Avaliação do comportamento mecânico de próteses fixas provisórias durante e após ensaio de fadiga... por Luiz Gustavo Cavalcanti Bastos - Versão HTML

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Figura 47. Detalhe da fratura (setas) do tipo Total Não Separada apresentada pelos espécimes do 92

grupo FIO AÇO.

Figura 48. Fotomicrografias da superfície da fratura de uma espécime do grupo CONTROLE fraturado 103

durante o ensaio de fadiga (A) Zona de origem (setas) de micro-trincas relacionadas a falhas internas (Magnificação original de 60 X) e (B) Micro-trincas (setas) margeando uma bolha de água (?) (a) e um poro (b) (Magnificação original de 1.000 X).

Figura 49. Fotomicrografias da superfície da fratura de um espécime do grupo FIBRANTE (22,75 mm) 110

(A) Feixe de fibras de vidro no interior do pôntico (Magnificação original de 60 X) e (B) Detalhe de cada fibra de vidro evidenciando a sua boa impregnação à resina (setas) (Magnificação original de 1.000 X).

Figura 50. Fotomicrografias da superfície da fratura de um espécime do grupo KEVLAR (22,75 mm) 110

(A) Feixe de fibras de poli(aramida) (Magnificação original de 60 X) e (B) Detalhe de algumas fibras mostrando alguma impregnação à resina (setas) (Magnificação original de 1.000 X).

Figura 51. Fotomicrografias da superfície da fratura de um espécime do grupo FIO AÇO (22,75 mm) 110

(A) Os dois fios de aço no interior do pôntico (Magnificação original de 60 X) e (B) Detalhe dainterface entre um dos fios e a resina mostrando uma fenda, característica da ausência de união entre o fio e a resina (Magnificação original de 1.000 X).

xiv

LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Descrição do material de reforço utilizado e divisão dos grupos 65

Tabela 2. Divisão dos grupos em função dos parâmetros avaliados: distância do espaço 66

protético e reforço utilizado

Tabela 3. Ocorrência, em %, do modo de fratura apresentado pelos grupos 91

Tabela 4. Resumo dos trabalhos que executaram ensaios de fadiga, com suas diferentes 96

características

xv

LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS

OC

Graus

Celsius

Kgf

Quilograma

força

N

Newton

kN

kilo

Newton

MPa

Megapascal

kPa

Kilopascal

µm

Micrômetro

p

Nível

de

significância

mm

Milímetro

mm/min.

Milímetro por minuto

%

Por Cento

Número

Bis-GMA

Resina bis glicol metacrilato

EMA

Monômero

etilmetacrilato

MMA

Monômero metilmetacrilato

PEMA

Poli(etilmetacrilato)

PMMA

Poli(metilmetacrilato)

PVMA

Poli(vinilmetacrilato)

PVEMA

Poli(etilvinilmetacrilato)

UDMA

Uretano dimetacrilato

HEMA

2-hidroxietil

metacrilato

Hz

Unidade de medida de freqüência

ASTM

Associação Americana para Teste de Materiais

Ø

Diâmetro

W

Watts

xvi

RESUMO

A importância das próteses provisórias no tratamento reabilitador oral é inquestionável. Os materiais utilizados para a execução destas restaurações, entretanto, são críticos com relação à resistência e à longevidade, principalmente quando estas são executadas em tratamentos prolongados e/ou em espaços desdentados extensos. A proposta deste trabalho foi determinar através de um ensaio de fadiga e de um teste de resistência à fratura, o efeito do tipo de reforço: fio de aço Ø 0,7 mm, fibra de poli(aramida) (Kevlar®, DuPont - USA) e fibra de vidro (Fibrante®, Ângelus -Brasil) e de duas extensões do pôntico (12,5 e 22,75 mm) sobre o comportamento mecânico de espécimes simulando próteses provisórias. Os grupos foram constituídos de 10 espécimes cada, incluindo um grupo CONTROLE, sem reforço. Os espécimes simulando próteses parciais fixas provisórias foram confeccionados em resina auto-polimerizável com auxílio de uma matriz de aço simulando preparos totais protéticos. As amostras foram submetidas a 10.000 ciclos de fadiga, com carga máxima de 100 N, imersas em água a 37ºC. Através da análise estatística dos resultados observou-se que durante o ensaio de fadiga: 1) quando a extensão do pôntico foi de 22,75 mm, o grupo CONTROLE exibiu uma maior deformação a partir de 500 ciclos. Não foram observadas diferenças quando a extensão do pôntico foi de 12,5 mm. Houve um aumento da deformação em função do número de ciclos para todos os grupos, principalmente para o grupo CONTROLE, de ambas as extensões de pôntico; 2) Somente espécimes do grupo CONTROLE

com extensão do pôntico de 22,75 mm demonstraram fraturas à fadiga. E após o ensaio de fadiga, através de um teste de resistência à fratura: 1) Quando a extensão xvii

do pôntico foi de 12,5 mm todos os grupos reforçados apresentaram valores médios do limite de elasticidade, em N, significantemente maiores que os demonstrados pelo grupo CONTROLE. Para a extensão do pôntico de 22,75 mm os valores desse parâmetro apresentaram semelhança entre todos os grupos; 2) Em relação à carga

máxima (resistência à fratura), quando a extensão do pôntico foi de 12,5 mm o grupo FIBRANTE exibiu o maior valor médio. Quando a extensão do pôntico foi de 22,75 mm, observou-se que o grupo KEVLAR apresentou valores semelhantes neste parâmetro ao grupo FIBRANTE. O grupo CONTROLE sempre apresentou os menores valores médios em ambas as extensões de pôntico. Em relação ao modo

de fratura os grupos reforçados apresentaram fraturas mais favoráveis ao reparo, tendo sido do tipo parcial (coesiva da resina sem fratura ou separação do reforço).

Palavras-chave: resinas acrílicas, restauração dentária temporária, estresse mecânico.

xviii

1.0 INTRODUÇÃO

Introdução 2

1.0 INTRODUÇÃO

O tratamento reabilitador oral com próteses fixas necessita de uma fase provisória que normalmente se estende por um longo período de tempo 22,57. Nesta fase são empregadas restaurações provisórias com a finalidade de proteger o complexo dentina-polpa dos dentes preparados; manter e avaliar os tecidos periodontais; evitar a movimentação dos dentes pilares; auxiliar na estabilização de dentes com mobilidade; fornecer uma estética adequada e promover conforto durante a função fonética e mastigatória 22,30,31,32,41,43,50,52,72,83,84,86. O clínico deve, portanto, entender esta fase como sendo uma oportunidade de se elaborar um modelo e antever o sucesso da restauração definitiva6.

As restaurações provisórias devem ser semelhantes às definitivas em todos os aspectos, exceto para o material dos quais elas são fabricadas. É conhecido que as restaurações provisórias apresentam ou trazem algumas desvantagens, principalmente se permanecerem por um longo período na boca. Podem ocorrer fraturas que se tornam mais freqüentes à medida que sua permanência é prolongada. Portanto, dada a sua importância, é imperativo elaborar próteses temporárias com o mesmo cuidado com que se trabalham as próteses definitivas dando-lhes as mesmas características de qualidade6,62.

Quanto maior o período de tempo de utilização dessas restaurações, maior a durabilidade requerida. Próteses provisórias com resistência e adaptação marginal inadequadas podem levar a recidiva de cáries, sensibilidade dental, inflamação 3 Introdução

gengival, movimentação do dente preparado86, além de constantes fraturas. A falha da restauração provisória através da perda da integridade marginal e/ou fratura, logo, se traduz em um inconveniente clínico imensurável, podendo comprometer o êxito da prótese definitiva23,41,50,52,57,72.

Os requisitos necessários para os materiais utilizados na confecção das próteses provisórias são em grande número. Burns, Beck, Nelson, em 20036, descreveram que esses materiais devem fornecer uma boa adaptação marginal e conforto; promover retenção adequada e resistência ao deslocamento durante a função; exibirem boa estabilidade dimensional; não ser poroso; apresentar-se esteticamente aceitável em relação à escolha de cor e aparência translúcida; possuir estabilidade de cor; ser passível de ajustes em relação aos seus contornos fisiológicos e embrasuras; facilidade de manipulação, de reparo e reembasamento; ser relativamente barato; além de ser biocompatível. Alguns desses requisitos, como a resistência à fratura e rigidez suficientes para cumprirem a sua função com conforto são extremamente importantes, e muitas vezes ditam o sucesso do tratamento.

