[01] A presente tecnologia se refere a um produto aplicado ao clareamento dental baseado na geração de oxigénio ativo na forma de espécies radicalares de oxigénio in situ. O gel clareador compreende compostos de nióbio modificados e sua atividade é maximizada principalmente se este for aplicado com peróxido de hidrogénio em baixas concentrações, de 1 a 10% (preferencialmente 3% em massa), com estabilização por um espessante, preferencialmente carbopol. O gel clareador pode ser utilizado em clareamento dental sem a necessidade de luz suplementar ao tratamento, o que permite o uso em clareamento dental com eficiência superior aos produtos comerciais e com potencial significativo de redução dos efeitos colaterais (hipersensibilidade e inflamação). O produto desenvolvido não apresentou citotoxicidade, e não foi observado efeito inflamatório significativo no tecido pulpar. A presente tecnologia também descreve um processo para produção do gel clareador. [02] Nos últimos anos, houve um aumento significativo pela demanda por clareamento dental nas clínicas de estética e nos consultórios odontológicos. No entanto, em produtos comerciais como géis branqueadores ou clareadores são utilizadas elevadas concentrações (6 a 35%) de peróxido de hidrogénio (H2O2) em suas formulações. A exposição dos dentes ao peróxido pode causar efeitos colaterais, tais como sensibilidade, danos à polpa, ao esmalte dental e ao tecido periodontal. No estado da técnica verifica-se diversas pesquisas ressaltando a importância de minimizar esses efeitos adversos utilizando materiais baseados em compostos inorgânicos ( Application of Titanium Dioxide Nanotubes to Tooth Whitening, Nano Biomedicine, Volume 6, Issue 2, 12 December 2014, Pages 63-72) ( Synthesis of metal ion-histidine complex functionalized mesoporous silica nanocatalysts for enhanced light free tooth bleanching, Acta Biomaterialia, Volume 7, Issue 5, 7 January 2011 , Pages 2276-2284)

[03] Nos estado da técnica também é possível encontrar diversas pesquisas ressaltando o emprego de compostos de nióbio para uso em reações de oxidação, inclusive de poluentes orgânicos presentes em efluentes industriai ( Photocatalytic degradation of hazardous Ponceu-S dye from industrial wastewater using nanosized niobium pentoxide with carbono, Desalination, Volume 269, Issue 1-3, 4 November 2010, Pages 276-283) ( Amphiphilic niobium oxyhydroxide as a hybrid catalyst for sulfur remova I from fuel in a biphasic system, Applied Catalysis B: Environmental, Volume 147, 6 August 2013, Pages 43-48).

[04] O emprego de materiais reativos atuando no clareamento dental é relatado na literatura em diferentes documentos. O documento US200401 80008, de 2004, intitulado “Dental bleaching agent kit and the method for bleaching teeth” e US20060222604, de 2002, com o seguinte título “Method for bleaching teeth and bleaching agent for teeth” relatam o uso combinado de compostos de titânio e luz visível tomando como princípio a reação de fotocatálise. Além disso, ressalta-se a importância de utilizar peróxidos para assegurar o clareamento dental.

[05] A invenção relacionada à patente US5645428, de 1995, intitulada “Method for whitening teeth” relata a eficiência do branqueamento dental utilizando uma mistura de peróxidos com diferentes catalisadores expostos a radiação de laser de argônio e também com laser de dióxido de carbono. Este método emprega outros materiais incluindo tampões, estabilizantes, dessensibilizadores e espessantes.

[06] Na patente US5032178, de 1990, intitulada “Dental composition system and method for bleaching teeth”, são descritos materiais da classe do sulfato de manganês e do sulfato de ferro que foram empregados juntamente com outros produtos, incluindo peróxido de hidrogénio e a presença de radiação visível no clareamento dental.

[07] O documento BR102013027175-6, depositado em 2013, intitulado “Acelerador de clareamento dental”, refere-se a uma mistura de nitrato férrico e nitrato cúprico juntamente com o peróxido de hidrogénio promovendo um clareamento eficiente.

[08] Catalisadores naturais como enzimas da família peroxidases tais como a catalase são descritas no documento BR102014010685-5, depositado em 2014, intitulado “Maximizador do clareamento dental”, possuindo uma rápida decomposição do peróxido de hidrogénio ou peróxido de carbamida com eficiente ação clareadora dos dentes.

