manual materiais

Manual de MATERIAIS DENTRIOS

Prof Dr Fernanda Panzeri Pires de Souza

NDICE

1 1.1 1.2 1.3

INTRODUO CINCIA DOS MATERIAIS

10 11 11 12 12 13 13 13 14 14 16 17 17 17 17 18 19 19 27 28 29 30 32 35 36 36 38 38 39 39 40 40 40 41 41

INTRODUO DEFINIO DE MATERIAIS A CINCIA DOS MATERIAIS DENTRIOS 1.3.1 HISTRICO DOS MATERIAIS DENTRIOS 1.4 OS MATERIAIS DENTRIOS SO SEGUROS? 1.4.1 BIOMECNICA 1.4.2 REGULAMENTOS E PADRES DOS MATERIAIS DENTRIOS 1.5 RELAO COM AS DEMAIS DISCIPLINAS DA ODONTOLOGIA 1.6 MATERIAIS DENTRIOS NA ATUALIDADE 2 2.1 2.2 2.3 2.4 PROPRIEDADES MECNICAS DOS MATERIAIS DENTRIOS INTRODUO ESTRUTURA DA MATRIA PROPRIEDADES DOS MATERIAIS ODONTOLGICOS PROPRIEDADES MECNICAS: 2.4.1 TENSO E DEFORMAO: Tipos de teses e deformaes Relaes entre tenso e deformao PROPRIEDADES FSICAS DOS MATERIAIS DENTRIOS

3

3.1 REOLOGIA 3.1.1 ELASTICIDADE E VISCOELASTICIDADE: 3.2 COR 3.3 PROPRIEDADES TRMICAS 4 PROPRIEDADES BIOLGICAS DOS MATERIAIS DENTRIOS

4.1 INTRODUO 4.2 OS DENTES 4.2.1 O ESMALTE 4.2.2 A DENTINA 4.2.3 A POLPA 4.3 CAUSAS DE REAES PULPARES 4.3.1 MICROINFILTRAO 4.3.2 ALTERAES TRMICAS 4.3.3 GALVANISMO 4.4 INFLUNCIA DA IDADE DO PACIENTE NA RESPOSTA PULPAR: 4.5 TOXIDIDADE DO MERCRIO

5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

GESSOS ODONTOLGICOS

43 44 44 45 46 46 47 48 49 50 50 52 53 58 59 59 59 61 62 62 62 63 64 65 66 66 67 68 72 73 73 73 74 74 76 76 77 78 78

INTRODUO OBTENO DO GESSO REAO DE PRESA MANIPULAO TEMPO DE PRESA 5.5.1 CONTROLE DO TEMPO DE PRESA 5.6 RELAO GUA/P 5.7 EXPANSO DE PRESA 5.7.1 CONTROLE DA EXPANSO DE PRESA 5.8 EXPANSO HIGROSCPICA DE PRESA 5.9 TIPOS DE GESSO 5.10 CONSIDERAES SOBRE O CONTROLE DE INFECES 6 INTRODUO AOS MATERIAIS DE MOLDAGEM

6.1 INTRODUO 6.2 REQUISITOS DOS MATERIAIS DE MOLDAGEM 6.3 CLASSIFICAO DOS MATERIAIS DE MOLDAGEM 7 HIDROCOLIDES

7.1 COLIDES 7.2 OS HIDROCOLIDES 7.2.1 COMPOSIO E REAO DE GELEIFICAO DO ALGINATO 7.2.2 ESTRUTURA DO GEL 7.2.3 CONTROLE DO TEMPO DE GELEIFICAO 7.2.4 MANIPULAO 7.2.5 PROPRIEDADES Resistncia Reproduo de detalhes Estabilidade Dimensional 8 ELASTMEROS

8.1 INTRODUO 8.2 POLISSULFETO 8.2.1 COMPOSIO 8.2.2 REAO DE PRESA 8.2.3 MANIPULAO 8.2.4 PROPRIEDADES Tempo de presa Elasticidade Reologia Estabilidade dimensional

8.2.5 APLICAES 8.3 SILICONAS POR CONDENSAO 8.3.1 COMPOSIO 8.4 REAO DE PRESA 8.4.1 MANIPULAO 8.4.2 PROPRIEDADES Tempo de presa Elasticidade Reologia Estabilidade dimensional 8.4.3 APLICAES 8.5 SILICONAS POR ADIO 8.5.1 COMPOSIO 8.5.2 REAO DE PRESA 8.5.3 MANIPULAO 8.5.4 PROPRIEDADES Tempo de presa Elasticidade Reologia Estabilidade dimensional 8.5.5 APLICAES 8.6 POLITER 8.6.1 COMPOSIO 8.6.2 REAO DE PRESA 8.6.3 MANIPULAO 8.6.4 PROPRIEDADES Tempo de presa Elasticidade Estabilidade dimensional 8.6.5 APLICAES 8.7 CONSIDERAES GERAIS SOBRE ELASTMEROS 8.7.1 CONSIDERAES TCNICAS 9 MATERIAIS DE MOLDAGEM ANELSTICOS

78 79 80 80 80 81 81 81 81 81 82 82 82 82 82 83 83 83 84 84 84 84 84 84 85 85 85 85 85 86 86 86 91 92 92 92 93 93 94 94 94 94 95 96 96

9.1 INTRODUO 9.2 GODIVAS 9.2.1 COMPOSIO 9.2.2 TEMPERATURA DE FUSO 9.2.3 PROPRIEDADES TRMICAS 9.2.4 ESCOAMENTO 9.2.5 DISTORO 9.2.6 PLASTIFICAO 9.2.7 REQUISITOS PARA UMA GODIVA 9.3 PASTA DE XIDO DE ZINCO E EUGENOL 9.3.1 COMPOSIO 9.3.2 QUMICA

9.3.3 9.3.4 9.3.5 9.3.6 9.3.7

TEMPO DE PRESA Controle do Tempo de Presa CONSISTNCIA E ESCOAMENTO RIGIDEZ E RESISTNCIA ESTABILIDADE DIMENSIONAL TCNICA DE ESPATULAO Consideraes Gerais

96 97 97 98 98 98 99 102 103 104 105 106 106 106 107 107 108 108 110 110 111 111 111 112 112 112 112 112 113 113 113 114 114 115 115 115 116 116 116 117 117 118 118 119 119

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CIMENTOS ODONTOLGICOS

10.1 INTRODUO 10.1.1 USO E CLASSIFICAO DOS CIMENTOS ODONTOLGICOS 10.2 CIMENTO DE FOSFATO DE ZINCO 10.2.1 COMPOSIO E PRESA 10.2.2 TEMPO DE TRABALHO E DE PRESA Fatores que interferem no tempo de presa 10.2.3 PROPRIEDADES 10.2.4 PROPRIEDADES BIOLGICAS 10.2.5 RETENO 10.2.6 MANIPULAO 10.2.7 VANTAGENS E DESVANTAGENS 10.2.8 APLICAES 10.3 CIMENTOS DE XIDO DE ZINCO E EUGENOL 10.3.1 COMPOSIO E PRESA 10.3.2 PROPRIEDADES 10.3.3 EFEITO BIOLGICO 10.3.4 MANIPULAO 10.3.5 VANTAGENS E DESVANTAGENS 10.4 CIMENTOS DE IONMERO DE VIDRO 10.4.1 APLICAES 10.4.2 CLASSIFICAO 10.4.3 COMPOSIO E PRESA Ionmeros de vidro convencionais Ionmeros de vidro modificados por metais Ionmeros de vidro modificados por resinas 10.4.4 PROPRIEDADES Adesividade Liberao de Flor 10.4.5 EFEITOS BIOLGICOS 10.4.6 MANIPULAO 10.4.7 APRESENTAO COMERCIAL 10.4.8 VANTAGENS E DESVANTAGENS 10.5 CIMENTOS DE HIDRXIDO DE CLCIO 10.5.1 APLICAES 10.5.2 FORMAS DE APRESENTAO 10.5.3 MANIPULAO DO SISTEMA PASTA/PASTA 10.5.4 PROPRIEDADES

10.5.5 EFEITOS BIOLGICOS 10.5.6 VANTAGENS E DESVANTAGENS 10.6 SOLUBILIDADE E DESINTEGRAO DOS CIMENTOS ODONTOLGICOS 10.7 INDICAO DOS CIMENTOS 11 RESINAS ACRLICAS

119 120 120 120 126 127 127 127 127 128 128 128 128 128 129 129 130 130 130 130 131 131 131 131 131 131 132 132 132 132 132 132 133 137 137 137 138 138 138 138 139 139 140

11.1 INTRODUO 11.2 REQUISITOS PARA UMA RESINA ODONTOLGICA 11.2.1 CONSIDERAES BIOLGICAS: 11.2.2 PROPRIEDADES FSICAS: 11.2.3 PROPRIEDADES ESTTICAS: 11.2.4 CARACTERSTICAS DE MANIPULAO: 11.2.5 CONSIDERAES ECONMICAS: 11.3 ESTRUTURA DAS RESINAS 11.4 POLIMERIZAO 11.4.1 ESTGIOS NA POLIMERIZAO POR ADIO Induo: Propagao: Terminao: Transferncia de cadeia: 11.4.2 INIBIO DA POLIMERIZAO: 11.5 TIPOS DE RESINAS ODONTOLGICAS: 11.5.1 RESINAS ACRLICAS 11.5.2 FASES DE POLIMERIZAO Fase Arenosa Fase Fibrilar Fase Plstica Fase Borrachide Fase Densa 11.6 RESINAS ACRLICAS TERMICAMENTE ATIVADAS 11.6.1 INDICAO 11.6.2 COMPOSIO 11.6.3 PROPORO POLMERO:MONMERO 11.6.4 POLIMERIZAO 11.7 RESINA ACRLICA QUIMICAMENTE ATIVADA 11.7.1 INDICAES 11.7.2 COMPOSIO 11.8 PROPRIEDADES DAS RESINAS ACRLICAS 11.8.1 CONTRAO DE POLIMERIZAO 11.8.2 POROSIDADE 11.8.3 ABSORO DE GUA 11.8.4 RESISTNCIA 11.8.5 ANLISE COMPARATIVA ENTRE RESINAS ACRLICAS TERMICAMENTE ATIVADAS E RESINAS ACRLICAS QUIMICAMENTE ATIVADAS 11.9 MATERIAIS A BASE DE RESINA ACRLICA

11.9.1 11.9.2 11.9.3 11.9.4 12

RESINA DE REEMBASAMENTO DE PRTESES CONDICIONADORES DE TECIDO DENTES DE RESINA MATERIAIS PARA PRTESES BUCO-MAXILOFACIAIS

140 140 140 141 144 145 145 146 146 146 147 147 148 148 149 150 152 152 152 153 154 154 156 156 156 156 157 158 158 159 159 160 160 160 164 165 165 166 166 167 167 167

RESINAS RESTAURADORAS

12.1 INTRODUO 12.2 COMPOSIO 12.2.1 MATRIZ 12.2.2 PARTCULAS DE CARGA 12.2.3 AGENTES DE UNIO 12.3 CLASSIFICAO DAS RESINAS COMPOSTAS 12.3.1 RESINAS COMPOSTAS DE MACROPARTCULAS 12.3.2 RESINAS COMPOSTAS DE MICROPARTCULAS 12.3.3 RESINAS COMPOSTAS HBRIDAS 12.4 MECANISMO DE POLIMERIZAO 12.5 PROPRIEDADES 12.5.1 BIOCOMPATIBILIDADE DOS COMPSITOS 12.6 SISTEMA DE ADESO 12.6.1 INTRODUO 12.6.2 PROPRIEDADES DA DENTINA Permeabilidade dentinria 12.6.3 FORMAO DA CAMADA HBRIDA 12.6.4 CONDICIONAMENTO CIDO Condicionamento cido do esmalte Condicionamento cido da dentina 12.6.5 APLICAO DO PRIMER 12.6.6 APLICAO DO AGENTE DE UNIO 12.7 MATERIAIS BASE DE RESINA COMPOSTA 12.7.1 RESINAS COMPACTVEIS 12.7.2 COMPMEROS E IONMEROS MODIFICADOS 12.7.3 NCLEO DE PREENCHIMENTO 12.7.4 SELANTES DE FSSULAS E FISSURAS 12.7.5 CIMENTOS RESINOSOS 12.7.6 RESINAS INTELIGENTES 13 13.1 13.2 13.3 13.4 AMLGAMA DENTAL INTRODUO HISTRICO TIPOS DE LIGAS COMPOSIO 13.4.1 LIGAS CONVENCIONAIS Caractersticas e funo dos componentes: Reao

