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Tipo: Tese
Título: Síntese e caracterização de três cimentos hidráulicos à base de silicato: análise de propriedades físico-químicas, biológicas e da influência da granulação
Autor(es): Aguiar, Bernardo Almeida
Orientador: Vasconcelos, Bruno Carvalho de
Coorientador: Fechine, Pierre Basílio Almeida
Palavras-chave em português: Endodontia;Materiais Dentários;Cimento de silicato;Teste de Materiais
Palavras-chave em inglês: Endodontics;Silicate cement;Nanoparticles;Materials Testing
CNPq: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::ODONTOLOGIA::ENDODONTIA
Data do documento: 27-Jul-2023
Citação: AGUIAR, Bernardo Almeida. Síntese e caracterização de três cimentos hidráulicos à base de silicato: análise de propriedades físico-químicas, biológicas e da influência da granulação. 2023. 115 f. Tese (Doutorado em Odontologia) - Faculdade de Farmácia, Odontologia e Enfermagem, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. Disponível em: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74549. Acesso em: 02 out. 2023.
Resumo: A possibilidade de reparação da estrutura dental danificada tem levado a comunidade científica e as empresas do setor a desenvolverem produtos minerais biocompatíveis, justificando tal esforço pela possibilidade de se desenvolver diferentes composições de silicatos. Este trabalho foi dividido em dois estudos. Independentemente da análise, em função de sua natureza paramétrica ou não paramétrica, os dados foram avaliados pelos testes ANOVA e Tukey ou Kruskal-Wallis e Dunn, respectivamente, aplicando-se significância de 5%. O primeiro teve por objetivo sintetizar e caracterizar cimentos hidráulicos experimentais (CIEs) à base de silicato tricálcico (C3S), silicato de cálcio e zircônio (CZS) e silicato fosfato de estrôncio (SPS), comparando-os com o cimento Biodentine. A caracterização por espectro de infravermelho (FTIR) determinou as principais bandas de ligações químicas. A difração de raios-X (DRX) evidenciou os picos padrão do C3S, CZS e SPS presentes na literatura. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou uma morfologia em formato granular e o mapa elementar por espectroscopia de energia dispersiva (EDS) evidenciou a ausência de elementos contaminantes. A microscopia eletrônica de transmissão (MET) evidenciou as características dos cristalitos e o tamanho médio C3S (12 nm), CZS (55 nm) e SPS (46 nm). Quanto às propriedades físico-químicas, no tempo de presa inicial e final, observaram-se diferenças significantes entre BD<C3S e CZS; e SPS<C3S (P <0,05). Na radiopacidade, ordenaram-se os materiais em SPS>CZS>BD>C3S (sem radiopacificador) e SPS>CZS>C3S>BD (com radiopacificador) (P <0,05) sem diferenças significantes na estabilidade dimensional (24h e 30 dias) (P >0,05). Na resistência compressiva, em 24h e 30 dias, diferenças significantes foram observadas entre o BD e os demais cimentos (P <0,05), tendo o BD os maiores valores em MPa (141,53 e 91,81). Na solubilidade, em 24h, o BD ofereceu menor perda de massa (P <0,05), assim como entre o C3S e CZS/SPS (P <0,05). Em 30 dias, o BD ofereceu menor perda de massa para o C3S/SPS (P <0,05). Em relação ao pH, em 3h e 15 dias, o BD>C3S/CZS (P <0,05). Em 24h e 30 dias, não foram observadas diferenças entres os grupos (P >0,05). Em 72h, o C3S>SPS/BD (P <0,05). Em 168h, o C3S>CZS/BD (P <0,05). Na liberação de íons cálcio/estrôncio, em 3h, o SPS<C3S/CZS/BD (P <0,05). Nos demais períodos, o SPS>C3S/CZS (P <0,05). Para a biocompatibilidade, não foram observadas diferenças significantes entre os grupos nos períodos analisados quanto a células polimorfonucleares, mononucleares e fibroblastos (P >0,05); e menor vascularização aos 30 dias para o BD/C3S/CZS (P <0,05). O segundo estudo teve por objetivo avaliar a influência da redução do tamanho de grânulo do C3S. Micrografias em MEV analisou o tamanho médio dos grãos após o processo de maceração em almofariz (CS) ou da moagem em moinho planetário (CS-M). Observaram-se medianas de 0,816 μm (CS) e 0,322 μm (CS-M); redução de 41% no tamanho dos grânulos. CS e CS-M apresentaram presa inicial 40’ e 56’, respectivamente (P <0,05); ambos apresentaram presa final 75’ (P >0,05). Na radiopacidade, CS com 8,56 e CS-M 9,37 mm Al (P<0,05). No pH, o CS-M>CS em todos os períodos; diferenças significantes observadas em 3 e 24h (P <0,05). Na liberação de Ca2+, o CS-M>CS em 3, 24 e 72 h, (P <0,05). Em função dos resultados das condições do presente estudo, pode-se concluir que os CIEs apresentaram propriedades físico-químicas e biocompatibilidade similares, quando não superiores ao cimento Biodentine, exceção feita ao tempo de presa, à resistência compressiva e à solubilidade. Ainda, conclui-se que a redução do tamanho de grânulo proporcionou incremento nas características do C3S, exceção feita ao tempo de presa. Tais achados, apesar da necessidade de mais estudos de validação, sugerem boas perspectivas de seu emprego como material reparador endodôntico.
