Fotopolimerização em Resinas Compostas

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Fotopolimerização
· As resinas compostas saíram do sistema pasta-pasta (polimerização química) para o sistema com material ativado por luz visível (polimerização física). Isso possibilitou a simplificação da técnica e aumentou as possibilidades estéticas por facilitar o incremento de diferentes cores;
· É na matriz orgânica das resinas que ocorre o processo de polimerização. Ex de matriz orgânica: MMA, Bis-GMA, TEGDMA, UDMA e silorano;
· Polimerização química: base + catalisador iniciador (peróxido de benzoíla) e ativador (amina terciária);
· Polimerização física: pasta única fotoativador - iniciador + amina ativadora;
· O sistema de polimerização por ativação física com raios ultravioleta foi o precursor, mas atualmente estão em desuso:
· Utilizavam radiação ultravioleta de comprimento de onda entre 340 nm e 380 nm.
· As resinas polimerizadas por esse sistema tinham como iniciador o éter metílico de benzoíla:
· Ao absorver tais comprimentos de onda, excitavam-se, formandos radicais livres que desencadeiam a reação de polimerização.
· Desvantagens: 
· Baixa profundidade de polimerização;
· Necessidade de troca constante das lâmpadas utilizadas;
· Não visualização da radiação emitida, associada aos efeitos nocivos que ela pode causar ao homem.
· Novas tecnologias: arco de plasma (PAC ou Plasma ARC) e laser de argônio:
· Essas tecnologias emitem alta intensidade de luz, porém tem como desvantagens a dificuldade de manutenção e alto custo, associados a indícios que a polimerização muito rápida gera calor e aumenta a tensão de polimerização;
· A maioria das Resinas Compostas fotoativadas atuais tem a canforoquinona como fotoativador:
· A canforoquinona é excitada pela luz visível de cor azul com comprimento de onda em torno de 470 nm:
· Canforoquinona: mais utilizado, excitado pela luz visível de cor azul entre 400-500 nm, com pico de absorção em 468 nm:
· A radiação fora desse espectro gera calor sem ajudar efetivamente na conversão de monômeros em polímeros;
· A iniciação ou indução do processo de polimerização se dá com a excitação da canforoquinona pela luz, que interage com uma amina terciária, liberando radicais livres. A liberação de radicais livres faz com que duplas ligações de carbono sejam quebradas, liberando mais radicais livres Assim, tem-se a propagação do processo de polimerização;
· A medida que o processo se alastra, os monômeros vão dando lugar aos polímeros. Uma rede 3D de ligações lineares e cruzadas vai sendo formada, tornando o material mais rígido;
· À medida que o material endurece a reação química responsável pelo de polimerização é dificultada e finaliza-se o processo. 
· Desvantagem da canforoquinona:
· Coloração amarelada, o que faz com que outros fotoiniciadores, com a fenilpropanodiona (PPD), o óxido de monocifosfina (MAPO
) e o óxido bisacilfosfina (BAPO) sejam utilizados como alternativa para a indução de polimerização em resinas de cor muito clara, como as utilizadas em dentes clareados;
· Esses fotoiniciadores são ativados em comprimentos de onda abaixo de 450 nm;
· Ativação com luz branca: terá radiações que não são necessárias naquele momento e superaquecimento (faixa de espectro muito grande);
· As fontes de luz usadas para a polimerização tem grande influência no grau de conversão e, consequentemente, na qualidade final das restaurações;
· Atualmente, as unidades fotoativadoras mais utilizadas são as de luz halógena e LED.
LÂMPADAS HALÓGENAS: QUARTZO-TUGSTÊNIO 
· Emite radiação luminosa de largo espectro e em comprimentos de onda entre 350-700 nm;
· Operam na faixa de 400-500 mW/cm2, sendo que alguns podem chegar a 1.100 mW/cm2;
· Possui um filtro (para passar apenas comprimentos de onda capazes de cobrir a absorção da canforoquinona e outros fotoiniciadores), um sistema de refrigeração (reduzir o calor emitido e aumenta o tempo de vida útil) e um conjunto de fibras ópticas (condução da luz);
· Vantagens: efetividade e baixo custo;
· Desvantagens: perdem a efetividade com o tempo e necessitam de avaliação periódica da emissão da luz. Se houver perda de intensidade, há necessidade de substituição da lâmpada e/ou filtro e/ou da ponteira de fibra óptica:
· Espectro contínuo e largo (necessidade de filtros);
· Altas temperaturas e alto nível de ruído (sistema de ventilação);
· Vida útil pequena (50-100h) 
DIODOS EMISSORES DE LUZ: LED
· Utilizam dois semicondutores para produzir luz azul (diferente da lâmpada halógena que emite luz pelo aquecimento de filamentos metálicos):
· Um deles com excesso de elétrons, outro com lacunas receptoras de elétrons;
· Quando uma tensão é aplicada, ocorre a passagem de elétrons entre os semicondutores ocasionando a emissão de luz visível no espectro de 450 a 490 nm (valores próximos ao pico de absorção máxima da canforoquinona);
· Três gerações de LED:
· 1ª geração: conjunto de LEDs com baixa densidade de potência, portanto efetividade questionada:
· Densidade de potência entre 100-150 mW/cm2;
· Espectro entre 450-490 nm (canforoquinona).