13.4.2 LIGAS COM ALTO CONTEDO DE COBRE Reao 13.5 RELAO MERCRIO/LIGA 13.6 TRITURAO 13.6.1 TEMPO DE TRITURAO 13.7 CONDENSAO 13.8 ACABAMENTO E POLIMENTO 13.9 ALTERAES DIMENSIONAIS 13.9.1 EFEITOS DA PROPORO LIGA/MERCRIO: 13.9.2 EFEITOS DO TAMANHO DAS PARTCULAS: 13.9.3 EFEITOS DO FORMATO DAS PARTCULAS: 13.9.4 EFEITOS DO TEMPO DE TRITURAO: 13.9.5 EFEITOS DA CONDENSAO: 13.9.6 EFEITO DA CONTAMINAO POR UMIDADE: 13.10 RESISTNCIA 13.11 CORROSO 13.12 DESEMPENHO CLNICO DAS RESTAURAES DE AMLGAMA 13.13 TIPOS DE FALHAS 13.13.1 CAUSAS DE INSUCESSOS 13.14 VANTAGENS 13.15 DESVANTAGENS 13.16 INDICAES 13.17 REPARO DE RESTAURAES DE AMLGAMA 14 PROCESSO DE FUNDIO

168 168 170 171 172 173 175 175 176 176 176 176 176 176 177 177 178 178 178 179 179 179 180 183 184 185 185 186 186 187 187 189 190 190 192 192 192 193 194 194 194 194 195 195 197

14.1 INTRODUO 14.2 DESCRIO RESUMIDA DO PROCESSO DE FUNDIO 14.3 CERAS PARA FUNDIO ODONTOLGICA 14.3.1 COMPOSIO 14.3.2 PROPRIEDADES TRMICAS 14.3.3 DISTORO DA CERA 14.3.4 MANIPULAO DA CERA PARA FUNDIO 14.4 CONDUTO DE ALIMENTAO 14.5 REVESTIMENTOS ODONTOLGICOS 14.5.1 COMPOSIO 14.5.2 EXPANSO DO REVESTIMENTO Expanso normal de presa Expanso higroscpica de presa Expanso trmica do revestimento PROPRIEDADES DOS REVESTIMENTOS Resistncia Porosidade 14.6 ANIS DE FUNDIO 14.6.1 SISTEMA DE FUNDIO SEM ANEL 14.7 METAIS E LIGAS METLICAS PARA FUNDIO 14.7.1 TEMPERATURA DE FUSO

14.7.2 MECANISMO DE SOLIDIFICAO E ESTRUTURA CRISTALINA 14.7.3 CLASSIFICAO DAS LIGAS Ligas de ouro 14.7.4 LIGAS DE METAIS BSICOS Ligas para metalocermica Ligas para prtese parcial removvel 14.8 PROCESSOS DE FUNDIO 14.8.1 ELIMINAO DA CERA E AQUECIMENTO 14.8.2 MQUINA DE FUNDIO 14.9 CAUSAS DE FALHAS NAS FUNDIES 14.9.1 DISTORO 14.9.2 RUGOSIDADE, IRREGULARIDADES E DESCOLORAO DA SUPERFCIE Bolhas de ar Pelcula de gua Aquecimento muito rpido Baixo aquecimento Relao gua/p Aquecimento prolongado Temperatura da liga Presso de fundio Composio do revestimento Corpos estranhos Impacto da liga fundida 14.9.3 POROSIDADE 14.9.4 FUNDIO INCOMPLETA 15 CERMICAS ODONTOLGICAS

198 200 201 202 202 202 203 203 203 204 204 205 205 205 206 206 206 207 207 207 207 207 208 208 208 213

15.1 INTRODUO 214 15.2 HISTRICO 214 15.3 CLASSES DE CERMICAS ODONTOLGICAS PARA PRTESES FIXAS 215 215 15.4 COMPOSIO 15.4.1 FELDSPATO 215 15.4.2 MODIFICADORES DO VIDRO 216 216 15.4.3 OUTRAS ADIES S PORCELANAS ODONTOLGICAS 15.5 CARACTERSTICAS 216 15.6 FATORES QUE INFLUENCIAM A COR 217 15.7 FABRICAO DE UMA RESTAURAO COM PORCELANA FELDSPTICA 218 15.7.1 CONDENSAO 218 15.7.2 QUEIMA (OU COCO) 219 15.7.3 GLAZEAMENTO 219 15.7.4 RESFRIAMENTO 220 15.8 COROA METALOCERMICA 221 15.9 SISTEMAS CERMICOS 221 15.10 ESTABILIDADE QUMICA 223 15.10.1 DESINFECO DO MOLDE ERRO! INDICADOR NO DEFINIDO.

1 Introduo Cincia dos Materiais

Introduo Cincia dos Materiais

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1.1

INTRODUO

O principal objetivo da Odontologia manter ou melhorar a qualidade de vida do paciente. Este objetivo pode ser alcanado pela preveno da doena, alvio da dor, melhorando a eficincia mastigatria, aprimorando a fonao e melhorando a aparncia. Devido ao fato de muitos desses objetivos requererem a reposio ou alterao da estrutura dentria existente, h sculos, os principais desafios tm sido o desenvolvimento e a seleo de materiais capazes de suportar as condies adversas do ecossistema oral. Uma das diferenas entre um profissional e um comerciante que o primeiro possui conhecimentos bsicos com os quais ele pode selecionar e definir as condies para uma determinada situao, como, por exemplo, prever ou assegurar o sucesso eventual de um projeto racional. Dessa forma, um rebitador ser o responsvel por juntar as barras de uma ponte, mas o engenheiro o responsvel pelo desenho desta ponte, especificamente nos pontos onde os rebites devem ser colocados e onde as barras e armaes devam se unir. Alm disto, cabe a este ltimo selecionar os materiais para a estrutura a ser construda. Se o engenheiro desconhece as propriedades qumicas e fsicas do ao e outros metais que iro constituir a ponte, a estrutura sem dvida ir falhar. O dentista e o engenheiro tm muito em comum. O dentista deve analisar as foras que estaro presentes em uma prtese que ele ir construir e, guiado por tais anlises, dever fazer o desenho desta prtese. Ele deve possuir um conhecimento suficiente das propriedades fsicas dos diferentes tipos de materiais que utiliza, de modo a poder fazer o melhor julgamento possvel e uma seleo apropriada. Em outras palavras, ele deve estar preparado para saber se um determinado procedimento odontolgico ir requerer uma liga de ouro, um cimento ou uma resina. Somente conhecendo as propriedades fsicas e qumicas de cada um dos materiais estar em condies de fazer tal julgamento. Uma vez que o dentista selecionou o tipo de material a ser utilizado, um produto comercial deve ser escolhido. inteno dos fabricantes fornecer materiais de alta qualidade, porm, como a competio grande, o dentista deve ser capaz de avaliar as alegaes dos fabricantes de maneira inteligente para sua proteo e de seu paciente, distinguindo fato de propaganda. 1.2 DEFINIO DE MATERIAIS

Os materiais so substncias geralmente slidas com propriedades que as tornam utilizveis em produtos e dispositivos desenvolvidos pelo Homem para preencher suas necessidades fsicas, sociais, estticas, de segurana, etc. So tradicionalmente classificados em: metlicos, cermicos, polimricos e conjugados (ou compsitos). Os materiais interagiram historicamente com o homem e com as estruturas intelectuais e sociais. O alcance da histria dos materiais tem incio

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com a descoberta da existncia de propriedades teis, o que envolve a Arte. Depois, vem a produo de utenslios em quantidades suficientes para preencher nossas necessidades, o que requereu a organizao industrial e social de diferentes tipos em diferentes pocas. Durante os ltimos 3 milnios, poucos materiais de aplicaes generalizadas serviram para quase todos os fins; alguns dos quais descobertos bem antes do ano 1000 a. C. Eles foram largamente aceitos por terem funcionado suficientemente bem, e os desafios residiam em barate-los estendendo seu campo de aplicao. Em todo o perodo, desde os tempos clssicos at o fim do sc. XIX, a inovao no campo dos materiais estava na produo e na aplicao. Na rea dos materiais, a cincia surgiu com muita freqncia a partir de uma pr-histria prtica, se beneficiando desta mais do que a prtica se beneficiou da aplicao da teoria. Todos j ouviram aluses sobre as Eras do Homem baseadas nos materiais; entre elas a Era do Ouro, da Prata, do Bronze e do Ferro. Um caso bem conhecido de mudanas sociais foradas pelos materiais o uso dos metais em armamentos. Outras mudanas sociais dignas de registro so aquelas provocadas pelo papel, pelas tintas, pelo cimento, pelos plsticos, pelos semicondutores, etc. 1.3 A CINCIA DOS MATERIAIS DENTRIOS

A cincia dos materiais dentrios envolve o estudo da composio e propriedade dos materiais e a forma que eles interagem com o ambiente no qual so colocados. 1.3.1 Histrico Dos Materiais Dentrios

Por estranho que possa parecer, existe pouco conhecimento histrico da cincia dos materiais dentrios e de sua manipulao, apesar do fato de a prtica odontolgica preceder a era crist. A odontologia surgiu como especialidade por volta do ano 3000 a.C. Embora as inscries em tumbas egpcias indicarem que os doutores dos dentes eram considerados como mdicos especializados, no existem indcios que estes profissionais praticaram a odontologia restauradora. Coroas de ouro e ferro eram usadas por fencios (2.500 a.C.) e os Etruscos (800 a.C.) so conhecidos como os primeiros a desenvolverem as prteses parciais. O primeiro a utilizar a folha de ouro para restaurao dental foi Johannes Arcelanus, da Universidade da Bolonha em 1498. Os documentos mais antigos de implantes dentais so atribudos aos etruscos no incio do ano 700 a. C. Em 600 a. C. os maias usavam implantes de segmento de conchas do mar que eram colocados nos alvolos dos dentes anteriores. Entretanto, a colorao de dentes com finalidade decorativa ocorreu muito antes. Incrustaes de ouro marteladas e de pedras e minerais tambm foram colocadas com razes

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estticas ou por tradio ornamental pelos maias e, posteriormente, pelos aztecas. A odontologia moderna comeou em 1728, quando Fauchard, o pai da odontologia, publicou um tratado descrevendo vrios tipos de restauraes dentrias, inclusive um mtodo para construo de dentaduras artificiais em marfim. Mais tarde, Pfaff, pela primeira vez, descreveu um mtodo para moldagem da boca com cera. A partir desse molde seria construdo um modelo com gesso. Em 1792, Chamant patenteou um processo de construo de dentes de porcelana. A incrustao de porcelana foi introduzida no incio do sculo XIX. At recentemente, pouca informao cientfica a respeito dos materiais dentrios restauradores estava disponvel. Seu emprego era inteiramente artesanal, e o nico teste laboratorial era a boca do paciente. O primeiro importante despertar de interesse cientfico ocorreu no meio do sculo XIX, quando comearam os estudos do amlgama dental por Black. 1.4 OS MATERIAIS DENTRIOS SO SEGUROS?

