Study of the polymerization process of resin like dental materials with magnetic resonance

Investigamos o processo de polimerização de materiais resinosos utilizados na restauração odontológica, assim como a influência de um pino de fibra de vidro translúcido no grau de polimerização em diferentes profundidades da restauração. Espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) e simulações computacionais de espectros em bandas-X, -Q e -W permitiram identificar os radicais livres responsáveis pela reação de polimerização da resina fotopolimerizável Z100 (3M ESPE, Campinas, SP, Brasil) e do cimento resinoso dual AllCem (FGM, Joinville, SC, Brasil), revelando que embora os iniciadores e aceleradores são distintos, os radicais livres de propagação são os mesmos. A técnica de RPE associada à Exploração de Superfícies por Ressonância Magnética Nuclear (NMR-MOUSE) permitiu determinar um modelo para o processo de polimerização do cimento resinoso dual levando em conta os dois protocolos de iniciação do cimento: fotopolimerização e autopolimerização. Notadamente existe diferença no tempo de iniciação e tempo necessário para conversão total de monômeros em polímeros entre os protocolos, assim como dependência da taxa de conversão com a profundidade na amostra para o caso de fotopolimerização. Para ambos os casos foi determinada a cinética da reação de polimerização por adição de radicais livres. A influência do pino de fibra de vidro translúcido WhitePost DC (FGM, Joinville, SC, Brasil) na polimerização de um cimento resinoso dual foi estudada avaliando a concentração de radicais livres por RPE em diferentes profundidades de amostras de pino cimentado em um conduto simulado. Os resultados mostram que o pino tem real influência apenas nos primeiros 8 mm de profundidade da restauração, não sendo capaz de fotopolimerizar pontos mais profundos da restauração. Mostra-se que a configuração cilíndrica é capaz de aumentar o grau de conversão em profundidades maiores que a configuração cônica.We investigated the process of polymerization of resin materials used in dental restoration as well as the influence of the translucent fiberglass post in the degree of polymerization at different depths of the restoration. Electron Paramagnetic Resonance spectroscopy (EPR) and computational simulations of spectra in X-, Q- and W-bands allowed to determine the free radicals responsible for the continuation of the polymerization reaction of light-cured resin Z100 (3M ESPE, Campinas, SP, Brazil) and dual-cured cement Allcem (FGM, Joinville, SC, Brazil), revealing that although the initiators and accelerators are different for each material, free radicals are the same. The EPR technique associated with Nuclear Magnetic Resonance (NMR-MOUSE) allowed determine a model for the polymerization process of the dual cured resin cement considering the two initiation protocols, photocuring and autocure. Notably there is a difference in the time of initiation and the time required for complete conversion of monomers into polymers among the protocols, as well as dependence of conversion rate with the depth in the sample for the case of photopolymerization. For both cases is determined the kinetics of the polymerization reaction by addition of free radical. The influence of the translucent fiberglass post WhitePost DC (FGM, Joinville, SC, Brazil) in a dual cured resin cement polymerization was studied by assessing the concentration of free radicals present in the samples at different restoration depths by EPR. The results show that the post has real influence only in the first 8 mm of the restoration, being not able to light cure the deepest points of the restoration. It is shown that the cylindrical configuration is capable of increasing the degree of conversion