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SUSTENTAÇÃO DE ESMALTE COM IONÔMEROS DE VIDRO E RESINA COMPOSTA. EFEITO NA RESISTÊNCIA À FRATURA DAS CÚSPIDES DE DENTES RESTAURADOS^** Resumo da Tese de Mestrado, área de Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP. Resumo da Tese de Mestrado, área de Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP. ** Aluno de Pós-Graduação (Doutorado) em Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP.*** Professores Doutores do Departamento de Odontologia Restauradora da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP.**** Professor Doutor do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade de São Paulo - São Carlos.***** Professor do Departamento de Engenharia de Estruturas da Universidade de São Paulo - São Carlos.

SUPPORTING ENAMEL WITH GLASS IONOMER CEMENT AND COMPOSITE RESIN: EFFECT ON FRACTURE RESISTANCE OF CUSPS OF RESTORED TEETH

Angelo Stefano SECCO ^*** Resumo da Tese de Mestrado, área de Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP. Resumo da Tese de Mestrado, área de Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP. ** Aluno de Pós-Graduação (Doutorado) em Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP.*** Professores Doutores do Departamento de Odontologia Restauradora da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP.**** Professor Doutor do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade de São Paulo - São Carlos.***** Professor do Departamento de Engenharia de Estruturas da Universidade de São Paulo - São Carlos.

Luís Roberto Marcondes MARTINS ^**** Resumo da Tese de Mestrado, área de Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP. Resumo da Tese de Mestrado, área de Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP. ** Aluno de Pós-Graduação (Doutorado) em Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP.*** Professores Doutores do Departamento de Odontologia Restauradora da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP.**** Professor Doutor do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade de São Paulo - São Carlos.***** Professor do Departamento de Engenharia de Estruturas da Universidade de São Paulo - São Carlos.

Mário Fernando De GOES ^**** Resumo da Tese de Mestrado, área de Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP. Resumo da Tese de Mestrado, área de Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP. ** Aluno de Pós-Graduação (Doutorado) em Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP.*** Professores Doutores do Departamento de Odontologia Restauradora da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP.**** Professor Doutor do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade de São Paulo - São Carlos.***** Professor do Departamento de Engenharia de Estruturas da Universidade de São Paulo - São Carlos.

Simonides CONSANI ^**** Resumo da Tese de Mestrado, área de Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP. Resumo da Tese de Mestrado, área de Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP. ** Aluno de Pós-Graduação (Doutorado) em Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP.*** Professores Doutores do Departamento de Odontologia Restauradora da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP.**** Professor Doutor do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade de São Paulo - São Carlos.***** Professor do Departamento de Engenharia de Estruturas da Universidade de São Paulo - São Carlos.

Dirceu SPINELLI ^***** Resumo da Tese de Mestrado, área de Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP. Resumo da Tese de Mestrado, área de Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP. ** Aluno de Pós-Graduação (Doutorado) em Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP.*** Professores Doutores do Departamento de Odontologia Restauradora da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP.**** Professor Doutor do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade de São Paulo - São Carlos.***** Professor do Departamento de Engenharia de Estruturas da Universidade de São Paulo - São Carlos.

Toshiake TAKEYA ^****** Resumo da Tese de Mestrado, área de Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP. Resumo da Tese de Mestrado, área de Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP. ** Aluno de Pós-Graduação (Doutorado) em Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP.*** Professores Doutores do Departamento de Odontologia Restauradora da Faculdade de Odontologia de Piracicaba - UNICAMP.**** Professor Doutor do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade de São Paulo - São Carlos.***** Professor do Departamento de Engenharia de Estruturas da Universidade de São Paulo - São Carlos.

SECCO, A. S. et al. Sustentação de esmalte com ionômeros de vidro e resina composta: efeito na resistência à fratura das cúspides de dentes restaurados. Rev Odontol Univ São Paulo, v. 11, n. 4, p. 255-261, out./dez. 1997.