A resina poli(metilmetacrilato) (PMMA) tem sido geralmente eleita para a confecção das restaurações provisórias. Quando estas são exigidas por um longo tempo e se estendem por vários dentes, com longos espaços protéticos, a resistência e a estabilidade das próteses realizadas com este material, entretanto, se tornam críticas em função do processo de fadiga que são submetidas através do ciclo mastigatório ou uma eventual parafunção 10,22,41,43,57,83.

Introdução 4

Estas resinas PMMA, portanto, apresentam baixa resistência à fratura sob a influência de cargas oclusais. Em razão disso, diversos autores propõem a inclusão de reforços nesses polímeros, tais como fios de aço7,31,52,78, fibras de carbono15,43,63,78,84, fibras de aramida1,5,17,35,52,63,78, fibras de poli(etileno)1,9,17,40,57,60,69, fibras de vidro1,4,8,13,17,35,38,39,40,50,61,63,66,67,72,73,78,81, fibras de sílica74,81, fibras de alumínio28, bandas ortodônticas31, e fibras de nylon35 com a finalidade de aumentar a sua resistência mecânica.

A capacidade destes reforços baseados em fibras de vidro e de poli(aramida) de melhorar as propriedades mecânicas incluindo a resistência à fadiga da resina parece ser dependente, principalmente, da orientação e do arranjo das fibras e da união destas com a resina. Alguns fatores como o tratamento superficial dessas fibras com silano, a possibilidade de arranjos variados destas fibras e a sua translucidez propiciando uma situação mais estética, têm sido associados com o progresso destes materiais32,57. Pesquisas têm sido realizadas para determinar as variáveis que comprometem ou influenciam positivamente as propriedades mecânicas das próteses provisórias usando estas fibras, incluindo a sua resistência à fadiga, com o propósito principal de desenvolver tanto materiais quanto técnicas que permitam uma maior longevidade dessas restaurações.

2.0 REVISÃO DE LITERATURA

Revisão de Literatura 6

2.0 REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Sobre a importância das próteses provisórias no tratamento

reabilitador protético

O tratamento reabilitador oral através de próteses fixas, utilizando dentes ou implantes como pilares, exige a confecção de restaurações provisórias as quais facilitam a confecção da prótese definitiva e, conseqüentemente, levam-na ao êxito (Wang et al, 1989)83. As próteses provisórias têm a função de proteger os dentes pilares preparados, fornecer uma função mastigatória confortável, definir um arranjo estético, e auxiliar na obtenção de informações diagnósticas importantes, como a resposta ao tratamento periodontal e endodôntico (Zinner, Trachtenberg, 198986).

Durante o uso das próteses provisórias, os contornos, a textura, o tipo de conexão e o desenho oclusal podem ser modificados, até se alcançar um estágio de qualidade capaz de satisfazer plenamente as exigências biomecânicas e estéticas. A prótese provisória deve, portanto, antever o resultado final, sendo o protótipo da prótese definitiva (Koumjian; Nimmo 199041). Alguns autores identificam diversos aspectos críticos em relação às restaurações provisórias, incluindo a estética, conforto, fonética e função, saúde periodontal, relações maxilo-mandibulares, além da possibilidade da contínua avaliação do plano de tratamento com próteses fixas (Larson et al, 199143; Powell, Nicholls, Yuodelis, 199452).

Um tratamento biologicamente aceitável com próteses fixas exige que o dente preparado seja protegido e estabilizado através de restaurações provisórias que se 7 Revisão de Literatura

assemelham em forma e função do tratamento final planejado. Estas próteses auxiliam na manutenção da saúde periodontal e promovem a cicatrização guiada tecidual fornecendo uma matriz para os tecidos gengivais. Isso é especialmente útil com o tratamento envolvendo áreas altamente estéticas (Hazelton et al, 199531).

Além de valores que incluem a proteção, função e estabilização, as

restaurações provisórias são úteis no diagnóstico dos parâmetros funcionais e oclusais. A fase de coroas provisórias corresponde à oportunidade de se identificar a evolução do tratamento antes de se completar os procedimentos definitivos. A restauração fixa provisória será como um guia para o contorno do dente, contatos proximais e a oclusão, e para a avaliação das possíveis conseqüências de uma alteração na dimensão vertical de oclusão. O tratamento provisório pode também fornecer uma ferramenta importante no manejo psicológico dos pacientes, promovendo uma compreensão mútua dos resultados, identificando suas limitações (Zinner, Trachtenberg, 198986; Pfeifer, Grube, 200351; Burns, Beck, Nelson, 20036).

As restaurações provisórias são utilizadas e bem toleradas durante um período de tempo razoável, desde o preparo dental até a finalização do tratamento.

Períodos de tempo prolongados como acima de 6 meses, entretanto, podem ser acompanhados de sensibilidade e, potencialmente, uma injúria pulpar.

Ocasionalmente, o tratamento provisório tem a necessidade de se estender por intervalos maiores e, durante esse tempo, estas restaurações devem fornecer proteção e estabilidade aos dentes pilares enquanto o tratamento complementar é cumprido. Essa situação normalmente é observada quando se associa à execução da prótese fixa algum tratamento endodôntico, periodontal, ortodôntico ou a Revisão de Literatura 8

colocação de implantes. As próteses parciais fixas provisórias podem ser especialmente úteis quando a situação da saúde periodontal de um dente pilar é avaliada durante um período de tempo extenso (Galindo, Soltys, Graser, 199822).

De acordo com Burns e colaboradores, em 20036, o ajuste e a perfeição na confecção, instalação e manutenção das próteses provisórias são contestados por alguns profissionais, que se opõem ao seu refinamento pela natureza provisória dessas restaurações e, especialmente, pelo tempo requerido para produzir uma restauração provisória ótima que equivale ao tempo gasto em outros procedimentos como o preparo dental ou a moldagem. A exclusão ou negligência em relação à construção das próteses provisórias pode ser a diferença entre todo o sucesso e a falha do tratamento.

Assim como no tratamento reabilitador sobre pilares dentais, o sucesso das restaurações implanto-suportadas é resultado da disciplina e da compreensão na abordagem do diagnóstico e plano de tratamento, da precisão cirúrgica, dos procedimentos restauradores, bem como da sua contínua manutenção. O uso prudente e adequado da etapa de transição em que são utilizadas as próteses provisórias é um fator importante para se atingir o sucesso clínico e boa aceitação do tratamento protético com implantes pelo paciente. Elas também permitem uma adaptação do paciente à condição dentada, possibilitando a graduação da força aplicada sobre os implantes. O tempo requerido por uma prótese provisória sobre implantes pode ser comparado ao de uma prótese provisória sobre dentes naturais (Freilich et al, 200218).

9 Revisão de Literatura

As restaurações provisórias devem ser semelhantes às definitivas em todos os aspectos, exceto para o material dos quais eles são fabricados. É conhecido que as restaurações provisórias apresentam ou trazem algumas desvantagens, principalmente se permanecerem por um longo período na boca. Podem ocorrer fraturas que se tornam mais freqüentes à medida que sua permanência na boca é prolongada. Portanto, dada a sua importância, é imperativo elaborar próteses temporárias com a mesma diligência com que se trabalham as próteses definitivas dando-lhes as mesmas características de qualidade (Uzun, Keyf, 200362; Burns, Beck, Nelson, 20036).

2.2 Sobre as propriedades físico-mecânicas dos materiais utilizados na confecção das próteses provisórias

Os requisitos necessários para os materiais utilizados na confecção das próteses provisórias são muitos. Burns, Beck, Nelson, em 20036, descreveram que esses materiais devem fornecer uma boa adaptação marginal e conforto; promover retenção adequada e resistência ao deslocamento durante a função; exibirem boa estabilidade dimensional; não ser poroso; apresentar-se esteticamente aceitável em relação à escolha de cor e aparência translúcida; possuir estabilidade de cor; ser passível de ajustes em relação aos seus contornos fisiológicos e embrasuras; facilidade de manipulação, de reparo e reembasamento; ser relativamente barato; ser biocompatível. Alguns desses requisitos, como a resistência à flexão e rigidez Revisão de Literatura 10

suficientes para cumprirem a sua função com conforto, são extremamente importantes, e muitas vezes ditam o sucesso do tratamento.

