Influência do fator mecânico na formação e desenvolvimento das LCNC em modelos computacionais da microestrutura, do esmalte e dentina, e poroelástico do dente - Vargas, Sabrina Mascarenhas (2020)
Lesões cervicais não cariosas [LCNC] são a perda de tecido dental, esmalte e/ou dentina, próximo da junção amelocementária [JAC], sem a presença de agentes bacterianos cariogênicos. Os dentes pré-molares superiores são os mais frequentemente acometidos. Mais de 90% das lesões estão localizadas na face vestibular dos dentes. Têm etiologia multifatorial, mas o mecanismo de ação dos fatores etiológicos e da interação entre eles ainda não foi claramente elucidada. Apesar da abrasão e a erosão ácida serem os agentes etiológicos mais considerados por muitos anos, eles não são capazes de explicar a ocorrência de lesões subgengivais, nem as que acontecem em um dente isoladamente dos vizinhos. O fator mecânico, que pode atuar isoladamente em um dente, passou a ser investigado como potencial responsável pelas lesões, sozinho ou atuando sinergicamente com a erosão ácida. Uma das possibilidades de interação entre os fatores etiológicos seria o mecanismo conhecido como \"stress corrosion crack\". Mas existiria uma outra possibilidade: esmalte e dentina podem ser considerados materiais poroelásticos, que apresentam uma fase sólida porosa e uma fase com fluido, livre para se deslocar entre os espaços deixados pela fase sólida. Isto faria que os tecidos dentários funcionassem como esponjas, cada um com sua rigidez específica. Ou seja, poderiam ser capazes de absorver fluido circundante se, ao serem deformados, aumentasse seu volume total. Pelo contrário, expeliriam fluido interno se a deformação ocorresse com diminuição de volume. Estas possibilidades, ao ocorrer com alternância, poderiam gerar o intercâmbio forçado de líquido com o meio externo, além de sua circulação interna forçada, decorrentes das tensões cíclicas a que os dentes estão habitualmente expostos. Se esse líquido fosse ácido, poderia causar desmineralização e perda de substância, o que justificaria a formação das LCNC \"desenhadas\" especificamente em regiões em que concentra a tensão (ou a deformação). Para avaliar se é válida esta proposta de mecanismo etiológico, foi realizada a presente pesquisa, 100% in silico, dividida em duas partes: 1) estudo do comportamento microestrutural do esmalte e da dentina [micro]; 2) estudo de um dente como macroestrutura poroelástica [macro]. Na parte micro, modelos lineares elásticos 2D representaram a microestrutura, repetida periodicamente, do esmalte e da dentina, visando verificar se a relação entre tensão (de tração ou de compressão) e variação de volume de cada componente microestrutural dos tecidos e o volume seria linear. Assim seria possível verificar se se poderia esperar, ou não, efeitos semelhantes sob carregamentos compressivos ou de tração. Foi avaliado todo o espectro possível de cargas, até a fratura, visando verificar também se haveria alguma não linearidade na relação, que poderia ser devida às características de estruturação dos tecidos, que propiciassem colapso estrutural acima de algum valor de tensão. Na parte macro foi desenvolvido um modelo 2D de primeiro pré-molar superior com características poroelásticas, submetido a três direções de carregamento em relação ao longo eixo: oblíquo (cúspide vestibular); longitudinal cêntrico (no sulco); longitudinal excêntrico (próximo da cúspide vestibular), visando verificar: 1) se existe não linearidade entre magnitude de tensão e volume de fluido \"bombeado\" (expelido ou absorvido) pelos tecidos; 2) se tanto a tração quanto a compressão têm a mesma capacidade de bombeamento de fluido; 3) se a distribuição do fluido na região cervical, durante o carregamento, seria capaz de desenhar os formatos das lesões, arredondadas ou anguladas. Os resultados das simulações por elementos finitos mostraram que: 1) a relação entre a variação volumétrica de cada uma das fases microestruturais e a tensão média nos modelos é linear, tanto para a dentina quanto para o esmalte. Isto sugere que não exista um valor de tensão abaixo do qual dentina ou esmalte ficariam isentos de LCNC (pois tensões menores ainda poderiam apresentar efeito danoso, caso estivessem presentes com maior frequência), nem haveria um limiar de tensão partir do qual aumentasse a taxa de bombeamento, de modo a exacerbar o mecanismo de formação da LCNC; 2) a taxa de variação volumétrica é igual tanto sob tração como compressão. Isto seria compatível, pelo modelo proposto, com a formação das LCNCs por carregamentos que conduzam tanto à compressão como à tração localizadas, como se verifica na clínica; 3) é possível que a dentina intertubular, apesar de não representar um caminho tão desimpedido quanto os túbulos, seja capaz de bombear os maiores totais de volume de líquido e, por isso, seria a mais envolvida no processo do bombeamento e dissolução. Isto é compatível com o fato de que na superfície de LCNCs ativas sejam encontrados túbulos obliterados e não exista sensibilidade dentinária em muitos casos. A peritubular é a que apresenta menor capacidade de forçar a circulação de fluidos. 4) No esmalte, a região interprismática, como um todo, apresenta uma maior capacidade de bombear fluidos que a região prismática. 5) A relação entre magnitude de tensão e volume bombeado na região cervical pela dentina e pelo esmalte foi linear no estudo macro. Isto significa que não haveria uma tensão limiar a partir da qual a probabilidade de formação de LCNC aumentasse. 6) Tanto a tração quanto a compressão, foram capazes de gerarem bombeamento e, consequentemente provocariam LCNCs, As forças oblíquas para vestibular tendem a gerar tensão de compressão e fluxo com o dobro de volume na face vestibular que na palatina, o que é compatível coma maior incidência de LCNC na vestibular, encontrada clinicamente; 7) O maior volume encontrado no tecido dentinário (JED e dentina situada cervicalmente a ela) concordaria com o achado clínico de que as LCNCs atingem principalmente dentina, preferencialmente ao esmalte. 8) Por ter encontrado que, nos três carregamentos estudados, os volumes bombeados por JED e dentina foram muito semelhantes, poderia se prever que a maior parte das lesões seriam de formato arredondado, na vigência de carregamentos semelhantes.