Processamento de vitrocerâmicas a base de dissilicato de lítio com gradiente funcional de porosidade / Processing of glass-ceramic based of lithium disilicate with functional gradient of porosity

RESUMO

O desempenho das cerâmicas odontológicas é um aspecto bastante explorado na literatura, uma vez que o aprimoramento das suas características permite desenvolver materiais com maior longevidade. Trincas, delaminações, lascamentos e fraturas catastróficas são as falhas mais encontradas em restaurações cerâmicas. O objetivo dessa pesquisa foi conhecer o comportamento mecânico de coroas monolíticas gradadas e avaliar a possibilidade de produzir uma vitrocerâmica experimental a base de dissilicato de lítio com gradiente funcional de porosidade. Este trabalho foi dividido em duas partes a primeira, teórico/computacional e a segunda, a fabricação do produto. 1) Através de software CAD foi modelado um molar inferior com preparo tradicional para coroa total e uma coroa total monolítica com camada de cimento resinoso entreposto. Quatro grupos foram compostos pela variação da composição das coroas totais Coroa rígida (E=80 GPa), flexível (E=30 GPa), gradação bioinspirada (de 80 até 30 GPa) e gradação inversa (de 30 até 80 GPa). O modelo foi exportado para o software de análise. Os materiais foram considerados isotrópicos, linearmente elásticos e homogêneos, com contatos ideais. Uma força de 300N foi aplicada na face oclusal, a base do modelo foi fixada em todas as direções. A tensão máxima principal, tensão de Von-Mises e deslocamento foram utilizadas para observar o comportamento mecânico. 2) Uma mistura de óxidos foi homogeneizada e submetida à fusão. As fritas obtidas por resfriamento foram moídas e passaram por diferentes tratamentos térmicos, seguido das análises de DSC e DRX. Seis grupos experimentais foram obtidos DL-E (vitrocerâmica densa a base de dissilicato de lítio simulando esmalte); DL-D (vitrocerâmica densa a base de dissilicato de lítio simulando dentina); DLGrad (vitrocerâmica gradada a base de dissilicato de lítio); YTZP-E (vitrocerâmica densa reforçada por YTZP simulando esmalte); YTZP-D (vitrocerâmica densa reforçada por YTZP simulando dentina); YGrad (vitrocerâmica gradada reforçada por YTZP). Suspensões aquosas contendo 23 e 30%-vol. de pó de vidro foram preparadas e submetidos à técnica de gel casting para formar um gradiente funcional. As vitrocerâmicas com e sem gradiente funcional de porosidade foram caracterizadas pelas técnicas de DRX, FEG, densidade e porosidade aparentes. Também foram realizados ensaios mecânicos de resistência à flexão biaxial e fractografia. Os resultados obtidos foram estatisticamente avaliados por Anova 1 fator e Tukey (p<0,05). As micrografias mostraram formação de gradiente funcional de porosidade apenas nas vitrocerâmicasa base de dissilicato de lítio. Não houve diferença entre as densidades de todos as vitrocerâmicas estudadas, porém YTZP-E, YTZP-D e YTZP-Grad apresentaram porosidade 10% maior do que as vitrocerâmicassem zircônia. Os defeitos críticos na superfície das vitrocerâmicas são semelhantes em todas condições estudadas, porém a aleatoriedade de poros internos das vitrocerâmicas contendo YTZP proporcionaram diminuição da resistência à flexão, com diferença estatisticamente significante em relação às vitrocerâmicas sem YTZP. Entre as vitrocerâmicas densas e gradadas não houve diferença na resistência à flexão. Conclui-se que a adição de zircônia em sistema a base de SiO2-Li2O alterou a temperatura de sinterização, o padrão de porosidade, a resistência flexural e comprometeu a formação do gradiente funcional de porosidade. O comportamento mecânico das vitrocerâmicas à base de dissilicato de lítio densas e gradadas são similares(AU)

ABSTRACT

The performance of dental ceramics is very explorated at literature, once the enhancement of yours features allow the development of materials with higher longevity. Cracks, delamination, chipping and catastrophic fracture are the faillures most finds at ceramics restorations. The aim of this research was knew the mechanical behavior of monolithics graded crows and it was evaluated the possibility to produce a glass ceramic based of lithium disilicate with gradient of porosity. This research was divided into two parts the first one, theoretical computational and the second, the manufacturing product. 1) Using a CAD software, a lower molar received a full-crown preparation. The monolithic crown was modeled with a resin cement layer of 0.1 mm. Four groups were distributed according to the full crown elastic modulus (E)(a)Bioinspired crown with regressive elastic gradation (from 80 to 30 GPa); (b) Crown with regressive elastic gradation (from 30 to 80 GPa); (c) Rigid crowns and (d) Flexible crown. The model was exported to the analysis software and meshed into 385,240 tetrahedral elements and 696,310 nodes. Materials were considered isotropic, linearly elastic, and homogeneous, with ideal contacts. A 300-N load was applied at the occlusal surface and the base of the model was fixed in all directions. The results were required in Maximum principal stress, Von-Mises Stress and Displacement. 2) A mixture of oxides was homogenized and it was melted at fusion. The glass frits get by cooling were grinded and passed through heat treatment accordin to CSD and RXD. Six groups were obtained DL-E (glass ceramic dense based of lithium disilicate simulating enamel); DL-D (glass ceramic dense based of lithium disilicate simulating dentin); DL-Grad (glass ceramic graded based of lithium disilicate); YTZP-E (glass ceramic dense reforced by YTZP simulating enamel); YTZP-D (glass ceramic dense reforced by YTZP simulating dentin); YTZP-Grad (glass ceramic graded and reforced by YTZP). Twenty-three and 40% of glass powder were prepared through dispersion water and it was submitted for techinique of gel casting to form functional gradient. The samples with and without functional gradient of porosity were characterized by RXD, FEG, density of all the groups, however YTZP-E, YTZP-D and YTZP-Grad showed porosity 10% greater the groups without zirconia. The critical flaw at surface of the ceramics were similar to the groups, however the random of internal pores at groups with YTZP get the flexural strength lower, with statistical difference with the groups without YTZP. Among the dense and graded groups were not statistical differences at flexural strength. It concluded that add of zirconia at ceramic system based of SiO2-Li2O changed the temperature of sintering, the standard of porosity, flexural strength and compromised the development of functional gradient of porosity. The mechanical behavior of ceramics based at lithium disilicate dense and graded were similar(AU)