UNICAMP FOP

Composição Química e Propriedades dos Tecidos Dentais Lidiany Rodrigues - PG em Cariologia Prof. Dr. Jaime Cury

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.

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

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

Composição Química dos Dentes Composição Inorgânica- Esmalte % Elementos Principais Ca P H2O CO3 37 18 3 2,5

Composição Química dos Dentes Esmalte Prismas Cristais Dentina Proteínas

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

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-

Composição Química dos Dentes Distribuição de Ca e P no Esmalte

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

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

Composição Química dos Dentes Gráfico da concentração de flúor no esmalte dental SUPERFÍCIE

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

Composição Química dos Dentes Concentração de Flúor no Esmalte

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)

Composição Química dos Dentes Concentração de Carbonato no Esmalte

Composição Química dos Dentes Flúor e Carbonato Esmalte CO3- (%) F- (ppm) Decíduo 3,9 33,6 Permanente 3,0 45,0

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

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

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

Composição Química dos Dentes Concentração de minerais principais e secundários no esmalte com cárie Mineral Mg Co3 F Superfície

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.

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

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

Composição Química dos Dentes Esmalte Jovem Idoso Polpa

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

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

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.

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%

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.

PROPRIEDADES Densidade Permeabilidade Dureza Solubilidade Adsorção Ácida Quelante Adsorção Reatividade

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

PROPRIEDADES Permeabilidade Solução Salina Dentina Isolada com borracha Água

PROPRIEDADES DUREZA

PROPRIEDADES DUREZA “Remin” Inicial “Cárie” 50 g/5 s 2000 µm 100 µm Ref. 100 g/5 s DUREZA

PROPRIEDADES Dureza Material Dureza (Kg/mm2) Cemento 40 Dentina 50-60 Esmalte 320 Cálculo 10-90 Int. Dent. J., 41, 1991

PROPRIEDADES Dureza Material Dureza(Kg/mm2) CaCO3 135 Ca(P2O7) 250-350 Pedra -pomes 56 ZrSiO 850 Diamante 7000 Int. Dent. J., 41, 1991

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

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.

PROPRIEDADES AX BY XAY+ + YBX- Produto de solubilidade [ AY+]X . [ BX-]Y

PROPRIEDADES O que acontece? 1 L água Ca P Ca P pH = 7,0

PROPRIEDADES O que acontece? NADA! 1 L Solução Ca P pH = 7,0

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

PROPRIEDADES O que acontece? Desmineralização Acido pH = 6,0 Ca P Acido Ca P pH = 6,0 Ca P 2 L Solução

PROPRIEDADES O que acontece? Remineralização 1000 mL pH = 6,0 1000 mL Ca P pH = 6,0 1000 mL

PROPRIEDADES - Solubilidade [Ca10 (PO4)6(OH)2]n 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH- H+ H+ HPO4-2 H2O H+ HPO4- pKa=2 pKa=7 pKa=12 H3PO4 H2PO4- HPO42- PO43-

PROPRIEDADES

PROPRIEDADES

PROPRIEDADES

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

PROPRIEDADES HA FA Saliva Saliva pH > 5,5 pH > 5,5 10 Ca2 + 6PO4-3 2OH- Ca10 (PO4)6(OH)2 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH- Ca10 (PO4)6F2 10 Ca2 + 6PO4-3 2F- 10 Ca2 + 6PO4-3 2F- Saliva Saliva

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

PROPRIEDADES HA FA Saliva Saliva pH < 4,5 10 Ca2 Ca10 (PO4)6F2 + 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH- 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

PROPRIEDADES Solubilidade por Quelante- EDTA pH Concentração Temperatura Tempo [Ca10 (PO4)6(OH)2]n 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH- + EDTA EDTACa

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

-O OH HO O- P P -O O- -O O- SUPERFÍCIE INTERIOR DO ESMALTE Ca++ Ca++

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++

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

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)2 + 20F- 10CaF2 + 6PO4 + 2OH-

Fim!