Made available in DSpace on 2014-06-12T15:51:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5268_1.pdf: 3248551 bytes, checksum: 6a0ded28cd680e2a4b3cf92c42c00d73 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A pesquisa e o desenvolvimento de procedimentos para sintetizar polímeros com propriedades específicas é uma área tecnológica de intensa atividade nos dias atuais. Este desenvolvimento depende, em parte, da habilidade de acompanhar e entender a cinética de polimerização destes materiais. Por exemplo, a rigidez mecânica de um polímero depende do tamanho de suas cadeias. Por sua vez, para polimerizações em cadeia, o tamanho das cadeias depende de como ocorre a fase de auto-aceleração durante a polimerização. Desta forma, o desenvolvimento de técnicas e métodos que permitam seguir a cinética de polimerização é de grande interesse científico e tecnológico. Neste trabalho, desenvolvemos um novo método de acompanhamento da cinética de polimerização baseado, essencialmente, em medições do tempo de relaxação spin-rede, T1, dos núcleos de hidrogênio, em função do tempo de polimerização, usando uma decomposição multi-exponencial da evolução da magnetização, em experimentos de inversão-recuperação. Este método é capaz de produzir estimativas das concentrações de sítios monoméricos e sítios poliméricos em função do tempo. O método foi testado no acompanhamento da cinética de polimerização de dois tipos de polímeros: o Resapol 10-249, uma resina comercial a base de poliéster, e o poli(metil metacrilato) (PMMA). Além disso, os experimentos foram realizados sob várias concentrações inicias dos reagentes. Para assegurar os resultados obtidos com este novo método, realizamos experimentos de espectroscopia no infravermelho, com amostras de PMMA, preparadas nas mesmas concentrações que as amostras utilizadas nos experimentos de RMN. Também foram realizadas medidas da temperatura da reação Uma das vantagens do novo método é que podemos acompanhar a conversão de monômero em polímero assim como a formação do polímero propriamente dito. Finalmente, as medições no MMA, sugerem que o método de relaxometria por RMN é sensível à formação de mais de um tipo de polímero, o que seria muito desejável, visto que traria mais informação sobre a cinética de polimerização de copolímeros, por exemplo. Uma outra possibilidade seria a de que o método estaria detectando dois comprimentos de cadeia médios distintos. A habilidade de reconhecer uma distribuição de comprimentos de cadeia bimodal também seria bastante desejável

Este estudo teve como objetivo investigar múltiplos aspectos relacionados a polimerização da resina composta como: o grau de conversão monomérica (GC), parâmetros da cinética de polimerização e a determinação de monômeros residuais TEGDMA e BisGMA, além de avaliar o desempenho de aparelhos fotoativadores. As resinas compostas experimentais foram manipuladas variando-se os fotoiniciadores R1-) canforoquinona/amina, R2-) PPD/amina, R3-) PPD + canforoquinona/amina) e foram utilizados dois aparelhos para a fotoativação (I-) lâmpada halógena (Demetron LC/ SDS Kerr-USA) e II-) LED (Poly 600/Kavo-Brasil) ambos com 600 mW cm-2, por 40 s. O GC após 300 s e os parâmetros de cinética como taxa máxima de conversão (Rpmáx), tempo em que ocorreu a taxa máxima de polimerização (tmáx) e a conversão quando ocorreu a Rpmáx, foram determinados por meio de espectroscopia de absorção no infravermelho em tempo real (RT-FTIR), Os espectros foram coletados dos espécimes (n=5) no modo cinética, durante 305 s, entre 1680 e 1550 cm-1. As 5 primeiras varreduras coletadas serviram para fornecer o espectro de absorção da resina não polimerizada (utilizado no cálculo do GC). Na 6º varredura, o fotoativador foi ligado (por 40 segundos) enquanto o espectro continuava a ser coletado até 300 s após a ativação da luz. A presença de monômeros residuais (TEGDMA e BisGMA) foi avaliada por meio da cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), sendo que os espécimes (n=6) foram imersos em acetonitrila (5 mL-24 h) com agitação mecânica, o método desenvolvido utilizou: HPLC, coluna C18, fase móvel A: água com trietilamina (0,05%) acidificada com ácido acético (pH 4) e B: acetonitrila, modo de eluição com gradiente (40-85%-17 min/ 55°C), fluxo de 1 mL min-1, detector UV em 210 nm, injeção de 20 µL. Em relação aos resultados de GC após 300 s os maiores valores foram para a resina R1 tanto fotoativada com LED (65,90% ±1,81) quanto com a lâmpada halógena (64,40% ±0,83), e os menores valores encontrados foram quando a resina R2 foi fotoativada pelo LED (35,64% ±1,73) e a única resina que apresentou diferenças significantes em relação as fontes de luz foi a R2. Os valores da Rpmáx diminuíram nas resinas que apresentavam o fotoiniciador PPD. O tempo de ocorrência da taxa máxima de conversão (tmáx) aconteceu mais rapidamente para a resina com CQ. Todas as resinas apresentaram valores de grau de conversão similares no tmáx. Em relação aos resultados de HPLC, a quantidade de monômeros extraídos (M/M%) variou de 1,98% ±0,16 à 3,34% ±0,07 para os monômeros TEGDMA e de 3,57% ±0,30 à 7,57% ±0,40 para os monômeros BisGMA. A resina R2 apresentou a maior quantidade de monômeros residuais quando fotoativada com ambas as fontes, principalmente quando fotoativada com o LED. As resinas R1 e R3 obtiveram comportamento parecidos para ambos fotoativadores. Conclui-se que a resina R3 pode ser uma boa opção, pois quando comparada com a resina R1 apresentou vantagens como: redução na Rpmáx, bem como o momento em que esta ocorreu (tmáx), além de ser adequadamente fotoativada com aparelhos de LED. / This study aimed to investigate multiple aspects of composite resin polymerization as the degree of monomer conversion (DC), the kinetic parameters of polymerization and the determination of residual monomers TEGDMA and BisGMA, and evaluate the performance of light curing units. The experimental composites were manipulated by varying the photoinitiators R1-) camphorquinone/amine, R2-) PPD/amine, R3-) PPD + camphorquinone/ amine) and two devices were used for the polymerization I-) halogen lamp (Demetron LC / SDS Kerr, USA) and II-) LED (Poly 600/Kavo-Brasil) both with 600 mW cm-2 for 40 s. DC after 300 s and the kinetic parameters such as maximum rate of polymerization conversion (Rpmax), time of occurrence of the maximum rate of polymerisation (tmax) and the conversion occurred when Rpmax were determined by infrared absorption spectroscopy in real time (RT-FTIR), the infrared spectrum was collected from the specimen (n=5) in order kinetics for 305 s, between 1680 and 1550 cm-1. The first 5 scans were used to provide the collected absorption spectrum of the uncured resin (calculated DC). In the sixth scan, the curing unit was connected (by 40 seconds) while the spectrum continued to be collected up to 300 s after activation of the light. The presence of residual monomers (TEGDMA and BisGMA) was assessed by high performance liquid chromatography (HPLC), and the specimens (n=6) were immersed in acetonitrile (5 mL-24 h) with mechanical stirring, the method developed used: HPLC, C18 column, mobile phase A: water with triethylamine (0,05%) acidified with acetic acid (pH 4) and phase B: acetonitrile, gradient elution mode (40-85% -17 min/55 °C), flow 1 mL/min, UV detector at 210 nm, injection of 20 µL. Regarding the results of DC after 300s were the highest values for both R1 resin polymerized with LED (65.90% ±1.81) and with a halogen lamp (64.40% ±0.83), and lower values when the resin was found that R2 was polymerized by LED (35.64% ±1.73) and the only resin that showed significant differences in the sources of light was the R2. The values of the resins decreased Rpmax who had PPD photoinitiator. The time of occurrence of the maximum rate of conversion (tmax) occurred more rapidly for the resin with CQ. And all resins showed values similar degree of conversion in tmax. For HPLC results, the amount of monomer extracted (M/M%) ranged from 1.98% ±0.16 to 3.34% ±0.07 for the monomers of TEGDMA and 3.57% ±0.30 to 7.57% ±0.40 for the monomers BisGMA. Resin R2 showed the highest amount of residual monomers as polymerized with both sources, especially when polymerized with LED. Resins R1 and R3 had similar behavior for both curing units. In conclusion, the resin R3 can be a good choice, as compared with the resin obtained R1 advantages as reduction in Rpmax as well as the time it occurred (tmax), and be suitably photoactivated with LED devices.

