A incorporação de partículas de vidros bioativos, silicatos de cálcio e ortofosfatos de cálcio em sistemas adesivos tem se mostrado uma estratégia efetiva para reduzir a degradação enzimática do colágeno na camada híbrida e promover a precipitação de apatita na interface adesivo-dentinária. Assim sendo, os objetivos desse projeto foram: 1) investigar o efeito de variáveis da síntese (razão entre os precursores, pH, temperatura e quantidade de surfactante) sobre as características de partículas de silicato de cálcio (SC) obtidas pelo método sol-gel. Os aglomerados de nanopartículas foram caracterizados quanto à fase obtida (difratometria de raios-x/DRX), razão entre cálcio e silício/Ca:Si (espectrometria por fluorescência de raio-x/FRX), distribuição de tamanhos (espalhamento de laser), área superficial (método BET), densidade teórica e morfologia (microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, MEV/MET); 2) avaliar o efeito da incorporação de 5% em massa destas partículas em um sistema adesivo comercial (Adper Scotchbond Multipurpose, 3M ESPE) sobre o grau de conversão imediato (GC), resistência coesiva após 24 horas e 12 meses de armazenamento em água deionizada e liberação de íons por até 60 dias em água deionizada; 3) avaliar, após 24 horas, 6 meses e 12 meses de armazenamento em fluído corporal simulado (FCS), o efeito da adição de SC ao sistema adesivo e de um pré-tratamento dentinário experimental contendo SC sobre a dureza e módulo de elasticidade do compósito, camada de adesivo, camada híbrida e dentina; 4) avaliar, após 24 horas e 12 meses de armazenamento em FCS, o efeito da adição de SC ao sistema adesivo e do pré-tratamento experimental sobre a resistência da interface adesiva ao teste de microtração (TBS), atividade colagenolítica das proteases (zimografia in situ, zimografia reversa, ensaio de hidroxiprolina e espectroscopia de fluorescência) e microscopia eletrônica de varredura/espectroscopia de raios-x por dispersão em energia da interface adesiva (MEV/EDS). Os resultados de GC, resistência coesiva, liberação de íons, dureza, módulo de elasticidade e TBS foram submetidos a análise de variância (ANOVA) complementada pelo teste de Tukey para contraste entre as médias, com nível de significância de 5%. Os resultados de caracterização das partículas, zimografia in situ, zimografia reversa, ensaio de hidroxiprolina, espectroscopia de fluorescência e MEV/EDS das interfaces são apresentados de forma descritiva. A formação de diferentes fases de silicato de cálcio foi confirmada pelo DRX. A razão Ca:Si foi dependente da razão molar dos precursores e variou de 1,9 a 5,2. No geral, os aglomerados de partículas sintetizadas na presença de maiores quantidades de surfactante apresentaram-se menores. A densidade das partículas variou entre 3,05 e 3,62 g/cm3. Microscopicamente os materiais se apresentaram como aglomerados micrométricos de nanopartículas esféricas ou irregulares com valores de área superficial variando entre 9 e 62 m2/g. O GC não foi afetado pela presença SC no adesivo (p>0,05). Para resistência coesiva, somente foram identificadas diferenças entre os materiais após 12 meses de armazenamento, no qual o adesivo contendo SC apresentou menor resultado (p<0,05). O material contendo SC apresentou maiores liberações de cálcio (p<0,05). Para a avaliação na interface adesiva, a presença de SC no pré-tratamento reduziu os valores de TBS (médias agrupadas: sem pré-tratamento/sem P: 37,0±11,2A, prétratamento sem SC/P(-): 34,7±8,3AB, pré-tratamento com SC/P(+): 30,7± 9,6B, p<0,05). Os espécimes envelhecidos apresentaram redução de 36,5% para TBS (médias agrupadas 24 horas: 41,9±6,5A, 12 meses: 26,6±2,5B, p<0,01). A adição de SC ao adesivo ou pré-tratamento não afetou a dureza e o módulo de elasticidade do compósito. Na camada de adesivo, para 24 horas, a presença de SC no adesivo (Ad(+)) reduziu a dureza em relação ao adesivo sem SC (Ad(-)) (Ad(-): 21,3±0,9A; Ad(+): 16,2±1,8B, p<0,05). Para o módulo de elasticidade, SC no adesivo (médias agrupadas Ad(-): 4,5±0,9A; Ad(+): 3,8±0,4B) ou pré-tratamento (médias agrupadas: sem P: 4,4±0,9A, P(-):4,5±0,7A; P(+):3,6±0,4B) e o tempo de armazenamento (médias agrupadas: 24 horas: 4,7±1,0A, 6 meses 3,9±0,5B, 12 meses 3,9±0,5B) apresentaram reduções estatisticamente significantes (p<0,01). Na camada híbrida a presença de SC no adesivo e/ou pré tratamento promoveu aumentos na dureza e módulo de elasticidade após 6 ou 12 meses de envelhecimento (p<0,05). Para dentina, a presença de SC no adesivo aumentou a dureza e módulo de elasticidade (médias agrupadas para dureza: Ad(-) 68,0±12,5B e Ad(+) 71,7±12,8A; médias agrupadas para módulo de elasticidade: Ad(-) 17,9±3,0B e Ad(+) 18,8±3,1A, p<0,05). A presença de SC no pré-tratamento também foi efetiva para manutenção dos valores de dureza e módulo de elasticidade após armazenamento, enquanto os grupos sem pré tratamento ou com P(-) apresentaram reduções estatisticamente significantes para propriedades mecânicas após 6 meses de armazenamento (p<0,01). O aumento de conteúdo mineral na camada híbrida após armazenamento pode ser observado nas imagens de MEV/EDS. A zimografia in situ demonstrou que a presença de partículas no adesivo e/ou pré tratamento foi capaz de promover inibições enzimáticas nos dois períodos analisados. Apesar da zimografia reversa não indicado inativação enzimática e/ou proteção da gelatina contra a degradação para os grupos contendo SC, os ensaios de hidroxiprolina e espectroscopia de fluorescência para atividade de MMP-2 demonstraram que a presença de partículas no adesivo foi eficaz contra a degradação enzimática. Os resultados sugerem que a menor resistência de união da interface adesiva após o armazenamento pode estar relacionada à degradação da camada adesiva. A presença de SC no adesivo e/ou pré-tratamento pode contribuir para a longevidade da interface adesiva através da precipitação de minerais na camada híbrida e inibição da atividade enzimática.

