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UNICAMP FOP
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Composição Química e Propriedades dos Tecidos Dentais
Lidiany Rodrigues - PG em Cariologia Prof. Dr. Jaime Cury
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Composição Química dos Dentes
Objetivos Identificar a composição orgânica e inorgânica do esmalte, dentina e cemento, descrevendo-os. Identificar as propriedades físico químicas do esmalte, dentina e cemento, descrevendo-as.
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Composição Química dos Dentes
CÁRIE Bactéria + Açúcar = Ácido Não Saturante Erosão Ácido Ca x P [Ca10 (PO4)6 (OH)2]n Saturante Ca x P Supersaturante Supersaturante Ca P 1 = 2 Equilíbrio 1 > 2 Desmineralização 2 > 1 Remineralização Tártaro
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Composição Química dos Dentes
Composição* dos dentes- % em peso seco Composição Cemento Dentina Esmalte Inorgânica 70 75 95 Orgânica 22 20 2 H2O 8 5 3 * Aproximada
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Composição Química dos Dentes
Composição Inorgânica- Esmalte % Elementos Principais Ca P H2O CO3 37 18 3 2,5
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Composição Química dos Dentes
Esmalte Prismas Cristais Dentina Proteínas
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Composição Química dos Dentes
Cristais de Hidroxiapatita Ca10 (PO4)6 (OH)2 OH Ca Ca Ca Ca Ca I Ca I O H Ca P Ca II Ca Ca II Ca I Ca I OH Ca Ca P P HO Ca Ca Ca II Ca I Ca I Ca
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Composição Química dos Dentes
Cristais de Hidroxiapatita Ca10 (PO4)6 (OH)2 Mg na superfície Substituintes F- e HCO3- Ca I P Ca II OH Substituintes HCO3-
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Composição Química dos Dentes
Distribuição de Ca e P no Esmalte
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Composição Química dos Dentes
H2O Água de Hidratação-Água frouxamente ligada Ligada à matéria orgânica Perda com aquecimento a 100º C Corresponde a 0,8% da água do esmalte Água Semi-cristalina- Água fortemente ligada Camada de hidratação ao redor dos cristais Perda com aquecimento a 350º C Corresponde a 3,3% da água do esmalte
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Composição Química dos Dentes
Elementos Secundários Alta concentração na superfície do esmalte F, Pb, Zn, Fe e Sb Baixa concentração sobre a superfície Na, Mg e CO3 Distribuição uniforme Sr, Cu, Al e K
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Composição Química dos Dentes
Gráfico da concentração de flúor no esmalte dental SUPERFÍCIE
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Composição Química dos Dentes
Concentração de Flúor no Esmalte Flúor no Esmalte (ppm F) Distância da Superfície (m) Estudos 600,0 10,0 CURY & USBERTI, 1982 1020,0 5,0 CURY & cols., 1985 1801,0 2,7 ROSALEN & CURY, 1991
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Composição Química dos Dentes
Concentração de Flúor no Esmalte
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CONCENTRAÇÃO DE FLÚOR NO ESMALTE
14000 a ab b c 12000 10000 ATF + DF após ATF antes da ATF DF ATF + DP 8000 DP ppm F 6000 4000 2000 9,2 18,8 34,0 Distância da superfície (m)
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Composição Química dos Dentes
Concentração de Carbonato no Esmalte
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Composição Química dos Dentes
Flúor e Carbonato Esmalte CO3- (%) F- (ppm) Decíduo 3,9 33,6 Permanente 3,0 45,0
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Composição Química dos Dentes
Dentes Decíduos Profundidade da cárie 2,5 x maior Perda de mineral 2,2 x maior “ DIFERENÇAS DE CONCENTRAÇÃO DE CARBONATO E PERMEABILIDADE DEVEM EXPLICAR AS DIFERENÇAS NO DESENVOLVIMENTO DA LESÃO” Caries Res., 30 (abstract 93), 1996
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Composição Química dos Dentes
Carbonato O carbonato pode ocupar duas diferentes posições na estrutura da Hidroxiapatita do esmalte: Posição A- Na posição da hidroxila, mais presente no esmalte de dentes decíduos; Posição B- Na posição do fosfato, mais presente no esmalte de dentes permanentes; Este fato e o conteúdo de CO3 podem contribuir para a mais rápida progressão de cárie em decíduos; Clasen,1997
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Composição Química dos Dentes
CO3 e Mg- Altas concentrações destes elementos torna o esmalte mais solúvel. O tecido cariado contem menos CO3 e Mg que o sadio adjacente. Colin Robinson,1983 Chumbo- Sua concentração no dente pode ser indicativo para poluição ambiental. Colin Robinson,1995
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Composição Química dos Dentes
Concentração de minerais principais e secundários no esmalte com cárie Mineral Mg Co3 F Superfície
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Composição Química dos Dentes
Composição Inorgânica da Dentina- 75% Os cristais de hidroxiapatita da dentina, cemento e osso são muito menores . Os cristais da dentina e osso têm menores níveis de organização cristalina.
