Composição e polimerização das resinas compostas

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Composição das resinas compostas
As resinas compostas são compósitos, que como o próprio nome indica, é uma combinação de dois ou mais materiais e possuem três componentes principais, a matriz resinosa orgânica, a carga inorgânica e o agente de união. A resina forma a matriz do material composto, unindo as partículas individuais de carga por meio do agente de união.
MATRIZ RESINOSA
É inicialmente um monômero fluido que será convertido em um polímero rígido através de uma reação de adição por radicais. Geralmente é constituída de monômeros diacrilatos alifáticos ou aromáticos, sendo o Bis-GMA, o UDMA e o UEDMA (Uretano etil dimetacrilato) os mais frequentemente empregados. Além desses componentes, a matriz resinosa possui monômeros diluentes ou “controladores de viscosidade”, necessários para reduzir a viscosidade dos monômeros de alto peso molecular. Os monômeros diluentes comumente utilizados são, o TEG-DMA (trietileno glicol dimetacrilato), o MMA (metilmetacrilato), o EDMA (etilenoglicol dimetacrilato) , o DEGMA (dietil glicol dimetacrilato, e o TUDMA (tri uretano dimetacrilato, os quais possibilitam a incorporação de alto conteúdo de carga, alem de proporcionar um material final com melhores características de manipulação.
Ainda nos dias atuais, a matriz mais utilizada nas resinas compostas é o Bis-GMA, formulado e patenteado em 1960, conhecida como resina de Bowen. O Bis-GMA é derivado da reação do bisfenol-A e do glicidil metacrilato. Essa resina possui um peso molecular maior que o do metil metacrilato, que ajuda a reduzir a contração de polimerização. 
O valor da contração de polimerização para as resinas de metil metacrilato é 22% vol, enquanto para uma resina de Bis-GMA é 7,5% vol. 
A matriz resinosa também contém um inibidor (até 0,1%), como a hidroquinona, para prevenir polimerização prematura e assegurar o prazo de validade e sistemas ativador/inibidor para atingir polimerização de acordo com o tipo de reação empregada (polimerização química ou fotopolimerização).
PARTÍCULAS DE CARGA
O emprego de cargas nos compósitos, para melhorar as propriedades, se iniciou no final doa anos 1950 com cargas como o quartzo. As partículas de carga mais comumente utilizadas são de dióxido de silicone, silicatos de boro e silicatos de lítio-alumínio. Ainda podem ser utilizadas partículas de metal pesado como bário, estrôncio, alumínio e zircônia, os quais são radiopacos. Há tentativas de se incorporar partículas de metafosfato de cálcio, que são menos duras que as de vidro e desgastam menos a dentição antagonista. Podem ser utilizadas também micro e nanopartículas de sílica, obtidas mediante processos pirolíticos (queima) e de precipitação (sílica coloidal).
Os principais benefícios proporcionados pela inclusão de cargas são:
1- Redução da contração de polimerização devido à redução da quantidade de resina utilizada e a carga não participa do processo de polimerização.
2- Redução do coeficiente de expansão térmica pela adição de partículas cerâmicas que possuem coeficiente de expansão térmica similar aos tecidos dentais.
3- Melhora de propriedades mecânicas como dureza e resistência à compressão.
4- Proporcionam radiopacidade quando utilizados metais pesados.
5- As cargas podem proporcionar o meio ideal para o controle de propriedades estéticas como cor, translucidez e fluorescência.
Complementar com pág 104 do Van Noort (composição)
Nanotecnologia no livro abeno pág 114.
AGENTE DE UNIÃO
Também denominado agente de cobertura, é o material responsável pela união das partículas de carga à matriz resinosa. Pois para que um compósito tenha propriedades mecânicas aceitáveis, é importante que a carga e a resina estejam fortemente unidas umas às outras. Se houver uma falha nessa interface, o estresse desenvolvido quando uma carga é aplicada não será distribuído eficientemente por todo o material, a interface agirá com uma fonte primária de fratura, levando à subseqüente desintegração do compósito.
Se não houver uma união forte e durável entre a resina e as partículas de carga a tensão transferida entre a resina e o vidro será feita de forma ineficiente e a maior parte da tensão terá sido transmitida pela matriz resinosa, resultando em excessivo creep e fratura ou desgaste da restauração.
