BRUNO SEEMANN VIEIRA
ZIRCÔNIA COMO MATERIAL DE ESCOLHA PARA
INFRA-ESTRUTURA DE PRÓTESES FIXAS –
REVISÃO DE LITERATURA
ZIRCÔNIA COMO MATERIAL DE ESCOLHA PARA
INFRA-ESTRUTURA DE PRÓTESES FIXAS –
REVISÃO DE LITERATURA
Monografia apresentada ao Programa de Especialização em Prótese Dentária do ICS – FUNORTE/SOEBRÁS NÚCLEO FLORIANÓPOLIS, como parte dos requisitos para obtenção do título de Especialista.
ORIENTADOR: Dr. Silvio Teodoro de Carvalho
Há décadas as cerâmicas fundidas ao metal tem sido o material de escolha para fabricação de próteses fixas. Contudo, a crescente demanda cada vez mais exigente por estética tem impulsionado uma evolução dos materiais cerâmicos. Com o objetivo de substituir o metal desses trabalhos, as infra-estruturas de cerâmicas a base de zircônia tem se destacado no estágio atual da evolução das cerâmicas odontológicas. A tecnologia empregada através dos sistemas CAD/CAM é aliada dos avanços conquistados na busca de restaurações livres de metal, através da usinagem de cerâmicas mais resistentes para as infra-estruturas com precisão. Devido a suas excelentes propriedades mecânicas, que se deve a uma propriedade peculiar das cerâmicas a base de zirconia chamada “transformação de endurecimento”, este é atualmente o material mais promissor na tentativa de substituir o metal das coroas metalo-cerâmicas, especialmente em próteses parciais em área posterior, sem prejuízos de resistência e com uma enorme vantagem estética. O objetivo desta revisão foi apresentar o atual estágio das cerâmicas odontológicas para infra-estruturas de próteses fixas, descrevendo os principais processos fabricação e enfatizando as cerâmicas a base de zircônia.
For decades the ceramics fused to metal has been the material of choice for fabrication of fixed prostheses. However, the growing demand increasingly demanding for aesthetic has driven an evolution of ceramic materials. In order to replace the metal of these works, the zircônia-based ceramic infraestructure has excelled at this stage of the evolution of dental ceramics. The technology used by the CAD / CAM systems is coupled with the advances made in the search for metal-free restorations, through the accurately machining of ceramics more resistant to the infrastructure. Due to its excellent mechanical properties, which is due to a peculiar property of zirconia-based ceramic call “transformation thoughening”, this is the most promising material currently in an attempt to replace the metal of the metal-ceramic crowns, especially in partial dentures in the posterior zone, without resistance decreases and with a great aesthetic advantage. The objective of this review was to present the current status of dental ceramics for fixed prostheses infraestructures, describing the main manufacturing processes end emphasizing the zirconia-based ceramics.
Figura 1 - Esquema mostrando as três fases cristalográficas da cerâmica a base de zircônia ...44 Figura 2 - Esquema mostrando o início da formação de trinca na estrutura a base de zircônia ...48 Figura 3 - Esquema ilustrando a transformação de endurecimento ...49 Figura 4 - A diferença dimensional das estruturas confeccionadas por usinagem mole que serão compensadas durante a sinterização final...52 Figura 5 - Os principais tipos de términos cervicais para próteses fixas ...71 Figura 6 - Esquema ilustrando os tipos de término cervical mais recomendados para confecção de próteses fixas livres de metal ...71 Figura 7 - Esquema ilustrando os tipos de término cervical que não são indicados para confecção de próteses fixas livres de metal...72 Figura 8 - Esquema mostrando a espessura ideal para confecção de próteses livres de metal...73 Figura 9 - Infra-estrutura cerâmica fraturada...76
Tabela 1 - Métodos de fabricação das cerâmicas para próteses fixas e as
respectivas fases cristalinas utizadas...24 Tabela 2 - Principais cerâmicas para infra-estrutura de próteses fixas ...34 Tabela 3 - Alguns sistemas CAD-CAM disponíveis em Odontologia, fabricantes e Website ...55 Tabela 4 - Sistemas CAD/CAM atuais para usinagem de Y-TZP...61 Tabela 5 - Materiais cerâmicos e sistemas CAD/CAM com indicações e
resistência ...64 Tabela 6 - Processos de fabricação, do que se compõe a fase cristalina, resistência à fratura, nome do sistema cerâmico e fabricante...65 Tabela 7 - Diferentes cerâmicas e suas indicações ...68 Tabela 8 - Sistemas cerâmicos descritos na literatura e áreas dos conectores
indicadas ...77 Tabela 9 - Cerâmicas condicionáveis e não-condicionáveis ...79
µM - Micrometros AL – Alumina
CAD/CAM – Computer Assisted Design/Computer Assisted Machining FSZ – Zircônia Totalmente Estabilizada
HIP – High Isostatic Pressure (prensagem isostática quente) MPa – Mega Pascal
PPFs – Próteses Parciais Fixas
PSZ – Zircônia Parcialmente Estabilizada TZP – Zircônia Tetragonal Policristalina YZ – Óxido de ítrio
1 INTRODUÇÃO ... 10 2 PROPOSIÇÃO ... 13 3 RETROSPECTIVA DA LITERATURA ... 15 3.1 HISTÓRICO ...15 3.2 AS CERÂMICAS ODONTOLÓGICAS...18 3.2.1 Porcelanas feldspáticas... 19
3.2.2 Vidros ceramizados ou cerâmicas feldspáticas reforçadas... 20
3.2.3 Cerâmicas infiltradas por vidro... 21
3.2.4 Cerâmicas essencialmente de óxidos ou cerâmicas densas ... 23
3.3 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DAS CERÂMICAS...23
3.3.1 Condensação de pó ... 24
3.3.2 Sinterização ... 25
3.3.3 Prensagem por calor ou Injeção ... 26
3.3.4 Técnica de infiltração (slip-casting)... 27
3.3.5 Fresagem ou usinagem ... 28
3.4 SISTEMAS CERÂMICOS...29
3.4.1 Cerâmicas de cobertura... 30
3.4.2 Infra-estruturas cerâmicas ... 32
3.4.3 Exemplos de sistemas cerâmicos com cerâmicas a base de zirconia... 34
3.4.3.1 Sistema in-ceram (VITA) ...34
3.4.3.2 Sistema IPS e.max (Ivoclar Vivadent) ...37
3.4.3.3 Sistema procera (Nobel Biocare) ...38
3.4.3.4 Cercon zirconia (Dentsply-Degussa) ...39
3.5 PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS CERÂMICAS ...40
3.6 CERÂMICAS A BASE DE ZIRCÔNIA ...44
3.6.1 Zircônia parcialmente estabilizada por óxido de ítrio (Y-TZP) ... 50
3.6.2 Alumina reforçada por zirconia (ZTA) ... 50
3.7 USINAGEM DE CERÂMICAS A BASE DE ZIRCONIA ...51
3.7.1 Sistemas CAD/CAM... 54
3.7.1.1 Sistema CEREC...55
3.7.1.3 LAVA ...57
3.7.1.4 Cercon...58
3.7.1.5 Zirkonzahn...58
3.7.1.6 Everest ...59
3.7.1.7 DCS-PRECIDENT ...60
3.8 PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS CERÂMICAS À BASE DE ZIRCONIA ...61
3.9 CONSIDERAÇÕES CLÍNICAS ...65
3.9.1 Indicações... 65
3.9.2 Preparo dental ... 68
3.9.3 Considerações para infra-estruturas de próteses parciais fixas ... 73
3.9.4 Cimentação ... 78
4 DISCUSSÃO ... 82
5 CONCLUSÕES ... 91
As próteses fixas unitárias e parciais são realizadas com frequência em Odontologia a fim de restaurar elementos e solucionar ausências dentais, tendo como principal objetivo restabelecer a função mastigatória, garantindo assim um equilíbrio ao sistema estomatognático (Costa et al., 2011).
Há décadas as restaurações metalo-cerâmicas (infra-estruturas metálicas revestidas por cerâmicas) tem sido a escolha ideal para fabricação de próteses parciais fixas. Recentemente, novos sistemas cerâmicos foram desenvolvidos para desempenhar este papel devido à inerente desvantagem estética de uma infra-estrutura metálica. Entretanto, apesar do desenvolvimento de novos materiais e rotas de processamento, a cerâmica é um material frágil por natureza, e sua baixa resistência a fratura e baixa resistência flexural vem a tona quando se discute a possibilidade de confecção de próteses parciais fixas com infra-estruturas totalmente cerâmicas (Andreiuolo, 2007).
