Cimentação adesiva: como o tratamento de superfície de cerâmicas vítreas age no comportamento mecânico das restaurações e na adesão a cimentos resinosos.

Os sistemas cerâmicos estão em constante evolução para suprir as demandas por restaurações altamente estéticas, biocompatíveis e duradouras. Como possibilidade, destaca-se a versatilidade das cerâmicas vítreas, pois, além das excelentes características óticas que permitem a mimetização da estrutura dentária, apresentam propriedades mecânicas satisfatórias a partir do reforço cristalino, o que as tornam um material adequado tanto para restaurações na região anterior quanto na região posterior¹.

O sucesso a longo prazo das restaurações cerâmicas é predominantemente determinado pela durabilidade da união adesiva, bem como pela confiabilidade mecânica do material cerâmico². Nesse sentido, a cimentação adesiva é o procedimento padrão que proporciona à restauração uma adesão adequada, sendo seu desempenho dependente do tratamento de superfície realizado na cerâmica. Além disso, os cimentos resinosos possuem a capacidade de reforçar a microestrutura e aumentar a resistência à fratura e a taxa de sobrevida do material cerâmico^3-5.

A adesão, por definição, envolve o substrato, o “adesivo” e a interface formada entre eles. Normalmente, esse procedimento ocorre por processos físicos, químicos ou mecânicos, sendo este último o que mais contribui para criar interfaces resistentes. Os materiais cerâmicos que exigem adesão com cimentos resinosos necessitam de condicionamento prévio da superfície para potencializar a adesão. Já nos materiais que possuem vidro na composição (feldspáticas, leucitas e vitrocerâmicas), o condicionamento com ácido hidrofluorídrico é o método mais eficaz para provocar microrretenções que favorecem a união. O molhamento da superfície pelo cimento é melhorado também pela utilização de silano – que ainda tem a capacidade de se ligar aos óxidos de algumas cerâmicas para aprimorar a união, provendo adesão química entre cimento e cerâmica.

As cerâmicas vítreas são formadas por uma matriz vítrea com cristais dispersos em seu interior e se apresentam em diferentes formas e composições. As cerâmicas feldspáticas (também conhecidas como porcelanas) foram as pioneiras do mercado, mas, com o objetivo de aprimorar as propriedades mecânicas, foram reforçadas por leucita e posteriormente por cristais de dissilicato de lítio. Recentemente também surgiram as cerâmicas de silicato de lítio reforçadas por zircônia e os materiais compósitos (híbridos) constituídos de uma estrutura feldspática infiltrada por polímero (PICN: polymer-infiltrated ceramic network)⁶. As cerâmicas vítreas são consideradas acidossensíveis, uma vez que sofrem dissolução seletiva pelo condicionamento com ácido fluorídrico¹. Entretanto, a diferenciação da microestrutura das cerâmicas é fundamental para a definição do protocolo do tratamento de superfície. Nesse sentido, a concentração e o tempo de condicionamento irão depender fortemente do tamanho, natureza e distribuição do conteúdo cristalino de cada cerâmica vítrea, sendo então o efeito do condicionamento (rugosidade, profundidade e número de defeitos) distinto entre elas⁷.

O procedimento adesivo das cerâmicas baseadas em sílica (vítreas) aos cimentos resinosos parece estar bem estabelecido, visto que a união é proporcionada pelo condicionamento com ácido fluorídrico⁸ e potencializada pelo agente de união silano⁹. O condicionamento com ácido fluorídrico, realizado na superfície interna da peça cerâmica, ataca seletivamente a fase vítrea e produz alterações topográficas essenciais para a retenção micromecânica aos materiais resinosos (Figuras 1). Assim, esse procedimento resulta em uma superfície topográfica mais reativa para a união química realizada com aplicação do silano, que irá se unir entre a sílica da matriz vítrea cerâmica e a matriz orgânica do cimento resinoso¹⁰. Embora exista variabilidade do protocolo de condicionamento ácido, a recomendação dos fabricantes das cerâmicas vítreas é a aplicação de ácido fluorídrico 5% (20 segundos para dissilicato de lítio e silicato de lítio reforçado por zircônia; e 60 segundos para leucita, feldspática e materiais compósitos de cerâmica/polímero), seguido da aplicação do agente silano.