OBJETIVO: caracterizar a interação entre tensão e cinética de polimerização e seus parâmetros determinantes, e avaliar a qualidade da rede polimérica e propriedades mecânicas de compósitos comerciais para dentes posteriores a base de dimetacrilato ou de silorano. A cinética de polimerização foi avaliada sob influência da intensidade da fonte de luz, da temperatura e da umidade. Por fim, o grau de conversão (GC) do compósito a base de silorano foi avaliado por espectroscopia e titulação. MÉTODOS: foram utilizados três compósitos de baixa contração: Kalore (KAL - GC America) e N´Durance (NDUR Septodont), a base de dimetacrilatos; e Filtek P90 (P90 - 3MESPE), a base de silorano. O EsthetX HD (EHD - Dentsply) foi utilizado como controle. A tensão de polimerização (TP) dos espécimes (n = 5; Ø = 5 mm; h = 1 mm, 10 min) foi obtida em máquina universal de ensaios mecânicos. A contração volumétrica (CVol) foi determinada em linômetro (n = 3; Ø = 6 mm; h = 1,5 mm; 10 min). O módulo de elasticidade em flexão (MeFlex) e a resistência à flexão (RFlex) (n = 10; 10 x 2 x 1 mm) foram obtidos através do teste de dobramento em três pontos (8 mm entre apoios; 0.5 mm/min). O GC e a taxa de polimerização (Rp) dos espécimes (n = 3; Ø = 6,5 mm; h = 0,8 mm) foram determinados por espectroscopia no NIR (banda em 6165 cm-1 para dimetacrilatos e em 4156 cm-1 e 4071 cm-1 para silorano). Para os testes acima descritos, a fotopolimerização foi realizada com 740 mW/cm2 x 27 s (Bluephase G2 Ivoclar). A temperatura de transição vítrea (Tg), a tangente de delta (tan delta), o grau de heterogeneidade e a densidade de ligações cruzadas de espécimes (n = 3; 15 x 3 x 1 mm) com o máximo de conversão foram obtidos em analisador dinâmico-mecânico. A análise dos extratos obtidos após imersão dos espécimes (Ø = 12 mm; h = 0,8 mm; 970 mW/cm2 x 30 s) em diclorometano foi realizada através de 1H-NMR para verificar monômeros residuais. A cinética de polimerização de espécimes (n = 3; Ø = 5,5 mm; h = 1 mm) de todos os materiais, fotopolimerizados com Acticure 4000 EXFO e filtro 320-500 nm, foi analisada sob variação de irradiância (3, 30 ou 200 mW/cm2) e de temperatura (23, 35 ou 60 °C) por espectroscopia no NIR (banda em 6165 cm-1 para dimetacrilatos e em 4156 cm-1 para silorano). A influência da umidade a 23, 35 ou 60 °C na cinética de polimerização foi verificada para Filtek P90 e EsthetX HD. Para auxiliar na identificação de bandas que possam ser utilizadas para o GC do Filtek P90, as conversões de bandas referentes a anéis epóxicos selecionadas com a caracterização espectroscópica (Mid-IR e NIR) de monômeros modelos e do Filtek P90 sem carga foram comparadas com os valores encontrados no teste de titulação ácido-base desses materiais. Os dados dos testes laboratoriais, quando necessário, foram submetidos à Anova e ao Teste de Tukey ( < 0,05). RESULTADOS: O EHD apresentou a maior TP, estatisticamente semelhante ao NDUR e maior que o KAL e o P90, estatisticamente semelhantes. A Cvol do EHD foi superior à do NDUR, e o P90 e o KAL obtiveram os menores valores, estatisticamente semelhantes. O P90 apresentou o maior MeFLex, sem diferença entre os outros materiais. O EHD obteve o maior valor de RFlex, e o KAL e o NDUR apresentaram os menores valores, sem diferença entre eles. O NDUR apresentou o maior GC, seguido do EHD e KAL, e o P90 apresentou o menor valor. O EHD apresentou a maior Tg, seguido de P90, KAL e NDUR. O NDUR e o P90 apresentaram, respectivamente, a maior e a menor tan delta. O NDUR e o KAL apresentaram a maior e a menor homogeneidade, respectivamente. O P90 apresentou a maior densidade de ligações cruzadas, sem diferença entre os outros compósitos. Diferentemente do EHD e do KAL, o P90 e o NUR não apresentaram lixiviação de monômeros residuais. O P90 mostrou cinética de polimerização semelhante aos compósitos dimetacrilatos, inclusive sob variação de irradiância e temperatura. A umidade aumentou ligeiramente o GCMáx do EHD a 23 e a 35 °C, porém a temperatura exerceu maior influência à 60° C. De uma maneira geral, a umidade não influenciou a cinética de polimerização do P90. Em Mid-IR, o P90 apresentou 60 % de conversão através da banda em 883 cm-1, próximo ao valor obtido com a titulação. Já em NIR, há conversão em duas bandas distintas: em 4156 cm-1 (42%) e em 4071 cm-1 (65%). CONCLUSÃO: o GC exerceu grande influência sobre os valores de TP. Altos valores de MeFlex e RFlex foram associados à alta densidade de ligações cruzadas. P90 e NDUR não apresentaram lixiviação de monômeros residuais. Um maior GC é obtido quando o compósito alcança alto valor de conversão até o ponto de vitrificação. O P90 mostrou comportamento semelhante aos compósitos baseados em dimetacrilatos quanto à cinética de polimerização, inclusive sob variação de irradiância e temperatura. De uma maneira geral, a umidade não exerceu grande influência na cinética de polimerização do P90 e do EHD. Como não se sabe a composição exata do Filtek P90, pode-se dizer apenas que a conversão deste material é cerca de 40 %. O teste de titulação precisa ser aperfeiçoado e são necessários estudos adicionais para se validar a metodologia FTIR X titulação utilizada. Como a composição monomérica exata do Filtek P90 não é conhecida, não foi possível precisar a conversão deste material com os métodos empregados, porém pode-se dizer que este material apresenta, no mínimo, cerca de 40 % de conversão, dada pela banda em 4156 cm-1. / OBJECTIVE: To characterize the interaction between polymerization kinetics and stress and its determining parameters, and evaluate polymer network quality and mechanical properties of commercial composites for posterior teeth based on dimethacrylate or silorane. Also, the influence of the intensity of the light source, temperature and humidity on the polymerization reaction was evaluated. Finally, the degree of conversion (DC) of the composite based on silorane was evaluated by spectroscopy and titration. METHODS: three \"low shrinkage\" composites were chosen: Kalore (KAL - GC America) and N\'Durance (NDUR - Septodont), based on dimethacrylates, and Filtek P90 (P90 - 3MESPE), based on silorane. EsthetX HD (EHD - Dentsply) was used as a control. Polymerization stress (PS) of samples (n = 5, Ø = 5 mm; h = 1 mm, 10 min) was obtained using a universal testing machine. Volumetric shrinkage (VS) was determined in a linometer (n = 3, Ø = 6 mm, h = 1.5 mm, 10 min). Elastic modulus (E) and flexural strength (FS) (n = 10; 10 x 2 x 1 mm) were obtained by three point bending test (8 mm between support, 0.5 mm/min). DC and polymerization rate (Rp) of specimen (n = 3, Ø = 6.5 mm, h = 0.8 mm) were determined by NIR spectroscopy (peak 6165 cm-1 for dimethacrylates and 4156 cm-1 and 4071 cm-1 for silorane). For these tests, photopolymerization was performed with 740 mW/cm2 x 27 s (Bluephase G2 - Ivoclar). Glass transition temperature (Tg), loss tangent (LT), degree of heterogeneity and crosslink density of specimens (n = 3, 15 x 3 x 1 mm) with maximum conversion was obtained in a dynamic mechanical analyzer. Analysis of extracts obtained after specimen immersion (Ø = 12 mm, h = 0.8 mm; 970 mW/cm2 x 30 s) in dichloromethane was carried out using 1H-NMR to determine residual monomers. Polymerization kinetics of specimens (n = 3; Ø = 5.5 mm, h = 1 mm) of all materials cured with Acticure 4000 - EXFO and 320-500 nm filter, was analyzed using different levels of irradiance (3, 30 or 200 mW/cm2) and temperature (23, 35 or 60 °C) by NIR spectroscopy (peak 6165 cm-1 for dimethacrylates and 4156 cm-1 for silorane). The influence of moisture at 23, 35 or 60 °C on polymerization kinetics was observed for Filtek P90 and EsthetX HD. To assist in the identification of peaks that can be used to calculate the conversion of Filtek P90, peaks related to epoxy rings selected with the spectroscopic characterization (Mid-IR and NIR) of model monomers and Filtek P90 (after filler extraction with acetone) were compared with the values found in acid-base titration test of these materials. Data were submitted to ANOVA and Tukey\'s test ( < 0.05). RESULTS: EHD showed the