Orientador: Marco Antônio Bottino / Banca: Marco Antônio Bottino / Banca: Mário Alexandre Coelho Sinhoreti / Banca: Roberto Ruggiero Braga / Banca: Claudio Antonio Talge / Banca: Luiz Felipe Valandro / Resumo: Este estudo teve com objetivo analisar a capacidade de um pino translúcido transmitir luz para o interior do canal radicular, bem como analisar o efeito desta polimerização na resistência mecânica e adesiva do conjunto pino, cimento, dente. Além disso, foi avaliada a resistência adesiva de diferentes tipos de cimentos resinosos. Foram utilizados 70 dentes humanos unirradiculares. O canal foi preparado com as fresas n°3 dos sistemas de pinos Light-Post (Bisco Inc, EUA). As raízes foram pintadas com esmalte preto para evitar a passagem de luz pela lateral do dente. Todos os dentes foram tratados com o sistema adesivo All Bond 2 (Bisco) e cimentados com três tipos de cimento formando os seguintes grupos: G1) Cimento Dual Duolink (Bisco) não fotopolimerizado, G2) Cimento Dual duolink fotopolimerizado, G3) Cimento Químico (C&B - Bisco) e G4) cimento fotopolimerizável (Illusion, Bisco). Cada grupo foi subdividido segundo a execução ou não de ciclagem mecânica. Em seguida, os dentes foram cortados perpendicular ao longo eixo do dente obtendo espécimes de 2mm de espessura. Cada secção era correspondente a uma região do dente (cervical, média, apical), possibilitando observar a polimerização do cimento nas diferentes profundidades da raiz realizando a analise Raman em três dentes de cada grupo. Em seguida, foi realizado o teste de push-out.Como resultado foi observado menor grau de conversão em direção apical para os cimentos foto-ativados, enquanto o cimento dual sem foto-ativaçao apresentou maiores valores. Para a resistência adesiva foi observada semelhança estatística inicial entre o cimento Duolink foto-ativado ou não, sendo que q ciclagem mecânica diminui consideravelmente a RA do Duolink quimicamente polimerizado. O cimento fotopolimerizável apresentou valores muito baixos de resistência adesiva e o cimento químico C&B apresentou os maiores valores antes e apos ciclagem mecânica. / Abstract: This study aimed to evaluate the light transmittance of a translucent post in the root canal, as well as the effects of light polymerization onto fatigue resistance and bond strengths at the post/cement/tooth joint. Moreover, the bond strengths obtained with different types of resin cement were determined. 70 human teeth were used. The root canals were prepared with Light Post drills (Bisco Inc, EUA) (size 3). Afterwards, the outer surface of each tooth was covered with black nail varnish to avoid passage of light through the root lateral walls. All teeth were treated with All Bond 2 (Bisco) bonding agent. They were divided into groups according to the resin cement: G1) non light-cured Duo-link dual-cure cement (Bisco), G2) light-cured Duo-link dual-cure cement, G3) C&B chemical-cure cement (Bisco) and G4) Illusion light-cure resin cement (Bisco). Each group was divided into subgroups, to designate the specimens subjected to mechanical cycling or not. Following that, the teeth were sectioned perpendicular to their long axis into 2mm sections. Each section corresponded to one of three study regions (cervical, middle and apical regions of the root canal preparation), allowing the determination of the degree of conversion at different levels of the root by using Raman spectroscopy in three teeth per group. Afterwards, the segments were subjected to Push-out bond strength test. The light-activated cements had the lowest degree of conversion towards the apical region whereas the dual-activated one presented the highest values. As for bond strength, the light- and non light-activated Duo-link groups were statistically similar in the beginning, but the mechanical cycling decreased the bond strength of the non light-activated group. The light-activated cement had the lowest bond strengths and the chemical cement (C&B) presented the highest bond strength values before and after mechanical cycling. / Doutor