Nenhum dispositivo odontolgico, incluindo os materiais restauradores, absolutamente seguro. A segurana relativa, e a seleo e emprego dos dispositivos ou materiais odontolgicos so baseados na pressuposio de que os benefcios superam os riscos biolgicos conhecidos. Os dois principais efeitos biolgicos so as reaes alrgicas e as txicas. Paracelso, famoso mdico e alquimista suo, afirmou: todas as substncias so venenosas; no existe uma que no seja um veneno. A dose certa diferencia um veneno de um remdio. 1.4.1 Biomecnica

Como o material comporta-se em situaes reais conhecido como mecnica. Aplicada aos biomateriais, chama-se biomecnica. Quando um material colocado ou faz contato com o corpo humano , geralmente, designado como biomaterial. Por definio, um material novivo destinado a interagir com sistemas biolgicos. 1.4.2 Regulamentos e Padres dos Materiais Dentrios

Para controlar e fiscalizar a qualidade dos materiais odontolgicos colocados no mercado, existem instituies governamentais ou no. Uma dessas instituies a ADA (American Dental Association), uma diviso do Governo Americano que determina as propriedades fsicas e qumicas dos materiais dentrios e a significncia clnica, alm de regular o desenvolvimento de novos materiais, instrumentos e mtodos para testes. Essas especificaes so padres pelos quais a qualidade e as propriedades dos materiais podem ser aferidas. Elas apresentam os requisitos para propriedades fsicas e

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qumicas de um material de modo a assegurar um desempenho satisfatrio do material quando este adequadamente empregado pelo dentista. O benefcio de tais especificaes para a profisso odontolgica tem sido inestimvel. O dentista passou a ter critrios de seleo que so imparciais e realistas. Em outras palavras, se o dentista usa aqueles materiais que se enquadram numa especificao, ele pode ter certeza que o material apresentar um desempenho satisfatrio. O conhecimento, pelo dentista, dos requisitos das especificaes importante para que ele tenha habilidade de reconhecer as limitaes do material odontolgico com que est trabalhando. Nenhum material dentrio perfeito no seu propsito restaurador. Ele no apresentar o mesmo desempenho do rgo original que substituiu. Atualmente existem 49 especificaes da ADA. O nmero de especificaes tm aumentado rapidamente para encampar materiais e dispositivos que ainda no eram normatizados. Por outro lado, as especificaes existentes so periodicamente revisadas, em funo das correntes alteraes nas formulaes dos produtos, bem como pelo aumento do conhecimento do comportamento dos materiais na cavidade oral. Outras entidades tambm colaboram com essa regulamentao. So elas: a FDA (Food and Drug Administration), FDI (Fdration Dentaire Internationale) e a ISO (International Organization of Standardization), sendo que as duas ltimas estabelecem especificaes para os materiais dentrios em nvel internacional. 1.5 RELAO COM AS DEMAIS DISCIPLINAS DA ODONTOLOGIA

Nem todos os materiais utilizados na Odontologia so estudados por Materiais Dentrios. Por exemplo: anestsicos, medicamentos e agentes teraputicos no fazem parte de nossa abordagem. A cincia dos Materiais Dentrios, de modo geral, abrange os tecidos orais naturais (esmalte, dentina, tecido pulpar) e os materiais sintticos que so empregadas na preveno da crie dental, para a terapia periodontal, e na reconstruo de estruturas orais ausentes, danificadas ou comprometidas esteticamente. Estas categorias incluem materiais empregados nas especialidades odontolgicas como dentstica, cirurgia bucomaxilofacial, ortodontia, periodontia, odontopediatria e prtese. 1.6 MATERIAIS DENTRIOS NA ATUALIDADE

Como a sociedade tem mudado, exigindo materiais cada vez mais durveis e mais estticos, a cincia dos materiais deve acompanhar essa mudana. Hoje, ao contrrio de alguns anos atrs, possvel a restaurao de um dente com porcelana pura (sem a presena de metal) em razo do desenvolvimento dessas porcelanas, tornando-as mais duras e resistentes.

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Alm disso, o grande avano da Odontologia foi, sem dvida, o desenvolvimento de uma liga de titnio capaz de no causar reao de rejeio aos tecidos, tornando possveis os implantes dentais, o que de uma forma mais convincente vem confirmar que a cincia dos materiais evolui com a sociedade. Dentro das fundies odontolgicas, os revestimentos, que so materiais denominados refratrios, que formam moldes para receber o metal lquido e conformar restauraes, tm sido melhorados para proporcionar fundies mais precisas e de polimento mais fcil. A condio refratria importante, pois qualifica o material como estvel altas temperaturas. At no campo da cirurgia houve um avano, com o desenvolvimento da hidroxiapatita sinttica, que um dos componentes qumicos do osso. Ela usada nos casos de grandes perdas sseas por processos de reabsoro, como tambm nos casos de malformaes faciais, como as fendas palatinas. Ela propicia uma formao ssea. Cirurgies-dentistas e pesquisadores continuaro no sculo XXI em busca do Clice Sagrado da Odontologia Restauradora, isto , do material restaurador que tenha adeso permanente estrutura dental, que esteticamente se combine com a estrutura dental que exiba propriedades similares aos tecidos dentais e que inicie reparao tecidual.

BIBLIOGRAFIAANUSAVICE, J. Padres de performance para Materiais Dentrios. In: ________ Materiais Dentrios de Phillips. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 1 ed. 1998 p. 1-7. CRAIG, R. G. ed Scope and history of restorative materials. In ________. Restorative Dental Materials. United States, Mosby, 10 ed. 1996. p. 1-15. McCABE, J. F. & WALLS, A. W. G. Science of Dental Materials. In: ________. Applied Dental Materials. London, Blackwell Science, 8 ed. 1998. p. 1-3. VAN NOORT, R. A historical perspective. In: ________ . Introduction to Dental Materials. London, Mosby, 1994. p. 5-10

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2 Propriedades Mecnicas dos Materiais Dentrios

Propriedades Mecnicas dos Materiais Dentrios 17

2.1

INTRODUO

Como todos os materiais empregados pelo homem, os materiais odontolgicos comportam-se de acordo com propriedades particulares a cada um, prprias dos mesmos e que permitem a eles reagir de modo caracterstico aos estmulos externos. Quando esticamos um fio ou uma borracha, eles se comportam de maneiras diferentes. O fio ir se modificar, mas essa mudana ser to pequena que ser difcil perceber. Por outro lado, a borracha se alongar rapidamente e poder, at, dobrar de comprimento. Para entendermos melhor essas propriedades, devemos conhecer primeiro alguns conceitos fundamentais da estrutura da matria. 2.2 ESTRUTURA DA MATRIA

Matria pode ser definida como um corpo que tem massa e ocupa um lugar no espao e toda matria pode ser concebida como sendo formada por um conjunto de pequenas partes at formar estruturas maiores. Essas unidades estruturais so os tomos. Os elementos qumicos conhecidos so representados por tomos e apresentam caractersticas prprias que os distinguem uns dos outros. Com exceo dos gases inertes, os elementos qumicos nunca so encontrados em estado estvel individualmente como tomo. Em geral, so encontrados em grupos de dois ou mais tomos devido s foras de atrao ou de coeso entre eles, o que faz com que a distncia entre eles seja diminuda, de modo a permitir uma aproximao. Quando dessa aproximao podero resultar na constituio de molculas, cristais e lquidos. De acordo com as associaes entre os tomos e/ou molculas, a matria pode encontrar-se em um dos trs estados fsicos conhecidos: slido, lquido e gasoso. Os slidos diferenciam-se dos lquidos e gases por apresentarem forma e volume definidos, em determinadas temperaturas. Esta diferena devida a uma variao na energia cintica dos tomos constituintes dos mesmos; no caso dos slidos, o movimento das partculas que o constituem mnimo, falando-se que h relativa imobilidade das mesmas. 2.3 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS ODONTOLGICOS

As propriedades dos materiais odontolgicos podem ser classificadas em propriedades fsicas, propriedades mecnicas, propriedades qumicas, propriedades biolgicas, propriedades estticas e propriedades diversas. 2.4 PROPRIEDADES MECNICAS:

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O estudo das propriedades mecnicas implica no exame das relaes entre um corpo, constitudo de determinado material, e as foras que atuam sobre o mesmo, assim como as conseqncias dessas relaes. Obviamente, diferentes materiais respondem diferentemente aplicao dessas foras. Ento, como poderemos comparar o desempenho dos materiais em diferentes aplicaes? Para isso, precisamos de algum padro de comparao que independente de tamanho e forma do material. Tendo um padro, possvel comparar as propriedades dos diferentes materiais e prever o comportamento dos objetos. As bases para tal padro objetivo so as propriedades chamadas tenso e deformao. A descrio das propriedades mecnicas dos materiais est baseada nelas. 2.4.1 Tenso e Deformao: Se tentarmos afastar, por meio de uma fora externa ou carga, um tomo do seu retculo espacial, haver uma reao de todo o conjunto, e que tende a manter o mesmo em posio, ou o faz voltar posio primitiva existente antes da aplicao da fora externa. Disto se deduz que as partculas constituintes de um corpo reagem ao de uma fora externa, por uma reao que chamada tenso. Ento, quando uma fora externa, a fora peso, por exemplo, atua sobre um corpo, provoca uma reao de igual magnitude e de direo contrria chamada de tenso. Tenso a fora interna que se ope fora externa, tambm chamada de carga. Pode-se definir a tenso como a intensidade da fora interna, ou componente de fora, que atua sobre um plano determinado (rea). Desta forma, quando o dentista coloca uma coroa de liga de ouro em um dente, ele sabe que quando o paciente morde sobre ela, haver um deslocamento de tomos em funo da reao que o material apresenta carga mastigatria. Mas o interesse real do dentista na reao total que esta coroa ir apresentar durante o seu uso clnico. Assim, o que lhe interessa saber se houve mudana da forma ou se essa coroa fraturou devido s cargas a que ficou exposta. Conforme a magnitude da carga ou tenso correspondente, poder a mesma superar ou no a oposio dos tomos. Se a reao carga, por meio da tenso, for superada, teremos o aparecimento de deformaes. Deformao de um corpo a alterao de suas dimenses, por unidade de dimenso (dimenso total). As cargas so inicialmente insuficientes, em magnitude, para provocar deformaes do corpo. Com o aumento na magnitude dessa carga, haver o aparecimento de deformaes, o que indica que a reao interna foi superada. As deformaes podero ser de dois tipos: Elsticas: quando desaparecem pela remoo das foras que a produziu, o que deixa implcito o retorno do corpo s dimenses existentes antes da aplicao da carga, bem como o restabelecimento das distncias que havia entre os tomos.

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Plsticas ou Permanentes: So as deformaes residuais da estrutura, ou que se verificam aps cessar a ao da fora externa que as produziu.

Tipos de teses e deformaesEm relao direo, as tenses podem ser classificadas em 3 tipos. Se as cargas forem axiais (no sentido do longo eixo) e aplicadas nos extremos do corpo, numa mesma direo, porm em sentidos divergentes, tendendo a distender o corpo, as cargas sero ditas de trao e as tenses induzidas no corpo chamadas de tenses de trao (Fig. 2-1). Se as cargas forem aplicadas de modo a tenderem comprimir o corpo, as cargas sero chamadas de compresso, e as tenses induzidas pelas mesmas sero chamadas de tenses de compresso (Fig 2-2) Se as cargas forem aplicadas de modo a provocar uma toro da substncia, como o caso das foras aplicadas em um corpo em sentido contrrio e em direes diversas, ter-se- a induo de tenses de toro, comumente chamadas de tenses de cisalhamento (Fig 2-3). Na realidade, as tenses de trao, de compresso e de cisalhamento apresentam-se geralmente em conjunto, sob a forma de tenses complexas, como o caso das prteses fixas, quando em funo na mastigao (Fig 2-4).