Zarone et al. (2011) afirmam que desde o desenvolvimento da porcelana fundida ao metal, as próteses metalo-cerâmicas têm dominado como material de escolha para próteses parciais fixas graças às suas boas propriedades mecânicas e mesmo aos resultados estéticos satisfatórios, juntamente com uma qualidade clinicamente aceitável de adaptação marginal e interna. A previsibilidade e consistência de resultados clínicos positivos, validada por longo prazo de evidências científicas, a facilidade e precisão dos processos de fundição convencional, bem como os resultados das raras reações adversas às ligas preciosas fizeram as coroas e pontes com infra-estruturas metálicas cada vez mais populares e generalizadas ao longo do tempo.
Contudo, o crescente apelo estético dos dias atuais levou as pessoas a procurarem por tratamentos restauradores de elevado padrão de estética. Neste contexto, as porcelanas guardam posição de destaque na odontologia moderna, pois sua cor, translucidez e vitalidade não podem ser superadas por nenhum outro material (Andreiuolo, 2007). Além disso, as cerâmicas, de modo geral, são cromaticamente estáveis e placa-repelentes, com mudança de cor ao longo do tempo insignificante e menor retenção de biofilme (Ahmad, 2006).
Odontologia. Além da estética, sua biocompatibilidade, estabilidade química, resistência mecânica e alta resistência ao desgaste incentivam o seu uso, que já é possível inclusive para infra-estruturas de próteses fixas, proporcionando próteses livres de metal (Pinheiro, 2008).
Coroas e próteses parciais fixas feitas exclusivamente de cerâmica têm algumas vantagens sobre sistemas cerâmicos de metal. Elas são vantajosas do ponto de vista estético, pois não requerem cobertura da infra-estrutura metálica, que pode deixar partes expostas do metal ou partes escuras nas áreas marginais. Além do mais, elas são superiores em relação à corrosão, galvanismo e biocompatibilidade. Próteses livres de metal não possuem zona de sombreamento na região cervical, além de não apresentarem correntes galvânicas, o que contribui para a manutenção da saúde periodontal e pulpar. As vantagens estéticas são ainda maiores, principalmente pela translucidez que podem oferecer (Peixoto & Akaki, 2008).
Apesar da crescente demanda para o uso de cerâmicas puras que vêm ganhando um papel importante neste cenário, devido as suas boas propriedades e grande capacidade de reproduzir os dentes naturais com naturalidade, a sua baixa capacidade de se deformar elasticamente e baixa resistência flexural torna o seu uso em áreas de forte carregamento limitado. Dessa forma, a indicação de uma prótese parcial fixa confeccionada com cerâmica pura, ou seja, infra-estrutura cerâmica ao invés de metálica tem sido restringida aos dentes anteriores ou posteriores envolvendo apenas um pôntico em áreas de baixo carregamento oclusal (Costa et al., 2011).
Entretanto, desde o surgimento do primeiro dente de porcelana até os dias de hoje, o avanço tecnológico proporcionou o desenvolvimento de vários sistemas cerâmicos na odontologia. Estes novos sistemas tentam superar as características de fragilidade e baixa tenacidade à fratura dos materiais cerâmicos que limitaram a sua utilização (Pinheiro, 2008).
Atualmente os sistemas CAD/CAM (Computer Assisted Design/Computer
Assisted Machining) com scanners para captura de imagens sem contato e em três
dimensões, transformam o sistema de fresagem de cerâmicas de alta resistência em um processo preciso e confiável. Esta tecnologia tem dado considerável impulso à difusão e evolução do uso de cerâmicas em infra-estruturas de próteses fixas (Martins et al., 2010).
Como tendência atual os profissionais têm procurado reduzir o emprego das subestruturas metálicas das restaurações para obter uma estética melhor. Estas modificações (“prótese metal free”) têm sido possíveis devido ao aprimoramento das propriedades dos materiais cerâmicos, os quais possuem maior tenacidade à fratura e garantem menor fragilidade das próteses. Para a confecção das próteses sem metal são usadas cerâmicas a base de alumina (Al2O3), de zircônia (ZrO2) ou a
combinação de ambas. A alumina apresenta elevada dureza, estabilidade química, inércia biológica e resistência ao atrito e ao desgaste, mas tem baixa tenacidade. A tenacidade à fratura, medida pela energia necessária para ocorrer a propagação da trinca no material é uma propriedade essencial que as cerâmicas devem apresentar para aplicações em próteses. Com o uso da zircônia é possível controlar a dureza, aumentar a tenacidade à fratura em relação à Alumina e melhorar o desempenho das próteses (Santos & Elias, 2008).
A necessidade de melhores propriedades mecânicas em regiões sujeitas a maiores cargas mastigatórias levou à introdução da zircônia na odontologia (Andreiuolo, 2007). A recente introdução de cerâmicas a base de zircônia como um material odontológico restaurador tem gerado considerável interesse na comunidade odontológica, que tem sido expressa com extensiva investigação industrial e clínica (Koutayas et al., 2009).
Durante a última década, a tecnologia de zircônia tem impulsionado um rápido desenvolvimento das próteses fixas “metal-free” que podem fornecer elevada biocompatibilidade, excelente estética e muita resistência (Vagkopoulou et al., 2009).
As propriedades mecânicas do zircônia são as maiores já reportadas para qualquer cerâmica odontológica (Denry & Kelly, 2008). As cerâmicas a base de Zirconia são as mais fortes e mais resistentes disponíveis para uso na odontologia que se tem hoje. Estas cerâmicas têm o potencial de permitir a confecção de estruturas de próteses fixas com até quatro elementos em áreas de alta tensão como a região posterior, o que nenhuma outra cerâmica pode proporcionar com segurança até então (McLaren & Giordano, 2005).
Estamos vivendo hoje num tempo em que se valoriza muito a estética. Quando se trata de próteses dentárias, requer-se funcionalidade, saúde, conforto e acima de tudo, estética. As cerâmicas têm evoluído muito nos últimos anos e recebido muita ênfase através de estudos e investimentos em novas tecnologias. Tem-se buscado nelas as propriedades ideais para restauração de elementos dentários perdidos ou danificados, pois além de cumprirem satisfatoriamente seu papel funcional, possui estética insuperável se comparadas a qualquer outro material odontológico.
Um dos desafios atuais na área das próteses parciais fixas é a substituição das infra-estruturas metálicas por infra-estruturas de cerâmicas, especialmente em região posterior. Para isso se tornar uma realidade, é necessário uma cerâmica de qualidade superior, para que resista aos esforços mastigatórios e ao meio bucal.
O uso de cerâmicas reforçadas como infra-estruturas de próteses parciais fixas, em especial as cerâmicas a base de zircônia, é relativamente recente, está em plena expansão e em evidência no mercado. Portanto, requer o conhecimento e a atualização constante por parte dos profissionais que pretendem fazer uso desses materiais.
Não menos importante é obter uma noção básica dos fenômenos que englobam os processos de fabricação até os diferentes tipos de cerâmicas disponíveis no mercado para que se possa compreender as diferentes vantagens e indicações de cada sistema cerâmico.
Além disso, conforme Correia et al. (2006), durante os últimos 20 anos, verificou-se um grande desenvolvimento da tecnologia CAD/CAM e à maquinação das restaurações protéticas, tornando importante a realização de uma revisão sobre alguns sistemas CAD/CAM disponíveis em Odontologia.
Têm-se as cerâmicas a base de zircônia como promissoras por seus resultados em próteses fixas em região posterior apresentados até então, porém, faz-se necessário, ainda, muita pesquisa para garantir a segurança de seu uso em longo prazo, sendo de fundamental importância, portanto, manter-se a par dos estudos mais recentes.
atualizar os profissionais da área odontológica, em especial especialistas em próteses dentárias, sobre as características das cerâmicas, especialmente a base de zircônia, para melhor conhecer e ter critérios na escolha ou não deste material na prática clínica.
3.1 HISTÓRICO
Provavelmente as cerâmicas foram os primeiros materiais a serem fabricados artificialmente pelo homem (Peixoto & Akaki, 2008). A palavra cerâmica é originária da palavra grega “keramos” que significa argila. Dados encontrados a quase 13 mil anos mostram evidências dos primeiros indícios de cerâmica nas escavações do Vale do Nilo, no Egito. Desde o século X, a China já dominava a tecnologia da arte em cerâmica, a qual apresentava estrutura interna firme e cor muito branca, chegando na Europa apenas no século XVII onde ficou conhecida como “louças de mesa”. A partir de então, muito esforço por parte dos europeus foi dispensado a fim de copiar a composição da porcelana chinesa. Entretanto, somente em 1717 é que se descobriu o segredo dos chineses, que confeccionavam a cerâmica a partir de três componentes básicos: caulim (argila chinesa), sílica (quartzo) e feldspato (mistura de silicatos de alumínio, potássio e sódio) (Gomes et al., 2008).
Assim, em 1720 os europeus desenvolveram uma porcelana fina e translúcida comparável à porcelana chinesa, composta por feldspato e óxido de cálcio como fundente, sendo que a queima era realizada em alta temperatura (Gomes et al, 2008).