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o grau de conversão, bem como o padrão de microinfiltração, de uma resina composta frente às seguintes variações nas condições de fotopolimerização: intensidade de luz X tempo e distância fonte de luz-superfície do compósito. Espécimes cilíndricas do material Esthet-X A2 (5mm de diâmetro e 2mm de altura) foram polimerizadas de acordo com os seguintes parâmetros: 600mW/cm2 por 40s, 400mW/cm2 por 60s ou 200mW/cm2 por 20s + 500mW/cm2 por 40s; distância fonte-resina de 0, 3 ou 7mm, resultando em nove grupos experimentais (n=3). A densidade de energia (intensidade X tempo) para todos os grupos foi de 24J/cm 2 . Os corpos de prova foram então submetidos à análise através do espectrofotômetro FT-Raman (RFS 100/S, Bruker; resolução de 4 cm -1 e 64 scans) para o cálculo da quantidade de duplas ligações remanescentes no material, tanto da face irradiada (FI) como da não-irradiada (FNI). A razão entre os picos relativos às bandas de 1610 e 1640 cm -1 (duplas ligações aromáticas e alifáticas, respectivamente) foi utilizada para estimar o grau de conversão. A análise estatística (ANOVA, com a<0,05, e teste de Tukey) mostrou significância dos fatores distância da fonte, face analisada e da interação modo de irradiação X distância. As médias de grau de conversão (em%) para 600, 400 e 200+500mW/cm2 foram respectivamente de 58,29 (±2,87); 57,99 (±2,94) e 58,32 (±2,46). Para as distâncias de 0, 3 e 7mm os valores obtidos foram: 59, 13 (±2,32); 58,61 (±3,08) e 56,85 (±2,24). As faces irradiadas apresentaram grau de conversão médio de 59,01 (±2,56) enquanto as não irradiadas de 57,40 (±2,67). Para o teste de microinfiltração, cavidades classe V foram confeccionadas em 90 incisivos bovinos. O substrato foi condicionado com ácido fosfórico a 37% durante 15 segundos, lavado e seco para a remoção do excesso de água, deixando-se, entretanto, a dentina úmida. Foi então aplicado o sistema adesivo Prime & Bond NT (Dentsply/Caulk). O preenchimento da cavidade foi feito em um só incremento, seguindo o mesmo padrão de polimerização proposto para o estudo do grau de conversão. Após a restauração, os dentes foram ar mazenados e então submetidos ao protocolo de teste com nitrato de prata. Foi utilizado para a análise dos escores de microinfiltração o teste de Kruskal -Wallis, não-paramétrico. Assim, foi observado que o modo de irradiação em dois passos causou uma diminuição na microinfiltração; tal redução também foi observada com o aumento da distância fonte de luz-compósito, com exceção dos grupos irradiados com 400mW/cm2. As médias dos escores de microinfiltração variaram entre 0,25 (±0,17) para o grupo com irradiação em dois passos, 7mm de distância e 2,0 (±0,96) para o grupo de 600mW/cm, 0mm. Não houve correlação entre grau de conversão e microinfiltração, bem como não houve influência da densidade de energia sobre esses testes. Por outro lado, pode-se concluir que a forma de fornecimento da energia na fotoativação correlaciona-se com a conversão e a microinfiltração. / The aim of this study was to assess the degree of conversion and microleakage of a restorative composite in relation to the following variations on the photoactivation conditions: light intensity x exposure time and distance from the light source. Degree of conversion was analyzed on cylindrical specimens (5 mm in diameter and 2 mm in height), photoactivated according to one of the following methods: 600mW/cm 2 x 40s; 400 mW/cm 2 x 60 s or 200 mW/cm 2 x 20s, followed by 500 mW/cm 2 x 40s. The distance from the light source was also variable: 0, 3 or 7 mm. Therefore, nine experimental groups (n=3) were obtained. Energy density (power density x exposure time) for all groups was kept constant (24 J/cm 2 ). Specimens were then submitted to FT-Raman analyses (RFS 100/S, Burker, 4cm -1 , 64 scans) for remaining double-bonds estimative, both on the top and on the bottom surfaces. The relation between 1610 and 1640 cm -1 peaks (aromathic and aliphatic bonds, respectively) was taken into account. Statistical analyses (ANOVA and Tukey test, a=0,05) found significance for the distance from the light source, the surface considered and the interaction between photoactivation mode