[09] O documento PI0801862-6, de 2008, intitulado “Gel clareador dental com micro ou nano partículas sólidas absorvedoras de energia e condutora térmica”, refere-se a micro ou nanopartículas inorgânicas, cerâmicas ou orgânicas condutoras que são incorporadas ao gel clareador a base de peróxidos que além de proporcionar maior eficiência no clareamento dental minimiza efeitos colaterais, tal como hipersensibilidade.

[010] A utilização de materiais baseados nos compostos de nióbio, ressaltando o uso inédito do sal oxalato (podendo ser o pentóxido de nióbio, ácido nióbico e o oxihidróxido) na ativação de peróxido de hidrogénio ou peróxidos orgânicos, propostos na presente tecnologia, aplicados ao branqueamento dental é inédita, principalmente com a geração de oxigénio radicalar in situ devido à reação do nióbio com H2O2, bem como a estabilização das espécies de oxigénio com 0 carbopol comercial. Outro ineditismo da presente invenção consiste no fato de que 0 peróxido de hidrogénio adicionado é decomposto pela reação com espécies de nióbio gerando espécies ativas de oxigénio diminuindo a presença de peróxido livre, fazendo com que a sensibilidade seja eliminada. Desse modo, é possível reduzir os efeitos colaterais de hipersensibilidade durante o tratamento, além de permitir a produção de um material com custo baixo, o que pode facilitar sua comercialização.

[011 ] As espécies de oxigénios geradas na dissociação do H2O2 possuem ação oxidante capazes de quebrar as ligações químicas das cadeias moleculares dos grupos cromóforos (substâncias que conferem cor aos dentes). Baixas concentrações de peróxido são suficientes para esse efeito (aproximadamente 2% em massa) no produto apresentado devido à três novidades tecnológicas: (i) 0 composto de nióbio atua de maneira eficiente e rápida na sua ativação para gerar espécies radicalares reativas; (ii) diminuição do peróxido livre, diminuindo a sensibilidade durante 0 clareamento (iii) 0 carbopol estabiliza os radicais evitando sua decomposição, 0 que potencializa 0 clareamento dental.

[012] Além disso, com a utilização desse gel no clareamento dental não há necessidade de utilizar radiação para a decomposição do peróxido, mudança significativa no pH e com isso é possível reduzir 0 tempo do tratamento em consultório ou em casa. Essas características tornam 0 produto, gerado na presente tecnologia, com grande potencial comercial. [013] A presente tecnologia trata do desenvolvimento de material empregando fontes de nióbio como matéria prima para obtenção das nanopartículas clareadoras. O uso de compostos de nióbio na produção do gel clareador dental contendo nióbio, como proposto na presente tecnologia, não é relatado na literatura científica e pode promover mais uma aplicação comercial para esse importante elemento químico, que atualmente é empregado majoritariamente na indústria metalúrgica. BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[014] A Figura 1 apresenta uma seringa aplicadora contendo 0 gel clareador dental. [015] A Figura 2 apresenta parâmetros de claridade, intensidade de cor/luminosidade e tonalidade obtidos por meio da escala VITA 3D MASTER utilizando diferentes compostos de nióbio.

[016] A Figura 3 apresenta fotografias dos dentes bovinos antes e após o tratamento com os materiais G1 (A) e G3 (B).

[017] A Figura 4 apresenta imagens de MEV dos dentes de ratos submetidos ao clareamento dental com o gel clareador G1 (A), comercial G3 (B) e o grupo controle (C) com a magnificação de 200X (figuras superiores) e 500X (figuras inferiores).

[018] A Figura 5 apresenta imagens representativas de seções coradas com hematoxilina e eosina mostrando a polpa coronal 2 dias após o branqueamento. Os painéis representam os grupos tratados com o gel clareador, o produto comercial (G3) durante 45 minutos e o grupo controle, com aumento de 40x e 100x.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA TECNOLOGIA

[019] A presente tecnologia se refere a um produto aplicado ao clareamento dental baseado na geração de oxigénio ativo na forma de espécies radicalares de oxigénio in situ. O gel clareador compreende compostos de nióbio modificados e sua atividade é maximizada principalmente se este for aplicado com peróxido de hidrogénio em baixas concentrações, de 1 a 10% (preferencialmente 3% em massa), com estabilização por um espessante, preferencialmente carbopol. O gel clareador pode ser utilizado em clareamento dental sem a necessidade de luz suplementar ao tratamento, o que permite o uso em clareamento dental com eficiência superior aos produtos comerciais e com potencial significativo de redução dos efeitos colaterais (hipersensibilidade e inflamação). O produto desenvolvido não apresentou citotoxicidade, e não foi observado efeito inflamatório significativo no tecido pulpar. A presente tecnologia também descreve um processo para produção do gel clareador. [020] O gel clareador dental compreende compostos de nióbio modificados pela reação previa com peróxidos e um espessante, na proporção entre 1 e 50% em massa do composto de nióbio em relação ao espessante.

