polimerização

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FOTOPOLIMERIZAÇÃO E FOTOPOLIMERIZADORES PRÉ-AULA E AULA A matriz orgânica das resinas compostas é a parte quimicamente ativa do material. Como ocorre o processo de polimerização? Por meio da ativação de um sistema acelerador-iniciador que, em uma análise simplista, gera radicais livres, que quebram as duplas ligações (carbono-carbono) dos monômeros e, em seguida, geram novos radicais livres, que promovem a união dos monômeros em Nos compósitos de uso mais comum, a reação acelerador-iniciador pode ocorrer de três diferentes formas: 1. - o acelerador e o iniciador ficam em embalagens diferentes e a reação inicia-se quando as duas pastas são misturadas; 2. Polimerização física um físico (sob forma de uma luz azul) ativa o iniciador, que reage com uma amina orgânica; 3. dual é ativada tanto de forma química como física. ATENÇÃO Monômeros de baixo peso molecular: alta contração de polimerização; Monômeros de alto peso molecular: baixa contração de polimerização, porém muito (pouco maleável); Monômeros e baixo e alto peso molecular: contração de polimerização mediana REAÇÃO FOTOQUÍMICA Ocorre em 4 fases: ativação, iniciação, propagação e terminação, resultando na formação de uma cadeia polimétrica através de ligações cruzadas. o primeiro passo da reação é a excitação do agente fotossensível (ativação), normalmente a canforoquinona (CQ), por meio da absorção de fótons irradiados por fontes de luz dentro da faixa espectral entre 400 e 500 nanômetros e subsequente modificação de sua conformação espacial para um estado excitatório ou reativo (doador de elétrons), denominado estado tripleto. Nesse estado, a CQ reage eletronicamente com uma amina terciária - DMAEMA, que, por sua vez, doa umelétron de sua camada de valência formando um complexo reativo (excipleto). Essa transferência intermolecular de elétrons entre o agente fotossensível reativo e a amina terciária induz à formação de radicais livres (iniciação), constituindo moléculas extremamente energéticas e responsáveis por iniciar o processo de formação das cadeias poliméricas a partir da quebra das ligações duplas de carbono (C=C) existentes nas moléculas dos monômeros. ATENÇÃO! PPP e Lucerina (400-450nm) - outros PPD LUCERINA Por meio dessa reação, as cadeias poliméricas são gradativamente estruturadas em uma rede tridimensional (propagação), por meio de ligações intermoleculares que podem ser do tipo linear e/ou cruzadas. Forse de luz Estado H H H H H C C Reação em H Polimero À medida que os monômeros são consumidos, o módulo de elasticidade do material aumenta, tornando-o mais rígido e dificultando progressivamente a reação química entre os elementos, sendo essa fase da reação denominada terminação. FATORES QUE INFLUENCIAM A ESTRUTURA FINAL 1. A irradiância ou densidade de potência (dp); 2. o tempo de polimerização (t);3. A combinação entre a intensidade de luz e o tempo denominada densidade de energia (DE); 4. o modo de aplicação da luz (técnica de 5. o comprimento de onda emitido pelo aparelho fotoativador; 6. A concentração e o tipo de agente ATENÇÃO! Para se estabelecer uma correspondência prática e similaridade em termos de uma densidade de energia (t dp), deve-se aumentar o tempo de fotoativação para aparelhos que emitem menor densidade de potência; Os profissionais deveriam ter conhecimento da densidade de potência (mW/cm2) e da aferição sistemática de seus aparelhos fotoativadores para estabelecer o tempo de polimerização ideal do material restaurador dentro do contexto de energia ótima de polimerização. FONTES DE LUZ 1. Lâmpada halógena Efetividade comprovada e do custo relativamente baixo; Funcionam por um filamento de tungstênio protegido por um sistema de cápsula de quartzo que contém gás halogênio e é conectado a um eletrodo para passagem de corrente elétrica; Emite radiação eletromagnética em forma de luz visível em uma extensão de 300 a 1.000 nanômetros (largo espectro), conseguindo cobrir toda a faixa de absorção da canforoquinona (CQ) e parte da absorção de outros fotoiniciadores; É necessária a utilização de filtros que impedem a passagem de comprimentos de ondas abaixo de 390 nanômetros e acima de 500 nanômetros (380 a 760nm), e de um sistema de ventilação. 