SISTEMA FOTOINICIADOR BASEADO EM COMPLEXO DE IRÍDIO (III) PARA A FOTOPOLIMERIZAÇÃO DE ACRILATOS APLICADOS À ÁREA ODONTOLÓGICA

Área

Tecnologia de polímeros e biopolímeros

Autores

Nascimento Silva, A.N. (UFRJ) ; Carneiro Silvino, A. (UFRJ) ; Carvalho Ramos Salles de Oliveira, D. (UNIVERSITY OF FLORIDA)

Resumo

O engajamento dos pacientes com relação a questões estéticas, tem-se surgido uma predileção ao uso de compósitos resinosos, formada por uma matriz orgânica, que geralmente é derivada do metacrilato, mas para que ocorra uma fotopolimerização é necessário a utilização de fotoiniciadores. Neste trabalho foram realizadas fotopolimerizações utilizando o complexo de Ir (III) como um componente de um sistema fotoiniciador, aplicando uma mistura de monômeros contendo Bis-GMA e TEGDMA para a obtenção de resinas com aplicações odontológicas, visando a substituição da CQ por apresentar uma absorvidade molar inferior aos complexos metálicos. Diante do exposto, o presente trabalho visa realizar uma análise qualitativa da efetividade da polimerização utilizando Complexo de Irídio como componente do PIS

Palavras chaves

Sistema Fotoiniciador; Fotocatálise; Complexos Metálicos

Introdução

O uso de compósitos resinosos começou a ser uma unanimidade na restauração dentária, visto que os pacientes têm optado por um maior enfoque na estética, já que a cor e a estrutura se assemelham mais e aderem mais facilmente à estrutura dentária (CORREA et al., 2012; MULLIGAN et al., 2018).As resinas mais utilizadas para este fim, são usados tradicionalmente, derivados do metacrilato, tal como o bisfenol A glicol dimetacrilato (Bis-GMA), trietilenoglicol dimetacrilato (TEGDMA), uretano dimetacrilato (UDMA) e bisfenol A dimetacrilato etoxilado (BisEMA) (KARABELA; SIDERIDOU, 2011).Nestes compósitos, a formação da matriz polimérica ocorre por fotopolimerização, sendo necessária a presença de fotoiniciadores para que a reação ocorra. O fotoiniciador mais utilizado para este fim, é a canforoquinona (CQ).Porém, a CQ apresenta uma baixa absorvidade molar e ao sofrer uma quebra, gera apenas um radical livre, acarretando a utilização de uma quantidade superior deste material. Desta forma, começou-se a utilizar fotoiniciadores como de bisacil fosfina (BAPO) e óxido de monoacil fosfina (Lucirin TPO), sais de iodo e complexos organometálicos (NEUMANN et al., 2005; FERRACANE, 2011; PRICE et al., 2020).Apesar de recentes estudos mostrarem resultados promissores com metais mais abundantes, os complexos metálicos baseados Ru e Ir ainda apresentam vantagens como realizar ciclos de oxidação e redução a fim de produzir espécies reativas capazes de iniciar o processo de polimerização (LALEVÉE et al., 2012; XIAO et al., 2015; ZIVIC et al., 2016).Diante do exposto, o presente trabalho visa realizar uma análise qualitativa da efetividade da polimerização utilizando um complexo de Irídio como um dos componentes do PIS para substituir a canforquinona para fins odontológicos.

