-Historial - Vidros cerâmicos aplicados em próteses dentárias - Materiais de enchimento/filling - Materiais usados em implantes Fátima Vaz

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1 MATERIAIS USADOS EM PRÓTESES DENTÁRIAS -Historial - Vidros cerâmicos aplicados em próteses dentárias - Materiais de enchimento/filling - Materiais usados em implantes Fátima Vaz

2 Filling materials /Enchimento No mercado existem 3 grupos de materiais de enchimento: 1. Metais- (Amálgamas) 2. Matriz/resina Polímérica (compósitos) 3. Cimentos vidro-ionómerico Material de enchimento ideal biocompatível durável preço e tempo razoável propriedades estéticas condutividade térmica semelhante aos dentes naturais Materiais cerâmicos sem sinterização (grupo de aluminatos de cálcio ou compomers = compósitos + vidro-ionómerico)

3 aluminatos de cálcio: biocompatíveis formam HA in situ endurecimento rápido resistente a ácidos preparação à T ambiente propriedades semelhantes dentes Ensaios mecânicos em: aluminato de cálcio compósito (Tetra Ceram) vidro-ionómerico (Fuji II)

4 (aluminato de cálcio) (Tetra Ceram) (Fuji II) Microdureza (HV) resistência à flexão MPa resistência à compressão MPa tenacidade à fractura MPa.m Vários factores afectam as propriedades mecânicas como o tamanho de grão

5 Materiais usados nos implantes implantes em Ti ou Ti vanádio Desvantagem : 2 operações 1ª - implantes instalados no osso (protecção de esforços mecânicos e microflora oral) 2ª - 3 a 6 meses resto da prótese: com cimento liga-se a coroa ou ponte

6 Implantes na raiz mais comuns Implante = - Ti puro com a exposição ao ar forma-se camada de óxido com 3-5nm que torna o implante muito resistente à corrosão - liga Ti Ti6Al4V é biocompatível e tem propriedades mecânicas superiores Design: durante o implante, movimento do implante pode causar destruição do tecido conjuntivo que serve para o desenvolvimento do osso É necessário estabilidade inicial diversas formas : espiral, cilindros ocos, etc. Os implantes são revestidos com HA o revestimento impede micromovimentos e HA promove ligação com o osso Técnica cirúrgica não se deve aquecer o osso a T> 47ºC danos vasculares furar o osso com velocidades 2000 rpm O implante não deve ser sujeito a forças antes de 3 meses (mandíbula) e 6 meses (maxilar)

7

8 dentro do osso raiz, lâmina Implantes exteriores ao osso- contacta com superfície exterior do osso

9 Implantes mais modernos começaram como arames enrolados ou vazados (fig. 3) Implantes lâmina/chapa usados quando as dimensões do osso são limitadas -desenhados e fabricados para cada doente -ligas de Co-Cr ou Ti Muitos tipos de implantes Materiais: originalmente ouro, platina (custo elevado) ligas de cobalto estelites e aços inox desde 1950 Ti e suas ligas; óxidos de alumínio e fosfatos cálcicos

10 Metais e ligas: Ti e 90%Ti+6%Al+4%V zircónio 68%Co+27%Cr+5%Mo 68%Fe+18%Cr+14%Ni Cerâmicos: Alumina ou óxido de zircónio fosfatos cálcicos vidros cerâmicos Polímeros: (interface do osso/implante) PE ultra alta densidade PTFE

11 Implantes dentro do osso:

12 Implantes dentro do osso: 1- Raiz/pino recomendados em locais onde existiu uma raiz Formas variadas: hélice, espiral, parafuso (mais de 40 tipos) longos pinos para passarem através de canal (Ti) 2. Lâmina/chapa Usadas quando o osso tem espessura limitada À base de Ti, também aço inox e ligas Co Implantes fora do osso: estrutura metálica específica para cada doente (1960 ) estruturas para dentaduras removíveis