Relaes entre tenso e deformaoTenso e deformao no so propriedades independentes ou norelacionadas, mas esto intimamente ligadas e podem ser vistas como um exemplo de causa e efeito. Limite de Proporcionalidade Segundo a Lei de Hooke, as tenses so diretamente proporcionais s deformaes durante as deformaes elsticas. Ento, quando se aplica uma carga a um material, este dever apresentar uma deformao proporcional carga. Porm, h um momento em que a carga atinge um nvel em que a deformao deixar de ser proporcional para ser progressivamente maior. Isso ocorre quando atingido o limite de proporcionalidade do material. O limite de proporcionalidade pode ser definido, ento, como a maior tenso capaz de ser suportada por uma estrutura at a qual as tenses sejam proporcionais s deformaes respectivas.

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Figura 2-1 - Tenso de trao: Mesma direo e sentidos divergentes

Figura 2-2 - Tenso de compresso: Mesma direo e sentidos convergentes

Figura 2-3 - Tenses de cisalhamento: Direes diversas e sentido contrrio

Figura 2-4 - Tenses Complexas: Ao mesmo tempo em que h tenso de compresso, h de trao

Se agirmos de modo inverso, ou seja, libertando um material de tenses, aps cada incremento destas, verifica-se que as deformaes, at

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determinado ponto so elsticas, isto , recupera suas dimenses originais. Verifica-se, porm, que ultrapassada uma tenso determinada, a recuperao no ser total, ou seja a elasticidade no completa e o material apresenta deformaes plsticas ou permanentes. Esta tenso mxima, alm da qual a recuperao do material no total, advindo deformao permanente, determina o limite de elasticidade, podendo ser definido como a tenso mxima capaz de ser suportada por uma substncia de modo que, removida a carga, o material retorne s suas dimenses originais. Deve-se lembrar, a esta altura, o conceito inadequado que muitos tm relativamente elasticidade. Que seria mais elstico: o ao ou a borracha? O ao. Sim, pois o limite de elasticidade do ao maior que o da borracha. Substncia elstica pois aquela capaz de resistir ao de tenses de considervel magnitude, sem deformar-se permanentemente. Flexibilidade a propriedade apresentada por determinadas substncias, de ser possvel de grandes deformaes elsticas, com tenses de magnitude relativamente pequena. Da dizer-se que a borracha mais flexvel que o ao. Para aumentar o entendimento do conceito de elasticidade e verificar o que ela significa para dois materiais que apresentam elasticidades diferentes, imagine-se duas molas como as da Fig 2-5, sendo uma mais rgida do que a outra. A mola 2 mais rgida do que a mola 1; assim, quando as duas so submetidas a cargas iguais, a mais rgida estendida em menor quantidade. Dobrando-se a quantidade da carga, as molas estendem-se o dobro. Triplicando a carga, estendem-se o triplo. Dessa forma, podemos ver que, independente da carga aplicada para cada mola, a proporo de extenso a mesma, para cada mola. Entretanto, as deformaes das duas molas so diferentes. Isso porque uma mais elstica do que a outra. Mdulo de Elasticidade A relao entre a Tenso e a Deformao, para o intervalo de tenses que vai at o limite de proporcionalidade conhecida como Mdulo de Elasticidade. Ela pode ser definida como: E tenso E deformao

E= =

Conclui-se que quanto menor for a deformao para uma determinada tenso, maior ser o valor do mdulo de elasticidade. Quando voc tem um baixo mdulo de elasticidade, isso uma caracterstica de um material flexvel, ou seja, uma tenso aplicada produziu uma grande deformao. J quando se tem um mdulo de elasticidade alto, temos um material elstico, pois uma tenso aplicada produziu uma pequena deformao.

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Figura 2-5 - Diferena de elasticidade em duas molas com rigidez diferente

Dois materiais podero apresentar limite de proporcionalidade idntico, porm mdulo de elasticidade diverso. Considere-se, a ttulo de exemplo, dois materiais A e B, pelo exame do grfico representado na Fig 2-6. Aplicando-se a frmula do mdulo de elasticidade, verifica-se que: Mdulo de Elasticidade de A = 15.000/1 = 15.000 Mdulo de Elasticidade de B = 15.000/3 = 5.000 Verifica-se, assim, que A mais elstico que B, pois apresenta maior mdulo de elasticidade. A flexibilidade mxima diretamente proporcional ao limite de proporcionalidade e inversamente proporcional ao mdulo de elasticidade; quanto menor este, maior a flexibilidade.

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Figura 2-6 - Diferena no mdulo de elasticidade

At agora, a discusso prendeu-se s foras mecnicas que eram aplicadas de forma constante e por um perodo de tempo arbitrrio e longo (foras estticas). Nos dentes, durante a mastigao, no este o tipo de fora atuante. Assim, ela perdura por alguns momentos e criada devido ao movimento da mandbula sobre a maxila (foras dinmicas). Quando da ao de tenses dinmicas, propriedades outras so ainda exigidas da estrutura em questo. Resilincia Resilincia a quantidade de energia absorvida por uma estrutura quando sofre a ao de tenses no superiores ao seu limite de proporcionalidade. Quando um acrobata cai ou salta do trapzio para a rede, a energia de sua queda absorvida pela resilincia da rede. A fora responsvel pela deformao de uma restaurao dentria aquela devida ao ato de mastigao e que atua sobre a estrutura do material restaurador. A magnitude de deformao desta estrutura ser determinada pelas tenses induzidas. Na maioria das restauraes odontolgicas, a presena de grandes deformaes no recomendada em funo do perigo de provocar danos aos dentes. por essa razo que o material restaurador deve mostrar uma certa resilincia para permitir que, mesmo quando submetido a tenses de magnitudes considerveis, as deformaes resultantes sejam muito limitadas. A resilincia est intimamente ligada ao impacto.

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Impacto O termo impacto usado para descrever a coliso de um objeto em movimento contra um parado. Como o processo de mastigao possui valores de velocidade e massa envolvidos, ele tambm pode ser considerado como uma situao de impacto. Sabe-se que um objeto em movimento possui uma quantidade conhecida de energia cintica. Se o objeto que recebe o impacto no se deforma permanentemente, ele deve ter a capacidade de armazenar a energia de coliso de uma maneira elstica. Esta habilidade a resilincia. H um ponto em que aplicando-se a carga de proporcionalidade, a deformao passa a ser imprevisvel e se encaminha fratura, estando na dependncia de cada material. Nesse caso, as tenses no so mais proporcionais s deformaes. Se a carga removida em qualquer ponto, antes da fratura, a tenso resultante desta carga volta a ser zero. Porm, a deformao no igual a zero. por isto que se um fio ou outra estrutura for submetida quela tenso, no retornar suas dimenses originais. Neste caso, o fio ficaria dobrado, estirado ou deformado. Resistncia Resistncia a tenso mxima necessria para fraturar uma estrutura. Ela pode ser chamada de resistncia: trao, compresso ou ao cisalhamento, dependendo do tipo predominante de tenso envolvida. Uma outra denominao a Tenacidade, ou seja, a propriedade de ser difcil de quebrar. A resistncia trao conceituada como a tenso mxima que a estrutura pode suportar antes da sua fratura. Um material frivel aquele que tem pouca resistncia. A resistncia trao pode ser avaliada por meio da ductilidade. Esta a propriedade que apresentam certas substncias de resistir a grandes deformaes plsticas, quando sob tenses de trao. Substncia dctil , pois, aquela capaz de sofrer deformaes permanentes, relativamente grandes, quando sob tenses de trao, sem fraturar-se (fios). Maleabilidade, por sua vez, a propriedade de certos corpos resistirem a grandes deformaes, quando sob a ao de tenses de compresso, sem que ocorra ruptura. Substncia malevel , pois, aquela capaz de apresentar grandes deformaes permanentes, sob tenses de compresso, sem fraturarse. A ductilidade indica a causa, o motivo da fratura de uma prtese fixa, prtese removvel ou restaurao metlica fundida. A falta de ductilidade, antes que possa ocorrer a fratura que nos diz a causa desta. A substncia dctil deforma-se consideravelmente antes que ocorra a fratura, o que poder constituir um inconveniente, desde que uma deformao ir provocar uma alterao na ocluso da prtese, deslocando o equilbrio de foras entre os dentes. Por outro lado, essa propriedade ser importante quando da necessidade de adaptar ou contornar um grampo de prtese removvel, um fio de ortodontia, que so situaes em que se exige deformaes maiores do

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que a correspondente ao limite convencional de escoamento. Assim, se a substncia for dctil ir deformar-se, porm no fraturar. A fragilidade considerada o oposto da resistncia. Assim, por exemplo, o vidro frivel temperatura ambiente, j que ele no se dobra apreciavelmente sem fraturar-se. Em outras palavras, um material frgil tende a se fraturar prximo ao seu limite de proporcionalidade. As substncias frgeis deformam-se pouco antes que ocorra a fratura. Fadiga Caso o material seja submetido a cargas cclicas ou repetidas, com valores de tenso bem abaixo daqueles correspondentes resistncia limite, eles podem produzir falhas na estrutura. Este tipo de falha a fadiga. Durante o ato da mastigao, centenas de tenses cclicas tambm so induzidas a um material restaurador. Dureza Dureza uma propriedade de conceituao difcil. Pode ser interpretada como a resistncia deformao permanente, ou a resistncia penetrao, a resistncia ao corte ou a ser riscado, ou ainda resistncia ao desgaste. Em odontologia, a dureza baseia-se mais na resistncia penetrao, apesar dessa grandeza ser freqentemente usada para definir a habilidade de um material em resistir abraso. Entretanto, a abraso excede este tipo de definio, pois seu mecanismo complexo e envolve a interao de numerosos fatores. A resistncia abraso de materiais deve ser verificada dentro de uma mesma classificao, como por exemplo a de uma marca de cimento com outra do mesmo tipo.. Existem muitos testes para a dureza da superfcie (Fig 2-7). A grande maioria est baseada na capacidade do material de resistir penetrao de uma ponta com carga especfica. Quanto maior a penetrao da ponta, menor a dureza; quanto menor a penetrao, maior a dureza.

Brinell

Knoop

Vickers

Figura 2-7 - Esquemas representativos dos diversos testes de Dureza

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BIBLIOGRAFIACRAIG, R. G. ed Mechanical Properties. In ________. Restorative Dental Materials. United States, Mosby, 10 ed. 1996. p.56-103. McCABE, J. F. & WALLS, A. W. G. Properties used to characterize materials. In: ________. Applied Dental Materials. London, Blackwell Science, 8 ed. 1998. p. 5-15. OBRIEN, W. J. Physical Properties In: ________ Dental Materials and their Selection. Chicago, Quintessence Books, 2 ed, 1997 p. 13-17. VIEIRA, D. F. Propriedades Mecnicas In: ________ . Propriedades dos Materiais Odontolgicos. So Paulo, EDUSP, 1 ed, 1965 p. 3-89.