and distance from the light source. Degree of conversion (in %) was 58,29 (±2,87), 57,99 (±2,94) and 58,32 (±2,46) for 600, 400 and 200+500 mW/cm 2 , respectively. For source distances of 0, 3 and 7 mm, values were 59,13 (±2,32) , 58,61 (±3,08) and 56,85 (±2,24), respectively. Top surfaces showed degree of conversion of 59,01 (±2,56), while for the bottom surface it was 57,40 (±2,67). For the microleakage test, the same composite was used for the restoration of class V cavities, made in 90 bovine incisors. The substrate was conditioned for 15 s with phosphoric acid (37%), then rinsed and gently dried. Prime & Bond NT (Dentsply/ Caulk) was then applied, according to the manufacturer’s instructions. Preparations were restored in bulk and photoactivated according to the procedures described for the degree of conversion analyses. The teeth were then stored for 24 in distilled water (37ºC) before being submitted to the silver-nitrate microleakage protocol. The results were analyzed using scores, submitted to the Kruskall-Wallis test. It could be observed that the two-step irradiation mode lead to less microleakage, when compared to the continuous modes. With exception to the specimens irradiated with 400mW/cm 2 , higher microleakage was observed for smaller distances from the light source. Means for the microleakage scores ranged from 0,25 (±0,17) for the two-step groups, 7mm from the light source to 2,0 (±0,96) for 600mW/cm 2 , 0mm. Power density did not influence neither the degree of conversion nor the microleakage. It could be concluded that photoactivation mode has an influence on the degree of conversion and on the microleakage.

This thesis contains two parts. In the first part, four kinds of dental baseplates were obtained after curing at 70 ¢XC in water bath or curing in microwave oven. Pressure vent polymerizing Meta-cera (PVPM) methods were performed at 500 watts using Y-Z flask, then the specimens in the flasks were cooled in two different ways. Additionally, the samples in GC FRP flask were separately cured by three different microwave-energy powers: 85, 255 or 595 watts. Each of these curing conditions has six specimens. Adaptation, porosity, and fracture strength of these specimens were evaluated. Optilon-399, a rubber-toughed dental baseplate, was chosen to study the effect of curing conditions on the morphology of the stained specimens using transmission electron microscope (TEM). The results indicate that dispersed rubber- enriched phase is observed. Most of the dispersed phase has a mean-diameter ranging from 210 to 1440 nm and smaller domains have a mean-diameter of 80-100 nm. These dispersed domains observed in TEM micrographs are statistically analyzed and compared using one-way analysis of variance (ANOVA) method. The specimens cured in water bath (reference) have the largest mean-diameter, 456 ¡Ó 131 nm, for the dispersed phase. There is no significant difference in mean-diameters between the reference method and 595-watts method. Mean-diameters of the specimens (408~442 nm) cured by the other four methods are significantly less than that of the reference method. Differences are also found among three different microwave-energy powers. Mean-diameter increases from 408 to 432 to 454 nm and the number of domains drops from 35.7 to 34.1 to 32.1 per TEM micrograph when microwave-energy power increases from 85 to 255 to 595 watts. However, 595-watts specimens have the problem of porosity and 85-watts specimens have the highest adaptation discrepancy. Therefore, 255-watts specimens have a relatively high fracture strength (388 kgf versus 354 or 369 kgf). There is no difference in mean-diameter (440 versus 442 nm) and the number of domains (32.9 per TEM micrograph) between PVPM systems. Low adaptation discrepancy and no porosity result in a higher fracture strength (395 and 381 kgf) compared with the reference method (284kgf). From this study, PVPM method in a bench cooled type is suggested to prepare dental baseplates. In the second part, restorative materials for tooth were polymerized and cured using a blue light emitting diode (LED) unit. Five kinds of