LIGAS METÁLICAS ODONTOLÓGICAS

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1 1 MIRIA PINHEIRO SANTOS LIGAS METÁLICAS ODONTOLÓGICAS São José do Rio Preto 2010

2 2 MIRIA PINHEIRO SANTOS LIGAS METÁLICAS ODONTOLÓGICAS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado pela aluna Miria Pinheiro Santos ao Curso Técnico em Prótese Dentária na ETEC Philadelpho Gouvêa Netto como requisito para conclusão do curso. Professor Orientador: Gustavo Cosenza B. Nogueira. São José do Rio Preto 2010

3 3 Dedico este trabalho a minha mãe Helena, com amor, admiração e gratidão por sua presença em minha vida..

4 4 Agradeço a Deus pela força e perseverança que tive ao longo deste curso para que eu pudesse concluí-lo com sucesso; Aos professores do curso Técnico em Prótese Dentária que colaboraram para minha formação profissional; Aos amigos do curso, pois em momentos de dificuldade consegui superara-las.

5 5 Se um homem tem um talento e não tem capacidade de usá-lo, ele fracassou. Se ele tem talento e usa somente a metade deste, ele fracassou parcialmente. Se ele tem um talento e de certa forma aprende a usá-lo em sua totalidade, ele triunfou gloriosamente e obteve uma satisfação e um triunfo que poucos homens conhecerão. Thomas Wolf

6 6 RESUMO Há algumas décadas, vários tipos de ligas odontológicas vêm sendo introduzidas no mercado odontológico como utilização alternativa ao ouro, devido ao aumento do custo das ligas nobres. As ligas dentárias foram devidamente classificadas de acordo com suas características e cada uma possui uma indicação. Com novas descobertas na área da odontologia, algumas ligas são raramente usadas em alguns tipos de restaurações. Ligas para coroas totalmente metálicas, ligas de metais altamente nobres para restaurações metalocerâmicas e ligas metálicas para próteses parciais são exemplos de indicações de ligas. O objetivo deste trabalho é mostrar um breve estudo sobre itens como os tipos de metais e suas características, tipos de ligas usadas em vários tipos de restaurações, suas propriedades gerais e a biocompatibilidade das ligas odontológicas para fundição. Palavras-Chave: Ligas odontológicas, biocompatibilidade das ligas odontológicas

7 ABSTRACT For some decades, various types of dental alloys have been introduced in the dental market as an alternative to use gold due to the increased cost of noble alloys. The dental alloys were properly classified according to their characteristics and each has a statement. With new discoveries in the field of dentistry, some alloys are rarely used in some types of restorations. Alloys for crowns, metal, high noble metal alloys for ceramic restorations and metal alloys for partial dentures are examples of indications of alloys. The objective is to show a brief study on such things as the types of metals and their characteristics, types of alloys used in various types of restorations, their general properties and biocompatibility of dental alloys for casting. Keywords: dental alloys, biocompatibility of dental alloys.

8 LISTA DE ABREVIAÇÕES ADA- American Dental Association Ag- Prata Ag-Pd- Prata-Paládio Ag-Pd-Cu- Prata-Paladio-Cobre Au- Ouro Be- Berílio BeO- Óxido de berílio C- Carbono CET- Coeficiente de expansão térmica Co- Cobalto Co-Cr Cr- Cromo Cu- Cobre Cu-Sn- cobre-estanho Fe- Ferro Ga- Gálio HV- Hardness Vickers In- Índio Ir- Irídio Mg- Magnésio Mn- Manganês Mo- Molibdênio N- Nobre NA- Altamente Nobre Nb- Nióbio NDV- Número de Dureza de Vickers Ni- Níquel Ni-Cr- Níquel-Cromo Ni-Cr-Be- Níquel-Cromo-Berílio Ni-Co-Cr- Níquel-Cobalto-Cromo

9 Pd- Paládio Pd-Cu- Cobre-Paládio Pd-Co- Paládio-Cobalto Pd-Ga-Ag- Paládio-Gálio-Prata PMB- Predominante de Metais Básicos PPF- Prótese Parcial Fixa Pt- Platina Sn- Estanho Ta- Tântalo Ti- Titânio Ti-Al-V W- Tungstênio Zn- Zinco Zr- Zircônio

10 LISTA DE FIGURAS Figura 01- Metal Ouro. Figura 02- Metal Prata. Figura 03- Exemplo de cor de uma liga; cor branca e amarela. Figura 04- Máquina para alongar a liga. Figura 05- Temperatura de fundição. Retiradas do livro: Atualização em Prótese Dentária - 11º Congresso Internacional de técnicos em prótese dentária. Outubro/Novembro 2009.

11 SUMÁRIO Introdução...12 Ligas Metálicas...14 Classificação das Ligas Odontológicas para Fundição...18 Propriedades Gerais das Ligas Odontológicas...26 Biocompatibilidade das Ligas Odontológicas...30 Conclusão...33 Referências Bibliográficas...34