greatest TP, statistically similar to NDUR and greater than KAL and P90, statistically similar. EHD Cvol was superior to NDUR, and P90 and KAL had the lowest and statistically similar values. P90 had the highest MeFLex, with no difference between other materials. EHD had the highest RFlex value, and NDUR and KAL, the lowest one, with no difference between them. NDUR had the highest DC, followed by EHD and KAL, and P90 had the lowest value. EHD showed the highest Tg, followed by P90 and KAL and NDUR. NDUR and P90 showed respectively the highest and lowest LT. NDUR and KAL had the highest and the lowest homogeneity, respectively. P90 had the highest crosslink density, with no difference between other composites. Unlike EHD and KAL, NUR and P90 showed no leachable monomers. P90 showed similar polymerization kinetics to dimethacrylate composites, even with irradiation and temperature variation. Moisture slightly increased the DC of EHD at 23 and 35 °C, and temperature showed greater influence at 60 °C. In general, moisture did not influence P90 polymerization kinetics. P90 showed 60 % conversion in Mid-IR over the peak 883 cm-1, similar to the value obtained with titration. Two distinct peaks showed conversion in NIR: 4156 cm-1 (42 %) and 4071 cm-1 (65 %). CONCLUSION: DC had a great influence on PS values. Higher E and FS values were associated with higher crosslink density. NDUR and P90 showed no leachable monomers. A higher DC is obtained when the composite reaches high values of conversion before vitrification. P90 showed similar behavior to composites based on dimethacrylate regarding the polymerization kinetics, including under variation of irradiance and temperature. In general, moisture does not great influence P90 and EHD polymerization kinetics. As the exact composition of P90 is unknown, it was not possible to specify the conversion of this material with the methods employed, but it can be said that this material exhibits at least about 40 % conversion, provided by the peak 4156 cm-1.

Este estudo teve como objetivo investigar múltiplos aspectos relacionados a polimerização da resina composta como: o grau de conversão monomérica (GC), parâmetros da cinética de polimerização e a determinação de monômeros residuais TEGDMA e BisGMA, além de avaliar o desempenho de aparelhos fotoativadores. As resinas compostas experimentais foram manipuladas variando-se os fotoiniciadores R1-) canforoquinona/amina, R2-) PPD/amina, R3-) PPD + canforoquinona/amina) e foram utilizados dois aparelhos para a fotoativação (I-) lâmpada halógena (Demetron LC/ SDS Kerr-USA) e II-) LED (Poly 600/Kavo-Brasil) ambos com 600 mW cm-2, por 40 s. O GC após 300 s e os parâmetros de cinética como taxa máxima de conversão (Rpmáx), tempo em que ocorreu a taxa máxima de polimerização (tmáx) e a conversão quando ocorreu a Rpmáx, foram determinados por meio de espectroscopia de absorção no infravermelho em tempo real (RT-FTIR), Os espectros foram coletados dos espécimes (n=5) no modo cinética, durante 305 s, entre 1680 e 1550 cm-1. As 5 primeiras varreduras coletadas serviram para fornecer o espectro de absorção da resina não polimerizada (utilizado no cálculo do GC). Na 6&ordm; varredura, o fotoativador foi ligado (por 40 segundos) enquanto o espectro continuava a ser coletado até 300 s após a ativação da luz. A presença de monômeros residuais (TEGDMA e BisGMA) foi avaliada por meio da cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), sendo que os espécimes (n=6) foram imersos em acetonitrila (5 mL-24 h) com agitação mecânica, o método desenvolvido utilizou: HPLC, coluna C18, fase móvel A: água com trietilamina (0,05%) acidificada com ácido acético (pH 4) e B: acetonitrila, modo de eluição com gradiente (40-85%-17 min/ 55&deg;C), fluxo de 1 mL min-1, detector UV em 210 nm, injeção de 20 &micro;L. Em relação aos resultados de GC após 300 s os maiores valores foram para a resina R1 tanto fotoativada com LED (65,90% &plusmn;1,81) quanto com a lâmpada halógena (64,40% &plusmn;0,83), e os menores valores encontrados foram quando a resina R2 foi fotoativada pelo LED (35,64% &plusmn;1,73) e a única resina que apresentou diferenças significantes em relação as fontes de luz foi a R2. Os valores da Rpmáx diminuíram nas resinas que apresentavam o fotoiniciador PPD. O tempo de ocorrência da taxa máxima de conversão (tmáx) aconteceu mais rapidamente para a resina com CQ. Todas as resinas apresentaram valores de grau de conversão similares no tmáx. Em relação aos resultados de HPLC, a quantidade de monômeros extraídos (M/M%) variou de 1,98% &plusmn;0,16 à 3,34% &plusmn;0,07 para os monômeros TEGDMA e de 3,57% &plusmn;0,30 à 7,57% &plusmn;0,40 para os monômeros BisGMA. A resina R2 apresentou a maior quantidade de monômeros residuais quando fotoativada com ambas as fontes, principalmente quando fotoativada com o LED. As resinas R1 e R3 obtiveram comportamento parecidos para ambos fotoativadores. Conclui-se que a resina R3 pode ser uma boa opção, pois quando comparada com a resina R1 apresentou vantagens como: redução na Rpmáx, bem como o momento em que esta ocorreu (tmáx), além de ser adequadamente fotoativada com aparelhos de LED. / This study aimed to investigate multiple aspects of composite resin polymerization as the degree of monomer conversion (DC), the kinetic parameters of polymerization and the determination of residual monomers TEGDMA and BisGMA, and evaluate the performance of light curing units. The experimental composites were manipulated by varying the photoinitiators R1-) camphorquinone/amine, R2-) PPD/amine, R3-) PPD + camphorquinone/ amine) and two devices were used for the polymerization I-) halogen lamp (Demetron LC / SDS Kerr, USA) and II-) LED (Poly 600/Kavo-Brasil) both with 600 mW cm-2 for 40 s. DC after 300 s and the kinetic parameters such as maximum rate of polymerization conversion (Rpmax), time of occurrence of the maximum rate of polymerisation (tmax) and the conversion occurred when Rpmax were determined by infrared absorption spectroscopy in real time (RT-FTIR), the infrared spectrum was collected from the specimen (n=5) in order kinetics for 305 s, between 1680 and 1550 cm-1. The first 5 scans were used to provide the collected absorption spectrum of the uncured resin (calculated DC). In the sixth scan, the curing unit was connected (by 40 seconds) while the spectrum continued to be collected up to 300 s after activation of the light. The presence of residual monomers (TEGDMA and BisGMA) was assessed by high performance liquid chromatography (HPLC), and the specimens (n=6) were immersed in acetonitrile (5 mL-24 h) with mechanical stirring, the method developed used: HPLC, C18 column, mobile phase A: water with triethylamine (0,05%) acidified with acetic acid (pH 4) and phase B: acetonitrile, gradient elution mode (40-85% -17 min/55 &deg;C), flow 1 mL/min, UV detector at 210 nm, injection of 20 &micro;L. Regarding the results of DC after 300s were the highest values for both R1 resin polymerized with LED (65.90% &plusmn;1.81) and with a halogen lamp (64.40% &plusmn;0.83), and lower values when the resin was found that R2 was polymerized by LED (35.64% &plusmn;1.73) and the only resin that showed significant differences in the sources of light was the R2. The values of the resins decreased Rpmax who had PPD photoinitiator. The time of occurrence of the maximum rate of conversion (tmax) occurred more rapidly for the resin with CQ. And all resins showed values similar degree of conversion in tmax. For HPLC results, the amount of monomer extracted (M/M%) ranged from 1.98% &plusmn;0.16 to 3.34% &plusmn;0.07 for the monomers of TEGDMA and 3.57% &plusmn;0.30 to 7.57% &plusmn;0.40 for the monomers BisGMA. Resin R2 showed the highest amount of residual monomers as polymerized with both sources, especially when polymerized with LED. Resins R1 and R3 had similar behavior for both curing units. In conclusion, the resin R3 can be a good choice, as compared with the resin obtained R1 advantages as reduction in Rpmax as well as the time it occurred (tmax), and be suitably photoactivated with LED devices.