13 AÇOS INOX COMPOSIÇÃO: mais usado - 316L (ASTM F138, F139) L=baixo carbono C<0.03%; Fe %; Cr (17-19%), Ni(12-14%), N 2, Mn, Mo, P, Si, S crómio - resistência à corrosão devido à formação de Cr 2 O 3 Cr, Mo e Si - estabiliza fase ferrítica ccc - menos resistente Ni - estabiliza fase austenítica cfc - mais resistente C>0.03% formação de Cr 23 C 6 precipita nos limites de grão zonas adjacentes aos limites de grão ficam sem crómio e não se forma o óxido protector Cr 2 O 3 CORROSÃO Microestrutura pretendida = austenite Tamanho de grão recomendado ASTM 6 σ = σ i +kd -1/2 σ =tensão de cedência D= tamanho de grão 316L- 30% deformação a frio = resistência mecânica elevada, ductilidade menor

14 LIGAS DE COBALTO F75- Co-Cr-Mo F799- Co-Cr-Mo- forjado F90 - Co-Cr-W-Ni F562- Co-Ni-Cr-Mo-Ti F75- boa resistência à corrosão em ambientes com cloretos (aplicações aeroespaciais e implantes) (forma-se Cr 2 O 3 ) obtem-se por vazamento T f = ºC em moldes cerâmicos (ancas, implantes orais) 1) liga vazada - matriz rica em Co (fase α ) c/ carbonetos (interdendríticos e nos limites de grão) (pode ter est. zonada) - regiões interdendríticas ricas em Cr, Mo, C - regiões dendríticas - pobres em Cr e ricas em Co desfavorável electroliticamente; regiões s/cr - anódicas fazer tratamento térmico T=1225ºC - 1h 2) solidificação - dendrites e tamanho de grão grande σ cedência baixa

15 3) defeitos de vazamento- inclusões (Ex: partículas do molde cerâmico) baixa resistência à fadiga Evitar 1) 2) e 3) MÉTODO DOS PÓS HIP (HOT ISOSTATIC PRESSURE) pó compactado e prensado (P=100 MPa, T=1100ºC-1h) e forjagem tamanho de grão menor (8µm) do que vazado maior resist. mecânica distribuição mais fina de carbonetos Processo de revestimento pode diminuir resistência mecânica (mudanças de fase) F799 - liga F75 + forjagem a quente após vazamento F90 - Co-Cr-W-Ni forma-se fase hc devido às tensões da deformação resistência mecânica e à fadiga = 2* liga F75 W e Ni melhorar a maquinabilidade e o processo de fabrico propriedades F90 recozido = propriedades F75 F 90 deformado a frio 44% propriedades 2*F75

16 F562=MP35N (cobalto e níquel) MP=fases múltiplas (tratamento térmico e def. a frio) cobalto puro: T>419ºC cfc T<419ºC hc -cfc hc = transformação tipo martensítica; fase hc forma os seus planos basais {0001} paralelos aos planos {111} da estrutura cfc -Ex: deformação a frio 50% aumenta a facilidade de transformação de fase cfc retida em fase hc *grãos iniciais cfc pequenos resist. mec. elevada *placas de hc impedem mov. deslocações - aumento da resistência mecânica também por tratamento de envelhecimento ºC precipitação de Co 3 Mo nas placas hc LIGAS DE TITÂNIO F67=Ti puro a 99.6% Ti F136=Ti- 6Al-4V

17 F67: c/0.18% O 2 σ cedência =170 MPa c/0.40% O 2 σ cedência =485 MPa c/0.085% O 2 limite de fadiga (10 7 ciclos) =88.7 MPa c/0.27% O2 limite de fadiga (10 7 ciclos) = 216 MPa F136: Al - estabiliza fase hc α F67: implantes dentários V - estabiliza fase ccc β implantes com fases α e β fase α hc, deformação a frio (30%) diâmetros 10 a 150 µm O, C, N aumentam a resitência (solução sólida intersticial) óxido Ti superfície (TiO 2 ) = boa resistência à corrosão bom desempenho anível molecular e de tecidos F136: liga α e β microestrutura depende tratamentos térmicos e deformação Ex: T>1000ºC fase β ccc estável - arrefecimento estrutura Widmanstatten fase α precipita em placas na matriz de grãos de β F136 aquecida e def. quente = microesturura fina de α com β nos limites de grão elevada resistência mecânica e alteração da estrutura com revestimento

18 Cerâmicos-fosfato de cálcio utilizações: implantes dentários, cirurgia maxilofacial T=37ºC forma-se HA por reacção c/água resist.à tracção σt resist.à compressão σc dependem da porosidade resist.à fadiga V=volume de poros σc =700exp(-5V) σt =220exp(-20V) baixa resistência mecânica

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