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Composição Química dos Dentes
Nível Canalículos Nº/mm2 Diâmetro (m) A 20.000 0,9 B 30.000 1,1 C 45.000 2,5 A C B
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Composição Química dos Dentes
Esclerose Dentinária Idade Área do Túbulo (% Mat. Org.) JAD D. média JDP 16-30 4 27 79 30-50 19 49 50-75 16 42
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Composição Química dos Dentes
Esmalte Jovem Idoso Polpa
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Composição Química dos Dentes
Composição Orgânica do Esmalte- % Peso Seco Componente Molares e Pre Incis. e Caninos Prot. Insoluv. 0,3-0,4 0,2-0,25 Colágeno traços Proteínas Sol. 0,05 Lipídeos 0,6 Citrato 0,1 Total 1,1 1,0
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Composição Química dos Dentes
Composição Orgânica do Esmalte Esmalte jovem- 25% em peso de proteínas Esmalte remineralizado- menos que 1% O esmalte possui proteínas heterogêneas e diferentes de quaisquer outras do organismos Amelogenina - Hidrofóbica e rica em prolina Enamelina – Fosfoproteina acídica glicosilada Flúor impede a reabsorção proteica, podendo ocasionar fluorose
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Composição Química dos Dentes
Dentes posteriores tem mais proteína que os anteriores. Dentes decíduos tem mais proteína que os permanentes. Maiores concentrações - regiões de ponta de cúspide, fissuras e tufos.
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Composição Química dos Dentes
Composição Orgânica da Dentina- % Peso Seco Colágeno 18% Citrato 0,9% Lipídeos 0,33% Matriz Não Colágena 1,6% Total 20,83%
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Composição Química dos Dentes
Os aminoácidos do colágeno são arranjados em tripla hélice. O colágeno está presente em concentrações mais altas no terço externo da dentina, correspondendo à área de menor densidade. Fibras colágenas proporcionam resistência mecânica.
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PROPRIEDADES Densidade Permeabilidade Dureza Solubilidade Adsorção
Ácida Quelante Adsorção Reatividade
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PROPRIEDADES Densidade Pó de dentina d = 2,14 Bromofórmio + acetona
Pó de esmalte d =2,9-3,0 Pó de dentina d = 2,14 Bromofórmio + acetona d + 2,70
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PROPRIEDADES Permeabilidade Solução Salina
Dentina Isolada com borracha Água
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PROPRIEDADES DUREZA
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PROPRIEDADES DUREZA “Remin” Inicial “Cárie” 50 g/5 s 2000 µm 100 µm
Ref. 100 g/5 s DUREZA
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PROPRIEDADES Dureza Material Dureza (Kg/mm2) Cemento 40 Dentina 50-60
Esmalte 320 Cálculo 10-90 Int. Dent. J., 41, 1991
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PROPRIEDADES Dureza Material Dureza(Kg/mm2) CaCO3 135 Ca(P2O7) 250-350
Pedra -pomes 56 ZrSiO 850 Diamante 7000 Int. Dent. J., 41, 1991
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PROPRIEDADES Dureza “A dureza tem sido relacionada com o conteúdo de cálcio e pode ser usada como um indicativo de mineralização, desmineralização e remineralização”. Lazzari, 1976
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PROPRIEDADES Solubilidade
Produto da atividade dos íons- Concentração de íons ativos em solução Produto de solubilidade - É a concentração de íons em solução de um sólido pouco solúvel, quando este entra em equilíbrio de solubilidade. O produto de solubilidade da esmalte-dentina é totalmente dependente do pH.