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3 Propriedades Fsicas dos Materiais Dentrios

Propriedades Fsicas 28

3.1

REOLOGIA

At o momento, a discusso das propriedades dos materiais usados em odontologia foram relacionadas com as substncias slidas submetidas aos vrios tipos de tenses. Entretanto, muitos destes materiais so lquidos em algum estgio de sua aplicao odontolgica. Alm do mais, o sucesso ou falha de um determinado material est na dependncia de suas propriedades no estado lquido, tanto quanto de suas propriedades no estado slido. Assim, mais tarde, iremos estudar materiais, como cimentos e materiais de moldagem, que se transformam de lquido em slido na boca. J os gessos usados na fabricao de modelos e troquis, alm das ligas para fundio, so materiais que so convertidos em lquidos para depois formar estruturas slidas fora da boca. Materiais amorfos, como as ceras e as resinas, que aparentam ser slidos, nada mais so do que lquidos super-resfriados que se deformam em funo da plasticidade ou escoamento sob a presena de tenses pequenas e aplicadas gradualmente. Finalmente, existem materiais que so usados como lquidos, como o caso das pastas profilticas, dos dentifrcios e das solues e gis para condicionamento cido do esmalte. A maneira pela qual estes materiais deformam ou escoam quando submetidos a tenses muito importante para o seu uso em odontologia. A reologia o estudo do escoamento dos materiais. Um estudo das propriedades reolgicas dos lquidos ou pastas, normalmente envolve a medida da viscosidade. A viscosidade uma medida da consistncia de um fluido e sua inabilidade para escoar. Assim, um material de pouca viscosidade requer somente uma pequena presso para produzir um alto escoamento, enquanto um material mais viscoso requer uma presso maior para produzir um pequeno escoamento. Um fluido altamente viscoso escoa vagarosamente devido sua alta viscosidade. Este conceito familiar para qualquer pessoa que compara as propriedades do escoamento da gua com aquelas do melao. Existem materiais que se comportam de forma diferente em relao viscosidade, como mostra a Fig 3-1. A viscosidade de substncias que tm uma relao linear entre a fora de tenso e deformao so chamadas de Newtonianas. Esse comportamento ocorre com a gua, que tido como padro. Quando viramos um copo com gua, ela escoa proporcionalmente velocidade de movimentao do copo. Alguns materiais dentrios exibem um comportamento pseudoplstico. Suas viscosidades diminuem com o aumento da velocidade de deformao por cisalhamento. Esse comportamento caracterstico da massa de bolo. Quanto mais rpido batemos o bolo, mais fcil e mais homognea fica a massa. Os lquidos que apresentam uma tendncia contrria so chamados dilatantes. Eles tornam-se mais rgidos quando a velocidade de deformao aumenta. o caso da clara que batida em neve. Quanto mais batemos a clara, mais firme ela fica.

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Figura 3-1 - Grfico Tenso/Deformao para fluidos exibindo diferentes tipos de comportamento reolgico

Finalmente, alguns tipos de materiais comportam-se como corpos rgidos at que se atinja um valor mnimo de tenso de cisalhamento. Estas substncias so chamadas de plsticos. O catchup um exemplo bastante conhecido, pois necessria uma batida forte no fundo da garrafa para que a massa de tomate escoe. No caso dos materiais odontolgicos, comportamentos newtonianos e pseudoplsticos so comumente encontrados, enquanto que dilatantes so mais raros. A viscosidade dos materiais sofre tambm a influncia da temperatura. A viscosidade da maioria dos lquidos diminui rapidamente com o aumento da temperatura. Ela tambm est na dependncia de deformaes prvias do lquido e, neste caso, eles so conhecidos como tixotrpicos. As pastas dentais para profilaxia so usualmente tixotrpicas. Se elas forem agitadas rapidamente e medir-se a sua viscosidade, ser obtido um valor inferior quele que se obteria se o material fosse deixado em repouso por vrias horas. 3.1.1 Elasticidade e Viscoelasticidade:

Quando o material recebe uma carga e aps a remoo dela recupera a sua dimenso original, ele elstico. Porm, se a recuperao dessa posio lenta, ou se um grau de deformao permanente persiste, o material viscoelstico. Para explicar esse comportamento, utilizamos modelos envolvendo o uso de molas e uma sanfona (Fig 3-2). Quando uma mola, que representa um material elstico, fixada por um lado e uma carga aplicada no outro, tornase imediatamente estendida. Quando a carga removida, ela imediatamente recupera seu tamanho. Esse comportamento anlogo quele do material perfeitamente elstico. Quando uma carga aplicada a uma sanfona, que representa um material viscoso, ela se abre vagarosamente, sendo que a deformao ocorre em funo do tempo em que a carga aplicada. Quando a carga removida, a sanfona permanece aberta e nenhuma recuperao ocorre. Quando esses

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materiais so colocados em srie, a aplicao da fora causa a extenso imediata da mola, seguida pela abertura vagarosa da sanfona. Com a remoo da carga, a mola recupera seu comprimento original, mas a sanfona permanece distorcida. A quantidade da distoro depende da carga aplicada e do tempo que a carga permanece aplicada. Quando a mola e a sanfona so colocadas em paralelo, a aplicao da carga causa a abertura vagarosa da mola sobre o efeito amortecedor da sanfona. Aps a remoo da carga, a sanfona e a mola vagarosamente recuperam sua posio original sobre a influncia elstica da mola, amortecida pela sanfona. Alguns materiais odontolgicos apresentam as caractersticas das ligaes em paralelo e outros com ligaes em srie. 3.2 COR

As discusses precedentes sobre as propriedades fsicas dos materiais foram baseadas naquelas que so necessrias para permitir a restaurao da funo, de um dano ou da perda de tecidos naturais. Entretanto, um outro objetivo importante na odontologia moderna restaurar a cor e a aparncia da dentio natural. Por isso, consideraes estticas em odontologia restauradora e prottica assumiram uma grande prioridade. A restaurao do dente humano tem se movido do campo puramente funcional para o esttico. Podemos definir esttica como a arte do imperceptvel, quando procuramos duplicar ou harmonizar com neutralidade um dente artificial, ou fazer a restaurao de dentes perdidos. Muitos pacientes hoje procuram um nvel de restaurao para seus dentes onde virtualmente impossvel detectar que o dentista interveio. Conseqentemente, as propriedades ticas dos materiais que so selecionados e usados pelos dentistas tem se tornado de grande importncia. Infelizmente, os profissionais, diante da demanda por trabalhos estticos e os grandes e rpidos avanos dos materiais estticos, enfrenta enorme carncia de informaes, sobretudo no campo da cor. A luz uma forma de radiao eletromagntica que pode ser detectada pelo olho humano. Ele sensvel a comprimentos de onda que vo de aproximadamente 400 nanmetros (violeta) at 700 nanmetros (vermelhoescuro). A combinao de intensidade de comprimentos de onda presentes no feixe de luz determina a propriedade usualmente chamada de cor. Para que um objeto seja visvel, ele deve emitir luz ou ento refletir ou transmitir a luz incidente proveniente de uma fonte externa. Este ltimo tipo o caso dos objetos que tm interesse odontolgico. A luz incidente de maneira usual policromtica, ou seja, uma mistura de vrios comprimentos de onda. A reao de um objeto luz incidente absorver e/ou difundir certos comprimentos de onda de uma maneira seletiva.

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A

B

C

D

Figura 3-2 - Representao de uma situao de viscoelasticidade. A) Mola - material elstico. B) Sanfona com lquido viscoso - material viscoso. C) Mola e sanfona em srie. D) Mola e sanfona em paralelo

A luz incide no olho e direciona-se para a retina e convertida em impulsos nervosos, os quais so transmitidos ao crebro. Os sinais so processados para que seja produzida a percepo psicofisiolgica da cor. Dimenses da cor : Assim como as formas fsicas apresentam 3 dimenses (comprimento, largura e profundidade), quantitativamente, a cor descrita em funo de 3 atributos tridimensionais especficos e que so definidos como Matiz, Luminosidade e Saturao (Figs 3-3 a 3-5). O matiz uma caracterstica comumente associada pelo leigo cor do objeto; assim, por exemplo, ele pode ser vermelho, azul ou verde. Ele est na dependncia do comprimento de onda dominante. uma sensao. Para que a cor exista, um observador (vivo ou mecnico) deve perceber esta sensao. As cores podem ser divididas em tonalidades claras ou escuras. Esta claridade, que pode ser medida independentemente do matiz, chamada de luminosidade. Esta uma propriedade acromtica com ausncia de qualquer matiz e pode ser simplesmente definida como brancura ou negrume. A pessoa precisa apenas observar a televiso em branco e preto para compreender que a percepo de uma cena possvel apenas com a dimenso intensidade. Por exemplo, se um bonito campo for visto em uma

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televiso em branco e preto, as rvores sero percebidas apenas como matizes de cinza, mas todas as formas podem ser reconhecidas e compreendidas acromaticamente. O terceiro atributo da cor representa o grau de concentrao de um matiz em particular e chamado de saturao ou croma. Por exemplo: se em um copo com gua for adicionada uma gota de substncia de cor verde, esta gua apresentar uma leve aparncia verde. Conforme sucessivas gotas vo sendo adicionadas, o matiz no varia, se todas as gotas procedem da mesma fonte de corante, o meio torna-se progressivamente saturado, isto , o croma aumenta. Quanto maior for a saturao, mais pura e intensa a cor. A saturao no existe isoladamente, ela est sempre associada ao matiz e luminosidade. A cor de um objeto pode ser modificada por fatores diferentes do matiz e da saturao. A luminosidade, por exemplo, est relacionada com o grau de opacidade, translucidez e transparncia de uma estrutura. Vejamos, ento, o significado dessas propriedades: Opacidade: a propriedade que previne a passagem de luz, por exemplo, quando um objeto reflete a totalidade das cores do espectro, contida em uma fonte de luz branca, na mesma intensidade que a recebida, este objeto aparecer branco. Se todas as cores forem absorvidas igualmente, o objeto aparecer preto. Translucidez: a propriedade que permite a passagem da luz com alguma distoro, de maneira que um objeto colocado atrs do material no pode ser visto claramente. Transparncia: Permite a passagem da luz com pouca ou nenhuma distoro, favorecendo a visualizao atravs do material. Clinicamente, em procedimentos operatrios ou em um laboratrio de prtese, a reproduo da cor de um dente feita utilizando-se escalas de cores. Elas indicam ao tcnico e ao dentista uma determinada cor, a fim de que eles possam fazer as misturas adequadas dos materiais com o intuito de reproduzir a cor escolhida inicialmente. 3.3 PROPRIEDADES TRMICAS

Quando um paciente toma uma xcara de ch ou toma um sorvete, a diferena de temperatura envolvendo os dentes pode ser pronunciada. A polpa de dente pode reagir severamente se no estiver protegida dessas temperaturas que diferem grandemente da temperatura normal de 37C. Quando colocamos uma restaurao, coroa, ponte ou prtese, deve-se tomar o cuidado de proteger a polpa dos extremos da temperatura. Portanto, as propriedades trmicas dos materiais dentrios necessitam ser consideradas.

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Figura 3-3- Matiz

Figura 3-4 - Luminosidade

Figura 3-5 - Saturao

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O calor transferido atravs de substncias slidas ocorre comumente devido a um processo chamado conduo. A condutibilidade trmica uma medida termofsica de quanto calor transferido atravs de um material atravs da conduo. O coeficiente de condutibilidade trmica medido determinando-se a quantidade de calor, em calorias por segundo, que passa atravs de um corpo de prova com 1 cm de espessura e que apresente uma rea de seo transversal de 1 cm. Quanto maior for o valor obtido, maior ser a capacidade da substncia de transmitir energia e vice-versa. A difusibilidade trmica dos materiais controla o tempo que a mudana de temperatura leva para passar atravs de um material. Embora a condutibilidade trmica do xido de zinco e eugenol ser menor que a da dentina, sua difusibilidade mais que o dobro da dentina. Na boca, existe um estado instvel de transferncia de calor durante a ingesto de alimentos slidos e lquidos que se encontram frios ou quentes. A dentina e o esmalte so isolantes trmicos efetivos. Apesar disto, deve-se lembrar que, como acontece com qualquer isolante trmico, a estrutura dentria tem que apresentar uma espessura suficiente para ser um isolante trmico efetivo. Quando a camada de dentina entre o assoalho da cavidade e a polpa fina, ele perde muita capacidade isolante. A baixa condutibilidade trmica do esmalte e da dentina diminui a ao dos choques trmicos provocados pela ingesto de alimentos frios e quentes, e que resulta em uma sensibilidade dolorosa. Entretanto, a presena de restauraes de qualquer tipo tendem a alterar esta situao. Muitos materiais restauradores so metlicos, que so timos condutores trmicos, o que pode constituir uma agresso polpa, em decorrncia das mudanas trmicas a que ser submetida. Por outro lado, o dente artificial preso a uma base de dentadura, a qual confeccionada com resina acrlica, que m condutora trmica. Em uma dentadura superior, esta base cobre, usualmente, a regio do palato. Sua baixa condutibilidade trmica impede a troca de calor entre os tecidos moles e o restante da cavidade oral. Com isto, o paciente perde a sensibilidade ao frio ou ao calor quando est comendo ou bebendo. Uma propriedade igualmente importante para o dentista o coeficiente de expanso trmico linear. Ele definido como a alterao no comprimento por unidade de comprimento de um material, quando a temperatura elevada ou abaixada em 1 grau. Um exemplo da importncia dessa propriedade em odontologia seria o caso de uma restaurao dentria expandir ou contrair mais que o dente, durante as alteraes de temperatura. Se isto ocorresse, a restaurao poderia sofrer infiltrao pela contrao ou soltar-se por uma expanso. BIBLIOGRAFIAANUSAVICE, J. Propriedades Fsicas dos Materiais Dentrios. In: ________ Materiais Dentrios de Phillips. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 1 ed. 1998 p.18-27. McCABE, J. F. & WALLS, A. W. G. Properties used to characterize materials. In: ________. Applied Dental Materials. London, Blackwell Science, 8 ed. 1998. p. 5-22.

