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ALEXANDRE ABDALLA ALONSO
ESTUDO COMPARATIVO DA INFLUÊNCIA DE TRÊS DIFERENTES
MÉTODOS DE FUNDIÇÃO NA RESISTÊNCIA DA INTERFACE
METAL-CERÂMICA, POR MEIO DO TESTE DE CISALHAMENTO
Dissertação apresentada à Faculdade
Odontologia de São José dos Campos
Universidade Estadual Paulista, como parte
dos requisitos para a obtenção do título de
MESTRE, pelo Programa de Pós-
Graduação em ODONTOLOGIA
RESTAURADORA, Especialidade em
Prótese Dentária.
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ALEXANDRE ABDALLA ALONSO
ESTUDO COMPARATIVO DA INFLUÊNCIA DE TRÊS DIFERENTES
MÉTODOS DE FUNDIÇÃO NA RESISTÊNCIA DA INTERFACE
METAL-CERÂMICA, POR MEIO DO TESTE DE CISALHAMENTO
Dissertação apresentada à Faculdade Odontologia de São José dos
Campos - Universidade Estadual Paulista, como parte dos requisitos para
a obtenção do título de MESTRE, pelo Programa de Pós-Graduação em
ODONTOLOGIA RESTAURADORA, Especialidade em Prótese Dentária.
Orientador: Prof. Dr. Fernando Eidi Takahashi
São José dos Campos
2006
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DEDICO ESTA DISSERTAÇÃO
A Deus,
Pela oportunidade da VIDA
Oração da Manhã
Senhor, no silêncio deste dia que amanhece,
Venho pedir-te a PAZ, a SABEDORIA, a FORÇA,
Quero olhar hoje o mundo, com os olhos cheios de AMOR,
Ser PACIENTE, COMPREENSIVO, MANSO e PRUDENTE;
Quero ver além das aparências, TEUS FILHOS,
Como TU mesmo os vês;
E ver assim se não o BEM em cada um;
Cerra meus ouvidos de toda CALÚNIA,
Guarda a minha língua de toda MALDADE;
Que só de BENÇÃOS se encham o meu Espírito;
E que no decurso deste DIA;
Eu Vos revele a todos!
AGRADECIMENTOS ESPECIAIS
A meus pais Aurélio Alonso Júnior e Suraya Abbud Abdalla
Alonso, por terem proporcionado meus estudos, pelos conhecimentos,
ensinamentos e paciência. Externo a minha eterna gratidão.
Obrigado por tudo.
Amo vocês.
A meu irmão Aurélio Abdalla Alonso, pelo companheirismo, pela
amizade e a Cláudia Ghiotti, pela sua bondade.
Amo vocês.
A meu irmão Alberto Abdalla Alonso, pelo companheirismo,
amizade, apoio , ajuda e por estarmos juntos nesta vida.
Amo você.
A Jana D’Arc Azzi, pela nossa amizade, nosso convívio, pelos
momentos de tensões, por me perdoar infinitas vezes, por entender esta
etapa de nossas vidas e por caminharmos juntos.
Amo você.
AGRADECIMENTOS
Ao Prof. Dr. Fernando Eidi Takahashi, professor, educador,
orientador, amigo, pela confiança em mim depositada durante a
realização deste trabalho.
Ao Prof. Dr. Paulo Vilella Santos Júnior, Diretor da Faculdade de
Odontologia do Campus de São José dos Campos.
Ao Prof. Dr. José Roberto Rodrigues, Vice-Diretor da Faculdade
de Odontologia do Campus de São José dos Campos, pela amizade,
conselhos e orientações.
Ao Prof. Dr. Clóvis Pagani, Coordenador do curso de Pós-
Graduação em Odontologia Restauradora, pela oportunidade de realizar
este trabalho.
Ao Prof. Dr. Marco Antonio Bottino, Coordenador do curso de
Pós-Graduação em Odontologia Restauradora, Área de Concentração em
Prótese Dentária, pela oportunidade e ensinamentos proporcionados
durante este curso.
