Materiais Cerâmicos: Porcelana Feldspática e Evolução das Cerâmicas Odontológicas

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Estudo Dirigido de Materiais Cerâmicos
1. O que é uma porcelana feldspática?
A cerâmica feldspática é essencialmente uma
mistura de feldspato de potássio ou feldspato
de sódio e quartzo. Esses componentes são
aquecidos em altas temperaturas, e a fusão
incongruente do feldspato leva à formação de
um vidro líquido e de cristais de leucita. A
massa fundida é resfriada bruscamente para
manutenção do estado vítreo, que é
constituído basicamente por uma rede de
sílica. Após o resfriamento, a massa é moída
e obtêm-se um pó. A cerâmica feldspática
contém duas fases: uma vítrea, responsável
pela translucidez do material, e uma cristalina,
que confere resistência.
2. O que difere uma porcelana
feldspática de louças para as
porcelanas odontológicas?
A cerâmica feldspática é um vidro amorfo que
se diferencia das demais cerâmicas
odontológicas pela ausência de formação de
cristais no momento da fusão do material. Ela
apresenta o caulino em sua composição,
conferindo uma característica modelável e de
fácil manipulação.
3. Qual a resistência flexural dessas
porcelanas?
A resistência desses materiais à compressão
é alta (350 - 450 MPa), porém sua resistência
à tração é muito baixa (20 a 60 MPa), o que é
típico de materiais friáveis.
4. Qual foi o componente que
primeiramente foi formado na
porcelana feldspática de forma
natural, através de melhorias na
forma de cocção da porcelana?
Leucita.
5. O que essa adição proporcionou
para as restaurações com
porcelana?
Esse cristal foi responsável por reforçar as
cerâmicas modernas e assim foi possível
obter restaurações metalocerâmicas bem
sucedidas.
Ao aquecer certo tipo de rocha feldspática e
resfriá-la rapidamente, formava-se um vidro
que quando reaquecido tinha um alto
coeficiente de expansão térmica, por causa da
formação de um novo cristal, conhecido como
leucita.
6. Qual a vantagem obtida por
adicionar leucita na matriz vítrea?
Ao desenvolver esse cristal, descobriu-se a
primeira partícula para reforçar as cerâmicas
modernas e, mais importante, conseguiram,
por meio da incorporação de cristais de leucita
nas cerâmicas feldspáticas, uma nova
cerâmica, que possui coeficiente de expansão
térmica similar ao do metal. E assim as
primeiras restaurações metalocerâmicas
bem-sucedidas foram feitas.
A leucita incorporada na matriz vítrea concede
um coeficiente de expansão térmica
semelhante ao metal tornando as
restaurações metalocerâmicas bem
sucedidas.
7. Quais marcas comerciais foram
pioneiras em utilizar leucita como
reforço? Qual a resistência dessas
cerâmicas? Quais as suas
principais falhas?
Dicor (Corning Glass Works). Aumentaram a
resistência da cerâmica em aproximadamente
120 Mpa. Eram muito frágeis e de
desempenho inferior aos materiais disponíveis
na época (Empress 1 - Ivoclar vivadent e Vita
Mark I - Vita Zahnfabrik). Imagina-se que o
baixo desempenho relativo da Dicor se dava
pelo uso de técnicas não adesivas, além da
dificuldade de requerer o processamento
através do método de centrifugação.
8. Qual outro tipo de cristal foi
incorporado dentro da matriz vítrea
que aumentou consideravelmente a
resistência das cerâmicas
comercializadas pelo nome
Empress II?
Dissilicato de Lítio.
9. Qual técnica de confecção de
coroas era indicado para uso desse
sistema?
Combinação de técnicas da cera perdida e
injeção por calor e pressão.
10. Qual cerâmica era utilizada sobre o
coping de dissilicato de lítio para
fazer a técnica estratificada?
