMA, A.; FUJISHIMA, Y.; FERRACANE, J. L. Shear bond strength of four commercial bonding systems to cpti. Dent Mat, Washington, v. 11, p , March, IDA, K.; TOGAYA, T.; TSUTSUM, I.S.; TAKEUCHI, M. Effect of magnesia investments in the dental casting of pure titanium or titanium alloys. Dent Mater, Washington, v. 1, n. 1, p. 8-21, Dec ISHIJIMA, T.; CAPUTO, A. A.; MITO, R. Adhesion of resin to casting alloys. J Prosthet Dent, St. Louis, v. 67, n. 1, p , Apr ITINOCHE, M. K. Estudo da resistência ao cisalhamento entre ligas metálicas e materiais compostos para revestimento estético: cerômero e polímero de vidro f. Dissertação (Mestrado em Prótese Parcial Fixa). Faculdade de Odontologia, Universidade Estadual Paulista. São José dos Campos. KAWANO, F.; OHGURI, T.; ICHIKAWA, T.; MATSUMOTO, N. Influence of thermal cycles in water on flexural strength of laboratory processed composite resin. J Oral Rehabil, Oxford, v. 28, n. 9, p , Aug KOCZARSKI, M. J. Utilization of ceromer inlays/onlays for replacement of amalgam restorations. Pract Periodontics Aesthet Dent, New York, v. 10, n. 4, p , May, KOERBER, K. H.; LUDWIG, P. Maximal chewing force as a baseline to calculate prosthetic reconstructions. Dental Labor, Munchen, v. 31, p , Oct KOURTIS, S. G. Bond strengths of resin-to-metal bonding systems. J Prosthet Dent, St. Louis, v. 78, n. 2, p , Aug, LIVADITIS, G. J.; THOMPSON, V. P. The Maryland bridge technique. TIC, Albany, v. 41, n. 11, p. 7-10, Nov., MATSUMURA, H., LEINFELDER, K. F. Effect of an adhesive primer on the integrity of occlusal veneer-metal interface and wear of composite resin veneered restorations. J Prosthet Dent, St. Louis, v. 70, n. 4, p , Oct MIARA, P. Aesthetic guidelines for second-generation indirect inlay and onlay composite restorations. Pract Periodontics Aesthet Dent, New York, v. 10, n. 4, p , May, quiz 432, ORCHARD, N. A.; HOWLETT, J. A.; DAVIES, E. H.; PEARSON, G. J. Adhesive composite resins for artificial teeth: a laboratory investigation of bond strength to a cobaltchromium alloy. Biomaterials, Guildford, v. 18, n. 13, p , July, PHILLIPS, R. W. Materials dentarios de Skinner. Trad. J. J. D. Lossio. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara-Koogan, p , TAIRA, M.; MOSER, J. B.; GREENER, E. H. Studies of Ti alloys for dental castings. Dent Mater, St. Louis, v. 5, p , Jan TAIRA, Y.; MATSUMURA, H.; YOSHIDA, K.; TANAKA, T.; ATSUTA, M. Influence of surface oxidation of titanium on adhesion. J Dent, Guildford, v. 26, n. 1, p , Jan TOUATI, B. The evolution of aesthetic restorative materials for inlays and onlay: a review. Int Aesthet Chronic, New York, v. 8, n. 7, p , July, TWESME, D. A.; LACEFIELD, W. R.; O'NEAL, S. J. Effect of thermocycling, silicoating and etching on composite bonding to Cu, Au and Ni base alloys. J Dent Res, Washington v. 66, p. 206, Nov Recebido para publicação: 16/11/05 Aceito para publicação: 14/03/06 Correspondência: Rodrigo Othávio de Assunção e Souza Rua Major Francisco de Paula Elias, 348, Ed. Alvorada, Apto. 33 São Dimas São José dos Campos-SP CEP: Telefone: (12) roasouza@yahoo.com.br