12 INTRODUÇÃO A história das ligas odontológicas para fundição tem sido influenciada por três fatores principais: (1) as mudanças tecnológicas das próteses dentárias; (2) os avanços metalúrgicos; e (3) as variações de preços de metais nobres desde Em 1907, a apresentação de Taggart, no New York Odontological Group, sobre a fabricação de restaurações fundidas, foi conhecida como a primeira aplicação relatada da técnica da cera perdida em odontologia. Logo, o sucesso da técnica para restauração foi levado para fundição de restaurações como onlay, coroas, próteses parciais fixas e estruturas para próteses removíveis. Em 1932, o grupo de materiais dentários do National Bureau of Standards, classificou as ligas que estavam sendo usadas como: Tipo I (macia: número de dureza de Vickers [NDV] entre 50 e 90), Tipo II (média: NDV entre 90 e 120), Tipo III (dura: NDV entre 120 e 150), Tipo IV (extradura: NDV 150). Nos anos seguintes, surgiram varias patentes para ligas contendo paládio como substituto da platina. Em 1948, com composições especialmente diversificadas de metais básicos, a tendência ao manchamento das ligas originais aparentemente tinha desaparecido. Com o avanço na tecnologia odontológica, no final dos anos 50, descobriu o recobrimento da subestrutura de um metal com porcelana odontológica, pois até aquela época, a porcelana tinha um coeficiente de expansão térmica baixo e diferente daquele das ligas de ouro. A zona de fusão da liga foi elevada suficientemente para permitir a cocção da porcelana sobre a liga à base de ouro à temperatura de 1.040ºC (1.900ºF) sem deformar a subestrutura metálica. Nos anos 30, foram introduzidas as ligas de metais básicos para estruturas das próteses parciais removíveis que até então, os metais utilizados para essas estruturas eram os metais extraduros. Sendo assim, as vantagens das ligas de metais básicos eram peso e os custos reduzidos. Por estas razões, as ligas de metais nobres têm sido substituídas pelas ligas à base de níquel quanto as à base de cobalto. Com o sucesso dessas ligas básicas, despertou-se o interesse na aplicação dessas mesmas ligas para confecção de outros tipos de restaurações. No final dos anos de 1970, durante a alta do preço do ouro, as ligas de metais básicos como as ligas de níquel-cromo e cromo-cobalto naturalmente tornam-

13 se possíveis alternativas para outros tipos de aplicações odontológicas. Elas foram desenvolvidas de forma a superar as ligas nobres e altamente nobres em vários aspectos. O resultado foi o aparecimento de novas ligas. Devido à grande variedade de ligas para fundição de composições amplamente diversificadas e aplicações variadas, é difícil idealizar um sistema de classificação flexível para enquadrar novas formulações ou alterações dos sistemas existentes à medida que estas surgem, sem uma constante revisão na classificação.

14 DESENVOLVIMENTO LIGAS METÁLICAS Os metais apresentam propriedades diferentes de outras substâncias. Experiências com raios X levam a crer que os retículos cristalinos dos metais sólidos constituem em um agrupamento de cátions fixos, rodeados por um verdadeiro mar de elétrons. Esse tipo de estrutura é responsável pela forma cristalina dos metais e explica sua grande capacidade de conduzir corrente elétrica, tanto no estado sólido como no líquido (fundição). Todos os metais apresentam o chamado aspecto metálico (cinza brilhante), menos o cobre e o ouro, que são, respectivamente, avermelhado e dourado. Os metais apresentam muitas propriedades como a maleabilidade (capacidade de produzir lâminas, chapas finas), ductibilidade (capacidade de produzir fios) e a formação de ligas metálicas. Os metais geralmente são utilizados na forma de ligas. As ligas resultam da mistura de dois ou mais metais e odontologia elas contém pelo menos quatro metais e mais freqüentemente seis ou mais. Atualmente as bases das ligas estão entre: ouro, paládio, prata, cobalto, níquel ou titânio e os elementos complementares são os mais variados. Os dez metais mais freqüentemente encontrados nas ligas odontológicas são: ouro (Au), prata (Ag), paládio (Pd), platina (Pt), níquel (Ni), cromo (Cr), cobalto (Co), molibdênio (Mo), berílio (Be) e titânio (Ti). Ouro: Entre todos os minerais, o ouro é o metal mais desejado entre os homens. Desde os primórdios da História, é um dos responsáveis pela conquista de terras e por muitos combates. O ouro exerceu papel muito importante na evolução das ciências, como a química. É um metal amarelo, brilhante, dúctil, maleável, condutor de eletricidade e de calor, resistente à corrosão, e o mais inerte de todos os metais. Biocompatível com o meio bucal. Densidade: 19,3g/cm 3 ; ponto de fusão: 1.063ºC.

15 Figura 01 Metal ouro Prata: A prata é um metal branco, brilhante, dúctil e maleável, manchado muitas vezes de castanho ou de preto-acinzentado. É um bom condutor de eletricidade e um elemento estável quando exposto ao ar e à água. Sua principal desvantagem é a perda gradativa do seu brilho. Densidade: 10,5g/cm 3 ; ponto de fusão: 906,8ºC. Figura 02 Metal prata

16 Paládio: Com a aparência de aço, e não muda de cor em contato com o ar. O paládio (Pd) é um metal branco-acinzentado, estável ao ar, mole e dúctil. A sua presença nas ligas aumenta, consideravelmente, a dureza e resistência. O ouro pode ser descolorido com o paládio, sendo chamado então ouro branco. Densidade: 12g/cm 3 ; ponto de fusão: 1.554ºC. Platina: A origem da palavra vem do espanhol e significa pequena prata. A platina é um metal prateado, brilhante e não perde o brilho quando exposta ao ar. É maleável e dúctil como todos os metais preciosos, não pode ser atacada por simples ácidos. Hoje, a platina possui maior valor que o ouro. Ela se torna magnética, quando ligada ao ferro (Fe). Densidade: 21,1g/cm 3 ; ponto de fusão: 1769ºC. Níquel: É um dos elementos mais comuns alergênicos e o mais potente sensibilizador de todos os metais. Verificando a incidência de alergia ao níquel, notou-se a porcentagem de incidência em mulheres é de dez vezes superiores à incidência em homem. Segundo testes realizados, uma liga contendo níquel somente perde suas propriedades alergênicas com um conteúdo mínimo de 20% de cromo, tornando-se, então, estável e suficientemente resistente à corrosão no ambiente bucal. De maneira geral, alergia ao níquel somente pode ocorrer no primeiro mês, durante o qual os íons emanados são reduzidos a 80%. É pouco provável que um paciente volte após seis meses com alergia ao níquel. Este metal é conhecido carciogênico para os técnicos que trabalham constantemente com ele. Densidade: 8,9g/cm 3 ; ponto de fusão: 1.455ºC. Cromo: A palavra cromo vem do grego Chroma, que significa cor, porque os seus compostos apresentam grave variedade de cores. É um metal prateado, brilhante, com grau de dureza elevado e quebradiço. Apresenta um comportamento magnético fraco; à temperatura ambiente, não sofre ação de agentes corrosivos. Numa liga, a função principal do cromo é a de aumentar a resistência contra a corrosão e a pigmentação, podendo ser comparado à pintura do carro. Densidade: 7,2g/cm 3 ; ponto de fusão: 1.907ºC.

