Propriedades dos Materiais

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AULA 1 – DENTÍSTICA
-PROPRIEDADES DOS MATERIAIS:
· O sucesso das técnicas restauradoras, protéticas ou cirúrgicas dependem do conhecimento das propriedades físicas, mecânicas, elétricas, biológicas e, consequentemente das vantagens e desvantagens dos materiais envolvidos para certa indicação;
· Os quatro materiais possíveis de serem usados na Odontologia: metal, cerâmica, polímero e compósito;
· Sobrevida dos materiais: amálgama – 8 anos (rest. simples) e 10 anos (rest. complexa), resina - 4 anos (rest. simples) e 7 anos (rest. complexa), ionômero de vidro - + ou – 5 anos.
-PROPRIEDADES:
Físicas: relacionada à tensão, temperatura e “visão”
· Reologia: tensão de escoamento do material durante e após a manipulação; 
· Viscosidade: representa uma medida de resistência ao escoamento de materiais não cristalinos, ou seja, a consistência de um fluido. Quanto maiores forem as moléculas constituintes de um fluido e mais fortes forem as uniões intermoleculares, menor será o escoamento e, portanto, maior a viscosidade. A viscosidade dos líquidos diminui com o aumento da temperatura e depende da natureza da substância (comum em materiais de moldagem). 
· Tixotropismo: aplicação da força de cisalhamento (deformação ao qual o “corpo” está sujeito, quando forças agem sobre ele provocando um deslocamento em planos diferentes, mantendo o volume constante) reduzindo a viscosidade e tornando o material mais fluido, aumentando a capacidade de escoamento (ex: ketchup).
· Todos os materiais moldáveis precisam ser tixotrópicos e parcialmente visco elásticos (capacidade de voltar para o lugar anterior à deformação, mas que podem sofrer deformação permanente quando removidos de áreas retentivas – o comportamento desses materiais depende da duração e magnitude da força aplicada – módulo de elasticidade do material, espessura e quantidade de áreas retentivas). Ex: resina, material de moldagem (deseja-se reduzir ao máximo o comportamento viscoso deles, pois ele acarreta em deformações plásticas permanentes, ocasionando menor precisão da moldagem);
· Propriedades viscoelásticas: 
· Relaxamento das tensões: relaxa as tensões, reduz as tensões para materiais submetidos a deformações constantes, com o passar do tempo perdem a elasticidade;
· Creep ou fluência: aumento gradual da deformação sob influência da aplicação de carga constante, ou seja, implica numa pequena deformação produzida por altas tensões relativas durante um longo período. Ex: amálgama. Diferente do escoamento, que ocorre de forma mais rápida e com uma grande deformação – tensões de menor magnitude.
PROPRIEDADES TÉRMICAS: 
· Todo material precisa proteger o dente, especialmente a polpa, de transmissão de calor;
· Calor específico: quantidade de calor necessária para aumentar em 1°C uma grama de substância;
· Condutividade térmica: quantidade de calor que passa por um corpo, capacidade de condução do calor. Amálgama (metal) – condutor, Resina e ionômero (polímero) – isolante;
· Difusividade térmica: medida da velocidade pela qual um corpo de temperatura não uniforme atinge um estado de equilíbrio térmico, ou seja, representa o comportamento dos materiais no que se refere à proteção do complexo dentinopulpar contra as variações de temperatura extremas;
· Coeficiente de expansão térmica linear: alteração no comprimento original por unidade de comprimento de um material quando a sua temperatura é aumentada ou reduzida em 1°C. Na prática odontológica, a combinação mais ideal de propriedades é um baixo valor de difusividade combinado com um CETL (coeficiente de expansão térmica linear) semelhante ao dos substratos dentais.
