Avaliação das propriedades físico-mecânicas e de superfície do polimetilmetacrilato de manufatura aditiva para base e dentes de próteses totais: um estudo in vitro

Abstract

Considerando que as próteses totais são amplamente empregadas no tratamento de pacientes edêntulos, é fundamental avaliar como as características mecânicas e estéticas do material podem impactar a funcionalidade, durabilidade e aceitação dos dispositivos pelos usuários. Este estudo in vitro tem como objetivo investigar as propriedades físico-mecânicas de resinas (Monile e PriZma) utilizadas na impressão 3D de próteses totais, com foco em quatro variáveis antes e após o envelhecimento térmico: rugosidade, dureza Vickers, cor e ângulo de contato. Para isso, foram impressos 16 corpos de prova (n=64) das resinas de base e dente de ambas as marcas e uma face dos espécimes polida, totalizando 128 faces analisadas. A rugosidade foi medida por um perfilômetro, aplicando 3mg de força com um corte de 0,25mm e um comprimento de leitura de 1000 µm por 10 segundos, utilizando uma ponta de 2 µm. A dureza Vickers foi medida por um microdurômetro ao aplicar 50g de força por 15 segundos com uma ponta diamantada piramidal e a média das diagonais foram calculadas em kgf/mm². O ângulo de contato foi medido com método da gota séssil, de volume de 5 µl e análise por 10s. Por fim, a alteração de cor foi analisada seguindo as coordenadas de cor CIELab, afim de calcular os valores de ?E e NBS. Após a obtenção dos dados iniciais das quatro variáveis em questão, os espécimes passarão por envelhecimento térmico em Termociclador entre 5 °C e 55 °C, com tempos de imersão e intervalo de 15 segundos, por 5000 ciclos. As análises demonstraram que a ciclagem térmica aumentou significativamente a dureza Vickers das 128 faces analisadas, com destaque para a resina da Prizma. Constatou-se uma redução na rugosidade das faces não polidas após a ciclagem térmica, embora a rugosidade das superfícies polidas não tenha mudado significativamente. As variações no ângulo de contato refletem a importância do polimento na molhabilidade e na adesão bacteriana. Por fim, as variáveis de cor tiveram mudanças perceptíveis em todas as resinas analisadas, evidenciando a necessidade de mais estudos quanto a estabilidade de cor de resinas impressas.

Abstract: Considering that complete dentures are widely utilized in the treatment of edentulous patients, it is essential to evaluate how the mechanical and aesthetic characteristics of the material may impact the functionality, durability, and acceptance of these devices by users. This in vitro study aims to investigate the physicomechanical properties of resins (Monile and PriZma) used in the 3D printing of complete dentures, focusing on four variables before and after thermal aging: roughness, Vickers hardness, color, and contact angle. To this end, 16 specimens (n=64) of the base and tooth resins from both brands were produced, with one side of the specimens polished, resulting in a total of 128 surfaces analyzed. Roughness was measured using a profilometer, applying 3 mg of force with a cut-off of 0.25 mm and a reading length of 1000 µm over 10 seconds, using a tip with a resolution of 2 µm. Vickers hardness was assessed using a microdurometer by applying 50 g of force for 15 seconds with a pyramidal diamond tip, and the average of the diagonals was calculated in kgf/mm². The contact angle was measured using the sessile drop method with a volume of 5 µl and a 10-second analysis. Finally, color change was analyzed following CIELab color coordinates to calculate the values of ?E and NBS. After obtaining the initial data for the four variables in question, the specimens will undergo thermal aging in a thermocycler, cycling between 5 °C and 55 °C, with immersion times and intervals of 15 seconds for a total of 5000 cycles. The analyses demonstrated that thermal cycling significantly increased the Vickers hardness of the 128 surfaces analyzed, particularly for the PriZma resin. A reduction in the roughness of the unpolished surfaces was observed after thermal cycling, although the roughness of the polished surfaces did not change significantly. Variations in the contact angle reflect the importance of polishing in wettability and bacterial adhesion. Finally, the color variables exhibited noticeable changes across all resins analyzed, highlighting the need for further studies on the color stability of 3D-printed resins.