A matriz orgânica das resinas compostas é fortalecida e reforçada por diversos tipos de partículas inorgânicas. Estas encontram-se dispersas pela rede polimérica e melhoram as suas propriedades físicas e mecânicas, pelo que, a maior percentagem possível de incorporação destas partículas, é um objectivo essencial. A natureza da carga inorgânica, a forma como este material é obtido e a quantidade adicionada, influenciam drasticamente as propriedades mecânicas da resina (Gao et al., 2008; Junior, Scherrer, Ferracane & Bona, 2008; Douglas, 2004; García et al., 2006).
O conteúdo inorgânico tem várias funções: diminuir a expansão térmica e a absorção de água; aumentar o módulo de elasticidade, a dureza de superfície, a resistência à abrasão e a radiopacidade; melhorar a manipulação do material e os resultados estéticos; reduzir a contracção de polimerização, através da redução da fracção de matriz orgânica (Junior et al., 2011; Scougall-Vilchis et al., 2009; Ilie & Hickel, 2011).
A carga inorgânica é formada por partículas de vidro, quartzo e / ou sílica, presentes em diferentes tamanhos, quantidades e morfologia (Junior et al., 2008; Junior et al., 2011; García et al., 2006). O quartzo foi utilizado nos primeiros compósitos que surgiram, é quimicamente inerte, mas por ter alta dureza, pode ser abrasivo da estrutura dentária e de restaurações antagonistas. É difícil obter pequenas partículas de quartzo, o que dificulta o polimento da restauração. Para a obtenção de características radiopacas, são
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incorporadas determinadas partículas de carga, contendo átomos de metais pesados, como o Ba, zinco, alumínio, Sr e Zr (Deb, 1998; Chen, 2010; Scougall-Vilchis et al., 2009).
O conteúdo da carga, tamanho e distribuição das partículas influenciam a consistência dos compósitos e, consequentemente, a sua manipulação. Com a mistura dos monómeros (líquido) com a carga (sólida), obtém-se uma pasta, que será mais espessa, quanto maior for a quantidade de carga presente (Anusavice et al., 2013).
As particulas de menores dimensões contribuem para restaurações mais lisas, polidas e estéticas, enquanto que as partículas maiores para restaurações mais rugosas, difíceis de polir e que tendem a acumular placa bacteriana e pigmentação, resultando em materiais muito heterogéneos e com propriedades estéticas reduzidas (Anusavice et al., 2013; Ilie & Hickel, 2011; Moszner & Klapdohr, 2004).
A maioria das partículas de carga apresenta forma irregular. Contudo, tem sido demonstrado que a forma esférica permite a existência de uma quantidade maior de partículas inorgânicas nos compósitos (Rastelli et al., 2012; Sabbagh et al., 2004; Masouras, Silikas & Watts, 2008). As partículas esferoidais possuem margens lisas e arredondadas, estando por isso associadas a uma redução das tensões, geralmente existente em ângulos e protuberâncias das partículas irregulares (onde são originadas as microfracturas), levando a uma distribuição de tensão mais uniforme em toda a resina e melhorando o comportamento de fractura do material (Beun, Glorieux, Devaux, Vreven & Leloup, 2007; Sabbagh et al., 2004; Masouras et al., 2008).
A percentagem de carga inorgânica pode ser expressa em peso ou em volume (Sabbagh et al., 2004). A fase dispersa representa geralmente cerca de 30 a 70% em volume ou 50 a 80% em peso de um compósito (Anusavice et al., 2013). O conteúdo da carga inorgânica em volume e peso tem sido usado para estudar a influência da quantidade de carga nas propriedades mecânicas da resina. Embora estes dois parâmetros estejam ligados pela densidade das partículas, em alguns casos, é mais relevante determinar a percentagem de carga em volume, que pode ser medida através de métodos directos e indirectos. O método directo refere-se à técnica picnométrica e o indirecto utiliza uma formulação matemática, que inclui a percentagem em peso e a densidade das partículas inorgânicas. Inúmeros métodos podem ser usados para estudar a percentagem em peso, entre eles, a termogravimetria, técnica em que a massa de uma substância é monitorizada, em função da temperatura ou do tempo, variando os padrões de curva, de acordo com a composição do material testado (Sabbagh et al., 2004; Beun et al., 2007).
A microestrutura e as propriedades dos compósitos têm sido bastante estudadas. No que respeita à carga inorgânica, o microscópio electrónico de varrimento tem sido utilizado para avaliar a sua quantidade, morfologia e tamanho (Scougall-Vilchis et al., 2009; Ferracane, 2011).
Uma das melhorias mais significativas na evolução dos compósitos disponíveis comercialmente corresponde às modificações a nível da carga inorgânica. A optimização do tamanho e da quantidade de partículas aumentou a resistência ao desgaste e à degradação associados à matriz polimérica e realçou a utilidade clínica destes componentes. Considerando a correlação entre as propriedades mecânicas e o volume de carga inorgânica, a tendência actual dos compósitos consiste na redução do tamanho das partículas e na maximização da sua percentagem, numa tentativa de satisfazer todos os requisitos para compósitos dentários (Soh et al., 2006; Junior et al., 2008). O tamanho das partículas de carga incorporadas na matriz das resinas compostas disponíveis no mercado, tem diminuído continuamente ao longo dos anos, desde as resinas convencionais até às nanoparticuladas (Ilie & Hickel, 2011). Neste contexto, as nanopartículas podem ser preparadas por diferentes métodos como: pirólise por chama, pirólise de aerossol e processo de sol-gel (Moszner & Klapdohr, 2004).
A combinação de partículas pequenas e de diferentes tamanhos permite um conteúdo mais denso que, por sua vez, aumenta o volume possível de carga nos compósitos. No entanto, a redução do tamanho não pode ser ilimitada, por diversas razões. Na produção de partículas muito pequenas existem algumas dificuldades, uma vez que estas devem ser fabricadas por processos de pirólise. Adicionalmente, as partículas muito pequenas, ao apresentarem uma superfície maior para um mesmo volume, tendem a aumentar significativamente a viscosidade do material, devido à formação de um maior número de ligações secundárias com a matriz orgânica. As partículas muito pequenas, geralmente de sílica, podem aglomerar-se e formar agregados de aproximadamente 0,04 – 0.4µm, resultando na separação de fases e podendo reduzir as propriedades mecânicas (Masouras et al., 2008; Ilie & Hickel, 2011).