Nome do Projeto
Desenvolvimento e caracterização de sistemas de autorreparo: da síntese à aplicação em materiais dentários
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
21/05/2025 - 20/05/2027
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências da Saúde
Resumo
Este projeto propõe uma nova tecnologia para materiais que são amplamente utilizadas na odontologia para restauração dentária. Essa tecnologia pode ser vista, por exemplo: em asas de aviões, quando estes
sofrem pressão e pequenos impactos no voo e ocorre a formação trincas, rachaduras ou defeitos; imediatamente cápsulas reparadoras se rompem e ocorre a autorreparação dessa trinca. Ou seja, o próprio material consegue se “auto-consertar”. Os materiais autorreparáveis são considerados de última geração para estruturas de alto desempenho, reduzem a probabilidade de falha, prolongando a sua vida útil. Hoje, os materiais restauradores são propensos a falhas quando recebem a força da mastigação e variação
excessiva da temperatura pela alimentação. A degradação pode ser medida, mas as microfissuras internas não são facilmente detectáveis, podendo assim, resultar na consequente quebra da restauração e necessidade de reintervenção. Com este novo material proposto, o autorreparo acontece automaticamente sem qualquer diagnóstico externo do problema ou intervenção humana. Estudos mostram que umas das principais causas para a substituição de restaurações são fraturas. Com esta nova tecnologia, microcápsulas para autorreparação de materiais restauradores serão desenvolvidas por polimerização por emulsão. Após, serão caracterizadas e incorporadas a diferentes formulações base que serão avaliadas:
caracterização das propriedades físicas (avaliação da tenacidade à fratura e eficiência do autorreparo), propriedades químicas e caracterização superficial dos materiais (microscopia eletrônica de varredura - MEV) antes e após envelhecimento. O desenvolvimento e incorporação de microcápsulas pode conferir a propriedade de autorreparo aos materiais odontológicos restauradores e posteriormente evitar possíveis fraturas da restauração, por exemplo. Assim há chances de diminuição da necessidade de substituições de restaurações e intervenções clínicas odontológicas, por falha do material.
Objetivo Geral
O propósito deste estudo consiste em desenvolver, aperfeiçoar e caracterizar sistemas de autorreparo, seguidos pela síntese de resinas experimentais convencionais que incorporam essa capacidade. A elaboração desses materiais almeja promover progressos significativos no âmbito da odontologia restauradora, com o objetivo de otimizar a durabilidade e a longevidade dos tratamentos em que estes materiais são empregados.
Justificativa
A caracterização e implementação de uma nova geração de resinas compostas dotadas de capacidade autorreparadora surgem como perspectivas promissoras. No entanto, há uma série de desafios a serem enfrentados ainda nas etapas iniciais de formulação das microcápsulas, incluindo a fragilidade de suas membranas, a manipulação e a respectiva funcionalização. Por conseguinte, é imperativo aprofundar a avaliação de variáveis relevantes e conduzir estudos de longa duração, como defendido por Moreira et al. (2022). Nesse contexto, o presente estudo visa aprimorar e caracterizar um sistema de autorreparo a ser subsequentemente incorporado a uma resina experimental. A análise e a avaliação ocorrerão tanto antes quanto após o processo de envelhecimento, com a finalidade de elevar a durabilidade e reforçar a resistência às microfraturas desses materiais.
Metodologia
Este estudo representa uma abordagem experimental in vitro, dividido em duas partes, que estão detalhadas nas ações deste projeto. O foco reside na síntese de microcápsulas de autorreparo, as quais serão produzidas por meio do processo de polimerização em emulsão. A avaliação abrangerá tanto as propriedades físico-químicas como o comportamento térmico dessas microcápsulas.
Adicionalmente nste estudo experimental in vitro, serão formuladas resinas experimentais utilizando os sistemas de autorreparo desenvolvidos no capítulo 1, presentes na tabela 2. Com finalidade de comparação, a resina comercial Filtek Z350 XT (3M Unitek– USA) também será submetida aos testes de caracterização.
Adicionalmente nste estudo experimental in vitro, serão formuladas resinas experimentais utilizando os sistemas de autorreparo desenvolvidos no capítulo 1, presentes na tabela 2. Com finalidade de comparação, a resina comercial Filtek Z350 XT (3M Unitek– USA) também será submetida aos testes de caracterização.
Indicadores, Metas e Resultados
1 Desenvolvimento de Microcápsulas de Autorreparo apresentando capacidade antimicrobiana:
- Meta: Desenvolver microcápsulas autorreparadoras utilizando o QAM como agente antibacteriano, incorporado no agente de polimerização ou como material de funcionalização da cápsula.
