Hidroxiapatita sintetica nanoestruturada e esmalte dental aquecidos e irradiados por laser de Er, Cr:YSGG. Caracterizacao por FTIR e por DRX

Abstract

Este estudo procurou avaliar as mudanças físicas e/ou químicas que ocorrem na hidroxiapatita (HAP) sintética e na presente no esmalte dental sob ação de aquecimento térmico em forno ou irradiação com o laser de Er,Cr:YSGG (2,79 m). Busca-se obter variações em sua estrutura a fim de torná-los mais resistentes à desmineralização, visando e prevenir a formação da cárie dental. A HAP sintética foi produzida pela reação das soluções de Ca(NO3) e (NH4)2HPO4 com controle de temperatura e pH. O esmalte foi coletado do dentes bovinos e triturados. As amostras em pó de HAP sintética e esmalte foram submetidas a aquecimento térmico em forno nas temperaturas de 200 °C, 400 °C, 600 °C, 800 °C e 1000 °C. Foram feitas irradiações laser com 5,79 J/cm2, 7,65 J/cm2, 10,55 e 13,84 J/cm2 para a HAP sintética e de 7,53 J/cm2, 10,95 J/cm2 e 13,74 J/cm2 para o esmalte. As amostras foram avaliadas por difração de raios-X(DRX) para análise das fases cristalográficas presentes e análise pelo método de Rietveld para comprovação destas fases cristalográficas e determinação de respectivas proporções no material. Foram obtidos também as variações de parâmetros de rede da cela unitária (eixo-a, eixo-c e volume), tamanho dos cristalitos e taxas de ocupações dos sítios dos átomos de Ca e P de ambos os materiais. As amostras foram ainda analisadas por espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), que mostrou as variações composicionais ocasionadas pelos tratamentos calculando-se as áreas das bandas referentes aos radicais carbonato, fosfato, água adsorvida e hidroxila. A termografia no infravermelho foi usada para medir a temperatura superficial gerada pelo feixe do laser nas amostras sólidas de esmalte. Com relação às fases cristalográficas presentes só foram encontradas além da fase majoritária de hidroxiapatita, as fases de fosfato de octacálcio (OCP) nas amostra de HAP sintética e tricálcio 9 fosfato da fase b (b -TCP) no esmalte aquecido a 800 °C. Apresentaram-se mudanças nos parâmetros de rede da cela unitária da HAP sintética e do esmalte, com diminuição do eixo-a, volume e tamanho dos cristalitos até as temperaturas entre 400 °C e 600 °C e também nas amostras irradiadas a laser. Acima da temperatura de 600 °C há o aumento destes parâmetros de rede. A relação Ca/P em todas as amostras sofreram diminuições, sendo que na amostra de esmalte irradiada a 7,53 J/cm2 apresentou Ca/P igual a 1,6817 e a irradiada a 13,74 J/cm2 apresentou Ca/P igual a 1,6831. A espectroscopia mostrou que os efeitos tanto do aquecimento como da irradiação laser podem ser observados principalmente nas bandas de carbonato, água adsorvida e hidroxila e que as mudanças da rede cristalográfica podem ser correlacionadas com substituições de carbonato em sítios de hidroxilas e fosfatos. Ambos os tratamentos causam também diminuição da concentração de carbonatos, sendo que este efeito ocorreu com maior intensidade nas irradiações a laser e houve ainda diminuição na quantidades de água adsorvida e hidroxilas. Todas estas alterações modificam as propriedades do material, como sua solubilidade e consequentemente influenciam na resistência à desmineralização de interesse para processos como prevenção da cárie dental e erosão dental.