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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.23.2016.tde-30072020-093127
Document
Author
Full name
Bruno Antunes Lopes
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2016
Supervisor
Committee
Cardoso, Paulo Eduardo Capel (President)
Ballester, Rafael Yague
Porcelli, Helena Burlamaqui Pinheiro
Rettori, Daniel
Title in Portuguese
Otimização do clareamento dental utilizando processos oxidativos avançados (POAs)
Keywords in Portuguese
Clareamento Dentário
Corantes Alimentares
Foto-Fenton
Materiais Dentários
Processos Oxidativos Avançados
Abstract in Portuguese
Introdução: Para o clareamento dental de consultório usa-se basicamente peróxido de hidrogênio (H2O2) em concentrações acima de 25%. Os processos oxidativos avançados, usados em engenharia, poderiam ser uma alternativa mais eficiente ao já tradicional. Objetivo: Otimizar o clareamento dental, buscando a melhor combinação entre diferentes concentrações de peróxido de hidrogênio, complexos de ferro e o tempo de irradiação com LED. Materiais e métodos: Parte 1 - foi realizada a otimização do clareamento utilizando corantes alimentares, buscando-se a melhor combinação entre diferentes concentrações de H2O2, complexo de ferro e tempo de irradiação para o clareamento de 3 corantes alimentares (Carmim, Índigo Carmim e Verde Rápido). Parte 2 - foi verificada a produção de radicais hidroxila (HOo) para os diferentes processos clareadores por meio de espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica (EPR). Parte 3 - utilizando os resultados obtidos na parte 1, realizou-se o clareamento em 42 dentes humanos. Estes foram divididos em 6 grupos (n=7) de acordo com a formulação clareadora proposta (2 fórmulas comerciais - Grupos 1 e 2; 4 fórmulas experimentais - Grupos 3, 4, 5 e 6). Grupo 1 - H2O2 a 30% por 45 minutos; Grupo 2 - H2O2 a 25% + 0,003% de gluconato ferroso (GF) + irradiação por 45 minutos; Grupo 3 - H2O2 a 10% + 0,016% de GF + irradiação por 45 minutos; Grupo 4 - H2O2 a 10% + 0,016% de citrato férrico (CF) + irradiação por 45 minutos; Grupo 5 - H2O2 a 0,01%+ 0,009% de GF + irradiação por 45 minutos; Grupo 6 - H2O2 a 0,01% + 0,009% de CF + irradiação por 45 minutos. As alterações de cor foram aferidas utilizando escala de cor Vita Bleached e espectrofotômetro digital. Resultados: Parte 1 - foi possível a obtenção de uma superfície de resposta para cada corante utilizado. O clareamento dos corantes Carmim e Verde Rápido se mostrou dependente da condição experimental, de modo que o valor ótimo para o clareamento de cada um foi respectivamente: 10% de H2O2 + 0,016% de ambos os complexos de ferro + 45 minutos de irradiação e 0,01% de H2O2 + 0,009% de ambos os complexos de ferro + 35 minutos de irradiação. Parte 2 - foi observada a produção de radicais HOo nos diferentes processos avaliados. Parte 3 - na avaliação realizada com auxilio da escala de cor, a ordem decrescente de efeito clareador apresentado entre os grupos analisados foi: Grupos 3 e 4 > Grupo 2 > Grupos 1, 5 e 6. Já para a análise com espectrofotômetro digital, a ordem decrescente foi: Grupos 2, 3 e 4 > Grupos 1, 5 e 6. Conclusão: a) A metodologia com corantes utilizada no estudo é promissora, sendo a reação de foto-Fenton a mais efetiva para a remoção de cor. b) Os corantes não interferiram na produção de radicais HOo de modo que, esta foi dependente da presença do complexo de ferro, do aumento da temperatura ou da irradiação LED. c) As formulações experimentais 3 e 4 apresentaram o melhor resultado clareador para os dentes humanos.
Title in English
Optimization of tooth whitening using advanced oxidation processes (AOPs)
Keywords in English
Advanced Oxidation Processes
Dental materials
Dental whitening
Food dyes
Photo-Fenton
Abstract in English
Introduction: Basically, hydrogen peroxide (H2O2) in concentrations above 25% is used for in office tooth whitening. The advanced oxidation processes used in engineering could be a more efficient alternative. Objective: Optimize tooth whitening, seeking the best combination of different concentrations of hydrogen peroxide, iron complexes and LED irradiation time. Methods: Part 1 - optimization of whitening using food dyes was carried out, pursuing the best combination of H2O2, iron complex and irradiation time for the bleaching of three food dyes (Carmine, Indigo Carmine and Green Fast). Part 2 - the production of hydroxyl radicals (HOo) for the different whitening processes was verified by electron paramagnetic resonance spectroscopy (EPR). Part 3 - using the results obtained in part 1, whitening in 42 human teeth was carried out. These were divided into 6 groups (n = 7) according to the whitening formulation proposed (2 commercial formulas and 4 experimental formulas). Group 1 - 30% H2O2 for 45 minutes; Group 2 - 25% H2O2 + 0.003% ferrous gluconate (GF) + LED irradiation for 45 minutes; Group 3 - 10% H2O2 + 0.016% GF + LED irradiation for 45 minutes; Group 4 - 10% H2O2 + 0.016% ferric citrate (FC) + LED irradiation for 45 minutes; Group 5 to 0.01% H2O2 + 0.009% GF + LED irradiation for 45 minutes; Group 6 - 0.01% H2O2 + 0.009% CF + LED irradiation for 45 minutes. Color changes were measured using visual color scale and digital spectrophotometer. Results: Part 1 - it was possible to obtain a response surface for each dye used. The whitening of Carmine and Fast Green dye showed to be dependent on the experimental condition, so the optimum value for the whitening of each one is respectively: 10% H2O2 + 0.016% of both iron complex + 45 min irradiation and 0.01% H2O2 + 0.009% of both iron complex + 35 minutes of irradiation. Part 2 - it was observed the production of OHo radicals for the different processes evaluated. Part 3 - the assessment carried out with the aid of the color scale, the descending order of the whitening effect obtained among the groups was: Groups 3 and 4 > Group 2 > Groups 1, 5 and 6. As for the analysis with digital spectrophotometer, the descending order was Groups 2, 3 and 4 > Groups 1, 5 and 6. Conclusions: a) the dyes methodology used in this study is promising, and the photo-Fenton reaction was more effective to remove color. b) The dyes didn't interfere in the production of HOo radicals, which was dependent on the presence of iron, increased temperature or LED irradiation. c) The experimental formulations 3 and 4 gave the best bleaching results. .
 
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Publishing Date
2020-09-13
 
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