Propriedades dos materiais odontológicos

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Capítulo 01 - Princípios básicos para a caracterização dos materiais 
 
O sucesso das técnicas odontológicas dependem do conhecimento das propriedade físicas,                     
mecânicas, elétricas, biológicas e consequentemente das vantagens e desvantagens dos materiais                     
envolvidos para uma dada indicação. Para substituir partes dos dentes os materiais utilizados                         
são: metais, cerâmicas, polímeros e compósitos. 
 
Propriedades físicas 
 
São embasadas nas leis da mecânica, acústica, óptica, termodinÂmica, eletricidade, magnetismo,                     
radiação e estrutura anatômica. 
 
Nenhuma substância pura é capaz de reunir todas as propriedades que se deseja para um                             
material restaurador, por isso os materiais dentários são processados, durante o processamento,                       
melhorar uma propriedade prejudica outra. 
 
O conhecimento da tensão de escoamento/deslizar do material durante e após sua manipulação é                           
denominada ​reologia​. ​As variações de temperatura que ocorrem na cavidade oral, tornam de                         
suma importância o conhecimento das ​propriedades térmicas ​dos materiais restauradores, como                     
por exemplo, a polpa se submetida a temperaturas extremas. E como os materiais dentários                           
tendem a mimetizar (​disfarçar-se) cada vez mais as estruturas dentárias, o conhecimento das                         
propriedades ópticas​ é importante. 
 
A ​viscosidade ​representa uma medida de resistência ao escoamento de materiais não-cristalinos,                       
quanto maiores forem as moléculas do fluído e mais fortes forem as uniões intermoleculares,                           
menor será seu escoamento e portanto maior a sua viscosidade (razão entre a tensão de                             
cisalhamento aplicada e a alteração na velocidade em função da distância).  
Sob aplicação repetida de pressão, as macromoléculas se organizam e se orientam em                         
uma única direção, o que aumenta sua capacidade de escoamento, chama-se de ​tixotropismo                         
(ketchup, flúor, pasta de dente, gesso). 
 
Duas características importantes dos materiais viscoelásticos são: ​relaxamento das tensões -                     
redução das tensões para materiais submetidos a deformações constantes. ​Creep ou fluência​:                       
envolve um aumento gradual da deformação sob influência, pequena deformação produzida por                       
altas tensões relativas durante um longo período e o ​escoamento se refere a uma grande                             
deformação produzida de forma mais rápida e sob tensões aplicadas de menor magnitude. Um                           
dos materiais que mais se deforma sob constantes tensões é o amálgama.  
 
Propriedades térmicas: as constantes alterações térmicas que ocorrem na boca fazem com que                         
a condução de calor se transmite a todos os substratos dentais​.  
Calor específico: ​representa a quantidade de calor necessária para aumentar em 1ºC um grama                           
de substância. ​Condutividade térmica​: é a facilidade com a qual o calor é transferido através do                               
material; constitui uma medida da transferência de calor através de um material por meio de                             
condução, quantidade de calor em 1s por 1 cm. Os metais são bons condutores térmicos, um alto                                 
valor quer dizer que o material não promove isolamento térmico. ​Difusividade térmica: ​é a                           
medida da velocidade pela qual um corpo de temperatura não-uniforme ​atinge um estado de                           
equilíbrio térmico, restaurações devem ter baixa difusividade, já a base de uma prótese deve ter                             
um alto valor. ​Coeficiente de expansão térmica linear: alteração de comprimento por unidade                         
de comprimento de um material, quando sua temperatura aumentada ou reduzida em 1ºC,                         
expansão ou dilatação.  
 
Propriedades ópticas: ​a cor não é propriedade ou característica estática e nem sequer é uma                             
realidade física, mas sim a resposta do cérebro a um estímulo luminoso. O esmalte, por permitir a                                 
transmissão de aproximadamente 70% da luz incidente, quanto tem espessura de 1 mm é                           
considerado um corpo translúcido. A dentina, com espessura semelhante é bem menos                       
translúcida, permitindo apenas 30%.  
Luz: radiação eletromagnética que pode ser detectada pelo olho humano, que varia a partir do                             
comprimento de onda, dependendo dele varia a cor 
Matiz​ é a cor predominante (verde) 
Croma​ é o quanto de saturação (verde claro) 
Valor:​ luminosidade ou brilho, luminosidade alta = branco (importante para restauração natural) 
Metamerismo: ​a aparência do material é dependente da natureza da luz  
Fluorescência: o material absorve a luz com comprimento de onda muito curto e libera com                             
comprimento de onda maior (a dentina é a responsável na dentição natural, mas em caso de                               
restauração é a do esmalte, pq é a mais externa) 
Opacidade:​ ​não permite nenhuma passagem de luz. (dentina) 
Translucidez: ​permite alguma passagem de luz. Ela será absorvida, refletida ou dispersa.                       
(esmalte) 
Transparência:​ ​toda luz que está incidindo irá atravessar o material, havendo pouca distorção. 
Radiopacidade: capacidade do material refletir, absorver ou dispersar, radiação.  
 
