FOP
UNICAMP
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
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
Nível
Canalículos
Nº/mm2
Diâmetro
(m)
A
20.000
0,9
B
30.000
1,1
C
45.000
2,5
A
B
C
Composição Química dos
Dentes
Esclerose Dentinária
Idade
16-30
Área do Túbulo (% Mat.
Org.)
JAD
D.
JDP
média
4
27
79
30-50
4
19
49
50-75
4
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.
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
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


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-
90000
C
APF
PD
FD
APF+PD
APF+FD
80000
70000
ppm F
60000
50000
40000
30000
20000
10000
0
0
10
20
30
40
50
um
60
70
80
90