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Avaliação da dureza superficial de cimentos de ionômero de vidro reforçados por nanotubos de carbono

Evaluation of surface hardness of glass ionomer reinforced cements by carbon nanotubes

Resumos

Introdução

Os cimentos de ionômero de vidro (CIV) são materiais com baixa resistência à tração e ao cisalhamento, mostrando-se, portanto, contraindicados para áreas sujeitas às grandes cargas oclusais.

Objetivo

Avaliar o efeito da incorporação de nanotubos de carbono em CIV por meio de dureza superficial Knoop.

Material e método

Foram confeccionados 48 espécimes, divididos em quatro grupos, de acordo com o tipo de CIV (n=12) – convencional ou de alta viscosidade, incorporados ou não de nanotubos de carbono (NC) a 2%: (A) Vidrion R; (B) Vidrion R + NC 2%; (C) Vitro Molar, e (D) Vitro Molar + NC 2%. Os espécimes foram preparados utilizando-se seringa Centrix, para inserção do material em moldes plásticos, e armazenados em água deionizada por 24 horas. Após polimento, realizou-se o teste de dureza superficial com penetrador do tipo Knoop. Foram realizadas cinco endentações em cada espécime, distanciadas entre si em 100 µm.

Resultado

Os valores médios de dureza foram 58,96 ± 8,29 (A), 34,81 ± 5,78 (B), 60,84 ± 4,91 (C) e 41,97 ± 5,45 (D). O teste ANOVA detectou diferenças estatisticamente significantes para os dois parâmetros estudados, tipo de material (p=0,016) e inclusão de NC (p<0,0001). Pelo teste de Tukey, observou-se que os grupos A e C foram estatisticamente semelhantes (p>0,05), enquanto os grupos B e D apresentaram diferenças significativas (p<0,05). Ao comparar o fator incorporação ou não de NC, observou-se diferença significativa entre os grupos A e B, e entre os grupos C e D (p<0,05).

Conclusão

A incorporação de nanotubos de carbono influenciou negativamente os valores de dureza superficial para os dois tipos de CIV utilizados.

Cimentos de ionômeros de vidro; nanotubos de carbono; testes de dureza


Introduction

Glass ionomer cements (GIC) are materials with low tensile and shear bond strength and therefore contraindicated in areas subjected to high occlusal stress loads.

Aim

To evaluate the effect of incorporation of carbon nanotubes in GICs, conventional or indicated for the Atraumatic Restorative Treatment (ART), through the superficial microhardness test.

Material and method

Forty-eight specimens were prepared and divided into 4 groups according to the type of GIC (n=12): conventional or high viscosity, embedded or not with 2% carbon nanotubes (CN): (A) Vidrion R, (B) Vidrion R + 2% CN, (C) Vitro Molar and (D) Vitro Molar + 2% CN. The specimens were inserted into plastic molds with Centrix syringe and stored in deionized water for 24 hours. After polishing, the superficial hardness was performed with a Knoop indenter. Five indentations were made on each specimen, with distance of 100 micrometers between indentations.

Result

The average hardness values were 58.96 ± 8.29 (A) 34.81 ± 5.78 (B) 4.91 ± 60.84 (C) 41.97 ± 5.45 (D). ANOVA detected significant difference for the two varibales, material (p=0,016) and CN inclusion (p<0,0001). Tukey test revealed that the groups A and C were statistically similar (p>0.05), while the B and D groups showed significant differences (p<0.05). When comparing the incorporation or not of factor CN, there was significant difference between groups A and B and between C and D groups (p<0.05).

Conclusion

The incorporation of CNTs negatively influenced the values of surface hardness for the two types of GIC used.