À Prof
a
. Dra Heloísa Módenna, responsável por esta etapa,
sempre aconselhando e incentivando minha trajetória.
Ao Prof. Dr. José Claudio Segalla, pela amizade, orientações,
incentivos, apoio e direcionamento para a área acadêmica.
Aos Docentes do Departamento de Materiais Odontológicos e
Prótese da Faculdade de Odontologia de São José dos Campos, pelo
carinho, respeito, apoio, amizade e convívio harmônioso.
Ao Prof. Dr. Estevão Tomomitsu Kimpara, pelo respeito,
admiração, conversas e amizade.
Aos Docentes da Faculdade de Odontologia de São José dos
Campos, que direta ou indiretamente auxiliaram neste trabalho, meu
reconhecimento.
À amiga Karine Tenório Landim, pelas nossas conversas,
cumplicidade, alegria, amizade e pela oportunidade de cursarmos juntos
este Mestrado.
Ao Guilherme Saavedra, pela nossa amizade, conversas, açaís,
trabalhos, cumplicidade e pela oportunidade de cursarmos juntos este
Mestrado.
Aos colegas de Pós-Graduação, pelo convívio, amizade,
companheirismo,que se estabeleceram durante esta etapa.
Ao Laboratório Vaiazzi, em especial ao Rômulo Gavazzi Netto,
Antonio Vaiano Junior (Toninho), Gregório Durval Lopes Trigo, pela ajuda
e esforço, em executar este trabalho. Parabéns pelo ambiente de
trabalho.
Ao Laboratório Proden, em especial ao Plínio Roberto Neto,
Márcio Rizzo Pereira, Estael Pereira Barros, pela ajuda e esforço, na
execução deste trabalho.
Ao Laboratório Tabajara, em especial ao Tabajara Francesco,
Givanildo Tanan da Silva, pela ajuda e esforço, na execução deste
trabalho.
Ao Laboratório Fera, em especial a Rosângela dos Santos Leite,
Danielle Silva Rocha, Érick Embacher, pela paciência, dedicação e Fé,
na execução deste trabalho.
À Sra. Inês , técnica do laboratório do Departamento de Materiais
Odontológicos e Prótese da Faculdade de Odontologia de São José dos
Campos, pelo convívio, sempre solícita em ajudar, pelas conversas e
cafés.
Ao CTA Comando Tecnológico Aeroepacial –, pela utilização dos
diversos laboratórios e equipamentos deste comando.
À Divisão de Odontologia do CTA, pelo apoio e compreensão,
durante este período de estudo.
Aos Engenheiros Dalcy Roberto dos Santos, Elisabeth , Rodolfo
Q. Padilha e, Fábio Rogério de Oliveira Morais do Departamento de
Materiais raros (AMR) – CTA, pela execução deste trabalho.
Ao Engenheiro Prof. Dr. Antonio Carlos Guastaldi, pela
conversa, disposição, orientação deste trabalho.
Ao Engenheiro Prof. Dr. Camilo Daleles Rennó, pela realização
da parte estatística.
À Sra. Ângela de Britto Bellini pela revisão e correção das
normas bibliográficas.
Às Sras. Suzana e Eliane, secretárias do Departamento de
Materiais Odontológicos e Prótese, sempre atenciosas.
Às secretárias do Departamento de Pós-Graduação, Sras.
Rosemary Fátima Salgado Pereira, Erena Michie Hasegawa e Maria
Aparecida Consiglio de Souza, pela atenção, paciência, disposição.
Aos seguranças da Faculdade de Odontologia de São José dos
Campos, Sra.Cláudia Aparecida do Carmo, Srs Aloísio Sérgio da
Silva, Edmilson Aparecido Silva, Edson da Silva, Gentil Machado,
Hélio Rodrigues Cassiano, José Rubens Vieira e Manoel Santana da
Silva, pelo convívio e paciência de inúmeras vezes incomodá-los em
entrar e sair do Campus da UNESP.
