Os estudos feitos no Laboratório de Processos Metalúrgicos durante um ano permitiram obter uma mistura contendo as três fases de interesse que compõem o cimento com um tempo aproximado de endurecimento de dois minutos – muito inferior aos 11 minutos do cimento comercial produzido pela empresa.
O cimento reparador odontológico MTA (de mineral trioxide aggregate ou agregado trióxido mineral) anteriormente fabricado pela Angelus era composto de partículas micrométricas. Quando um paciente realiza um tratamento do canal na raiz dentária, o dentista remove a polpa infeccionada do dente; em seguida, compostos como o MTA são usados para o preenchimento e o selamento do canal de modo a evitar a entrada de micro-organismos. “A ideia da empresa era saber se a diminuição do tamanho das partículas do MTA aumentaria a sua reatividade e, consequentemente, diminuiria o tempo de pega”, explica a química e coordenadora do projeto no IPT, Catia Fredericci.
O processo laboratorial desenvolvido pelo IPT possibilitou a obtenção de uma mistura à base de dois silicatos de cálcio e um aluminato de cálcio. No processo usual de fabricação da Angelus as três composições são produzidas durante o mesmo procedimento. O projeto estudou cada uma delas separadamente, para que fosse possível, no futuro, utilizar diversas porcentagens de cada composição.
O projeto buscou a produção de partículas nanométricas por meio da tecnologia sol-gel. Esta é uma rota de síntese muito utilizada na obtenção de materiais cujas propriedades químicas, elétricas, mecânicas e térmicas podem ser alcançadas por meio do controle de estrutura e de porosidade no nível nanométrico. Outra tecnologia adotada foi a do Método Pechini, também conhecido como Método dos Precursores Poliméricos, que apresenta vantagens como síntese a baixas temperaturas, baixa contaminação e, por fim, possibilidade de obtenção de pós nanométricos.
Após a fabricação das partículas, as próximas etapas eram a secagem e o tratamento térmico para a obtenção da fase desejada por meio da estequiometria – momento em que eram avaliadas as proporções dos elementos que se combinavam ou reagiam. Para enfrentar os desafios na obtenção das nanopartículas, uma das soluções adotadas foi a moagem do material e o resultado foi a obtenção de cerca de 90% das partículas abaixo de um micrômetro (µm).
O desafio
Durante o desenvolvimento do projeto, a equipe técnica da Angelus trouxe até Fredericci um novo desafio: saber se a aplicação das nanopartículas nos canais dos dentes poderia ser adotada para tratar o problema de sensibilidade dentária, considerando a hipótese de que elas entrariam no canalículo (delicados cilindros ocos de ligação da superfície da dentina à polpa dentária), endureceriam e ‘fechariam’ a camada da dentina.
A interação entre as diferentes competências do IPT foi um diferencial que teve papel fundamental para o sucesso do projeto: enquanto uma equipe do Núcleo de Bionanomanufatura colaborou na produção de nanopartículas e na caracterização do material, outra, do Laboratório de Materiais de Construção Civil, auxiliou na compreensão das três fases. “Apesar de o laboratório trabalhar com o cimento de construção civil, as composições são as mesmas; a maior diferença é a exigência de alta pureza pelo contato com o corpo humano”, afirma Fredericci.
Outro ponto interessante do uso das nanopartículas é a liberação de íons alcalinos pelos compostos, em que bactérias não sobrevivem – ou seja, além da possibilidade de diminuição da sensibilidade dentinária, elas são antibactericidas.
Para o presidente da Angelus, Roberto Alcântara, os benefícios da parceria são os conhecimentos acumulados dos pesquisadores nos ICTs, assim como os equipamentos disponíveis, que normalmente não estão presentes na iniciativa privada. “Para empresas que praticam a inovação como estratégia, a parceria com ICTs permite que a interação para o uso dos conhecimentos e equipamentos transforme as ideias das empresas em projetos e, finalmente, em produtos para o mercado. Dessa forma, a parceria permite não apenas o crescimento da empresa e a geração de empregos, mas também a independência tecnológica e a possibilidade de internacionalização da empresa”, afirma.
Os ensaios em laboratório foram concluídos no IPT e, agora, a Angelus está nas etapas finais de testes laboratoriais em dentes extraídos, para avaliação das propriedades físicas e químicas. A previsão é de início dos ensaios clínicos em pacientes ainda em 2015.
Novo projeto
Após a conclusão do projeto de obtenção de nanopartículas para aplicação em cimentos dentários, a Angelus e o IPT assinaram um novo contrato, ainda no âmbito da Embrapii, para o desenvolvimento de ionômeros de vidro (cimentos dentários idealizados como substitutos dos cimentos de silicato). Eles têm alcançado sucesso nessa categoria pela capacidade de adesão ao dente, o que contribui para a manutenção da longevidade da restauração. Atualmente os ionômeros de vidros não são fabricados totalmente no Brasil – nem tampouco na América Latina. O projeto teve início em maio deste ano e tem duração prevista de um ano.
O cimento de ionômero de vidro é um material híbrido constituído de partículas de vidro dispersas em uma matriz insolúvel de hidrogel – formada pela reação ácido/base do vidro com o ácido poli acrílico.
Os cimentos apresentam os benefícios adicionais da liberação contínua de flúor, conferindo propriedades anticariogênicas, além da biocompatibilidade e coeficiente de expansão térmica linear semelhante ao da estrutura dentária. A principal limitação quanto ao uso dos cimentos diz respeito às baixas propriedades mecânicas, como a resistência à compressão e flexão, em relação às resinas orgânicas – é por conta da mastigação dos adultos ser mais forte, principalmente nos molares, e da fragilidade do material que os ionômeros são utilizados preferencialmente para a restauração de dentes de leite em crianças.
“Quando o material é usado para fazer tanto a obturação quanto a finalização do dente, o desgaste é maior e a sua troca acaba sendo necessária em um tempo menor. Muitas vezes o ionômero é usado em conjunto com a resina para aumentar sua durabilidade”, explica Fredericci. O projeto tem o desafio de, além de produzir o ionômero, estudar o efeito de adição de reforços biocompatíveis para aumento da resistência mecânica à flexão e à compressão, afim de que também sejam empregados na restauração em lesões de cáries em adultos.
“No momento os desafios técnicos estão mapeados e, sob o nosso ponto de vista, serão perfeitamente superados”, acredita Alcântara. “O maior desafio será a entrada no mercado porque há uma série de produtos com baixíssimo desempenho e, consequentemente, baixo custo.”