Investigação - Melhoramento significativo do desempenho das resinas poliméricas por ligação dinâmica bio-inspirada

De acordo com o Dr. Kollbe Ahn, cientista de materiais do Instituto de Ciências Marinhas da UCSB que trabalhou no projeto, uma das principais razões pelas quais as restaurações caem ou se partem é devido ao frágil vínculo com o dente circundante. "Todos os compósitos dentários têm micropartículas para aumentar a rigidez e impedem o encolhimento durante o processo de cura, mas mas há um contra: quando o compósito se torna mais duro, fica mais quebradiço. 

Por isso, a Ahn e seus colegas olharam para a natureza para encontrar uma solução que não só mantenha a força e a dureza de um compósito restaurador, mas também melhore a durabilidade. Encontraram essas propriedades no mexilhão. 

Sendo capaz de aderir a superfícies irregulares sob as condições variáveis da zona das marés, além de evoluir para resistir às ondas, ao calor ardente do sol e aos ciclos de imersão em água salgada e secagem ventosa, os mexilhões apresentaram o modelo ideal para produtos mais duráveis em materiais restauradores. 

Especificamente, os pesquisadores estavam interessados no sistema de fios de bisso que os mexilhões utilizam para se fixarem em superfícies e que lhes permitem resistir às forças que sobre si se exercem. O núcleo de colagénio macio dos fios de bisso do mexilhão é protegido por um revestimento rígido de 5 a 10 micrómetros, que também é extensível e, portanto, resistente. 

Esta durabilidade e flexibilidade permitem aos moluscos manter as superfícies minerais húmidas em ambientes agressivos que envolvem o esforço repetido de empurrar e puxar. A chave para a sua funcionalidade é o que os cientistas chamam de vínculo dinâmico, múltiplas ligações reversíveis e fracas no nível molecular sub-nanoscópico que podem dispersar energia sem comprometer a adesão geral e as propriedades mecânicas do material portador. 

Este tipo de ligação ocorre em muitos sistemas biológicos, incluindo o osso animal e os dentes. No entanto, o bisso do mexilhão contém um elevado número de grupos funcionais químicos únicos chamados catequol, que são utilizados para estimular e promover a adesão a superfícies minerais molhadas. O novo estudo mostrou que o uso de um agente de ligação catequólico em vez do agente de ligação de silano convencional proporciona uma adesão dez vezes maior e um aumento de resistência de 50 por cento em comparação com resinas compostas dentárias dentárias atuais. 

De acordo com Ahn, o próximo passo no processo de pesquisa é aumentar ainda mais a durabilidade do material. Ele estima que um produto comercial estará disponível dentro de alguns anos.

O estudo, intitulado “Significant performance enhancement of polymer resins by bioinspired dynamic bonding,”, foi publicado on-line no Advanced Materials .

Fonte: ScienceDaily/University of California - Santa Barbara.

Artigo original: “A new dental restoration composite proves more durable than the conventional material”