17 Cobalto: Este mineral foi usado na Idade Média para colorir vidros e era odiado pelos operários que o utilizavam, por ser muito tóxico. A sua grande toxidade e a sua propriedade de produzir belas cores no vidro eram consideradas obras do demônio e daí a razão de seu nome, do alemão Kobold. De cor cinza-brilhante, com matizes azulados, o cobalto é um metal duro, embora quebradiço, de aparência semelhante ao ferro e ao níquel. Devido à sua elevada permeabilidade magnética, ele é empregado na produção de ligas magnética. O cobalto é um elemento fundamental para proporcionar dureza, resistência e rigidez numa liga. densidade: 8,9g/cm 3 : ponto de fusão: 1.495ºC. Molibdênio: O molibdênio é um metal branco-prateado, duro e muito resistente. Tem elevado módulo de estabilidade e, entre os metais mais comuns, somente o tungstênio (W) e o tântalo (Ta) têm ponto de fusão mais alto. A sua toxidade é considerada pequena. O molibdênio, em função de partículas menores, torna uma liga mais densa, compacta. Densidade 10,2g/cm 3 ; ponto de fusão: 2.610ºC. Berílio: O uso do berílio, em odontologia é relativamente recente. Ele é o metal mais leve utilizado e melhora as propriedades mecânicas das ligas. Reduz a temperatura de fusão, melhora a união entre o metal e a cerâmica e facilita o polimento, gerando uma superfície brilhante após a fundição, correspondendo ao óxido de berílio (BeO). Os vapores de berílio, durante a fundição são extremamente tóxicos, podendo causar doenças pulmonares graves, como a beriliose. Para a manipulação requer cuidados especiais. Numa liga, quando o teor de berílio (Be) ultrapassa 0,02%, ele deve ser manipulado. A quantidade máxima de berílio autorizada numa liga é de 2%. Densidade: 1,8g/cm 3 ; ponto de fusão: 1.285ºC. Titânio: De cor cinza-prateado, o titânio apresenta pouco brilho quando polido. É particularmente leve, duro e quebradiço. A fundição do titânio deve ser feita a vácuo, com projeção de gás argônio (Ar). A Alfa-case, uma camada formada durante o processo de fundição, deve ser totalmente removida durante o polimento, para possibilitar a aplicação da cerâmica e para que o metal seja suficientemente

18 resistente a corrosão. Ele apresenta biocompatibilidade com o tecido ósseo. Devido à sua excelente resistência à corrosão, o titânio é usado para marcapassos, componentes de válvulas cardíacas, contenções ósseas e implantes dentários. Outros componentes, como carbono (C), cobre (Cu), estanho (Sn), ferro (Fe), gálio (Ga), índio (In), irídio (Ir), magnésio (Mg), manganês(mn), nióbio (Nb), zinco (Zn) e zircônio (Zr), são presentes nas ligas odontológicas. Eles são relativamente menos influentes sobre as propriedades físicas e a biocompatibilidade das ligas pelo fato de estarem em menores quantidades. Na odontologia, poucos metais são utilizados no seu estado puro. O ouro (Au) e o titânio (Ti) são as raras exceções. Uma liga metálica é identificada pelos elementos predominantes. Os componentes são listados em ordem decrescente de decomposição. Em uma liga para Prótese Parcial Removível, a denominação Cr-Co (Cromo Colbalto) não é a correta, pois o metal predominante na liga é o cobalto (Co), presente em torno de 60% nesta liga. A denominação mais adequada é Co-Cr (Cobalto Cromo), porque a base do metal é o Cobalto (Co). As ligas podem ser encontradas no mercado em formas de cilindro, blocos, folhas, pelotas ou lágrimas. CLASSIFICAÇÃO DAS LIGAS ODONTOLÓGICAS PARA FUNDIÇÃO Em 1984, a ADA (American Dental Association) classificou as ligas odontológicas em três categorias: altamente nobre(an), nobre(n), e predominante de metais básicos (PMB). As descrições preciosas e semipreciosas são termos inespecíficos e devem ser evitados. As ligas podem ser classificadas de acordo com a sua composição, seu uso odontológico ou o nível relativo que a prótese irá suportar. As quatro classes de ligas para próteses totalmente metálicas ou próteses metaloplásticas podem ser definidas como: TIPO I (MOLE): Usada para fundições que serão submetidas a pequenas tensões. É facilmente brunida, e de baixa resistência.

19 TIPO II (MÉDIA): Para fundições que serão submetidas a tensões moderadas (Exemplo: inlays, onlays e próteses unitárias totais). Possui média resistência. TIPO III (DURA): Para fundições que serão submetidas a altas tensões como onlays, casquetes finos, pônticos, prótese unitária e selas. Possui alta resistência. TIPO IV (EXTRADURA): Para fundições que serão submetidas a tensões muito altas como selas, barras, grampos, casquetes, certas próteses unitárias e estruturas de próteses parciais removíveis. Possui resistência extra-alta. A classificação das ligas odontológicas é útil para estimar o custo relativo das ligas, uma vez que o mesmo depende de tanto do conteúdo de metal nobre quanto da densidade da liga. Metais Nobres: A tabela periódica mostra oito metais nobres: ouro, os metais do grupo da platina (platina, paládio, ródio, rutênio, irídio, ósmio) e prata. Entretanto, a prata é mais reativa na cavidade oral e não é considerada um metal nobre. Metais nobres têm sido usados para inlays, coroas, pontes e ligas metalocerâmicas pela sua virtuosa resistência ao manchamento e à corrosão. Pelos critérios odontológicos, dos sete metais considerados nobres, somente o ouro, o paládio e a platina são considerados os metais de maior importância nas ligas odontológicas para fundição. Ligas predominantemente de Metais Básicos: São ligas baseadas em menos de 25% de metais nobres ou de 75% ou mais de elementos metálicos básicos. Metais básicos são elementos sem valor das ligas dentais, devido ao seu baixo custo e à sua importância no peso, dureza, rigidez e formação de óxidos. São mais reativos com seu meio bucal comparados com os metais nobres. Os termos metal básico e predominantemente de metal básico são usados recíprocamente porque os metais nobres não são incluídos em muitas das ligas de metais básicos usados. Ligas para coroas totalmente metálicas e coroas tipo veener em resina

