Influência de partículas de carga inorgânica e fotoiniciador na resistência e eficiência de polimerização de resinas fotopolimerizáveis para impressão 3D

Abstract

O objetivo do estudo foi formular e avaliar resinas fotopolimerizáveis para impressão 3D. Uma resina experimental foi desenvolvida com a incorporação de trifluoreto de itérbio (YbF3) como carga inorgânica nas concentrações de 1 (G1%), 2 (G2%), 3 (G3%), 4 (G4%) e 5 (G5%) % em peso, enquanto um grupo permaneceu sem adição de carga como controle (GC). Essa resina foi avaliada quanto ao grau de conversão (GC), resistência à flexão, microdureza Knoop, amolecimento em solvente, radiopacidade, análise colorimétrica e citotoxicidade (MTT e SRB). Outra resina experimental foi desenvolvida com a adição de diferentes concentrações de fotoiniciador óxido de difenil (2,4,6-trimetilbenzoil) fosfina (TPO) (1, 2 e 3%, em peso), e pós-polimerizada em 10 ou 30 minutos, sendo avaliada quanto ao grau de conversão (GC), resistência à flexão, módulo de elasticidade, microdureza Knoop e amolecimento em solvente, análise colorimétrica e citotoxicidade. G2% apresentou maior grau de conversão após a pós-polimerização. G2% não apresentou diferença estatística na resistência à flexão com o G1% e GC (p >0,05). Não foram observadas diferenças estatísticas em radiopacidade, amolecimento em solvente (ΔKHN%), espectrofotometria colorimétrica e citotoxicidade (MTT) (p >0,05). Na resina com o TPO em diferentes concentrações, TPO1% e 3% não apresentaram diferença significativa (p >0,05) no grau de conversão, para ambos os tempos pós-polimerização. O TPO3% pós-polimerizado por 10 minutos apresentou maior resistência à flexão e módulo de elasticidade (p <0,05). Não foram observadas diferenças estatísticas em amolecimento em solvente (ΔKHN%) e citotoxicidade (p >0,05). TPO1% pós-polimerizado por 30 minutos apresentou alteração de cor dentro dos limites clinicamente aceitáveis. Foi possível desenvolver resinas experimentais fotopolimerizáveis para impressão 3D com adição de 2% de YbF3 sem comprometer as suas propriedades. E também resinas com adição de 1% de TPO apresentaram alta eficiência de polimerização sem comprometer as propriedades do material.

The aim of the study was to formulate and evaluate photopolymerizable resins for 3D printing. An experimental resin was developed with the incorporation of ytterbium trifluoride (YbF3) as an inorganic filler at concentrations of 1 (G1%), 2 (G2%), 3 (G3%), 4 (G4%), and 5 (G5%) wt.%. One group remained without filler addition as control (GC). This resin was evaluated for degree of conversion (DC), flexural strength, Knoop microhardness, softening in solvent, radiopacity, colorimetric analysis, and cytotoxicity (MTT and SRB). Another experimental resin was developed with the addition of different concentrations of photoinitiator diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide (TPO) (1, 2, and 3 wt.%), and post-polymerized for 10 or 30 minutes, being evaluated for degree of conversion (DC), flexural strength, elasticity modulus, Knoop microhardness, softening in solvent, colorimetric analysis, and cytotoxicity. G2% showed the highest DC after post-polymerization. G2% showed no differences in flexural strength from the G1% and GC (p >0.05). No statistical difference was found in radiopacity, softening in solvent (ΔKHN%), colorimetric spectrophotometry, and cytotoxicity (MTT) (p >0.05). In the resin with TPO at different concentrations, TPO1% and 3% did not show significant difference (p >0.05) in DC, for both post-polymerization times. TPO3% post-polymerized for 10 minutes showed the highest flexural strength and elastic modulus (p <0.05). No statistical difference was found in softening in solvent (ΔKHN%) and cytotoxicity (p >0.05). TPO1% post-polymerized for 30 minutes showed a color change within clinically acceptable thresholds. It was possible to produce experimental photopolymerizable resins for 3D printing with the addition of 2% YbF3 without compromising their properties. Additionally, resins with the addition of 1% TPO showed high polymerization efficiency without compromising the material properties.