A todos aqueles que de forma direta ou indireta contribuíram na
realização deste trabalho. Às pessoas que minha memória traiu, presto
meus sinceros agradecimentos, minha eterna gratidão.
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS..........................................................................................12
LISTA DE QUADROS........................................................................................12
LISTA DE TABELAS..........................................................................................16
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS ...................................................17
RESUMO .............................................................................................................20
1 INTRODUÇÃO.................................................................................................21
2 REVISÃO DA LITERATURA.........................................................................24
2.1 Métodos de fundição de ligas odontológicas..........................................24
2.2 Ensaios mecânicos......................................................................................27
2.3 Adesão metal/cerâmica..............................................................................35
2.4 Ciclagem térmica e mecânica....................................................................48
3 PROPOSIÇÃO.................................................................................................55
4 MATERIAL E MÉTODO.................................................................................56
4.1 Confecção dos corpos-de-prova ...............................................................56
4.1.1 Enceramento .............................................................................................56
4.1.2 Técnicas de fundição...............................................................................58
4.1.2.1 Maçarico e centrífuga elétrica.............................................................59
4.1.2.2 Indução...................................................................................................62
4.1.2.3 Plasma....................................................................................................64
4.1.3 Desinclusão e tratamento das estruturas metálicas...........................67
4.1.4 Aplicação do revestimento cerâmico.....................................................69
4.2 Ciclagem térmica e mecânica....................................................................77
4.2.1 Ciclagem térmica......................................................................................77
4.2.2 Ciclagem mecânica..................................................................................77
4.3 Ensaio mecânico..........................................................................................78
4.4 Análise em microscopia..............................................................................80
4.4.1 Análise em estereomicroscópio.............................................................80
4.5 Análise estatística dos dados ....................................................................80
5 RESULTADOS ................................................................................................82
5.1 Ensaio de cisalhamento..............................................................................82
5.2 Análise em microscopia..............................................................................85
6 DISCUSSÃO....................................................................................................89
7 CONCLUSÕES................................................................................................98
8 REFERÊNCIAS...............................................................................................99
APÊNDICES......................................................................................................106
ABSTRACT........................................................................................................111
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 - Dispositivo para o enceramento: a) base metálica, anel
metálico, êmbolo para remoção; b) confeção do padrão em
cera; c) remoção do padrão em cera.........................................57
FIGURA 2 – Padrões em cera: a) CP encerado; b) Dimensões finais......58
FIGURA 3 – Fórmula para calcular a quantidade de liga necessária
para o processo de fundição por maçarico e indução.............59