20 Ligas de Prata-Paládio (Ag-Pd): Estas ligas são brancas e predominantemente compostas de prata, mas com quantidade substancial de paládio (pelo menos 25%) que fornece nobreza e promove a resistência ao manchamento da prata. Elas podem ou não conter cobre e uma pequena quantidade de ouro. As ligas de Ag-Pd livres de cobre podem conter de 70 a 72% de prata e 25% de paládio, e ter propriedades físicas de uma liga de ouro tipo III. Outras ligas à base de prata podem conter cerca de 60% de prata, 25% de paládio e cerca de 15% de cobre, assim podendo ter propriedades mais parecidas com as ligas de ouro tipo IV. A principal limitação das ligas de prata-paládio (Ag-Pd) e prata-paladio-cobre (Ag-Pd-Cu) é o potencial para manchamento e a corrosão. Elas não podem ser confundidas com as ligas de Pd-Ag que são indicadas para restaurações metalocerâmicas. Ligas de Níquel-Cromo e Cromo-Cobalto: Elas são raramente usadas para restaurações totalmente metálicas. Estas ligas estão mais detalhadas na seção de próteses parciais e metalocerâmicas. Titânio e Ligas de Titânio: Estes metais são indicados para restaurações totalmente metálicas, restaurações metalocerâmicas, e para estruturas de próteses parciais removíveis, não sendo usadas com muita freqüência nas duas primeiras aplicações. Suas propriedades estão descritas na seção de próteses parciais. Ligas de Alumínio Bronze: O bronze pode ser tradicionalmente definido como uma liga de cobre-estanho (Cu-Sn) rica em cobre com ou sem outros elementos como o zinco e o fósforo. A família das ligas de alumínio bronze pode conter entre 81 e 88% de cobre, 7 a 11% de alumínio, 2 a 4% de níquel e 1 a 4% de ferro. Poucos dados clínicos sobre essas ligas odontológicas e alumínio bronze. Existe um potencial das ligas de cobre em reagir com o enxofre para formar sulfeto de cobre, que pode manchar a superfície da liga do modo que o sulfeto de prata escurece as ligas à base de ouro ou de prata que apresentam conteúdo significante de prata.

21 Ligas de metais altamente nobres para restaurações metalocerâmicas As ligas originais para metalocerâmica continham 88% de ouro e eram muito macias para restaurações submetidas a grandes tensões como as PPFs. Sem evidências sobre a união química entre essas ligas e a cerâmica, a retenção mecânica e o embricamento eram usados para evitar o deslocamento da camada de cerâmica. Se uma falha ocorresse nas restaurações, provavelmente as falhas eram na interface porcelana-metal. Com isso, adicionando menos que 1% de elementos oxidantes como ferro, índio e estanho em uma liga com alto conteúdo de ouro, a força coesiva do metal à cerâmica é melhorada três vezes mais. Este 1% de adição de metais básicos produz um pequeno filme de óxido na superfície da subestrutura de modo a alcançar um nível de força coesiva que ultrapasse a resistência à coesão da própria porcelana. Este novo tipo de liga tornou-se o padrão para restaurações metalocerâmicas. Apesar das inúmeras composições químicas diferentes todas as ligas que enquadram nas categorias altamente nobre, nobre e metais básicos, devem compartilhar três características comuns: (1) ter potencial de união à cerâmica; (2) possuir coeficiente de contração térmica compatível com os das cerâmicas; e (3) suas temperaturas do solidus são suficientemente altas para permitir a aplicação das cerâmicas de baixa fusão. Quanto mais alta for a temperatura de fusão do metal, menor será o coeficiente de expansão térmica (CET). Ligas metalocerâmicas à base de ouro: Ligas PFM contendo mais de 40% de outro, pelo menos 60% de metais nobres (ouro mais platina e paládio e ou outros metais nobres) são geralmente classificados como altamente nobres. Ligas de Ouro-Platina-Paládio: Estas ligas têm um conteúdo de ouro que vai ate 88% com variadas quantidades de paládio, platina e pequenas quantidades de metais básicos. Algumas dessas ligas são de cor amarela. As ligas desse tipo são susceptíveis à deflexão, e as PPFs precisam ser restritas a prótese com três elementos, cantiléveres anteriores ou coroas.