OBJETIVO: caracterizar a interação entre tensão e cinética de polimerização e seus parâmetros determinantes, e avaliar a qualidade da rede polimérica e propriedades mecânicas de compósitos comerciais para dentes posteriores a base de dimetacrilato ou de silorano. A cinética de polimerização foi avaliada sob influência da intensidade da fonte de luz, da temperatura e da umidade. Por fim, o grau de conversão (GC) do compósito a base de silorano foi avaliado por espectroscopia e titulação. MÉTODOS: foram utilizados três compósitos de baixa contração: Kalore (KAL - GC America) e N´Durance (NDUR Septodont), a base de dimetacrilatos; e Filtek P90 (P90 - 3MESPE), a base de silorano. O EsthetX HD (EHD - Dentsply) foi utilizado como controle. A tensão de polimerização (TP) dos espécimes (n = 5; Ø = 5 mm; h = 1 mm, 10 min) foi obtida em máquina universal de ensaios mecânicos. A contração volumétrica (CVol) foi determinada em linômetro (n = 3; Ø = 6 mm; h = 1,5 mm; 10 min). O módulo de elasticidade em flexão (MeFlex) e a resistência à flexão (RFlex) (n = 10; 10 x 2 x 1 mm) foram obtidos através do teste de dobramento em três pontos (8 mm entre apoios; 0.5 mm/min). O GC e a taxa de polimerização (Rp) dos espécimes (n = 3; Ø = 6,5 mm; h = 0,8 mm) foram determinados por espectroscopia no NIR (banda em 6165 cm-1 para dimetacrilatos e em 4156 cm-1 e 4071 cm-1 para silorano). Para os testes acima descritos, a fotopolimerização foi realizada com 740 mW/cm2 x 27 s (Bluephase G2 Ivoclar). A temperatura de transição vítrea (Tg), a tangente de delta (tan delta), o grau de heterogeneidade e a densidade de ligações cruzadas de espécimes (n = 3; 15 x 3 x 1 mm) com o máximo de conversão foram obtidos em analisador dinâmico-mecânico. A análise dos extratos obtidos após imersão dos espécimes (Ø = 12 mm; h = 0,8 mm; 970 mW/cm2 x 30 s) em diclorometano foi realizada através de 1H-NMR para verificar monômeros residuais. A cinética de polimerização de espécimes (n = 3; Ø = 5,5 mm; h = 1 mm) de todos os materiais, fotopolimerizados com Acticure 4000 EXFO e filtro 320-500 nm, foi analisada sob variação de irradiância (3, 30 ou 200 mW/cm2) e de temperatura (23, 35 ou 60 °C) por espectroscopia no NIR (banda em 6165 cm-1 para dimetacrilatos e em 4156 cm-1 para silorano). A influência da umidade a 23, 35 ou 60 °C na cinética de polimerização foi verificada para Filtek P90 e EsthetX HD. Para auxiliar na identificação de bandas que possam ser utilizadas para o GC do Filtek P90, as conversões de bandas referentes a anéis epóxicos selecionadas com a caracterização espectroscópica (Mid-IR e NIR) de monômeros modelos e do Filtek P90 sem carga foram comparadas com os valores encontrados no teste de titulação ácido-base desses materiais. Os dados dos testes laboratoriais, quando necessário, foram submetidos à Anova e ao Teste de Tukey ( < 0,05). RESULTADOS: O EHD apresentou a maior TP, estatisticamente semelhante ao NDUR e maior que o KAL e o P90, estatisticamente semelhantes. A Cvol do EHD foi superior à do NDUR, e o P90 e o KAL obtiveram os menores valores, estatisticamente semelhantes. O P90 apresentou o maior MeFLex, sem diferença entre os outros materiais. O EHD obteve o maior valor de RFlex, e o KAL e o NDUR apresentaram os menores valores, sem diferença entre eles. O NDUR apresentou o maior GC, seguido do EHD e KAL, e o P90 apresentou o menor valor. O EHD apresentou a maior Tg, seguido de P90, KAL e NDUR. O NDUR e o P90 apresentaram, respectivamente, a maior e a menor tan delta. O NDUR e o KAL apresentaram a maior e a menor homogeneidade, respectivamente. O P90 apresentou a maior densidade de ligações cruzadas, sem diferença entre os outros compósitos. Diferentemente do EHD e do KAL, o P90 e o NUR não apresentaram lixiviação de monômeros residuais. O P90 mostrou cinética de polimerização semelhante aos compósitos dimetacrilatos, inclusive sob variação de irradiância e temperatura. A umidade aumentou ligeiramente o GCMáx do EHD a 23 e a 35 °C, porém a temperatura exerceu maior influência à 60° C. De uma maneira geral, a umidade não influenciou a cinética de polimerização do P90. Em Mid-IR, o P90 apresentou 60 % de conversão através da banda em 883 cm-1, próximo ao valor obtido com a titulação. Já em NIR, há conversão em duas bandas distintas: em 4156 cm-1 (42%) e em 4071 cm-1 (65%). CONCLUSÃO: o GC exerceu grande influência sobre os valores de TP. Altos valores de MeFlex e RFlex foram associados à alta densidade de ligações cruzadas. P90 e NDUR não apresentaram lixiviação de monômeros residuais. Um maior GC é obtido quando o compósito alcança alto valor de conversão até o ponto de vitrificação. O P90 mostrou comportamento semelhante aos compósitos baseados em dimetacrilatos quanto à cinética de polimerização, inclusive sob variação de irradiância e temperatura. De uma maneira geral, a umidade não exerceu grande influência na cinética de polimerização do P90 e do EHD. Como não se sabe a composição exata do Filtek P90, pode-se dizer apenas que a conversão deste material é cerca de 40 %. O teste de titulação precisa ser aperfeiçoado e são necessários estudos adicionais para se validar a metodologia FTIR X titulação utilizada. Como a composição monomérica exata do Filtek P90 não é conhecida, não foi possível precisar a conversão deste material com os métodos empregados, porém pode-se dizer que este material apresenta, no mínimo, cerca de 40 % de conversão, dada pela banda em 4156 cm-1. / OBJECTIVE: To characterize the interaction between polymerization kinetics and stress and its determining parameters, and evaluate polymer network quality and mechanical properties of commercial composites for posterior teeth based on dimethacrylate or silorane. Also, the influence of the intensity of the light source, temperature and humidity on the polymerization reaction was evaluated. Finally, the degree of conversion (DC) of the composite based on silorane was evaluated by spectroscopy and titration. METHODS: three \"low shrinkage\" composites were chosen: Kalore (KAL - GC America) and N\'Durance (NDUR - Septodont), based on dimethacrylates, and Filtek P90 (P90 - 3MESPE), based on silorane. EsthetX HD (EHD - Dentsply) was used as a control. Polymerization stress (PS) of samples (n = 5, Ø = 5 mm; h = 1 mm, 10 min) was obtained using a universal testing machine. Volumetric shrinkage (VS) was determined in a linometer (n = 3, Ø = 6 mm, h = 1.5 mm, 10 min). Elastic modulus (E) and flexural strength (FS) (n = 10; 10 x 2 x 1 mm) were obtained by three point bending test (8 mm between support, 0.5 mm/min). DC and polymerization rate (Rp) of specimen (n = 3, Ø = 6.5 mm, h = 0.8 mm) were determined by NIR spectroscopy (peak 6165 cm-1 for dimethacrylates and 4156 cm-1 and 4071 cm-1 for silorane). For these tests, photopolymerization was performed with 740 mW/cm2 x 27 s (Bluephase G2 - Ivoclar). Glass transition temperature (Tg), loss tangent (LT), degree of heterogeneity and crosslink density of specimens (n = 3, 15 x 3 x 1 mm) with maximum conversion was obtained in a dynamic mechanical analyzer. Analysis of extracts obtained after specimen immersion (Ø = 12 mm, h = 0.8 mm; 970 mW/cm2 x 30 s) in dichloromethane was carried out using 1H-NMR to determine residual monomers. Polymerization kinetics of specimens (n = 3; Ø = 5.5 mm, h = 1 mm) of all materials cured with Acticure 4000 - EXFO and 320-500 nm filter, was analyzed using different levels of irradiance (3, 30 or 200 mW/cm2) and temperature (23, 35 or 60 °C) by NIR spectroscopy (peak 6165 cm-1 for dimethacrylates and 4156 cm-1 for silorane). The influence of moisture at 23, 35 or 60 °C on polymerization kinetics was observed for Filtek P90 and EsthetX HD. To assist in the identification of peaks that can be used to calculate the conversion of Filtek P90, peaks related to epoxy rings selected with the spectroscopic characterization (Mid-IR and NIR) of model monomers and Filtek P90 (after filler extraction with acetone) were compared with the values found in acid-base titration test of these materials. Data were submitted to ANOVA and