Resinas compostas

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Resinas Compostas
Como o próprio nome indica, as resinas compostas têm sua matriz formada por vários componentes. Há quatro componentes principais. 
A resina é composta por uma matriz básica de natureza orgânica, uma carga inorgânica, diferente da matriz, e um agente de união para promover a união química entre as duas primeiras estruturas, além de um sistema iniciador-acelerador. 
A matriz orgânica trata-se de uma estrutura orgânica e amorfa (sem forma determinada), o que permite a sua modelagem na cavidade. Essa matriz nas resinas compostas atuais é formada basicamente por monômeros, em especial metacrilatos, os quais após a polimerização se unem em um polímero. É a porção quimicamente ativa das resinas compostas.
A carga/matriz inorgânica é formada basicamente por partículas minerais, principalmente quartzo, vidro ou sílica, elas são quimicamente inertes, mas em função da sua rigidez serão responsáveis por fornecer uma das principais propriedades físicas finais da resina composta, como a resistência a compressão.
A quantidade, tamanho e forma desses componentes são fundamentais na classificação das resinas compostas e também interferem em propriedades como a contração de polimerização. A principal classificação é dada em função do tamanho e da quantidade. 
Estrôncio e bário também estão presentes e são responsáveis pela radiopacidade do material. 
Há então uma matriz orgânica e uma inorgânica, ou seja, naturezas totalmente diferentes, por isso, as partículas de carga não têm adesão direta à matriz orgânica. Em função da natureza diferente dos componentes tem-se o agente de união. 
Durante o processo de fabricação dos compostos, a superfície das partículas inorgânicas é recoberta pelo agente de união. Esse agente é o silano, ele é 
bifuncional, há dois radicais, onde um deles se liga a porção orgânica e o outro a porção inorgânica, promovendo a união entre as partículas de carga de natureza inorgânica, com as de natureza orgânica. 
Sistema iniciador-acelerador é responsável diretamente pela reação de polimerização.
Em resumo, tem-se uma estrutura como essa: 
Sistema acelerador-iniciador
A porção quimicamente ativa das resinas compostas é a sua matriz orgânica e é exatamente aí que ocorrem as reações químicas que transformarão aquela “massa” amorfa em uma estrutura rígida suficiente para que a restauração seja efetiva. 
A reação de polimerização acontece a partir da aproximação e união química dos monômeros da matriz orgânica. A reação se inicia quando o componente ativador é excitado por outro componente, o chamado ativador. 
Quando o ativador é uma outra estrutura química, a reação é eminentemente química. Tem o acelerador (amina orgânica) em uma pasta e o ativador (peróxido orgânico) em outra, quando misturados em uma pasta comum dão início à polimerização. 
Nas resinas compostas utilizadas atualmente como materiais restauradores diretos a polimerização não é química, mas física através da luz (fotopolimerização). O componente iniciador, nesse caso, está presente na matriz orgânica dessas resinas compostas, mais especificamente a canforoquinona. 
Além da canforoquinona existe também um componente chamado hidroquinona, que não permite a fotopolimerização imediata, após a retirada do tubo. 
Classificação das resinas compostas
São classificadas baseadas em três quesitos: grau de viscosidade, tamanho das partículas e propriedades óticas (cores e intensidades diferentes, a resina precisa mimetizar essas características dos dentes). Sendo o aspecto mais importante o tamanho das partículas de carga. 
Grau de viscosidade: 
· Regular/convencional 
· Fluida (Flow) – viscosidade menor, portanto, mais fluidas que as resinas convencionais. 
· Condensáveis/compactáveis – maior viscosidade se comparadas às convencionais. 
Reologia: ramo da ciência que estuda as deformações, escoamento da matéria. A viscosidade é a propriedade reológica mais conhecida.
O que determina a viscosidade é a quantidade e o tamanho das cargas, mas especialmente a quantidade. 
Por exemplo, uma resina fluida tem menos carga inorgânica quando comparada a resina regular. E uma regular tem menos que a compactável. Determinadas situações clínicas podem exigir que se use uma resina mais fluida ou mais compacta. Uma área de difícil acesso, por exemplo, é indicada por muitos autores que se use a resina flow, uma vez que, devido a sua fluidez, estão disponibilizadas em seringas dotadas de uma ponta fina, o que facilita sua aplicação. Então a indicação da resina passa diretamente por essa questão do grau de viscosidade.