light-curing hybrid composite resins (Premisa, Esthet-X micro matrix restorative, Z100 Restorative, Filtek Z250 and Filtek Z350) were processed by four different operating modes of LED as follows: control mode- 500 mW/cm2 for 20 s; pulse cure mode - 500 mW/cm2 for 10s, 0 mW/cm2 for 10s, then 500 mW/cm2 for the next 10 s; soft-start (ramp) mode- initially 600 mW/cm2 for 10 s, then jump to 1400 mW/cm2 for 10 s; turbo (high) mode-1400 mW/cm2 for 10 s. Each of light-curing dental materials and LED operating modes has six specimens. Temperature variation of resins in a period of 60 s was measured during and after activating the light. Vicker¡¦s hardness of both top and bottom sides of specimens after curing was measured. Both temperature rise and hardness of specimens are statistically analyzed and compared using two-way ANOVA method. Soft-start mode induced an average temperature rise of 7.70 ¡Ó 0.77 ¢XC which is significantly (P<0.05) higher than the other three modes. Pulse cure mode yielded average 4.49 ¡Ó 0.84 ¢XC rise which is lowest (P<0.05). There is no difference in temperature rise between control and turbo modes (P>0.05). Comparing five dental materials, Z350 had an average temperature rise of 7.04 ¡Ó 1.10¢XC that is the highest and significantly different from the other materials (P<0.05). Average temperature rise of the other materials was about 5.3 ¢XC without significant difference, except Premise versus Z100. Both top and bottom sides¡¦ hardness of the cured specimens are determined by dental materials (P<0.05), not by LED operating modes (P>0.05). Z100 has the highest hardness (top: 181.6¡Ó8.9kgf/mm2, bottom: 149.1¡Ó6.0 kgf/mm2). Hardness decreases in the order of Z250, Esthet-X, Premise, Z350. Additionally, the results of isothermal polymerization and curing of resins at 165 ¢XC for 3 hr indicate that the high temperature rise (7 ¢XC) of Z350 resins is due to the high exothermic enthalpy (- 61 J/g). The trend of temperature rise of other dental materials can also be explained from the exothermic value which is measured using differential scanning calorimeter (DSC). Degree of polymerization conversion of resins after light-curing was also evaluated using DSC. Z100 specimens yielded the complete conversion (100%) for all of LED operating modes. From the viewpoints of complete conversion and high hardness, it is suggested to process Z100 specimens in a pulse cured mode because the temperature rise is only 4.65 ¢XC.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-05-16Bitstream added on 2014-06-13T18:46:00Z : No. of bitstreams: 1 galhano_gap_dr_sjc.pdf: 385997 bytes, checksum: e9e65faf9da79b458c552d9829193cca (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este estudo teve com objetivo analisar a capacidade de um pino translúcido transmitir luz para o interior do canal radicular, bem como analisar o efeito desta polimerização na resistência mecânica e adesiva do conjunto pino, cimento, dente. Além disso, foi avaliada a resistência adesiva de diferentes tipos de cimentos resinosos. Foram utilizados 70 dentes humanos unirradiculares. O canal foi preparado com as fresas n°3 dos sistemas de pinos Light-Post (Bisco Inc, EUA). As raízes foram pintadas com esmalte preto para evitar a passagem de luz pela lateral do dente. Todos os dentes foram tratados com o sistema adesivo All Bond 2 (Bisco) e cimentados com três tipos de cimento formando os seguintes grupos: G1) Cimento Dual Duolink (Bisco) não fotopolimerizado, G2) Cimento Dual duolink fotopolimerizado, G3) Cimento Químico (C&B - Bisco) e G4) cimento fotopolimerizável (Illusion, Bisco). Cada grupo foi subdividido segundo a execução ou não de ciclagem mecânica. Em seguida, os dentes foram cortados perpendicular ao longo eixo do dente obtendo espécimes de 2mm de espessura. Cada secção era correspondente a uma região do dente (cervical, média, apical), possibilitando observar a polimerização do cimento nas diferentes profundidades da raiz realizando a analise Raman em três dentes de cada grupo. Em seguida, foi realizado o teste de push-out.Como resultado foi observado menor grau de conversão em direção apical para