Novos materiais cerâmicos sempre trazem novos desafios em relação à adesão. É o caso da cerâmica híbrida, infiltrada por polímero (por exemplo, Vita Enamic) e da cerâmica de silicato de lítio contendo zircônia. No caso da primeira, a presença do polímero (14% em massa) altamente polimerizado é uma barreira para a adesão efetiva. O condicionamento com ácido fluorídrico é a melhor opção de condicionamento para a cerâmica híbrida; já o silicato de lítio suscita a dúvida se a presença da fase de zircônia seria um impeditivo para a boa adesão, embora haja evidência contrária mostrando que o silicato também apresenta melhor desempenho condicionado com ácido fluorídrico.

Um aspecto de extrema importância na longevidade clínica das restaurações é que, apesar do ácido fluorídrico melhorar a adesão entre cerâmicas vítreas e cimentos resinosos, ainda tem sido debatido o efeito do condicionamento sobre a resistência mecânica das cerâmicas vítreas. O condicionamento com ácido fluorídrico aumenta a rugosidade e a população de defeitos (poros) na superfície interna da cerâmica condicionada. Esses defeitos podem atuar como fontes de iniciação de trincas, com posterior coalescência e um efeito enfraquecedor nas propriedades mecânicas das cerâmicas vítreas^11-12, visto que as falhas clínicas iniciam a partir da superfície interna condicionada de restaurações cerâmicas^13-17(Figuras 2 e 3).

Em virtude dos defeitos introduzidos na cerâmica, o “sobretratamento” com ácido fluorídrico (exposição da cerâmica por maior tempo que o recomendado) pode gerar impactos deletérios no material¹⁸. Nesse contexto, dependendo do padrão topográfico, o cimento resinoso nem sempre consegue infiltrar nos defeitos criados, o que gera uma fonte de concentração de tensão e pode afetar o comportamento mecânico da restauração cerâmica¹⁹. Logo, é de suma importância atentar ao tipo e viscosidade do cimento, a fim de preencher as irregularidades da cerâmica condicionada. Em geral, cimentos resinosos mais viscosos terão naturalmente maior dificuldade de preenchimento dos defeitos da superfície condicionada. Além disso, os defeitos podem ser introduzidos por ajustes internos da peça protética: um estudo in vitro mostrou que ajustes com pontas diamantadas na superfície interna de uma restauração simplificada de dissilicato de lítio diminuem a carga para falha em fadiga²⁰. Em face do exposto, é essencial proceder cautelosamente no tempo de condicionamento da superfície da cerâmica e, quando necessário, nos ajustes internos da restauração.

Paralelo a isso, é fundamental ressaltar que o ácido fluorídrico pode ser altamente tóxico ao cirurgião-dentista, paciente e técnico em prótese dentária. Em altas concentrações (> 50%), pode causar graves manifestações e morte^21-22, embora em baixas concentrações (em torno de 5%) já possa representar risco ao corpo humano²³, uma vez que, dependendo da concentração utilizada e do tempo de contato com a pele/mucosas, pode levar à necrose tecidual²⁴.

Com o intuito de simplificar a técnica de cimentação adesiva e evitar a exposição ao ácido fluorídrico, um novo produto para o condicionamento das cerâmicas vítreas foi desenvolvido. O Monobond Etch & Prime (M&P, Ivoclar Vivadent) é um primer cerâmico autocondicionante de frasco único composto de polifluoreto de amônio (componente ácido), metacrilato de trimetoxipropil (componente silano), solventes (alcoóis e água) e um pigmento. Esse primer permite o condicionamento e a silanização de superfícies cerâmicas em apenas um passo. Logo, essa técnica simplificada para adesão diminui o potencial tóxico de risco à saúde e, como promove um padrão topográfico menos agressivo por criar defeitos de menor profundidade²⁵ (Figuras 1), pode minimizar o efeito de enfraquecimento da cerâmica vítrea, ou seja, condicionamento mínimo, alteração topográfica mínima (mínima introdução de defeitos), máxima interação com cimento, máxima adesão e redução do efeito de enfraquecimento.