Aumento da viscosidade = menor escoamento.
Diminuição da viscosidade = menor resistência mecânica.
Tamanho das partículas:
Em uma análise simplista, a quantidade de carga de uma resina composta é o principal fator determinante para suas propriedades físico-mecânicas. Quanto maior a quantidade de carga inorgânica, maior a resistência, módulo de elasticidade e menor a contração de polimerização.
As primeiras resinas surgiram na década de 70 e tinham partículas com cerca de 12 um (micrometros), eram os compostos macroparticulados. Elas tinham uma boa resistência à compressão, mas tinha muitos problemas clínicos, como dificuldade de obtenção de um bom polimento e, principalmente, a dificuldade de manutenção da lisura superficial ao longo do tempo, uma vez que a matriz orgânica se desgasta com facilidade. O resultado é uma superfície com aspecto opaco e irregular e altamente propensa a incorporação de pigmentos. 
Para minimizar esses problemas surgiram as microparticuladas (0,01 a 0, 04 um), que além de extremamente fáceis de polir, mantém o brilho e a lisura superficial por mais tempo. Porém ela teve baixa resistência a compressão, então são contraindicadas em regiões de esforço mastigatório. Elas apresentam em torno de 70% de matriz orgânica e maior absorção, lascas e frágil união das partículas. 
Uniu-se os dois e foram desenvolvidas as híbridas (0,05 a 5um), onde ambos os tamanhos de partículas foram unidos para que se tivesse boa resistência aliada a boa lisura. Elas podem ser subclassificadas em macro-hibridas ou micro-hibridas dependendo da maior quantidade de micro ou macroparticulas presentes na mistura, as micro-híbridas ainda estão disponíveis no mercado. Recentemente, ainda, surgiram as nanohibridas, que tem partículas nanométricas tendo maior resistência ao desgaste e maior lisura.
Surgiram no mercado também as nanoparticuladas (20nm), essas resinas tem maior lisura superficial em virtude de as partículas serem extremamente pequenas e resistência ao desgaste devido à grande quantidade de carga inorgânica. 
 
As partículas maiores são formadas pela junção de nanopartículas. 
· Com as nanoparticuladas a resina atingiu um ótimo patamar, que combina estética e função. 
Comparação do tamanho das partículas:
 
Porque diminuir o tamanho nas nanoparticuladas confere mais resistência ao desgaste? 
Apesar do tamanho reduzido das partículas há uma porcentagem muito maior de volume de carga inorgânica nas nanoparticuladas do que se comparadas às demais, então há uma compactação muito maior dessas partículas.É justamente a comparação tamanho x volume. 
Além disso, quanto menor a quantidade de matriz orgânica dentro de um mesmo volume nas resinas compostas, menores serão as alterações químicas que elas sofrerão durante a fotopolimerização e é exatamente isso que ocorre. 
É possível notar que há um grande espaço entre as macroparticuladas, sendo assim, há uma proporção maior de matriz orgânica. Nas híbridas, há uma redução desse espaço, portanto uma redução de volume da matriz orgânica. Nas nanoparticuladas há quase a eliminação dos espaços, assim a resina é mais resistente.
Espera-se da resina que ela apresente alta lisura, integridade e estabilidade de cor ao mesmo tempo que tem boa resistência. Essas características estão presentes nas híbridas, em especial nanohibridas, e principalmente nas nanoparticuladas. Nas demais resinas há um desequilíbrio. Se aumenta a lisura, diminuia resistência e se aumenta a resistência diminui a lisura, integridade e estabilidade de cor.
Segundo Baratieri, as resinas disponíveis no mercado hoje são as micropartículadas, micro-híbridas e nanopartículadas. 
Propriedades óticas:
A fim de atender diferentes requisitos estéticos, as resinas são disponibilizadas em diversas tonalidades.