22 Ligas de Ouro-Paládio-Prata: Estas ligas à base de ouro contêm entre 39 e 77% de ouro, até 35% de paládio e níveis de prata podendo chegar até 22%. A prata aumenta o coeficiente de contração térmica, mas também tem tendência para descolorir algumas cerâmicas. Ligas de Ouro-Paládio: Um conteúdo de ouro variando entre 44 a 55% e um nível de paládio de 35 a 45% estão presentes nesta liga metalocerâmica, que tem se popularizado apesar do seu custo ser relativamente alto. A carência de prata resulta na diminuição do coeficiente de contração térmica e na isenção da descoloração de prata da porcelana. As ligas desse tipo precisam ser usadas com porcelanas que tenham um coeficiente de contração térmica baixo, para impedir o desenvolvimento da tensão axial e circunferencial (anel) na porcelana durante parte do resfriamento do ciclo de queima da porcelana. Ligas de metais nobres para restaurações metalocerâmicas Ligas à base de Paládio: De acordo com a classificação da ADA, as ligas nobres precisam conter pelo menos 25% de ouro, mas não necessariamente conter qualquer parte de ouro. A classificação nobre geralmente refere-se a todas as ligas à base de paládio que contenham entre 54 e 88% de paládio, mas também descreve as ligas Ag-Pd para restaurações totalmente metálicas ou coroas veener em resina contenham somente 25% de paládio. As ligas nobres à base de paládio apresentam entre as ligas de ouro altamente nobres e as ligas predominantemente à base de metais básicos. O preço por onça de uma liga de uma liga de paládio é geralmente de metade a 1/3 do preço de uma liga de ouro. A densidade das ligas à base de paládio é a intermediária entre aquela das ligas de metais básicos e as altamente nobres. As ligas à base de paládio oferecem um preço moderado quando comparado com o das ligas de ouro, com funcionabilidade semelhante ao ouro e preço inferior. Ligas de Prata-Paládio: As ligas de Ag-Pd foram introduzidas nos 70, devido ao descontentamento com a fundibilidade, adesão da porcelana e problemas

23 operacionais com as ligas de metais básicos. Sua popularidade decaiu um pouco nos últimos anos devido à sua tendência a descolorir a porcelana durante a queima, o esverdeamento, como popularmente é denominado. O vapor da prata escapa da superfície dessas ligas durante a queima da cerâmica, difunde a prata iônica dentro da cerâmica, e é reduzido para formar a prata metálica coloidal na camada superficial da porcelana. Nem todas as porcelanas são susceptíveis à descoloração pela prata porque, aparentemente, não contêm os elementos necessários para reduzir a prata iônica. Outras ligas de paládio contêm de 75 a 90% de paládio e nenhuma quantidade de prata para eliminar o problema do esverdeamento. Devido ao fato do paládio ser mais caro que a prata, a eliminação da prata e sua substituição pelo paládio nessas ligas naturalmente resulta no fato dessas ligas serem mais caras que as de Pd-Ag. Encontra-se de 53 a 61% de paládio e 28 a 40% de prata na composição das ligas Pd-Ag. O estanho ou o índio ou ambos são usualmente adicionados para aumentar a dureza da liga e promover a formação de óxidos para uma adequada adesão da porcelana. A aderência da cerâmica é considerada aceitável para muitas das ligas de prata-paládio. Nódulos de Pd-Ag podem se desenvolver na superfície assegurando a retenção da cerâmica por adesão mecânica melhor do que por adesão química. Para todas as ligas, é necessário consultar o fabricante para determinar qual cerâmica pode ser incompatível com uma liga. Ligas de Cobre-Paládio: Este tipo de liga é comparável em custo com as ligas Pd-Ag. Como ligas desse tipo são recentes no mercado odontológico, é necessário obter experiência inicial com unidades simples em vez de PPFs. Devido à sua baixa escala de fusão de aproximadamente 1.170ºC a 1.190º, espera-se que essas ligas sejam susceptíveis à deflexão a elevadas temperaturas de queima. Então, é preciso cautela no uso dessas ligas para próteses parciais fixas de longa extensão com conectores relativamente pequenos. Apesar da alteração volumétrica e da distorção potencial da subestrutura metálica não serem conhecidas, esses tipos de ligas têm sido associados a tais problemas. Essas ligas contêm cerca de 74 a 80% de paládio e 9 a 15% de cobre, sendo possível a contribuição do cobre para a descoloração da cerâmica.

24 As ligas de Pd-Cu possuem valores de alongamento de 5 a 11% e valores de durezas tão altos quanto os de algumas ligas de metais básicos. Então, essas ligas parecem ter um potencial pobre para o brunimento, exceto quando as áreas marginais são relativamente finas. Podem ser ligas de fácil manipulação como ligas de metais básicos. Apesar da incompatibilidade térmica não ser considerada a preocupação principal, a distorção de subestruturas ultrafinas (0,1 mm) tem sido ocasionalmente relatada. Relaxamento da tensão elástica contribuindo para solidificação, polimento e jato de areia, que ocorre durante os procedimentos subseqüentes de aquecimento podem ser fatores que podem causar distorção. Ligas de Paládio-Cobalto: Este grupo de ligas é comparável em custo com as ligas de Pd-Ag e de Pd-Cu. Podem ser ligas livres de ouro, de níquel, de berílio e de prata. Como muitos metais nobres, essas ligas têm um grão de tamanho pequeno para minimizar o calor dilacerante do processo de solidificação. Este grupo Pd-Co é o mais resistente à deformação sob alta temperatura de todas as ligas de metais nobres. O conteúdo de metal nobre (à base de paládio) varia de 78 a 88%. O conteúdo de cobalto varia de 4 a 10%. Uma liga comercial contém 8% de gálio. Estas ligas devem apresentar boas características de manipulação. Devido à presença do cobalto, é possível a descoloração da cerâmica, mas não é um problema significante, pois falhas na técnica de mascarar totalmente a cor escura do óxido metálico com porcelana opaca, sendo um resultado estético inaceitável. Nenhuma cobertura metálica é requerida para mascarar a cor do óxido ou para promover aderência à cerâmica. É esperado que as ligas de Pd-Ag e Pd-Cu sejam mais compatíveis com cerâmicas de maior expansão por geralmente ter coeficiente de contração térmica relativamente alta. Ligas de Paládio-Gálio-Prata e Paládio-Gálio-Prata-Ouro: Estas ligas são as mais recentes de metais nobres. Possui a tendência a ter óxido de cor ligeiramente mais clara que os das ligas de Pd-Cu e Pd-Co e é termicamente compatível com cerâmicas de menor expansão. O conteúdo de prata é relativamente baixo (5 a 8%), insuficiente para causar o esverdeamento. Poucas informações sobre a resistência coesiva do metal à cerâmica e sobre a compatibilidade térmicas

