Effect of non-thermal plasma treatment on the bonding property of Bio-HPP post and core materials

Quando um dente é danificado profundamente, restando pouca estrutura natural para sustentar uma coroa, os dentistas frequentemente inserem um pino na raiz para servir como uma âncora. Por décadas, os pinos metálicos foram o padrão, mas eles são rígidos e podem, às vezes, trincar o dente porque não dobram como o osso natural. Uma alternativa mais recente, feita de um polímero de alto desempenho reforçado com minúsculas partículas cerâmicas, oferece uma solução mais flexível que imita o movimento natural do dente. No entanto, este material é quimicamente inerte e liso, tornando-se notoriamente difícil de colar firmemente ao dente. Se a adesão falhar, toda a restauração pode afrouxar ou cair. O desafio, então, é encontrar uma maneira de fazer esse material escorregadio e moderno aderir firmemente sem danificá-lo ou usar produtos químicos agressivos que possam prejudicar o paciente.

Pesquisadores se propuseram a resolver isso testando uma técnica chamada tratamento por plasma não térmico. Imagine um feixe de energia invisível que pode limpar e alterar quimicamente uma superfície sem gerar calor. Ao bombardear a superfície dos pinos de polímero com diferentes tipos de gases nesse estado de energia, a equipe esperava criar uma superfície à qual o cimento resinoso pudesse se agarrar fortemente. Eles testaram três gases específicos: ar comum, oxigênio puro e nitrogênio. O objetivo era ver se esse processo poderia transformar a superfície lisa e não aderente do pino em algo que a cola pudesse segurar, e determinar qual gás funcionava melhor.

Para encontrar a resposta, a equipe utilizou quarenta dentes humanos que haviam sido extraídos por outros motivos e os preparou para receber esses pinos. Eles usaram um computador para projetar e fresar quarenta pinos personalizados a partir de blocos do material polimérico, garantindo que cada um se ajustasse perfeitamente ao espaço preparado. Esses pinos foram então divididos em quatro grupos. Um grupo não recebeu nenhum tratamento, servindo como uma linha de base. Os outros três grupos foram tratados com um dos três gases usando o dispositivo de plasma. Após tratar as superfícies, os pesquisadores cimentaram os pinos nos dentes usando uma cola dentária padrão e esperaram uma semana para que tudo endurecesse. Em seguida, fatiaram os dentes em seções finas para testar o quão difícil era empurrar os pinos para fora, medindo a força necessária para romper a adesão em diferentes profundidades dentro da raiz.

Os resultados foram claros e decisivos. Os pinos não tratados sustentaram uma força média de cerca de 8,00 megapascais, uma medida de pressão. Todos os grupos que receberam o tratamento de plasma aderiram significativamente melhor. Os pinos tratados com ar ou oxigênio exigiram aproximadamente 13,35 e 13,42 megapascais, respectivamente, para serem deslocados. No entanto, os pinos tratados com gás nitrogênio tiveram o melhor desempenho de todos, exigindo uma força média de 18,19 megapascais para romper a ligação. Isso significa que o tratamento com nitrogênio tornou os pinos quase duas vezes mais fortes do que os não tratados. Os pesquisadores também descobriram que a localização do pino importava; a adesão era mais forte perto do topo do dente e tornava-se mais fraca à medida que o pino descia em direção à ponta da raiz, independentemente do tratamento utilizado.

Ao observar de perto a superfície dos materiais sob microscópios poderosos, revelou-se por que o tratamento funcionou tão bem. Os pinos não tratados tinham uma superfície relativamente lisa com alguns arranhões do polimento. Os pinos tratados com plasma, contudo, mostraram pequenos pontos e uma superfície mais limpa, indicando que a energia havia corroído camadas microscópicas. A análise química mostrou que o tratamento havia alterado a composição da superfície, adicionando átomos de oxigênio e nitrogênio enquanto removia parte do carbono. Essa mudança química criou novos grupos polares na superfície que poderiam interagir mais fortemente com a cola. Embora todos os gases tenham melhorado a superfície, o tratamento com nitrogênio criou um tipo específico de grupo químico que parecia formar uma conexão particularmente robusta com o cimento resinoso, explicando por que superou os demais.

O estudo também examinou como os materiais falharam quando empurrados para longe. No grupo não tratado, a cola simplesmente deslizou do pino, indicando uma adesão fraca entre os dois. Nos grupos tratados, a falha geralmente ocorria entre a cola e o próprio dente, e não entre a cola e o pino. Essa mudança é um sinal crucial de sucesso; significa que a adesão entre o pino e a cola tornou-se tão forte que o ponto mais fraco em todo o sistema mudou para a estrutura do dente, não para a interface do material. Isso sugere que o tratamento de plasma resolveu com sucesso o problema de adesão para o polímero, tornando-o uma opção muito mais viável para a restauração dentária.

Embora o estudo tenha sido conduzido em um ambiente controlado de laboratório e não tenha testado como essas ligações resistiriam ao longo de anos de mastigação ou mudanças de temperatura, as descobertas oferecem um caminho promissor. A pesquisa demonstra que o plasma não térmico, particularmente com gás nitrogênio, pode preparar efetivamente esses pinos poliméricos avançados para a colagem. Ao transformar um material difícil de aderir em um que se fixa firmemente, essa técnica pode ajudar os dentistas a utilizar esses pinos poliméricos flexíveis e amigáveis aos dentes com mais confiança, potencialmente reduzindo o risco de fraturas radiculares e melhorando a longevidade das restaurações dentárias.