O dente possui dois substratos com propriedades óticas diferentes: dentina e esmalte. Devido as diferenças na translucidez da dentina e do esmalte, alguns fabricantes disponibilizam resinas com propriedades óticas mais semelhantes ao esmalte e outras a dentina. Existem as de efeito e corpo que em conjunto com dentina e esmalte podem propiciar mais estética e mimetizar as estruturas naturais.
Uma superfície pode exibir transparência quando a luz transmitida tiver as mesmas características que a luz incidente. Nos dentes isso não acontece normalmente. 
 Se a luz for bloqueada completamente trata-se de uma superfície opaca, o que pode acontecer em determinadas porções de dentina, quanto maior a espessura de dentina, maior a opacidade.
Uma coisa que ocorre mais comumente é a transmissão de parte dessa luz, que é denominada translucidez. 
É essa variação de translucidez que determina as propriedades óticas de dentina e esmalte. A dentina, por ser mais opaca, transmite muito menos luz, diferentemente do esmalte que por ser mais translúcido, transmite uma maior quantidade de luz. Então não há transparência e sim translucidez, que deve ser mimetizada de acordo com a resina escolhida. 
Reação de polimerização
A matriz orgânica das resinas é a parte quimicamente ativa do material, responsável pela transformação de massa plástica em um sólido rígido. A reação de polimerização pode ser feita de três formas: química, física e dual.
Polimerização química – Nessa reação o iniciador e o acelerador devem ser dispostos em embalagens separadas e a reação de polimerização só acontecerá quando forem misturados. 
Polimerização física – Geralmente feita pelo estímulo físico da luz. Uma cadeia de luz de comprimento de onda específico, ativa o iniciador que reage com uma amina orgânica e promove a formação de radicais livres e desencadeia uma reação de conversão de monômeros em longas cadeias poliméricas. A canforoquinona é o fotoiniciador mais utilizado. 
Polimerização dual – A reação é ativada nas duas formas. Assim como na química, é importante que o iniciador e o acelerador sejam separados, ao misturar as pastas tem início uma reação química, e a presença de foto iniciadores sensíveis a luz vai permitir a ativação física da reação, acelerando-a. 
· Dependendo do tipo da polimerização há uma leve distinção no processo de polimerização. 
A primeira fase é a indução e se inicia com a quebra das moléculas do iniciador por ação do ativador gerando radicais livres. A presença desses radicais livres dá início à propagação, onde ocorre uma reação em cadeia da quebra de ligação dupla dos monômeros. No momento em que a ligação dupla é quebrada o monômero é ativado e passa a agir como um novo radical livre, fazendo com que a reação progrida até que duas moléculas ativas se unam, fechando a cadeia do polímero, o que caracteriza a terminação. 
Idealmente ao fim da reação não deve haver monômeros residuais, porém isso é inevitável, pois com a o avanço da reação as cadeias poliméricas tornam-se progressivamente mais rígidas, impedindo a movimentação e o reposicionamento das moléculas. 
O percentual de monômeros que têm suas ligações duplas rompidas, formando polímeros é chamado grau de conversão e varia de acordo com o método de polimerização.
· Quanto maior a irradiância de luz, mais excitada a canforoquinona, consequentemente maior liberação de radicais livres e maior a cadeia de polímeros. 
Contração de polimerização
A reação de polimerização é caracterizada pela aproximação das moléculas de monômeros e resulta em uma redução do volume do material. Esse fenômeno é conhecido como contração de polimerização e tem relação direta com a quantidade de matriz orgânica dos compósitos, ou seja, quanto maior o volume da matriz, maior a contração de polimerização e vice-versa. 
Nos compósitos a base de metacrilato, que são a maioria, essa contração de polimerização varia de 2% a 6% em volume. Nos compostos a base de silorano é menor que 1%.
O grau de contração também é influenciado pelo comprimento das moléculas de monômero. Uma vez que quanto menor a cadeia molecular, maior o número de ligações covalentes necessárias para formação de polímeros. Sendo assim, as matrizes compostas por cadeias menores e mais simples sofrem mais contração ao se unirem em polímeros do que as cadeias mais longas, que tenham alto peso molecular. No entanto, a fabricação de compósitos contendo exclusivamente monômeros de alto peso molecular não seria viável, uma vez que após a adição da carga os materiais seriam rígidos demais para uso clínico. Para contornar isso, usa-se monômeros de alto e baixo peso molecular em um mesmo material. 