Além disso, a ausência de união entre a resina e as partículas de carga criará sítios de iniciação de fendas, tornando o compósito susceptível à falha por fadiga.
Os agentes de união utilizados são os silanos e um do mais usados em resinas compostas com carga de vidro é o -metacriloxipropiltrietoxisilano. Já que as resinas são hidrofóbicas e os vidros à base de sílica são hidrofílicos, o agente de união silano foi escolhido. Ele possui grupos hidroxil em uma extremidade, que são atraídos pelos grupos hidroxil na superfície do vidro e na outra extremidade possuir grupo metacrilato que é capaz de se ligar à resina por dupla ligação com o carbono. Uma reação de condensação na interface entre o vidro e o agente de união silano assegura que o silano esteja covalentemente ligado à superfície do vidro.
Polimerização das resinas compostas
O processo pelo qual um compósito na forma de pasta se torna um material duro é a polimerização da matriz resinosa monomérica. Os polímeros inicias eram autopolimerizáveis ou quimicamente ativados, o mais difundido apresentava duas pastas. Uma delas continha o agente iniciador, usualmente peróxido de benzoíla que reage com a amina terciária aromática gerando radicais livres e iniciando a reação de polimerização. Depois surgiram os polímeros fotoativados, onde a luz é o agente ativador, sendo capaz de excitar o iniciador da resina (geralmente canforoquinona) e dar início ao processo de polimerização.
No início dos anos 1970, tornaram-se disponíveis compósitos ativados por luz ultravioleta (a luz criaria radicais livres para iniciar o processo de polimerização através da quebra da ligação central do éter metil benzoil). Entretanto a luz UV pode causar queimaduras nos tecidos moles dano aos olhos, sendo essencial o uso de proteção e grande cuidado para se usar unidades de fotopolimerização. Além disso, a fonte de luz UV é uma lâmpada à base de mercúrio, que é cara e sofre gradual redução da intensidade de luz com o uso e há um limite de profundidade de polimerização devido ao elevado grau de absorção da luz durante seu trajeto pelo compósito. A vantagem estava na praticidade de se ter uma pasta única, que poderia ter uma grande demanda, abriu caminho para a introdução de compósitos ativados por luz visível (ALV). Estes usam a canforoquinona como fonte de radicais livres, que necessita menor energia para exitação que o éter metil benzoíl. A luz com comprimento de onde na faixa do azul (entre 460-480nm) é muito eficiente. Permitiu a utilização de lâmpada halógena de quartzo que tem menor custo, é potencialmente menos danosa e a luz é mais diretamente transmitida ao longo do compósito, promovendo maior profundidade de polimerização. Filtros especiais são utilizados para remover luz UV e infravermelha que são acionadas durante o uso, assim evitando queimaduras de tecidos moles e aumento de temperatura.
Além da unidade de fotopolimerização de quartzo halógeno existem outras lâmpadas no mercado, como laâmpadas de diiodo emissor de luz azul (LED-azul), laser argônio e arco de plasma (xenônio). 
O fotopolimerizador LED-azul tem a vantagem de emitir apenas luz dentro de uma faixa muito estreita de comprimento de onda em torno de 460-480nm. Entretanto por ser uma faixa de luz tão estreita, não é adequado para compósitos que usam o método de polimerização com luz visível sem a incorporação de canforoquinona.
O laser de argônio tem a vantagem de proporcionar uma fonte de luz de intensidade muito elevada, que pode ser mais bem explorada para o início da polimerização. O laser de argônio produz um maior grau e profundidade de polimerização num menor tempo comparado com os fotopolimerizadores com luz halógena. Entretanto a polimerização rápida pode comprometer a integridade da interface resina-dente, pois nãopermite relaxamento de tensões durante o processo de polimerização. Além disso tem o custo mais elevado que que luz halogena e LED azul.
As unidades de polimerização de arco de plasma podem proporcionar uma intensidade de luz muito próxima a obtida com o laser de argônio, mas tem um custo menor. Entretanto, assim como o laser de argônio, a conversão rápida da resina pode produzir elevada tensão de contração e a faixa de luz estreita pode significar que alguns compósitos não serão polimerizados.
Inibição do oxigênio
Profundidade de polimerização e contração de polimerização e novas tecnologias de carga.