Glass ionomer cements; carbon nanotubes; hardness tests


INTRODUÇÃO

O Tratamento Restaurador Atraumático (TRA) é uma técnica que se baseia na remoção de tecido cariado por meio da utilização de instrumentos manuais e a restauração da cavidade com um cimento de ionômero de vidro (CIV)1Hammouda IM. Reinforcement of conventional glass-ionomer restorative material with short glass fibers. J Mech Behav Biomed Mater. 2009 Jan;2(1):73-81. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmbbm.2008.04.002. PMid:19627810
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,2Holmgren CJ, Lo EC, Hu D, Wan H. ART restorations and sealants placed in Chinese school children—results after three years. Community Dent Oral Epidemiol. 2000 Ago;28(4):314-20. http://dx.doi.org/10.1034/j.1600-0528.2000.280410.x. PMid:10901411
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. É utilizada em situações em que instrumentos rotatórios convencionais não podem ser utilizados, por falta/escassez de energia elétrica, ou em situações especiais, como bebês, pacientes com necessidades especiais e crianças medrosas e não colaboradoras. A utilização dos CIVs se deve ao fato de serem materiais biocompatíveis; possuírem efeito isolante em relação às alterações térmicas do meio bucal; atuarem como um agente antibacteriano, pela liberação de flúor, e ainda pela possibilidade de manipulação manual1Hammouda IM. Reinforcement of conventional glass-ionomer restorative material with short glass fibers. J Mech Behav Biomed Mater. 2009 Jan;2(1):73-81. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmbbm.2008.04.002. PMid:19627810
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,2Holmgren CJ, Lo EC, Hu D, Wan H. ART restorations and sealants placed in Chinese school children—results after three years. Community Dent Oral Epidemiol. 2000 Ago;28(4):314-20. http://dx.doi.org/10.1034/j.1600-0528.2000.280410.x. PMid:10901411
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.

As propriedades mecânicas e as características clínicas e de manuseio, principalmente dos CIV convencionais, já se encontram bem delineadas na literatura3Zhang F, Xia Y, Xu L, Gu N. Surface modification and microstructure of single-walled carbon nanotubes for dental resin-based composites. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2008 Jul;86(1):90-7. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.b.30991. PMid:18098184
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,4Aoki N, Yokoyama A, Nodasaka Y, Akasaka T, Uo M, Sato Y, et al. Cell culture on a carbon nanotube scaffold. J Biomed Nanotechnol. 2005 Nov;1(4):402-5. http://dx.doi.org/10.1166/jbn.2005.048.
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. Embora o cimento de ionômero de vidro seja o material de escolha para a técnica do TRA, ainda é o principal ponto de falha da técnica, pois não são indicados para áreas de esforços mastigatórios5Kleverlaan CJ, van Duinen RN, Feilzer AJ. Mechanical properties of glass ionomer cements affected by curing methods. Dent Mater. 2004 Jan;20(1):45-50. http://dx.doi.org/10.1016/S0109-5641(03)00067-8. PMid:14698773
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,6Xie D, Brantley WA, Culbertson BM, Wang G. Mechanical properties and microstructures of glass-ionomer cements. Dent Mater. 2000 Mar;16(2):129-38. http://dx.doi.org/10.1016/S0109-5641(99)00093-7. PMid:11203534
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,7Zhan GD, Kuntz JD, Wan J, Mukherjee AK. Single-wall carbon nanotubes as attractive toughening agents in alumina-based nanocomposites. Nat Mater. 2003 Jan;2(1):38-42. http://dx.doi.org/10.1038/nmat793. PMid:12652671
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. Várias tentativas de melhorar as propriedades mecânicas dos CIVs são relatadas na literatura, dentre as quais, temos: incorporação de partículas de vidro8Price RL, Waid MC, Haberstroh KM, Webster TJ. Selective bone cell adhesion on formulations containing carbon nanofibers. Biomaterials. 2003 May;24(11):1877-87. http://dx.doi.org/10.1016/S0142-9612(02)00609-9. PMid:12615478
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,9Kang S, Pinault M, Pfefferle LD, Elimelech M. Single-walled carbon nanotubes exhibit strong antimicrobial activity. Langmuir. 2007 Ago;23(17):8670-3. http://dx.doi.org/10.1021/la701067r. PMid:17658863
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ou hidroxiapatita1010 Akasaka T, Watari F, Sato Y, Tohji K. Apatite formation on carbon nanotubes. Mater Sci Eng C. 2006 May;26(4):675-8. http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2005.03.009.
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à mistura, aceleração da presa com pontas de ultrassom1111 Yap AU, Pek YS, Kumar RA, Cheang P, Khor KA. Experimental studies on a new bioactive material: HAIonomer cements. Biomaterials. 2002 Fev;23(3):955-62. http://dx.doi.org/10.1016/S0142-9612(01)00208-3. PMid:11774854
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, entre outras.