Volume de carga
O volume de carga incorporado a matriz orgânica influencia diretamente na contração de polimerização. Quanto maior o volume da carga incorporada, menor o de matriz e consequentemente menor a contração volumétrica deste. 
Estresse de polimerização
Com a reação de contração e consequente redução do material, são geradas tensões na interface entre os compostos e os substratos dentais. Quando as forças do estresse de contração são superiores à resistência adesiva, pode ser criado um espaço – uma ruptura da união - que pode gerar consequências clínicas indesejadas, como infiltração marginal, manchamento marginal, cárie secundária e ruptura da adesão. Nas situações em que o estresse é alto, mas insuficiente para romper a união adesiva, as forças podem ser transmitidas ao remanescente, causando problemas como a flexão de cúspides, sensibilidade pós operatória ou até mesmo trincas no esmalte periférico, especialmente nos casos onde há pouco suporte dentinário.
Dentre os fatores que influenciam o estresse de polimerização estão o volume do material que está sendo polimerizado, as propriedades físico mecânicas do material, a técnica de polimerização utilizada e a técnica inserção dos incrementos.
Quanto maior o volume de material sendo polimerizado maior o estresse de polimerização. Modulo de elasticidade se refere a rigidez do material, então quanto maior o módulo de elasticidade, maior o estresse de polimerização. 
Fator C – Fator de configuração cavitaria: Uma vez que a deformação do compósito ocorre principalmente das superfícies livres em direção às superfícies aderidas, é evidente que quanto maior for a área aderida em relação à área livre, maior será o estresse de polimerização. O fator c pode ser compreendido como a razão entre o número de superfícies aderidas pelo número de superfícies livres existentes de uma cavidade.
· Quanto maior a área livre em relação à aderida, maior a chance de ocorrer escoamento do compósito e menor o estresse de polimerização. 
 
Por exemplo, em uma cavidade como essa, de classe I oclusal, o fator C é igual a 5, uma vez que são 5 as paredes aderidas, mesial, distal, lingual, vestibular e pulpar e uma livre oclusal. 
Técnicas de inserção incremental
Para que se tenha uma melhor relação entre o número de superfícies aderidas e área livre, foram criadas diversas técnicas de inserção incremental de compósitos, essas técnicas auxiliam tanto na redução do fator C, quanto ajudando na polimerização da resina composta, colocando-se porções menores da resina e fazendo com que a luz atue adequadamente em cada incremento. O ideal é que cada incremento possua ate 2 mm de espessura. Nas cavidades classe I oclusais, por exemplo, geralmente se faz a reconstrução da dentina de cada uma das cúspides individualmente e, na sequência, faz-se os mesmo com os compósitos referentes ao esmalte. 
Em classes II, a face proximal é, geralmente, reconstruída por meio da técnica de incrementos oblíquos. Nessa técnica, o objetivo básico é unir cada incremento ao menornúmero possível de paredes simultâneas, por meio de repetidos acréscimos de compósitos com conformação triangular, tentando, com isso, controlar a direção dos vetores de contração de polimerização. Outra possibilidade é a técnica horizontal, aplicados sequencialmente um sobre o outro.
Embora seja controverso, alguns estudos apontam que a forma – horizontal ou oblíqua- como os incrementos são inseridos na cavidade tem pouca relevância, desde que sejam pequenos e numerosos. 
As técnicas incrementais permitem também uma melhor polimerização, pois grandes porções do material não permitem que a luz fotoativadora atue com a mesma eficiência ao longo de todo o volume, nesse caso apenas a superfície é polimerizada adequadamente. 
Unidades de fotoativação (fotopolimerizadores)
Uma das condições para resinas fotopolimerizáveis apresentarem sucesso a longo prazo é estarem devidamente fotopolimerizadas. 
Aparelhos – é importante levar em consideração a potência e capacidade de colimar o feixe de luz, ou seja, devemos conhecer tanto a energia na ponta, quanto a do fundo da cavidade. Isso permite assegurar que até as camadas mais profundas serão fotopolimerizadas. 