Em 1789 um dentista francês chamado De Chemant confeccionou pela primeira vez uma prótese dentária de porcelana (Dehailan, 2009; Gomes et al, 2008). No final do século XIX surgiram as próteses parciais fixas em cerâmica, denominadas de coroas de jaquetas, que passaram a ser amplamente utilizadas, desde que foi patenteada e desenvolvida a técnica da folha de platina (Gomes et al, 2008).
Na virada do século XIX para o XX, houve um grande entusiasmo pela confecção de restaurações cerâmicas. Isso ocorreu pelo fato de a cerâmica feldspática, a única existente na época, apresentar características desejáveis como substituta dos dentes naturais, como translucidez, estabilidade química, coeficiente de expansão térmica próximo ao da estrutura dentária, baixa condutividade térmica, compatibilidade biológica e alta resistência à compressão. Contudo, a cerâmica feldspática apresenta algumas desvantagens como friabilidade e alta resistência à
abrasão que limitaram seu emprego na época. Além disso, os cimentos usados antes do advento da odontologia adesiva eram friáveis, altamente solúveis e influíam na cor e estética das cerâmicas. Somado a isso, o elevado índice de fraturas restringiu o uso da cerâmica feldspática a locais de baixas tensões, limitando seu emprego. Mais tarde, com o surgimento das restaurações metalocerâmicas (infra-estruturas metálicas), a cerâmica feldspática passou a ser amplamente utilizada, tanto na confecção de restaurações unitárias como em próteses fixas de vários elementos (Conceição, 2005).
Em 1950, adicionou-se leucita na formulação da porcelana visando aumentar o coeficiente de expansão térmica e possibilitar sua fusão com certas ligas áureas para confecção de coroas totais e próteses parciais fixas (PPFs) (Gomes et al, 2008). A porcelana feldspática foi a primeira a ser empregada na odontologia e, até hoje, tem grande aceitação clínica (Guerra et al., 2007). Os sistemas metalo-cerâmicos de que conhecemos estão disponíveis desde 1960 e utilizam deste tipo de cerâmica (Denry & Holloway, 2010). Nessa década, McLean & Hughes desenvolveram uma subestrutura que se baseava no reforço do vidro felspático com alumina. O material consistia de um vidro feldspático contendo 40-50% de alumina. As partículas de alumina, por serem mais resistentes que as do vidro, atuariam impedindo a propagação da trinca. Este sistema conseguiu elevar a resistência à flexão. Mas apesar de um considerável aumento na resistência à flexão dessas subestruturas, este sistema ainda não era indicado para uso na região posterior e pouco recomendável mesmo para dentes anteriores. Isto significava que subestruturas mais resistentes eram necessárias (Andreiuolo, 2007).
Em 1983 foi desenvolvido o sistema IPS Empress, na Universidade de Zurique, na Suíça, também conhecido como cerâmica prensada reforçada por leucita, porém, somente em 1990 foi lançado ao mercado pela empresa Ivoclar Vivadent (Guerra et al., 2007; Ahmad, 2006).
Com o objetivo de criar uma cerâmica que alcançasse as propriedades das próteses metalo-cerâmicas, para possibilitar a confecção de próteses de dentes posteriores com infra-estruturas cerâmicas, surgiu uma porcelana aluminizada infiltrada de vidro com alto teor de alumina. A primeira marca comercializada foi o In-Ceram® (Vita) introduzida por Sadoun em 1985 (Guerra et al., 2007). O In-Ceram é o sistema mais antigo de próteses totalmente cerâmicas em uso no mercado, também o primeiro indicado para próteses parciais fixas de até 3 elementos em
região anterior (Fonseca, 2008; Andreiuolo, 2007).
Em 1993 foi descrito o sistema cerâmico Procera Allceram (Nobel Biocare), o qual consiste na obtenção de uma infra-estrutura com 99,5% de alumina (Gomes et al., 2008).
Duret, já na década de 70, introduzia a tecnologia CAD/CAM, originalmente destinada a fresagem apenas de blocos de cerâmica totalmente sinterizados (Denry & Holloway, 2010). Nos anos 1990, com a utilização da tecnologia CAD/CAM na odontologia, os substratos de alumina pura fizeram sua primeira aparição em próteses parciais fixas através dos sistemas Procera (Nobel Biocare, Suécia) e Techceram (Techceram LTDA, Inglaterra). Atualmente a Vita também já disponibiliza blocos de alumina densa para o sistema CEREC (Andreiuolo, 2007).
Objetivando o uso do sistema de cerâmica aquecida e prensada para confecção de próteses parciais fixas, em 1999, o mercado recebeu um novo material cerâmico, o IPS Empress 2, no qual a infra-estrutura, à base de dissilicato de lítio, confere maior resistência à cerâmica (Peixoto & Akaki, 2008). O Empress 2 (Ivoclar-Vivadent) foi lançado em 1998, com propriedades mecânicas superiores em comparação com uma Empress 1, sem comprometer a qualidades estéticas. (Ahmad, 2006). No entanto, este sistema não é indicado para confecção de infra-estruturas de próteses parciais fixas ou unitárias em área de grande força oclusal (Henriques et al, 2008).
Pesquisas e desenvolvimento em zircônia como biomaterial foram iniciados no final dos anos 60 do último século, quando Helmer e Driskell publicaram o primeiro trabalho sobre diferentes aplicações de cerâmicas a base de zircônia (Koutayas et al., 2009).
O primeiro uso recomendado de zircônio como um biomaterial de cerâmica foi em forma de cabeça femural para a Total reposição do Quadril (Pilathadka et al., 2007).
Presente na área biomédica desde a década de 80, sendo usada especialmente em próteses de quadril (cabeça femural), a forma de zircônia parcialmente estabilizada tem sido promovida como apropriada para uso odontológico desde o fim da década de 1990, devido à sua excelente resistência à fratura (Vagkopoulou et al., 2009).
O zircônio é um metal cinza prateado, que pode ocorrer na tonalidade azul escura, dúctil, refratário, com elevada resistência à tração, alta dureza e resistente à
corrosão. No que concerne a propriedades físico-químicas, o zircônio é pouco reativo. Na indústria química é usado em equipamento resistente à corrosão, e na indústria eletrônica compõe-se em placas e filamentos (Silva, 2001). Atualmente, a zircônia é usado extensivamente para fins industriais (Vagkopoulou et al., 2009; Pilathadka et al., 2007).
O interesse na utilização da zircônia como biomaterial odontológico partiu de sua boa estabilidade química e dimensional, resistência mecânica, dureza, e um módulo de elasticidade da mesma ordem de grandeza do aço inoxidável (Andreiuolo, 2007).
Os principais sistemas cerâmicos a base de zircônia surgiram em meados da década de 80 e utilizam blocos cerâmicos pré-fabricados e sua combinação com o sistema CAD/CAM (Pinheiro, 2008). A partir de 2001, quando uma nova técnica de confecção de infra-estruturas de próteses fixas foi possível, a de usinagem direta de cerâmica pré-sinterizada, seu uso difundiu-se amplamente e vários fabricantes passaram a oferecer este produto para restaurações de cerâmica pura (Parker, 2007; Denry & Holloway, 2010).
3.2 AS CERÂMICAS ODONTOLÓGICAS
O conceito de cerâmica, em seu aspecto mais amplo, compreende todos os produtos químicos inorgânicos (exceto os metais e suas ligas) que são obtidos pelo homem por meio da queima de minerais em altas temperaturas. Os produtos cerâmicos são obtidos a partir de matérias-primas naturais ou sintéticas. É conveniente separar o conceito de cerâmica e porcelana. Toda porcelana é uma cerâmica, mas uma cerâmica pode ser uma porcelana, um vidro ou um simples tijolo (Fonseca, 2008).
Existem vários tipos de cerâmicas. De maneira geral, elas são classificadas em 10 grupos: Cerâmica vermelha, cerâmica branca, cerâmica de revestimento, refratários, cerâmicas de alta tecnologia, isolantes térmicos, vidros, cimento, cal e abrasivos. Destas, são de interesse odontológico somente as cerâmicas brancas, as de alta tecnologia e os vidros (Fonseca, 2008).
As cerâmicas usadas na Odontologia diferem quanto à estrutura, propriedades, processo de fabricação e consequentemente suas indicações. Mas, podemos agrupar as cerâmicas de uso odontológico dentro de 3 grupos principais:
Porcelanas feldspáticas, vidros ceramizados e cerâmicas essencialmente de óxidos (Fonseca, 2008).
Para Ahmad (2006), as cerâmicas odontológicas são separadas em três categorias: À base de sílica, de alumina e de zircônia.
A estrutura básica da maioria das cerâmicas odontológicas apresenta uma fase cristalina e uma fase vítrea. Os cristais são circundados pela fase vítrea e têm como característica a repetição regular das cadeias, enquanto que os vidros apresentam uma estrutura espacial amorfa. Esse arranjo espacial dos cristais é responsável pela resistência mecânica e ao ataque de agentes químicos, como ácido fluorídrico. Essa fase cristalina apresenta-se opaca, enquanto a fase amorfa (vítrea) apresenta menor resistência química e é responsável pela translucidez (Dehailan, 2009).