Tukey\'s test ( < 0.05). RESULTS: EHD showed the greatest TP, statistically similar to NDUR and greater than KAL and P90, statistically similar. EHD Cvol was superior to NDUR, and P90 and KAL had the lowest and statistically similar values. P90 had the highest MeFLex, with no difference between other materials. EHD had the highest RFlex value, and NDUR and KAL, the lowest one, with no difference between them. NDUR had the highest DC, followed by EHD and KAL, and P90 had the lowest value. EHD showed the highest Tg, followed by P90 and KAL and NDUR. NDUR and P90 showed respectively the highest and lowest LT. NDUR and KAL had the highest and the lowest homogeneity, respectively. P90 had the highest crosslink density, with no difference between other composites. Unlike EHD and KAL, NUR and P90 showed no leachable monomers. P90 showed similar polymerization kinetics to dimethacrylate composites, even with irradiation and temperature variation. Moisture slightly increased the DC of EHD at 23 and 35 °C, and temperature showed greater influence at 60 °C. In general, moisture did not influence P90 polymerization kinetics. P90 showed 60 % conversion in Mid-IR over the peak 883 cm-1, similar to the value obtained with titration. Two distinct peaks showed conversion in NIR: 4156 cm-1 (42 %) and 4071 cm-1 (65 %). CONCLUSION: DC had a great influence on PS values. Higher E and FS values were associated with higher crosslink density. NDUR and P90 showed no leachable monomers. A higher DC is obtained when the composite reaches high values of conversion before vitrification. P90 showed similar behavior to composites based on dimethacrylate regarding the polymerization kinetics, including under variation of irradiance and temperature. In general, moisture does not great influence P90 and EHD polymerization kinetics. As the exact composition of P90 is unknown, it was not possible to specify the conversion of this material with the methods employed, but it can be said that this material exhibits at least about 40 % conversion, provided by the peak 4156 cm-1.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:22:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camilo Andres Pulido Mora.pdf: 15669266 bytes, checksum: ffecbe6f814025ea53601a49fb579e21 (MD5) Previous issue date: 2017-03-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aims of the study were: 1) to evaluate the bond strength (μTBS) and light transmission (LT) of individualized posts with different composite resin translucency,as well as the Vickers microhardness (VHN) of a self-adhesive resin cement. 2) to compare the shrinkage strain (SS), shrinkage rate (SR) and VHN of a conventionalcement and a self-adhesive one in the apical and cervical thirds of the root canal. 3) to compare the μTBS, VHN and nanoinfiltration (NI) immediately and after 3 years of a conventional resin cement and a self-adhesive one used in fiberglass post cementation. For the experiment 1, 70 lower premolars (n = 10) were selected and divided into 5 groups according to the resin translucency used for the post individualization: ideal adaptation (Positive control), high translucency composite resin (HT), Medium translucency composite resin (MT), high opacity composite resin (RAO) and pooradaptation (Negative Control); and cemented with dual resin cement RelyX U200 (3M / ESPE). One week later the BS, VHN and LT were evaluated.For experiment 2, 56 lower premolars were selected and endodontically treated. The teeth were randomly divided into 2 groups (n = 28) according to the resin cement used: RelyX ARC Group (3M / ESPE) and U200 Group: RelyX U200 (3M /ESPE). After that, 28 specimens (n = 14 per group) were sliced and submitted to VHN, BS and NI tests; And the other 28 specimens were sliced and stored in distilled water at 37 ° C for testing after 3 years. For experiment 3, 34 lower premolar teeth were selected and endodontically treated; Were then randomly divided into two groups (n = 14) according to the resin cement used: RelyX ARC Group (3M / ESPE) and U200 Group: RelyX U200 (3M / ESPE). Before the insertion of the resin cement in the root canal, two fiber optic sensors with Bragg gratings were placed in the post to measure cement deformation in the coronary and apical regions of the root canal. Data from each group (n = 10) were kinetically analyzed for polymerization Shrinkage strain (PS). The Shrinkage rate (SR) was calculated by numerical differentiation of the shrinkage data as a function of time. The experiments were analyzed by ANOVA and Tukey's test (a= 0.05). Experiment 1 showed a significant influence of resin translucency on resin cement properties. High translucency, promoted high μTBS and VHN. Experiment 2 showed that ARC had higher values of μTBS and VHN in the cervical third, but U200 presented the highest values after 3 years. In experiment 3 there was no difference in PS between the cements analyzed, but the ARC presented higher SR in both thirds. For the VHN, no significant difference in the cervical third was found, but U200 presented higher values in the apical third. / Os objetivos do estudo foram: 1) avaliar a resistência de união (RU) e transmissão de luz (TL) de pinos individualizados com diferente translucidez de resina composta, assim como a microdureza Vickers (MDV) de um cimento resinoso autoadesivo. 2) comparar a contração, taxa de contração e microdureza de um cimento convencional e um autoadesivo nos terços apical e cervical do canal radicular. 3) comparar a RU, MDV e nanoinfiltração (NI) imediata e após 3 anos de um cimento dual convencional e um cimento dual autoadesivo utilizados na cimentação de pinos de fibra de vidro. Para o experimento 1 foram selecionados 70 pré-molares inferiores (n=10) e divididos em 5 grupos segundo o grau de translucidez de resina utilizada para a individualização do pino: adaptação ideal (Controle positivo), resina de alta translucidez (HT), resina de média translucidez (MT), resina composta de alta opacidade (HO) e adaptação inadequada (Controle negativo); e cimentados com cimento resinoso dual RelyX U200 (3M/ESPE). Uma semana depois foi avaliada a RU, MDV e TL dos mesmos. Para o experimento 2, foram selecionados 56 dentes pré-molares inferiores e tratados endodonticamente. Os dentes foram divididos aleatoriamente em 2 grupos (n=28) segundo o cimento resinoso utilizado: Grupo ARC: RelyX™ ARC (3M/ESPE) e Grupo U200: RelyX U200 (3M/ESPE). Depois disso, 28 corpos-de-prova (n=14 por grupo) foram armazenados em água destilada por 48 h e depois cortados em fatias e submetidos a teste de MDV, RU e NI; e os outros 28 corpos-de-prova foram cortados em fatias e armazenados em água destilada a 37°C a fim de serem testados após de 3 anos. Para o experimento 3 foram selecionados 34 dentes pré-molares inferiores e tratados ndodonticamente;depois foram aleatoriamente divididos em 2 grupos (n=17) segundo o cimento resinoso utilizado: Grupo ARC: RelyX ARC (3M/ESPE) e Grupo U200: RelyX U200 (3M/ESPE). Antes da inserção do cimento resinoso no canal radicular foram posicionados no pino dois sensores de fibra óptica com redes de Bragg para a mensuração das deformações do cimento na região coronária e apical do canal radicular. Os dados de cada grupo (n=10) foram analisados cineticamente e para analisar a contração de polimerização (CPO). A taxa de contração (TP) foi calculada por diferenciação numérica dos dados de contração em função do tempo. Os experimentos foram analisados por ANOVA e teste de Tukey (a=0,05). O experimento 1 mostrou que há uma influência significativa da translucidez da resina nas propriedades do cimento. Quanto maior a translucidez, maior a RU e MDV. O experimento 2 mostrou que o ARC teve maiores valores de RU e MDV no terço cervical, mas foi o U200 quem apresentou maiores valores de RU e MDV após 3 9 anos. No experimento 3 não houve diferença na CPO entre os cimentos analisados, mas o ARC apresentou maior TP em ambos os terços. Para a MDV, não houve diferença significativa no terço cervical, mas o U200 apresentou maiores valores no terço apical.

