Cimento de silicato de cálcio modificado com nanopartículas de vidro bioativo para aplicação como substituto de dentina

Abstract

Os cimentos de silicato de cálcio têm se desenvolvido rapidamente durante as últimas décadas; com a aparição de novos cimentos para uso em odontologia restauradora. Estes cimentos apresentam diferentes composições químicas e por tanto provavelmente diferente radiopacidade. A incorporação de nanopartículas de vidro bioativo poderia melhorar a bioatividade dos cimentos de silicato de cálcio. O objetivo foi avaliar a composição química e radiopacidade dos cimentos a base de silicato de cálcio Biodentine (BD) e TheraCal LC e a contribuição do acréscimo de nanopartículas de vidro bioativo (nVB) no BD. Método: Foram realizados testes de radiopacidade de acordo com norma ISO 9917 e caracterização com microscopia eletrônica de varredura e análise elementar (MEV/EDX) dos novos cimentos de silicato de cálcio BD e TheraCal LC. Posteriormente, nVB foram sintetizadas com técnica sol-gel, e foram preparados nanocompósitos do BD com 1 e 2% em peso de nVB (1%nVB/BD e 2%nVB/BD). A bioatividade dos nanocompósitos foi avaliada in vitro e caracterizado com MEV/EDX, análise de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier e difração de raios-X (DRX). Também os nanocompósitos foram aplicados em discos de dentina e a interface caracterizada com MEV-EDX. Resultados: BD apresentou zircônio como elemento radiopacificante e maiores valores de radiopacidade do que o TheraCal LC, que apresentou bário, estrôncio e zircônio como radiopacificadores. A incorporação de nVBs em BD melhorou a bioatividade in vitro do BD não modificado, acelerando a formação de uma camada de apatita cristalina em sua superfície. Comparado com BD não modificado, nVB/BD mostrou uma área interfacial maior com maior incorporação de Si e precipitação intratubular de depósitos quando em contato com dentina. Conclusão: Os cimentos de silicato de cálcio melhorados, BD e TheraCal LC apresentam diferente composição química com distintos agentes radiopacos, este é reflexado em diferencias em suas radiopacidades. A incorporação de nVB em BD aumenta as propriedades bioativas in vitro do BD, acelerando a formação de apatita cristalina na sua superfície após um curto período de imersão em solução.

Calcium silicate cements have developed rapidly during the last decades; with the appearance of new cements for use in restorative dentistry. These cements have different chemical composition, therefore they probably present different radiopacity values. The incorporation of bioactive glass nanoparticles could improve the bioactivity of calcium silicate cements. The objective was to evaluate the chemical composition and radiopacity of calcium silicate cements, Biodentine (BD) and TheraCal LC and to evaluate the bioactive properties of nanocomposites, based on the incorporation of bioactive glass nanoparticles (nBG) in BD. Method: Radiopacity tests were performed according to ISO 9917 standard and characterization with scanning electron microscopy and elemental analysis (SEM/EDX) of new calcium silicate cements, BD and TheraCal LC. Subsequently, nBG were synthesized using the sol-gel technique, and nanocomposites of BD with 1 and 2 wt% nBG were prepared (1%nBG/BD and 2%nBG/BD). The bioactivity of the nanocomposites was evaluated in vitro and characterized with SEM/EDX, analysis of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction analysis (XRD). In addition, the nanocomposites were applied in dentin discs and maintained in SBF and the interface characterized with SEM-EDX. Results: BD presented zirconium as a radiopacifying element and higher values of radiopacity than TheraCal LC, which presented barium, strontium and zirconium as radiopacifiers. The incorporation of nBGs into BD improves the in vitro bioactivity of the unmodified BD, accelerating the formation of a layer of crystalline apatite on its surface after immersion in SBF. When compared with unmodified BD, nBG/BD showed a larger interfacial area with greater Si incorporation and intratubular formation of deposits when in contact with dentin. Conclusions: The new calcium silicate cements, BD e TheraCal LC present different chemical compositions with different radiopacifiers, this is expressed as differences in their radiopacity values. The incorporation of nBG in BD enhances the bioactive properties of BD, accelerating the formation of crystalline apatite after a short time of immersion in solution.