A infraestrutura de dissilicato de lítio é coberta
com porcelana de cobertura à base de
fluorapatita (IPS Eris, Ivoclar Vivadent,
Liechtenstein) que resulta em uma
restauração semitranslúcida, com transmissão
de luz otimizada.
11. Por que não indicava fazer a
técnica monolítica?
Porque a estética da restauração seria
comprometida uma vez que a cerâmica com
dissilicato de lítio é altamente opaca.
12. Como resolveram o problema?
Qual sistema deu origem? Quais as
diferenças entre eles?
O problema foi solucionado com uma
diferença no processo de queima, o que
aperfeiçoou suas propriedades físicas e sua
translucidez, permitindo seu uso também
como cerâmica estética de cobertura. O
sistema IPS E-Max Press (Ivoclar Vivadent,
Liechtenstein). Esse sistema utiliza as
tecnologias de injeção e CAD/CAM.
13. Após a quebra de patente, qual foi a
evolução desse sistema?
Após a quebra de patente da Ivoclar, outras
marcas comerciais tentaram realizar melhorias
na cerâmica de silicato de lítio reforçando-a
com altas concentrações de alumina,
magnésio ou zircônia infiltradas por vidro.
14. Qual a vantagem e desvantagem do
sistema monolítico para o
estratificado?
Uma das grandes vantagens da estratificação
por camadas é conseguir usar diferentes
características de material cerâmico em cada
região anatômica, podendo copiar as
características de uma borda incisal
translúcida e as diferentes matizes presentes
na coroa dental. Isso não ocorre no sistema
monolítico.
Entretanto, o processo de queima de
sinterização do sistema estratificado pode
acarretar prejuízos na resistência final da
restauração (pela incorporação de bolhas).
Logo: as restaurações estratificadas têm bom
resultado estético, porém podem apresentar
lascamento da cerâmica de recobrimento.
Essa limitação é superada pelo uso de um
único material para as restaurações
monolíticas, mas o resultado estético pode ser
limitado. De um modo geral, a literatura
demonstra um bom comportamento clínico
para as restaurações cerâmicas multicamadas
e monolíticas, quando a técnica de confecção
e o sistema cerâmico são bem indicados.
15. Como resolveram o problema de
translucidez no sistema E-max?
O sistema IPS e.max utiliza as tecnologias de
injeção e CAD/CAM. Dois tipos de pastilhas
estão disponíveis para a tecnologia de
injeção: IPS e.max Press, uma cerâmica
reforçada por dissilicato de lítio e IPS e.max
ZirPress, uma cerâmica vítrea reforçada por
dissilicato de lítio para aplicação sobre
copings de zircônia. Para a cobertura foi
desenvolvida a cerâmica de estratificação IPS
e.max Ceram, um novo tipo de cerâmica, que
possui uma fase cristalina composta por
cristais de nano e microfluorapatita. Essa
pode ser aplicada sobre todos os
componentes IPS e.max.
16. O que são cerâmicas
policristalinas?
Materiais com estrutura unicamente cristalina
(sem fase amorfa).
17. Quais são as três formas de
apresentação cristalina da
Zircônia?
O Óxido de Zircônio pode ser encontrado de
três formas: (1) Cúbica, acima de 2300°C; (2)
Tetragonal, de 1100°C a 2300°C; e (3)
Monoclínica, da temperatura ambiente a
1100°C/
18. Qual forma ela se encontra na
temperatura ambiente?
Monoclínica.
19. Por que nessa forma não pode ser
usada como material restaurador?
O óxido de zircônio na forma monoclínica é
mais frágil, além de possuir uma elevada
variação volumétrica causando alto estresse
interno.
20. Qual processo tornou possível sua
utilização em restaurações
odontológicas?
A adição de certos óxidos estabilizantes é
imprescindível para manter as fases
polimórficas de temperaturas elevadas, em
temperatura ambiente. Dentre estes aditivos,
a ítria (Y2 O3 ) se destaca como o
estabilizante mais utilizado para a
estabilização de fase tetragonal do ZrO2, o
qual é conhecido como fase tenaz e dura, à
temperatura ambiente, o que possibilita o uso
deste material como cerâmica avançada.