O objetivo do trabalho foi investigar múltiplos aspectos relacionados ao pré-aquecimento da resina composta anterior à fotoativação: o grau de conversão e a cinética da polimerização em função da temperatura de polimerização, tempo de fotoativação e profundidade; o desempenho da fonte aquecedora (temperatura máxima, estabilidade térmica do aparelho e variações de temperatura ao pré-aquecer compules) e aspectos clínicos (o efeito de ciclos de pré-aquecimento repetidos e prolongados sobre o grau de conversão, a variação da temperatura intrapulpar in vitro e a variação da temperatura in vivo ao usar resina composta pré-aquecida ou a temperatura ambiente. A conversão de monômeros e os parâmetros de cinética foram determinados através de FTIR-ATR. Os espécimes foram fotoativados por 5, 10, 20 ou 40s entre 3 o e 60 o C. Foram calculados o grau de conversão em tempo real, a taxa máxima de conversão, o tempo em que ocorreu a taxa máxima, e a conversão na taxa máxima. Os dados foram tratados por análise de variância, teste-t e análise de regressão (p &#8804;0,05). O desempenho do dispositivo aquecedor foi medido monitorando-se a mudança de temperatura em tempo real com o auxílio de um termopar tipo-k conectado a um conversor analógico-digital. Os termopares foram colocados no aquecedor e dentro de compules de compósito. Os dados foram analisados com teste t (p &#8804;0,05). Compules (n=5) foram submetidos a um dos ciclos térmicos: Pré-aquecimento repetido (da temperatura ambiente a 60 o C, por 10 vezes) ou Prolongado (24h a 60 o C). O grau de conversão foi medido 24h após os ciclos, com o compósito à temperatura ambiente, seguindo o protocolo descrito acima. Os dados foram tratados por análise de variância e teste de Tukey (p&#8804;0,05). O aumento da temperatura intrapulpar foi medido por um termopar colocado na câmara pulpar de um prémolar contendo uma cavidade de Classe V (com 1mm de espessura de dentina remanescente). O preparo foi preenchido com compósito à temperatura ambiente ou pré-aquecido enquanto a temperatura intrapulpar era continuamente monitorada (n=5). Os dados foram comparados por análise de variância e teste de Tukey (p &#8804;0,05). Para a medida da variação de temperatura in vivo, foram feitos preparos cavitários de 2mm de profundidade em dentes posteriores de um indivíduo (n=3). Uma sonda que mensurava a temperatura foi introduzida no dente preparado em cada procedimento restaurador e durante a inserção da resina composta à temperatura ambiente ou pré-aquecida a 60°C. Os dados foram comparados com análise de variância e teste de Tukey (p &#8804;0,05). Os resultados indicaram que: 1) o pré-aquecimento da resina composta anterior à fotoativação aumenta o grau de conversão, reduz o tempo de fotoativação e resulta em maior taxa de conversão, sem alterar o tempo em que a taxa máxima ocorre; 2) tanto o dispositivo aquecedor quanto os compules atingiram temperaturas inferiores das determinadas pelo fabricante; ao remover o compósito do aquecedor a perda de calor é acentuada ; 3) o grau de conversão não foi afetado por ciclos repetidos e prolongados de pré-aquecimento da resina composta; 4) não houve aumento da temperatura intrapulpar ao serem comparadas as resinas composta à temperatura ambiente e pré-aquecida; 5) a medida da temperatura in vivo revelou que o compósito pré-aquecido a 60 o C fica somente 8 o C acima da temperatura intrabucal; a técnica de pré-aquecimento deve ser usada com cautela. / This work examined multiple aspects of pre-heating dental resin composite prior to light-curing: the monomer conversion and polymerization kinetics as a function of cure temperature, light-exposure duration and depth; the performance of the heating device (maximum temperature, thermal stability of device and temperature change when pre-heating compules); and clinically relevant issues (the effect of repeated and extended pre-heating cycles on conversion; in vitro intrapulpal temperature change and in vivo temperature change when using either room-temperature or pre-heated composite). Monomer conversion and kinetic parameters were determined using FTIR-ATR. Specimens were cured for 5, 10, 20 or 40s between 3 o and 60 o C. Real-time monomer conversion, maximum conversion rate, time into exposure when maximum rate occurred, and conversion at maximum rate were calculated. Data were analyzed using regression analysis, Student's t-tests, and ANOVA with appropriate post-hoc tests (alpha = 0.05). Performance of the heating device was measured by monitoring the real-time temperature change with a K-type thermocouple connected to an analog-to-digital converter. Thermocouples were placed both in the heater and inside composite compules. Data were analyzed using Student t-test (alpha = 0.05). Compules (n=5) were submitted to one of the temperatures cycles: Repeated (from room temperature to 60 o C, 10 times) or Extended pre-heating (24h at 60 o C). Monomer conversion was measured 24h after cycling, with composite at room temperature, following the protocol described above. Data were analyzed using ANOVA and the Tukey-Kramer post-hoc test (alpha = 0.05). Intrapulpal temperature rise was measured by placing a K-type thermocouple in the pulp chamber of a extracted, human premolar, which had a Class V preparation (1mm remaining dentin thickness). The preparation was filled using composite either at room-temperature, or pre-heated while continuously monitoring intrapulpal temperature (n=5). Data were compared using ANOVA and the Tukey-Kramer post-hoc test (&#945; =0.05). For measurement of temperature change in vivo, 2mm deep preparations were made on posterior teeth of a live human subject (n=3). Temperature values were recorded by placing a custom-made probe on the tooth preparation after each restorative procedure and during insertion of resin-composite at room temperature or pre-heated to 60°C. Data were compared using a 2-way ANOVA, and Tukey-Kramer post-hoc test (&#945; =0.05). Results indicated that: 1) pre-warming composite prior to polymerization results in greater conversion, requires shorter exposure duration, and enhances maximal rate of conversion without changing the time into the exposure when the maximum rate occurs; 2) either the heating device or the compules achieved lower temperatures than those stated by the manufacturer; composite temperature loss upon removal from the heater was dramatic; 3) neither repeated nor extended pre-heating of composites significantly affected monomer conversion values; 4) no increase in intrapulpal temperature values was observed when comparing room temperature and pre-heated composite; 5) temperature measurement in vivo revealed that composite pre-heated to 60°C attains only 8 o C above intraoral temperature upon delivery; thus, the composite pre-heating technique should be used with caution.