PROPRIEDADES ÓPTICAS: 
· As cores dependem da luz – são relativas e dinâmicas, pois só existem enquanto há luz e observador, dependendo de ambos; 
· Luz: a luz natural sofre influência de horário e clima. A ideal está na temperatura entre 5500k ou 5750 °C;
· Três dimensões básicas da cor: matiz (é a cor predominante – A: marrom avermelhado, B: amarelo alaranjado, C: cinza esverdeado, D: cinza rosado), croma (nuances diferentes da cor, intensidade do matiz – A1/A2/A3/A3,5/A4, B1/B2/B3/B4, C1/C2/C3/C4, D1/D2/D3/D4 – à medida que o número aumenta, há uma maior saturação do matiz) e valor (representa a luminosidade (branco) – distinção entre uma cor clara e outra escura, sendo limitada num extremo superior pelo branco (alto valor) e num extremo inferior pelo preto (baixo valor) quanto mais pigmento, mais escuro, quanto menos pigmento, mais claro) é inversamente proporcional ao croma. Interação em relação à – translucidez, opalescência, textura superficial e fluorescência;
· Os matizes e cromas da escala Vita são agrupados em ordem decrescente de valor. Na Odontologia o VALOR é a dimensão mais importante, pois discrepâncias de valor são mais facilmente detectadas do que as variações de matiz e croma;
· Opacidade, translucidez e transparência: a diferença entre materiais opacos, transparentes e translúcidos (é considerada como a quarta dimensão de cor) é o grau de transmissão de luz que é possível em cada um;
· Os corpos opacos contêm pigmentos que impedem a passagem de luz e assim, a energia incidente é absorvida ou refletida;
· Já os objetos transparentes, grande parte da luz incidente é refratada, ou seja, atravessa toda a extensão do corpo seguindo seu curso até atingir estruturas capazes de refleti-la ou absorvê-la; 
· Entre ambos, estão os corpos translúcidos, nos quais a luz é parcialmente transmitida, devido à dispersão dentro do material – matiz, croma e valor não são suficientes para descrever com precisão os efeitos ópticos singulares. A sua cor depende do fundo contra o qual ela é visualizada;
· O esmalte é considerado um corpo translúcido, é responsável pelo valor dos dentes e pelas gradações e croma;
· Na região cervical, onde o esmalte é mais delgado (fino), o croma da dentina aparece com maior intensidade que na região média, onde a espessura do esmalte é maior;
· O dente possui opacidade e translucidez, nenhuma transparência;
· Seleção da cor em Odontologia – escala de cores: não há nenhuma escala que consegue reproduzir todas as cores existentes nos dentes naturais e ainda há uma grande variedade de escala de cores disponíveis no comércio (A, B, C, D);
· A VITALUMIN Classical é amplamente utilizada para cerâmicas e resinas compostas. Ela possui os quatro matizes principais e graduações de saturação (croma) dispostos em ordem crescente de luminosidade, apesar disso, ela possui algumas desvantagens:
· Desvantagens da escala de cor: espessura não condiz com a situação reproduzida, variação abrupta de cores, diferença da coloração na região incisal da cervical, não existe uma gradação definida de luminosidade, considerada atualmente como a principal dimensão de cor da Odontologia; 
· Como forma de identificar de forma mais clara as três dimensões da cor, foi lançada a escala de cores VITAPAN 3D Master – é dividida em 5 grupos de luminosidade identificados por algarismos arábicos (1, 2, 3, 4 e 5). Durante a seleção da cor, a luminosidade deve ser definida primeiro, seguida da saturação e, por último, selecionar o matiz;
· Desvantagens: forma de apresentação com espessuras inadequa das e diferenças de coloração entre as bordas cervical e incisal.
 Mecânicas:
· Toda ação corresponde uma reação;
· Para observar as propriedades mecânicas é necessário ter um corpo de prova e a carga;
· Corpo de prova: amostra padronizada da substância a ser testada. A padronização é necessária para que se possa comparar resultados de diferentes centros de pesquisa;
· Carga: é uma força externa aplicada sobre o corpo de prova (cp); 
· Quanto mais posterior, maior é a resistência;
· 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. Ela tende a deslocar os átomos até encontrarem uma nova posição de equilíbriosob a ação da força. Ex: quando há a mastigação, é exercida uma força e uma tensão é gerada no sentido oposto;
· Tipos de tensão: compressão – cp resiste ao encurtamento, tração – cp resiste ao alongamento, cisalhamento – cp resiste ao deslizamento dos planos, flexão – cp resiste ao deslizamento de planos;
· Deformação: resposta à aplicação da força, pode ser elástica – após a remoção da força, o cp volta a apresentar suas dimensões originais (quando uma força é aplicada sobre qualquer corpo, esse sofre deformação elástica) ou plástica – após a aplicação de uma força, o corpo se deforma permanentemente;
· De forma geral, deseja-se que os materiais dentários sejam capazes de resistir às tensões de tração, cisalhamento e compressão;
· Módulo de elasticidade: representa o grau de rigidez de um sólido. É imprescindível que materiais restauradores apresentem alto módulo de elasticidade, ou seja, sejam rígidos; 
· Quanto menor for a deformação para um determinado valor de tensão, maior será o valor do módulo de elasticidade. Ex: uma tensão maior deve ser induzida numa borracha de pneu para a sua deformação, do que num elástico de cabelo;
· Resiliência: representa a quantidade de energia armazenada por um cp quando ele é tensionado até o seu limite de proporcionalidade. Durante o desenvolvimento das tensões internas no material, as moléculas podem se aproximar (tensões de compressão) ou se afastar (tensões de tração), ocasionando uma energia interna, contando que a tensão não seja maior que o lp (limite de proporcionalidade – representa a transição entre as deformações elásticas e as plásticas);
· Fragilidade/friabilidade: propriedade que caracteriza a incapacidade relativa do material de suportar uma deformação plástica, antes de ocorrer a fratura, ou seja, pode-se dizer que um material frágil fratura em tensões muito próximas ao seu limite de proporcionalidade. Ex: cerâmicas e amálgamas são materiais dentários bastante frágeis (possuem alta resistência à compressão, porém baixa resistência à tração);
· Um material frágil não é necessariamente fraco mecanicamente;
· Ductibilidade: característica oposta à fragilidade. Representa a capacidade de um material de resistir a forças de tração sem sofrer rupturas;
· Maleabilidade: característica oposta à fragilidade. Representa a capacidade do material de resistir a forças de compressão sem fraturar;
· Ao aplicar uma força maior que o limite de proporcionalidade num material dúctil ou maleável, esse sofrerá uma considerável deformação permanente antes que frature;
· Tenacidade: capacidade de um material de absorver energia até a sua fratura, ou seja, um corpo é tenaz quando se deforma significativamente sob tensões acima do lp. Ex: ao se confeccionar uma coroa total metálica fundida, é de suma importância conhecer as propriedades de tenacidade e de alongamento da liga que está sendo empregada.