os cimentos foto-ativados, enquanto o cimento dual sem foto-ativaçao apresentou maiores valores. Para a resistência adesiva foi observada semelhança estatística inicial entre o cimento Duolink foto-ativado ou não, sendo que q ciclagem mecânica diminui consideravelmente a RA do Duolink quimicamente polimerizado. O cimento fotopolimerizável apresentou valores muito baixos de resistência adesiva e o cimento químico C&B apresentou os maiores valores antes e apos ciclagem mecânica. / This study aimed to evaluate the light transmittance of a translucent post in the root canal, as well as the effects of light polymerization onto fatigue resistance and bond strengths at the post/cement/tooth joint. Moreover, the bond strengths obtained with different types of resin cement were determined. 70 human teeth were used. The root canals were prepared with Light Post drills (Bisco Inc, EUA) (size 3). Afterwards, the outer surface of each tooth was covered with black nail varnish to avoid passage of light through the root lateral walls. All teeth were treated with All Bond 2 (Bisco) bonding agent. They were divided into groups according to the resin cement: G1) non light-cured Duo-link dual-cure cement (Bisco), G2) light-cured Duo-link dual-cure cement, G3) C&B chemical-cure cement (Bisco) and G4) Illusion light-cure resin cement (Bisco). Each group was divided into subgroups, to designate the specimens subjected to mechanical cycling or not. Following that, the teeth were sectioned perpendicular to their long axis into 2mm sections. Each section corresponded to one of three study regions (cervical, middle and apical regions of the root canal preparation), allowing the determination of the degree of conversion at different levels of the root by using Raman spectroscopy in three teeth per group. Afterwards, the segments were subjected to Push-out bond strength test. The light-activated cements had the lowest degree of conversion towards the apical region whereas the dual-activated one presented the highest values. As for bond strength, the light- and non light-activated Duo-link groups were statistically similar in the beginning, but the mechanical cycling decreased the bond strength of the non light-activated group. The light-activated cement had the lowest bond strengths and the chemical cement (C&B) presented the highest bond strength values before and after mechanical cycling.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o grau de conversão, bem como o padrão de microinfiltração, de uma resina composta frente às seguintes variações nas condições de fotopolimerização: intensidade de luz X tempo e distância fonte de luz-superfície do compósito. Espécimes cilíndricas do material Esthet-X A2 (5mm de diâmetro e 2mm de altura) foram polimerizadas de acordo com os seguintes parâmetros: 600mW/cm2 por 40s, 400mW/cm2 por 60s ou 200mW/cm2 por 20s + 500mW/cm2 por 40s; distância fonte-resina de 0, 3 ou 7mm, resultando em nove grupos experimentais (n=3). A densidade de energia (intensidade X tempo) para todos os grupos foi de 24J/cm 2 . Os corpos de prova foram então submetidos à análise através do espectrofotômetro FT-Raman (RFS 100/S, Bruker; resolução de 4 cm -1 e 64 scans) para o cálculo da quantidade de duplas ligações remanescentes no material, tanto da face irradiada (FI) como da não-irradiada (FNI). A razão entre os picos relativos às bandas de 1610 e 1640 cm -1 (duplas ligações aromáticas e alifáticas, respectivamente) foi utilizada para estimar o grau de conversão. A análise estatística (ANOVA, com a<0,05, e teste de Tukey) mostrou significância dos fatores distância da fonte, face analisada e da interação modo de irradiação X distância. As médias de grau de conversão (em%) para 600, 400 e 200+500mW/cm2 foram respectivamente de 58,29 (±2,87); 57,99 (±2,94) e 58,32 (±2,46). Para as distâncias de 0, 3 e 7mm os valores obtidos foram: 59, 13 (±2,32); 58,61 (±3,08) e 56,85 (±2,24). As faces irradiadas apresentaram grau de conversão médio de 59,01 (±2,56) enquanto as não irradiadas de 57,40 (±2,67). Para o teste de microinfiltração, cavidades classe V foram confeccionadas em 90 incisivos