As resinas ativadas quimicamente apresentam uma grande importância na confecção das próteses provisórias. Segundo Donovan, Hurst, Campagni10, em 1985, quando estas próteses que são mantidas em função, por um longo período de tempo, uma resistência, densidade e dureza adequadas à sua manuntenção são requisitos para a longevidade dessas restaurações.

Os autores pesquisaram algumas propriedades físico-mecânicas, dentre elas a resistência flexional, de uma resina acrílica PMMA auto-polimerizável quando processada sob algumas condições de polimerização: ambiente seco; imersa em água; sob pressão; e sob pressão associado à imersão em água.

As amostras polimerizadas em ambiente seco ou imersas em água não

apresentaram diferenças significantes nos valores de resistência flexional. Os espécimes polimerizados sob pressão, entretanto, exibiram as maiores médias dessa resistência.

Em 1987, Gegauff, Pryor23 declararam que a resistência das resinas utilizadas para restaurações provisórias fixas é particularmente crítica quando utilizada nas regiões anteriores, onde a fratura pode causar inconveniência ao paciente.

Os autores realizaram um estudo em que foi avaliada a resistência à fratura de seis resinas utilizadas para próteses provisórias: duas à base de PMMA, uma à base de epimina, um compósito Bis-GMA e duas baseadas em PEMA. Utilizaram um ensaio próprio para o registro da resistência à fratura coesiva dos espécimes, que 11 Revisão de Literatura

eram pré-trincados e testados por forças de tração. Avaliaram também a influência da polimerização sob pressão nesta resistência.

Os autores não encontraram efeito significante quanto ao uso de pressão durante a polimerização. Os dados indicaram que os materiais à base de PMMA e epimina tiveram, significantemente, as maiores médias de resistência.

Em 1989, Wang et al83, relataram que as resinas baseadas em PMMA

freqüentemente utilizadas para a confecção das restaurações provisórias não apresentam todas as propriedades desejáveis para esse fim. Particularmente, apresentam pouca estabilidade de cor, superfície rugosa e resistência mecânica insuficiente para resistir às forças oclusais.

Apoiados nessa afirmativa, os autores realizaram um extenso estudo

comparando as características de tipos distintos de resinas utilizadas para confecção de próteses provisórias. Utilizaram duas resinas à base de PMMA autopolimerizável, um compósito ativado quimicamente, um compósito foto-polimerizável, uma resina PVMA e uma à base de PEMA. Avaliaram diversas propriedades químicas e físico-mecânicas, dentre elas a resistência flexional de espécimes íntegros ou reparados.

Diante de seus resultados, os autores concluíram que nenhuma resina provou ser superior às outras nas propriedades testadas nesse estudo. Com relação à resistência flexional dos espécimes íntegros, não houve diferença estatística entre as resinas utilizadas, apesar das resinas constituídas de polímeros de EMA não terem sido testadas por suas características borrachóides. Na resistência flexional após o reparo, os dois polímeros à base de PMMA e o compósito foto-ativado não Revisão de Literatura 12

tiveram diferenças significantes, porém, somente uma destas resinas à base de PMMA não teve diminuição significante em relação ao corpo de prova íntegro, demonstrando um melhor comportamento mecânico.

Segundo Koumjian, Nimmo41, em 1990, as resinas acrílicas são os materiais de escolha para a confecção das próteses fixas provisórias. Avaliaram a resistência flexional de sete marcas comerciais de resinas utilizadas nessas restaurações, observando os efeitos da imersão em água, o tempo de espera para o ensaio e o reparo.

A resistência à flexão das resinas de PMMA foi significante maior que das resinas Bis-GMA e PEMA, após sete dias de espera em ambiente seco ou imersas em água. Todos os materiais tiveram sua resistência significantemente diminuída após o reparo. Os autores concluíram, ao final, que não há nenhuma vantagem de se realizar o reparo nessas resinas utilizadas em restaurações provisórias, dentre elas o PMMA, já que a diminuição da resistência apresentada não justifica o tempo gasto nesse procedimento.

De acordo com Gegauff, Wilkerson24, em 1995, muitas dessas resinas

utilizadas para confecção de restaurações provisórias são frágeis e susceptíveis à fratura durante a função. A experiência clínica, segundo os autores, indica que esta fratura ocorre como resultado da propagação de trincas provenientes de uma falha superficial.

Os autores estudaram a resistência à fratura de espécimes confeccionados em resinas utilizadas para próteses provisórias, quando em meio seco e imersos em água. Avaliaram as resinas PMMA e PEMA, auto-polimerizáveis, além das resinas 13 Revisão de Literatura

UDMA e PVEMA, foto-polimerizáveis. Executaram um teste específico para registro da resistência à fratura, no qual os espécimes são pré-trincados com o auxílio de uma lâmina de bisturi.

Observaram em seus resultados que a imersão em água foi irrelevante na resistência testada para todas as resinas. A resina UDMA obteve a maior resistência, seguida da resina PMMA. As outras duas resinas foram,

estatisticamente, menos resistentes.

Haselton, Diaz-Arnold, Vargas24, em 2002, investigaram a resistência flexional de treze marcas comerciais de materiais utilizados para confecção de próteses provisórias. Utilizaram resinas à base de MMA e Bis-GMA e produziram espécimes em forma de barra que foram avaliados através de um teste de carga de três pontos.

Os resultados mostraram que apesar das quatro resinas mais resistentes terem sido à base de Bis-GMA, não houve correlação entre a resistência flexional e o tipo de resina utilizada. Os autores relataram, ao final, algumas características das resinas PMMA tradicionais, tais como baixo peso molecular, moléculas lineares, além de resistência flexional e rigidez diminuídas, ao contrário das resinas Bis-GMA que são materiais compostos com ligações cruzadas mais efetivas e com melhores propriedades mecânicas.

Lang e colaboradores, em 200342, declararam que a resistência às cargas funcionais e às forças de remoção são fatores mecânicos que devem ser considerados na escolha do material para a confecção da restauração provisória. A fratura dessas próteses se torna uma situação constrangedora e inconveniente ao Revisão de Literatura 14

paciente e ao clínico, pois seu reparo é geralmente insatisfatório e sua nova confecção financeiramente dispendiosa.

Baseados nessa informação, os autores investigaram o efeito simultâneo da ciclagem térmica e mecânica na resistência à fratura de espécimes simulando próteses parciais fixas provisórias de três elementos, com pôntico medindo 10 mm, confeccionadas com seis materiais de marcadas comerciais distintas: quatro resinas Bis-GMA e duas resinas PMMA. Os espécimes, 10 de cada grupo, foram

armazenados por 14 dias em água destilada, após o qual foram termociclados (5º a 55ºC) e, simultaneamente, submetidos a uma ciclagem mecânica com uma força média de 50N e freqüência de 1.6 Hz, por 480.000 ciclos. As próteses do grupo controle, que não sofreram a ciclagem, e aquelas que sobreviveram à ciclagem foram submetidas a um teste de resistência à fratura, com auxílio de uma máquina universal de testes, onde uma esfera de 12,5 mm de diâmetro foi aplicada sobre o pôntico.

Encontraram em seus resultados que para o grupo controle, uma das resinas Bis-GMA obteve média de resistência à fratura quase o dobro dos outros materiais.

Para aqueles que sofreram o ciclo termo-mecânico, todos os espécimes

confeccionados com resina PMMA apresentaram deformação permanente após o ciclo. Os outros materiais mostraram um menor número de falhas durante o ciclo, variando entre 1 a 4 espécimes por grupo. Após o ciclo, as médias de resistência à fratura das próteses resistentes não mostraram diferenças estatísticas entre os grupos. Para duas resinas baseadas em Bis-GMA, a resistência à fratura foi maior após a ciclagem. Os autores justificam esse fato pelo efeito de uma polimerização 15 Revisão de Literatura

“tardia” produzindo uma maior estabilidade mecânica. Relatam, ao final, que a resistência à fratura de uma resina para provisórios é somente um dos inúmeros fatores considerados na seleção de um material para uso clínico.