 PROPRIEDADES DE RESISTÊNCIA:
· Teste de tração: é útil para materiais metálicos, pois a quantidade de deformação de um material por forças de tração até a fratura indica a capacidade de trabalho de uma liga; 
· Teste de tração diametral: indicado para materiais frágeis que fraturam sob cargas de tração relativamente muito baixas. Nesse tipo de teste, um cp na forma de disco é empregado e esse cp é comprimido diametralmente para introduzir tensões de tração no plano de aplicação da carga;
· Teste de compressão: indicado para avaliar os materiais sob tensões de compressão, devido ao fato de que a maioria das forças mastigatórias ser compressiva;
· Teste de flexão: a resistência do material à flexão corresponde à sua capacidade de resistir ao dobramento. Para avaliar a resistência de um material nesse tipo de teste, é necessário aplicar uma carga contínua no centro de uma barra suportada por 2 apoios, até que haja a fratura, em que tensões de compressão são induzidas na superfície de aplicação da carga e tensões de tração são induzidas no lado oposto;
· Com base na fórmula para avaliar o teste de flexão, fica claro que o aumento da espessura do espécime tem um efeito marcante no aumento da força necessária para causar a fratura do espécime. Ex: é importante durante a confecção de grampos para prótese parcial removível e nas dimensões entre a união de um pôntico e um retentor em prótese parcial fixa, principalmente para materiais frágeis;
· Resistência à fadiga: a ação das tensões cíclicas proporciona o crescimento e a propagação de defeitos intrínsecos no material, que causam rápida e inesperada fratura. Nesses casos, o valor de tensão que proporciona a fratura pode ser muito inferior à resistência máxima desse material;
· Resistência ao desgaste: o desgaste pode ocorrer por um único ou vários mecanismos, que podem ter origem mecânica ou química. O desgaste causado por dentifrícios abrasivos ou alimentos é denominado desgaste abrasivo, e a dureza do material é utilizada como indicador indireto da resistência do material a esse tipo de abrasão. Ex: avalia a durabilidade de um material restaurador;
· Dureza: é a mensuração da resistência de um material à penetração. Ela também é considerada um indicativo indireto da resistência do material ao desgaste na cavidade oral, a capacidade de um material de resistir aos riscos e um indicador indireto da resistência do material à abrasão (particularmente quando o processo de desgaste envolve riscamento). Ex: materiais acrílicos são facilmente riscados por serem naturalmente macios, enquanto ligas de Co-Cr não possuem a tendência de serem riscadas porque são relativamente duras. Maior dureza representa maior dificuldade de polimento por métodos mecânicos.
Biológicas/Biocompatibilidade:
· É inadmissível utilizar um material clinicamente sem que ele tenha sido adequadamente avaliado por meio de pesquisas que comprovem sua compatibilidade com o tecido com o qual ele entrará em contato;
· Biocompatibilidade consiste na capacidade de um material de desencadear uma resposta biológica apropriada numa dada aplicação no organismo;
INTERAÇÕES ENTRE O MATERIAL E O CORPO:
· O uso de um material num corpo cria uma interface que normalmente não está presente. Essa interface não é estática, e sim um local em que há interações dinâmicas, tanto do corpo para o material como do material para o corpo;
· A dinâmica dessas interações determinará a resposta biológica ao material e a capacidade do material de sobreviver ou resistir à degradação ou corrosão quando estiver em função;
· A atividade da interface biológica (ativa) depende da localização do material (que não seja inerte), sua permanência no corpo, as propriedades do material e a saúde do hospedeiro;
· Não se pode dizer que um material é ou não biocompatível, pois irá depender de outros fatores. Ex: a biocompatibilidade num jovem pode diferir de um paciente adulto ou de um paciente com doenças sistêmicas.
REFERÊNCIA 
Materiais Dentários Diretos - dos fundamentos à aplicação clínica. Santos Editora. Alessandra Reis e Alessandro D. Loguercio.