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Tese de Doutorado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Livia Camargo Natale
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2018
Orientador
Banca examinadora
Braga, Roberto Ruggiero (Presidente)
Cardoso, Cristiane de Almeida Baldini
Aranha, Ana Cecilia Corrêa
Rodrigues, Marcela Charantola
Título em português
Desenvolvimento de partículas de fosfato de cálcio funcionalizadas para aplicação em compósitos resinosos de uso odontológico
Palavras-chave em português
Dimetacrilato Etileno
Fosfato de Cálcio
Materiais dentários
Nanopartículas
Resumo em português
O objetivo deste trabalho foi sintetizar partículas de fosfato dicálcico dihidratado (DCPD) funcionalizadas com derivados do dimetacrilato de etileno glicol (EGDMA, DEGDMA, TEGDMA e TETDMA) com o propósito de se obter partículas com baixa aglomeração e aplica-las no desenvolvimento de compósitos resinosos bioativos com propriedades mecânicas compatíveis com suas potenciais indicações clínicas. Métodos: Na Fase 1, partículas funcionalizadas de DCPD foram sintetizadas e caracterizadas com relação à presença do monômero funcionalizante, área superficial, tamanho e morfologia. Na Fase 2, as partículas apresentando as características desejáveis de tamanho e funcionalização foram incorporadas a uma matriz resinosa e os materiais resultantes foram avaliados quanto ao grau de conversão, propriedades mecânicas, liberação de íons e microestrutura. Finalmente, na Fase 3, as partículas que apresentaram os melhores resultados na fase anterior foram testadas em formulações incluindo partículas de vidro de bário silanizados segundo os mesmos métodos empregados na Fase 2 e, adicionalmente, tenacidade à fratura e contração volumétrica pós-gel. Os dados foram avaliados através de ANOVA/Tukey ou Kruskal-Wallis/Dunn, dependendo das condições de normalidade e homocedasticidade. Resultados: para a fase 1, a composição das partículas foi confirmada pelo DRX. A retenção do monômero foi inversamente proporcional ao tamanho do grupo espaçador, sendo as partículas sintetizadas com DEGDMA as com maior índice de retenção. De modo geral, teores mais elevados de monômeros nas partículas estiveram associados a maiores valores de área superficial. A funcionalização não reduziu a aglomeração. Para a fase 2, o material com 30 vol% de DCPD funcionalizado com DEGDMA 2:1 apresentou resistência à flexão 39% maior do que o DCPD não funcionalizado. O módulo flexural dos materiais contendo DCPD funcionalizado foi 19% - 26% menor do que o material contendo DCPD não funcionalizado. A liberação de íons não foi afetada pela funcionalização, mantendo-se estável durante o período de 28 dias. Para a fase 3, materiais com partículas contendo níveis mais altos de funcionalizante apresentaram contração volumétrica maior. A resistência à flexão foi negativamente afetada pela substituição de 15 vol% de partículas de reforço por DCPD, independentemente da funcionalização. O módulo flexural apresentou valores estatisticamente semelhantes após 24 horas, para todos os compósitos experimentais. Após 60 dias, os materiais contendo DEGDMA 1:1 e TEGDMA 1:1 apresentaram valores inferiores aos demais materiais. Compósitos contendo DCPD apresentaram valores de tenacidade à fratura semelhantes ou superiores ao controle (sem DCPD). Não foram observadas diferenças nas concentrações iônicas liberadas pelos compósitos ao longo do experimento. Após 60 dias, a concentração de cálcio foi cerca de 60% da concentração liberada após 15 dias de imersão. Conclusão: Para as fases 1 e 2, o DEGDMA resultou nos mais altos níveis de funcionalização e maior resistência à flexão biaxial entre os materiais contendo DCPD. A liberação de íons não foi afetada pela funcionalização. Para a fase 3, o DEGDMA foi o único material com resistência semelhante ao controle após 60 dias, porém com maior contração. A presença de DCPD melhorou a tenacidade à fratura, independente da funcionalização e ao funcionalizar o DCPD a liberação de íons diminuiu nos primeiros 15 dias.
Título em inglês
Development of functionalized calcium phosphate nanoparticle for application in resin composites for dental use
Palavras-chave em inglês
Calcium phosphate
Dental Materials
Glycol Dimemethacrylate
Nanoparticles
Resumo em inglês
The aim of this study was to synthesize dicalcium phosphate dihidrate (DCPD) particles functionalized with ethylene glycol dimethacrylate derivatives (EGDMA, DEGDMA, TEGDMA e TETDMA) with the purpose of reducing the particle agglomeration and apply them in the development of resinous composites with mechanical properties compatible with their potential clinical indications. Methods: In Phase 1, functionalized DCPD particles were synthesized and characterized with respect to the presence of the functionalizing monomer, surface area, size and morphology. In Phase 2, the particles having the desired size and functionalization characteristics were incorporated into a resin matrix and the resulting materials were evaluated for the degree of conversion, mechanical properties, ion release and microstructure. Finally, in Phase 3, the particles that showed the best results in the previous phase were tested in formulations including silanized barium glass particles according to the same methods employed in Step 2 and, additionally, post-gel volumetric fracture toughness and contraction. The data were evaluated through ANOVA / Tukey or Kruskal-Wallis / Dunn, depending on the conditions of normality and homoscedasticity. Results: for phase 1, the composition of the particles was confirmed by DRX. The retention of the monomer was inversely proportional to the size of the spacer group, and the particles synthesized with DEGDMA were the ones with the highest retention index. In general, higher monomer content in the particles was associated with higher surface area values. Functionalization didn't reduce agglomeration. For phase 2, the 30 vol% DCPD material functionalized with DEGDMA 2: 1 showed flexural strength 39% higher than non-functionalized DCPD. The flexural modulus of the functionalized DCPD containing materials was 19% - 26% less than the non-functionalized DCPD containing material. The release of ions was not affected by the functionalization, remaining stable during the period of 28 days. For phase 3, materials with particles containing higher levels of functionalizer presented greater volumetric contraction. The flexural strength was negatively affected by the substitution of 15 vol% of reinforcing particles by DCPD, regardless of functionalization. The flexural modulus presented statistically similar values after 24 hours for all experimental composites. After 60 days, the materials containing DEGDMA 1: 1 and TEGDMA 1: 1 presented lower values than the other materials. Composites containing DCPD showed fracture toughness values similar to or higher than the control (without DCPD). No differences were observed in the ionic concentrations released by the composites throughout the experiment. After 60 days, the calcium concentration was about 60% of the concentration released after 15 days of immersion. Conclusion: For phases 1 and 2, DEGDMA resulted in higher functionalisation levels and higher biaxial flexural strength among DCPD containing materials. The release of ions was not affected by the functionalization. For phase 3, DEGDMA was the only material with similar resistance to control after 60 days, but with greater contraction. The presence of DCPD improved the fracture toughness, independent of the functionalization and the functionalization of the DCPD, the ion liberation decreased in the first 15 days.
 
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Data de Publicação
2019-05-28
 
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