2.3 Sobre a utilização de reforços nas resinas acrílicas utilizadas para a

confecção das próteses provisórias

Muitas dessas resinas acrílicas utilizadas para a confecção de restaurações provisórias, segundo Burns, Beck, Nelson, em 20036, são mecanicamente frágeis e pouco resistentes à fratura. A propagação de trincas que culmina com a fratura desse material é decorrência de sua inadequada resistência transversa e incapacidade de suportar fadiga por período de tempo mais prolongado.

Grant, Greener28 foram autores de um dos primeiros relatos da utilização de algum tipo de reforço em resinas acrílicas baseadas em PMMA no universo Odontológico. Realizaram, em 1967, um estudo avaliando a resistência flexional de resinas acrílicas PMMA auto e termo-polimerizáveis quando reforçadas com fibras à base de alumínio denominadas “sapphire whiskers”. Os autores submeteram espécimes em forma de barra a um teste de carga de três pontos. Evidenciaram em seus resultados um aumento considerável da resistência flexional das resinas acrílicas que continham uma pequena concentração dessas fibras. Os autores relataram ainda a importância do uso de silano para as propriedades mecânicas dos compostos reforçados. Descreveram que a aplicação de silano sobre o reforço Revisão de Literatura 16

aumenta a atividade superficial deste, permitindo uma melhor transferência das tensões da matriz de PMMA para as fibras.

Em 1984, Carroll, Von Fraunhofer7 estudaram o efeito do uso de fios

metálicos de diversos diâmetros, unidirecionais ou trançados, com e sem dobras circulares em suas extremidades, sobre a resistência flexional de espécimes em resina acrílica PMMA autopolimerizável. Os fios mediam 0,41; 0,64; 0,91; e 1,30 mm de diâmetro. Foram confeccionados espécimes em forma de barra por meio da técnica da saturação e os diversos fios foram posicionados no seu terço inferior. De acordo com os autores, essa localização dos fios permite uma maior resistência do espécime às forças de tração. Após a realização de um teste de carga de três pontos para a verificação da resistência flexional das amostras, constatou-se o aumento significativo na resistência da resina quando esta foi reforçada com fios de diâmetros a partir de 0,41 mm, apresentado uma dobra na sua extremidade. O maior valor médio de resistência foi encontrado com a utilização do fio de maior diâmetro.

Nenhuma vantagem foi observada na confecção de dobras nas extremidades dos fios.

Yazdanie, Mahood84, em 1985, investigaram a resistência flexional e o módulo de elasticidade de espécimes, em forma de barras, em resina acrílica PMMA termo-polimerizável, quando reforçados com fibra de carbono em diversas concentrações em peso. Observaram que as amostras reforçadas com essas fibras são mais resistentes e rígidas que aquelas não reforçadas. As fibras dispostas numa única direção, no sentido do longo eixo do espécime, resultaram em espécimes mais 17 Revisão de Literatura

resistentes. Evidenciaram, além disso, uma relação positiva entre a concentração de fibras, a resistência flexional e a rigidez, porém, maiores concentrações podem dificultar a inserção dessas fibras à mistura da resina.

Ekstrand, Ruyter, Wellendorf15, em 1987, investigaram as propriedades flexionais de uma resina acrílica PMMA associada às diferentes concentrações de três tipos de fibras de carbono. Estudaram, além disso, a adesão dessas fibras à matriz resinosa e a influência da imersão em água sobre essas propriedades. Os autores elegeram a resina PMMA por ser um material utilizado extensivamente na Odontologia apesar de sua baixa resistência relativa à flexão quando sob influência de umidade.

Concluíram que o módulo de elasticidade aumenta proporcionalmente à

concentração dessas fibras. As fibras unidirecionais produziram o maior aumento das propriedades flexionais, porém, somente neste grupo, a imersão em água foi negativamente relevante. Os autores relataram a dificuldade de se testar os polímeros dentais em laboratório, já que este ambiente não simula a complexidade do meio oral. Defenderam, portanto, a execução desses testes sob condições observadas na boca, como a umidade relativa de 100% e a temperatura de 37°C.

Berrong, Weed, Young5, em 1990, comentaram que as resinas PMMA têm

sido aplicadas com sucesso em várias áreas da Odontologia. São materiais de fácil manipulação, porém, com algumas propriedades mecânicas limitadas. Sustentaram que as áreas críticas de próteses realizadas com essas resinas, como por exemplo, as regiões de pouca espessura, devem ser reforçadas prevenindo fraturas. Os autores elaboraram um estudo para avaliar o efeito de diversas concentrações, em Revisão de Literatura 18

peso, de fibras à base de aramida na resistência ao impacto de espécimes confeccionados em resina acrílica PMMA termo-polimerizável.

Nos espécimes com fibras nas concentrações de 1% e 2% as fraturas foram em “galho verde” mantendo os dois fragmentos unidos. Todas as amostras reforçadas foram significantemente mais resistentes que o grupo controle não reforçado, sendo que, quanto maior a concentração da fibra, maior foi a resistência ao impacto. Tal material composto de fibras sintéticas de aramida, segundo os autores, tem sido indicada para restaurações dentárias onde a resistência é essencial. Essas fibras têm maiores valores de módulo de elasticidade e resistência à tração que o aço, e por isso têm sido empregadas na fabricação de vestimentas à prova de bala, pneus automotivos, mastros de embarcações e partes de aeronaves.

Henry, Bishop, Purt32, em 1990, destacaram que os materiais indicados para a confecção de próteses provisórias estão sempre sujeitos à fadiga e à fratura, particularmente em regiões com espessuras menores e sob efeito de maiores cargas oclusais. Os autores citaram que o método usual de se reforçar essas próteses com fios e malhas metálicas normalmente resulta em um sobrecontorno da restauração, dificultando a sua utilização. Ao contrário, defendem o uso de fibras baseadas em polímeros de alto peso molecular como fator de redução do risco de fraturas e falhas dessas restaurações em resina, principalmente quando utilizadas por longos períodos. Os autores executaram testes de resistência à tração e de resistência flexional em alguns materiais utilizados para confecção de próteses provisórias, incluindo uma resina PMMA autopolimerizável, contendo fibras de poli(etileno). Em ambos os ensaios, testaram o tratamento dessas fibras com silano.

19 Revisão de Literatura

A inclusão de fibras de poli(etileno) silanizadas do tipo longa e unidirecional resultou em espécimes mais resistentes à tração e à flexão. O uso de fibras não silanizadas, porém, diminuiu essas propriedades. Os autores afirmaram que a silanização provoca uma adesão química entre as fibras e a matriz resinosa reduzindo o micro-deslizamento entre elas e, portanto, minimizando a propagação de micro-trincas que, após um período de tempo, podem acarretar numa fratura de todo o conjunto.

Dixon, Breeding9, em 1992, ressaltaram o uso crescente de vários tipos de fibras utilizadas para reforço de resinas baseadas em PMMA. Relataram, contudo, que as fibras de carbono e as de aramida, apesar de sua eficiência comprovada sobre as propriedades mecânicas da resina PMMA, não podem ser usadas em áreas estéticas, a primeira por sua coloração negra e a outra por sua coloração amarelada. Os autores investigaram a resistência flexional de três resinas acrílicas utilizadas para a confecção de bases de próteses totais quando reforçadas com fibras de poli(etileno). Utilizaram uma resina de alta resistência ao impacto, uma resina termo-ativada de polimerização rápida e uma resina foto-polimerizável.

Encontraram em seus resultados que a incorporação das fibras de poli(etileno) aumentou significantemente a resistência flexional somente da resina foto-polimerizável.

Em 1992, Vallittu, Lassila78, declararam que a resina PMMA é freqüentemente reforçada com diferentes tipos de fios metálicos e com fibras de carbono. O uso das fibras de carbono, entretanto, é limitado esteticamente pela sua coloração negra.