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4 Propriedades Biolgicas dos Materiais Dentrios

Propriedades Biolgicas 36

4.1

INTRODUO

A cincia dos materiais dentrios tem a necessidade de acompanhar conhecer e apreciar certas consideraes biolgicas que esto associadas com a seleo e uso dos materiais a serem empregados na cavidade bucal. A resistncia deformao deixa de ser importante se o material injuria a polpa ou os tecidos moles. A maioria dos materiais dentrios deve permanecer no ser humano por perodos de tempo curtos ou longos. Outros materiais so usados exclusivamente em laboratrios para a confeco de restauraes e dentaduras. Da a necessidade do material ser biocompatvel. O termo biocompatvel definido como harmonioso com a vida e no possuindo efeitos txicos ou prejudiciais s funes biolgicas. Em geral, a biocompatibilidade medida com base na citotoxicidade localizada, nas reaes sistmicas e no potencial alergnico e carcinognico. Baseadas nesses critrios, as exigncias para a biocompatibilidade dos materiais odontolgicos so as seguintes: No devem ser prejudiciais polpa nem aos tecidos moles; No devem conter substncias txicas que possam ser liberadas e absorvidas pelo sistema circulatrio causando reao sistmica; Devem ser livres de agentes que possam causar reaes alrgicas; No devem ter potencial carcinognico. Num sentido amplo, um biomaterial poderia ser definido como qualquer substncia que no seja um medicamento que possa ser usado por qualquer perodo de tempo, como parte de um tratamento, estimulando a reparao de qualquer tecido, rgo ou funo do corpo. Do ponto de vista geral, os materiais se enquadram na definio de biomateriais e sua biocompatibilidade, no que concerne aos tecidos orais, um parmetro que deve ser considerado para sua formulao e uso. Sob este aspecto, parece bvio agora que o ambiente hospedeiro destes biomateriais especial em funo da presena de bactrias e outros detritos na cavidade bucal, alm das propriedades corrosivas da saliva e de outros fluidos. Um outro ponto que o material e o processo de fabricao ou uso no devem causar danos ao dentista, ao pessoal auxiliar ou ao tcnico de laboratrio. 4.2 OS DENTES

extremamente importante o conhecimento das estruturas dentais, pois os materiais a serem aplicados a elas devem interagir de forma a restituir as funes mastigatrias, biolgicas e estticas. Os dentes do homem so rgos de estrutura complicada que constam, em parte, de tecido duro contendo em seu interior a polpa dentria, rica em vasos e nervos. Fernanda Panzeri


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Figura 4-1 - O Dente e suas estruturas. A) Esmalte B)Dentina C) Polpa


A massa principal do dente constituda pela dentina. Esta, na zona dentria que aparece na boca, encontra-se recoberta por outro tecido duro e de origem epitelial chamado esmalte, enquanto que a parte oculta nos maxilares acha-se envolta pelo cemento, substncia anloga ao osso e onde inserem-se as fibras conjuntivas que terminam nos maxilares (Fig. 4-1). A poro do dente recoberta pelo esmalte designa-se anatomicamente com o nome de coroa, chamando-se de raiz a que envolvida pelo cemento. A polpa ocupa a cavidade de forma idntica que o dente mostra externamente. Esta cavidade comea no pice da raiz pelo orifcio apical, continua ao longo de toda raiz formando o canal radicular e se amplia finalmente na coroa para formar a cavidade pulpar. 4.2.1 O Esmalte

O esmalte o tecido mais calcificado e denso do corpo humano, consistente de milhes de cristais inorgnicos (hidroxiapatita) que, mantidos firmemente juntos, formam as unidades estruturais chamadas de prismas de esmalte (Fig. 4-1a). Essas unidades vo da juno dentina-esmalte at a superfcie do esmalte. composto tambm de 1% de material orgnico encontrado entre a estrutura cristalina e de 3% de gua, que contida dentro de pequeno, mas extenso, sistema poroso tornando o tecido permevel. O esmalte maduro altamente mineralizado. 4.2.2 A Dentina

A dentina constitui a maior parte do dente. Como qualquer tecido vivo, ela consiste de clulas, que so especializadas e so chamadas de odontoblastos, e uma substncia intercelular. Embora os corpos dos odontoblastos estejam situados na superfcie pulpar da dentina, toda a clula pode ser considerada tanto biolgica como morfologicamente como clula prpria da dentina, pois seus prolongamentos esto embebidos na matriz mineralizada. Cada clula d origem a um prolongamento, que atravessa a dentina calcificada para terminar numa ramificao em rede na juno com o esmalte ou cemento. A dentina quimicamente composta de 70% de material inorgnico, 20% de material orgnico e 10% de gua. O material inorgnico consiste principalmente de hidroxiapatita e a fase orgnica grandemente de colgeno. A caracterstica principal da dentina a presena de tbulos dentinrios que passa por toda sua extenso (Fig 4-1b). Em todo o desenvolvimento do dente h, aproximadamente 45.000 tbulos dentinrios por milmetro quadrado na superfcie da cmara pulpar. Os tbulos formam uma rede e contm uma substncia - o fluido dentinrio - que pode contribuir para a sensibilidade da dentina como um tecido. A presena dos tbulos dentinrios d a propriedade de permeabilidade dentina de forma que drogas e qumicas presentes nos

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materiais restauradores podem penetrar atravs da dentina e prejudicar a polpa. A dentina apresenta uma qualidade viscoelstica que proporciona ao dente suficiente resilincia para prevenir fraturas do esmalte quando em funo. 4.2.3 A Polpa

O nico tecido mole rico em clulas conjuntivas que est circunscrito dentro da cmara pulpar a polpa dentria. um tecido mesenquimal constitudo de fibroblastos, vasos, nervos e odontoblastos, de grande potencialidade na formao da dentina (Fig. 4-1c). A polpa dividida em duas partes: a polpa coronria, que toma a forma da cmara pulpar, e a polpa radicular, que preenche os canais radiculares e estabelece contato com os tecidos moles periapicais. A polpa desempenha quatro funes importantes: Formao de dentina Nutrio da dentina Sensorial Protetora A polpa responsvel tanto pela formao de dentina fisiolgica como pela formao de dentinas reparadora e esclertica, atravs de um processo protetor. Se os processos odontoblsticos so expostos por um desgaste extenso, eroso, cries ou procedimentos operatrios, a clula pode ser lesionada mais ou menos gravemente. Os odontoblastos lesionados podem degenerar e serem substitudos pela migrao de clulas indiferenciadas das camadas mais profundas da polpa para a superfcie dentinria, ou ento, atravs de uma reao de defesa passam a formar uma dentina mais dura, diminuindo a permeabilidade na regio injuriada. Esta dentina conhecida como dentina reparadora. Aqui o curso dos tbulos freqentemente torcido, e seu nmero muito reduzido. Estmulos de natureza diferente no somente induzem a formao adicional de dentina reparadora, como tambm levam a alteraes na prpria dentina. Os sais de clcio passam a ser depositados nos processos odontoblsticos em degenerao ou ao redor deles e tendem a obliterar os tbulos numa forma de uma reao defensiva ainda mais potente da dentina. Essa dentina mais densa e mais dura, que a dentina normal e conhecida como dentina esclertica. 4.3 CAUSAS DE REAES PULPARES

Muitos so os fatores que podem levar a uma manifestao de resposta s restauraes dentrias. As mais comuns so a formao de crie secundria e a dor associada sensibilidade ps-operatria.

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4.3.1

Microinfiltrao

Poucos materiais restauradores tradicionais usados em odontologia possuem adeso estrutura dental. Desta maneira, existir sempre um espao microscpio entre a restaurao e as paredes da cavidade a ser restaurada. Assim, os fluidos e detritos orais podem penetrar livremente na interface dente/restaurao. Este fenmeno conhecido como microinfiltrao. Se a penetrao interfacial (percolao) severa, ocorre o crescimento bacteriano entre a restaurao e as paredes cavitrias e, at mesmo, no interior dos tbulos dentinrios. Os produtos txicos liberados por estes microrganismos produzem uma contnua irritao na polpa dentria. Felizmente, a dentina prev um certo grau de proteo. Se a sua espessura adequada, ela promove o isolamento trmico, alm de impedir a penetrao de produtos agressivos provenientes dos materiais restauradores ou da microinfiltrao. Entretanto, quando se est em presena de cavidades profundas, nas quais a dentina remanescente tem espessura igual ou inferior a 2mm esse fato se torna muito perigoso. Existe tambm uma outra faceta que deve ser reconhecida. A dentina uma estrutura dinmica que possui uma constante movimentao de fluidos no seu interior. Qualquer alterao no contedo desse fluido ou no equilbrio de sua presso, tambm chamada de hidrodinmica, pode resultar em uma reao pulpar. A cmara pulpar est sob uma constante presso fisiolgica. Essa presso tende a forar os fluidos dentinrios para o interior dos tbulos dentinrios. Caso haja alguma comunicao do meio externo com a polpa, a presso na polpa se torna maior e o fluido dentinrio escoa ao redor dos prolongamentos dos odontoblastos no interior dos tbulos, o que causa estimulao das fibras nervosas. 4.3.2 Alteraes trmicas

As estruturas do dente e da restaurao dentria esto continuamente expostas ao calor e ao frio advindos de alimentos slidos e lquidos. A variao na temperatura durante uma refeio normal pode atingir valores to altos como 65C. A condutibilidade trmica e o coeficiente de expanso trmico linear dos materiais restauradores so propriedades importantes para serem consideradas naquilo que respeita sade da polpa, bem como para minimizar a microinfiltrao que ocorre como resultado das alteraes cclicas da temperatura. 4.3.3 Galvanismo

A presena de materiais metlicos diferentes em contato na cavidade oral gera a formao de uma corrente eltrica, conduzida pela saliva. Por