Como o M&P é um produto recente, a literatura que investiga esse material e a sua influência no tratamento de superfície de cerâmicas vítreas ainda é limitada. Quando foi avaliada a adesão entre esse primer cerâmico, cerâmicas vítreas e cimentos resinosos, estudos apresentaram resultados similares ou ainda superiores ao tratamento com ácido fluorídrico e silano^26-28. Em termos de efeito desse tratamento no comportamento em fadiga in vitro, o qual é um teste/parâmetro que auxilia na predição da vida útil dos materiais cerâmicos, estudos mostraram um comportamento promissor quando a cerâmica foi tratada com este primer cerâmico^16,29. Portanto, alterações superficiais na região interna das restaurações cerâmicas influenciam diretamente o desempenho mecânico sob fadiga e o sucesso clínico dessas restaurações. Embora o uso do ácido fluorídrico para condicionar cerâmicas vítreas seja reconhecidamente o protocolo padrão, reitera-se a cautela no seu uso pelo efeito tóxico em tecidos, assim como seu uso inadequado pode diminuir a resistência mecânica em fadiga da restauração. Dessa forma, é preciso extremo cuidado e acuidade quanto ao protocolo recomendado conforme a microestrutura do material cerâmico.

Ao mesmo tempo, o ajuste interno da peça protética com ponta diamantada parece ter um relevante efeito negativo no comportamento em fadiga de restaurações feitas de cerâmicas vítreas, portanto, quando necessário, deve ser realizado com bastante prudência e circunspeção. Por fim, encoraja-se o emprego de condicionadores de superfície menos tóxicos, pois simplificam a técnica de condicionamento e podem otimizar as propriedades mecânicas do material.