Este estudo determinou a resistência e o tipo de fratura do esmalte suportado pelos materiais restauradores ionômeros de vidro convencional e modificado por resina e resina composta, bem como a influência dessa técnica restauradora na resistência das cúspides dos dentes. A remoção da estrutura dental para o preparo de cavidades tipo classe II e a presença de esmalte socavado diminuiram significativamente a resistência das cúspides dos dentes em relação ao dente hígido (p < 0,01). Os materiais restauradores usados como suporte de esmalte reduziram o índice de fratura das cúspides restauradas, mas não aumentaram estatisticamente os valores de resistência à fratura. Todos os grupos experimentais apresentaram modificações no padrão de fratura.

UNITERMOS: Resistência à fratura; Suporte de esmalte; Materiais restauradores.

INTRODUÇÃO

O estudo do efeito da remoção de estrutura dentária na resistência dos dentes, assim como a solução para os problemas decorrentes da perda tecidual, tem sido um desafio há mais de três décadas. Restaurações falham com grande freqüência e precisam ser substituídas em poucos anos⁸, o novo preparo cavitário aumenta as dimensões da cavidade, e esse ciclo pode durar indefinidamente até que não seja mais possível restaurar o dente. A conscientização a respeito da importância da preservação das estruturas sadias dos dentes, aliada ao aperfeiçoamento dos materiais restauradores e às técnicas conservadoras, e considerando que a progressão da cárie nos dentes posteriores deixa, em muitos casos, esmalte sem suporte de dentina¹⁸, levou autores como DENEHY; THORNEY⁵ (1976), ESPINOSA⁹ (1978), HOOD¹⁶ (1985), HERRIN¹⁴ (1986), DE LUCA et al.⁴ (1994) a questionarem a indicação da remoção de todo esmalte sem suporte de dentina para prevenir a fratura, conforme indica Black (1908).

DENEHY; TORNEY⁵ (1976) foram os primeiros autores a usar a resina composta para reforçar o esmalte sem suporte, através do condicionamento da região interna do esmalte com ácido fosfórico. A face interna do esmalte condicionada com ácido, ao ser unida à resina composta, apresentou resistência similar à resistência da interface esmalte-dentina natural⁹. Além disso, as cavidades com esmalte sem sustentação de dentina na região cavo-superficial, suportada com resina composta aderida pela técnica do condicionamento ácido, apresentaram melhoria da integridade marginal e diminuição da microinfiltração¹².

Recentemente, os cimentos de ionômero de vidro têm sido usados com êxito em diversas aplicações clínicas. Esse sucesso pode ser creditado a propriedades como adesão à estrutura dental²⁶, liberação de íons flúor e efeito cariostático na estrutura dental adjacente²⁴. Além disso, os cimentos de ionômero de vidro convencionais têm pequena contração durante a reação de presa¹¹ e o coeficiente de expansão térmica é próximo ao da estrutura dental³. Esses fatores têm sido considerados importantes para o sucesso da efetiva união dos cimentos ionoméricos à estrutura do dente e motivo para serem utilizados em cavidades tipo túnel e como materiais de suporte sob esmalte socavado²². No entanto, a recente adição de um componente a base de resina na composição do ionômero de vidro resultou na melhora das características físicas do material, propiciando também o aumento no coeficiente de expansão térmica². Dessa forma, a diferença no coeficiente de expansão térmica entre a estrutura do dente e o ionômero de vidro modificado por resina pode ocasionar o rompimento da união na interface dente/restauração, fato considerado importante na longevidade das restaurações e dos dentes restaurados.

Assim sendo, o propósito deste estudo foi determinar, in vitro, a resistência e o tipo de fratura do esmalte em dentes pré-molares com preparos cavitários (MO), com esmalte sem apoio dentinário e com suporte dos ionômeros de vidro convencionais, do ionômero modificado por resina e da resina composta, bem como verificar a influência dessa técnica restauradora na resistência das cúspides dos dentes restaurados.