[021] O espessante utilizado pode ser selecionado do grupo compreendendo natrosol, goma xantana, hidroximetilcelulose, carbômero, carbopol ou suas combinações, ou creme dental ou glicerina pura.

[022] Os compostos de nióbio utilizados podem ser selecionados do grupo compreendendo fosfatos de nióbio, óxidos de nióbio, acetatos, cloretos, filtercake de nióbio, nióbia, ou o ânion oxalato ([Nb(0)(C204)3] ³ ).

[023] Os peróxidos utilizados podem ser selecionados do grupo compreendendo peróxido de metiletil cetona, peróxido de benzoíla, peróxido de carbamida ou peróxido de hidrogénio, com pureza entre 30 e 70%, nas concentrações entre 1 ,0 e 10,0 m/m de peróxido em relação à massa total do gel (espessante e composto de nióbio).

[024] O processo de preparação do gel clareador dental compreende as seguintes etapas: a. Modificar os compostos de nióbio, gerando grupos oxigenados oxidantes superficiais pela reação com peróxido de hidrogénio de pureza entre 30 e 70%, utilizando concentrações de peróxido entre 1 ,0 e 10,0 % m/m em relação à massa total (espessante e composto de nióbio); b. Adicionar o espessante na proporção de 1 a 10% em massa do composto de nióbio modificado obtido na etapa “a” em relação ao espessante; c. Misturar a composição obtida em “b” sob agitação branda entre 50 e 1000 rpm por um intervalo de tempo entre 10 e 60 min, em temperatura do ambiente. [025] Na etapa “a” os compostos de nióbio são selecionados do grupo compreendendo fosfatos de nióbio, óxidos de nióbio, acetatos, cloretos, filtercake de nióbio, nióbia, ou o ânion oxalato ([Nb(0)(C204)3] ³ ).

[026] Na etapa “a” os peróxidos são selecionados do grupo compreendendo, peróxido de metiletil cetona, peróxido de benzoíla, peróxido de carbamida ou peróxido de hidrogénio.

[027] Na etapa “b” os espessantes são selecionados do grupo compreendendo natrosol, goma xantana, hidroximetilcelulose, carbômero, carbopol ou suas combinações, ou creme dental ou glicerina pura.

[028] O gel clareador dental pode ser usado para preparar formulações para o clareamento dos dentes.

[029] Os exemplos a seguir descrevem aspectos da presente tecnologia e não devem ser considerados como limitativos.

EXEMPLO 1 - Obtenção do gel clareador a partir do composto ativo de nióbio contendo oxigénio ativo.

[030] O gel clareador é obtido pela mistura de carbopol com o composto de nióbio, preferencialmente o oxalato, [Nb(0)(C204)3] ³ , mas podendo ser o pentóxido de nióbio, ácido nióbico, fosfato de nióbio ou ainda o oxihidróxido de nióbio.

[031] Os compostos de nióbio foram modificados com peróxido de hidrogénio comercial (35% V/V) de modo que no gel clareador a concentração seja de 3% em massa do peróxido em relação ao nióbio e carbopol. Foi adicionado o carbopol comercial de modo a se obter um gel na proporção 1% em massa do composto de nióbio em relação ao carbopol. É importante ressaltar que o gel clareador é estabilizado pela presença do carbopol, que além de fornecer a consistência do gel, estabiliza os radicais oxigenados formados. As espécies reativas (radicais oxigenados) são formadas de acordo com as três reações químicas que se seguem: -Nb-O-O-H -> -Nb-O ^* + ΌH (2) -Nb-O ^* + H ₂ 0 -> -Nb-OH + ΌH (3)

[032] O gel resultante foi mantido sob agitação branda no intervalo de 40 min. A Figura 1 apresenta uma fotografia do gel final obtido contendo as espécies de oxigénio ativas prontas para uso como clareador dental.

EXEMPLO 2 - Testes de clareamento dental na presença de baixo teor de H2O2 (2% m/m)

[033] Foram selecionados 12 dentes bovinos que foram limpos e conservados em solução de Timol (0,1%). Os dentes foram aleatoriamente divididos em 6 grupos (n=2) e devidamente identificados (Tabela 1). A cor inicial da face vestibular para 0 terço médio de cada dente foi determinada utilizando 0 espectrofotômetro VITA Easy Shade (VITA, Bad Sackingen,

Alemanha). Os níveis de branqueamento dos dentes foram comparados à escala VITA 3D Master (Vita, Bad Sackingen, Alemanha). Foram registradas fotografias dos dentes bovinos antes e após 0 clareamento dental utilizando câmera Canon T6i, macro 100mm, modo manual, velocidade 1/160, diafragma 5.0, ISO 1600, sem 0 uso de flash.