Material e métodos

A síntese do complexo de irídio (III) tendo a 1-fenilisoquinolina (piq) como ligante, baseou-se nos estudos de Tian et al. (2010) para que procedimentos experimentais fossem realizados. Após o processo de secagem, realizou-se uma análise de Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio (1H-RMN) para confirmar a identidade do complexo. Para esta caracterização do material sintetizado, foram usados os seguintes parâmetros: a)Aparelho de 1H-RMN com frequência de 300MHz; b) 12 mg de amostra;c) 0,6 mL de dimetilsulfóxido deuterado (DMSO-d6);d) Janela espectral de 5000 Hz;e) Tempo de aquisição: 2,5; f)Pulso de 90 e intervalo entre os pulsos de 20s;g) Temperatura da sonda: 40oC. Após esse processo, realizou-se uma análise qualitativa da eficiência do sistema fotoiniciador contendo três componentes. Foram realizadas fotopolimerizações da mistura de monômeros Bis-GMA e TEGDMA na presença dos aditivos: sal de iodônio (IOD) e etil 4-dimetilamino benzoato (EDMAB) que junto ao complexo de irídio formam um sistema fotoiniciador. Preparou-se três frascos com 1,0035; 1,0008 e 1,0004 g, respectivamente de mistura de monômeros (50% de Bis-GMA/ 50% de TEGMA), variando-se a proporção de aditivos (m/m%)como evidenciado abaixo: Frasco IrPiq (%) IOD (%) EDMAB (%) I 0,2 3 2 II 0,1 3 2 III 0,1 1 2 Após a preparação do sistema, utilizou-se uma agitação magnética a fim de facilitar a homogeneização por cerca de 5 minutos para que então as reações pudessem ser realizadas.A análise qualitativa foi realizada utilizando uma placa de Petri, utilizando uma gota (~0,5 mL) para cada ensaio. E então, ao aplicar o material na placa, foram incididas as luzes de led azul e verde utilizando-se um sistema de LED produzido em laboratório (LabMade) em períodos variados entre 10 e 40 segundos.

Resultado e discussão

•Obtenção do Complexo de Irídio (III) A síntese do complexo de irídio (III) gerou um pó de cor vermelho intenso (353,8 mg) e resultou em 82% de rendimento. A fim de analisar a identidade do complexo, a caracterização por 1H-RMN apresentou os seguintes deslocamentos: 8.21, 9.22, 18.87, 27.83, 8.61, 8.00, 3.04, 3.30, 2.40, 3.27, 5.51 ppm, evidenciando que os sinais observados no espectro de RMN são coerentes aos que foram demonstrados por Tian et al(2010). •Análise qualitativa da eficiência do sistema fotoiniciador contendo três componentes [Ir(piq)/ IOD/ EDMAB] Esta análise foi realizada para observar a eficiência do sistema fotoiniciador em questão, nas faixas do azul e do verde, utilizando um sistema de LEDs construído em trabalho anterior (LabMade). Na Tabela 1, observa-se que todas as amostras com a quantidade de complexo estabelecidas inicialmente, se mostraram sólidas sob as condições impostas e num segundo momento, quando a quantidade de complexo foi diminuída obteve-se o mesmo resultado após exposição a luz a gerando um resultado satisfatório, pois utilizou-se uma quantidade menor de complexo, no mesmo intervalo de tempo, o que diminui danos ao tecido pulpar do paciente por conta do baixo tempo de exposição a luz (CALDARELLI et al., 2011). Nos resultados obtidos na tabela 2, pode-se observar que a resina antes da polimerização apresenta valores de a* e b* positivos que acarreta na coloração alaranjada observada na Figura 1. Nos eixos a* e b* das amostras polimerizadas com a luz azul há uma redução das saturações dos cromas vermelho e amarelo indicando um processo de photobleaching no qual há uma redução da intensidade de coloração do material após a sua polimerização e é mais acentuado que na luz verde (ASMUSEN et al., 2009;KOWALSKA; SOKOLOWSKI; BOCIONG, 2021).

Nesta imagem, tem-se os resultados obtidos a partir da análise qualitativa da polimerização


Nesta foto contém as amostras polimerizadas e seus respectivos tempos e faixas de luz


Apresenta os eixos da análise colorimétrica das amostras polimerizadas e não polimerizada

Conclusões

A partir dos resultados, conclui-se que houve a formação do complexo de interesse e a polimerização ocorre nos dois comprimentos de onda utilizados, já que as amostras se apresentaram sólidas a serem expostas a luz, o que afirma também, que o complexo em questão consegue trabalhar tanto na região do azul quanto do verde. No tocante a coloração, houve alteração nos dois processos, mas o efeito de photobleaching, ocorre de forma mais acentuada na luz azul do que na luz verde, onde a alteração de cor pode variar conforme o comprimento de onda do processo de polimerização.

Agradecimentos

Agradeço ao IMA, a Profª. Lívia e aos colegas do Laboratório J-108 pelo auxílio na execução deste trabalho.

Referências

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