25 estão disponíveis. Essas ligas de Pd-Ga-Ag geralmente tendem a ter um coeficiente de contração térmica relativamente baixo e é esperado que elas tenham mais compatibilidade com porcelanas de menor expansão. Ligas metálicas para próteses parciais Ligas de metais básicos: De acordo com a classificação da ADA, qualquer liga que contenha menos de 25% dos metais nobres como o ouro, platina e paládio são considerados uma liga predominantemente de metal básico. Ligas nesta categoria incluem: Co-Cr, Ni-Cr, Ni-Cr-Be, Ni-Co-Cr e Ti-Al-V. O titânio puro é um elemento metálico básico, mas não é uma liga de metal básico. As ligas à base de cobalto e de níquel e o titânio puro apresentam menor custo, menor densidade, maior rigidez, maior dureza e comparável resistência clínica ao manchamento e à corrosão, comparadas com as ligas de ouro do tipo IV. O cromo é essencial para dar passividade e resistência à corrosão. Os elementos de algumas ligas de metais básicos têm uma alta afinidade com o oxigênio, mas a película de óxido formada pode funcionar como camada protetora contra oxidação e corrosão posteriores. Essa formação de uma película protetora por uma substância reatora reativa é denominada passividade. Três metais são bem conhecidos pelo seu potencial de passividade: o alumínio, o cromo e o titânio. O titânio é o metal mais resistente à corrosão, é usado em implantes, estruturas de próteses parciais e mais em coroas e pontes. As ligas de metais básicos são mais resistentes ao manchamento e a corrosão pela sua passividade produzida pela camada de cromo. Quando as ligas de metais básicos foram introduzidas, eram inferiores às ligas de ouro quanto a sua fundibilidade. A presença do berílio em ligas de Ni-Cr melhora sensivelmente a fundibilidade de pequenos detalhes. Em ligas para metalocerâmicas, melhora a qualidade da camada de óxido, um aspecto essencial para a ligação com a cerâmica. Titânio puro: O titânio é um metal de peso leve com uma densidade de 4,51 g/cm 3 comparado com a densidade de 7,6 g/cm 3 para as ligas de Ni-Cr e Co-Cr. Tem um ponto de fusão relativamente baixo e um baixo coeficiente de expansão

26 térmica. Para aplicações odontológicas gerais, o titânio apresenta um potencial de passividade, fornecendo um alto grau de resistência ao ataque de muitos ácidos minerais ou cloretos. Para o tratamento de pacientes com hipersensibilidade comprovada ao níquel, o titânio puro representa uma excelente alternativa para ligas de metais básicos que contêm níquel. Ligas de Titânio: A liga mais simples para propósitos odontológicos e clínicos é a de composição Ti-6AI-4V. Os benefícios principais da mistura são a significante resistência e a estabilização da liga contra a formação tanto da fase α (através da adição de alumínio) quanto da fase β (através da adição de cobre, paládio ou vanádio). As ligas de fase α são as mais resistentes ao creep em altas temperaturas, que é a propriedade mais importante para aplicações metalocerâmicas. Devido ao fato dessas ligas não serem sensíveis ao tratamento térmico, são mais sujeitas à soldagem. As ligas de fase β são menos resistentes à deformação pelo creep em elevadas temperaturas, mas podem ser reforçadas e tornadas significativamente mais resistentes. Atualmente, o titânio puro e as ligas de Ti-Sl-V tem sido indicados para restaurações metalocerâmicas. PROPRIEDADES GERAIS DAS LIGAS ODONTOLÓGICAS Cor: A cor da liga geralmente é determinada de cor branca para as ligas não preciosas, assim como para as de prata e paládio e cor amarela para as ligas preciosas contendo alta porcentagem de ouro. As ligas brancas com alta porcentagem de ouro são chamadas de ouro branco, descolorido pelo paládio. O titânio apresenta cor mais acinzentada e com menos brilho que o cromo.

27 Figura 03- Exemplo de cor de uma liga; cores branca e amarela. Peso específico ou densidade (g/cm 3 ): O peso específico determina a densidade da substância que constitui um corpo, a relação do corpo e o seu volume. A densidade de um metal é proporcional à soma dos pesos dos átomos e moléculas presentes na liga, e ao espaço entre eles. O peso específico é importante para calcular a quantidade de metal necessária para fundir um determinado padrão de cera. Assim, o peso da cera com os sprues é multiplicado pelo peso específico da liga para se saber a quantidade exata de metal necessária para a fundição. O peso obtido já inclui os sprues. Dureza Vickers (HV): A dureza vickers corresponde à dureza de superfície, à resistência à abrasão, ao desgaste ou à penetração de um material em outro. Sendo assim, quanto maior o valor, mais resistente é a sua superfície. Para medir a dureza Vickers, é empregada uma pirâmide de diamante de base quadrada. Ela é forçada por uma carga preestabelecida, sobre a superfície da peça a ensaiar. A forma de impressão é a de um losango regular, cujas diagonais são medidas por um microscópio. Tabelas fornecem o valor em função das diagonais da impressão formada e da carga utilizada. O valor é dado em HV, Hardness Vickers, geralmente entre 120 e 420 para as ligas odontológicas. Dependendo da dureza do material, a mudança de carga muitas vezes é necessária para obter uma impressão regular. Assim, é aplicada uma carga de 50N (HV5) para metais preciosos, e de 100N (HV10) para metais não preciosos.