A descoberta dos nanotubos de carbono (CNT) em 1991, por Iijima1212 Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature. 1991 Nov;354(6348):56-8. http://dx.doi.org/10.1038/354056a0.
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, representou grande evolução científica, sugerindo aplicações tecnológicas e especulações teóricas excepcionais, devidas, principalmente, ao seu comportamento eletrônico singular1313 Fagan SB, Silva AJR, Mota R, Baierle RJ, Fazzio A. Functionalization of carbon nanotubes through the chemical bonding of atoms and molecules. Phys Rev B. 2003; 67(3):33405-8. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.67.033405.
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. Os CNTs são uma forma alotrópica do carbono caracterizada pelo enrolamento de uma ou várias folhas de grafeno de forma concêntrica e cilíndrica, e com cavidade interna oca1414 Bardi G, Tognini P, Ciofani G, Raffa V, Costa M, Pizzorusso T. Pluronic-coated carbon nanotubes do not induce degeneration of cortical neurons in vivo and in vitro. Nanomedicine (Lond). 2009 Mar;5(1):96-104. http://dx.doi.org/10.1016/j.nano.2008.06.008. PMid:18693142
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. Estes são materiais estratégicos, com grande interesse tecnológico, devido principalmente à sua estrutura singular, a qual lhe confere um conjunto peculiar de propriedades mecânicas, ópticas, térmicas, químicas e eletrônicas1515 Lima MD, Bonadiman R, De Andrade MJ, Toniolo J, Bergmann CP. Synthesis of multi-walled carbon nanotubes by catalytic chemical vapor deposition using Cr2xFexO as catalyst. 3Diamond Related Materials. 2006; 15(10):1708-13. http://dx.doi.org/10.1016/j.diamond.2006.02.009.
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. A versatilidade desses materiais permite que sejam explorados em diferentes áreas de pesquisa e aplicação.

Os nanotubos de carbono estão atraindo uma atenção considerável na área médica/odontológica por ser um material bioinerte e por suas propriedades físicas e únicas. Estudos recentes têm mostrado que os nanotubos de carbono podem ser utilizados como materiais biomédicos, uma vez que podem melhorar a resistência dos materiais compósitos3Zhang F, Xia Y, Xu L, Gu N. Surface modification and microstructure of single-walled carbon nanotubes for dental resin-based composites. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2008 Jul;86(1):90-7. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.b.30991. PMid:18098184
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,1616 Wang W, Yokoyama A, Liao S, Omori M, Zhu Y, Uo M, et al. Preparation and characteristics of a binderless carbon nanotube monolith and its biocompatibility. Mater Sci Eng C. 2008 Ago;28(7):1082-6. http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2007.04.038.
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; podem induzir o aumento de adesão e proliferação de células4Aoki N, Yokoyama A, Nodasaka Y, Akasaka T, Uo M, Sato Y, et al. Cell culture on a carbon nanotube scaffold. J Biomed Nanotechnol. 2005 Nov;1(4):402-5. http://dx.doi.org/10.1166/jbn.2005.048.
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, como de odontoblastos e fibroblastos1616 Wang W, Yokoyama A, Liao S, Omori M, Zhu Y, Uo M, et al. Preparation and characteristics of a binderless carbon nanotube monolith and its biocompatibility. Mater Sci Eng C. 2008 Ago;28(7):1082-6. http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2007.04.038.
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; atuar sobre o efeito de nucleação de hidroxiapatita e iniciadores de precipitação de apatita1010 Akasaka T, Watari F, Sato Y, Tohji K. Apatite formation on carbon nanotubes. Mater Sci Eng C. 2006 May;26(4):675-8. http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2005.03.009.
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, e proporcionar atividade antimicrobiana9Kang S, Pinault M, Pfefferle LD, Elimelech M. Single-walled carbon nanotubes exhibit strong antimicrobial activity. Langmuir. 2007 Ago;23(17):8670-3. http://dx.doi.org/10.1021/la701067r. PMid:17658863
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,1717 Kim JW, Shashkov EV, Galanzha EI, Kotagiri N, Zharov VP. Photothermal antimicrobial nanotherapy and nanodiagnostics with self-assembling carbon nanotube clusters. Lasers Surg Med. 2007 Ago;39(7):622-34. http://dx.doi.org/10.1002/lsm.20534. PMid:17868103
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. Além destas observações, há relato de aumento das propriedades mecânicas quando incorporados os nanotubos de carbono de parede única à cerâmica de alumina, na ordem de 300%9Kang S, Pinault M, Pfefferle LD, Elimelech M. Single-walled carbon nanotubes exhibit strong antimicrobial activity. Langmuir. 2007 Ago;23(17):8670-3. http://dx.doi.org/10.1021/la701067r. PMid:17658863
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. Estas propriedades de nanotubos de carbono têm gerado interesse quanto à sua utilização em Odontologia.