Propriedades mecânicas 
 
conjunto de propriedades que caracterizam a reação do material a forças externas. São uma                           
subclassificação das propriedades físicas, se referem à resposta dos materiais (deformações                     
elásticas e plásticas) após serem solicitados por meio da aplicação de uma força ou devido às                               
distribuições de tensões.  
Força x tensão -> quanto menor a área, maior a tensão  
Tensão: quando uma força atua sobre um corpo, uma reação a essa carga é desenvolvida                             
internamente. Essa reação tem a mesma magnitude e direção, contudo sentido oposto ao da força                             
externa.  
Tensão de tração: material sujeito a ação de forças contrárias, tentando alongar o material.                           
Este desenvolverá a tensão de tração, caso seja deformado será uma deformação de tração. 
Tensão de compressão: duas forças de encontro uma com a outra, tentando comprimir/encurtar                         
o material. Este desenvolverá a tensão de compressão, caso seja deformado será uma                         
deformação de compressão.  
Tensão de cisalhamento: ​tenho dois corpos e uma força será aplicada bem rente à superfície da                               
interface, entre os dois, o corpo resistirá desenvolvendo uma tensão de cisalhamento. Ex:                         
aparelho ortodôntico, cálculo dentário (cureta entre o tártaro e o dente). 
Deformação: alteração no comprimento, quando esse corpo é submetido a uma força 
Deformação elástica: resposta a aplicação de uma força, após a remoção da força, volta a                             
apresentar suas dimensões normais, ou seja, reversível.  
Deformação plástica:​ após a aplicação da força, o corpo se deforma permanentemente. 
Limite de proporcionalidade: é a maior tensão que que um material pode ser submetido de forma                               
que esta seja diretamente proporcional à deformação. Antes do limite de proporcionalidade                       
temos a deformação elástica, passou o limite, temos a plástica.  
A propriedade ​módulo de elasticidade é a rigidez (facilidadeque o material deforma na fase                             
elástica) de um material dentro da faixa elástica representada pela ​angulação da reta​, quanto                           
maior o ângulo, maior a rigidez. Então quanto maior o módulo de elasticidade, maior a rigidez.                               
Módulo de elasticidade = tensão/deformação. 
Resiliência: é a capacidade de um material absorver a energia quando deformado elasticamente                         
(área). 
Friável ou frágil: incapacidade de suportar uma deformação plástica antes de fraturar. Pode                         
possuir capacidade para deformação elástica. Nesses materiais o ponto de fratura é muito                         
próximo do limite de proporcionalidade. 
Ductibilidade ou maleabilidade: capacidade do material de se deformar bastante do ponto de                         
vista plástico antes de fraturar. A diferença entre os dois é só o formato que está deformado.                                 
Na ductilidade é transformado em fio (fio ortodôntico) e maleabilidade em lâmina. 
Tenacidade: ​é a capacidade de um material absorver energia até a sua fratura, independente do                             
tipo de deformação. Sua magnitude pode ser mensurada pela área abaixo das porções elástica e                             
plástica da curva de tensão-deformação.  
 
Propriedades de resistência: ​teste de tração (resistir a tensão necessária para fraturar),                       
teste de tração diametral (tensão de tração no plano de aplicação da carga), ​teste de flexão                               
(capacidade de resistir ao dobramento).  
 
Fadiga: ocorre uma fratura mediante uma força que nunca imaginaria fraturar pois é pequena,                           
tesão na qual o corpo falha sob cargas repetidas, são desenvolvidas a partir de trincas (comer                               
amendoim todo dia e bracket soltar com peixe). Ao contrário da fadiga a ​resistência ao impacto                               
é a energia necessária para fraturar o material sob uma força de um impacto, colidir com algo em                                   
movimento. E a ​dureza ​(uma resistência a ser desgastado/riscado), é uma propriedade que mede                           
a capacidade do material resistir a riscos, a penetração. É importante pois é considerada um                             
indicativo direto desse material ao desgaste. 
 
 
Capítulo 02 - ​Propriedades químicas e biológicas 
 
A cavidade bucal sempre é rica em ​umidade​, ela irá facilitar a dissolução dos componentes                             
químicos dos materiais. Essa dissolução causa a liberação de componentes solúveis que nem 
sempre são biocompatíveis a cavidade bucal. Ela também facilita os materiais dentários sofrerem                         
corrosão (deterioração). Além disso, temos desafio ​erosivo​, se o paciente tem complicação                       
sistêmica que faz com que o pH seja reduzido colocando a prova os materiais restauradores. E                               
como estamos sempre nos alimentando, essa cavidade vai sofrer ​gradiente de concentração​, as                         
vezes estará bastante carregada de solutos promovendo através do processo de osmose, também                         
retirada desse material, favorecendo a descoloração ou degradação dos materiais.  
 