FIGURA 4 – Conjunto com 10 cp....................................................................61
FIGURA 5 – Revestimento: a) Inclusão; b) Recorte do anel......................61
FIGURA 6 – Técnica de fundição por maçarico a) centrífuga elétrica;
b) maçarico.....................................................................................61
FIGURA 7 – Liga: a) estado sólido; b) estado líquido..................................62
FIGURA 8 – Processo de confecção do CP: a) CP na base do anel; b)
CP sendo incluído.........................................................................63
FIGURA 9 – Equipamentos utilizados para indução: a) máquina de
fundição por indução; b) cadinho com liga metálica................63
FIGURA 10 – Preparo do anel: a) anel em posição, b) após fundição.....64
FIGURA 11 – Fórmula para obter a quantidade da liga para processo
de fundição por plasma................................................................65
FIGURA 12 - Preparo para fundição a) CP; b) preenchimento do anel
com revestimento; c) máquina de fundição por plasma; d)
compartimento superior e inferior; e) descarga elétrica
fundindo a liga................................................................................67
FIGURA 13 – Resultado / aparência dos padrões metálicos após
desinclusão: a) padrões metálicos método maçarico; b)
padrões metálicos método indução............................................68
FIGURA 14 - Dispositivo para jateamento .....................................................69
FIGURA 15 – Lavagem em ultra-som: a) em água destilada; b) em
álcool isopropílico..........................................................................69
FIGURA 16 – Forno Vacumat (VITA)..............................................................70
FIGURA 17 – Pó cerâmico: a) Wash opaque, b) Opaque (opaco), c)
Base dentine (cerâmica de corpo); d) Líquido da cerâmica...71
FIGURA 18 – Aplicação da cerâmica: a) wash opaque pré-
sinterização; b) CP pós-sinterização..........................................71
FIGURA 19 – Sinterização do opaco: a) consistência; b) remoção do
excesso de opaque; c) CP pós-sinterização.............................72
FIGURA 20 – Preparo para aplicação da cerâmica: a) dispositivo para
aplicação da cerâmica; b) isolamento do dispositivo de
Teflon...............................................................................................72
FIGURA 21 – Aplicação da primeira camada de cerâmica de corpo: a)
preenchimento do dispositivo; b) vibração do dispositivo
para assentamento da cerâmica; c) remoção do CP do
dispositivo de teflon; d) remoção do excesso da cerâmica
de corpo; e) pré-sinterização; f) pós-sinterização....................74
FIGURA 22 – Sinterização da segunda camada da cerâmica de corpo:
a) pré-sinterização; b) pós-sinterização.....................................75
FIGURA 23 – Condições do conjunto metal-cerâmica: a) dispositivo de
cisalhamento; b) parte externa; c) parte interna; d)
desenho esquemático...................................................................76
FIGURA 24 – Configuração final do CP (metal e cerâmica).......................76
FIGURA 25 – Aparelho e dispositivo para ciclagem mecânica.................78
FIGURA 26- a) máquina Instron 7301 b) detalhe da maquina Instrum
com o dispositivo de cisalhamento.............................................79
FIGURA 27 – Representação gráfica das médias (barras) e desvio
padrão (linhas verticais)dos dados de resistência obtidos
no ensaio de cisalhamento, de acordo com os métodos de
fundição...........................................................................................83
FIGURA 28 – Grupo maçarico sem ciclagem..............................................85
FIGURA 29 – Grupo maçarico com ciclagem..............................................86
FIGURA 30 – Grupo indução sem ciclagem.................................................86
FIGURA 31 – Grupo indução com ciclagem..................................................87
FIGURA 32 – Grupo plasma sem ciclagem..................................................87
FIGURA 33 – Grupo plasma com ciclagem..................................................88
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 – Ciclo de sinterização da cerâmica..............................................70
Quadro 2 – Especificações da liga, segundo o fabricante........................106
Quadro 3 – Propriedades físicas da cerâmica VM13, segundo
especificações do fabricante.....................................................107