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PROPRIEDADES AX BY XAY+ + YBX- Produto de solubilidade
[ AY+]X . [ BX-]Y
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PROPRIEDADES O que acontece? 1 L água Ca P Ca P pH = 7,0
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PROPRIEDADES O que acontece? NADA! 1 L Solução Ca P pH = 7,0
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PROPRIEDADES O que acontece? Desmineralização 2 Litros 1 Sol +1 Água
Ca P 2 Litros 1 Sol +1 Água pH = 7,0 Ca P Ca P
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PROPRIEDADES O que acontece? Desmineralização Acido pH = 6,0
Ca P Acido Ca P pH = 6,0 Ca P 2 L Solução
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PROPRIEDADES O que acontece? Remineralização 1000 mL pH = 6,0 1000 mL
Ca P pH = 6,0 1000 mL
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PROPRIEDADES - Solubilidade [Ca10 (PO4)6(OH)2]n 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH-
H H+ HPO H2O H+ HPO4- pKa=2 pKa=7 pKa=12 H3PO H2PO HPO PO43-
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PROPRIEDADES
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PROPRIEDADES
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PROPRIEDADES
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Produto de solubilidade pH 7,0 Produto iônico na saliva
PROPRIEDADES Produto de Solubilidade da HA e FA e Produto Iônico da Saliva Mineral Produto de solubilidade pH 7,0 Produto iônico na saliva Ca x P x OH (ou F) Hidroxiapatita 10-117 10-91 Fluorapatita 10-121 10-93
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PROPRIEDADES HA FA Saliva Saliva pH > 5,5 pH > 5,5 10 Ca2 +
6PO4-3 2OH- Ca10 (PO4)6(OH)2 10 Ca2 + 6PO OH- Ca10 (PO4)6F2 10 Ca2 + 6PO4-3 2F- 10 Ca2 + 6PO4-3 2F- Saliva Saliva
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PROPRIEDADES HA FA Saliva Saliva pH < 5,5>4,5 Ca10 (PO4)6(OH)2
Ca10 (PO4)6F2 10 Ca2 + 6PO4-3 2F- FA 10 Ca2 + 6PO4-3 2OH- 10 Ca2 + 6PO4-3 2F- Saliva Saliva
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PROPRIEDADES HA FA Saliva Saliva pH < 4,5 10 Ca2 Ca10 (PO4)6F2 +
10 Ca2 + 6PO OH- Ca10 (PO4)6(OH)2 HA Ca10 (PO4)6F2 10 Ca2 + 6PO4-3 2F- FA 10 Ca2 + 6PO4-3 2OH- 10 Ca2 + 6PO4-3 2F- Saliva Saliva
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PROPRIEDADES Solubilidade por Quelante- EDTA pH Concentração
Temperatura Tempo [Ca10 (PO4)6(OH)2]n Ca2 + 6PO OH- + EDTA EDTACa
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PROPRIEDADES O esmalte tem eletronegatividade o que proporciona a adsorção do Ca da saliva para a formação da camada de hidratação Ca Ca++ -O OH O OH P P -O O O O- Interior do esmalte Superfície Camada de Hidratação
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-O OH HO O- P P -O O O O- SUPERFÍCIE INTERIOR DO ESMALTE Ca Ca++
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Ca++ Ca++ -O OH HO O- P P -O O- -O O- Ca++ Ca++ SALIVA
CAMADA DE HIDRATAÇÃO -O OH HO O- P P -O O O O- SUPERFÍCIE INTERIOR DO ESMALTE Ca Ca++
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PROPRIEDADES Adsorção Proteínas Proteínas C O C O O- O- Ca++ Ca++
-O OH O OH P P -O O O O- Camada de Hidratação Superfície Interior do esmalte
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PROPRIEDADES Reatividade F + Dentina e esmalte FT CaF2 2F- F AF
Ca10 (PO4)6(OH)2]n + 2F Ca10 (PO4)6F2]n + 2OH- Ca10 (PO4)6(OH) F CaF2 + 6PO4 + 2OH-
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Fim!
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