Referências
1. Gracis S, Thompson VP, Ferencz JL, Silva NR, Bonfante EA. A new classification system for all-ceramic and ceramic-like restorative materials. Int J Prosthodont 2015;28(3):227-35.
2. Guess PC, Strub JR, Steinhart N, Wolkewitz M, Stappert CF. All-ceramic partial coverage restorations – midterm results of a 5-year prospective clinical splitmouth study. J Dent 2009;37(8):627-37.
3. Malament KA, Socransky SS. Survival of dicor glass-ceramic dental restorations over 16 years. Part III: effect of luting agent and tooth or tooth-substitute core structure. J Prosthet Dent 2001;86(5):511-9.
4. Blatz MB, Vonderheide M, Conejo J. The effect of resin bonding on long-term success of high-strength ceramics. J Dent Res 2018;97(2):132-9.
5. Sousa SJL, Poubel DLDN, Rezende LVML, Almeida FT, de Toledo IP, Garcia FCP. Early clinical performance of resin cements in glass-ceramic posterior restorations in adult vital teeth: a systematic review and meta-analysis. J Prosthet Dent 2019;11 (DOI: 10.1016/j.prosdent.2018.12.006).
6. Silva LHD, Lima E, Miranda RBP, Favero SS, Lohbauer U, Cesar PF. Dental ceramics: a review of new materials and processing methods. Braz Oral Res 2017;31(suppl.1):e58.
7. Murillo-Gómez F, Palma-Dibb RG, De Goes MF. Effect of acid etching on tridimensional microstructure of etchable CAD/CAM materials. Dent Mater 2018;34(6):944-55.
8. Horn HR. Porcelain laminate veneers bonded to etched enamel. Dent Clin N Am 1983;27(4):671-84.
9. Brentel AS, Özcan M, Valandro LF, Alarça LG, Amaral R, Bottino MA. Microtensile bond strength of a resin cement to feldpathic ceramic after different etching and silanization regimens in dry and aged conditions. Dent Mater 2007;23(11):1323-31.
10. Matinlinna JP, Lung CYK, Tsoi JKH. Silane adhesion mechanism in dental applications and surface treatments: a review. Dent Mater 2018;34(1):13-28.
11. Addison O, Marquis PM, Fleming GJ. The impact of hydrofluoric acid surface treatments on the performance of a porcelain laminate restorative material. Dent Mater 2007;23(4):461-8.
12. Venturini AB, Prochnow C, May LG, Bottino MC, Felipe Valandro L. Influence of hydrofluoric acid concentration on the flexural strength of a feldspathic ceramic. J Mech Behav Biomed Mater 2015;48:241-8.
13. Kelly JR. Clinically relevant approach to failure testing of all-ceramic restorations. J Prosthet Dent 1999;81(6):652-61.
14. Prochnow C, Pereira GKR, Venturini AB, Scherer MM, Rippe MP, Bottino MC et al. How does
hydrofl uoric acid etching affect the cyclic load-to-failure of lithium disilicate restorations? J Mech Behav Biomed Mater 2018;87:306-11.
15. Venturini AB, Prochnow C, May LG, Kleverlaan CJ, Valandro LF. Fatigue failure load of feldspathic ceramic crowns after hydrofluoric acid etching at different concentrations. J Prosthet Dent 2018;119(2):278-85.
16. Schestatsky R, Zucuni CP, Venturini AB, de Lima Burgo TA, Bacchi A, Valandro LF et al. CAD-CAM milled versus pressed lithium-disilicate monolithic crowns adhesively cemented after distinct surface treatments: fatigue performance and ceramic surface characteristics. J Mech Behav Biomed Mater 2019;94:144-54.
17. Venturini AB, Prochnow C, Pereira GKR, Segala RD, Kleverlaan CJ, Valandro LF. Fatigue performance of adhesively cemented glass, hybrid and resin-ceramic materials for CAD/CAM monolithic restorations. Dent Mater 2019;35(4):534-42.
18. Zogheib LV, Bona AD, Kimpara ET, McCabe JF. Effect of hydrofluoric acid etching duration on the roughness and flexural strength of a lithium disilicate-based glass ceramic. Braz Dent J 2011;22(1):45-50.
19. Anusavice KJ, Hojjatie B. Tensile stress in glass-ceramic crowns: effect of flaws and cementation voids. Int J Prosthodont 1992;5:351-8.
20. Rodrigues CDS, Guilardi LF, Follak AC, Prochnow C, May LG, Valandro LF. Internal adjustments decrease the fatigue failure load of bonded simplified lithium disilicate restorations. Dent Mater 2018;34(9):225-35.
21. Bartlett D. Dermal exposure to hydrofluoric acid causing significant systemic toxicity. J Emerg Nurs 2004;30(4):371-3.
22. McKee D, Thoma A, Bailey K, Fish J. A review of hydrofluoric acid burn management. Plast Surg (Oakv) 2014;22(2):95-8.
23. Dennerlein K, Kiesewetter F, Kilo S, Jäger T, Göen T, Korinth G et al. Dermal absorption and skin damage following hydrofluoric acid exposure in an ex vivo human skin model. Toxicol Lett 2016;248:25-33.
24. Ozcan M, Allahbeickaraghi A, Dundar M. Possible hazardous effects of hydrofluoric acid and recommendations for treatment approach: a review. Clin Oral Investig 2012;16(1):15-23.
25. Murillo-Gómez F, De Goes MF. Bonding effectiveness of tooth-colored materials to resin cement provided by self-etching silane primer after short-and long-term storage. J Prosthet Dent 2019;121(4):713.e1-713.e8.
26. Guimarães HAB, Cardoso PC, Decurcio RA, Monteiro LJE, de Almeida LN, Martins WF et al. Simplified surface treatments for ceramic cementation: use of universal adhesive and self-etching ceramic primer. Int J Biomater 2018;31:2598073.
27. Prado M, Prochnow C, Marchionatti AME, Baldissara P, Valandro LF, Wandscher VF. Ceramic surface treatment with a single-component primer: resin adhesion to glass ceramics. J Adhes Dent 2018;20(2):99-105.
28. Maier E, Bordihn V, Belli R, Taschner M, Petschelt A, Lohbauer U et al. New approaches in bonding to glass-ceramic: self-etch glass-ceramic primer and universal adhesives. J Adhes Dent 2019;21(3):209-17.
29. Scherer MM, Prochnow C, Venturini AB, Pereira GKR, Burgo TAL, Rippe MP et al. Fatigue failure load of an adhesively-cemented lithium disilicate glass-ceramic: conventional ceramic etching vs etch & prime one-step primer. Dent Mater 2018;34(8):1134-43.