Argumentaram que por essa razão se deve eleger reforços que forneçam uma estética mais apropriada, como as fibras de vidro e as de aramida.

Revisão de Literatura 20

Os autores usaram fios metálicos semicirculares, fios metálicos achatados e trançados, fios metálicos cilíndricos de 1,0 mm de diâmetro e uma malha metálica, todos esses, lisos ou jateados com óxido de alumínio, além disso, utilizaram fibras de vidro contínuas e trançadas, fibras trançadas de carbono e fibras trançadas de aramida, com e sem tratamento superficial com silano. Testaram a eficiência de todos esses reforços na resistência flexional de uma resina PMMA através de um teste de carga de três pontos.

Observaram que todos os fios metálicos aumentaram significantemente a resistência à flexão dos espécimes, porém, não houve diferença estatística entre os lisos e os que foram jateados. A malha metálica, contrariamente, não apresentou boas propriedades mecânicas. Com relação às fibras, todas elas reforçaram os espécimes em resina com exceção das fibras de vidro não silanizadas que, ao contrário, diminuíram levemente sua resistência à flexão. As fibras posicionadas de maneira perpendicular ou diagonal à carga não resultaram em diferença nesta resistência. Por fim, concluíram que nenhuma das fibras estudadas teve um efeito tão favorável na resistência à flexão quanto os fios metálicos.

Vallittu63, em 1993, argumentou que a resistência à flexão das próteses provisórias reforçadas com fibras depende da adesão entre a matriz da resina acrílica e a fibra utilizada, e que essa adesão poderia ser melhorada por meio de tratamento dessas fibras com compostos de silano. O autor pesquisou o efeito do uso de duas fórmulas de silano, A174 e AP133, na adesão entre diferentes tipos de fibras e uma resina à base de PMMA. Realizou-se o teste de resistência flexional em espécimes em forma de barra, reforçados por fibras de vidro, carbono e aramida, 21 Revisão de Literatura

todas unidirecionais. Evidenciou-se que somente o composto A174 aumentou significativamente a adesão entre a resina e as fibras de vidro e aramida, porém nenhum dos tipos de silano causou efeito relevante na união entre as fibras de carbono e a resina.

Powell e colaboradores52, em 1994, explanaram que as próteses provisórias devem ter, entre outras características, resistência mecânica aos esforços mastigatórios, já que em algumas circunstâncias são utilizadas por alguns meses durante o tratamento protético reabilitador. Elaboraram um estudo utilizando próteses fixas provisórias reforçadas com fio de aço e fibras de aramida (Kevlar).

Avaliaram a rigidez inicial, a carga no momento da fratura inicial e a unidade de tenacidade, esta última descrita pelos autores como a energia armazenada pela viga da prótese após ter sofrido uma deflexão de 1,0 mm. Confeccionaram próteses provisórias em PMMA, reforçadas com um fio de 0,9 mm de diâmetro, reforçadas com Kevlar, além de um grupo sem reforço. Observou-se que as próteses provisórias com reforços em configuração de “V” - acompanhando a inclinação da própria prótese e, com isso, mantendo-se o mais inferiormente possível - exibiram maior rigidez. O grupo reforçado com o fio 0,9 apresentou rigidez significativamente maior. Não houve diferença estatística entre os valores da carga gerada na primeira fratura. Os autores justificaram os resultados baseando-se na “Lei de flexão das vigas“. Segundo os autores, a referida lei declara que quando uma viga está sob ação de uma carga compressiva no centro e eqüidistante entre dois pontos de suporte, a força aplicada induz tensão de compressão na região superior e tensão de tração na região inferior. Os reforços utilizados nas resinas e polímeros Revisão de Literatura 22

odontológicos são mais eficientes quando posicionados fora do eixo neutro no interior da prótese, o mais inferiormente possível em relação ao centro.

Freqüentemente a fratura tem início no lado de tração, por isso, os espécimes cujos reforços foram posicionados na região mais inferior apresentaram maior resistência à fratura do que aqueles cujos reforços situavam-se mais próximos à superfície oclusal.

Vallittu, Lassila, Lappalainen80, em 1994, citam que as fibras para reforço deveriam ser utilizadas com o propósito de se aumentar a resistência flexional e a rigidez dos materiais poliméricos. Os autores defendem que uma ótima adesão entre as fibras e a matriz do polímero é essencial para o aumento da resistência mecânica. Essa adesão, por sua vez, pode ser conseguida e aumentada pelo uso de um composto de silano. A fim de se compreender o efeito da quantidade de fibras sobre a resistência dos polímeros utilizados em Odontologia, os autores estudaram a resistência flexional de espécimes em resina acrílica PMMA termo-polimerizável reforçados com fibras de vidro, fibras de aramida e fibras de carbono, todas unidirecionais. As fibras foram inseridas no centro do espécime, no sentido vertical, utilizando três concentrações em peso, a depender do tipo de reforço. Os autores observaram em seus resultados, que a incorporação de qualquer uma dessas fibras na resina acrílica aumentou estatisticamente sua resistência à flexão, sendo que esse aumento foi diretamente proporcional à concentração das mesmas. Não foram encontradas diferenças significativas entre os tipos de reforços. Evidenciou-se, porém, a presença de bolhas na interface fibra-resina onde se localizou a fratura. Os autores atribuíram a presença dessas bolhas à contração de polimerização do 23 Revisão de Literatura

monômero metilmetacrilato no qual as fibras foram imersas antes de sua incorporação à massa da resina acrílica, que é de cerca de 20% contra 8% do polímero PMMA.

Vallittu64, ainda em 1994, dando continuidade ao trabalho anterior, pesquisou a influência da imersão prévia em monômero das fibras de vidro sobre a resistência flexional do espécime em resina acrílica. O autor questionou inicialmente se a diferença de contração de polimerização entre a resina mais fluida, em contato direto com as fibras, e a resina que compõe o restante do provisório provocaria uma redução da resistência flexional do espécime. As fibras foram silanizadas e tratadas, antes da confecção do corpo de prova, de duas maneiras: imersão no monômero ou numa mistura polímero/monômero. Concluiu que, diminuindo a contração de polimerização da resina que fica em contato com as fibras, aumenta-se a resistência à flexão do corpo de prova. Essa contração pode ser amenizada pela imersão das fibras numa mistura de polímero/monômero, variando-se a proporção em peso (de 3:8 a 10:8), antes da polimerização do espécime. Por fim, observou-se que a imersão em uma mistura polímero/monômero fornece uma camada mais espessa de resina na superfície da fibra de vidro do que a imersão em monômero apenas.

Vallittu65, em 1995, elaborou um estudo para estabelecer a relação entre o tempo de polimerização e a resistência flexional de espécimes em resina acrílica PMMA termo-polimerizável reforçadas com fibras de vidro unidirecionais e silanizadas. Comparou-se a resistência flexional após processos de polimerização de 45 minutos, 2, 6 e 12 horas, a 80º C e após processos de 6 e 12 horas, com Revisão de Literatura 24

imersão dos espécimes em água fervente durante os 30 minutos finais.

Averiguaram-se também as causas e efeitos dos espaços vazios internos nos corpos de prova reforçados. Dentro do mesmo grupo, com e sem reforço, a resistência não variou significativamente em relação ao tempo de polimerização.

Também não houve relação entre a presença de bolhas de ar entre as fibras e a resistência flexional, fortalecendo a hipótese, de que a resistência flexional é influenciada principalmente pelo contato entre a superfície das fibras e a matriz resinosa, e não pelo contato entre as fibras.

Em 1995, Vallittu, Vojtkova, Lassila82, pesquisaram a resistência ao impacto de espécimes em resina acrílica PMMA termo-polimerizável quando reforçados com fios metálicos de 1,0 mm de diâmetro ou com diferentes concentrações em peso de fibras de vidro unidirecionais e contínuas. As médias de resistência ao impacto dos grupos reforçados foram consideravelmente maiores que aquelas encontradas nos grupos sem reforço. Houve somente uma modesta diferença na resistência entre a utilização de fio e fibras, tendo estas últimas, originado melhores resultados.