bovinos. O substrato foi condicionado com ácido fosfórico a 37% durante 15 segundos, lavado e seco para a remoção do excesso de água, deixando-se, entretanto, a dentina úmida. Foi então aplicado o sistema adesivo Prime & Bond NT (Dentsply/Caulk). O preenchimento da cavidade foi feito em um só incremento, seguindo o mesmo padrão de polimerização proposto para o estudo do grau de conversão. Após a restauração, os dentes foram ar mazenados e então submetidos ao protocolo de teste com nitrato de prata. Foi utilizado para a análise dos escores de microinfiltração o teste de Kruskal -Wallis, não-paramétrico. Assim, foi observado que o modo de irradiação em dois passos causou uma diminuição na microinfiltração; tal redução também foi observada com o aumento da distância fonte de luz-compósito, com exceção dos grupos irradiados com 400mW/cm2. As médias dos escores de microinfiltração variaram entre 0,25 (±0,17) para o grupo com irradiação em dois passos, 7mm de distância e 2,0 (±0,96) para o grupo de 600mW/cm, 0mm. Não houve correlação entre grau de conversão e microinfiltração, bem como não houve influência da densidade de energia sobre esses testes. Por outro lado, pode-se concluir que a forma de fornecimento da energia na fotoativação correlaciona-se com a conversão e a microinfiltração. / The aim of this study was to assess the degree of conversion and microleakage of a restorative composite in relation to the following variations on the photoactivation conditions: light intensity x exposure time and distance from the light source. Degree of conversion was analyzed on cylindrical specimens (5 mm in diameter and 2 mm in height), photoactivated according to one of the following methods: 600mW/cm 2 x 40s; 400 mW/cm 2 x 60 s or 200 mW/cm 2 x 20s, followed by 500 mW/cm 2 x 40s. The distance from the light source was also variable: 0, 3 or 7 mm. Therefore, nine experimental groups (n=3) were obtained. Energy density (power density x exposure time) for all groups was kept constant (24 J/cm 2 ). Specimens were then submitted to FT-Raman analyses (RFS 100/S, Burker, 4cm -1 , 64 scans) for remaining double-bonds estimative, both on the top and on the bottom surfaces. The relation between 1610 and 1640 cm -1 peaks (aromathic and aliphatic bonds, respectively) was taken into account. Statistical analyses (ANOVA and Tukey test, a=0,05) found significance for the distance from the light source, the surface considered and the interaction between photoactivation mode and distance from the light source. Degree of conversion (in %) was 58,29 (±2,87), 57,99 (±2,94) and 58,32 (±2,46) for 600, 400 and 200+500 mW/cm 2 , respectively. For source distances of 0, 3 and 7 mm, values were 59,13 (±2,32) , 58,61 (±3,08) and 56,85 (±2,24), respectively. Top surfaces showed degree of conversion of 59,01 (±2,56), while for the bottom surface it was 57,40 (±2,67). For the microleakage test, the same composite was used for the restoration of class V cavities, made in 90 bovine incisors. The substrate was conditioned for 15 s with phosphoric acid (37%), then rinsed and gently dried. Prime & Bond NT (Dentsply/ Caulk) was then applied, according to the manufacturer’s instructions. Preparations were restored in bulk and photoactivated according to the procedures described for the degree of conversion analyses. The teeth were then stored for 24 in distilled water (37ºC) before being submitted to the silver-nitrate microleakage protocol. The results were analyzed using scores, submitted to the Kruskall-Wallis test. It could be observed that the two-step irradiation mode lead to less microleakage, when compared to the continuous modes. With exception to the specimens irradiated with 400mW/cm 2 , higher microleakage was observed for smaller distances from the light source. Means for the microleakage scores ranged from 0,25 (±0,17) for the two-step groups, 7mm from the light source to 2,0 (±0,96) for 600mW/cm 2 , 0mm. Power density did not influence neither the degree of conversion nor the microleakage. It could be concluded that photoactivation mode has an influence on the degree of conversion and on the microleakage.