Partindo destas informações encontradas na literatura, realizou-se este estudo com o intuito de avaliar o efeito da incorporação de nanotubos de carbono em CIV, por meio de dureza superficial Knoop.

MATERIAL E MÉTODO

Estudo Piloto

Para se determinar a proporção ideal de nanotubos em relação à quantidade de pó do CIV, foram confeccionados corpos de prova cilíndricos (de 5 mm de diâmetro e 4 mm de espessura) com concentrações crescentes de nanotubos (0,5%, 1% e 2%). A concentração ideal seria aquela que os dados apresentassem melhores características de dureza superficial com a menor quantidade de nanotubos incorporada. Optou-se por utilizar a concentração de 2%, por proporcionar uma mensuração facilitada em associação à queda de dureza superficial similar às outras duas concentrações testadas. Os dados do teste piloto estão presentes na Tabela 1.

Tabela 1
Valores médios de microdureza superficial para diferentes concentrações de NC – teste piloto. Valores em KHN

Material e Amostra

Foram testados dois tipos de CIV: um convencional (VR, Vidrion R – S.S White, Rio de Janeiro, Brasil) e outro de alta viscosidade (VM, Vitro Molar – Nova DFL, Rio de Janeiro, Brasil).

Nanotubos de carbono de paredes simples com dimensões de 1 a 3 nm de diâmetro e 1.000 nm de comprimento foram utilizados neste estudo (Laboratório de Nanomateriais do Departamento de Física da UFMG). Assim, nanotubo de carbono a 2% foi incorporado aos dois tipos de CIV (Vidrion R + nanotubo de carbono a 2% e Vitro Molar + nanotubo de carbono a 2%).

A partir dos dados obtidos com o teste piloto (média e desvio padrão), o cálculo amostral foi realizado (G* Power 3 for Mac). Utilizando-se os parâmetros: poder do teste a 80%, número de grupos a serem testados igual a dois, erro de probabilidade a 0,05 e f = 0,986842, chegou-se ao cálculo amostral de 12 espécimes por grupo.

Confecção dos Espécimes

Para a confecção dos espécimes, inicialmente determinou-se a massa de pó e líquido do CIV em balança de precisão analítica (Shimadzu, Japão), para padronizar o proporcionamento dos componentes do CIV. Para os grupos A e C (sem nanotubos de carbono), foram proporcionados 0,5 g do pó e 0,2 g do líquido. Para os grupos B e D (reforçados por nanotubos de carbono), foram proporcionados 0,49 g do pó, 0,01 g do nanotubo e 0,2 g do líquido.

Os CIVs foram manipulados de acordo com as recomendações dos fabricantes, em bloco de papel e com espátula metálica. O CIV manipulado foi inserido com auxílio de seringa Centrix em moldes plásticos, para a confecção de espécimes com proporções de 4 mm de espessura e 5 mm de diâmetro. Em seguida, realizou-se a pressão com matriz de poliéster e lâmina de vidro sobre a superfície do espécime para promoção de superfície reta e lisa. As superfícies expostas foram então protegidas com vaselina sólida.

Após a presa inicial (10 a 15 minutos), os espécimes foram removidos do molde plástico, protegidos com vaselina sólida e conservados em recipientes contendo água deionizada por 24 horas1818 De Caluwé T, Vercruysse CW, Fraeyman S, Verbeeck RM. The influence of particle size and fluorine content of aluminosilicate glass on the glass ionomer cement properties. Dent Mater. 2014 Set;30(9):1029-38. http://dx.doi.org/10.1016/j.dental.2014.06.003. PMid:25002141
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. Após esse período, os espécimes foram fixados com cera pegajosa em blocos de resina acrílica e tiveram as superfícies polidas por meio de máquina politriz circular (EcoMet/AutoMet 250, Buehler, EUA), com lixas P4000 (Extec Corp, Enfield, CT, EUA).