· 2ª geração: diodos confinados em único dispositivo, com potência maior e polimerização efetiva:
· Possibilitou uma redução no tempo de polimerização;
· Densidade de potência entre 300-1100 mW/cm2;
· Espectro entre 450-490 nm (canforoquinona).
· 3ª geração: diferentes diodos que emitem luz com diferentes comprimentos de onda:
· Foram produzidos com a finalidade de ativar outros fotoiniciadores que absorvem luz comprimento de onda diferente da canforoquinona (PPD, MAPO e BAPO);
· Densidade de potência até 1100 mW/cm2;
· Espectro entre 375-510 nm (diferentes diodos)
· Vantagens dos aparelhos de 2 e 3 geração comparados aos de luz halógena:
· Emitem menos calor;
· Mais silenciosos e menores;
· Permitem acoplar pequenas baterias;
· Lâmpadas mais duráveis que as halógenas;
· Mais resistentes a vibrações e impactos.
· Desvantagens:
· Restrita faixa espectral de luz;
· Variedade de potência entre as gerações.
· Tão importante quanto à intensidade de luz emitida, é a compatibilidade entre a faixa espectral que estimula os fotoativadores e a que os aparelhos emitem.
· Capacidade de colimação: não dispersão de luz entre a ponta do fotopolimerizador e o fundo da cavidade. Importante em cavidades mais profundas e cavidades classe II de um dente posterior. 
· Energia total: a proximidade da ponta do fotopolimerizador com o seu incremento de RC é fundamental para uma polimerização eficiente. 
ENERGIA IDEAL PARA UMA POLIMERIZAÇÃO ADEQUADA
· Quanto maior a intensidade de luz e quanto maior o tempo dispensado para fotoativação, maior o grau de conversão das resinas fotoativadas. Entretanto, cada resina tem um grau máximo de conversão e dispensar mais energia após os compósitos atingirem esse grau máximo é desnecessário;
· Para uma polimerização adequada o ideal é que a unidade fotoativadora emita intensidade de luz de no mínimo 400 mW/cm² por um tempo específico que depende da intensidade de luz e quantidade de energia necessária para a polimerização de determinada resina;
· A energia disponível (energia total resultante) é calculada multiplicando-se a intensidade de luz (mW/cm²) pelo tempo em segundos, que resulta na densidade de energia (J/cm²);
· Se um compósito necessita de 8 J/cm² como energia necessária, a ativação pode ser alcançada por diferentes combinações de potência de aparelho e tempo de ativação:
· Esse cálculo favorece a obtenção de uma polimerização ideal, sem desperdício de tempo. 
CONTRAÇÃO E TENSÃO DE POLIMERIZAÇÃO
· Uma das principais limitações das RC é a contração volumétrica ou contração de polimerização;
· Contração de polimerização: aproximação dos monômeros convertendo-se em polímeros causando uma redução do volume da RC, essa contração gera tensões que podem se concentrar na interface dente-restauração que causam prejuízos nas restaurações (sensibilidade pós-operatória, deflexão da cúspide, trincas em esmalte, descolamento de restaurações, microinfiltração, cárie secundária, falhas coesivas do material, pigmentação nas margens do material).
· Ela ocorre porque, antes da polimerização,os monômeros estão unidos por forças de coesão de Van Der Waals, que estabelece uma distância de aproximadamente 4 angstroms entre as moléculas;
· Com a polimerização, ocorre a união desses monômeros por ligações covalentes simples (irreversíveis). Com isso, as moléculas separadas por 4 Â aproximam-se para uma distância de 1,5 Â, ocorrendo a redução do volume do material (contração de polimerização);
· A contração de polimerização pode ter ação deletéria. Quando as forças geradas pela tensão forem maiores que a resistência adesiva, pode haver rompimento da interface dente-restauração, ocasionando espaços nela. Quando os espaços estão nas paredes circundantes, podem gerar infiltração marginal, manchamento e cárie secundária. Quando nas paredes de fundo, pode gerar desconforto e dor à mastigação;
· Outros problemas que podem ocorrer quando a tensão de polimerização é alta e o remanescente está fragilizado e com pouco remanescente dentinário são trincas de esmalte e flexão de cúspides (esmalte friável com baixa resistência à tração);
· A contração volumétrica gira em torno de 2% a 3%, algumas podem chegar a 6% (menor proporção entre carga e matriz);
· A contração ocorre na matriz orgânica, então, para reduzi-la, introduz-se mais carga:
· Quanto maior o volume de resina, maior o volume de contração;
· Quanto mais rápido ocorrer a polimerização, maior a tensão será gerada;
· Ao unir um maior número de paredes da cavidade, maior a tensão gerada.
