ARTIGO DE REVISÃO REVIEW ARTICIE

 

Propriedades dos cimentos de ionômero de vidro: uma revisão sistemática

 

Glass ionomer cements properties: a systematic review

 

 

Raphaela Juvenal da Silva^I; Michellini Sedycias de Queiroz^I; Talita Ribeiro Tenório de França^I; Cláudio Heliomar Vicente da Silva^II; Lúcia Carneiro de Souza Beatrice^III

^IAluna do mestrado de Odontologia - Universidade Federal de Pernambuco, Brasil
^IIDoutor em Odontologia (Dentística e Endodontia). Professor Adjunto de Dentística da Universidade Federal de Pernambuco, Brasil
^IIIDoutora em Odontologia (Dentística). Professora associada de Dentística da Universidade Federal de Pernambuco, Brasil

Endereço para correspondência

 

 

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RESUMO

O objetivo da dentística o de preservar a estrutura dental sadia e o recompor do tecido perdido, buscando, através do emprego de materiais e técnicas restauradoras adequadas, evitar recidivas, devido ao aparecimento de novas lesões de cárie dentária. Dentre esses materiais, os que mais se destacam, pelo caráter terapêutico, são os cimentos de ionômero de vidro. Este trabalho objetivou realizar uma revisão sistemática acerca das publicações sobre as propriedades físicas, mecânicas e biológicas dos cimentos de ionômero de vidro, de forma a avaliar os resultados encontrados na literatura. As publicações foram selecionadas a partir de uma pesquisa em base de dados (Medline – Literatura Internacional em Ciências da Saúde, BBO – Bibliografia Brasileira de Odontologia e Scopus) no período de 2000 a 2008, utilizando os termos: cimento de ionômero de vidro, propriedades mecânicas e biocompatibilidade. Pôde-se observar que houve uma certa padronização nas metodologias, o que facilitou a comparação dos trabalhos. A maioria dos trabalhos relatou limitações físicas e mecânicas do cimento de ionômero de vidro e constatou que a grande vantagem dos cimentos ionômero de vidro convencionais em relação a outros materiais é a biocompatibilidade, que, por sua vez, não pôde ser verificada nos cimento de ionômero de vidro modificados por resina.

Descritores: Cimentos de Ionômero de Vidro - Propriedades Físicas. Materiais Biocompatíveis.

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ABSTRACT

The objective of the dentistry is the x preservation of healthy tooth structure and rebuilding the lost tissue, searching through the use of materials and restorative techniques appropriate, to prevent relapses or even appearance of new lesions of dental caries. Among these materials, those that stand out because their therapeutic nature, are glass ionomer cements (GICs). The aim of this study is conduct a systematic review of publications about the physical, mechanical and biological weapons of CIVs in order to evaluate the results found in the literature. The publications were selected from a search in database (Medline - Literature International Health Sciences, BBO - Brazilian Bibliography of Dentistry and Scopus) in the period from 2000 to 2008, using the words: glass ionomer cements, properties mechanical and biocompatibility. It was noted that there was a certain standardization of the methodologies descriptions, which make easier the comparison of publications. Most of the studies reported mechanical and physical limitations of GICs and found that the major advantage of conventional glass ionomer cements comparing to other materials is biocompatibility, which could not be found in resin modified glass ionomer cements.

Keywords: Glass ionomer cements - Physical Properties. Biocompatible Materials.

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INTRODUÇÃO

Os ionômeros de vidro surgiram dos estudos pioneiros de Wilson & Kent no final da década de 1960 e chegaram ao mercado em 1975, passando depois por sucessivos desenvolvimentos. Atualmente, o cimento de ionômero de vidro (CIV) está disponível em duas formulações: o ionômero de vidro convencional e o ionômero de vidro híbrido ou modificado por resina¹².

Os cimentos ionoméricos convencionais dependem unicamente da reação de cura ácido-base e suas vantagens são: (a) liberação de fluoreto durante longo tempo em serviço, anti-cariogenicamente; (b) boa adesão, ligando-se quimicamente à estrutura do dente, às ligas não preciosas e ao ouro recoberto com estanho. Suas desvantagens são: (c) susceptibilidade à desidratação; (d) muito baixa resistência à tração; (e) muito baixa tenacidade à fratura. Essas características requerem limitadas melhorias possíveis na sua consistência coesiva¹².