Segundo Gomes et al. (2008), as cerâmicas odontológicas são compostas por elementos metálicos (alumínio, cálcio, lítio, magnésio, potássio, sódio, lantânio, estanho, titânio e zircônio) e substâncias não metálicas (silício, boro, flúor e oxigênio). A matriz vitrosa é composta por uma cadeia básica de óxido de silício (SiO4), sendo que a proporção Si:O está relacionada com a viscosidade e expansão
térmica da porcelana. Já a quantidade e natureza da fase cristalina ditam as propriedades mecânicas e ópticas. Além disso, a formulação da porcelana deve ser feita de modo a apresentar propriedades, como fundibilidade, moldabilidade, injetabilidade, usinabilidade, cor, opacidade, translucidez, resistência à abrasão, resistência e tenacidade à fratura (Gomes et al., 2008).
As cerâmicas podem ser de alta, média, baixa ou ultra-baixa fusão. As de alta fusão possuem faixa de fusão de 1.315 a 1.370°C; As de média de 1.090 a 1.260°C e de baixa 870 a 965°C, ultra-baixa menor de 870°C (Craig & Powers, 2004).
As de média e baixa fusão são as usadas normalmente como cerâmicas de cobertura. As de alta são consideradas superiores em resistência, insolubilidade, transparência e na manutenção da precisão da forma durante queimas repetitivas. A principal vantagem da de alta é poder sofrer reparos, acréscimos, corantes ou glazeamento sem distorções (Craig & Powers, 2004).
As cerâmicas com maior qualidade estética possuem alto teor de vidro. Estas cerâmicas predominantemente vítreas imitam melhor as propriedades ópticas do esmalte e da dentina. Os fabricantes controlam seus efeitos ópticos acrescentando pequenas quantidades de partículas de carga, que podem ser partículas cristalinas
de vidros de alta fusão. Essas cerâmicas são usadas para cobertura. As cerâmicas chamadas policristalinas não contém vidro. Os átomos e moléculas se arranjam de forma regular tornando-as mais resistentes e menos suscetíveis à propagação de trincas. Isso possibilida seu uso como infra-estruturas de reforço, proporcionando próteses fixas livres de metal (Dehailan, 2009).
3.2.1 Porcelanas feldspáticas
É a cerâmica tradicional ou convencional, encontrada nas próteses metalo-cerâmicas. Foram as primeiras cerâmicas modernas de uso odontológico e têm esse nome porque sua principal matéria-prima é o feldspato. A cerâmica feldspática é composta por uma matriz de vidro e uma ou mais fases cristalinas (Guerra et al., 2007). Feldspato é um mineral abundante na natureza. Na cerâmica, sua função é a de fundente, pois seu ponto de fusão é menor do que a maioria do outros componentes, servindo de cimento para as partículas das varias substâncias cristalinas, além de outros aspectos, como as reações físico-químicas (Ramos, 2001).
As propriedades mecânicas das porcelanas feldspáticas são as mais baixas dentre os materiais cerâmicos utilizados em odontologia devido a grande quantidade de fase vítrea (Denry & Holloway, 2010).
Nas palavras de Gomes et al. (2008), essas cerâmicas possuem translucidez semelhante aos dentes, são resistentes à compressão, apresentam baixa temperatura de fusão, o que diminui o potencial de distorção do coping metálico, não corroem e são resistentes aos fluídos orais. No entanto, apresentam baixa resistência à flexão (60 MPa) e elevada dureza, a qual poderá provocar abrasão dos dentes opostos. São indicadas como material para recobrimento das coroas metal-cerâmicas e próteses parciais fixas.
3.2.2 Vidros ceramizados ou cerâmicas feldspáticas reforçadas
Estão incluídos dentro do grupo dos vidros por Fonseca (2008). No entanto, devido às semelhanças, Ahmad (2006) inclui as porcelanas feldspáticas e os vidros ceramizados no mesmo grupo, que chama de “porcelanas a base de sílica”.
através da cristalização controlada e dirigida de certos vidros, o que faz com que eles tenham características próprias dos vidros e das cerâmicas. São sólidos policristalinos compostos de uma matriz vítrea e uma fase cristalina, onde um processo térmico controlado promove um crescimento desses cristais (cristalização) (Chain et al., 2000).
Esta classe de materiais consiste de uma matriz vítrea circunjacente a uma segunda fase de cristais individuais. As suas propriedades mecânicas dependem do tamanho e da densidade desses cristais e da interação entre os cristais e a matriz vítrea. Esses cristais têm o papel de retardar a propagação de trincas e, em consequência, elevar a sua tenacidade a fratura principalmente através do mecanismo de deflexão das trincas (Andreiuolo, 2007).
A leucita também funciona como uma fase de reforço; o maior conteúdo de leucita (comparado com a porcelana feldspática convencional) resulta em maior resistência flexural e contribui para um alto coeficiente de contração térmica (Gomes
et al., 2008).
Chain et al. (2000) diz que nas vitro-cerâmicas os cristais de leucita encontram-se mais homogeneamente distribuídos do que nas porcelanas. Além da leucita como fase cristalina, outras vitro-cerâmicas apresentam cristais diferentes como o dissilicato de lítio (Sistema Empress 2).
A porcelana feldspática reforçada por leucita está disponível nas seguintes formas comerciais: Optec HSP, Optimal Pressable Ceramic (OPC), Finesse All-Ceramic e IPS Empress, VITA VMK 68, e outras (Henriques et al., 2008).
As vitro-cerâmicas à base de leucita (Empress 1) apresentam propriedades mecânicas semelhantes às das porcelanas, portanto também são indicadas para a construção de “inlays”, “onlays”, facetas e recobrimento de infra-estruturas cerâmicas. Já a vitrocerâmica Empress 2, por apresentar propriedades mecânicas superiores às das porcelanas e das outras vitro-cerâmicas, é utilizada como infra-estrutura de coras totais e próteses fixas de até 3 elementos (Chain et al., 2000).
Os sistemas que contêm o dissilicato de lítio como fase cristalina principal apresentam como vantagens superiores níveis de resistências flexural e à fratura, a qual estende o seu leque de aplicações, podendo ser usados como infra-estrutura de coroas unitárias. Esse sistema cerâmico apresenta-se nas formas do IPS Empress 2 e do OPC 3G All Ceramic System (Henriques et al., 2008).
3.2.3 Cerâmicas infiltradas por vidro
A adição de cristais a uma matriz vítrea, limitava a quantidade de fase cristalina em cerca de 40-50 vol. %. Uma abordagem alternativa foi desenvolvida nos anos 1980, onde subestruturas cerâmicas de alta resistência mecânica eram infiltradas com vidro, aumentando assim o volume percentual de fase cristalina na subestrutura. Este sistema, denominado In-Ceram® (Vita Zahnfabrik) possibitou a obtenção de subestruturas com conteúdo de cerca de 85% de fase cristalina (Leal et al., 2002).
Este sistema foi concebido para melhorar os problemas associados à fragilidade da porcelana, e tem sido comercializado pela empresa Vita Zahnfabrik (Alemanha). O sistema conhecido como o In-Ceram Vita é constituído por uma infra-estrutura semelhante à que cobre o coping da metalo-cerâmica. Portanto, não é utilizado um metal, e sim um pó cerâmico de óxido de aluminio extremamente fino (4 µM) oferecendo novas alternativas para coroas metalo-cerâmicas, apresentando alta resistência, contendo pelo menos setenta por cento de alumina pura com vinte por cento de transmissão de luz (Leal et al., 2002).
O sistema In-Ceram® é disponível atualmente tendo como base três materiais distintos, designados para regiões específicas da boca, de acordo com o grau de translucidez e resistência mecânica desejadas. O In-Ceram® Espinélio é o mais translúcido e com resistência moderada (350 MPa), sendo indicado para coroas unitárias anteriores. O In-Ceram® Alumina possui resistência intermediária (500 MPa) e boa translucidez, sendo indicado para próteses parciais fixas anteriores, além de coroas unitárias anteriores. Já o In-Ceram® Zircônia, possui alta resistência (700 MPa) e baixa translucidez, sendo indicado para próteses parciais fixas de três elementos posteriores e coroas unitárias posteriores (Giordano, 2003 apud Andreiuolo, 2007).