2. LED (diodo emissor de luz) o LED (450nm a 490nm) constitui uma combinação de dois diferentes semicondutores: um tipo n, que tem excesso de elétrons, e outro do tipo p, que tem falta de elétrons; A energia que o elétron possui é liberada na forma de fótons de luz, em uma faixa espectral relativamente estreita, sem a necessidade de implementação de artefato para filtragem da luz. Os aparelhos à base de LED podem ser classificados em primeira, segunda e terceira geração em função do número de LEDs, da densidade de potência emitida e da faixa espectral;Geram menos calor e podem ser portáteis, sem fio e recarregáveis; 1° geração apresentavam baixa densidade de potência (100 a 150 mW/cm2), alcançando graus de polimerização semelhantes aos da lâmpada halógena; geração foi incorporado um único LED, com 1 W a 5 W de potência, com aumento correspondente da densidade de potência (entre 600 e 1.500 mW/cm2), maior profundidade de polimerização em menor tempo operacional, mas com geração acentuada da temperatura nos aparelhos com maior fluxo radiante, e necessidade de incorporação de um sistema de ventilação; geração fontes de luz com faixas espectrais compatíveis que emitem diferentes comprimentos de onda, entre 375 nanômetros (faixa do violeta) e 510 nanômetros (faixa do azul); De acordo com Vandewalle e colaboradores, esses AP arelhos de LED (segunda e terceira gerações) proporcionaram graus de conversão similar ou superior em relação às fontes de lâmpada halógenas. ESTRATÉGIAS PARA REDUÇÃO DA CONTRAÇÃO DE POLIMERIZAÇÃO Complexo processo de reação por adição: aproximação das moléculas dos monômeros, onde a distância inicial de 0,3 nanômetros a 0,4 nanômetros entre as determinadas pelas forças de Van der Waals, passa para 0,15 nanômetros, em decorrência das ligações covalentes estabelecidas durante a reação de polimerização, resultando em uma redução no volume do material. Redução de volume: contração de polimerização, que pode acarretar na formação de espaço entre o dente e a restauração, potencializando os efeitos da microinfiltração marginal. 1. Uso de bases cavitárias de cimento de ionômero de vidro; 2. Modulação da fotoativação; 3. Técnica incremental de inserção da resina composta; 4. Controle do fator-C de configuração cavitária; 5. Desenvolvimento de monômeros alternativos aos metacrilatos. CINÉTICA DA REAÇÃO DE POLIMERIZAÇÃO Durante a reação de polimerização da resina composta, três momentos ou durações do comportamento visco- elástico do material são identificados e relacionam-se diretamente com a contração: pré-gel; gel; e pós-gel.1. Pré-gel: o material apresenta um módulo elástico inicial baixo e é, por isso, capaz de sofrer uma deformação transitória pelo rearranjo molecular das cadeias poliméricas formadas em posições mais estáveis; 2. Gel: fase intermediária da reação em que a resina composta se altera de uma pasta plástica e viscosa para um sólido rígido. Essa capacidade de rearranjo molecular sofre a influência direta de dois fatores: a densidade de potência inicial irradiada; e o fluxo de escoamento do 3. Pós-gel: a mobilidade molecular diminui e a rigidez do polímero não mais permite uma deformação elástica suficiente para compensar a contração de polimerização. Atenção: dependendo da densidade de potência, um número maior de fótons conseguirá penetrar mais profundamente, favorecendo a rápida formação de radicais livres indutores da polimerização. Apesar dessa vantagem, evidencia-se claramente na literatura cientifica o efeito desfavorável da aplicação de altas densidades de potência (mW/cm2), com inferência no comportamento viscoelástico no material, no aumento do módulo de elasticidade, no estresse gerado pela rápida velocidade de reação, bem como aumento da temperatura e da contração de polimerização. Estabelece-se ao profissional o seguinte paradoxo: empregar alta densidade de potência para possibilitar maior efetividade de polimerização do material e ter a incerteza dos efeitos subsequentes da maior indução de contração de polimerização ou, então, utilizar menor assegurando menores valores de contração, mas ter a indefinição no tocante às propriedades do polimero formado. Em decorrência das implicações inerentes ao processo físico-químico de fotoativação, a literatura traz evidências científicas para minimizar a indução da contração de poli- merização das resinas compostas, especialmente nos segundos iniciais de ativação, por meio de protocolos que promovem a modulação da irradiação luminosa, com diminuição da densidade de potência nos primeiros dez segundos e aumento subsequente da irradiância, de acordo com a densidade de potência máxima do aparelho. Isso fornece uma condição favorável para a redução da contração de polimerização, com melhorias potenciais sobre a adaptação marginal das restaurações sem comprometimento do grau de conversão da resina composta. A