Dureza Superficial

Os corpos de prova foram submetidos à análise de dureza superficial com endentador tipo Knoop em microdurômetro digital (HMV-2, Shimadzu, Japão), utilizando-se força de 25 g e 30 segundos de tempo de endentação, pré-determinados em estudo piloto. Cinco medições foram realizadas na superfície de cada espécime, distanciadas entre si em 100 µm, e a média foi utilizada como resultado. Os dados obtidos foram registrados em unidade KHN.

Análise Estatística

Os dados foram tabulados e submetidos à análise estatística para se determinar a influência da incorporação de nanotubos de carbono aos CIVs estudados. Foi utilizado, neste estudo, o teste ANOVA, tendo como variáveis o tipo de CIV utilizado e a incorporação de nanotubos de carbono. O teste de Tukey foi aplicado para se realizarem comparações múltiplas entre os grupos. O nível de significância foi de 5% (p<0,05).

RESULTADO

Houve diferença estatisticamente significante entre os dois materiais (p=0,016), de acordo com o teste ANOVA. O Vitro Molar apresentou maiores valores KHN (51,41 ± 10,89), em comparação ao Vidrion R (46,88 ± 14,16). A variável incorporação de NC também foi estatisticamente significante de acordo com o teste ANOVA (p<0,0001). A inclusão de NC resultou em valores KHN menores que o grupo sem inclusão, 38,9 ± 6,60 e 59,90 ± 6,73, respectivamente.

Os resultados das comparações múltiplas (Tukey) entre os quatro grupos estão apresentados na Tabela 2. É possível observar que não houve diferença estatisticamente significante entre o Vidrion R e o Vitro Molar sem o nanotubo de carbono. Entretanto, o Vitro Molar apresentou valor significativamente maior de dureza superficial, quando comparado ao Vidrion R com nanotubo de carbono.

Tabela 2
Valores médios de microdureza superficial e desvio padrão de cada grupo. Valores em KHN

DISCUSSÃO

O estudo teve por objetivo avaliar a influência dos nanotubos de carbono incorporados a dois tipos diferentes de cimentos de ionômero de vidro (alta viscosidade e convencional). A hipótese foi testar se a incorporação dos nanotubos de carbono poderia melhorar as propriedades dos materiais quanto à microdureza superficial. Entretanto, os resultados observados revelam que a incorporação dos nanotubos de carbono, seja em cimentos de ionômero de vidro com alta viscosidade ou em cimentos de ionômero de vidro convencionais, influenciou negativamente a dureza superficial dos materiais analisados.

Pode-se verificar que há diferença estatisticamente significante entre VM e VR, em que VM apresenta maiores valores. Este comportamento ocorre, pois as composições dos materiais são distintas, sendo o VM um CIV de alta viscosidade empregado em TRA, que suporta maiores esforços e confere maior resistência. O cimento de ionômero de vidro de alta viscosidade apresenta em sua composição partículas menores, porém em maior quantidade, resultando em proporção pó/líquido aumentada e, consequentemente, propriedades mecânicas melhoradas, o que suporta os resultados observados1919 Frankenberger R, Sindel J, Krämer N. Viscous glass-ionomer cements: a new alternative to amalgam in the primary dentition? Quintessence Int. 1997 Out;28(10):667-76. PMid:9477887.,2020 Vieira IM, Louro RL, Atta MT, Navarro MFL, Francisconi PAS. O cimento de ionômero de vidro na Odontologia. Rev Saúde Com. 2006; 2(1):75-84..

Alguns estudos sugerem que os CIVs convencionais não sejam utilizados frequentemente como material restaurador devido à sua relativa precariedade em propriedades mecânicas, ao serem comparados a outros materiais restauradores1Hammouda IM. Reinforcement of conventional glass-ionomer restorative material with short glass fibers. J Mech Behav Biomed Mater. 2009 Jan;2(1):73-81. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmbbm.2008.04.002. PMid:19627810
http://dx.doi.org/10.1016/j.jmbbm.2008.0...
. Ambos os cimentos de ionômero de vidro (VM e VR) apresentaram menores valores de dureza superficial, quando analisados com a incorporação dos nanotubos de carbono. Uma das causas a serem exploradas é o comportamento dos nanotubos de carbono quando incorporados ao CIV, em que sua presença possa influenciar nas cadeias poliméricas, principalmente na fase de geleificação.