Na técnica do In-Ceram® Alumina, um núcleo poroso de alumina parcialmente sinterizado é infiltrado com um vidro de lantânio de baixa viscosidade. Após a infiltração a contração da peça é de apenas 0,20%. Este foi o primeiro sistema restaurador indicado para a fabricação de próteses parciais fixas anteriores de três elementos. A subestrutura obtida pode então ser recoberta por uma porcelana indicada pelo fabricante para obtenção de forma e estética desejadas. Subestruturas de In- Ceram® Alumina também podem ser fabricadas a partir de
blocos cerâmicos pré-sinterizados (VITA In-Ceram Alumina Blanks, Bad Sackingen, Alemanha), por meio da tecnologia CAD/CAM (Tinschert et al., 2001 apud Andreiuolo, 2007).
O In-Ceram® Zircônia (ZTA) foi desenvolvido para propiciar subestruturas resistentes às forças mastigatórias mais intensas. O ZTA é um compósito alumina-zircônia-vidro. A alumina tenacificada por zircônia (ZTA) é baseada na adição de 33% em peso de zircônia à alumina, sendo capaz de produzir subestruturas com resistência à flexão de cerca de 700 MPa (Andreiuolo, 2007).
Este sistema é indicado para coroas posteriores e próteses parciais fixas de até três elementos anteriores e posteriores. A melhora nas propriedades mecânicas dessa cerâmica se dá pelo mecanismo de tenacificação por transformação observado na zircônia (Garvie et al., 1975; McLaren & White, 1999; Chong et al., 2002 apud Andreiuolo, 2007).
3.2.4 Cerâmicas essencialmente de óxidos ou cerâmicas densas
As cerâmicas essencialmente de óxidos estão incluídas dentro do grupo das cerâmicas de alta tecnologia e podem ser chamadas de cerâmicas densas. Podem ser compostas de óxidos de alumínio, de lítio, de magnésio e de zircônia (Fonseca, 2008). Ahmad (2006) as separa em: a base de alumina e a base de Zircônia. Andreiuolo (2007) coloca esta classe de cerâmicas como densas.
As cerâmicas essencialmente de óxidos são muito superiores aos vidros e às porcelanas feldspáticas quanto à resistência flexural e dureza. Com relação à estética, as porcelanas provenientes do feldspato e a maioria dos vidros possuem alta translucidez, o que dá ao fabricante a possibilidade de acrescentar corantes e opacificadores que permitem que estas cerâmicas tenham as propriedades de cor e translucidez dos dentes naturais, sendo portanto, mais estéticas. Por sua vez, as cerâmicas essencialmente de óxidos são altamente opacas, com propriedades estéticas reduzidas (Fonseca, 2008).
Parecia óbvio que a evolução natural das subestruturas reforçadas fossem subestruturas densas. Com a utilização da tecnologia CAD/CAM na odontologia, os substratos de alumina densa fizeram sua primeira aparição através dos sistemas Procera (Nobel Biocare, Suécia) e Techceram (Techceram LTDA, Inglaterra). Atualmente a Vita também já disponibiliza blocos de alumina densa para o sistema
CEREC. Além disso já existem sistemas que viabilizam a confecção de subestruturas de zircônia densa, como o Procera (Nobel Biocare), o LAVA (3M/ESPE), o Cercon (Dentsply/Degussa), o DCS Preci-fit (Popp dental), e os blocos de YZ da Vita para o CEREC (Sirona). Estes sistemas seduzem pela sua superior resitência mecânica, quando comparados a sistemas compósitos que incorporam vidro (Giordano, 2003 apud Andreiuolo, 2007).
3.3 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DAS CERÂMICAS
Os processos de confecção das restaurações cerâmicas odontológicas podem variar. Para Fonseca (2008), uma restauração cerâmica pode ser obtida por: sinterização, fresagem e prensagem, ou por associação desses métodos. Em função da técnica, a cerâmica para a confecção de restaurações protéticas pode ser apresentada na forma de pó, pastilha ou bloco.
Uma diferença importante durante os processos de confecção das próteses refere-se ao escoamento. Enquanto os vidros e porcelanas feldspáticas são susceptíveis ao escoamento quando expostos a altas temperaturas, as cerâmicas essencialmente de óxidos ou densas não o são (Fonseca, 2008).
Dehailan (2009) classifica as cerâmicas de acordo com os modos de fabricação em: Condensação de pó; Prensadas em altas temperaturas, Fundidas e injetadas (Slip-Casting) e Craig e Powers (2004) citam também a técnica de infiltração e CAD/CAM.
Os processos de fabricação das cerâmicas para próteses fixas e as fases cristalinas utilizadas podem ser mostrados na tabela 1.
Tabela 1 - Métodos de fabricação das cerâmicas para próteses fixas e as respectivas fases cristalinas utizadas.
Método de fabricação Fase Cristalina
Metalo-Cerâmicas
Sinterização
Cerâmica Pura
Sinterização
Prensagem por calor
Prensagem e sinterização “Slip-cast” e Infiltração por vidro Usinagem mole e infiltração por vidro Usinagem mole e sinterização Usinagem mole, sinterização e prensagem por calor
Usinagem dura
Usinagem dura e tratamento térmico
Leucita
Leucita, Dissilicato de Lítio Alumina
Alumina, Spinel, Alumina-Zirconia Alumina, Alumina-Zirconia Alumina, Zirconia
Zirconia/cerâmica vítra - leucita e fluorapatita
Zircônia, leucita Dissilicato de Lítio Fonte: Denry & Holloway (2010).
3.3.1 Condensação de pó
É considerada o modo tradicional para a fabricação de uma restauração de cerâmica. Neste tipo de processamento, o técnico em laboratório de prótese constrói as restaurações de porcelana a partir de um pó e um líquido fornecidos pelos fabricantes. Esta técnica envolve a aplicação de porcelana líquida usando um pincel especial, seguido da compactação da porcelana através da remoção do excesso de umidade. A porcelana é então queimada a vácuo o que permite a compactação adicional. Cerâmicas fabricadas por esta técnica apresentam um grande grau de translucidez e são altamente estéticas, e são utilizados principalmente como camadas de recobrimento (Dehailan, 2009).
A condensação de pó é utilizada na produção de porcelanas feldspáticas. A fase vítrea durante a queima amolece possibilitando a coalescência das partículas do pó de porcelana. Este processo é também chamado de sinterização de fase
líquida. Esta sinterização ocorre a uma temperatura relativamente elevada,
permitindo a formação de um sólido denso (Dehailan, 2009).
Exemplos de sistemas que utilizam esta técnica: - Duceram LFC (Dentsply) - Finesse low fusing (Dentsply) - IPS e.max Ceram (Ivoclar-Vivadent) - IPS Eris (Ivoclar-Vivadent) - Lava Ceram (3M ESPE) - Vita D (Vita Zahnfabrik) - Vitadur Alpha (Vita Zahnfabrik) - Vita N (Vita Zahnfabrik) (Dehailan, 2009).
3.3.2 Sinterização
A sinterização é um processo de aquecimento que promove união entre partículas com o intuito de compactá-las. É o processo de queima para assegurar a densificação (Craig & Powers, 2004). Não há fusão nem reações químicas
importantes, apenas ocorre o amolecimento da fase vítrea em determinada temperatura, a qual engloba os cristais. Normalmente as cerâmicas são prensadas por alta pressão e depois devem ser aquecidas por algumas horas para dar resistência e adesão às partículas. As porcelanas e os vidros quando trabalhadas pela técnica de pó-líquido e sinterizadas, são insuperáveis quanto à estética, pois permitem inúmeras possibilidades de caracterizações e individualizações das restaurações, diferente dos vidros fundidos e prensados e das cerâmicas fresadas, que são monocromáticas (Fonseca, 2008).
Após a construção da restauração pela técnica de condensação de pó (também chamada de “corpo verde” nesta fase), esta é levada a um forno específico para porcelanas odontológicas, no qual se dá o processo de sinterização propriamente dito (ou queima). O objetivo da sinterização é unir as partículas do pó, aumentando a densidade da massa por meio dar redução das porosidades (Dehailan, 2009).
Craig & Powers (2004) explicam que há dois tipos principais de cerâmica usam essa técnica: cerâmica a base de alumina e cerâmica reforçada por leucita. A cerâmica a base de alumina é um exemplo de aumento de resistência pela dispersão da fase cristalina. A sua dispersão em uma matriz vítrea de coeficiente de expansão térmica similar resulta no fortalecimento significativo do núcleo. Tem sido proposto que a união excelente entre alumina e a fase vítrea é responsável por esse aumento na resistência comparado com a cerâmica reforçada por leucita. A reforçada por leucita é uma porcelana feldpática reforçado com 45% de volume de leucita tetragonal e está disponível para confeccionar restaurações de cerâmica pura sinterizada. Esse maior conteúdo de leucita resulta em maior resistência flexural e alto coeficiente de contração térmica.
Restaurações de cerâmica pura sinterizadas estão sendo lentamente substituídas por restaurações cerâmicas prensadas por calor, que possuem uma técnica mais simplificada (Craig & Powers, 2004).