De acordo com Hazelton et al.31 em 1995, a resina acrílica PMMA tem sido o material de escolha para a realização de próteses provisórias. Vários materiais e técnicas de reforço têm sido sugeridos. Os autores acrescentam que reforços realizados através de estruturas metálicas fundidas implica em maior custo e tempo de confecção. Investigaram o efeito de algumas variáveis experimentais sobre o desempenho de próteses provisórias em PMMA autopolimerizável, com distância inter-pilares de 23,0 mm: 1) prótese reforçada com fio ortodôntico 0,8 mm de 25 Revisão de Literatura

diâmetro e 2) prótese reforçada com uma fita metálica para confecção de bandas ortodônticas. Avaliou-se a carga quando foi perdido o selamento marginal do cimento nos pilares mesial e distal, além de registrarem a rigidez e a carga no momento da fratura destas próteses. Observou-se que as próteses reforçadas com as matrizes metálicas foram estatisticamente mais rígidas e necessitaram de maior carga para perder o selamento marginal nos pilares. Nenhuma diferença significativa foi notada na resistência à fratura entre as próteses com e sem reforço, entretanto, os autores relataram que os reforços mantiveram as duas peças fraturadas contíguas. Clinicamente, isso reduziria o risco de perda, ingestão ou aspiração da prótese provisória.

Segundo Samadzadeh et al.57, em 1997, os materiais restauradores

provisórios geralmente exibem baixa resistência à fratura, especialmente em casos de próteses com pônticos extensos, de longa duração, localizadas em áreas de maior estresse mastigatório ou em pacientes que apresentam bruxismo. Porém, com a utilização de fibras de diversas composições e desenhos, observa-se um aumento da resistência desses materiais. Os autores avaliaram o efeito do uso de uma fibra trançada à base de poli(etileno) tratada com plasma sobre a resistência à fratura de corpos de prova simulando próteses provisórias com vãos de 22 mm. Os corpos de prova foram confeccionados em PMMA autopolimerizável e em um material restaurador provisório de polimerização dual à base de Bis-GMA. Os tipos de fratura foram analisados e classificados da seguinte forma: (a) parcial, quando a região de conexão da prótese permaneceu intacta e uma porção vestibular ou lingual do pôntico fraturou, separando-se da prótese; (b) não separada, quando houve fratura Revisão de Literatura 26

de um ou ambos os conectores, porém, o conjunto permaneceu unido pela fibra que não se fraturou e (c) catastrófica, quando o pôntico sofreu uma fratura dividindo-o em várias partes que se separaram da prótese. Ao final, verificou-se que o reforço de poli(etileno) aumentou significantemente a resistência à fratura das próteses confeccionadas no material Bis-GMA. No grupo confeccionado com resina acrílica PMMA autopolimerizável, o reforço não conferiu aumento estatisticamente significativo dessa resistência. Todavia, os autores enfatizam que, em ambos os grupos reforçados, o modo de fratura foi mais favorável, ou seja, do tipo parcial ou não separada.

Vallittu, em 199766, executou um trabalho com o propósito de determinar, através da medida de resistência flexional de espécimes reforçados com fibras de vidro, como a interação do silano (γ-metacriloxi -propiltrimetoxisilano) à superfície da fibra vidro é influenciada por diferentes temperaturas e períodos de tempo de polimerização. As fibras de vidro silanizadas foram colocadas em um forno elétrico por vários períodos de tempo, variando-se a temperatura. Após a sua cura, as fibras silanizadas foram inseridas numa mistura de resina PMMA auto-polimerizável em uma concentração, em peso, de cerca de 17%. Os espécimes foram polimerizados com auxílio de pressão de 2 bar a uma temperatura de 40º C. A resistência flexional foi obtida através de um teste de carga de três pontos. Observou que os valores dessa resistência não apresentaram diferença significante entre os espécimes não reforçados e os que receberam fibras não silanizadas. Os maiores valores de resistência foram observados quando a polimerização do silano ocorreu por 120

minutos à temperatura de 100ºC. As imagens obtidas do microscópio eletrônico de 27 Revisão de Literatura

varredura mostraram que não houve qualquer partícula de resina aderida às fibras não silanizadas, e que algumas partículas de PMMA foram detectadas na superfície das fibras de vidro quando estas foram previamente tratadas superficialmente com silano polimerizado a uma temperatura acima de 22ºC. Para o autor, se torna essencial a polimerização do silano em temperaturas maiores que a ambiente previamente a sua adição à resina PMMA.

Vallittu68, ainda em 1997, apresentou resultados preliminares de um estudo clínico que avaliou a utilização de fibras de vidro no reparo das bases de doze próteses totais e dez próteses parciais removíveis. A avaliação foi feita após 13

meses de uso, em média. Muitas das próteses utilizadas nesse estudo já tinham história de fratura recorrente de sua base em PMMA. Utilizou-se para o reparo, fibras de vidro unidirecionais e silanizadas. Houve recorrência da mesma fratura somente em duas próteses. Em outras seis, as fraturas ocorreram em novas posições. Com base nesses resultados o autor suporta o uso dessas fibras no reparo de próteses removíveis, totais ou parciais, observando cuidadosamente as áreas de maior tensão, nas quais elas devem ser inseridas. O autor finaliza relatando que, apesar dos resultados serem promissores, há necessidade de uma avaliação mais longa.

Vallittu69, em 1997, estudou a influência da inclusão de fibras trançadas de poli(etileno) de alto peso molecular, tratadas com gás de plasma, sobre a resistência flexional de espécimes em resina acrílica PMMA auto-polimerizável. As fibras, em uma ou duas camadas, foram inseridas no terço inferior dos corpos e o ensaio realizado foi um teste compressivo de carga de três pontos. Os resultados Revisão de Literatura 28

evidenciaram uma melhora, embora modesta, na resistência flexional dos espécimes. Baseado na análise microscópica eletrônica de varredura dos espécimes fraturados, o autor atribuiu o pequeno aumento na resistência dos espécimes à falta de união adequada entre a matriz resinosa e a fibra.

Miettinen, Vallittu48, em 1997, explicaram que a resina acrílica PMMA tem sido utilizada como matriz polimérica para compostos reforçados com fibras. O uso dessa resina, entretanto, apresenta alguns problemas, já que uma das dificuldades encontradas é a inadequada impregnação das fibras pela matriz de PMMA. A efetiva impregnação das fibras permitiria um contato mais íntimo com a matriz aumentando a resistência do composto. Um dos mecanismos para melhorar a adesão entre as fibras e o PMMA é a aplicação de uma solução fluida de PMMA-MMA sobre a fibra ou sua imersão em monômero MMA. Essas duas técnicas, porém, aumentam a quantidade de monômero residual e a sua conseqüente liberação do composto resina-fibra. Com a proposta de estudar esse problema, os autores realizaram uma pesquisa para se determinar a liberação de monômero MMA residual em água, por espécimes em resinas acrílicas PMMA auto e termo-polimerizáveis, com e sem a adição de reforço à base de fibras de vidro. Utilizou-se barras com fibras de vidro contínuas, unidirecionais e silanizadas, umedecidas com cerca de 10 gotas de monômero antes de sua incorporação à resina. As amostras em resina termo-ativada foram imersas em água fervente por 45 minutos, enquanto os espécimes em resina auto-polimerizável foram polimerizados sob pressão e temperatura de 45º C, durante 10, 30 e 60 minutos. O ciclo de polimerização foi determinante no conteúdo de monômero residual liberado. Um menor tempo de polimerização resultou em uma 29 Revisão de Literatura

maior liberação desse monômero. Nos espécimes reforçados obtidos com a resina ativada quimicamente, a quantidade de monômero residual foi semelhante àqueles sem reforço, entretanto a liberação de monômero nas amostras termo-polimerizáveis, com e sem reforço, foi significantemente menor que as autopolimerizáveis.

Vallittu, Narva79, também em 1997, compararam a resistência ao impacto de uma resina acrílica PMMA auto-polimerizável quando reforçada com fibras de vidro ou com uma associação de fibras de vidro e fibras de aramida. Espécimes em forma de barras foram confeccionados e quando foi utilizado o reforço adicional, este foi posicionado no lado onde há maior tensão de tração no interior do corpo de prova, isto é, mais inferiormente.