Intensidade da luz ou densidade de potência - é a energia total necessária para a fotopolimerização e depende da energia absorvida pela resina por um tempo de exposição. Para que os compósitos fotoativados sejam polimerizados de forma adequada e, consequentemente, possam desfrutar de suas melhores propriedades físico-macânicas, é essencial contar com uma unidade de fotoativação que ofereça intensidade de luz suficiente. Como regra geral, quanto maior a intensidade da luz, melhor a polimerização. 
 A literatura varia sobre a energia necessária e varia de acordo com a cor, luz, fotoiniciadores presentes e etc. Contudo, atualmente aceita-se que 16 jaules por cm² seja necessário para fotopolimerizar 2 mm de resina. 
16 J/cm² = 16000 mWs/cm²
800 m Ws/cm² x 20s
400 mWs/cm² x 40s
Lâmpadas antigas, pontas aplicadoras sujas ou danificadas e aparelhos de baixa qualidade, além dos próprios saquinhos de biossegurança podem prejudicar o processo. A potência do aparelho vai além da energia emitida na ponta do fotopolimerizador. É importante observar como essa luz se comporta a medida que a distância da ponta e restauração aumentam. Um dos principais desafios clínicos é a polimerização em áreas profundas. 
Os fotoiniciadores devem ser levados em conta na escolha da unidade de fotopolimerização a ser utilizada. A canforoquinona é a mais encontrada nas fotos atuais e é excitada pela luz azul visível com pico de absorção de 470 nm. Uma desvantagem no seu uso é a coloração que é excessivamente amarela, o que faz com que se evite seu emprego em resinas claras, tendo como opção lucerina e ppd. O pico de absorção deles é menor (400 a 450 nm), o que demanda um cuidado na seleção da unidade de fotoativação. Quando combinados a canforoquinona, apresentam efeito sinérgico (ação associada), o que permite menor concentração de canforoquinona. 
Há diversas unidades de fotoativação que tem luz com diferentes características e comprimentos de onda. Entre as mais utilizadas estão as halógenas e os leds. 
As halógenas tem um filamento de tungstênio que, quando aquecido, emite uma luz branca de comprimento de onda de 380 a 760 nm. Apenas os comprimentos de onda referentes a luz azul são desejáveis, então os demais são filtrados e descartados. Isso ilustra o desperdício de luz referente aos sistemas halógenos. 
Os de LED são de iodos emissores de luz, apenas na faixa de 450 a 490 nm, não necessitando de filtros para restringir a emissão, sendo mais eficientes no uso da energia e gerando menos calor, o que faz com que as lâmpadas durem mais. Não necessitam de ventilação, então podem ser portáteis, sem fio e recarregáveis. 
Existem ainda outras alternativas de fotopolimerizadores menos utilizadas e de custo mais alto que são os fotopolimerizadores baseados em arco de plasma e o laser de argônio. Ambos apresentam altíssima intensidade de luz, permitindo polimerizar o compósito em menos tempo e em maior profundidade. Entretanto, há indícios de que a polimerização excessivamente rápida gera muito calor e alto estresse de polimerização, sem quaisquer benefícios significativos além do menor tempo necessário.
Para que o iniciador seja estimulado pela luz e desencadeie a reação de polimerização, a unidade de fotoativação utilizada tem que cobrir a faixa espectral específica do fotoiniciador, sendo assim, quanto maior a amplitude do espectro emitido pelo fotopolimerizador, maior a sua compatibilidade. 
Enquanto os aparelhos halógenos emitem um amplo espectro e são compatíveis com todos os fotoiniciadores utilizados atualmente, os leds possuem espectro estreito e ativam basicamente a canforoquinona. Para que fosse possível polimerizar materiais que utilizassem outros fotoiniciadores além da canforoquinona. Por causa disso, os fabricantes passaram a utilizar chips de leds que emitissem mais de um comprimento de onda. Assim, a combinação de dois tipos de comprimento de onda fazia com que o aparelho fosse efetivo tanto para a canforoquinona, quanto os demais foto iniciadores alternativos. Os fabricantes também tem tentado criar LEDs capazes de atuar também em comprimentos de onda menores.