No caso da cerâmica de Y-TZP (Zirconia densa), o processo de sinterização tem um forte impacto na estabilidade e propriedades mecânicas do produto final, pois elas ditam o tamanho de grão, que por sua vez influencia nas propriedades da Y-TZP (Denry & Kelly, 2008).
As cerâmicas prensadas ou injetadas podem ser vistas como técnica “Press”. As cerâmicas prensadas são restaurações que utilizam a técnica da cera perdida associada à injeção da cerâmica para o interior do revestimento, a partir da fundição de pastilhas cerâmicas. Estas são fundidas e injetadas sob calor e pressão para dentro de um revestimento, preenchendo o espaço ocupado anteriormente pela cera (Fonseca, 2008).
Os vidros prensados por calor ou injetados são também chamados termo-injetáveis (Gomes et al., 2008). Os vidros e porcelanas feldspáticas têm temperatura de escoamento iniciada por volta dos 950°C. Nessa temperatura podem ser modelados, mas exigem certa força de compressão (prensagem) e são feitos através da técnica da cera perdida. A peça obtida é de cor única. Sua cobertura necessitará de “maquiagem” (pintura extrínseca) ou será de vidro ceramizado em pó pela técnica da estratificação (pó-líquido) (Dehailan, 2009).
As cerâmicas injetadas podem ser prensadas ou fundidas. O processo de fundição é realizado pela combinação da técnica da cera perdida e injeção do vidro fundido por meio da centrifugação, da mesma forma que a prensagem. A diferença é que nesta, a cerâmica não derrete, apenas muda de estado (Henriques et al., 2008). Os vidros ceramizados utilizam estas técnicas de confecção. Eles dividem-se basicamente em fundidos e prensados (Dehailan, 2009).
Em Dehailan (2009) consta que as cerâmicas prensáveis estão disponíveis como barras de vitrocerâmica, que são fornecidos pelos fabricantes. A vantagem desta técnica é que ela utiliza a experiência que o técnico de laboratório já tem intimidade com o método de cera perdida devido ao método de fabricação das ligas de metal. IPS Empress ® e IPS Empress ® 2 (Ivoclar Vivadent) são representantes de materiais utilizando técnica de prensagem por calor para a fabricação.
Ela é usada na odontologia para produzir coroas de cerâmica pura como inlays, onlays, facetas e mais recentemente, próteses parciais fixas. A prensagem pelo calor auxilia na prevenção de poros grandes, promovendo uma boa dispersão da fase cristalina dentro da matriz vítrea. As propriedades mecânicas dos vários sistemas cerâmicos são maximizadas com os cristais de alta densidade e de tamanho pequeno (Craig & Powers, 2004).
As vantagens das cerâmicas prensadas pelo calor incluem boa estética para os reforçados por leucita, alta resistência (mas maior opacidade) para os a base de
dissilicato de lítio e capacidade de utilizar a bem conhecida técnica da cera perdida. Os tempos de processamento são curtos e a adaptação marginal está dentro de uma faixa aceitável (Craig & Powers, 2004).
3.3.4 Técnica de infiltração (slip-casting)
As cerâmicas infiltradas são compostas por dois componentes: pó (oxido de alumínio ou corpo), que é fabricado como substrato poroso, e um vidro, geralmente composto por porcelana feldspática, que é infiltrado dentro do substrato poroso em alta temperatura (Cacko, 2007).
O processo de infiltração de vidro fundido sobre uma estrutura porosa de cristais de óxido de alumínio é denominado slip casting (Fonseca, 2008). Esta técnica envolve a formação de um molde, geralmente de gesso, da estrutura desejada através, por exemplo, da técnica de cera perdida, e então a cerâmica é injetada no molde formado. O quadro é então removido do molde para sinterização parcial. A cerâmica resultante desse processo é muito fraca e porosa e deve ser infiltrada com vidro ou ser totalmente sinterizada antes da aplicação da cerâmica de revestimento (Dehailan, 2009).
O processo de infiltração por vidro na cerâmica porosa formada é único, no qual o vidro derretido é direcionado nos poros por ação de capilaridade em alta temperatura. Os materiais processados por essa técnica são propensos a mostrar redução na porosidade, poucos efeitos provindos do processamento e maior tenacidade do que porcelanas feldspáticas convencionais (Craig & Powers, 2004).
3.3.5 Fresagem ou usinagem
A usinagem é uma opção a ser utilizada como método de fabricação de restaurações cerâmicas “metal-free” para inlays, onlays, facetas e próteses fixas unitárias ou parciais (Gomes et al., 2008).
Blocos pré-fabricados de cerâmicas, já sinterizados ou fundidos, são usinados por meio de processos computadorizados (sistemas CAD/CAM). O desenvolvimento dos sistemas CAD/CAM para uso na profissão odontológica começou nos anos 70 com Duret na França, ALtschuler nos EUA, e Mormann e Brandestini na Suiça (Touati et al., 2000).
Os sistemas CAD/CAM, inicialmente, foram utilizados para a fabricação de coroas e pontes combinados com infra-estrutura de titânio, cobertos por porcelanas de baixa fusão. Atualmente, tanto cerâmicas feldspáticas quanto vítreas podem ser fresadas segundo esta tecnologia. O processo de fresagem por computador é realizado sobre blocos de porcelana pré-sinterizados a seco e fabricados industrialmente, sob rigoroso controle, os quais são reduzidos por desgaste ou sono-erosão (ultrassom) com o auxílio de tecnologia digital. Como resultado, esta técnica produz uma réplica de porcelana a partir de um padrão virtual obtido sobre uma imagem óptica (escaneamento do modelo, por exemplo). O conceito desta tecnologia de fresagem baseia-se na captura da imagem por um leitor óptico ou a laser. A imagem capturada é transportada para um programa de desenho onde o contorno do preparo e a forma da restauração final são realizados. Estas informações são então enviadas a uma unidade fresadora que inicia a fabricação da restauração protética. A imagem real dos preparos pode ser capturada através de uma câmera óptica intra-oral com infravermelho, que escaneia diretamente a superfície do preparo, ou através de um leitor a laser. Neste segundo caso, o profissional precisa realizar uma moldagem do preparo para obtenção de um modelo, sendo este sim, escaneado. Outros sistemas ainda necessitam que o técnico realize o enceramento da estrutura sobre o troquel, para que o padrão em cera, ou em resina seja escaneado (Sistema Cercon) (Guerra et al., 2007).
Os materiais cerâmicos utilizados para a tecnologia CAD/CAM podem ser classificados com base na composição química que apresentam, mais precisamente como cerâmicas feldspáticas, aluminizadas e vítreas, ou simplesmente definidos “cerâmicas para coroas e infra-estruturas fresadas” (Bottino et al., 2009).
Os sistemas cerâmicos CAD/CAM, permitem que se trabalhe com cerâmicas de diferentes composições químicas (feldspáticas, leucíticas, aluminizadas, a base de zircônia) sob forma de blocos pré-manufaturados (Bottino et al., 2009).
Dentre as vantagens do sistema CAD/CAM destacam-se a rapidez nos procedimentos e maior resistência devido à alta qualidade dos blocos cerâmicos. A resistência à flexão e a tenacidade difere dos materiais cerâmicos que compõe o sistema In-Ceram. Além da indicação principal para a confecção de coroas e próteses parciais fixas o sistema também pode ser usado como forma alternativa para confecção de próteses fixas adesivas, núcleos e pinos, pilares para implantes, entre outros (Fonseca, 2008).
3.4 SISTEMAS CERÂMICOS
Sistema é um conjunto de materiais, e/ou técnicas para uma finalidade. Os sistemas cerâmicos podem ser óticos, de resistência ou técnica, ou ainda uma conjunção deles. O conceito de sistema cerâmico surgiu da associação entre cerâmicas com alta resistência para infra-estrutura com as cerâmicas estéticas para cobertura (Fonseca, 2008).
Para Touati et al. (2000), existem vários critérios pelos quais os dentistas podem julgar os sistemas restauradores. Estes incluem estética, resistência, adaptação marginal, custo e facilidade de fabricação. Os diferentes sistemas cerâmicos satisfazem esses critérios em graus variados.
As tradicionais coroas metalocerâmicas consistem numa infraestrutura de metal recoberta por porcelana. A infraestrutura de metal é opaca e por consequência não consegue imitar a translucidez do dente natural. Os sistemas totalmente cerâmicos surgiram com o intuito de eliminar estas infraestruturas, na tentativa de promover uma melhor distribuição da reflexão da luz, resultando assim, numa melhor estética. Estes sistemas podem ser fabricados em uma única camada (coroas monolíticas), como as vitrocerâmicas (p. ex. cerâmicas à base de dissilicato de lítio ou de leucita), e posteriormente pintada para permitir as características de cor ou podem ser confeccionadas em camadas composta pela infraestrutura cerâmica e pela cerâmica de cobertura (Martins et al., 2010).