Yap2121 Yap AU, Cheang PH, Chay PL. Mechanical properties of two restorative reinforced glass-ionomer cements. J Oral Rehabil. 2002 Jul;29(7):682-8. http://dx.doi.org/10.1046/j.1365-2842.2002.00908.x. PMid:12153459
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, em 2002, verificou que a microdureza superficial dos CIVs em 24 horas foi significantemente menor que em uma semana e, por sua vez, menor que em um mês, concluindo que o CIV endurece com o passar do tempo, devido à contínua formação de pontes de sais de alumínio após a fase de geleificação. As amostras deste estudo, que receberam ou não a inclusão de nanotubos de carbono, foram analisadas após 24 horas da confecção, sugerindo que a inclusão de nanotubos de carbono possa ter retardado o processo de geleificação dos CIVs, resultando em microdureza superficial reduzida.

Quando se compararam os quatro grupos analisados, o fator material possuiu diferença estatisticamente significante somente quando da inclusão dos nanotubos de carbono. A incorporação dos nanotubos de carbono fragilizou o material analisado, podendo-se correlacionar aos estudos de inclusão de argilas modificadas ao CIV, os quais se desgastaram superficialmente em maior grau quando da inserção da argila2222 Dowling AH, Fleming GJ. The impact of montmorillonite clay addition on the in vitro wear resistance of a glass-ionomer restorative. J Dent. 2007 Abr;35(4):309-17. http://dx.doi.org/10.1016/j.jdent.2006.10.002. PMid:17125899
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. Uma das justificativas foi a aglomeração das partículas, que diminuem a resistência em algumas áreas, podendo ter ocorrido o mesmo com os nanotubos de carbono nos CIVs, no presente estudo. A dispersão dos nanotubos em meio aquoso e a sua aglutinação ainda são comportamentos que requerem maior compreensão. Sabe-se que o tipo de solução em que este material é disperso influencia na sua distribuição na mistura2323 Ameen AA, Giordano AN, Alston JR, Forney MW, Herring NP, Kobayashi S, et al. Aggregation kinetics of single-walled carbon nanotubes investigated using mechanically wrapped multinuclear complexes: probing the tube-tube repulsive barrier. Phys Chem Chem Phys. 2014 Mar;16(12):5855-65. http://dx.doi.org/10.1039/c3cp55530e. PMid:24549246
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. Os presentes resultados se assemelham aos de Sakkar2424 Sarkar NK. Metal-matrix interface in reinforced glass ionomers. Dent Mater. 1999 Nov;15(6):421-5. http://dx.doi.org/10.1016/S0109-5641(99)00069-X. PMid:10863443
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, em que se concluiu que a incorporação de metais no CIV não é indicada para produzir nenhuma melhoria em propriedades como resistência à tração e tenacidade à fratura.

Estudos realizados com partículas de vidro incorporadas ao CIV concluíram que o fator tempo e a concentração do material incorporado influenciam nos resultados, sendo a fibra de vidro uma modificação positiva no CIV1Hammouda IM. Reinforcement of conventional glass-ionomer restorative material with short glass fibers. J Mech Behav Biomed Mater. 2009 Jan;2(1):73-81. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmbbm.2008.04.002. PMid:19627810
http://dx.doi.org/10.1016/j.jmbbm.2008.0...
,2525 Kawano F, Kon M, Kobayashi M, Miyai K. Reinforcement effect of short glass fibers with CaO- P(2)O(5) -SiO(2) -Al(2)O(3) glass on strength of glass-ionomer cement. J Dent. 2001 Jul;29(5):377-80. http://dx.doi.org/10.1016/S0300-5712(01)00023-9. PMid:11472811
http://dx.doi.org/10.1016/S0300-5712(01)...
, o que não foi constatado no presente estudo.

CONCLUSÃO

Pôde-se concluir que a incorporação de nanotubos de carbono em CIV de alta viscosidade e CIV convencional influenciou negativamente na avaliação de microdureza superficial de ambos os materiais, após o período de 24 horas. Assim, novos estudos são necessários, com a incorporação de nanotubos de carbono em formas distintas, como dispersão das partículas em alta velocidade, pois sua influência positiva pode ser encontrada. Outras análises estruturais, como microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de dispersão de energia, podem auxiliar na elucidação da dispersão dos nanotubos na mistura de CIV.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao financiamento oferecido pela Bolsa de Iniciação Científica CNPq/PIBIC cedida à Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, SP, Brasil.