 
Nesse fotopolimerizador há 4 leds iluminados com luzes em comprimentos de onda diferentes, isso possibilita a ativação de diferentes fotopolimerizadores. 
Técnicas de fotoativação
No início da reação de polimerização, as tensões decorrentes da contração são dissipadas pela deformação da resina composta, principalmente nas superfícies livres em direção as aderidas. Essa deformação é possível graças às habilidades que as moléculas apresentam durante a fase inicial da reação, que é a fase pré-gel. 
A partir do momento que a complexidade das cabeças poliméricas impede o reposicionamento molecular, que é o ponto gel, o compósito não é mais capaz de sofrer uma deformação sem que haja tensões internas.
A fase pós-gel ocorre desde o ponto gel até o final da reação de polimerização. Durante essa fase, toda contração é acompanhada de estresse. 
Alguns estudos demonstram que as técnicas de polimerização podem reduzir o estresse final, prolongando-se a fase pré-gel. Outros estudos não demonstram haver diferenças ou até mesmo sugerem que as taxas de conversão podem ser reduzidas quando esses métodos de polimerização são utilizados. Sendo assim, as mais diversas técnicas são aceitas (não sei se esse é um dado atualizado). 
Uniforme contínua: a intensidade de luz é mantida constante do inicio ao fim da fotoativação, em geral, na potência máxima do fotopolimerizador. 
Passos: a emissão de luz é realizada em uma intensidade baixa durante os primeiros segundos, passando para a intensidade máxima e nela permanecendo até o fim. O fotopolimerizador pode ser programado ou a ponteira afastada.
Rampa: a intensidade da luz aumenta progressivamente, até atingir a emissão máxima, mantida até o fim.
Pulso tardio: Envolve uma rápida ativação inicial – 3 a 5 segundos – em baixa intensidade, seguida de um intervalo de alguns minutos. A seguir, realiza-se uma segunda ativação, com alta intensidade e por tempo adequado, de modo a garantir a polimerização do material. 
Monômero: Unidade funcional capaz de se ligar a outros monômeros.
Polímero: Macromolécula formada a partir da união de monômeros. 
Cadeia de polímeros que se forma na resina composta. Quanto mais ligações há na cadeia de polímeros, maior a superfície. Se há uma boa superfície, a tensão é diminuída. 
 
Os materiais absorvem água, principalmente em um meio aquoso como a cavidade oral. Então se uma resina é mal polimerizada e não forma muitas ligações de polímeros ela vai ter mais “falhas” e vai penetrar mais água no material. 
A adsorção, que são as moléculas de água ficam presas a superfície do material. 
O comprimento de onda passado pelo Rafael é de 405 nm,
Através da fotopolimerização com luz de comprimento de onda de 405 nm que a reação é fotoiniciada.Existe uma escala de carga nos materiais resinosos
Resina composta é a que tem mais carga, depois resina flow e por úlimo o cimento resinoso. 
Resina flow apresentam menores concentrações de carga, ótimo escoamento e baixo módulo de elasticidade, o que favorece dissipação de forças. 
Aplicabilidade:
- reforçar camada híbrida;
- restaurações classe II
- forramento de cavidade
- menor viscosidade
Cimentos resinosos
Cimentação de resinas estéticas por união adesiva, usando mecanismo adesão para reter na estrutura dental.
Diferentes de outros cimentos, esse se une ao dente e a peça por adesão e tem baixíssima carga (qual será a indicação?)
Aplicabilidade:
Tem adesão
Fotopolimerizável, dual, químico
Não podem ficar expostos na cavidade oral
Alta absorção
Hidrolisável
Sensibilidade da técnica, primer adesivo, n é pra ser usado de qqr jeito. 
Quanto maior a carga da resina menor o escoamento, 
O cimento resinoso tem que ter pouca carga, p quando eu aperto a peça na boca, eu preciso que o excesso ali saia. 
Existe uma maneira de diminuir a viscosidade das resinas, aquecendo-as. No caso o Rafael cimenta com ela para ganhar as propriedades, esquenta a 60 graus.