A utilização de fibras de vidro silanizadas aumentou consideravelmente a resistência ao impacto do polímero auto-polimerizável. Observaram, entretanto, que o efeito da inclusão de fibras adicionais no lado de tensão, tanto de aramida quando de vidro, não foi relevante nessa resistência.

Vallittu, em 199767, avaliou a espessura da camada superficial não-

polimerizada de uma resina acrílica PMMA auto-polimerizável, através da medição da camada de inibição, quando adicionada fibras de vidro em seu interior. Utilizou 3

proporções de pó-líquido, em peso, diferentes: 10:8, 10:9 e 10:10. A camada de inibição consiste numa porção da resina, desde a sua superfície a uma profundidade variável, que é submetida à ação inibitória do oxigênio em relação à polimerização.

Essa camada foi avaliada através de uma técnica microscópica de luz polarizada.

Os espécimes foram polimerizados sob pressão (300 kPa) e calor (55,0ºC) por 15

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minutos. Os resultados evidenciaram que a proporção pó-líquido da mistura de PMMA e a adição de fibras de vidro influenciaram significantemente na espessura da camada de inibição. Os autores observaram que utilizando uma maior relação pó-

líquido, ou seja, provocando uma mistura mais viscosa, menor foi a camada de inibição, e que essa camada foi maior nos espécimes com fibras em seu interior.

Concluem ratificando a importância de uma boa impregnação da fibra pela mistura da resina para que se evitem espaços vazios nessa interação, que agem como áreas de armazenamento de oxigênio inibindo a polimerização de áreas da resina PMMA.

De acordo com Vallittu72, em 1998, a utilização de fibras como reforço dos polímeros odontológicos tem fornecido melhores resultados mecânicos do que os fios metálicos. Determinou-se resistência à fratura de corpos de prova semelhantes a próteses provisórias de três unidades com vãos de 10,0 mm, sendo dois pilares e um pôntico, quando reforçados apenas com fibras de vidro unidirecionais ou associadas à forma trançada. Utilizou uma mistura de pó da resina PMMA e líquido do monômero n-butilmetacrilato, e as fibras foram distribuídas de três formas: uma, duas ou três fibras unidirecionais. Foram também confeccionados espécimes contendo três fibras unidirecionais e uma trançada. A vantagem das fibras empregadas nesse estudo seria a sua pré-impregnação com um polímero que possibilita maior adesão à matriz polimérica. Os corpos de prova foram submetidos a um teste compressivo de carga de três pontos. Observou-se que a adição das fibras aumentou significativamente a resistência à fratura das próteses, embora, segundo o autor, o posicionamento das fibras não tenha sido o ideal, ou seja, não foram 31 Revisão de Literatura

inseridas na sua parte inferior onde se concentraram as tensões de tração. Por fim, o uso da fibra trançada próxima aos pilares aumentou a resistência dos retentores.

Em 1998, Stipho59 mencionou os diversos tipos de fibras utilizados com a finalidade de melhorar as propriedades mecânicas das resinas à base de PMMA utilizadas em próteses provisórias. Segundo o autor, as fibras de aramida e carbono são reforços eficazes, porém não fornecem uma boa estética, assim como os fios e malhas metálicas, que normalmente exigem um sobrecontorno em regiões menos espessas da prótese. As fibras de poli(etileno), apesar de fornecerem características estéticas ao composto reforçado, não são práticas, exigindo cuidados na sua manipulação. Por outro lado, defendeu que as fibras de vidro apresentam maior potencial como reforço das restaurações provisórias. O autor procurou estudar o efeito de diversas concentrações de fibras de vidro na forma de pequenos feixes, nas propriedades mecânicas de uma resina autopolimerizável à base de PMMA.

Avaliou-se a resistência flexional, a deformação e o módulo de elasticidade dos espécimes em resina, variando a concentração em peso (1%, 2%, 5%, 10% e 15%) das fibras na sua mistura. Encontrou-se um aumento significativo na resistência flexional dos grupos reforçados com as concentrações de 1% e 2% de fibras, ao passo que, maiores concentrações provocaram diminuição dessa resistência. Além disso, a deformação no momento da fratura foi estatisticamente maior no grupo com a concentração de 1%. O autor finalizou ratificando que altas concentrações de fibras de vidro incorporadas à mistura da resina resultam na perda de homogeneidade e aumento da porosidade, provocando a redução de sua

resistência.

Revisão de Literatura 32

Vallittu71, também em 1998, fez um estudo motivado a determinar

experimentalmente a resistência à tração e o módulo de elasticidade de compostos em resina acrílica PMMA auto-polimerizável reforçados com fibras de vidro unidirecionais. Espécimes medindo 16 x 3 x 2 mm foram confeccionados em um desenho em forma de alteres, próprio para testes de tração, adicionando fibras em diversas concentrações em peso, longitudinalmente e paralelas à força. Esses corpos de prova foram mantidos em água a 37ºC durante quarenta dias.

Evidenciou que os espécimes reforçados com 14,8 % em peso de fibras

tiveram sua resistência à tração e módulo de elasticidade aumentados

significantemente. Esses valores, entretanto, foram menores que os encontrados através de um cálculo teórico, considerando os materiais puros, secos e totalmente aderidos uns aos outros. O autor percebeu que essa diferença foi encontrada por uma diversidade de variáveis tais como: a imersão em água, a dificuldade de se obter uma interface resina-fibra com uma adesão mais forte e a característica multifásica do PMMA usado na Odontologia, justificando sua heterogeneidade.

Explicou ainda que o PMMA é polimerizado a partir de uma mistura de pérolas pré-

polimerizadas de PMMA e o monômero líquido MMA, formando um polímero

multifásico contendo uma matriz polimérica, pérolas de PMMA e uma rede polimérica interpenetrando estes dois componentes.

Vallittu, Ruyter, Ekstrand81, em 1998, determinaram as propriedades flexionais de dois polímeros à base de PMMA, um auto e outro termo-polimerizável, quando reforçados com fibras de vidro contínuas ou com fibras de sílica, em função do tempo de armazenamento em água. Espécimes em forma de barra foram

33 Revisão de Literatura

submetidos a um teste de carga de três pontos para avaliação do limite da resistência flexional à fratura, após a imersão em água destilada, durante 2, 4, 12, 24 e 48 semanas. Em seus resultados, observou-se que o armazenamento em água diminuiu significativamente a resistência flexional dos espécimes sem reforço, evidenciando o efeito plastificante resultado da interação das moléculas de água com a estrutura do polímero. A resistência flexional também decresceu nos espécimes reforçados, tanto com as fibras de vidro quanto com as de sílica, sendo que os reforçados com fibras de sílica sofreram maior redução na resistência.

Verificou-se ainda que a adesão entre as fibras e a matriz da resina diminuiu com a imersão em água, porém os espécimes reforçados com fibras de vidro sofreram menor redução nessa adesão. Os autores explicaram que as regiões das fibras que não sofreram uma boa impregnação pela resina causaram porosidades que, provavelmente, aumentaram a absorção de água levando à diminuição da

resistência flexional, sendo que as fibras de sílica apresentaram-se menos impregnadas pela resina do que as fibras de vidro.

Chung, Lin, Wang, em 19988, avaliaram o efeito de fibras de vidro,

posicionadas de diversas formas, sobre a resistência flexional de uma resina acrílica autopolimerizável PMMA para confecção de restaurações provisórias. Inseriram as fibras, na concentração de 1% em peso, nos espécimes em forma de barra nas seguintes posições: no terço superior, no terço médio, no terço inferior e uma dupla camada de fibras contidas no terço superior e no terço inferior do espécime. Além disso, incluíram as fibras de vidro cortadas em pequenos pedaços na mistura da resina nas concentrações de 1 a 8%, em peso. Os espécimes foram submetidos a Revisão de Literatura 34

um teste de carga de três pontos para registro da carga máxima suportada.

Observaram em seus resultados que os espécimes que portavam as fibras de vidro no seu terço inferior e nos terços inferior e superior formando a dupla camada apresentaram significantemente melhores resultados de resistência flexional.