REFERÊNCIAS

  • 1
    Hammouda IM. Reinforcement of conventional glass-ionomer restorative material with short glass fibers. J Mech Behav Biomed Mater. 2009 Jan;2(1):73-81. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmbbm.2008.04.002. PMid:19627810
    » http://dx.doi.org/10.1016/j.jmbbm.2008.04.002
  • 2
    Holmgren CJ, Lo EC, Hu D, Wan H. ART restorations and sealants placed in Chinese school children—results after three years. Community Dent Oral Epidemiol. 2000 Ago;28(4):314-20. http://dx.doi.org/10.1034/j.1600-0528.2000.280410.x. PMid:10901411
    » http://dx.doi.org/10.1034/j.1600-0528.2000.280410.x
  • 3
    Zhang F, Xia Y, Xu L, Gu N. Surface modification and microstructure of single-walled carbon nanotubes for dental resin-based composites. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2008 Jul;86(1):90-7. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.b.30991. PMid:18098184
    » http://dx.doi.org/10.1002/jbm.b.30991
  • 4
    Aoki N, Yokoyama A, Nodasaka Y, Akasaka T, Uo M, Sato Y, et al. Cell culture on a carbon nanotube scaffold. J Biomed Nanotechnol. 2005 Nov;1(4):402-5. http://dx.doi.org/10.1166/jbn.2005.048.
    » http://dx.doi.org/10.1166/jbn.2005.048
  • 5
    Kleverlaan CJ, van Duinen RN, Feilzer AJ. Mechanical properties of glass ionomer cements affected by curing methods. Dent Mater. 2004 Jan;20(1):45-50. http://dx.doi.org/10.1016/S0109-5641(03)00067-8. PMid:14698773
    » http://dx.doi.org/10.1016/S0109-5641(03)00067-8
  • 6
    Xie D, Brantley WA, Culbertson BM, Wang G. Mechanical properties and microstructures of glass-ionomer cements. Dent Mater. 2000 Mar;16(2):129-38. http://dx.doi.org/10.1016/S0109-5641(99)00093-7. PMid:11203534
    » http://dx.doi.org/10.1016/S0109-5641(99)00093-7
  • 7
    Zhan GD, Kuntz JD, Wan J, Mukherjee AK. Single-wall carbon nanotubes as attractive toughening agents in alumina-based nanocomposites. Nat Mater. 2003 Jan;2(1):38-42. http://dx.doi.org/10.1038/nmat793. PMid:12652671
    » http://dx.doi.org/10.1038/nmat793
  • 8
    Price RL, Waid MC, Haberstroh KM, Webster TJ. Selective bone cell adhesion on formulations containing carbon nanofibers. Biomaterials. 2003 May;24(11):1877-87. http://dx.doi.org/10.1016/S0142-9612(02)00609-9. PMid:12615478
    » http://dx.doi.org/10.1016/S0142-9612(02)00609-9
  • 9
    Kang S, Pinault M, Pfefferle LD, Elimelech M. Single-walled carbon nanotubes exhibit strong antimicrobial activity. Langmuir. 2007 Ago;23(17):8670-3. http://dx.doi.org/10.1021/la701067r. PMid:17658863
    » http://dx.doi.org/10.1021/la701067r
  • 10
    Akasaka T, Watari F, Sato Y, Tohji K. Apatite formation on carbon nanotubes. Mater Sci Eng C. 2006 May;26(4):675-8. http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2005.03.009.
    » http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2005.03.009
  • 11
    Yap AU, Pek YS, Kumar RA, Cheang P, Khor KA. Experimental studies on a new bioactive material: HAIonomer cements. Biomaterials. 2002 Fev;23(3):955-62. http://dx.doi.org/10.1016/S0142-9612(01)00208-3. PMid:11774854
    » http://dx.doi.org/10.1016/S0142-9612(01)00208-3
  • 12
    Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature. 1991 Nov;354(6348):56-8. http://dx.doi.org/10.1038/354056a0.
    » http://dx.doi.org/10.1038/354056a0
  • 13
    Fagan SB, Silva AJR, Mota R, Baierle RJ, Fazzio A. Functionalization of carbon nanotubes through the chemical bonding of atoms and molecules. Phys Rev B. 2003; 67(3):33405-8. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.67.033405.
    » http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.67.033405
  • 14