Abstract  Aim: To determine the shear bond strength of two commercially available self-adhesive resin cements on four different materials and to analyse the degree of conversion (DC) of those resin cements.  Materials and Methods: A total of 45 embedded specimens made of four different materials were prepared for the notched-edge shear bond strength test. Ten specimens each of resin composite, glass-ionomer, zirconia and 15 of human dentine. Pillars of two different self-adhesive resin cements were luted onto these specimens. Five of the dentine specimens were treated with Katana Cleaner before being luted with Panavia. A single sample from each self-adhesive resin cement was used to determine the DC using ATR-FTIR Spectroscopy. The samples were measured uncured, right after being light cured and 10 min thereafter. Results: The highest shear bond strength values were seen for RelyX, irrespective of the material tested. This difference was statistically significant. No statistically significant difference was seen between the dentine specimens pre-treated with Katana Cleaner and luted with Panavia, compared to no pre-treatment. No statistically significant differences were found regarding DC between Panavia and RelyX.  Conclusion: The bond between the dental materials and the tooth structure is extremely important for the longevity of the restoration. The bond strength of RelyX for all materials tested were 2.1 to 37.5 times higher than that for Panavia and the differences were statistically significant. Panavia had virtually no bonding to the dentine in this study which might be due to the treatment of the dentine. The differences regarding the degree of conversion between the two resin cements were not statistically significant. However, the DC 10 min after curing was 1.3 times higher than directly after curing for both resins.

Since the mid-1990s resin composite has been used for Class II restorations in stress-bearing areas as an alternative to amalgam. Reasons for this were the patients’ fear of mercury in dental amalgam and a growing demand for aesthetic restorations. During the last decades, the use of new resin composites with more optimized filler loading have resulted in reduced clinical wear. Improved and simplified amphiphilic bonding systems have been introduced. However, one of the main problems with resin composites, its polymerization shrinkage, has not been solved yet. During the polymerization of the resin composites, they shrink as a result of the conversion of the monomers into rigid polymers by a radical addition reaction. The resulting shrinkage stresses in the bonded resin composite restorations may cause adhesive failures at the resin composite/tooth structure interface and/or cohesive failures within the tooth or the resin composite. The interfacial failures may result in post-operative sensitivity, recurrent caries or pulpal injury. This thesis evaluates different restorative and light-curing techniques that are proposed to reduce the polymerization shrinkage and also the effect of new lightcuring units, light-emitting diodes (LED) and high-power quartz tungsten halogen (QTH) light on curing depth and degree of conversion of resin composites. Two restorative techniques using a polyacid-modified resin composite or a flowable resin composite in combination with conventional resin composite in sandwich restorations were evaluated in an intraindividual comparison with a conventional resin composite restoration. The durability of the polyacid-modified resin composite sandwich technique was investigated in a three year clinical follow-up study. A scanning electron microscope replica method was used for evaluation of the interfacial adaptation in vivo of both sandwich combinations. The depth of cure of the flowable resin composite was evaluated with the use of Wallace hardness testing. Degree of conversion for resin composite cured with the new LED units was evaluated with Fourier Transform Raman spectroscopy. Major results and conclusions from the studies are: • Neither the sandwich restoration with polyacid-modified resin composite nor the flowable resin composite improved the interfacial adaptation of the restorations. • No difference in durability was found between the sandwich restorations with polyacidmodified resin composite or the resin composite restorations. A low failure rate was observed for both types of restorations after a clinical observation time of three years. • The depth of cure of the flowable resin composite was higher than the depth of cure of the resin composite. It was found that the curing time of the resin composite studied could be reduced or the increment layer thickness increased compared to earlier recommendations. • LED curing units of the latest generation were able to cure resin composites to a higher degree of conversion than the control QTH unit • The use of soft-start curing did not improve the interfacial adaptation of neither of resin composite restorations tested.

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.

