Influence of the concentration and type of functionalization of TiO2 nanostructures on the properties of experimental resins

O objetivo deste trabalho in vitro foi avaliar a influência de diferentes concentrações de nanoestruturas de TiO2 funcionalizadas e não-funcionalizados nas propriedades de uma resina experimental. Nanotubos e nanopartículas de TiO2 foram sintetizadas e funcionalizadas utilizando o silano 3-(aminopropil) trietoxisilano (APTMS) e o 3-(trimetoxisilil)propil metacrilato (TSMPM). As nanoestruturas de TiO2 foram caracterizadas através de difratometria de raios X, EDS, potencial Zeta, MEV e MET. Foi preparada uma resina experimental contendo BisGMA/TEGDMA e foram divididos de acordo com a nanoestrutura de TiO2 (nanotubo e nanopartícula), concentração (0,3% e 0,9%) e funcionalização (APTMS e TMSPM). Noventa e um discos de resina foram confeccionados (n=7) e fotoativados (1000 mW/cm2). O Grau de conversão (GC) foi avaliado imediatamante e após 24 horas e a microdureza Knoop (KHN) foi avaliada após 7 dias e após imersão em etanol 100% para análise de densidade de ligações cruzadas. Os testes foram submetidos à análise estatística através de ANOVA a um critério com medidas repetidas e Tukey (=0,05). Para o grau de conversão, houve diferença significante entre as resinas (p < 0.001) e o tempo (p < 0.001). Para a KHN, houve diferenças estatísticas entre as resinas (p < 0.001), após imersão no álcool (p < 0.001) e houve interação entre as variáveis (p < 0.001). Os maiores valores de GC foram encontrados no período de 24 horas para os grupos com nanotubos de TiO2 na concentração de 0,3% funcionalizados com TMSPM. Resultados satisfatórios também foram encontrados para nanopartículas de TiO2 na concentração de 0,9%. Os mesmos resultados também foram observados para a dureza após imersão em etanol. Pode-se concluir que as nanoestruturas de TiO2 possuem diferentes características e podem interferir diretamente nas propriedades da resina avaliada.The aim of this in vitro study was to evaluate the influence of different concentrations of functionalized and non-functionalized TiO2 nanostructures on the properties of an experimental resin. TiO2 nanotubes and nanoparticles were synthesized and functionalized by 3- (aminopropyl)triethoxysilane (APTMS) and 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (TSMPM). TiO2 nanostructures were characterized by x-ray diffractometer, EDS, zeta potential, SEM, and TEM. Bis-GMA/TEGDMA resin mixtures were prepared and divided according to TiO2 nanostructure (nanotube and nanoparticle), concentration (0.3 and 0.9%), and functionalization (APTMS and TSMPM). Ninety-one resin discs were made (n = 7) and photoactivated (1000 mW/cm2). The degree of conversion (DC) was evaluated immediately and after 24 hours, and Knoop hardness (KHN) was evaluated after 7 days and after immersion in 100% ethanol for analysis of crosslink density. Data were analyzed with one-way repeated measures ANOVA and Tukey\'s HSD ( = 0.05). For DC, there was a significant difference between resins (p < 0.001) and times (p < 0.001). For KHN, significant differences were found between resins (p < 0.001) and between before and after immersion in alcohol (p < 0.001). The resin × hardness interaction was significant (p < 0.001). The highest values of DC were found at 24 hours for the groups with 0.3% TiO2 nanotubes functionalized with TSMPM. The same results were also observed for hardness after immersion in ethanol. We conclude that TiO2 nanostructures have different characteristics and can directly interfere with the properties of the resin