MATERIAIS E MÉTODOS

Os materiais restauradores e os respectivos fabricantes estão listados na Tabela 1. Neste estudo, foram utilizados 42 dentes pré-molares humanos, íntegros, extraídos por razões ortodônticas e armazenados em água a 4ºC. As raízes dos dentes foram incluídas em resina de estireno (T Resapol) até 1 mm aquém da junção cemento-esmalte e os dentes foram divididos aleatoriamente em seis grupos com 7 unidades, conforme descrito na Tabela 2.

Nos dentes dos grupos 2, 3, 4, 5 e 6, foram preparadas cavidades tipo classe II MO, confeccionadas em alta rotação, sob refrigeração ar/água utilizando ponta diamantada FG 1094 (KG Sorensen) (Figura 1A). Nos dentes dos grupos 3, 4, 5 e 6, a dentina de suporte do esmalte oclusal foi removida, utilizando-se a ponta diamantada em forma de roda, com 4 mm de diâmetro por 1,5 mm de altura, FG 3053 (KG Sorensen) (Figura 1B). Nesse preparo, o esmalte remanescente sem suporte possuía 1,5 mm de espessura, a altura da área de remoção de dentina foi de 1,5 mm e as extensões vestibular e lingual da remoção de dentina foram de 1,25 mm. Os materiais utilizados nas restaurações dos dentes dos grupos 4, 5 e 6 foram preparados segundo as instruções dos respectivos fabricantes e aplicados segundo as combinações descritas na Tabela 2.

Os ionômeros de vidro Ketac Bond e Vitremer foram inseridos na cavidade apenas na área de esmalte socavado, com o auxílio de uma seringa Centrix (ESPE) (Figura 1C). Para a aplicação da resina composta Z100, o esmalte e a dentina foram condicionados com ácido fosfórico a 35% por 15 segundos. Após a remoção do ácido com água por 15 segundos e secagem com leves jatos de ar comprimido, o "primer" e o adesivo do Scotchbond M.P. foram aplicados e polimerizados por 10 segundos. A resina composta Z100 foi inserida sob o esmalte em um único incremento e polimerizada por oclusal por 40 segundos. Cinco minutos após a aplicação da resina, o restante da cavidade foi restaurado com amálgama de prata Dispersalloy. Esse mesmo procedimento foi utilizado nos grupos 4 e 5. Concluída a restauração, os dentes foram armazenados por 24 horas a 37ºC em 100% de umidade relativa do ar.

Decorrido o período de armazenagem, os 6 grupos foram submetidos ao carregamento axial de compressão em uma máquina de ensaio INSTRON (Instron Corp., Carton Mass, EUA) à velocidade de 1 mm/min, com o auxílio de uma esfera de 5 mm de diâmetro posicionada na base inferior de uma haste metálica, presa no mordente superior da máquina de ensaio (Figura 1D). A esfera era posicionada na região do esmalte oclusal sem suporte de dentina e a força era aplicada até que a cúspide fraturasse. Os dados de resistência à fratura obtidos foram submetidos à análise de variância e ao teste de Tukey, no nível de 1% de significância. Um cilindro plástico posicionado ao redor do corpo-de-prova coletava os fragmentos dos dentes fraturados, que foram examinados em microscopia eletrônica de varredura.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados de resistência à compressão estão apresentados no Gráfico 1. O valor médio para fraturar os dentes hígidos (grupo 1) foi de 179 kg. Esse valor foi estatisticamente superior aos valores médios obtidos para os demais grupos estudados. A remoção da estrutura dentária produzida pelo preparo cavitário tipo classe II diminuiu a resistência à fratura dos dentes em 35,1%, devido à redução das propriedades físicas das cúspides, conforme também observaram VALE²⁵ (1959) e MISHELL; SHARE¹⁹ (1984).

De forma semelhante, a remoção da dentina de suporte do esmalte oclusal determinou uma redução significante na resistência à fratura. Os dentes que receberam preparo cavitário classe II (grupo 2) apresentaram uma resistência média de 116 kg e os dentes com preparo classe II que tiveram a dentina de suporte do esmalte oclusal removida (grupo 3) apresentaram resistência de 42 kg. Isso representa uma redução de 41,4% na resistência à fratura em relação ao preparo classe II sem remoção de dentina de suporte do esmalte oclusal (p << 0,01). Porém, ao compararmos a resistência do dente hígido (grupo 1) a do dente que recebeu preparo cavitário classe II e remoção da dentina de suporte do esmalte (grupo 3), a redução total na resistência das cúspides foi de 76% (p < 0,01).