Com o objetivo de melhorar as propriedades físicas e diminuir a sensibilidade à umidade, surgiram os cimentos de ionômero de vidro modificados por resina. Estes contêm monômeros orgânicos polimerizáveis, geralmente hidroxietilmetacrilato (HEMA), o que proporciona uma reação adicional de polimerização, que pode ser autoativada ou foto-ativada. Entretanto, a inclusão de HEMA também provocou aumento dos efeitos tóxicos e, como consequência, os ionômeros de vidro modificados por resina têm sido apontados como mais citotóxicos que os convencionais^40,1.

O termo biocompatibilidade é definido como "a habilidade de um material exercer sua função, proporcionando uma boa resposta do hospedeiro". Esta definição está inserida no conceito de biofuncionalidade e não é uma propriedade única, mas um conjunto de processos que ocorrem através da interação dos tecidos com o material artificial²⁸.

O cimento de ionômero de vidro convencional sempre foi considerado um material biocompatível para aplicações em dentística, pois apresenta as seguintes propriedades: pequena reação exotérmica, rápida neutralização e liberação de íons benignos como sódio, alumínio, silício, fósforo e flúor em condições neutras e cálcio em condições ácidas. Exceto o alumínio, esses íons são utilizados em uma variedade de reações fisiológicas, muitas das quais são associadas ao processo de remineralização da superfície dentária. O alumínio liberado pode apresentar toxicidade, mas isso não ocorre devido à sua baixa liberação e pequena biodisponibilidade²⁸.

Os materiais restauradores devolvem a função mastigatória e a maioria destes entra em contato e interage com os tecidos e fluidos orais, portanto a seleção do material deve levar em consideração as propriedades físicas e mecânicas e a compatibilidade biológica ou biocompatibilidade¹⁴.

Neste sentido, foi realizada uma revisão sistemática com o objetivo de mostrar os principais resultados obtidos em trabalhos publicados entre os anos 2000 e 2008 sobre as propriedades do cimento de ionômero de vidro, a fim de aperfeiçoar seu uso na prática clínica.

 

METODOLOGIA

Trinta e nove artigos versando sobre propriedades do cimento de ionômero de vidro, publicados em periódicos científicos indexados, foram selecionados aleatoriamente, a partir de uma pesquisa bibliográfica, nas seguintes bases de dados: Medline – literatura internacional em ciências da saúde, Scielo, Bireme e Scopus, nos quais foram empregados os termos: cimentos de ionômeros de vidro; propriedades mecânicas e biocompatibilidade. Os critérios de inclusão de artigos científicos levaram em consideração os seguintes pré-requisitos: publicação em revista indexada e publicação dos últimos 8 anos. Após a seleção dos artigos, foi realizada uma leitura minuciosa, a partir da qual foram extraídas e analisadas as principais informações dos textos, sendo distribuídas em dois principais tópicos: 1) propriedades físicas e mecânicas e 2) biocompatibilidade. Tais dados foram agrupados em tabelas, as quais receberam tratamento estatístico descritivo.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

s cimentos de ionômero de vidro têm propriedades únicas, como biocompatibilidade, ação anticariogênica (devido à libertação flúor) e aderência à estrutura dental. Além disso, o coeficiente de expansão térmica do ionômero vidro é baixo e próximo aos valores da estrutura dentária. Porém, apesar de suas vantagens, eles apresentam algumas desvantagens, como fragilidade e resistência mecânica inferior. Melhorias significativas têm sido realizadas desde a invenção do CIV, e outras são necessárias, a fim de reforçar suas propriedades físicas. Embora mais resistentes e estéticos com características melhoradas, a pouca resistência e dureza ainda são grandes problemas²⁶.

Dos 39 artigos avaliados, 28 versavam sobre as propriedades físicas e mecânicas, como mostra a Tabela 1.

 

 

Diferentes fabricantes de CIV foram utilizados nas pesquisas, sendo que alguns artigos utilizaram em suas metodologias mais de um fabricante. Dentre os 28 trabalhos estudados, 16 avaliaram os CIVs da 3M ESPE (St Paul, MN, EUA), 14 estudaram CIVs da GC Corporation (Tóquio, Japão), 04 analisaram CIVs da SSWhite (Rio de janeiro, RJ, Brasil), 02 avaliaram CIVs da DFL (Rio de Janeiro, RJ, Brasil), 01 estudou CIV do fabricante Dentsply (Petrópolis, RJ, Brasil) e 01 avaliou o CIV da SDI (Victoria, Austrália).

Dos 28 artigos que analisaram as propriedades mecânicas do CIV, 13 utilizaram o ionômero de vidro convencional, 18 empregaram o ionômero de vidro modificado por resina e houve aqueles que avaliaram mais de um tipo de ionômero de vidro associado.