21. Quais são as gerações de material
cerâmico de Zircônia e o que foi
alterado em cada uma delas?
Temos as zircônias de primeira, segunda e
terceira geração. As 3Y-TZPs formam as
zircônias de primeira e segunda geração,
constituída de dióxido de zircônio adicionado
de ítrio, alumínio e háfnio, a 3Y-TZP é
parcialmente estabilizada, isto é, os cristais
que a formam são majoritariamente
tetragonais, mas, frente a um estímulo, podem
mudar para a fase monoclínica. Os grãos
monoclínicos são mais volumosos e
comprimem a ponta da trinca, que é impedida
de se propagar dentro do material. O óxido de
ítrio estabiliza o material na fase tetragonal,
conferindo-lhe alta resistência. Já os materiais
denominados “zircônias de terceirageração”
têm cerca da metade da resistência das
3Y-TZPs.
Dessa forma, as 4Y-TZP e 5-TZP (terceira
geração) são menos resistentes do que a
3Y-TZP (primeira e segunda gerações). Com
menor quantidade de fase tetragonal e
aumento significativo de fase cúbica, mesmo
que ainda sejam consideradas parcialmente
estáveis (PSZ), a transformação fase nas
zircônias translúcidas não parece conter a
propagação da trinca como nas 3Y-TZPs. A
degradação em baixa temperatura também
não altera as propriedades dessas zircônias.
As mudanças de composição da 3Y-TZP, por
sua vez, foram motivadas pelo aumento da
translucidez. O aspecto branco e opaco da
zircônia de primeira geração foi substituído
pela translucidez das zircônias novas, que
continuam sendo menos translúcidas do que
as vitrocerâmicas (ex. dissilicato de lítio).
Assim, tanto a translucidez como a resistência
dos materiais de terceira geração são
intermediárias, entre os da 3Y-TZP e os das
vitrocerâmicas.
22. Quais os ganhos e quais as perdas
de cada fase?
Na primeira geração tem propriedades
mecânicas aprimoradas, alta resistência e
tenacidade, e alta opacidade, sendo indicada
para infraestrutura de restaurações recobertas
por porcelana. Sua elevada resistência se dá
não só à composição dos cristais justapostos,
mas também ao mecanismo conhecido como
tenacificação por transformação que permite
agir sobre uma trinca e dificultando sua
propagação pelo material.
A segunda geração possui uma redução no
número e tamanho dos óxidos de alumínio, o
que permite maior passagem de luz, e maior
translucidez, consequentemente. Porém,
ainda não oferecia estética satisfatória para
uso em dentes anteriores, possuindo
translucidez inferior quando comparada a
cerâmicas vítreas, como o dissilicato de lítio.
A terceira geração possui maior quantidade de
óxidos estabilizadores, aumentando a
quantidade de grãos de fase cúbica na sua
microestrutura. Esses cristais apresentam
maior volume quando comparados aos
tetragonais, permitindo que a dispersão de luz
seja menos intensa nos limites dos grãos, e
por conseguinte resultando em um aumento
considerável da translucidez do material.
Apesar disso, o aumento na porcentagem na
fase cúbica na microestrutura do material
promove menor tolerância da zircônia a danos
sofridos, assim como diminui ou inviabiliza o
mecanismo de “tenacificação por
transformação”. Isso se deve sobretudo à
incapacidade dos cristais na fase cúbica de
sofrer transformações frente a tensões, ou
seja, é inábil a sofrer o mecanismo de
tenacificação por transformação. Sob essa
perspectiva, há uma redução muito
significativa no que tange seu desempenho
mecânico, quando comparada às primeiras
gerações.
23. Quais técnicas de confecção são
possíveis usar em cada geração?
Primeira geração: infraestrutura de
restaurações recobertas por porcelana.
Segunda geração: restaurações monolíticas
em dentes posteriores.