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exemplo, quando restauraes de ouro esto em oposio a restauraes em amlgama, h formao dessa corrente galvnica, produzindo irritao pulpar e o aparecimento de sensibilidade. Fica evidente que a polpa dental est sujeita a vrios tipos de injrias antes, durante ou aps a restaurao de um dente cariado. O dentista deve conhecer as causas das possveis irritaes e tomar os devidos cuidados nas vrias etapas do uso, objetivando minimizar ou eliminar tais causas. O calor e a secagem durante o preparo cavitrio podem causar injria severa polpa. Leses tambm podem ocorrer devido insero de materiais restauradores. Elas esto relacionadas com a presso de condensao, sendo exemplos as restauraes feitas com amlgama. Alm disso, durante a cimentao de coroas, em razo da presso hidrulica produzida, pode-se causar dano polpa. Componentes dos materiais restauradores, ou aqueles de natureza qumica produzidos durante a presa, podem ser agressivos. Aps a restaurao, o choque trmico e o galvanismo podem causar hipersensibilidade. A penetrao de bactrias ao longo da interface restaurao/dente pode contribuir para a irritao pulpar e tambm para o aparecimento de cries secundrias. Desta maneira, uma injria pulpar que aparece durante ou aps os procedimentos restauradores tem origem multifatorial. 4.4 INFLUNCIA DA IDADE DO PACIENTE NA RESPOSTA PULPAR:

Pacientes mais velhos tm menor reao do tecido pulpar do que pacientes jovens. Como os dentes permanentes sofrem os efeitos da abraso, eroso, cries e procedimentos restauradores durante toda a vida, a polpa torna-se reduzida em tamanho devido deposio de dentina primria, secundria e reparadora. Na idade de 55 anos, o volume do tecido pulpar de 1/5 comparado com o volume da idade de 25 anos e contm somente 1/5 do seu volume sangneo e esse fator diminui a capacidade de cicatrizao da polpa, ou seja, a polpa precisa de mais tempo para reagir a uma leso ou resistir uma infeco. 4.5 TOXIDIDADE DO MERCRIO

Por muitos anos houve uma controvrsia com relao a biocompatibilidade das restauraes de amlgama devido presena de mercrio em sua composio. Menos de 0.01% de mercrio absorvido. Entretanto, ele tem uma alta presso de vapor. Entre 65% e 85% do vapor de mercrio que inalado deposita-se no corpo, tomando-se muito mais perigoso ao profissional. Muito da confuso associada com a toxicidade do amlgama ocorre da ignorncia dos sinais e sintomas do envenenamento pelo mercrio. A dor de cabea, um dos sintomas mais freqentemente reclamados para a remoo da

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restaurao de amalgama, no um sintoma do envenenamento por mercrio. Os sintomas so fraqueza, fadiga, anorexia, perda de peso, insnia, irritabilidade e tremores na extremidade.

BIBLIOGRAFIAFERRACANE, J. L. Characteristics of Materials. In: ________ . Materials in Dentistry. Principles and Applications. Philadelphia, Lippincott Williams & Wilkins, 1995. p. 34-36. GALAN Jr., J Estrutura Dental In: ________ . Materiais Dentrios. So Paulo, Livraria Santos, 1 ed, 1999 p. 19-25. PHILLIPS, R. W. Consideraes Biolgicas no uso dos Materiais Dentrios. In: ________ . Materiais Dentrios de Skinner. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 9 ed, 1993 p. 35-39.

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5 Gessos OdontolgicosFernanda Panzeri

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5.1

INTRODUO

O gesso (ou gipsita) um mineral que extrado em vrias partes do mundo. Diferentes formas de gesso foram usadas por vrios sculos na rea da construo. Os alabastros usados na construo do Rei Salomo, de fama bblica, foram feitos a partir de uma forma de gesso. Produtos base de gesso so largamente usados na indstria, e praticamente todas as casas e edifcios tm componentes de gesso. O gesso usado na odontologia para a obteno de modelos de estudo das estruturas orais e maxilo-faciais e como importante auxiliar nas fases laboratoriais para a construo de prteses. Vrios tipos de gesso so usados para a obteno de modelos, nos quais prteses e restauraes so construdas. Quando o gesso misturado slica, forma-se um produto conhecido como Revestimento, que utilizado na obteno de restauraes fundidas em metal e ser discutido posteriormente. Quimicamente, este mineral, usado para fins odontolgicos, basicamente um sulfato de clcio diidratado (CaSO4 . 2 H2O). 5.2 OBTENO DO GESSO

O gesso obtido atravs da calcinao da gipsita. Comercialmente, a gipsita triturada e submetida a temperaturas que variam entre 110 e 120 C com o objetivo de retirar parte da gua da cristalizao. Como a temperatura elevada, a gua remanescente da cristalizao removida e forma-se o sulfato de clcio hemidratado [(CaSO4) 2 . H2O], que o principal constituinte do gesso comum e dos gessos pedra. Dependendo do mtodo de calcinao, pode-se obter diferentes formas do hemidrato. Se a gipsita aquecida no forno ambiente aberto a temperaturas indicadas, a reao resultar na formao cristalina de um hemidrato conhecido como -hemidrato (Gesso Paris ou Comum). Esses cristais so caracterizados por sua forma esponjosa e irregular, o que contrasta com aquela dos cristais do -hemidrato (gesso pedra), os quais so mais densos e apresentam formas prismticas mais definidas. Diferentes procedimentos podem ser empregados para a obteno do -hemidrato. Os produtos deste processamento so os principais constituintes do gesso-pedra que, nas suas diferentes formas, so utilizados na construo de modelos e troquis. Essas diferenas entre o e o -hemidrato so resultantes dos diferentes tamanhos dos cristais, de sua rea de superfcie e da perfeio da grade espacial. O produto obtido com o -hemidrato mais duro e resistente do que aquele resultante da reao do -hemidrato. A razo principal desta diferena que o p do -hemidrato requer menor quantidade de gua para o processo

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de mistura que aquela necessria ao -hemidrato. O -hemidrato requer mais gua para umedecer as partculas do p, pois os cristais so mais irregulares em seu formato e mais porosos nas suas caractersticas fsicas. A diferena nas densidades relativas dos produtos de e -hemidrato pode ser vista medindo quantidades iguais em peso dos 3 tipos de gesso e colocando-os em cilindros graduados. O gesso que ocupa maior volume, que apresenta menor densidade, necessita de uma maior quantidade de gua para a sua manipulao, se tornando, assim, menos resistente. 5.3 REAO DE PRESA Quando o hemidrato misturado com a gua, a reao revertida:

(CaSO4)2 . H2O + 3 H2O

CaSO4 . 2 H2O + calor

O produto da reao a gipsita, e o calor envolvido na reao exotrmica equivalente quele usado durante o processo de calcinao. A teoria mais importante e reconhecida para o mecanismo de presa a teoria cristalina. Ela foi originada por Henri Louis Le Chtelier, um qumico francs; e depois, em 1907, a teoria recebeu o apoio de Jacobus Hendricus vant Hoff, um famoso qumico alemo. De acordo com a explicao de vant Hoff, a diferena no solubilidade do sulfato de clcio diidratado e hemidratado causa a presa do material. O sulfato de clcio dissolvido precipita como sulfato de clcio diidratado porque o sulfato de clcio diidratado menos solvel que o hemidrato. O hemidrato 4 vezes mais solvel que o diidrato; assim, a reao de presa pode ser entendida da seguinte maneira: Quando o hemidrato misturado com a gua, forma-se uma suspenso fluida e manipulvel. O hemidrato dissolve-se at formar uma soluo saturada Esta soluo saturada de hemidrato torna-se supersaturada pela presena de diidrato, o qual comea a precipitar medida que o diidrato se precipita, a soluo no mais se encontra saturada de hemidrato, e assim ele continua a se dissolver na gua. A continuidade deste processo faz com que os hemidratos entrem em soluo e consequentemente haja a precipitao de diidratos em forma de novos cristais ou agregando-se a cristais j formados, permitindo o crescimento de forma arborescente. Esta reao continua, repetindo-se sucessivamente at a exausto do hemidrato. A medida que aumenta a formao de diidrato, a massa aumenta de consistncia at seu endurecimento. Os cristais em forma de agulha crescem a partir de ncleos. A mistura e o cruzamento destes cristais de diidrato resultam em uma estrutura slida e bastante dura.

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O processo de presa contnuo e vai desde o comeo da mistura at a reao de presa estar completa, pelo tempo no qual o material alcana sua resistncia mxima. Porm, mudanas fsicas importantes podem ser reconhecidas durante este processo. Inicialmente h uma fase aquosa continuamente presente, e a mistura um lquido viscoso, exibindo pseudoplasticidade de forma que este flui prontamente sob vibrao; nesta fase a mistura tem uma aparncia brilhante. Como a reao de presa prossegue, cristais de gesso continuam crescendo s custas da fase aquosa, e a viscosidade da mistura aumenta. Quando as aglomeraes de cristais de gesso interagirem, a mistura se torna plstica; no fluir sob vibrao, mas pode ser moldada prontamente. A este tempo, a superfcie brilhante desaparece pois a fase aquosa substituda e os cristais de gesso crescem, empurrando-se, e formam poros. O crescimento cristalino continuado converte a massa plstica em um slido rgido, fraco e frivel no princpio, mas ganhando resistncia, relativa quantidade de fase slida presente. Estas quatro fases podem ser designadas: (1) fluida, (2) plstica, (3) frivel e (4) slido. 5.4 MANIPULAO

Na espatulao manual, a cuba deve ter uma forma parablica, lisa e resistente abraso. A esptula deve possuir uma lmina resistente e um cabo que permita segur-lo. A entrada de ar na mistura deve ser evitada para impedir o aparecimento de porosidades que diminuem a resistncia e produzem superfcies sem preciso. O uso de um vibrador automtico, de alta freqncia e baixa amplitude, muito til. A medida da quantidade de gua feita na cuba e o p devidamente pesado e espargido sobre a gua. A mistura ento vigorosamente espatulada, com as manipulaes peridicas no interior da cuba com a esptula para assegurar o molhamento de todo o p e quebrar qualquer aglomerado, ou ndulos. Esta manipulao deve continuar at que se obtenha uma mistura homognea, e isto acontece no perodo de um minuto. Espatulaes longas reduzem drasticamente o tempo de trabalho, particularmente para o vazamento dos modelos. Aps a mistura e a utilizao do material, a sobra deve ser removida da cuba com a esptula e descartada no lixo. O material residual pode ento ser limpa da cuba e da esptula com uma toalha de papel antes de submet-los lavagem com gua. O diidrato insolvel e se ficar nos canos da pia se acumular. Como tem na composio o enxofre, poder levar liberao de gases. 5.5 TEMPO DE PRESA

O tempo necessrio para a reao se completar chamado de tempo de presa. Se esse tempo muito rpido ou o material tem um pequeno tempo de presa, a mistura pode endurecer antes do operador manipula-lo apropriadamente. Por outro lado, se a reao ocorre muito vagarosamente, um tempo excessivamente longo necessrio para completar a operao. Assim,

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um tempo de presa apropriado muito importante para os gessos odontolgicos. A reao qumica de presa ocorre no momento em que o p misturado com a gua mas, em um estgio inicial, somente uma pequena poro do hemidrato convertido em gesso. A massa recm espatulada tem uma consistncia semi-fluida e pode ser vazada sobre um molde de qualquer forma. Com o prosseguimento da reao, entretanto, mais e mais cristais de sulfato de clcio diidratado so produzidos. A viscosidade da massa misturada aumenta e ela j no pode fluir facilmente nos finos detalhes do molde. Esse tempo chamado de tempo de trabalho. Com o prosseguimento da reao, o excesso de gua usado para formao do diidrato, e com isso, a mistura vai perdendo o seu brilho. Com a continuao da reao h um momento em que o gesso alcana um certo estgio de firmeza representado por uma massa semi-rgida em que no atingiu a presa completa mas ultrapassou o tempo de trabalho. Esse o tempo de presa inicial. O tempo de presa final definido como aquele tempo em que o material est completamente endurecido e pode ser separado do material de moldagem sem distoro ou fratura. Na presa final, a converso do sulfato de clcio hemidratado em sulfato de clcio diidratado est completa. O tempo de presa inicial e final pode ser medido atravs de um teste de penetrao. Presa inicial : As agulhas de Gillmore so usadas para a verificao do tempo de presa do gesso. A mistura recmespatulada vertida num recipiente, e a agulha menor solta sobre a mistura em intervalos de tempo crescentes. No momento em que a sua ponta ativa no deixa mais impresso na superfcie do material, considera-se como presa inicial. A partir desse tempo, haver um aumento definitivo na resistncia. Presa Final : O prximo estgio no processo de presa pode ser medido com o uso da agulha de Gillmore maior e mais pesada. Considera-se como o tempo de presa final aquele em que esta agulha deixa somente marcas ligeiramente perceptveis na superfcie do gesso. 5.5.1 Controle do Tempo de presa