As propriedades mecânicas mais estudadas foram a adesividade, rigidez, absorção de água, resistência à tração, resistência à flexão, resistência à compressão, tração diametral e flexão biaxial Tabela 2.

 

 

Para estudarem as propriedades mecânicas, os autores utilizaram diversas máquinas de ensaios mecânicos, estas estão dispostas na Tabela 3.

 

 

A resistência ao desgaste e rugosidade superficial no ambiente oral são critérios importantes para determinar e mensurar a deterioração clínica dos materiais restauradores. As características das superfícies de restaurações de ionômero de vidro são particularmente importantes, porque superfícies ásperas são mais rapidamente propensas à colonização bacteriana e maturação da placa, aumentando, assim, o risco de cárie. Foram verificados 02 estudos que relacionavam o tipo de ionômero de vidro e o método de mensuração da rugosidade superficial; um empregou o microscópio eletrônico, e o outro a espectroscopia infravermelha transformada de Fourier.

Os cimentos ionoméricos representam importante opção de material restaurador em Odontologia e sua adesão à estrutura dental, diminuindo a infiltração marginal, que somada à liberação de flúor e inibição do metabolismo de microrganismos acidogênicos, favorece a remineralização dental e pode diminuir a ocorrência de cárie secundária³¹. Dos 39 trabalhos analisados, 05 versavam sobre a propriedade de liberação de flúor do ionômero de vidro. Destes, 02 autores estudaram a taxa de liberação de flúor, 01 avaliou a incorporação de flúor à estrutura dental, 01 estudou a retenção de restaurações em CIV devido à liberação de flúor e 01 estudo avaliou a relação entre liberação de flúor e rugosidade superficial com placa bacteriana.

Dos 05 estudos que analisaram a liberação de flúor, apenas 02 mensuraram quantitativamente a liberação deste halógeno. Para isso, foram utilizados os seguintes aparelhos: o eletrodo íon seletivo para fluoreto (Orion nº9609 BN e Orion Research Inc., Boston, MA) conectado a um registrador (HANNA Instruments HI no 9321) usado em um estudo, e o eletrodo Orion 96-09 (Ionalyzer, USA) e o analisador de íons Orion 701-A (Orion Research Model/Digital – USA) empregado no outro estudo.

Dos 39 artigos pesquisados, 11 avaliaram a biocompatibilidade dos CIVs utilizados na prática odontológica. Destes trabalhos, 04 avaliaram a citotoxicidade dos cimentos de ionômero de vidro modificados por resina, 04 avaliaram a citotoxicidade de cimentos de ionômero de vidro convencionais, e 03 compararam os dois tipos de ionômeros.

Diversas marcas comerciais foram avaliadas, sendo que alguns trabalhos analisaram mais de um fabricante simultaneamente. Dos 04 trabalhos que analisaram apenas os CIVs convencionais, 02 utilizaram CIVs do fabricante 3M ESPE (Seefeld, Alemanha), 01 estudou CIV da GC Corporation (Tóquio, Japão), e 01 artigo não mencionou o fabricante utilizado. Dentre os 04 trabalhos que analisaram apenas os CIVs modificados por resina, 02 avaliaram somente CIVs do fabricante 3M ESPE (St Paul, MN, EUA), enquanto 02 estudaram também CIVs da GC Corporation . Dos 03 trabalhos que avaliaram ambos os tipos de CIVs (convencional e modificado por resina) todos avaliaram CIVs do fabricante 3M ESPE (St Paul, MN, EUA / Seefeld, Alemanha), , sendo que 02 estudaram também CIVs da GC Corporation.

A tabela 4 mostra as metodologias utilizadas para avaliar a biocompatibilidade dos cimentos de ionômeros de vidro.

 

 

Dos dois trabalhos que aplicaram os CIVs em cavidades restauradoras, um utilizou dentes de ratos, e o outro utilizou dentes humanos. Os procedimentos restauradores foram realizados in vivo e, posteriormente, os dentes foram extraídos para análise da resposta inflamatória do complexo dentino-pulpar a esses materiais. Os ratos representam um modelo animal adequado para testes de biocompatibilidade de materiais restauradores. Entretanto, este modelo apresenta características específicas que o fazem necessitar de uma análise mais cuidadosa³⁶.