Naqueles em que as fibras foram inseridas na mistura de resina, quando foi utilizada uma concentração acima de 4% em peso, houve um aumento significante da resistência à flexão. Os autores, por fim, discutem que a resistência alcançada com a inclusão de fibras de vidro na resina excede a resistência do material e que as restaurações realizadas desta maneira podem ser mais duradouras e as fraturas na região do conector podem ser evitadas.

Vallittu73, em 1999, relatou que a resistência flexional dos polímeros à base de PMMA usados em próteses provisórias pode ser ligeiramente aumentada pelo uso de reforços metálicos, entretanto, a influência desses reforços sobre a resistência à fadiga é questionável. As fibras de vidro, por sua vez, podem oferecer tanto características estéticas quanto melhores propriedades mecânicas, incluindo aumento da resistência à fadiga. Um dos requisitos para a eficiência dessas fibras é que elas mantenham uma ótima união com a matriz do polímero PMMA. A boa impregnação das fibras, portanto, concorre pelo aumento dessa adesão. Motivado por essa afirmativa, o autor pesquisou a resistência à flexão de polímeros à base de PMMA auto e termo-polimerizáveis utilizados para a confecção de bases de próteses totais e fixas provisórias, quando reforçados com um sistema de fibras de vidro unidirecionais e trançadas, pré-impregnadas com um polímero poroso. A impregnação presente na superfície das fibras facilita o molhamento pela mistura 35 Revisão de Literatura

polímero/monômero. Esse molhamento leva à plastificação por dissolução da camada de polímero poroso. Após a obtenção dos espécimes, segundo as normas ISO, realizou-se o teste de carga de três pontos. Observou que ambos os reforços aumentaram significativamente a resistência flexional dos polímeros estudados. A resistência encontrada com as fibras unidirecionais foi maior que a oferecida pelas fibras trançadas. A análise microscópica eletrônica, por fim, evidenciou que ambas as fibras foram bem impregnadas pela matriz do polímero utilizado.

Taner et al60, 1999, avaliaram e compararam a resistência ao impacto e à tração de uma resina à base de PMMA termo-ativado, a qual foi reforçada com diversas quantidades de fibras de poli(etileno) de alto peso molecular com concentrações variando entre 1% a 10% em peso, sem qualquer tratamento ou modificação química superficial destas fibras. Encontraram em seus resultados, uma relação linear existente entre a concentração de fibra e a resistência ao impacto, não existindo diferenças significativas somente quando as concentrações foram entre 1%

e 2%. A concentração de 10% em peso das fibras resultou nos maiores valores dessa resistência.

Sobre a resistência à tração, os autores observaram uma diminuição inicial nesta propriedade associada com a inclusão de fibras na mistura, tendo uma pequena recuperação quando a concentração alcançou 5%. A adição de fibras além dessa concentração diminuiu drasticamente a sua resistência à tração. Os autores relataram que embora clinicamente o alongamento por tração muitas vezes não alcance o seu limite de resistência, os resultados não podem ser subestimados.

Revisão de Literatura 36

Nohrström, Vallittu, Yli-Urpo50, em 2000, defenderam que a qualidade das próteses parciais fixas provisórias depende de uma boa integridade marginal, adequada rigidez e resistência suficiente para resistir às cargas mastigatórias. A rigidez e a resistência são resultados do tipo de polímero e do possível tipo de reforço utilizado. Os autores concordaram que os polímeros mais utilizados são baseados em PMMA ou em uma variação do mesmo. No que diz respeito aos reforços, explicaram que as fibras de poli(etileno) apresentam a desvantagem de não permitir uma boa adesão entre a matriz polimérica e sua superfície. As fibras de vidro, ao contrário, por possibilitarem a sua silanização apresentam uma boa adesão com a matriz de PMMA, aumentando seu potencial de reforço desses materiais. Os autores, sustentados por essas informações, estudaram a influência da posição e do número de fibras de vidro com arranjos unidirecionais ou entrelaçados, na resistência à fratura de próteses provisórias confeccionadas com uma mistura do polímero PEMA e o monômero n-butilmetacrilato. Avaliou-se, além disso, a influência da distância entre os pilares sobre a resistência e o posicionamento das fibras: na superfície oclusal dos preparos dos pilares, na superfície inferior do pôntico e em ambas as posições. Foram confeccionadas próteses com vãos de 10,0, 17,0 e 19,5

mm. Os autores concluíram que a utilização de fibras posicionadas na parte inferior do pôntico, associadas a um primeiro reforço localizado próximo à superfície oclusal dos pilares, aumentou a resistência à fratura dos corpos de prova. A eficiência dos reforços foi mais evidente quando se utilizaram próteses com vãos mais extensos.

Vallittu, em 200074, relatou que as fibras de vidro são os reforços mais utilizados na área de prótese odontológica em função de suas boas qualidades 37 Revisão de Literatura

estéticas e boa adesão à matriz dos polímeros através do uso do silano. Em um ambiente úmido como a cavidade bucal, entretanto, pode haver indução de efeitos corrosivos na superfície das fibras de vidro causada pelas moléculas de água que se difundem através da matriz polimérica. Isso pode levar à redução das propriedades mecânicas em função de mudanças estruturais do material que compõe a prótese. A partir dessa afirmativa, avaliou as propriedades flexionais de duas resinas PMMA, uma termo-polimerizável e outra auto-polimerizável, reforçadas com fibras de vidro e fibras de sílica após o armazenamento em água por, 2, 4, 12, 24, 48 e 180 semanas (3 anos e 9 meses). Confeccionou espécimes retangulares em forma de barra onde incluíram ambas as fibras previamente silanizadas. A resistência flexional, em função do tempo de armazenamento em água, apresentou uma diminuição de 27%

e 33%, quando se utilizou as fibras de vidro e sílica, respectivamente, e um decréscimo de 22% nos espécimes sem reforço. O módulo de elasticidade, da mesma forma apresentou uma diminuição de seus valores em função do tempo de imersão em água, exceto para o grupo reforçado com as fibras de vidro. O autor discute que a redução na resistência flexional e na rigidez de um composto reforçado com fibras de vidro pode ser causada, principalmente, mais pelo efeito plastificante produzido pela sorção de moléculas de água pela matriz polimérica que por mudanças na interface entre essa matriz e a fibra.

Lastumäki, Lassila, Vallittu, em 200145, defenderam que é necessário se reforçar os polímeros utilizados na Odontologia, em função de suas propriedades mecânicas inadequadas, tais como a resistência à flexão e à rigidez. Avaliaram as propriedades mecânicas de uma resina à base de poli(amida) reforçada com fibras Revisão de Literatura 38

de vidro, indicada para a confecção de próteses parciais fixas em resina, quando armazenada por 3 meses em água ou ambiente seco. Utilizaram espécimes retangulares em forma de barra que foram submetidos a um teste de carga de três pontos para registro da resistência flexional e do módulo de elasticidade.

Observaram que o armazenamento em água diminuiu significantemente ambas as propriedades estudadas. A absorção de água, segundo os autores, pela resina poli(amida) pode resultar em uma hidrólise de sua cadeia polimérica, aumentando a degradação da superfície das fibras, e promovendo um efeito plastificante da matriz da resina.

Conforme Bae et al, em 20011, a maneira como as fibras participam do

aumento da resistência à fratura de uma resina é dependente da composição dessa fibra, de sua orientação, concentração em peso, e de sua adesão com a matriz resinosa. O efeito de diversos reforços, com diferentes composições e desenhos, com e sem pré-impregnação de sua superfície, na resistência flexional e no módulo de elasticidade de uma resina composta, foi objeto de seu estudo. Utilizaram uma fibra de poli(etileno), uma fibra de poli(aramida) ou kevlar, e três fibras de vidro. Do total, apenas duas fibras de vidro foram pré-impregnadas com uma matriz Bis-GMA.

Os reforços foram posicionados no terço inferior dos espécimes em forma de barra, que após 24 horas de sua confecção e imersos em água destilada, foram submetidos a um teste de carga de três pontos. Em seus resultados, observaram que em relação ao módulo de elasticidade, ou seja, sua rigidez, uma das fibras de vidro pré-impregnadas e as fibras de aramida geraram valores maiores que as demais. O uso da fibra de poli(etileno), por sua vez, mostrou uma diminuição dessa 39 Revisão de Literatura