Partículas poliméricas com propriedades magnéticas podem ser utilizadas tanto em aplicações terapêuticas in vivo, como agentes de liberação controlada de princípios ativos, ex vivo, na extração de células cancerígenas do organismo, ou ainda in vitro, em diagnósticos. A necessidade de materiais inteligentes e biocompatíveis, como agentes de encapsulação destas partículas magnéticas, leva ao uso de polímeros sensíveis a estímulos. Em aplicações terapêuticas, esta tecnologia é baseada na localização das partículas através da aplicação de um campo magnético e na concentração da droga na área de interesse. Esta etapa é seguida pela liberação da droga, utilizando-se as propriedades sensíveis dos polímeros. Dessa forma, este trabalho de tese se dedica ao estudo da obtenção de nanopartículas constituídas de uma matriz polimérica sensível a estímulos e de partículas de óxido de ferro (?-Fe2O3 e Fe3O4). Inicialmente, nanogéis à base de poli(NVCL-co-AA) foram obtidos através do método de polimerização por precipitação. A Poli(Nvinilcaprolactama) (PNVCL) é um polímero termo-sensível, que possui temperatura crítica inferior de solubilização (LCST) próxima à temperatura fisiológica (35-38 ºC) e é conhecida, ainda, por possuir maior biocompatibilidade, em comparação a outros polímeros do gênero. O poli(ácido acrílico) (PAA), por sua vez, é um polímero que apresenta sensibilidade ao pH. Nesta etapa estudou-se a influência de alguns parâmetros de síntese nos diâmetros de partículas, na polidispersidade e na sensibilidade à temperatura dos nanogéis. A sensibilidade ao pH também foi estudada em função da concentração de ácido acrílico adicionado nas sínteses. Em seguida, realizou-se o estudo da encapsulação de nanopartículas magnéticas complexadas com dextrana em nanogéis de PNVCL, utilizando-se a técnica de polimerização em miniemulsão inversa. Os nanogéis magnéticos sensíveis à temperatura foram caracterizados quanto ao diâmetro de partículas (DP) e distribuição do diâmetro de partículas (DDP), pela técnica de espalhamento de luz. A sensibilidade à temperatura dos nanogéis magnéticos também foi estudada por espalhamento de luz, através de medidas de diâmetro de partículas em diferentes temperaturas. As medidas de magnetização foram obtidas em um magnetômetro de amostra vibrante (MAV). Análises de infra vermelho (FTIR) e de difratometria de raios X revelaram qualitativamente a encapsulação das nanopartículas magnéticas. A eficiência de incorporação das nanopartículas de óxido de ferro foi estudada através de análises termogravimétricas (TGA) e medidas de magnetização. As características morfológicas dos nanogéis magnéticos foram observadas por microscopia eletrônica de transmissão (TEM). / Polymeric particles with magnetic properties can be useful for in vivo therapeutic applications, as agents for controlled drug release, for ex vivo applications, as agents for the extraction of cancer cells, and finally, for the diagnosis in vitro. The search for biocompatible and smart materials as agents for the encapsulation of magnetic particles, leads to the use of stmuli-responsive polymers. In therapeutic applications, this technology is based on the localization and the concentration of the particles containing the drug in the area of interest by applying a magnetic field. This step is followed by the release of the drug, using the sensitive properties of the polymers. In this context, this thesis is devoted to the preparation of nanoparticles constituted by a stimuli-responsive polymer matrix and particles of iron oxide (?-Fe2O3 e Fe3O4). First of all, we performed the synthesis of poly(NVCL-co-AA)-based nanogels using the precipitation polymerization method. Poly(N-vinilcaprolactama) (PNVCL) is a thermo-responsive polymer which presents the lower critical solution temperature (LCST) near the physiological temperature (35-38 °C) and it is well known by its greater biocompatibility, in comparison with other themallysensitive polymers. On the other hand, the poly(acrylic acid) (PAA) is known by its sensibility to changes in the enviromental pH. In this stage, the influence of some synthesis parameters on the particles diameter, polydispersity and themally-sensitive behavior of the nanogels was evaluated. The pH-sensibility behavior was also studied as a function of the AA concentration in the synthesis. As a second step, the study of the incorporation of dextran-coated magnetic nanoparticles in the PNVCL-based nanogels using the inverse miniemulsion polymerization was preformed. The thermo-responsive magnetic nanogels were characterized in terms of particles diameter (PD) and particles size distribution (PSD) using light scattering. The temperature sensitivity of the magnetic nanogels was also studied by light scattering, with measurements of particles diameter as a function of temperature. The magnetization measurements were obtained on a vibrating sample magnetometer (VSM). Analysis of infra-red (FTIR) and X-ray diffraction revealed qualitatively the incorporation of magnetic nanoparticles. The incorporation efficiency of iron oxide nanoparticles was studied by thermo-gravimetric analysis (TGA) and magnetic measurements. The morphological characteristics of the magnetic nanogels were observed by transmission electron microscopy (TEM).

Partículas poliméricas com propriedades magnéticas podem ser utilizadas tanto em aplicações terapêuticas in vivo, como agentes de liberação controlada de princípios ativos, ex vivo, na extração de células cancerígenas do organismo, ou ainda in vitro, em diagnósticos. A necessidade de materiais inteligentes e biocompatíveis, como agentes de encapsulação destas partículas magnéticas, leva ao uso de polímeros sensíveis a estímulos. Em aplicações terapêuticas, esta tecnologia é baseada na localização das partículas através da aplicação de um campo magnético e na concentração da droga na área de interesse. Esta etapa é seguida pela liberação da droga, utilizando-se as propriedades sensíveis dos polímeros. Dessa forma, este trabalho de tese se dedica ao estudo da obtenção de nanopartículas constituídas de uma matriz polimérica sensível a estímulos e de partículas de óxido de ferro (?-Fe2O3 e Fe3O4). Inicialmente, nanogéis à base de poli(NVCL-co-AA) foram obtidos através do método de polimerização por precipitação. A Poli(Nvinilcaprolactama) (PNVCL) é um polímero termo-sensível, que possui temperatura crítica inferior de solubilização (LCST) próxima à temperatura fisiológica (35-38 ºC) e é conhecida, ainda, por possuir maior biocompatibilidade, em comparação a outros polímeros do gênero. O poli(ácido acrílico) (PAA), por sua vez, é um polímero que apresenta sensibilidade ao pH. Nesta etapa estudou-se a influência de alguns parâmetros de síntese nos diâmetros de partículas, na polidispersidade e na sensibilidade à temperatura dos nanogéis. A sensibilidade ao pH também foi estudada em função da concentração de ácido acrílico adicionado nas sínteses. Em seguida, realizou-se o estudo da encapsulação de nanopartículas magnéticas complexadas com dextrana em nanogéis de PNVCL, utilizando-se a técnica de polimerização em miniemulsão inversa. Os nanogéis magnéticos sensíveis à temperatura foram caracterizados quanto ao diâmetro de partículas (DP) e distribuição do diâmetro de partículas (DDP), pela técnica de espalhamento de luz. A sensibilidade à temperatura dos nanogéis magnéticos também foi estudada por espalhamento de luz, através de medidas de diâmetro de partículas em diferentes temperaturas. As medidas de magnetização foram obtidas em um magnetômetro de amostra vibrante (MAV). Análises de infra vermelho (FTIR) e de difratometria de raios X revelaram qualitativamente a encapsulação das nanopartículas magnéticas. A eficiência de incorporação das nanopartículas de óxido de ferro foi estudada através de análises termogravimétricas (TGA) e medidas de magnetização. As características morfológicas dos nanogéis magnéticos foram observadas por microscopia eletrônica de transmissão (TEM). / Polymeric particles with magnetic properties can be useful for in vivo therapeutic applications, as agents for controlled drug release, for ex vivo applications, as agents for the extraction of cancer cells, and finally, for the diagnosis in vitro. The search for biocompatible and smart materials as agents for the encapsulation of magnetic particles, leads to the use of stmuli-responsive polymers. In therapeutic applications, this technology is based on the localization and the concentration of the particles containing the drug in the area of interest by applying a magnetic field. This step is followed by the release of the drug, using the sensitive properties of the polymers. In this context, this thesis is devoted to the preparation of nanoparticles constituted by a stimuli-responsive polymer matrix and particles of iron oxide (?-Fe2O3 e Fe3O4). First of all, we performed the synthesis of poly(NVCL-co-AA)-based nanogels using the precipitation polymerization method. Poly(N-vinilcaprolactama) (PNVCL) is a thermo-responsive polymer which presents the lower critical solution temperature (LCST) near the physiological temperature (35-38 °C) and it is well known by its greater biocompatibility, in comparison with other themallysensitive polymers. On the other hand, the poly(acrylic acid) (PAA) is known by its sensibility to changes in the enviromental pH. In this stage, the influence of some synthesis parameters on the particles diameter, polydispersity and themally-sensitive behavior of the nanogels was evaluated. The pH-sensibility behavior was also studied as a function of the AA concentration in the synthesis. As a second step, the study of the incorporation of dextran-coated magnetic nanoparticles in the PNVCL-based nanogels using the inverse miniemulsion polymerization was preformed. The thermo-responsive magnetic nanogels were characterized in terms of particles diameter (PD) and particles size distribution (PSD) using light scattering. The temperature sensitivity of the magnetic nanogels was also studied by light scattering, with measurements of particles diameter as a function of temperature. The magnetization measurements were obtained on a vibrating sample magnetometer (VSM). Analysis of infra-red (FTIR) and X-ray diffraction revealed qualitatively the incorporation of magnetic nanoparticles. The incorporation efficiency of iron oxide nanoparticles was studied by thermo-gravimetric analysis (TGA) and magnetic measurements. The morphological characteristics of the magnetic nanogels were observed by transmission electron microscopy (TEM).