28 Módulo de elasticidade (MPa ou N/mm 2 ): O módulo de elasticidade é a medida da resistência do material, maior será o seu módulo de elasticidade, ou seja, maior a força necessária para deformar este material. Para uma prótese parcial removível, por exemplo, o ideal seria um módulo de elasticidade alto, para evitar grampos muitos flexíveis. O valor do módulo de elasticidade é determinado pela força necessária a um alongamento de 0,2%. Uma máquina de teste universal é empregada para alongar a liga. Figura 04- Máquina para alongar a liga. Limite elástico (MPa): Também chamado de limite de alongamento, de dilatação ou de escoamento. Corresponde à força necessária para a transição entre uma simples deformação elástica e uma deformação plástica definitiva. A deformação elástica de uma liga permite que após a remoção da força, o metal retome sua forma original. Uma deformação plástica, mesmo após a remoção da força, é permanente. O parâmetro de medida é de 0,2%, determinando a transição entre uma deformação elástica e uma deformação plástica. Em caso de uma prótese parcial removível, um valor alto evita deformações definitivas dos grampos em ação. Alongamento até fratura (%): Chamado também de flexibilidade dúctil, corresponde ao alongamento máximo de um material, até ruptura. O valor, por ser expresso em porcentagem, é independente do diâmetro da peça ensaiada.

29 Aumentando a força aplicada corresponde a um estágio avançado da deformação plástica. Coeficiente de expansão térmica (10-K6-1): O coeficiente de expansão térmica corresponde à lei da termodinâmica. Quando um material tem sua temperatura elevada, o espaço intertômico aumenta. Este fenômeno provoca expansão, chamada expansão térmica. Os comportamentos térmicos do metal e da porcelana devem ser ajustados de modo que, durante o período de resfriamento da temperatura de queima até a temperatura ambiente, as tensões residuais sejam suficientemente baixas e propriamente direcionadas, para evitar trincas na porcelana. O coeficiente de expansão térmica do metal deve ser ligeiramente maior, para contrair ligeiramente mais que a porcelana durante o resfriamento. Esta diferença em coeficiente deixa a porcelana em porcelana em compressão residual e fornece resistência adicional. Temperatura de pré-aquecimento ( C): Corresponde à temperatura final do forno à qual o anel de revestimento deve ser mantido antes da fundição. Esta temperatura varia em função da liga a ser fundida. O tempo de estabilização a esta temperatura depende do tamanho do anel, e pode variar de 20 minutos até uma hora e meia. Intervalo de fusão (ºC): O intervalo de fusão é determinado por duas temperaturas, a mais baixa, solidus, corresponde ao estado sólido do metal, e a mais alta, liquidus, correspondente ao estado líquido do metal. Neste intervalo variável de 30º a 130º, dependendo da composição, o material encontra-se pastoso. Algumas partículas encontram-se líquidas enquanto outras ainda são sólidas.

30 Fig. 05- Tempertatura de fundição Temperatura de fusão (ºC): Quando a temperatura atinge o ponto liquidus, a totalidade da liga encontra-se líquida. Ao interromper o aquecimento, imediatamente inicia-se o processo de solidificação de algumas partículas. Por isso, a temperatura de fundição ultrapassa em aproximadamente 50ºC a 150ºC (7 a 15%) a temperatura liquidus, permitindo ao metal preencher totalmente o anel de fundição, enquanto líquido. BIOCOMPATIBILIDADE DAS LIGAS ODONTOLÓGICAS Devido à complexidade e diversidade das ligas dentais, explica-se a dificuldade da biocompatibilidade das ligas odontológicas, pois idealmente, nenhum outro elemento da composição deve ser liberado e influenciar o organismo. Contudo

31 com a rápida evolução nem todas as propriedades biológicas das ligas são conhecidas. A composição de uma liga odontológica pode ser expressa de duas maneiras distintas: em porcentagem do peso específico ou em quantidade de átomos de cada componente presente na liga, ou seja, em porcentagem do peso atômico. A primeira é a mais utilizada, contudo, a segunda permite entender melhor as propriedades biológicas. O peso específico e o peso atômico podem diferir muito um do outro; um metal leve contém muitos átomos, e um metal pesado contém poucos átomos. O peso atômico prevê melhor a quantidade de átomos que podem ser liberados e afetar o corpo humano. Porém, os fabricantes geralmente apresentam a composição de uma liga por porcentagem do peso específico. Todas as ligas odontológicas liberam elementos na cavidade bucal, mas não necessariamente em concentração proporcional à sua composição. A quantidade de elementos liberados é diretamente proporcional às diversidades de ligas presentes na boca. Podem ocorrer efeitos galvânicos entre tipos diferentes de liga no mesmo ambiente oral. Na maioria dos casos, a quantidade de elementos liberados pelas ligas odontológicas é bem inferior à quantidade ingerida pela dieta alimentar. Elementos devem ser liberados para causar alergia. Em resposta, os tecidos gengivais apresentam inflamação significante. Estudos mostram que alergias a ligas odontológicas somente podem ocorrer em presença de corrosão e liberação de íons metálicos. É sempre difícil de determinar se uma resposta inflamatória a íons metálicos é mediada por um mecanismo alérgico ou tóxico, ou mesmo por uma combinação dos dois. Normalmente, as respostas alérgicas são caracterizadas independentemente da dose aplicada. Corrosão é uma propriedade química que tem conseqüências para outras propriedades da liga como: estética, resistência e biocompatibilidade. A corrosão ocorre quando elementos dentro da liga ionizam então os elementos descarregados dentro da liga perdem elétron e tornam-se íons positivamente carregados pois estão liberados dentro da solução. A corrosão é um fenômeno extremamente complexo e depende de uma variedade de fatores físicos e químicos. A presença de íons em quantidade suficiente pode alterar ou desabilitar totalmente o metabolismo celular dos tecidos gengivais vizinhos, mas não se