Nos grupos em que foram utilizados os materiais restauradores para substituir dentina, a resina composta (grupo 6) produziu um aumento de 17 kg na resistência à fratura. Apesar disso, o aumento no valor de resistência à fratura não foi suficiente para restabelecer os valores originalmente obtidos nos dentes hígidos (grupo 1) e nos dentes com preparo classe II (grupo 2), em que a dentina suportava o esmalte. A resina composta apenas preencheu a região sob o esmalte onde a dentina foi removida e o restante da cavidade foi restaurado com amálgama de prata. Isso explica os maiores valores encontrados por LANDY; SIMONSEN¹⁷ (1984), EAKLE^6,7 (1985), que utilizaram a resina composta em todo o preparo cavitário. Dessa forma, as cúspides separadas pelo preparo cavitário foram unidas pela resina composta, restabelecendo a resistência da estrutura dentária a valores similares àqueles obtidos no dente hígido.

O ionômero de vidro Vitremer aumentou a resistência à fratura em 9 kg, enquanto que o Ketac Bond aumentou apenas 0,8 kg (p > 0,01). Apesar de estar clara a existência de união dos materiais ionoméricos à estrutura dental, EAKLE⁷ (1985) constatou que essa união é frágil sob esforços de tração e freqüentemente produz falhas coesivas, não aumentando significativamente a resistência do dente.

BELL et al.¹ (1982) relataram que o mecanismo de fratura dos dentes está relacionado com a fadiga causada pelo esforço mastigatório, apesar de esse esforço estar dentro de limites fisiológicos. Porém, no ensaio de resistência à fratura, as forças utilizadas estão além do limite fisiológico da mastigação. Apesar disso, esses testes são capazes de demonstrar o efeito deletério do preparo cavitário na resistência dos dentes (Gráfico 1).

Na análise do tipo de fratura do esmalte oclusal dos dentes submetidos ao ensaio de resistência, foram observadas fraturas paralelas (Figura 2) e fraturas perpendiculares aos prismas de esmalte (Figura 3).

A Tabela 3 mostra claramente que os grupos que receberam preparo cavitário classe II (grupo 2) e remoção da dentina de suporte do esmalte (grupo 3) e os grupos 4, 5 e 6, em que os materiais restauradores foram usados como suporte de esmalte, sofreram modificações no padrão de fratura do esmalte oclusal. Assim, quando os dentes hígidos foram submetidos ao teste de resistência, seis (85%) deles apresentaram fratura transversal aos prismas de esmalte oclusal. Esse mesmo tipo de fratura foi observado também em todos os dentes (100%) com preparo cavitário classe II.

C: Fratura perpendicular aos prismas de esmalte;

T: Fratura paralela aos prismas de esmalte;

(-): Não houve fratura do esmalte oclusal.

Nesses dois grupos, o alto índice de fratura do esmalte oclusal, bem como o tipo de fratura estão relacionados com as altas cargas necessárias para a fratura do dente hígido (179 kg) e para o dente com preparo classe II (116 kg). Apesar de suportarem forças consideradas estatisticamente maiores, os dentes hígidos apresentaram menos áreas de esmalte oclusal com fratura do que os dentes com preparo classe II. Além disso, a linha de fratura ocorreu no terço oclusal para 4 dos 7 dentes hígidos, a partir do ponto de aplicação da carga em direção à vestibular, resultando em uma fratura menos severa²¹. A capacidade do dente hígido de suportar cargas maiores e produzir linhas de fratura menos severas em relação ao grupo com preparo de classe II está relacionada com a melhor distribuição das tensões no dente hígido^1,13,23.