O objetivo do trabalho foi investigar múltiplos aspectos relacionados ao pré-aquecimento da resina composta anterior à fotoativação: o grau de conversão e a cinética da polimerização em função da temperatura de polimerização, tempo de fotoativação e profundidade; o desempenho da fonte aquecedora (temperatura máxima, estabilidade térmica do aparelho e variações de temperatura ao pré-aquecer compules) e aspectos clínicos (o efeito de ciclos de pré-aquecimento repetidos e prolongados sobre o grau de conversão, a variação da temperatura intrapulpar in vitro e a variação da temperatura in vivo ao usar resina composta pré-aquecida ou a temperatura ambiente. A conversão de monômeros e os parâmetros de cinética foram determinados através de FTIR-ATR. Os espécimes foram fotoativados por 5, 10, 20 ou 40s entre 3 o e 60 o C. Foram calculados o grau de conversão em tempo real, a taxa máxima de conversão, o tempo em que ocorreu a taxa máxima, e a conversão na taxa máxima. Os dados foram tratados por análise de variância, teste-t e análise de regressão (p &#8804;0,05). O desempenho do dispositivo aquecedor foi medido monitorando-se a mudança de temperatura em tempo real com o auxílio de um termopar tipo-k conectado a um conversor analógico-digital. Os termopares foram colocados no aquecedor e dentro de compules de compósito. Os dados foram analisados com teste t (p &#8804;0,05). Compules (n=5) foram submetidos a um dos ciclos térmicos: Pré-aquecimento repetido (da temperatura ambiente a 60 o C, por 10 vezes) ou Prolongado (24h a 60 o C). O grau de conversão foi medido 24h após os ciclos, com o compósito à temperatura ambiente, seguindo o protocolo descrito acima. Os dados foram tratados por análise de variância e teste de Tukey (p&#8804;0,05). O aumento da temperatura intrapulpar foi medido por um termopar colocado na câmara pulpar de um prémolar contendo uma cavidade de Classe V (com 1mm de espessura de dentina remanescente). O preparo foi preenchido com compósito à temperatura ambiente ou pré-aquecido enquanto a temperatura intrapulpar era continuamente monitorada (n=5). Os dados foram comparados por análise de variância e teste de Tukey (p &#8804;0,05). Para a medida da variação de temperatura in vivo, foram feitos preparos cavitários de 2mm de profundidade em dentes posteriores de um indivíduo (n=3). Uma sonda que mensurava a temperatura foi introduzida no dente preparado em cada procedimento restaurador e durante a inserção da resina composta à temperatura ambiente ou pré-aquecida a 60°C. Os dados foram comparados com análise de variância e teste de Tukey (p &#8804;0,05). Os resultados indicaram que: 1) o pré-aquecimento da resina composta anterior à fotoativação aumenta o grau de conversão, reduz o tempo de fotoativação e resulta em maior taxa de conversão, sem alterar o tempo em que a taxa máxima ocorre; 2) tanto o dispositivo aquecedor quanto os compules atingiram temperaturas inferiores das determinadas pelo fabricante; ao remover o compósito do aquecedor a perda de calor é acentuada ; 3) o grau de conversão não foi afetado por ciclos repetidos e prolongados de pré-aquecimento da resina composta; 4) não houve aumento da temperatura intrapulpar ao serem comparadas as resinas composta à temperatura ambiente e pré-aquecida; 5) a medida da temperatura in vivo revelou que o compósito pré-aquecido a 60 o C fica somente 8 o C acima da temperatura intrabucal; a técnica de pré-aquecimento deve ser usada com cautela. / This work examined multiple aspects of pre-heating dental resin composite prior to light-curing: the monomer conversion and polymerization kinetics as a function of cure temperature, light-exposure duration and depth; the performance of the heating device (maximum temperature, thermal stability of device and temperature change when pre-heating compules); and clinically relevant issues (the effect of repeated and extended pre-heating cycles on conversion; in vitro intrapulpal temperature change and in vivo temperature change when using either room-temperature or pre-heated composite). Monomer conversion and kinetic parameters were determined using FTIR-ATR. Specimens were cured for 5, 10, 20 or 40s between 3 o and 60 o C. Real-time monomer conversion, maximum conversion rate, time into exposure when maximum rate occurred, and conversion at maximum rate were calculated. Data were analyzed using regression analysis, Student's t-tests, and ANOVA with appropriate post-hoc tests (alpha = 0.05). Performance of the heating device was measured by monitoring the real-time temperature change with a K-type thermocouple connected to an analog-to-digital converter. Thermocouples were placed both in the heater and inside composite compules. Data were analyzed using Student t-test (alpha = 0.05). Compules (n=5) were submitted to one of the temperatures cycles: Repeated (from room temperature to 60 o C, 10 times) or Extended pre-heating (24h at 60 o C). Monomer conversion was measured 24h after cycling, with composite at room temperature, following the protocol described above. Data were analyzed using ANOVA and the Tukey-Kramer post-hoc test (alpha = 0.05). Intrapulpal temperature rise was measured by placing a K-type thermocouple in the pulp chamber of a extracted, human premolar, which had a Class V preparation (1mm remaining dentin thickness). The preparation was filled using composite either at room-temperature, or pre-heated while continuously monitoring intrapulpal temperature (n=5). Data were compared using ANOVA and the Tukey-Kramer post-hoc test (&#945; =0.05). For measurement of temperature change in vivo, 2mm deep preparations were made on posterior teeth of a live human subject (n=3). Temperature values were recorded by placing a custom-made probe on the tooth preparation after each restorative procedure and during insertion of resin-composite at room temperature or pre-heated to 60°C. Data were compared using a 2-way ANOVA, and Tukey-Kramer post-hoc test (&#945; =0.05). Results indicated that: 1) pre-warming composite prior to polymerization results in greater conversion, requires shorter exposure duration, and enhances maximal rate of conversion without changing the time into the exposure when the maximum rate occurs; 2) either the heating device or the compules achieved lower temperatures than those stated by the manufacturer; composite temperature loss upon removal from the heater was dramatic; 3) neither repeated nor extended pre-heating of composites significantly affected monomer conversion values; 4) no increase in intrapulpal temperature values was observed when comparing room temperature and pre-heated composite; 5) temperature measurement in vivo revealed that composite pre-heated to 60°C attains only 8 o C above intraoral temperature upon delivery; thus, the composite pre-heating technique should be used with caution.