- Indicador: Síntese de microcápsulas autorreparadoras contendo QAM em laboratório.
2 Caracterização das Microcápsulas:
- Meta: Caracterizar as microcápsulas desenvolvidas através de diferentes técnicas de análise.
- Indicador: Resultados das análises de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, capacidade de encapsulação, análise termogravimétrica, testes de toxicidade e a média de liberação de formaldeído.
3 Incorporação das Microcápsulas em Resinas compostas bulk fill flow e Adesivos Dentários e sua caracterização:
- Meta: Integrar as microcápsulas desenvolvidas em uma formulação base de Resinas compostas bulk fill flow e adesivos dentários e caracteriza-los.
- Indicador: Resultados das análises de cinética de polimerização, sorção e solubilidade, resistência à flexão, módulo de elasticidade e viscosidade.
4 Avaliação da Eficiência de Autorreparo:
- Meta: Avaliar a eficiência de autorreparo das Resinas compostas bulk fill flow e dos adesivos dentários incorporando as microcápsulas antimicrobianas.
- Indicador: Resultados dos testes de resistência à microtração em dentina (MTBS), tenacidade à fratura, capacidade antibacteriana e rastreamento da trinca.
Os materiais autorreparáveis são considerados de última geração para estruturas de alto desempenho, pois reduzem a probabilidade de falhas e prolongam a vida útil das mesmas. Embora sistemas de autorreparo já sejam amplamente utilizados em outras áreas de materiais, eles começaram a ser introduzidos na odontologia nos últimos anos, sendo testados principalmente em resinas compostas para restaurações. Essas restaurações estão sujeitas a falhas devido à força da mastigação e à variação excessiva de temperatura causada pela alimentação. Os sistemas de autorreparo demonstram grande potencial para serem modificados e otimizados, ampliando sua aplicação para além das resinas compostas convencionais.
- Meta: Desenvolver microcápsulas autorreparadoras utilizando o QAM como agente antibacteriano, incorporado no agente de polimerização ou como material de funcionalização da cápsula.
- Indicador: Síntese de microcápsulas autorreparadoras contendo QAM em laboratório.
2 Caracterização das Microcápsulas:
- Meta: Caracterizar as microcápsulas desenvolvidas através de diferentes técnicas de análise.
- Indicador: Resultados das análises de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, capacidade de encapsulação, análise termogravimétrica, testes de toxicidade e a média de liberação de formaldeído.
3 Incorporação das Microcápsulas em Resinas compostas bulk fill flow e Adesivos Dentários e sua caracterização:
- Meta: Integrar as microcápsulas desenvolvidas em uma formulação base de Resinas compostas bulk fill flow e adesivos dentários e caracteriza-los.
- Indicador: Resultados das análises de cinética de polimerização, sorção e solubilidade, resistência à flexão, módulo de elasticidade e viscosidade.
4 Avaliação da Eficiência de Autorreparo:
- Meta: Avaliar a eficiência de autorreparo das Resinas compostas bulk fill flow e dos adesivos dentários incorporando as microcápsulas antimicrobianas.
- Indicador: Resultados dos testes de resistência à microtração em dentina (MTBS), tenacidade à fratura, capacidade antibacteriana e rastreamento da trinca.
Os materiais autorreparáveis são considerados de última geração para estruturas de alto desempenho, pois reduzem a probabilidade de falhas e prolongam a vida útil das mesmas. Embora sistemas de autorreparo já sejam amplamente utilizados em outras áreas de materiais, eles começaram a ser introduzidos na odontologia nos últimos anos, sendo testados principalmente em resinas compostas para restaurações. Essas restaurações estão sujeitas a falhas devido à força da mastigação e à variação excessiva de temperatura causada pela alimentação. Os sistemas de autorreparo demonstram grande potencial para serem modificados e otimizados, ampliando sua aplicação para além das resinas compostas convencionais.
Equipe do Projeto
Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
---|---|---|---|
CAMILA DA SILVA RODRIGUES | |||
GIANA DA SILVEIRA LIMA | 3 | ||
JOSIANE KUHN RUTZ | 2 | ||
KAMILA PAGEL RAMSON | |||
MARIA EDUARDA LIMA DO NASCIMENTO MARINHO |
Fontes Financiadoras
Sigla / Nome | Valor | Administrador |
---|---|---|
FAPERGS / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado Rio Grande do Sul | R$ 32.000,00 | Coordenador |
Plano de Aplicação de Despesas
Descrição | Valor |
---|---|
339036 - Outros Serviços de Terceiro - Pessoa Física | R$ 2.753,00 |
339030 - Material de Consumo | R$ 15.750,00 |
449052 - Equipamentos e Material Permanente | R$ 13.497,00 |