Tabela 1 : Composição dos materiais aplicados ao branqueamento dental

Grupo Composição

G1 Carbopol, catalisador (composto de nióbio), peróxido de hidrogénio (2%).

G2 Carbopol, catalisador (composto de nióbio previamente tratado com peróxido de hidrogénio), peróxido de hidrogénio (2%).

G3 Produto comercial - White Class 6% (H202), FGM.

[034] Os testes de clareamento foram realizados utilizando peróxido de hidrogénio como agente de clareamento e compostos de nióbio. Foi testado, como comparativo, um produto comercial para clareamento dental (White Class 6%, FGM) normalmente utilizado em domicílio ou supervisionado pelo Cirurgião-Dentista. Para o teste de clareamento dental a face vestibular de cada espécime foi recoberta por uma camada da mistura contendo 4,0g do gel Carbopol, 1% do composto de nióbio e uma quantidade equivalente de 2% de peróxido de hidrogénio. As aplicações do material foram realizadas nos tempos de 30, 60, 90 e 120 minutos na ausência de radiação luminosa e ao fim de cada aplicação a medida da cor dos dentes foi realizada com o espectrofotômetro VITA Easy Shade. Após o tempo de 120 minutos foi avaliado o efeito da hidratação no qual os dentes ficaram imersas em água por mais 30 minutos.

[035] A Figura 2 mostra os resultados do branqueamento dental que estão representados pelos parâmetros de claridade, intensidade de cor/luminosidade e tonalidade obtidos por meio da escala VITA 3D MASTER.

[036] Além disso, foi observado qualitativamente o efeito do clareamento dental nos dentes bovinos utilizando imagens obtidas por câmera fotográfica. As imagens que mostram o efeito da aplicação dos materiais G1 e G3 nos dentes estão apresentadas na Figura 3.

[037] O grupo G1 foi o que apresentou o melhor resultado comparativamente aos demais, detectou-se uma modificação de cor já a partir das avaliações com 30 minutos. Um ponto para o parâmetro claridade e um ponto para o parâmetro luminosidade. Na avaliação após 60 minutos de aplicação do gel clareador dental houve ganho de mais um ponto para claridade e dois para luminosidade. Esse nível de branqueamento se estabilizou até a última aplicação totalizando 120 minutos (Figura 2). Para o parâmetro tonalidade não houve modificação, como esperado. [038] Os catalisadores com prévio tratamento químico (G2) apresentaram menor eficiência no processo de clareamento dental quando comparado que ao G1 . A única evolução registrada de branqueamento foi de apenas um ponto no parâmetro luminosidade. O tratamento do sólido com peróxido de hidrogénio gera espécies oxigenadas reativas por meio da interação dos sítios ácidos de Brõnsted (Nb-OH) ou grupos Nb=0, presentes na superfície do composto de nióbio, com o H2O2. Em ambos materiais (G1 e G2) ocorre a formação dessas espécies, porém a formação in situ dos grupos oxigenados, como se dá no G1 , potencializa 0 branqueamento dental por meio da oxidação eficiente das moléculas do corante responsáveis pela cor do dente. O G3 apresentou a evolução no branqueamento nos parâmetros claridade e luminosidade, 3 e 1 pontos respectivamente. O registro de modificação do parâmetro tonalidade (1 ponto) não foi significante para avaliação do nível branqueamento, como também pode ser observado na Figura 3.

[039] Os resultados do clareamento dental utilizando 0 gel clareador dental da presente invenção, na presença do peróxido de hidrogénio (2%), são semelhantes ao clareamento empregando 0 produto comercial FGM que apresenta maior concentração de peróxido de hidrogénio (6%). O gel que apresentou melhor desempenho para 0 branqueamento dental, 0 G1 , foi testado na presença de diferentes concentrações de peróxido de hidrogénio, dentre elas, 0,5 e 1%. Variando a concentração do agente clareador nos materiais verificou-se que a concentração de 2% (G1) maximizou 0 efeito de clareamento dental sendo mais eficiente que 0 material comercial. Concentrações mais baixas de 0,5 e 1% de FI2O2 apresentaram resultados menos expressivos, em torno de 2 pontos no nível de branqueamento e foram, portanto, menos efetivos do que 0 produto comercial. Os grupos oxigenados reativos formados in situ dependem diretamente da quantidade de peróxido de hidrogénio adicionado ao material, uma vez que baixas concentrações limitam a formação das espécies reativas e consequentemente a eficiência do branqueamento dental é reduzida.