3.4.1 Cerâmicas de cobertura
A cerâmica de cobertura é a parte responsável por caracterizar a estética do dente e mascarar a opacidade ou ausência de estética da infra-estrutura de cerâmica ou metal. A cerâmica de cobertura é normalmente uma porcelana que é aplicada e sinterizada sobre a base de resistência através da técnica de cocção em forno próprio. As cerâmicas de cobertura devem apresentar resistência, estética, coeficiente de expansão térmica campatível com o das infra-estruturas, e baixo potencial de desgaste dos dentes antagonistas, uma vez que são elas que ficam em contato oclusal (Fonseca, 2008).
sem a necessidade de infra-estrutura. Normalmente são utilizadas, para cobertura, porcelanas feldspáticas e vidros ceramizados (Fonseca, 2008).
Durante o processo de resfriamento, a porcelana da superfície irá se resfriar mais rápido que a do interior, e quando esta última se contrai (puxando a parte externa para dentro) encontrará a camada superficial já completamente rígida, ou seja, incapaz de se escoar; desta forma a superfície ficará submetida a uma tensão de compressão, enquanto seu interior ficará em tração (Cacko, 2007).
Se a alteração dimensional for suficientemente elevada (mesmo levando em conta um coeficiente de expansão térmica relativamente baixo da porcelana dental), a parte interna do material que está sob tração irá romper-se para aliviar a tensão, resultando no aparecimento de microtrincas na superfície, que em última instância levarão à fratura da peça (Cacko, 2007).
Para resolução destes problemas foram propostos dois mecanismos para a melhoria das características das porcelanas: a utilização de subestruturas mais resistentes ou melhorar as propriedades mecânicas das porcelanas, denominadas porcelanas reforçadas (Cacko, 2007).
Para que haja compatibilidade térmica e também melhorar a aparência estética, aplicam-se cerâmicas apropriadas para a cerâmica Y-TZP usada nas subestruturas usinadas (Souza, 2007).
Alguns exemplos de cerâmicas de cobertura para infra-estruturas a base de zircônia são:
• Sistema PM9:
A empresa Vita Zanhfabrik lançou recentemente a pastilha de cerâmica feldpática que também utiliza o processo de prensagem, denominada VITA PM9. Esta cerâmica pode ser usada para confecção de coroas anteriores e recobrimento de copings a base de zircônia estabilizado por ítrio (Fonseca, 2008).
• Sistema NobelRond Press:
Este sistema de cerâmica prensada desenvolvido pela Nobel Biocare apresenta-se dividido em três tipos, de acordo com o tipo de subestrutura indicada para sua prensagem: NobelRond Press Alumina, NobelRond Press Zirconia e NobelRond Press Solo (Fonseca, 2008).
• Sistema CZR Press:
É formado por pastilhas de cerâmica feldspática e dentre suas indicações está o recobrimento estético de qualquer coping a base de zircônia (Fonseca, 2008).
• IPS e.max ZirPress:
É uma cerâmica vítrea a base de fluorapatita, utilizada para recobrimento estético de copings de e.max ZirCAD ou outros a base de zircônia estabilizada por ítrio.
• IPS e.max Ceram:
É uma cerâmica à base de fluorapatita, destinada a estratificar todos ostipos de estruturas do Sistema IPS e.max, independentemente de ser dissilicato de lítio ou óxido de zircônio, injetável ou CAD/CAM.
• Cercon Ceram Kiss:
É desenvolvida especialmente para estruturas de zircônia estabilizada por ítrio, pelo sistema Cercon. É uma cerâmica de recobrimento para estruturas de Zircônia, de baixa fusão, consequentemente com dureza baixa, semelhante ao dente natural. Suas massas opalescentes permitem diversas queimas sem perder o efeito opalescente. Este, é um diferencial técnico patenteado, existente somente nas cerâmicas da DeguDent (Cercon Smart Ceramics, 2011).
3.4.2 Infra-estruturas cerâmicas
As infra-estruturas cerâmicas podem ser de porcelanas reforçadas, infiltradas por vidro ou densas. No caso das cerâmicas reforçadas, as suas propriedades mecânicas dependem do tamanho e da densidade dos cristais e da interação entre os cristais e a matriz vítrea. Esses cristais têm o papel de retardar a propagação de trincas e, em consequência, elevar a sua tenacidade a fratura principalmente através do mecanismo de deflexão das trincas (Cacko, 2007).
Os cristais mais utilizados com intuito de reforçar a estrutura da cerâmica há décadas era leucita e alumina. Mas apesar de um considerável aumento na resistência à flexão dessas subestruturas, com eles ainda não era indicado o uso na
região posterior e no caso da leucita pouco recomendável mesmo para dentes anteriores. Isto significava que subestruturas mais resistentes eram necessárias se a intenção fosse utilizá-las em dentes posteriores (Van Noort, 2003 apud Cacko, 2007).
A adição de cristais a uma matriz vítrea limitava a quantidade de fase cristalina em cerca de 40-50% vol. Uma abordagem alternativa foi desenvolvida nos anos 1980, onde subestruturas cerâmicas de alta resistência mecânica eram infiltradas com vidro, aumentando assim o volume percentual de fase cristalina na subestrutura. Este sistema, denominado In-Ceram® (Vita Zahnfabrik) possibitou a obtenção de subestruturas com conteúdo de cerca de 85% de fase cristalina (Cacko, 2007).
Este sistema é indicado para coroas posteriores e próteses parciais fixas de até três elementos anteriores e posteriores. A melhora nas propriedades mecânicas dessa cerâmica se dá pelo mecanismo de tenacificação por transformação observado na zircônia (Cacko, 2007).
Atualmente já existe uma rota alternativa para a confecção dessas subestruturas, por meio da tecnologia CAD/CAM. Pós da mistura de cerâmicas são prensados isostaticamente e parcialmente sinterizados para produzir blocos cerâmicos os quais são usinados (CAM) e infiltrados com vidro de lantânio, resultando numa subestrutura de elevada resistência mecânica (Cacko, 2007).
As infra-estruturas de Zirconia são as mais resistes para confecção de subestruturas, sendo indicadas para próteses parciais de até 4 elementos em região posterior, e ainda por cima com boas propriedades estéticas, pois podem ser confeccionadas em quatro diferentes matizes, facilitando a caracterização intrínseca da coroa final (Fonseca, 2008).
Na tabela 2, as principais cerâmicas para infra-estrutura de próteses fixas. Tabela 2 - Principais cerâmicas para infra-estrutura de próteses fixas.
Dissilicato de Lítio (70%) IPS e.max CAD IPS e.max Press Cerâmicas vítreas (Baixo conteúdo
de vidro)
Alumina, Spinell,
Alumina/Zirconia (70%) In-Ceram Alumina In-Ceram Spinell In-Ceram Zirconia Alumina Vita AL Cubes
Procera Policristalinas (densas, sem conter
vidro)
Zirconia Vita YZ Cubes IPS e.max Zircad Lava Zirconia
Cercon Zirconia Procera AllzZirconia Fonte: Dehailan (2009).
3.4.3 Exemplos de sistemas cerâmicos com cerâmicas a base de zirconia
3.4.3.1 Sistema in-ceram (VITA)
Sua infraestrutura é uma cerâmica essencialmente de óxido metálico infiltrado por vidro, e sua parte estética, superficial, é uma porcelana feldspática aluminizada.
Trata-se de um sistema cerâmico infiltrado por vidro para confecção de próteses ceramo-cerâmicas. A cerâmica In-Ceram (Vita Zahnfabrik, Bad Sackingen, Alemanha) foi desenvolvida visando melhorar os problemas relacionados com a resistência a fratura e tenacidade. Sua composição consiste em 2 fases tridimensionais interpenetradas: uma fase de alumina (óxido de alumínio) e uma fase vítrea (à base de óxido de lantânio), sendo sua confecção baseada em alumina porosa que, posteriormente, é infiltrada por vidro (Gomes et al., 2008). Nas palavras de Fonseca (2008), consiste em uma infra-estrutura a base de alumina infiltrada por vidro, que confere resistência ao conjunto, e uma cerâmica de revestimento estético, feldspática, a VM7 (VITA Zahnfrabrik – Alemanha).
A cerâmica VITA VM7 tem o coeficiente de expansão térmico linear próximo ao valor do In-Ceram Alumina e do In-Ceram Zirconia, proporcionando uma união segura entre a cerâmica de infra-estrutura e a de cobertura, o que reduz a propensão a trincas, além de produzir desgastes semelhantes ao do dente natural. A cor é conseguida através da técnica de estratificação (Fonseca, 2008).
Existem três variações do sistema In-Ceram de composição para confecção de cerâmica de infra-estrutura, são eles: Ceram Spinell, Ceram Alumina e o In-Ceram Zirconia.