O objetivo do presente estudo foi avaliar o desenvolvimento das tensões de polimerização de um compósito resinoso restaurador ao longo das primeiras 24 horas após a fotoativação, segundo dois métodos de análise da propagação de trincas. A influência do armazenamento em água sobre a magnitude das tensões também foi avaliada. O grau de conversão (GC) e o módulo de elasticidade (E) do compósito foram determinados nos diferentes tempos de observação. As hipóteses nulas do trabalho foram: 1) tensão de polimerização, GC e E não variam de forma significativa ao longo do período de observação; 2) os dois métodos de análise de propagação de trincas fornecem resultados semelhantes; 3) os valores de tensão não são influenciados pelo meio de armazenamento. Foram confeccionados discos de vidro de soda-cal com 2 mm de espessura, diâmetro externo de 12 mm, com perfuração central de 4 mm de diâmetro. Os discos foram aleatorizados em três grupos. Em um deles, os discos foram restaurados (Charisma Diamond, Heraeus Kulzer) e, após os tempos de 10 min, 1, 2, 4, 8 ou 24 horas (n=10), os espécimes receberam quatro indentações Vickers, (9,8N por 20s) a 500m da margem da cavidade. O segundo grupo passou pelo mesmo processo, porém os discos ficaram armazenados em água antes de serem indentados. Em seguida, o comprimento das trincas e a diagonal da indentação foram mensurados em microscópio óptico. A tensão residual no vidro foi calculada de acordo com a norma 4-01 (The Society of Materials Science, JSMS, Japão). No terceiro grupo, os discos foram indentados e armazenados em dissecador por 24h antes de serem restaurados. As trincas foram medidas antes e após a restauração, nos mesmos tempos descritos acima, e a tensão calculada de acordo com a fórmula descrita por Yamamoto et al. (Dent Mater, 2009). O GC foi determinado por espectroscopia no infra-vermelho próximo (n=3). O E foi obtido através do teste de dobramento em três pontos (n=10). Os dados foram submetidos a ANOVA/Tukey (=0,05) e análise de regressão. A tensão de polimerização, assim como o GC e o E tiveram seus valores aumentados ao longo do tempo. O GC aumentou 28% entre 10 minutos e 24 horas, para o E houve um aumento de 1,7 GPa para 6,3 GPa entre 10 minutos e 24 horas. A tensão de polimerização aumentou 40% entre 10min e 24h para a norma 4-01 e 51% para o método do Yamamoto et al. O meio de armazenamento foi estatisticamente significativo até o tempo de 4 horas. Portanto, a primeira hipótese foi rejeitada. A segunda e a terceira hipótese podem ser apenas parcialmente rejeitadas. / The objective of this study was to evaluate composite resin restoration polymerization stress development over the first 24 hours after polymerization, according to two methods of analysis of crack propagation. The influence of water storage on the magnitude of the stresses was also evaluated. The degree of conversion (DC) and modulus of elasticity (E) of the composite were determined at various time points. The null hypotheses of this study were: 1) The polymerization stress, DC and E do not change significant throughout the observation period, 2) the two methods of analysis of crack propagation provide similar results, 3) the stress values are not influenced by storage medium. Disks were made of soda-lime glass with 2 mm thickness, 12 mm in outside diameter with central bore of 4 mm in diameter. The perforations were treated with hydrofluoric acid and silane. The discs were randomized into three groups. In one of them, the discs were restored (Charisma Diamond, Heraeus Kulzer), and, the times after 10 min, 1, 2, 4, 8 or 24 hours (n = 10), the specimens received four Vickers indentations (9.8 N for 20 s) at 500m cavity margin. The second group went through the same process, but the discs were stored in water prior to being indented. Then, the length diagonal of the indentation and crack was measured in an optical microscope. The residual stress in the glass was calculated according to standard 4-01 (The Society of Materials Science, JSMS, Japan). The third group of discs were treated similarly, indented and stored in a desiccator for 24 hours before being restored. The cracks were measured before and after the restoration following the same time, and the stress calculated according to the formula described by Yamamoto et al. (Dent Mater, 2009). The DC was determined by near-infrared spectroscopy (n = 3). The E was obtained through the bend test conducted at three-points. Data were subjected by ANOVA / Tukey test ( = 0.05) and regression analysis. The polymerization stress, as well as DC and E values were increased over time. GC increased 28% between 10 minutes and 24 hours, and for an increase of 1.7 GPa to 6.3 GPa between 10 minutes and 24 hours. The polymerization stress increased 40% between 10 min and 24 hours to the standard 4.1 and 51% for the method of Yamamoto et al. The storage medium was statistically significant at the time of 4 hours. Thus, the first hypothesis was rejected. The second and third hypothesis may only be partially rejected.

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.