Composição Química e Propriedades dos Tecidos Dentais Composição Química dos Dentes CÁRIE Erosão Bactéria + Açúcar = Ácido Não Saturante Ácido [Ca10 (PO4)6 (OH)2]n Ca x P Saturante [Ca10 (PO4)6 (OH)2]n [Ca10 (PO4)6 (OH)2]n Ca x P [Ca10 (PO4)6 (OH)2]n [Ca10 (PO4)6 (OH)2]n Ca x P Supersaturante Ca x P Supersaturante Ca P Ca Tártaro 1 = 2 Equilíbrio 1 > 2 Desmineralização 2 > 1 Remineralização 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 Proteínas Dentina Composição Química dos Dentes Ca Cristais de Hidroxiapatita Ca10 (PO4)6 (OH)2 Ca I O Ca Ca II Ca I OH P P Ca I H Ca Ca Ca Ca II Ca I Ca Ca I Ca II Ca Ca P Ca I O H Ca Ca H O Ca Ca Composição Química dos Dentes Cristais de Hidroxiapatita Ca10 (PO4)6 (OH)2 Ca I Ca I Substituintes F- e HCO3- P Ca II Ca I Ca II Ca I OH P P Ca II Ca I Ca I 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 2000 ppm F 1600 1200 800 400 0 0 10 20 30 40 50 um SUPERFÍCIE 60 70 80 90 100 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 12000 a ppm F 10000 8000 antes da ATF após ATF a a DP DF a ab b 6000 4000 ATF + DP ATF + DF a ab b c b c 2000 0 9,2 18,8 Distância da superfície (m) 34,0 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 Composição Orgânica do Esmalte- % Peso Seco Componente Molares e Pre Incis. e Caninos Prot. 0,3-0,4 0,2-0,25 Insoluv. Colágeno traços traços Proteínas 0,05 0,05 Sol. Lipídeos 0,6 0,6 Citrato 0,1 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 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 Ácida Quelante Adsorção Reatividade PROPRIEDADES Densidade Pó de dentina d = 2,14 Bromofórmio + acetona d + 2,70 Pó de esmalte d =2,9-3,0 PROPRIEDADES Permeabilidade Solução Salina Dentina Isolada com borracha Água PROPRIEDADES DUREZA PROPRIEDADES DUREZA 2000 µm 50 g/5 s “Remin” 100 µm 100 µm 1000 µm Inicial Ref. 100 g/5 s “Cárie” PROPRIEDADES Dureza Material Dureza (Kg/mm2) Cemento Dentina Esmalte Cálculo 40 50-60 320 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 esmaltedentina é totalmente dependente do pH. PROPRIEDADES AX BY XAY+ + YBXProduto de solubilidade [ AY+]X . [ BX-]Y PROPRIEDADES O que acontece? pH = 7,0 Ca P Ca P 1 L água PROPRIEDADES O que acontece? NADA! pH = 7,0 Ca P 1L Solução PROPRIEDADES O que acontece? Desmineralização Ca P pH = 7,0 Ca P Ca P 2 Litros 1 Sol +1 Água PROPRIEDADES O que acontece? Desmineralização Acido pH = 6,0 Ca P Ca P Ca P 2 L Solução PROPRIEDADES O que acontece? Remineralização 1000 mL pH = 6,0 Ca P Ca Ca P P 1000 mL PROPRIEDADES - Solubilidade 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OHH+ H+ HPO4-2 H2O H+ HPO4- [Ca10 (PO4)6(OH)2]n H3PO4 pKa=2 H2PO4 - pKa=7 HPO4 2- pKa=12 PO43- P PROPRIEDADES Solubilidade da Dentina e Esmalte 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Dentina Esmalte 4 5 pH 6 7 8 PROPRIEDADES Ca Solubilidade da Dentina e do Esmalte 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Dentina Esmalte 4 5 pH 6 7 8 PROPRIEDADES Solubilidade do Esmalte e Dentina 35.00 Esmalte Dentina Ca x P (m M2) 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 4.00 5.00 6.00 pH 7.00 8.00 PROPRIEDADES Produto de Solubilidade da HA e FA e Produto Iônico da Saliva Mineral Produto iônico Produto de na saliva solubilidade pH 7,0 Ca x P x OH (ou F) Hidroxiapatita 10-117 10-91 Fluorapatita 10-121 10-93 PROPRIEDADES pH>>5,5 5,5 pH FA Ca10 (PO4)6F2 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2F- Saliva 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2F- HA Ca10 (PO4)6(OH)2 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH- 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH- Saliva PROPRIEDADES pH < 5,5>4,5 FA 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2F- Saliva Ca10 (PO4)6F2 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2F- HA Ca10 (PO4)6(OH)2 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH- 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH- Saliva PROPRIEDADES pH < 4,5 FA Ca10 (PO4)6F2 Ca2 10 + 6PO4-3 + 2F- Saliva 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2F- HA Ca10 (PO4)6(OH)2 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH- 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH- 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 Camada de Hidratação Ca++ -O OH Superfície P -O O- Interior do esmalte Ca++ -O OH P -O O- -O OH SUPERFÍCIE P -O OCa++ O- HO INTERIOR DO ESMALTE P -O OCa++ SALIVA Ca++ -O OH OCa++ O- HO SUPERFÍCIE P -O Ca++ CAMADA DE HIDRATAÇÃO INTERIOR DO ESMALTE P -O OCa++ PROPRIEDADES Adsorção Proteínas Proteínas C O C O OOCamada de Hidratação Ca++ Ca++ -O -O OH OH Superfície P P -O O- Interior do esmalte -O O- PROPRIEDADES Reatividade F F + Dentina e esmalte CaF2 2F- FT AF Ca10 (PO4)6(OH)2]n + 2F- Ca10 (PO4)6F2]n + 2OH- Ca10 (PO4)6(OH)2 + 20F- 10CaF2 + 6PO4 + 2OH-