• In-Ceram Spinell:
Utiliza uma mistura de alumina e magnésio e possui translucidez duas vezes maior que o In-Ceram alumina, sendo indicado para coroas anteriores e unitárias onde se deseja translucidez, e contra-indicado, portanto, em dentes com escurecimento ou núcleos metálicos fundidos. A cimentação pode ser realizada com
cimento de ionômero de vidro convencional ou cimentos resinosos translúcidos (Fonseca, 2008).
• In-Ceram Alumina:
É composto por óxido de alumínio com partículas pequenas e pouca contração de sinterização (0,3%), o que permite adequada fidelidade marginal para coroas unitárias em términos marginais de ombros arredondados. Seu uso é indicado para coroas unitárias anteriores e posteriores e próteses parciais fixas convencionais de três elementos anteriores. Devido à relativa opacidade desse material ele pode ser usado em dentes escurecidos ou núcleos metálicos fundidos e sua cimentação pode ser realizada com cimentos convencionais ou resinosos (Fonseca, 2008).
• In-Ceram Zirconia:
Apresenta uma mistura de aproximadamente 70% de óxido de alumínio e 30% de óxido de zircônio, o que aumenta a resistência do material à propagação de trincas, promovendo um aumento da tenacidade e elevação da resistência à flexão. Sua indicação recai para infra-estruturas de coroas unitárias posteriores e de próteses fixas de três elementos posteriores (Fonseca, 2008).
Os três sistemas In-Ceram (Alumina, Spinell e Zirconia) foram agrupados com o nome comercial VITA In-Ceram Classic. No entanto, o sistema In-Ceram possui blocos de Alumina e Zirconia densamente sinterizados para processamento exclusivamente com a tecnologia CAD-CAM, denominados In-Ceram 2000 AL Cubes (densamente sinterizados de alumina) e In-Ceram 2000 YZ Cubes (Zirconia estabilizada por óxido de ítrio), os quais não precisam da infiltração de vidro fundido (Fonseca, 2008).
• In-Ceram 2000 AL Cubes:
Diferente das cerâmicas infiltradas por vidro é uma cerâmica densamente sinterizada a base de Alumina. São vendidos em blocos (cubos) desenvolvidos especialmente para tecnologia CAD/CAM.
São blocos de zircônia estabilizada por óxido de Ítrio densamente sinterizados, também desenvolvidos para tecnologia CAD/CAM. As restaurações dentais de YZ em blocos são fabricadas desgastando blocos parcialmente sinterizados formando restaurações de tamanho maior que são totalmente sinterizadaos e contraem para o tamanho final da restauração (Fonseca, 2008).
Para uma melhor distinção as cerâmicas infiltradas por vidro (Spinell, Alumina e Zirconia) foram agrupadas com o nome comercial VITA In-Ceram Classic, e os blocos de cerâmica densamente sinterizados de Alumina (AL) e zircônia estabilizada por óxido de ítrio (YZ) são denominados de VITA In-Ceram 2000 (Fonseca, 2008).
Os blocos In-Ceram são designados para regiões específicas da boca, de acordo com translucidez e resistência mecânica. In-Ceram® Espinélio é o mais transluzente e com resistência moderada (350 MPa), sendo indicado para coroas unitárias anteriores. In-Ceram® Alumina que possui resistência pouco mais elevada (500 MPa) e moderada translucidez, sendo indicado para próteses parciais fixas anteriores, além de coroas unitárias anteriores/posteriores. In-Ceram® Zircônia, que possui alta resistência (700 MPa) e baixa translucidez, é indicado para próteses parciais fixas de três elementos posteriores e coroas unitárias posteriores. In-Ceram® Zircônia (YZ) possui a maior resistência de todos os sistemas supracitados (1 GPa). Por ser o menos transluzente é indicado para coroas unitárias posteriores e próteses parciais fixas de três a quatro elementos posteriores (Souza, 2007).
3.4.3.2 Sistema IPS e.max (Ivoclar Vivadent)
O sistema IPS e.max representa uma evolução do sistema IPS-Empress. Recentemente lançado no Brasil, IPS e.max é um novo sistema totalmente cerâmico fabricado pela Ivoclar Vivadent com duas opções de tecnologia: injeção e CAD/CAM. Trata-se do primeiro sistema a combinar os benefícios de ambas as técnicas, oferecendo materiais extremamente estéticos e com alta resistência para ambas às tecnologias (Fonseca, 2008).
Baseia-se na utilização de duas tecnologias; a tecnologia Press, composta por pastilhas de IPS e.max Press (cerâmica de dissilicato de lítio e de IPS e.max), ZirPress (cerâmica vítrea de fluorapatita) e a tecnologia CAD, compostas de blocos de ZirCAD (zircônia estabilizada com ítrio) e de IPS e.max CAD (cerâmica de
dissilicato de lítio) (Clavijo et al., 2007).
Constitui-se em um sistema versátil que vai das cerâmicas de vidro com base de dissilicato de lítio injetado ou fresado, respectivamente e.Max Press e e.Max CAD, até o óxido de zircônia injetado ou fresado, e.Max ZirPress e e.Max ZirCAD (Clavijo et al., 2007).
• IPS e.max Press:
Utiliza a tecnologia Press, cerâmica prensada que utiliza a técnica de injeção, composta por pastilhas a base de dissilicato de lítio. Nessa cerâmica, os cristais de dissilicato de lítio ficam dispersos em uma matriz vítrea de forma entrelaçada, impedindo a propagação de trincas em seu interior. Possibilita a confecção de coroas totais anteriores e posteriores e próteses fixas anteriores de três elementos.
• IPS e.max CAD:
São blocos altamente estéticos de dissilicato de lítio, disponíveis para a tecnologia CAD/CAM e para técnica de injeção.
• IPS e.max ZirCAD:
São blocos de alta resistência de óxido de zircônia estabilizado por ítrio destinados à tecnologia de fresagem CAD/CAM na forma pré-sinterizada (usinagem mole). Para recobrimento, indica-se a cerâmica a base de dissilicato de lítio IPS e.max ZirPress, descrita no item “Cerâmicas de Cobertura” (Ivoclar Vivadent, 2011).
As principais indicações do sistema e.max são: Laminados (venners); Coroas parciais; Coroas anteriores e posteriores; Próteses fixas anteriores (de 3 a 6 unidades); Próteses fixas posteriores (de 3 a 6 unidades). As contra-indicações são: preparos muito subgengivais, pacientes com dentição residual muito reduzida e bruxismo (Clavijo et al., 2007).
Dentre os sistemas disponíveis, destaca-se o sistema IPS e.Max, que tem se apresentado como uma excelente alternativa, devido à possibilidade de reproduzir a naturalidade da estrutura dentária. Este sistema cerâmico apresenta quatro materiais altamente estéticos e resistentes para as duas tecnologias atualmente disponíveis: injeção e CAD/CAM. Constitui-se em um sistema versátil que vai das cerâmicas de vidro com base de disilicato de lítio injetado ou fresado,
respectivamente e.Max Press e e.Max CAD, até o óxido de zircônia injetado ou fresado, e.Max ZirPress e e.Max ZirCAD5. Estas possibilidades de uso do IPS e.Max tornam o sistema totalmente flexível para os protéticos, além de permitirem que os quatro materiais de estruturas diferentes que constituem o sistema IPS e.Max possam ser estratificados com a mesma cerâmica de recobrimento. A cerâmica de recobrimento consiste em uma cerâmica de baixa fusão, à base de apatita e nanopartículas, que garantem o biomimetismo com a estrutura dentária (Clavijo et al., 2007).
3.4.3.3 Sistema procera (Nobel Biocare)
Esse sistema usa a tecnologia CAD/CAM para confecção de uma infra-estrutura cerâmica de alta densidade em alumina ou zircônia associada a uma porcelana de recobrimento de baixa fusão (Fonseca, 2008).
• Sistema Procera AllCeram:
Procera AllCeram utiliza uma cerâmica extremamente densa sinterizada a base de óxido de alumínio puro (alumina 99,9%). A cerâmica é produzida num processo industrial conhecido como método PROCERA, que garante perfeita adaptação, muita resistência, quase nenhuma porosidade e translucidez mesmo não sendo transparente.
• Procera AllZirconia® (Nobel Biocare):
As coroas totais com infra-estrutura em zircônia do sistema Procera possuem resistência à flexão ao redor de 1.200 MPa e tem o mesmo padrão de espessura da alumina. Podem ser confeccionadas em quatro diferentes matizes, facilitando a caracterização intrínseca da coroa final. O scanner permite leitura e confecção de próteses de até 14 elementos anteriores e posteriores (Conceição, 2005).
A cimentação pode ser realizada com cimentos convencionais, no entanto, a cimentação adesiva pode duplicar a resistência à fratura, melhorando o prognóstico clínico. Jateamento com óxido de alumínio é contra-indicado, pois pode levar a um alisamento superficial com perda das microretenções originais. Pode ser realizada aplicação de camada de sílica (sistema ROCATEC) ou utilização de cimentos resinosos em combinação com seu sistema adesivo/silano que contenha MDP ou