Teoricamente, existem pelo menos 3 mtodos pelos quais se pode realizar este controle. A solubilidade do hemidrato pode ser aumentada ou diminuda. Desta maneira, se a solubilidade do hemidrato aumentada, a supersaturao do sulfato de clcio ser maior e, como conseqncia, a velocidade de deposio cristalina ser tambm aumentada. O nmero de ncleos tambm pode ser aumentado ou diminudo. Quanto maior o nmero de ncleo de cristalizao, mais rpido

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os cristais de gesso iro se formar e mais cedo ocorrer o endurecimento da massa devido ao entrelaamento dos cristais. Se a velocidade de crescimento do cristal pode ser aumentada ou diminuda, o tempo de presa tambm ser acelerado ou retardado. Na prtica, o operador pode variar o tempo de presa alterando a relao A/P ou o tempo de espatulao, isto dentro de limites. Relao gua/p: Quanto mais gua for usada na mistura, menor ser o nmero de ncleos de cristalizao por unidade de volume. Em razo disto, o tempo de presa ser aumentado. 5.6 RELAO GUA/P A proporo entre a gua e o p usualmente expressa como relao gua/p, ou seja, o quociente obtido quando o peso ou volume da gua dividido pelo peso do p. Para a presa, 100g de hemidrato combinam com 18,6 mL de gua. Porm, essa quantidade no suficiente para que o material apresente plasticidade que permita a sua manipulao. Assim, para atingir essa plasticidade so necessrios mais que 18,6 mL de gua, o que nos faz concluir que h sempre um excesso de gua presente na mistura, sem reagir. A gua residual enfraquece o gesso. A quantidade de gua e do p de hemidrato deve ser medida e pesada de forma exata. pois trata-se de um fator importante para as propriedades fsicas e qumicas do gesso endurecido. Quanto maior a relao A/P, mais prolongado ser o tempo de presa, pois ser menor a concentrao de ncleos por volume, e menos resistente ser o produto final. Esta relao A/P varia entre os tipos de gesso. Espatulao: Dentro de limites prticos, quanto maior for o tempo, a velocidade e a energia com que o gesso manipulado, mais curto ser o seu tempo de presa. Alguns cristais de gesso se formam imediatamente quando o gesso comum ou pedra colocado em contato com a gua. Quando a espatulao se inicia, a formao desses cristais de gesso aumenta. Nessa manipulao, os cristais em formao so fraturados com a esptula e distribudos na massa, o que resulta na formao de novos ncleos de cristalizao. Com isto, o tempo de presa diminui. O uso de gua com diidrato: Se, para a manipulao do gesso, utilizamos gua saturada com diidrato (gua gessada), aumentamos o nmero de ncleos de cristalizao e, conseqentemente, diminumos o tempo de presa. A importncia desse controle reside no fato de que, s vezes, necessitamos da obteno de um modelo mais rapidamente, ou, pelo contrrio, existem

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situaes em que necessitamos de um tempo de trabalho maior, situao em que podemos aumentar o nosso tempo de presa. 5.7 EXPANSO DE PRESA

Independentemente do tipo de produto de gesso empregado, possvel detectar-se uma expanso da massa durante a transformao do hemidrato em diidrato. Dependendo da composio do gesso, pode-se observar expanses lineares to pequenas quanto 0,06% ou to altas como 0,5%. Como foi visto anteriormente, no processo de cristalizao fica evidente o crescimento para fora dos cristais a partir dos ncleos de cristalizao. Tomando como base que os cristais de diidrato formados se entrelaam, no difcil imaginar que durante este crescimento cristalino, a partir dos ncleos, os cristais como um todo no s se entrelaam, mas tambm se chocam, impedindo o crescimento de outros cristais. Se o crescimento de um cristal interrompido por outro, o resultado ser o aparecimento de uma tenso neste ponto, cuja resultante se direciona para o ncleo de cristal que teve seu crescimento impedido. Como este processo se repete em milhares de cristais durante o crescimento, possvel que estas tenses resultantes empurrem para fora o conjunto em formao, promovendo uma expanso de toda a massa. por isto que uma expanso aparente ou observada ir ocorrer, mesmo que o volume verdadeiro dos cristais, isoladamente, seja menor. Estes choques e movimentos dos cristais tm como conseqncia a formao de microporos. Visto que o produto da reao (diidrato) na prtica tem um volume externo maior que o seu volume cristalino, conclui-se que o gesso endurecido poroso. A estrutura final imediatamente aps a presa , portanto, composta de cristais interligados e de microporos entre eles, alm de poros resultantes da gua em excesso que necessria para a mistura (Fig. 5-2). Como, com o tempo, o excesso de gua ser eliminado, a tendncia que apaream mais espaos vazios ou poros.

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Figura 5-1 - H dois tipos de porosidades: a pequena - entre os cristais - e as eventuais bolhas de ar incorporadas

5.7.1

Controle da expanso de presa

Algumas vezes a expanso de presa nos procedimentos odontolgicos vantajosa e em outras se constitui uma desvantagem. Consequentemente necessrio control-la para que se obtenha uma preciso desejada nas aplicaes odontolgicas dos gessos. Quanto menor for a relao A/P e maior o tempo de espatulao dentro de limites prticos, maior ser a expanso de presa. O efeito da relao A/P na expanso de presa de esperar, com base em fundamentos tericos. Com uma maior relao A/P, menos ncleos de cristalizao existiro por unidade de volume, diferentemente do que acontece em misturas espessas que tm maior quantidade de p. No primeiro caso, pode-se dizer que o espao entre os ncleos de cristalizao ser maior e, consequentemente, haver menos choques que empurram os cristais de diidratos em formao para fora. 5.8 EXPANSO HIGROSCPICA DE PRESA

O gesso comum e o gesso pedra tomam presa ao ar livre. Se este processo de endurecimento ocorresse em gua, a expanso de presa poderia ser maior que o dobro em sua magnitude. A razo para o aumento da expanso, quando o hemidrato reage imerso em gua, est relacionada com o crescimento adicional dos cristais e no por nenhuma alterao da reao qumica de presa. A teoria ilustrada na figura 5-3. No estgio I, a mistura inicial est representada por 3 partculas circulares de hemidrato, envolvidas por gua. No estgio II, a reao se inicia e os cristais de diidrato comeam a se formar. Na representao esquemtica da esquerda o volume de gua que circundava as partculas diminudo devido hidratao, fazendo com que estas se aproximem, permanecendo mais juntas devido ao da tenso

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superficial. No diagrama esquemtico do lado direito, o gesso est tomando presa imerso em gua. Como conseqncia, a gua que usada para hidratao reposta e a distncia entre as partculas permanece a mesma.

Figura 5-2 - Representao esquemtica da expanso de presa do gesso

Com o crescimento, os cristais de diidrato entram em contato uns com os outros, iniciando a expanso de presa. Como mostrado no estgio III no lado esquerdo do diagrama, a gua em volta das partculas diminui mais ainda. As partculas originais j apresentam seus cristais entrelaados e a contrao que deveria existir compensada com o crescimento dos cristais para fora, devido aos entrechoques existentes. J no lado direito do diagrama, neste estgio, os cristais no tm seu crescimento to inibido, pois a gua utilizada para a hidratao reposta. De fato, as partculas originais esto agora ligeiramente mais afastadas devido ao crescimento dos cristais, e a expanso de presa torna-se finalmente evidente. Nos estgios IV e V, esse efeito torna-se mais marcante. Os cristais do lado esquerdo, que tiveram o crescimento inibido, se entrelaam mais cedo que aqueles da direita e, assim, estes ltimos crescem mais livremente durante os estgios iniciais, antes que ocorra o entrelaamento que impede uma posterior expanso. Fica claro que a expanso de presa observada muito maior quando o gesso endurece imerso em gua do que quando ele toma presa exposto ao ar ambiente. Sabe-se que o mecanismo do crescimento cristalino o mesmo nos dois casos, existindo em ambos uma expanso de presa verdadeira. Para diferenciar os dois fenmenos, a expanso de presa que acontece ao ar conhecida como expanso de presa normal, enquanto aquela que acontece

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quando o gesso toma presa imerso em gua denominada de expanso higroscpica de presa. Novamente deve ser enfatizado que a expanso de presa higroscpica de natureza fsica e no devida a uma reao qumica, da mesma maneira que acontece com a expanso de presa normal. A diminuio da relao A/P aumenta, de forma semelhante, a expanso higroscpica de presa, bem como a expanso normal de presa. Por outro lado, o aumento da espatulao tambm aumenta a expanso higroscpica. Esta expanso pode ser suficiente para causar um erro, resultando em uma falta de adaptao de uma dentadura ou outro aparelho similar que fosse construdo sobre um modelo que apresentasse esta expanso. 5.9 TIPOS DE GESSO

Gesso comum para moldagem (Tipo I): Este o gesso comum ou Paris, ao qual foram adicionados modificadores para controlar o tempo e a expanso de presa. Atualmente este material raramente usado para moldagem, pois ele foi substitudo por outros produtos menos rgidos, como os hidrocolides e elastmeros. Gesso para modelo (Tipo II): Sua grande limitao era a baixa resistncia. Este tipo de gesso pode utilizar uma baixa relao A/P e, com isto, a resistncia dobrada, apesar do aumento da expanso de presa. Este gesso tipo II atualmente usado principalmente para o preenchimento de muflas, durante a construo de dentaduras, pois neste caso a expanso de presa no crtica e a resistncia que o produto apresenta adequada, com base no que define os limites de especificao. Este produto normalmente comercializado na cor branca, para contrastar com os gessos pedra, que em geral so coloridos. Gesso pedra (Tipo III): Ele indicado para construo de modelos, na confeco de prteses totais que se ajustam aos tecidos moles, pois ele apresenta uma resistncia adequada para as etapas envolvidas no trabalho e fcil remover a prtese aps a sua concluso. Troquis reproduzem dentes com cavidades preparadas nas quais sero confeccionadas prteses. Durante o processo de fabricao dessa prtese, necessrio que o material do troquel apresente grande resistncia e dureza. preciso salientar que uma ligeira expanso tolervel em um modelo que reproduz os tecidos moles, mas no aceitvel quando envolve a moldagem de dentes com preparos cavitrios. O gesso pedra do tipo III preferido para a confeco de modelos durante a fabricao de dentaduras. Gesso pedra de alta resistncia (Tipo IV): Os principais requisitos de um gesso para troquel so a resistncia, a dureza e um mnimo de expanso de presa. Para obter estas propriedades, um -hemidrato utilizado. Partculas do tipo cubide e a diminuio da superfcie da partcula produzem tais propriedades sem a necessidade de ter-se uma mistura mais espessa.

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necessrio que um gesso para troquel possua uma superfcie resistente, pois nele existir uma cavidade que ser preenchida com cera. Esta cera ser esculpida e precisar ter um contato ntimo com as margens do troquel. Para realizar este procedimento, usa-se um instrumento afiado e, por conseqncia, o troquel ter que ser resistente abraso. um fato promissor que a dureza da superfcie aumente mais rapidamente que a resistncia compresso, isto porque a secagem na superfcie acontece mais rapidamente. Isto constitui uma vantagem real, pois a superfcie do troquel deve resistir abraso enquanto o corpo do troquel tenaz e, portanto, menos sujeito a uma fratura acidental. Gesso pedra com alta resistncia e com alta expanso (Tipo V): Este o

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