DESENVOLVIMENTO DE NOVOS COMPÓSITOS DE ELASTÔMEROS TERMOPLÁSTICOS COMO SUBSTITUTOS DE GUTA PERCHA EM CONES ENDODÔNTICOS Bárbara M. da Conceição 1*, Leila L. Y. Visconte 2, Cristina R. G. Furtado 3, Rodrigo S. A. dos Reis 1, Alexandre S. Câmara 1 1* Dentsply Indústria e Comércio Ltda Petrópolis RJ bconceicao@dentsply.com.br 2 Instituto de Macromoléculas Professora Eloisa Mano UFRJ Rio de Janeiro - RJ 3 Instituto de Química UERJ Rio de Janeiro - RJ Resumo Guta percha é o material obturador mais utilizado no sistema de canais radiculares. Devido ao declinio considerável na sua produção mundial, a busca de novos materiais para obturação já ocorre há muito tempo obrigando as grandes empresas da área a encontrarem alternativas biocompatíveis e viáveis quimicamente. Neste trabalho, foram desenvolvidos novos compósitos baseados em elastômeros termoplásticos e as propriedades mecânicas e térmicas foram avaliadas e comparadas aos compósitos que continham guta percha. Embora os teores de óxido de zinco e de borracha tenham sido variados para se obter a mesma dureza apresentada pelos cones com guta percha, todos os compósitos preparados continuaram a apresentar alto grau de elasticidade, o que intereferiu na estabilidade dimensional dos cones produzidos. Palavras-chave: guta percha, cones endodônticos, obturação, endodontia Development of new composites based on thermoplastic elastomers as gutta percha replacement in endodontic points Abstract Gutta percha is the most widely used dental material for root canal fillings. Since worldwide supply of natural gutta percha is being reduced, the search for new biocompatible materials to replace gutta percha as root canal fillings has been occurring since a long time. In this study, new composites based on thermoplastic elastomers were developed and their mechanical and thermal properties were evaluated and compared with gutta percha composites. The developed composites presented a high degree of elasticity and did not present required dimensional stability being impossible to manufacture the cones out of them. Keywords: gutta percha, endodontics points, obturation, endodontics Introdução A guta-percha foi introduzida como material obturador de canais radiculares em 1847 por Hill, sendo modificada por Bowman em 1867, seguindo-se então a fabricação dos cones no início do século passado. Trata-se, até hoje, da substância obturadora mais utilizada no sistema de canais radiculares 1. A guta-percha é um polímero orgânico natural, que pode ser obtido pela coagulação do látex de árvores da família das Sapotáceas, do gênero Palaquium, das espécies Minusops balata e Minusops huberi, existentes principalmente na Sumatra, Filipinas e arquipélago Malaio, embora possam também ser encontradas na floresta amazônica 2-4.
A denominação guta-percha é de origem malaia e significa: gatah/goma, pertja/árvore. O principal componente presente no látex é o polímero poli-trans-isopreno (Figura 1), entretanto, o isômero cis pode estar presente em menor proporção 5. Figura 1 Representação esquemática do polímero poli-1,4-trans-isopreno Sob as condições biológicas, sem dúvida a ampla utilização da guta-percha como material de obturação, deve-se à sua qualidade como material inerte, pouco tóxico e não alergênico, sendo muito bem tolerado pelo tecido conjuntivo humano 6,7. Sob as condições físicas, a guta-percha apresenta vantagens como material de obturação, pois é passível de desinfecção, impermeável à umidade, torna-se plástica pelo calor ou através de solventes comuns, deixa-se aderir adaptando-se razoavelmente às irregularidades do sistema de canais, após seu endurecimento não sofre alterações dimensionais, não provoca alteração na coloração do dente e é de fácil remoção do interior do canal quando necessário 7,8. Os cones de guta-percha apresentam uma composição básica de guta-percha (19 a 20%), óxido de zinco (60 a 75%), sulfato de bário (1,5 a 17%), e outras substâncias, como resinas, ceras e corantes (1 a 4%). A presença do óxido de zinco confere rigidez e atividade antimicrobiana aos cones de guta-percha, enquanto que o sulfato de bário atua como radiopacificador 9-16. Devido ao declinio considerável na produção mundial da guta-percha, a busca de novos materiais para obturação já vem ocorrendo há muito tempo obrigando as grandes empresas da área a encontrarem alternativas biocompatíveis e viáveis quimicamente, em um curto período de tempo. Neste trabalho, novas composições a base de elatômero termoplástico foram desenvolvidas. Suas propriedades mecânicas e térmicas foram comparadas à composição contendo guta percha. Experimental Preparo das composições Foram realizadas misturas com teores variados de elastômero como mostrado na Tabela 1 abaixo. Todas as misturas foram preparadas em misturador de rolos COPE MAC 350 ED com velocidade dos cilindros de 21 rpm, na temperatura de 80 o C.