Terceira geração: restaurações monolíticas de
até três elementos envolvendo região de
molar.
24. Qual a relação entre resistência e
translucidez?
Os estudos in vitro mostram resultados de
resistência e carga para falha igual ou
superior as cerâmicas vítreas reforçadas por
dissilicato/silicato de lítio (cerâmica vítrea de
maior resistência entre as disponíveis no
mercado). A resistência dos materiais é
afetada com o aumento de ítria na
estabilização dos cristais de zircônia, o que
permite maior translucidez do material, que foi
o fator positivo encontrado nessas mudanças
nas novas gerações.
25. Qual cerâmica apresenta a maior
translucidez e melhor estética? Por
que precisou ser substituída?
Feldspáticas, é uma cerâmica com
características ópticas translúcidas e portanto
com uma estética bastante desejável, porém
são cerâmicas pouco resistentes (80 a 100
MPa). Na época foi revolucionário, porém hoje
em dia não é mais muito utilizado porque não
é tão resistente se comparada a outras
cerâmicas vítreas.
26. Qual a cerâmica mais resistente e
por que precisou de substituição?
Zircônias. Essa substituição tem sido
motivada pelo aumento de translucidez. O
aspecto branco e opaco da zircônia de
primeira geração foi substituído pela
translucidez das zircônias novas, que
continuam sendo menos translúcidas do que
as vitrocerâmicas.
27. Em preparos adesivos, onde
precisamos da ação do cimento
tanto com a estrutura dentária
como com o material restaurador,
qual cerâmica pode ser indicada
com mais segurança para manter a
restauração em posição a longo
prazo? Justifique.
Cerâmica Feldspática, pois possuem
partículas vítreas que sofrem ação do ácido
fluorídrico, promovendo mais adesão por
micro retenção.
28. O que são cerâmicas híbridas?
São cerâmicas acrescidas de algum polímero.
Atualmente, estão disponíveis materiais
híbridos com carga dispersa, que possuem
matriz resinosa reforçada com partículas de
cerâmica (ou nanocerâmica) como: Lava
Ultimate (2M ESPE), GC Cerasmart e Shofu
Block HC; e a cerâmica infiltrada por polímero
(PIC), como a Vita Enamic.
29. Qual é sua resistência flexural?
As cerâmicas infiltradas por polímeros
possuem menor capacidade de permitir o
crescimento de trincas em sua estrutura,
quando comparadas às vitrocerâmicas
(dissilicato de lítio). A capacidade de
usinabilidade, ao passarem por um processo
de fresagem em sistema CAD-CAM, também
é superior às cerâmicas feldspáticas. Após
serem fresadas, as cerâmicas híbridas
mostram bordas mais precisas e melhor
adaptação marginal interna e externa.
Quanto à distribuição de tensões na linha de
cimentação das coroas, as coroas feitas em
cerâmicas híbridas (PIC) são menos
suscetíveis às fraturas. Isso sugere que esse
material pode apresentar melhor
comportamento mecânico para ser a primeira
indicação para coroas posteriores.
30. Qual o comportamento com relação
ao desgaste do antagonista e do
material em si?
Neste ponto, as cerâmicas híbridas promovem
menor abrasão. A cerâmica infiltrada por
polímero oferece uma taxa de desgaste que
pode ser 3x menor do que uma cerâmica
feldspática. Podem ser utilizadas de forma
confiável mesmo quando o antagonista é um
dente hígido.
31. Qual o comportamento diante das
alterações de cor em comparação
com as porcelanas com pinturas
extrínsecas e aquelas com
caracterização interna durante a
estratificação?
A resina nanocerâmica (Lava Ultimate)
mostrou maior alteração que a PIC e GC após
imersão em vinho tinto.
Autores concluíram que apesar da PIC ter
valores de descoloração superiores aos níveis
de perceptibilidade, a resina nanocerâmica
possui níveis ainda piores, estando acima do
clinicamente aceitável.