zirconia

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS 
CAMPUS CIÊNCIA EXATAS E TECNOLÓGICA – HENRIQUE SANTILLO
DANIEL DIONISIO NOVAIS
COMPORTAMENTO MECÂNICO E CLÍNICO DE PRÓTESES MONOLÍTICAS Á BASE DE ZIRCÔNIA: REVISÃO DE LITERATURA
Anápolis-GO, 12 de Maio de 2019
1 INTRODUÇÃO
A zircônia (ZrO2) vem mostrando ser muito importante para desenvolvimento de próteses dentárias, dado sua capacidade de resistência corrosão, desgaste, temperatura e tenacidade à fratura. Essa cerâmica tem sido muito utilizada na indústria aeroespacial por ter uma fragilidade menor e tempo maior de vida. Sendo assim pode ser utilizada para substituir estrutura metálicas em peças para indústria aeroespacial, aeronáuticas, biomédicas, entre outras.
1.1 ZIRCÔNIA
As cerâmicas feitas com base de zircônia tem grande reconhecimento por suas propriedades mecânicas. Ela na sua forma pura é polimórfica e tem três estruturas cristalinas: monoclínica, tetragonal e cúbica. A fase monoclínica obtida em até 1173 0C, a fase tetragonal até 23700C e a fase cúbica até 26800C.
1.1.1 ZIRCÔNIA MONOCLÍNICA
Os íons Zr4+ tem número de coordenadas sete com os íons de oxigênio ocupando os interstícios tetraedrais. Sendo assim forma, estrutura dos íons de oxigênios não é plana, é completamente irregular. Nessa fase ela e mais encontrada na sua forma natural.
1.1.2 ZIRCÔNIA TETRAGONAL
Podemos dizer que ela pode ser descrita em termos de sua simetria tetragonal cúbica de face centrada, ao invés de corpo centrado. Ela apresenta uma associação de elevada tenacidade e estabilidade química. Todas estas características qualificaram a zircônia para várias aplicações estruturais e o tornaram um grande e promissor candidato a ser utilizado como material para ressoadores, dielétricos, blindagem, barreira térmica, etc. 
 Na sua forma policristalina é formada essencialmente pela fase tetragonal com uma concentração baixa de aditivos estabilizadores com menos de 3% mol para ítria. A zircônia tetragonal policristalina estabilizada com 3% mol de Y2O3 é amplamente reconhecida pela sua alta resistência a fratura e dureza
1.1.3 ZIRCÔNIA CÚBICA
 Já na cúbica da zircônia tem uma rede cúbica simples com oito íons de oxigênio, os quais são rodeados por um arranjo cúbico de cátions, isto é, os oxigênios ocupam os interstícios tetraédricos de uma rede cúbica de empacotamento de cátions. Essa estrutura forma zircônia com aparência com diamante, onde pode se confundir muito. Ela geralmente vendida como semijoia dada sua aparência e dureza se tornando um grande atrativo, outro ponto é que ela pode ser obtida em laboratório diferente do diamante, e não apresenta quase imperfeições. Só que relação ao diamante, ele apresenta menor dureza e resistência, ao valor difere sendo diamante bem mais caro que a zircônia cúbica. Podemos ter uma ideia de como a pedra fica na imagem 1.
1.2 PRÓTESES MONOLÍTICAS À BASE DE ZIRCÔNIA
Dentro da odontologia existe vários estudos com próteses como cerâmicas à base de zircônia, como substituto de próteses com infraestrutura de metal ou cerâmicas que tem muitos defeitos devido o lascamento de cerâmica vítrea de cobertura. Uma solução que se destaca é a cerâmica policristalina de zircônia tetragonal estabilizada por oxido de ítrio(3Y-TZP), que tem propriedades mecânicas superiores à outros tipos utilizados na odontologia para fabricar próteses. Ao passar a 3Y-TZP por tensões, ela passa por uma transformação de fase cristalina tetragonal para monoclínica. Esse tipo de transformação tem com resultado aumento da tenacidade e resistência à fratura. O 3Y-TZP tem uma variação entre 840 e 1600 MPa de resistência à flexão, 5,9 a 7,4 MPa.m1/2 de tenacidade à fratura, o módulo de elasticidade é de 220 GPa, já dureza é de 12 GPa. Contudo perde em propriedades óticas, tendo que aplicar sobre ela uma cerâmica vítrea para fica mais parecido com cor do dente. O que gera uma problema pois com essa tipo de camadas as próteses fica sujeitas a quebras. 
As coroas de 3Y-TZP tem taxas de falhas anual de 1,84% e sobrevivência após cinco anos de 91,2%, já taxa de lascamento anual de 0,64% e após 5 anos de 3,1%. No caso das próteses parciais fixas à base de zircônia tem taxa de falha anual de 2,02% e sobrevivência depois de 5 anos de 90,4%, taxa de lascamento anual de 4,33% e depois de 5 anos de 19,5%.
No dia a dia as prótese ficam sujeitas a forças de mastigação que podem variar de 441 à 981 N. O que acarreta em falha e lascamento na cerâmica vítrea que cobre a prótese por causa de seu baixo valor tenacidade e resistência fratura. Isso pode estar relacionados a incompatibilidade dos materiais, o que pode leva esse tipos de defeitos e falhas. Como solução foi desenvolvidas próteses de cerâmica à base de zircônia translúcida, para próteses monolítica. Para resolver esse problema foi aumentado a densidade e alumina utilizada como aditivo da 3Y-TZP. Mas para caso que a estrutura monolítica com 1mm ou mais de espessura, ela continua opaca. 