Tabela 1 Composição das amostras 1 2 3 Elastômero 18,90 14,50 10,00 Termoplástico ZnO 69,90 74,30 78,80 Sulfato de Bário 7,86 7,86 7,86 Corante 1,16 1,16 1,16 Plastificante 2,18 2,18 2,18 Ensaios realizados Os ensaios mecânicos realizados foram: tração (ASTM D638) e dureza Shore tipo A e tipo D segundo a norma ASTM D2240. A degradação térmica dos compósitos foi monitorada em um analisador termogravimétrico TA 2050 (TA Instruments), a uma taxa de 20 o C/min, sob fluxo de N 2, desde a temperatura ambiente até 750 o C. Resultados e Discussão A utilização de elastômeros termoplásticos como substituto da guta percha em cones endodônticos apresenta vantagens por ser um material sintético que apresenta uniformidade lote a lote, não contem proteína que poderia causar reações alérgicas, além de ser produto nacional. A guta percha apresenta um custo elevado quando comparada aos elastômeros termoplásticos fabricados nacionalmente por ser importada, é extraída de árvores, logo sua composição pode ser alterada com relação aos teores de cis e trans, além de conter proteína que pode causar reações alérgicas. Comparando as duas borrachas em estudo somente pelo tipo de cadeia e de polímero, é possível prever que as propriedades mecânicas e térmicas sejam muito diferentes. A guta percha é uma cadeia de poli-trans-isopreno, que apresenta cristalinidade, logo apresentará uma maior dureza, maior resistência mecânica e estabilidade térmica alta. Por outro lado, por apresentar na sua cadeia uma dupla ligação, se oxida com facilidade na presença de luz, podendo inclusive reticular durante o processo de confecção dos cones. O elastômero termoplástico em estudo é um copolímero, e por se tratar de um copolímero, tem-se a possibilidade de se ter um material com cristalinidade controlada, com características de maciez e elasticidade. O óxido de zinco com teores variados foi usado como carga e seu aumento/diminuição na composição foi mantido proporcional ao aumento/diminuição do teor de borracha. A composição com guta percha foi submetida aos ensaios de tração, dureza Shore D (Tabela 2), por ser uma borracha dura, e TGA. As três composições com o elastômero termoplástico foram submetidas somente ao ensaio de dureza Shore A (Tabela 3). Os demais ensaios não foram
realizados nestes compósitos porque não foi possível confeccionar cones endodônticos com nenhuma das três composições, mesmo tendo sido aumentado o teor de óxido de zinco, pois os compósitos ainda apresentaram elasticidade e consequentemente os cones produzidos não tinham a estabilidade dimensional requerida. Tabela 2 Resultados de dureza Shore D para composições de guta percha Amostra Dureza Shore D 1 2 3 4 5 Média de 34 32 39 37 35 36 guta percha Tabela 3 Resultados de dureza Shore A para as composições com o elastômero termoplástico Amostra Dureza Shore A 1 2 3 4 5 Média 1 60 57 56 56 57 57 2 59 56 64 50 53 57 3 75 76 75 77 75 77 Neste estudo foi possível observar que a utilização de elastômeros termoplásticos como substitutos para a guta percha é viável, e que alguns ajustes na composição precisam ser feitos, como por exemplo, a adição de endurecedores ou a utlização de copolímeros que apresentem em sua cadeia um maior teor de segmentos rígidos. Conclusões Conclui-se que estudos mais aprofundados são necessários e que os novos materiais desenvolvidos não apresentaram as mesmas propriedades da guta percha. Por outro lado, outras propriedades poderão ser superadas, uma vez que existem os retratamentos de canal. Agradecimentos Os autores agradecem às empresas Petroflex e Denstply Indústria e Comércio Ltda. pela doação dos elastômeros e demais matérias-primas, respectivamente. Referências Bibliográficas 1 - J. B. A. Silva Jr., Tese de Doutorado, Universidade Federal do Ceará, 2007. 2 Y. Tanaka Prog. Polym. Sci. 1989, 14, 339. 3 Y. Tanaka; M. Mori; A. Takei; P. Boochathum; Y. Sato J. Nat. Rubb. Res. 1990, 5, 241. 4 J. Tangpakdee; Y. Tanaka; K. Shiba; S. Kawahara; K. Sakurai; Y. Suzuki Phytochemistry, 1997, 45, 75. 5 J. Marciano; P. Michailesco; M. J. M. Abadie J. Endodont. 1993, 19, 31. 6 M. L. Zuolo; Z. Imura Endodontia para o Clínico Geral, Ed. Artes Médicas, 10ª edição, 1998. 7 C. H. J. Hauman; R. M. Love Int. Endod. J. 2003, 36, 75. 8 H. P. Lopes; J. F. Jr. Siqueira Endodontia, Biologia e Técnica, Ed. Médica e Científica Ltda., 2ª edição, 2004. 9 C. M. Friedman; J. L. Sandrik; M. A. Heuer; G. W. Rapp J. Dent. Res. 1975, 54, 921.
10 C. E. Friedman; L. J. Sandrik; M. A. Heuer; G. W. Rapp J. Endodont. 1977, 3, 304. 11 J. Marciano; P. M. Michailesco J. Endodont. 1989, 15, 149. 12 I. Kolokuris; I. Arvanitoyannis; J. M. V. Blanshard; C. Robinson J. Endodont. 1992, 18, 4. 13 J. Marciano; P. Michailesco; E. Charpentier; L. C. Carrera; M. J. M. Abadie J. Endodont. 1992, 18, 263. 14 I. Kolokuris; I. Arvanitoyannis; C. Robinson; J. M. V. Blanshared J. Endodont. 1992, 18, 583. 15 I. Arvanitoyannis; I. Kolokuris; C. Robinson; J. M. V. Blanshard J. Appl. Polym. Sci. 1993, 47, 1905. 16 E. D. Gurgel-Filho; J. P. A. Feitosa; F. B. Teixeira; R. C. Monteiro de Paula; J. B. A. Silva Jr.; F. J. Souza-Filho Int. Endod. J. 2003, 36, 302.