O trabalho que utilizou mais de uma metodologia analisou o efeito de extratos de CIVs modificados por resina em culturas de células bem como avaliou a resposta tecidual de ratos a implantes subcutâneos desses CIVs. Experimentos de citotoxicidade, utilizando cultura de células, são os testes iniciais recomendados para avaliar os efeitos citopáticos causados por determinados materiais dentários. Entretanto, não é recomendável uma extrapolação simples e direta dos resultados obtidos em culturas de células para condições in vivo. Testes de contato entre o material e as células também são indicados para análise de citotoxicidade dos materiais dentários. Esse tipo de teste reproduz de uma maneira mais fiel, a situação fisiológica in vivo, porém testes de implantação devem ser considerados complementares às demais metodologias³⁷.

Os tipos de culturas de células utilizadas nos trabalhos que avaliaram a ação dos CIVs em nível celular estão dispostos na Tabela 5.

 

 

A maioria dos trabalhos utilizou células de linhagem odontoblástica, pois os odontoblastos são as primeiras células da polpa afetadas por componentes de materiais que apresentam capacidade de difusão transdentinária¹⁰.

Células do ligamento periodontal foram utilizadas em um trabalho que avaliava o uso de materiais ionoméricos em casos de perfuração radicular, a fim de simular o meio ambiente bucal⁴¹.

Linhagens de células de linfoma permitem uma avaliação apurada das alterações que ocorrem na morfologia celular, sem a influência de fatores como idade da célula e estados metabólicos ou hormonais³³.

A Tabela 6 mostra os aspectos celulares levados em consideração para analisar as respostas celulares ao CIVs. Alguns trabalhos avaliaram mais de um aspecto simultaneamente.

 

 

Os períodos nos quais os cimentos de ionômero de vidro ficaram em contato com as culturas celulares ou com o tecido dentinário nas cavidades restauradoras variaram entre os artigos. Apenas 03 trabalhos utilizaram o mesmo período de tempo (72 horas).

Foram utilizadas diversas técnicas de diagnóstico para verificar as respostas celulares e da polpa, como mostra a Tabela 7. Quatro destes trabalhos ainda associaram essas técnicas a fim de analisar concomitantemente diferentes aspectos celulares.

 

 

Com relação aos resultados encontrados pelos autores, a Tabela 8 correlaciona os efeitos tóxicos com os tipos de CIV estudados, lembrando que, em 03 trabalhos, os dois tipos de CIVs foram avaliados simultaneamente.

 

 

A maioria dos autores sugere que o principal componente responsável pela toxicidade do CIV é o 2-hidroxietil-methacrilato (HEMA), presente nos cimentos modificados por resina. Essas substâncias atravessam os túbulos dentinários e atingem a polpa. Esse processo é resultante da dissolução dos CIVs modificados por resina, que ocorre quando entram em contato com a umidade do substrato dentinário. Monômeros metacrilatos, como o HEMA, são incorporados na dupla camada lipídica das membranas celulares, provocando a sua solubilização. Este fenômeno provoca alterações e morte celular, mecanismo responsável pela intensa citotoxicidade deste monômero, mesmo em baixas concentrações. Além do HEMA, alguns componentes metálicos com ferro e alumínio, presentes também nos CIVs convencionais, têm sido apontados como citotóxicos devido ao estresse oxidativo que provocam nas células^14,10.

 

CONCLUSÃO

A partir dos artigos estudados, pode-se observar que houve certa padronização na descrição das metodologias, o que facilitou a comparação dos trabalhos. Os autores avaliados demonstraram muita preocupação em relação às limitações físicas e mecânicas do CIV. Foram sugeridas grandes mudanças no CIV para melhorar suas propriedades físicas e mecânicas, minimizando suas deficiências e potencializando suas características favoráveis. Porém, todos os trabalhos concordavam que a grande vantagem do cimento ionômero de vidro em relação a outros materiais é a capacidade de adsorção permanentemente à superfície dental e a contínua liberação de flúor. No tocante às propriedades biológicas, é possível inferir que a biocompatibilidade dos CIVs convencionais já é bem estabelecida, o que orientou as pesquisas mais recentes a analisar a toxicidade dos CIVs modificados por resina. Apesar das qualidades mecânicas superiores, os monômeros resinosos presentes nos CIVs modificados por resina demonstraram provocar efeitos celulares indesejáveis.

 

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Endereço para correspondência:
Universidade Federal de Pernambuco, Centro de Ciências da Saúde
Curso de Odontologia
Avenida Prof. Moraes Rêgo, 1235 - Cidade Universitária
50670-901 - Recife / PE - Brasil

Recebido para publicação: 17/03/09
Aceito para publicação: 27/08/09