Bioactive glasses, calcium silicates and calcium orthophosphates particles application on dental adhesives are an effective strategy to reduce collagen enzymatic degradation at the hybrid layer and to promote apatite precipitation at dentin-adhesive interface. Therefore, this project aims were: 1) investigate the effect of sol-gel synthesis variables over calcium silicate (CS) particles characteristics. Particles were characterized by the obtained phase (X-ray diffraction/XRD), calcium and silicon/Ca:Si ratio (X-ray fluorescence/FRX), size distribution (laser scattering), surface area (BET method), density and morphology (scanning and transmission electron microscopy SEM/TEM); 2) evaluate the effect of 5 wt% of particles incorporation to a commercial dental adhesive (Adper Scotchbond Multipurpose, 3M ESPE) on the degree of conversion (DC), cohesive strength after 24 hours and 12 months of deionized water storage and ions release over 60 days in deionized water; 3) evaluate, after 24 hours, 6 and 12 months of storage in simulated body fluid (SBF), the effect of adding CS to a commercial adhesive system or to an experimental pre-treatment containing CS in relation to hardness and elastic modulus of the composite, adhesive layer, hybrid layer and dentin; 4) evaluate, after 24 hours and 12 months of storage in SBF, the effect of adding CS to a commercial adhesive system or experimental pre-treatment in relation to microtensile bond strength (TBS), collagenolytic activity of proteases (in situ zymography, reverse zymography, hydroxyproline and fluorescence spectroscopy assays) and scanning electron microscopy/energy dispersive x-ray spectroscopy (SEM/EDX) of the adhesive interface. DC, cohesive strength, ions release, hardness/elastic modulus and TBS data were subjected to analysis of variance (ANOVA). In all cases, Tukey test was used for pair-wise comparisons. The global significance level (±) was set at 5%. Particles characterization, in situ zymography, reverse zymography, hydroxyproline and fluorescence spectroscopy assays and SEM/EDX results were descriptively presented. DRX confirmed the formation of different calcium silicate phases. Ca:Si ratio was dependent of the precursors molar ratio and ranged from 1.9 to 5.2. In most cases, particles agglomerates synthesized with higher surfactant amounts were smaller. Particles density ranged from 3.05 to 3.62 g/cm3. The materials presented as micrometric agglomerates formed by spherical or irregular nanoparticles with surface area ranging from 9 to 62 m2/g. DC was not affected by CS presence in the adhesive (p>0,05). For adhesive interface evaluation, pre-treatment containing CS presented reductions for TBS (pooled data: without pretreatment/ w/o P: 37.0±11.2A, pre-treatment without CS/P(-): 34.7±8.3AB, pre-treatment with CS/P(+): 30.7± 9.6B, p<0.05). Aged specimens presented 36.5% reduction for TBS (pooled data for 24 hours: 41.9±6.5A, 12 months: 26.6±2.5B, p<0.01). Composite hardness and elastic modulus were not affected by CS addition to the adhesive or pretreatment. For 24 hours at the adhesive layer, CS in the adhesive (Ad(+)) reduced hardness in comparison to the adhesive without particles (Ad(-)) (Ad(-): 21.3±0.9A; Ad(+): 16.2±1.8B, p<0.05). For elastic modulus, CS in the adhesive (pooled data Ad(-): 4.5±0.9A; Ad(+): 3.8±0.4B) or pre-treatment (w/o P: 4.4±0,9A, P(-):4.5±0.7A; P(+):3.6±0.4B) or storage period (pooled data for 24 hours: 4.7±1.0A, 6 months 3.9±0.5B, 12 months 3.9±0.5B) presented statistically significant reductions (p<0.01). At the hybrid layer CS added to the adhesive and/or pre-treatment lead to increases for hardness and elastic modulus over 6 or 12 months of storage (p<0.05). For dentin, CS at added to the adhesive increased hardness and elastic modulus (pooled data for hardness: Ad(-) 68.0±12.5B e Ad(+) 71.7±12.8A; pooled data for elastic modulus: Ad(-) 17.9±3.0B e Ad(+) 18.8±3.1A, p<0.05). Pre-treatment containing CS was also effective for hardness and elastic modulus maintenance after aging, whereas w/o P and P(-) groups presented reductions for mechanical properties after 6 months storage (p<0.01). After 12 months storage, SEM/EDX presented higher mineral content at the hybrid layer. In situ zymography revealed that the presence of particles in the adhesive and/or pre-treatment was able to promote enzymatic inhibition for both periods. Although reverse zymography did not indicate enzymatic inactivation and/or gelatin protection against degradation for CS containing groups, the hydroxyproline and fluorescence spectroscopy for MMP-2 activity assays demonstrated that the presence of particles in the adhesive was effective against enzymatic degradation. The results suggest that lower bond strength of the adhesive interface after storage can be related to the adhesive layer degradation. CS presence in the adhesive and/or pre-treatment may contribute to the longevity of the adhesive interface through mineral precipitation in the hybrid layer and enzymatic activity inhibition.