Incorporação de fibras de vidro em um adesivo odontológico experimental

Abstract

A interface adesiva é considerada a região mais crítica das restaurações adesivas, estando frequentemente associada à falha dessas restaurações. O reforço mecânico dessa interface ainda é pouco explorado. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da incorporação de fibras de vidro com diferentes comprimentos e concentrações na tenacidade à fratura (KIC) e na energia absorvida até a fratura (U) de um adesivo odontológico experimental. Um adesivo à base de Bis-GMA/HEMA foi formulado e reforçado com fibras de vidro classificadas como de alta (HAR) e baixa razão de aspecto (LAR), de acordo com o comprimento crítico da fibra, nas concentrações de 0, 2,5, 5 e 10% em massa. O grau de conversão foi avaliado por FTIR-ATR. A KIC foi determinada utilizando corpos de prova em formato de disco entalhado, enquanto a U foi calculada a partir das curvas carga-deslocamento. Os mecanismos de fratura foram analisados qualitativamente por micro-CT. A análise estatística foi realizada por ANOVA de dois fatores e teste de Tukey (α = 5%). O grau de conversão variou entre 58,73 ± 1,25% e 61,99 ± 0,71%. A incorporação de fibras aumentou a KIC em relação aos grupos controle (p < 0,05), exceto no grupo LAR2,5 (p > 0,05). Os grupos HAR apresentaram KIC superior aos grupos LAR em todas as concentrações (p < 0,05), variando de 1,37 ± 0,29 a 1,57 ± 0,29 MPa√m. A U também aumentou com a adição de fibras (p < 0,05), sendo LAR10 superior aos demais LAR, enquanto HAR apresentou aumento desde 2,5% e valores superiores nas concentrações intermediárias. A análise por micro-CT evidenciou ponteamento por fibras e deflexão da trinca nos grupos HAR, enquanto os grupos LAR apresentaram um modo de fratura predominantemente frágil. A incorporação de fibras de vidro aumentou significativamente KIC e U. O comprimento das fibras foi determinante. Os grupos HAR apresentaram maior KIC em todas as concentrações e aumento de U desde 2,5% enquanto os grupos LAR apresentaram efeito dependente da concentração.

The adhesive interface is considered the weakest link in the adhesive restorations and is frequently associated with restoration failure. However, mechanical reinforcement of the adhesive interface remains an unexplored approach. The aim of this study was to evaluate the effect of incorporating glass fibers with different lengths and concentrations on the fracture toughness (KIC) and energy absorption until fracture (U) of an experimental adhesive resin. A Bis-GMA/HEMA-based adhesive resin was formulated and reinforced with glass fibers classified as high aspect ratio (HAR) and low aspect ratio (LAR), according to the critical fiber length, at concentrations of 0, 2.5, 5, and 10 wt%. Degree of conversion was evaluated by FTIRATR. KIC was measured using notched disc specimens, and U was calculated from loaddisplacement curves. Fracture mechanisms were qualitatively analyzed by micro-CT. Statistical analysis was performed using two-way ANOVA and Tukey’s test (α = 5%). Degree of conversion ranged from 58.73 ± 1.25% to 61.99 ± 0.71%. Fiber incorporation increased KIC compared with the control group (p < 0.05), except for the LAR2.5 group (p > 0.05). HAR groups showed higher KIC than LAR groups at all concentrations (p < 0.05), ranging from 1.37 ± 0.29 to 1.57 ± 0.29 MPa√m. U also increased with fiber addition (p < 0.05), with LAR10 showing higher values than the other LAR groups, whereas HAR groups demonstrated increased U starting at 2.5 wt% and higher values at intermediate concentrations. Micro-CT analysis revealed fiber bridging and crack deflection in HAR groups, while LAR groups exhibited predominantly brittle fracture behavior. The incorporation of glass fibers significantly increased KIC and U. Fiber length was a determining factor. HAR groups showed higher KIC at all concentrations and increased U starting at 2.5 wt%, whereas LAR groups exhibited a concentration-dependent effect.