ESTRATÉGIAS PARA MELHORAR O DESEMPENHO DAS RESTAURAÇÕES
1- Redução do fator C (fator de configuração cavitária) ou fator C de cada incremento:
· O fator C pode ser definido como a razão entre o número de superfícies aderidas e o número de superfícies livres de uma cavidade. Quanto menor o fator C, menor as tensões geradas: 
· Ex.: CLASSE I: 5 paredes aderidas (M, D, pulpar, V, P/L) e 1 livre (capaz de liberar tensão - O) - Fator C 5/1 = 5.
· Como as paredes livres podem sofrer deformações e liberar tensões causadas pela contração e as paredes aderidas acumulam e/ou transmitem a tensão para as paredes dentinárias a que se aderem, quanto menor o fator C, menor a tensão acumulada no conjunto dente-restauração. 
· Se preenchermos a cavidade com 1 incremento, o fator C dele será 5. Se utilizarmos incrementos unindo apenas 2 superfícies, reduzimos o fator C de cada incremento, o que dissipará as tensões;
· O objetivo é unir cada incremento ao menor número possível de paredes simultâneas (conformações triangulares) aumentando a área de superfície livre de cada incremento com consequente dissipação dessas tensões e do fator C. 
2- Redução do volume de cada incremento de resina:
· Quanto maior o volume de resina, maior a tensão gerada. Então, fracionando a quantidade de resina inserida em cada incremento a ser polimerizado, podemos diminuir a tensão e, consequentemente, reduzir a contração;
· Técnica incremental + inserção oblíqua unindo o menor número de paredes possíveis + redução do fator C. 
3) Modulação da polimerização nas fases pré-gel e pós-gel:
· Enquanto a resina está em estado plástico-viscoso, com baixa rigidez, é capaz de dissipar a tensão de polimerização (fase pré-gel); 
· Com o aumento da rigidez, a dissipação das tensões fica dificultada, até que em determinado momento ocorre a transição para um estado rígido (ponto G). Após isso, temos a fase pós-gel em que a rigidez da resina não permite uma deformação plástica capaz de compensar a contração de polimerização;
· Reações de polimerização mais lentas proporcionam organização mais uniforme das cadeias poliméricas, o que permite que durante a polimerização haja deformação e rearranjo da estrutura formada. Com esse período maior de escoamento, o material é capaz de dissipar as tensões geradas antes de adquirir um alto módulo de elasticidade, reduzindo os valores de tensão de contração.
TÉCNICAS DE FOTOPOLIMERIZAÇÃO
· Convencional: mantém-se intensidade de radiação constante e pré-determinada:
· É simples e mais difundida entre os profissionais;
· Exemplo: 500mW/cm² por 40 segundos. 
· Em passos: inicialmente, baixa intensidade de potência por uns segundos e, depois, aumenta-se a densidade de potência até o final da polimerização;
· A fase pré-gel é prolongada, permitindo o relaxamento das tensões;
· Exemplo: 100mW/cm² por 10 segundos, seguido de 500 mW/cm² por 40 segundos. 
· Pulso tardio: se aplicam baixos valores iniciais de potência em curto período de exposição, esperam-se alguns minutos e aplica-se densidade total da unidade fotoativadora pelo tempo necessário para a máxima conversão dos polímeros:
· Prolonga a fase pré-gel;
· Exemplo: 100mW/cm² por 10 segundos, esperam-se 3 minutos e finaliza com 500 mW/cm² por 40 segundos. 
· Em rampa: inicia-se com baixa densidade de potência e, com o passar do tempo, aumenta gradualmente, até atingir alta densidade de potência:
· Prolonga a fase pré-gel.
· Intermitente: 
· Outra estratégia: para controle ou redução de forças deletérias é, em cavidades extensas, reduzir o volume de resina utilizando base de CIV ou com técnicas indiretas, pelas quais a contração ocorre fora da boca e não é transmitida para o dente restaurado.
CONSIDERAÇÕES CLÍNICAS
· As resinas devem estar o mais polimerizado possível para conseguirem melhor desempenho clínico;
· No processo de polimerização, a contração pode gerar maior ou menor ação deletéria. A redução do fator C e da velocidade tem amenizados os efeitos deletérios. Recomenda-se que invista em unidades fotoativadoras com modulação da intensidade da luz;
· Protocolos de fotopolimerização que empregam técnicas de fácil execução e fotoativadores comuns:
· Pequenos incrementos unindo o menor número de paredes possível;
· Polimerização de forma gradual depois da inserção do incremento. Afastar o aparelho ou iniciar com o fotopolimerizador atrás da estrutura dental (reduz a intensidade de luz e faz com que a polimerização tenha início na interface dente-restauração, o que favorece a diminuição de tensões geradas pela contração). Ao final da restauração, polimeriza-se pela face que está sendo restaurada, pelo tempo indicado pelo fabricante e utilizando um gel bloqueador de oxigênio;
· Estender a fase pré-gel optando por pequenos incrementos. Após cada incremento, faz-se uma rápida polimerização (5s);
· Na última camada, aplica-se um gel hidrossolúvel para não haver inibição da fotopolimerização pelo oxigênio e fotopolimerização pelo tempo indicado pelo fabricante. Essa etapa evita a formação da “camada de dispersão”.