O índice de refração do cristal de zircônia tetragonal é diferente para diferentes direções cristalográficas, dando como resultado maior espalhamento da luz ficando opaca. Para melhora isso foi desenvolvidas cerâmica à base de zircônia cúbica totalmente estabilizada. Por ter índice de refração constante ela não sofre esse espalhamento da luz ficando lúcida. Mas para conseguir isso necessário aumentar ítria, porém a zircônia cúbica não sofre transformação de fase. Outra solução seria reduzir os grão da 3Y-TZP para ter um matéria mais translúcido e resistente à fratura. Mas a preocupação com desgaste gerado pela saliva e mastigação o que pode aumenta as trincas e muda instantaneamente para fase monoclínica.
2. MÉTODOS
Foi feita uma busca na base de dados PubMed/Medline, durante o período de janeiro de 2010 a julho de 2017, utilizando as palavras-chave: zircônia (zircônia), monolítica (monolithic) e prótese (prosthesis). A seleção dos artigos ocorreu em duas etapas. A primeira etapa envolveu a seleção dos artigos laboratoriais. Os critérios de inclusão foram: métodos laboratoriais de caracterização do comportamento mecânico das cerâmicas; pelo menos um grupo experimental de cerâmica à base de zircônia para restauração monolítica;e corpos de prova de geometria simples ou na configuração de prótese. Foram excluídos os estudos laboratoriais de investigação das propriedades ópticas. A segunda etapa envolveu a seleção dos estudos clínicos. Foram concluídos estudos clínicos experimentais, estudos de corte prospectivos e retrospectivos que avaliaram a longevidade de próteses monolíticas à base de zircônia. Não foram incluídos casos clínicos. 
3. RESULTADOS
Foram selecionados treze estudos in vitro que estavam de acordo com os critérios de inclusão: cinco estudos avaliaram as propriedades mecânicas de corpos de prova de zircônia utilizando ensaios de resistência à flexão, ao lascamento e ao desgaste (Tabela I), e oito estudos avaliaram a carga de fratura e fadiga de próteses monolíticas (Tabela II). Cinco estudos clínicos de acompanhamento de próteses monolíticas à base de zircônia foram incluídos (Tabela III). Desses, três avaliaram apenas o desgaste das restaurações e dois avaliaram a sobrevivência ao longo do tempo.
4. DISCUSSÃO
Comportamento mecânico: segundo os estudos para próteses monolítica com cerâmicas à base zircônia mostrou um enorme resistência ao lascamento e resistência flexural. Dependendo estudo houve variação da propriedades mecânica dependendo da técnica para aumenta translucidez do material. Nem um dos estudo buscou verificar as propriedades mecânica da zircônia cúbica. A zircônia translúcidas para próteses monolíticas foram desenvolvidas para substituir as cerâmica vítrea, principalmente as à base de dissilicato de lítio(DL). Se comparamos a 3Y-TZP com DL, a DL esteticamente melhor, mas em relação a resistência flexural, resistência ao lascamento e carga de fratura a 3Y-TZP mostra se melhor opção. Quando as falhas da coroas apresentaram resultadospéssimos para os dois material. Quanto esmalte dentário DL mostrou maior desgaste.
O aumento da rugosidade da superfície e a transformação para fase monoclínica poderiam diminuir a resistência fratura, que pode levar a falha prematura. Enquanto a degradação em baixa temperatura os estudos mostrou que isso depende da composição da cerâmica e que as de zircônia cúbica mostrou ser mais resistente a isso.
 Fadiga é o processo de falha que ocorre quando os materiais são sujeitos a tensões ou deformações por um período de tempo. Dentro da boca o ambiente muito favorável para que ocorra fadiga causando falhas e trincas. Estudos comprovaram que cerâmicas à base zircônia mostro ter maior resistência mecânica e teve menor falha por fadiga em relação a coroas a com outros materiais.
Comportamento clínico: foi analisado dois estudos clínico de avaliação da taxa de sobrevivência de próteses de zircônia monolíticas. No estudo prospectivo após 36 meses, a taxa de sobrevivência foi de 98,5% tanto para próteses de zircônia monolíticas, tanto para multicamadas com cobertura de porcelana. no geral para ambos foram apresentados resultados similares, quanto a complicações biológicas, como cárie, problemas endodônticos, doença periodontal e fratura da raiz.
No estudo retrospectivo avaliou a taxa de falha de coroas após 60 meses, que mostrou taxa de falhas foi de 1,09% , isso mostra a qualidade clínica da proteses. Outros 3 estudos analisaram o desgaste das coroas feita de zircônia após 6 meses o desgaste foi maior que o dente natural, já no estudo em dois anos não houve diferença. A diferença entre esse dois estudos foi glaze , o que teve foi maior o desgaste e que não teve o desgaste foi menor. 
Próteses monolíticas à base de zircônia representam uma boa opção para reabilitar em região posterior de maxila e mandíbula, já que apresentam propriedades mecânicas mais do que suficientes para suportar as cargas dessa região. Esta modalidade de tratamento, que utiliza apenas um tipo de material restaurador, diminui significativamente as falhas por lascamento, aumentando a taxa de sobrevivência. Porém, deve-se considerar que diferentes estratégias vêm sendo utilizadas pelos fabricantes para obter um material mais translúcido. Essas modificações de composição e microestrutura da cerâmica devem melhorar as suas propriedades ópticas sem comprometer seu comportamento mecânico. Além disso, estudos clínicos com maiores tempos de acompanhamento devem ser realizados.
5. CONCLUSÃO
Em base no artigo e entre outros estudo foi observado que próteses monolítica à base de zircônia te ver ótimos resultados clínicos. A zircônia é material com várias aplicações e tem ótimas propriedades mecânica e resistência corrosão. Sendo uma ótima opção para desenvolvimento de tecnologias e equipamentos, até uso em fabricação de joias caras e falsificação de diamante .
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