[040] A presente invenção mostra que o gel formado com o composto de nióbio apresentou elevada capacidade de remoção de pigmentação em menor tempo de aplicação quando comparada ao produto comercial. A fim de comparação também foram realizados testes de clareamento dental na ausência do composto de nióbio e os resultados mostraram que a ação branqueadora foi ineficiente. O peróxido de hidrogénio em baixas concentrações não é suficiente para atuar no branqueamento dos dentes e é imprescindível a presença do catalisador de nióbio para potencializar a decomposição do peróxido de hidrogénio formando as espécies de oxigénio reativas in situ para atuar no clareamento dental de modo eficiente.

[041] Cabe ressaltar que a presente invenção emprega uma quantidade mais baixa do peróxido de hidrogénio no processo de clareamento dental do que os produtos comerciais amplamente utilizados por dentistas, com potencial significativo de redução dos efeitos colaterais do tratamento. Este fato é de alta relevância clínica, pois o uso indiscriminado de altas concentrações de peróxidos e tempos prolongados de aplicação podem causar danos indesejáveis a estrutura dental, que vão desde ao aumento da sensibilidade até a necrose pulpar ou a degradação da estrutura cristalina do esmalte.

EXEMPLO 3 - Estudo in vivo do efeito do gel clareador dental contendo nióbio no esmalte e na polpa do dente

[042] Com o objetivo de avaliar o efeito do clareador dental no esmalte do dente, foram obtidas as imagens de microscopia eletrónica de varredura (MEV). Os dentes avaliados foram extraídos de ratos submetidos ao tratamento de clareamento dental com os materiais gel clareador dental com nióbio (G1), comercial (G3) durante 45 minutos e com o grupo controle, que consiste em dentes que não foram submetidos ao tratamento com clareador dental.

[043] Em todas as imagens da Figura 4 é possível observar as fissuras no esmalte dos dentes, inclusive no grupo controle. Esse comportamento é normal em dentes de ratos, que são mais sensíveis do que os dentes humanos, e provavelmente, o efeito em dentes humanos será menos pronunciado. Os espectros de EDS mostram a presença dos elementos Ca, O, P, C, Na, Cl, K e Mg em todos os dentes. Os dentes submetidos a aplicação com o gel clareador dental contendo nióbio (G1) apresentam a razão Ca/O e Ca/P de 2,9 e 2,3 respectivamente. Esses valores são superiores aos observados para o dente submetido ao clareador dental comercial (G3), que apresentou Ca/0=1 ,5 e Ca/P=2,1 e também ao que foi observado para o controle, no qual Ca/0=1 ,2 e Ca/P=1 ,95. Esses resultados mostram que a utilização do gel clareador dental contendo nióbio como clareador dental não prejudica a composição química dos dentes, e consequentemente não provoca a sua desmineralização. Por isso, pode-se afirmar que o material desenvolvido não apresenta um efeito agressivo ao esmalte dos dentes.

[044] Para avaliar alterações na polpa dentária, foram realizados exame histológico em dentes de ratos após serem submetidos ao clareamento dental utilizando os materiais G1 (gel clareador dental contendo nióbio), G3 (comercial) e do grupo controle. O procedimento do trabalho com os animais foi realizado, respeitando as normas de biossegurança e recomendações do Comité de Etica da Universidade Federal de Minas Gerais (CETEA). A partir dos testes realizados com os ratos do grupo Rattus No vergicus, as imagens obtidas estão mostradas na Figura 5. [045] Todas as espécies deste grupo exibiram mudanças significativas no tecido pulpar coronal. As imagens exibiram uma quantidade considerável de células inflamatórias no tecido pulpar dos ratos submetidos ao branqueamento dental com o produto comercial, contendo maior concentração de H ₂ O ₂ . Além disso, a camada odontoblástica se encontra mais desorganizada para esse grupo, indicando efeitos mais agressivos no processo inflamatório. A inflamação não foi significativa nos ratos em que foram submetidos ao branqueamento com 0 material desenvolvido, exibindo um comportamento semelhante ao controle. Além disso, a camada odontoblástica não foi alterada se mostrando intacta, assim como observado no grupo controle.