Funcionalização e incorporação de partículas inorgânicas em compósitos nanohíbridos experimentais - Nakanishi, Leina (2019)
O objetivo deste estudo foi recobrir e funcionalizar a superfície de nanopartículas cerâmicas de zircônia e alumina, recobrindo-as com uma camada de sílica, incorporá-las a compósitos resinosos nanohíbridos bimodais experimentais e caracterizar seu desempenho físico-mecânico in vitro. Para comparação, compósitos com nanosílica de similar tamanho (Aerosil 150 e OX50) e uma resina nanoparticulada comercial (Filtek Z350, 3M Oral Care) foram avaliadas. A metodologia envolveu: 1) Funcionalização das nanopartículas utilizando TEOS como precursor de sílica, gerando partículas que denominamos AlSi e ZrSi, e posterior silanização dessas nanopartículas. 2) Formulação e incorporação em uma blenda co-monomérica: BisGMA, Bis-EMA6, UDMA e TEGDMA, na razão 7:7:5:1 (m/m) e sistema fotoinicidor (CQ e EDAB), além de um sistema híbrido de carga, que foi complementado com partículas de vidro bário borosilicato. No total foram obtidos 4 grupos experimentais: ZrSi, AlSi, Aerosil 150 e Aerosil OX50. O compósito de ZrSi foi comparado ao de Aerosil OX50 e AlSi comparado ao Aerosil 150. 3) Caracterização fisico-mecânica: viscosidade, análise da topografia da superfície por microscopia eletrônica de varredura (MEV), grau de conversão de C=C (GC), dureza Knoop, resistência e módulo de flexão, tenacidade à fratura (KIC), resistência ao lascamento da borda (ReA), profundidade de polimerização e características ópticas: opacidade e radiopacidade. Para resistência à flexão e KIC, os espécimes foram avaliados após 24h ou envelhecimento por 15 mil ciclos térmicos (5 – 55°C). Os dados foram estatisticamente analisados utilizando Análise de Variância (ANOVA) de uma via e teste post hoc de Tukey (α=0,05). Quando havia o fator envelhecimento, os dados foram analisados por ANOVA de duas vias. Os compósitos contendo AlSi e ZrSi apresentaram maior viscosidade aparente que aqueles contendo apenas sílica. No MEV foi possível observar a presença de aglomerado de ZrSi e AlSi, de tamanho variado e formato irregular, enquanto as partículas de sílica tinham distribuição mais homogênea. Os compósitos experimentais atingiram valores maiores de GC >50%. A profundidade de polimerização foi maior para os materiais OX50, AlSi e Aerosil 150 (além de 2,8mm de profundidade) e ZrSi menor que 2mm, o que correlacionando com a maior opacidade deste material. Os compósitos com nanosílicas apresentaram menores valores de dureza, sendo o de ZrSi com valores similares à Z350. Para a resistência à flexão em 24h, os maiores valores foram obtidos para compósitos com nanosílica, sendo semelhantes entre si. Após envelhecimento por termociclagem, AlSi e ZrSi não apresentaram redução na resistência à flexão. Todos os grupos atingiram as exigências propostas pela norma ISO 4049 para a radiopacidade, sendo o compósito de ZrSi o mais opaco. Para os resultados de KIC em 24h, o material contendo AlSi obteve os maiores, o compósito de ZrSi foram similares aos grupos Aerosil 150 e OX50. Após envelhecimento, todos os materiais reduziram o KIC, porém os compósitos contendo nanopartículas AlSi e ZrSi apresentaram menor redução que os demais, indicando maior estabilidade de propriedades mecânicas. O material contendo AlSi apresentou a maior ReA, enquanto os compósitos contendo ZrSi e OX50 apresentaram comportamento similar. Em conclusão, o recobrimento com sílica de nanopartículas de zircônia e alumina permite efetiva silanização e incorporação destas em compósitos nanohíbridos. Os materiais apresentaram promissoras propriedades mecânicas comparados a compósitos experimentais preparados com nanopartículas de sílica e ao compósito nanoparticulado comercial, especialmente considerando a maior estabilidade da resistência à flexão e tenacidade à fratura. O uso de nanopartículas cerâmicas de composição distinta daquelas atualmente utilizadas em compósitos resinosos pode levar ao desenvolvimento de materiais com propriedades aprimoradas e menos falhas clínicas relacionadas a lascamentos e fraturas.