Degradação dos materiais poliméricos: solvendo água facilita a ruptura de ligações entre seus                         
componentes, isso favorece ainda prejuízo às propriedades mecânicas (tendo menor rigidez, por                       
exemplo). Se esta solvendo água, também favorecerá a descoloração. A molécula de água fará                           
clivagem de ligações, quebrando cada vez mais lotações (degradação hidrolítica) expulsando                     
componentes dessa resina que reduzem sua biocompatibilidade. 
 
Corrosão: processo químico ou eletroquímico onde um metal é atacado por agentes naturais como                           
água ou ar, resultando em deterioração, dissolução ou enfraquecimento total ou parcial do                         
material.  
Manchamento: ​há a formação de uma camada superficial, depósito de superfície com mudança de                           
cor, pode ser precursor da corrosão.  
Tipos de oxidação ou corrosão: 
A- oxidação seca: quando há contato do metal apenas com o oxigênio (não encontrada na cavidade                               
bucal). 
B- Oxidação úmida: haverá transferência de elétrons (oxirredução) sempre envolvendo uma                     
solução que permite a movimentação desses íons. 
C- Oxidação galvânica: ocorre quando tenho a presença de dois metais diferentes no mesmo                           
meio. Isso facilitará a corrosão maior de um dos materiais. ex: cobre e ferro em contato com                                 
água salgada, o ferro tem maior tendência a oxidar 
D- Oxidação por célula de concentração: ocorre quando há uma fenda ou espaço preenchido por                             
fluido, o material metálico é perdido na base da fenda. Ocorrerá uma oxidação mais intensa na                               
base, promovendo o enfraquecimento do material.  
 
Propriedades Biológicas 
Biocompatiblidade: ​qualidade do que é harmonioso com a vida, que não possui efeitos tóxicos ou                             
teoricamente não causa nenhum prejuízo ao organismo quando em contato com células, tecidos.                         
Se levar ao pé da letra, nenhum material é biocompatível, o contato com a mucosa e com a polpa                                     
pode interferir. Esse conceito nunca deve ser analisado isoladamente. Deve passar por                       
protocolos específicos antes de serem aceitos para a comercialização e utilização:  
1- Desenvolvimento do produto 
2- Testes laboratoriais: 
teste in vitro: ​fora do organismo, primeiro teste de triagem para avaliar um novo material, mais                               
baratos, altamente padronizados, permitem avaliação em larga escala, mas possuem relevância                     
questionável. ex: dentes humanos extraídos podem ser uma opção para as pesquisas 
in vivo: permitem interações sistêmicas complexas, respostas mais abrangentes e mais                     
relevantes que os in vitro, mas sua relevância é questionável, são mais caros, levam mais tempo,                               
depende de aprovação ética e difíceis de controlar, interpretar 
em uso: mais relevantes e mais importante de ser conduzido, mas é o mais caro, mais tempo,                                 
problemas éticos ainda maiores, difícil controle pois não se isolam variáveis  
3- Compatibilidade tecidual 
 
A biocompatibilidade, depende da dose, do lugar e da resposta.  
 
Reações que o material pode estimular:  
 
Inflamação​: quando ocorre qualquer agressão ao tecido e o sistema imunológico é ativado (aguda                           
ou crônica, dependendo dos componentes recrutados) ex: dente cariado 
Alergia: ​o sistema imunológico reconhece a substância como estranha (depende do paciente, não                         
é dose-dependente) ex: alguns pacientes, mucosa oral em contato com monômeros resinosos 
Toxicidade​: potencial relacionado a dose de um material que pode causar a morte de célula ou                               
tecido ex: aumento da resposta inflamatória chegando a morte da célula, seguida de necrose 
Respostas mutagênicas​: a mutagenicidade é a capacidade de alterar uma sequência de pares de                           
bases no DNA na célula, ex: íons metálicos como níquel, cobre, já a ​carcinogenicidade é a                               
capacidade de causar tumores 
 
Características ideais do material: não ser prejudicial a polpa, não pode conter substâncias                         
tóxicas, agentes sensibilizantes ou potencial carcinogênico. 
 
Biomaterial: são aquelesque, exceto medicamentos, podem ser utilizados por um período                       
indeterminado em contato com aquele organismo como parte de um tratamento, desde que ele                           
estimule uma reparação tecidual, funcional ou orgânica.