determinação de um protocolo de fotoativação considerado ideal, implicando um final formado com resistência mecânica ao desgaste e estabilidade estrutural clinicamente aceitável diante dos desafios intermitentes ou dos esforços oclusais e agentes químicos, tem sido alvo permanente dos pesquisadores. Entretanto, esse objetivo ainda não foi alcançado por causa da complexidade do processo de polimerização das resinas compostas e do grande número de fatores de variação envolvidos.TÉCNICAS DE FOTOATIVAÇÃO Modo contínuo de irradiação A luz é aplicada no material restaurador sem interrupção, ou seja, durante todo o tempo de fotoativação a luz não sofre nenhuma pausa ou intervalo na irradiação. São quatro as técnicas existentes nesse modo: Uniforme contínuo ou convencional - se refere à irradiação do material restaurador com uma densidade de potência predeterminada e por um período de tempo definido. Embora seja a técnica mais conhecida e mais utilizada pelos profissionais, pode propiciar, quando do emprego de fontes de luz que emitem altas densidades de potência, uma rápida reação de polimerização, com menor fase pré-gel, o que induz a uma tensão maior na interface dente-restauração e possibilita o comprometimento do selamento marginal. Gradual (ou soft-start) - utiliza uma baixa densidade de potência inicial por um curto período de tempo para que se aplique continuamente uma densidade de potência convencional por maior período de tempo. Como exemplo, podem-se empregar 200 mW/cm2 por 10 segundos, seguidos de 600 mW/cm2 por 30 segundos. Em função da menor densidade de potência inicial utilizada, essa técnica permite que a fase pré-gel da resina composta seja prolongada, favorecendo o relaxamento das tensões e melhorando a adaptação marginal das restaurações. Como a densidade de potência final utilizada é maior, proporciona energia suficiente para um adequado grau de conversão e, consequentemente, propriedades mecânicas satisfatórias, tornando-se uma opção efetiva quando da fotoativação com fontes de luz com alta densidade de potência. Gradual exponencial (ou ramp) - inicia-se a fotoativação com uma baixa densidade de potência e, gradualmente, em função do tempo, aumenta-se para uma alta densidade de potência. o conceito apresentado pela técnica é interessante, no entanto oaumento da densidade de potência se processa de forma muito rápida em um curto período de tempo geralmente de 5 segundos não favorecendo o escoamento do material e o alívio das tensões. Alto pulso de energia - essa técnica foi desenvolvida no intuito de diminuir o tempo necessário para polimerizar cada incremento de resina e, consequentemente, o tempo clínico da confecção da restauração. Um alto pulso de energia é emitido por um período muito pequeno de tempo, como o uso de 800 a 2.800 mW/cm2 em um tempo de 3, 10 ou até mesmo 20 segundos. Entretanto, esse protocolo ocasiona uma reação de polimerização extremamente rápida, com uma fase pré-gel muito curta ou inexistente, repercutindo em altos índices de tensão de contração, com consequente prejuízo à interface restauradora em virtude da maior infiltração marginal. Modo descontínuo de irradiação No modo por sua vez, a luz irradiada sobre o material restaurador apresenta intervalos de tempo entre uma aplicação e outra, os quais podem variar de 1 a 5 minutos. A técnica mais conhecida denomina-se: Pulso interrompido, ou pulso tardio, ou, ainda, pulse delay - essa forma de irradiação visa promover um aumento da fase pré-gel durante a reação de polimerização, consistindo na aplicação de baixos valores iniciais de densidade de potência em um curto período de exposição, que varia entre 3 e 5 segundos. Deve-se aguardar por um período de 1 a 3 minutos antes da segunda irradiação da resina composta, aplicando- se, na sequência, a densidade de potência total do aparelho fotoativador por um período entre 20 e 40 segundos. o ideal é que a espessura dos incrementos de resina composta seja de até 2 milímetros, pois, quando espessuras maiores são inseridas no preparo cavitário ou a fonte de luz não apresenta densidade de potência suficiente para polimerização em profundidade, as propriedades finais da restauração podem ser comprometidas.Atenção: deve-se estabelecer um procedimento suplementar (pulse delay com complementação) em cavidades mais profundas, com espera de 1 a 3 minutos a cada 2 de inserção da resina no preparo cavitário; em segui- da, promove-se a irradiação com a densidade de potência máxima do aparelho, repetindo esse mesmo procedi- mento para a finalização da restauração.