Quando o esmalte oclusal dos dentes sem suporte de dentina (grupo 3) foi submetido ao teste de resistência, as fraturas observadas foram paralelas aos prismas de esmalte (Figura 2) e diferentes do padrão de fratura observado nos dentes hígidos ou com preparo cavitário de classe II. Essas diferenças no padrão de fratura estão relacionadas com a remoção da dentina sob o esmalte e com a quantidade de energia necessária para produzir a fratura paralela aos prismas de esmalte, que requer 0,13 x 102 J/m², aproximadamente 15 vezes menos energia do que uma fratura transversal aos prismas de esmalte²³. Além disso, o esmalte apresenta comportamento anisotrópico em relação à resistência à fratura.

Os materiais usados como suporte do esmalte diminuíram o índice de fratura, conforme mostra a Tabela 3. Apesar de o ionômero de vidro Ketac Bond não ter influenciado significativamente os valores de resistência das cúspides restauradas, houve manutenção da integridade do esmalte suportado pelo material ionomérico. Nesse experimento, foi observada apenas uma fratura perpendicular ao esmalte entre os 7 dentes do grupo (Tabela 3). FASBINDER et al.¹⁰ (1991), estudando cristas marginais em preparo tipo túnel, também observaram que o ionômero de vidro reforçou o esmalte da crista marginal. Para o material modificado por resina (Vitremer), a fratura do esmalte oclusal (grupo 5) também diminuiu em relação ao esmalte oclusal sem suporte (grupo 3). Apesar disso, foram observadas duas fraturas diferentes (uma paralela e outra transversal) no grupo 5. Embora tenha ocorrido fratura, o seu tipo foi semelhante àquele observado nos dentes hígidos e na cavidade classe II (Figura 3), em que o esmalte é suportado por dentina natural, com distribuição homogênea das tensões. No grupo 6, no qual foi utilizado a resina Z100 como suporte de esmalte, as três fraturas observadas foram transversais aos prismas de esmalte, semelhantes àquelas relatadas para o dente hígido, e com aumento na resistência, conforme também verificado por DE LUCA et al.⁴ (1994) ao mensurar o grau de resistência à compressão do esmalte suportado por resina composta.

De maneira geral, a remoção da estrutura dentária diminuiu significativamente a resistência das cúspides dos dentes. No entanto, os materiais restauradores resina composta, ionômero de vidro modificado por resina e ionômero de vidro convencional apresentaram bom desempenho como reforço do esmalte socavado.

CONCLUSÃO

A remoção da estrutura dental pelo preparo cavitário tipo classe II, bem como a remoção da dentina de suporte do esmalte oclusal diminuíram significativamente a resistência das cúspides dos dentes em relação ao dente hígido (p < 0,01).

Os materiais restauradores utilizados para suportar esmalte modificaram positivamente o padrão de fratura do esmalte suportado em relação ao sem suporte. Foram responsáveis também pela diminuição do índice de fratura do esmalte oclusal suportado artificialmente, embora não tenham influenciado estatisticamente o valor de resistência à fratura do dente como um todo.

AGRADECIMENTO

Os autores gostariam de agradecer ao técnico João Jeronimo Bernardes, da Engenharia de Materiais da USP - São Carlos, pela disponibilidade e competência na operação da máquina de ensaios INSTRON.

SECCO, A. S. et al. Supporting enamel with glass ionomer cement and composite resin: effect on fracture resistance of cusps of restored teeth. Rev Odontol Univ São Paulo, v. 11, n. 4, p. 255-261, out./dez. 1997.

This study determined the resistance to fracture and its pattern for enamel supported with conventional and modified glass ionomer cements, and composite resin restorative materials, as well as the influence of these restorative techniques on cuspal strength of teeth. Removal of dental structure by class II cavity preparations and unsupported enamel had decreased significantly the cuspal strength in relation to healthy teeth (p < 0.01). Restorative materials used to support enamel reduced the fracture rate of restored cusps, but did not increase the fracture resistance values statistically. All tested groups presented alterations in the fracture pattern.

UNITERMS: Enamel support; Dental stress; Filling materials.

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Recebido para publicação em 29/01/97

Aceito para publicação em 28/04/97

Datas de Publicação

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