Abstract: The possibility of repairing damaged dental structures has led the scientific community and companies in the sector to develop biocompatible mineral products, justifying such efforts by the potential to create different compositions of silicates. This work was divided into two studies. Regardless of the analysis, whether parametric or nonparametric in nature, the data were evaluated using ANOVA and Tukey tests, or Kruskal-Wallis and Dunn tests, respectively, with a significance level of 5%. The first study aimed to synthesize and characterize experimental hydraulic cements (CIEs) based on tricalcium silicate (C3S), calcium and zirconium silicate (CZS), and strontium phosphate silicate (SPS), comparing them with Biodentine cement. Characterization through Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) determined the main chemical bond bands. X-ray diffraction (XRD) revealed standard peaks of C3S, CZS, and SPS as documented in the literature. Scanning electron microscopy (SEM) showed a granular morphology, and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) confirmed the absence of contaminating elements. Transmission electron microscopy (TEM) displayed the characteristics and average size of C3S (12 nm), CZS (55 nm), and SPS (46 nm) crystallites. Regarding the physicochemical properties, significant differences were observed in the initial and final setting time between BD<C3S and CZS; and SPS<C3S (P < 0.05). In terms of radiopacity, the materials were ranked as SPS>CZS>BD>C3S (without radiopacifier) and SPS>CZS>C3S>BD (with radiopacifier) (P < 0.05), with no significant differences in dimensional stability at 24 hours and 30 days (P > 0.05). In compressive strength, at 24 hours and 30 days, significant differences were observed between BD and the other cements (P < 0.05), with BD showing the highest values (141.53 and 91.81). In solubility, at 24 hours, BD presented the lowest mass loss (P < 0.05), as well as between C3S and CZS/SPS (P < 0.05). At 30 days, BD showed the lowest mass loss for C3S/SPS (P < 0.05). For pH, at 3 hours and 15 days, BD>C3S/CZS (P < 0.05). No differences were observed between the groups at 24 hours and 30 days (P > 0.05). At 72 hours, C3S>SPS/BD (P < 0.05). At 168 hours, C3S>CZS/BD (P < 0.05). In terms of calcium/strontium ion release, at 3 hours, SPS<C3S/CZS/BD (P < 0.05). In the other periods, SPS>C3S/CZS (P < 0.05). Regarding biocompatibility, there were no significant differences between the groups in the analyzed periods for polymorphonuclear cells, mononuclear cells, and fibroblasts (P > 0.05); there was lower vascularization at 30 days for BD/C3S/CZS (P < 0.05). The second study aimed to evaluate the influence of reducing the particle size of C3S. SEM images analyzed the average grain size after maceration in a mortar (CS) or grinding in a planetary mill (CSM). Median sizes were 0.816 μm (CS) and 0.322 μm (CS-M), with a 41% variation in grain size. CS and CS-M had initial setting times of 40' and 56', respectively (P < 0.05); both had final setting times of 75' (P > 0.05). In terms of radiopacity, CS had 8.56, and CS-M had 9.37 mm Al (P < 0.05). For pH, CS-M>CS at all time points, with significant differences observed at 3 and 24 hours (P < 0.05). In terms of calcium release, CSM>CS at 3, 24, and 72 hours (P < 0.05). Based on the results of this study, it can be concluded that CIEs showed similar physicochemical properties and biocompatibility, if not superior, to Biodentine cement, with the exception of setting time, compressive strength, and solubility. Furthermore, the reduction in particle size led to improvements in C3S characteristics, except for setting time. These findings, although requiring further validation studies, suggest promising prospects for their use as endodontic repair materials.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74549
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0002-9307-1443
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/0924919279789565
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0003-4415-5680
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/9903752539661030
ORCID do Coorientador: https://orcid.org/0000-0002-7822-2354
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/1184349463710551
Tipo de Acesso: Acesso Embargado
Aparece nas coleções:DCOD - Teses defendidas na UFC

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