    Bardi G, Tognini P, Ciofani G, Raffa V, Costa M, Pizzorusso T. Pluronic-coated carbon nanotubes do not induce degeneration of cortical neurons in vivo and in vitro. Nanomedicine (Lond). 2009 Mar;5(1):96-104. http://dx.doi.org/10.1016/j.nano.2008.06.008. PMid:18693142
    » http://dx.doi.org/10.1016/j.nano.2008.06.008
  • 15
    Lima MD, Bonadiman R, De Andrade MJ, Toniolo J, Bergmann CP. Synthesis of multi-walled carbon nanotubes by catalytic chemical vapor deposition using Cr2xFexO as catalyst. 3Diamond Related Materials. 2006; 15(10):1708-13. http://dx.doi.org/10.1016/j.diamond.2006.02.009.
    » http://dx.doi.org/10.1016/j.diamond.2006.02.009
  • 16
    Wang W, Yokoyama A, Liao S, Omori M, Zhu Y, Uo M, et al. Preparation and characteristics of a binderless carbon nanotube monolith and its biocompatibility. Mater Sci Eng C. 2008 Ago;28(7):1082-6. http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2007.04.038.
    » http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2007.04.038
  • 17
    Kim JW, Shashkov EV, Galanzha EI, Kotagiri N, Zharov VP. Photothermal antimicrobial nanotherapy and nanodiagnostics with self-assembling carbon nanotube clusters. Lasers Surg Med. 2007 Ago;39(7):622-34. http://dx.doi.org/10.1002/lsm.20534. PMid:17868103
    » http://dx.doi.org/10.1002/lsm.20534
  • 18
    De Caluwé T, Vercruysse CW, Fraeyman S, Verbeeck RM. The influence of particle size and fluorine content of aluminosilicate glass on the glass ionomer cement properties. Dent Mater. 2014 Set;30(9):1029-38. http://dx.doi.org/10.1016/j.dental.2014.06.003. PMid:25002141
    » http://dx.doi.org/10.1016/j.dental.2014.06.003
  • 19
    Frankenberger R, Sindel J, Krämer N. Viscous glass-ionomer cements: a new alternative to amalgam in the primary dentition? Quintessence Int. 1997 Out;28(10):667-76. PMid:9477887.
  • 20
    Vieira IM, Louro RL, Atta MT, Navarro MFL, Francisconi PAS. O cimento de ionômero de vidro na Odontologia. Rev Saúde Com. 2006; 2(1):75-84.
  • 21
    Yap AU, Cheang PH, Chay PL. Mechanical properties of two restorative reinforced glass-ionomer cements. J Oral Rehabil. 2002 Jul;29(7):682-8. http://dx.doi.org/10.1046/j.1365-2842.2002.00908.x. PMid:12153459
    » http://dx.doi.org/10.1046/j.1365-2842.2002.00908.x
  • 22
    Dowling AH, Fleming GJ. The impact of montmorillonite clay addition on the in vitro wear resistance of a glass-ionomer restorative. J Dent. 2007 Abr;35(4):309-17. http://dx.doi.org/10.1016/j.jdent.2006.10.002. PMid:17125899
    » http://dx.doi.org/10.1016/j.jdent.2006.10.002
  • 23
    Ameen AA, Giordano AN, Alston JR, Forney MW, Herring NP, Kobayashi S, et al. Aggregation kinetics of single-walled carbon nanotubes investigated using mechanically wrapped multinuclear complexes: probing the tube-tube repulsive barrier. Phys Chem Chem Phys. 2014 Mar;16(12):5855-65. http://dx.doi.org/10.1039/c3cp55530e. PMid:24549246
    » http://dx.doi.org/10.1039/c3cp55530e
  • 24
    Sarkar NK. Metal-matrix interface in reinforced glass ionomers. Dent Mater. 1999 Nov;15(6):421-5. http://dx.doi.org/10.1016/S0109-5641(99)00069-X. PMid:10863443
    » http://dx.doi.org/10.1016/S0109-5641(99)00069-X
  • 25
    Kawano F, Kon M, Kobayashi M, Miyai K. Reinforcement effect of short glass fibers with CaO- P(2)O(5) -SiO(2) -Al(2)O(3) glass on strength of glass-ionomer cement. J Dent. 2001 Jul;29(5):377-80. http://dx.doi.org/10.1016/S0300-5712(01)00023-9. PMid:11472811
    » http://dx.doi.org/10.1016/S0300-5712(01)00023-9

Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    Mar-Apr 2015

Histórico

  • Recebido
    02 Maio 2014
  • Aceito
    27 Out 2014
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