32 garante que danos vão ocorrer. Quanto maior for o tempo de exposição das células aos íons metálicos, menos concentrados encontram-se os efeitos biológicos. Identificar e quantificar os elementos liberados estão relacionados aos efeitos biológicos adversos como: toxidade, alergia ou mutagenicidade. A resposta para o elemento liberado depende de qual foi este elemento liberado, da quantidade liberada, da duração de exposição aos tecidos, etc. Esses efeitos biológicos locais devidos à liberação de elementos ainda são motivo de intensos debates. A questão central é saber se sua liberação é suficiente para comprometer o funcionamento biológico normal dos tecidos adjacentes às ligas. As ligas não necessariamente liberam elementos na quantidade existente em sua composição. Uma liga altamente nobre, fase única, deve ter 50% de ouro mas menos do que 2% do total do volume liberado é ouro. Por outro lado somente 32% dos átomos dentro da liga são cobre, contudo 85% do volume liberado é cobre. Geralmente ligas com fases múltiplas devem liberar mais volume. Alguns elementos apresentam maior tendência para se liberarem das ligas e esta tendência é referida como instabilidade. Elementos como prata, cobre, níquel, gálio e zinco tem maior tendência para ser liberado comparado com elementos como ouro e paládio, por esta razão ligas altamente nobres ou nobres sofrem menor influência da corrosão. A prata tem moderada instabilidade e terá menor tendência para ser liberado. Ouro, paládio e platina têm baixa instabilidade e são improváveis de serem liberados em alto nível. O mais resistente à corrosão é o titânio. A instabilidade dos elementos não é absoluta, pois alguns elementos instáveis podem ser alterados por outros elementos da liga. O paládio contribui na redução da instabilidade do cobre na ligas à base de ouro. A condição ambiental da liga também poderá afetar a liberação de elementos. A redução do ph e o efeito do ácido na liga dental são relevantes na biocompatibilidade. Os efeitos biológicos dos metais dependem da via de acesso ao organismo. Existem pontos chaves sobre a questão da toxicidade sistêmica das ligas dentais. Metais liberados não podem entrar no organismo. Este fato é verdade tanto na toxicidade local como sistêmica. Elementos que são liberados pela liga na cavidade oral ganham acesso para dentro do organismo pelo epitélio do intestino,

33 pela gengiva ou outros tecidos orais; para elementos que formam vapor como o mercúrio o meio de entrada é o pulmão. Elementos que são liberados pelos implantes dentais dentro do tecido ósseo em volta dos implantes estão, por definição, dentro do organismo. A liberação de elementos em implantes é mais crítica biologicamente do que a liberação a partir de restaurações coronárias. Titânio foi encontrado no fígado de pacientes portadores de implantes. Os elementos liberados nas regiões cervicais, entre a coroa e a gengiva marginal, assim como os liberados nas partes internas das Próteses Parciais Removíveis são altamente concentrados, porque não são diluídos pela saliva. Estudos mostram que 15% da população apresentam sensibilidade ao níquel (Ni), 8% ao cobalto (Co) e 8% ao cromo (Cr). A concentração de prata (Ag) diminui sensivelmente as atividades celulares. Íons de ouro (Au) não integram com os tecidos de maneira a provocar respostas alérgicas. Estudos mostram que os pacientes sensíveis ao paládio (Pd) são quase sistematicamente sensíveis ao níquel (Ni). A razão de alguns íons metálicos provocarem alergias, e outros não, não são conhecidos. O sobreaquecimento de uma liga conduz a uma formação de óxidos, nem sempre sensíveis. A saliva, composta de aproximadamente 99% de água, assim como o bicarbonato de sódio, cloro, cálcio, magnésio e fosfato, têm grande poder corrosivo sobre estes óxidos. Como dito anteriormente, ainda não possível conhecer os efeitos biológicos das ligas odontológicas. A escolha de uma envolve dados financeiros, legais, técnicos e a satisfação do paciente. A escolha na maioria das vezes é filosófica com base em possíveis riscos biológicos. O aconselhável é empregar ligas odontológicas provenientes de fabricantes constituídos de setores de pesquisas e desenvolvimento. A avaliação deveria sempre envolver provas de corrosão e teste de biocompatibilidade básico para determinar se a liberação de elementos é biologicamente significante.

34 CONCLUSÃO Por fim, concluímos que, para a aplicação das ligas odontológicas, os metais e as ligas devem possuir características mínimas como: - A natureza química das ligas não deve produzir efeitos tóxicos danosos ou alérgicos no paciente ou no operador; - As propriedades químicas devem apresentar resistência à corrosão e a alterações físicas quando em contato com os fluidos orais; - Os metais que as compõem precisam apresentar resultados satisfatórios em relação a propriedades físicas e mecânicas tais como: Condutibilidade térmica; Temperatura de fundição; Coeficiente de expansão térmica; Contração de solidificação; Mínima reatividade com os revestimentos; Resistência ao desgaste; Resistência à corrosão e ao manchamento; Resistência à deflexão (ligas metalocerâmicas); Soldagem e polimento; Alta dureza - A experiência técnica para a confecção e o seu uso deve ser de fácil execução tanto para o dentista e o técnico laboratorial; - Os metais, as ligas e os materiais para a confecção devem ser relativamente baratos e bem acessíveis.

35 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. ANUSAVICE, Kenneth J. Phillips Materiais Dentários, 10ª Edição, Guanabara Koogan 2. ANUSAVICE, Kenneth J. Phillips Materiais Dentários, Tradução 11ª Edição, Elsevier, 3. BIOCOMPATIBILIDADE DAS LIGAS DENTAIS - Resumo baseado no artigo: Biocompatibility of dental casting alloys: A review Wataha JC. Biocompatibility of dental casting alloys: a review.j Prosthetic Dentistry 2002;87: < _dentais> 4. ATUALIZAÇÃO EM PRÓTESE DENTÁRIA - 11º Congresso Internacional de técnicos em prótese dentária. Outubro/Novembro 2009, Editora Altana, São Paulo, PHILLIPS, Ralph W. Skinner Materiais Dentários, 9ª Ediçao, 6. SALVADOR, Edgard; USBERCO, João. Química Essencial, São Paulo: Editora Saraiva 2001.