Influence of Photoinitiator System on Physical-Chemical Properties of Experimental Self-Adhesive Composites

Abstract The aim of this study was to determine the influence of photoinitiator systems on physical-chemical properties of flowable composites. Conventional (CFC), composed by bisphenol-glycidyl dimethacrylate (BisGMA)+triethyleneglycol dimethacrylate (TEGDMA), and self-adhesive (SAFC), composed by BisGMA+TEDGMA+bis{2-(methacryloyloxy) ethyl} phosphate (2MP), flowable composites were developed. Five photoinitiator systems were tested: camphorquinone (CQ), ethyl-4-dimethylaminobenzoate (EDMAB), diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide (TPO), phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide (BAPO), CQ+EDMAB+TPO and CQ+EDMAB+BAPO. A two-peak LED was used; degree of conversion (DC) and the maximum polymerization rate (RPmax) were determined by near infrared spectroscopy. For the yellowing degree a spectrophotometer was used. Water sorption (Wsp) was obtained after 30 days of water storage (n=5). Data were submitted to two-way analysis of variance and Tukey’s test (a=0.05). BAPO presented the highest DC and RPmax values for both series. SAFCs presented lower DC and RPmax for CQ+EDMAB-based materials. Greater yellowing was observed for SAFCs compared with CFCs, except for BAPO. Greater Wsp was observed for SAFCs compared with CFCs. The photoinitiator did not influence Wsp for CFCs, but TPO and BAPO presented the highest Wsp in SAFCs. The photoinitiator system affected differently the physical-chemical properties of CFCs and SAFCs.

Resumo O objetivo do estudo foi determinar a influência do sistema fotoiniciador sobre as propriedades físico-químicas de compósitos fluidos. Os compósitos convencionais foram compostos por bisfenol-glicidil dimetacrilato (BisGMA) + trietilenoglicol dimetacrilato (TEGDMA), e os autoadesivos, apresentavam BisGMA +TEGDMA+ Bis2(metacriloiloxi)etil fosfato (2 MP). Cinco sistemas fotoiniciadores foram testados: canforquinona + etil-4- dimetilamino benzoato (CQ+EDMAB), óxido mono-alquil fosfínico (TPO) e óxido bis-alquil fosfínico (BAPO), CQ+EDMAB+TPO e CQ+EDMAB+BAPO. LED de amplo espectro foi usado; o grau de conversão (GC) e a taxa de polimerização (TP) foram determinados por espectroscopia próximo ao infravermelho; o grau de amarelo foi mensurado por um espectrofotômetro e absorção de água foi obtida após 30 dias de armazenamento em água (n=5). Os dados foram submetidos a análise de variância de dois fatores e teste de Tukey (?=0,05). BAPO apresentou os maiores valores de GC e TP nos compósitos convencionais e autoadesivos. Compósitos autoadesivos apresentaram menor GC e TP quando CQ+EDMAB foi usado. Maior amarelecimento foi observado nos compósitos autoadesivos em relação aos convencionais, exceto para BAPO. Compósitos autoadesivos promoveram maior absorção de água. Não houve influência dos fotoiniciadores nos compósitos convencionais, no entanto TPO e BAPO apresentaram os maiores valores de absorção de água nos compósitos autoadesivos. Os sistemas fotoiniciadores influenciaram de maneira diferente as propriedades físico-químicas dos compósitos convencionais e autoadesivos.

Effect of the photoinitiator system on the properties of a dental material based on a hybrid polymer / Efeito do sistema fotoiniciador sobre as propriedades de um material dentário baseado em um polímero híbrido

Objetivo: Nesse estudo, foram avaliados os efeitos de dois diferentes protocolos de cura sobre as propriedades de um compósito usando um polímero híbrido como resina dentária. Material e Métodos: Dois compósitos diferentes foram preparados, um contendo uma mistura de TEGDMA/Bis-GMA (50:50) e, outro contendo uma mistura de TEGDMA/p-MEMO (50:50), [p-MEMO: precursor oligomérico inorgânico]. Ambos compósitos foram reticulados com lucirin e canforoquinona. Os compósitos foram preparados com 70% em massa de carga inorgânica. Resistência flexural foi avaliada com uma máquina de testes universal e o grau de conversão calculado por espectroscopia na região do infravermelho. Um picnômetro a gás hélio foi usado para obter os dados de contração de polimerização. Testes de sorção foram feitos e microscopia eletrônica de varredura foi usada para avaliar efeitos deletérios sobre as superfícies das resinas. Resultados: A amostra constituída com TEGDMA/p-MEMO reticulada com lucirin (L-T/p) apresentou os melhores valores das propriedades monitoradas. Conclusão: Lucirin é o sistema fotoiniciador mais adequado para compostos dentários contendo polímeros híbridos.

Objective: In this study, the effects of two different cure protocols upon the properties of composites using a hybrid-polymer as dental resin were evaluated. Material and Methods: Two distinct dental composites were prepared, one containing a mixture of TEGDMA/bis-GMA (50:50) and, another containing a mixture of TEGDMA/p MEMO (50:50), [p-MEMO: oligomeric inorganic precursor]. Both composites were polymerized with lucirin and canphorquinone as photoinitiators. The composites were made with a 70 % wt of inorganic filler. Flexural strength was evaluated with a universal test machine and the degree of conversion was measured by infrared spectroscopy. A helium pycnometer was used to obtain polymer shrinkage data. Sorption tests were performed and SEM microscopy was used to show deleterious effects upon the resins’ surfaces. Results: The sample based on TEGDMA/p-MEMO polymerized with lucirin (L-T/p) showed the best values of the monitored properties. Conclusion: Lucirin is the most suitable photoinitiator for dental composites containing hybrid polymers.