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Média (± desvio padrão) dos dados de resistência ao
cisalhamento, obtidos em corpos de prova fundidos por
três técnicas e duas condições de ciclagem.............................82
Tabela 2 - Teste de análise de variância (ANOVA) para os dados de
resistência ao cisalhamento (MPa) obtidos no ensaio
mecânico.........................................................................................84
Tabela 3 - Resultado da comparação de médias das seis condições
experimentais, após aplicação do teste de Tukey (5%)..........84
Tabela 4 – Grupo: maçarico...........................................................................108
Tabela 5 – Grupo : indução ............................................................................109
Tabela 6 – Grupo: plasma...............................................................................110
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS
A.S.T.M. American Society for Testing and Materials
Ag Prata
Al Aluminio
Al
2
O
3
Óxido de aluminio
Au Ouro
Be Berílio
C Carbono
Cl Cloro
Cm Centímetro
Co Cobalto
Cp Comercialmente puro
CP Corpo-de-prova
CPs Corpos-de-prova
Cr Cromo
Cr
2
O
3
Óxido de cromo
Cu Cobre
EDS Espectroscopia de Energia Dispersiva
Ed. Edição
et al. et al.ali (e outros)
Fe Ferro
G Grama
g/cm
2
Grama por centimetro quadrado
g/cm
3
Grama por centimetro cúbico
Ga Gálio
GLP Gás Liquefeito de Petróleo
H Hidrogênio
Hg Mercúrio
Hz Hertz
Ir Irídio
J/m
2
Joule por metro quadrado
K Potássio
L Litros
MEV Microscopia eletrônica de varredura
Mg Magnésio
± Mais ou menos
mµ Micrometro
Mm Milimetro
Min Minuto
MPa Megapascal
Mo Molibidênio
N / mm
2
Newton por milímetro ao quadrado
N Nitrogênio
Ni Níquel
Nb Nióbio
Nm Nanômetro
O Oxigênio
°C Grau Celsius
°F Grau Fahrenheit
PPF Prótese parcial fixa
PC Padrões em cera
Pd Paládio
Pol Polegada
Psi Libra por polegada quadrada
Pt Platina
QM Quadrado médio
SQ Soma dos quadrados
S Enxofre
S Segundo
Si Silício
Sn Estanho
Ta Tântalo
Ti Titânio
TiO
2
Óxido de Titânio
V Vanádio
X Vezes
? Alfa
? Beta
ALONSO, A. A. Estudo comparativo da influência de diferentes
métodos de fundição na resistência da interface metal-cerâmica, por
meio do teste de cisalhamento. 2006. 111 f. Dissertação (Mestrado em
Odontologia Restauradora, Especialidade em Prótese Dentária) -
Faculdade de Odontologia de São José dos Campos, Universidade
Estadual Paulista, São José dos Campos.
RESUMO
Este trabalho avaliou a influência de três diferentes métodos de fundição
(maçarico e centrífuga elétrica – G1, indução eletromagnética – G2 e plasma –
G3), sobre a interface de uma liga metálica de Pd-Ag-Sn e uma cerâmica
odontológica de cobertura.
Foram encerados para cada método de fundição 30 padrões em cera. Os
padrões em cera foram incluídos e fundidos de acordo com as especificações de
cada fabricante de equipamentos de fundição. Após o processo de sinterização
da cerâmica, os corpos de prova (CP) foram divididos em dois subgrupos. Um
subgrupo foi submetido diretamente ao ensaio mecânico de cisalhamento, e o
outro recebeu ciclagem térmica e mecânica, seguido do ensaio mecânico de
cisalhamento. Então, para cada método de fundição (n=24), metade dos CP
receberam ciclagem térmica e mecânica (n=12), e a outra metade os CP não
foram ciclados. Após o cisalhamento, os CP foram examinados em
estereomicroscópio, para verificação do padrão de fratura. Os valores coletados
durante o ensaio de cisalhamento receberam análise estatística, (ANOVA e teste
de Tukey), com nível de significância de 5%. Os resultados mostraram os
seguintes valores (média ± desvio padrão), para os subgrupos sem ciclagem:
108,35 ± 22,97 MPa para o maçarico; 103,64 ± 28,28 MPa para a indução; 93,79
± 11,07 MPa para o plasma; para o sub grupo com ciclagens: 97,96 ± 18,30 MPa
para o maçarico; 62,34 ± 11,26 MPa para a indução; e 58,10 ± 10,66 MPa para o
plasma. Conclui-se que os grupos Plasma com ciclagem e Indução com
ciclagem apresentam médias dos resultados semelhantes e menores que os
demais.
PALAVRAS-CHAVE: Ligas metalo-cerâmicas; resistência ao cisalhamento;
cerâmica; técnica de fundição odontológica, ciclagem térmica, ciclagem
mecânica, análise de variância.
1 INTRODUÇÃO
Morris & Asgar
52
(1975) relatam que a técnica da cera
perdida foi introduzida na Odontologia por Philbrook em 1897, mas foi
Taggart, em 1907, quem publicou o artigo que se tornou um marco para a
Odontologia. A partir desse trabalho, conjugado com o uso do ouro, a
técnica de fundição foi impulsionada.
As ligas áuricas apresentam excelentes propriedades,
tais como: resistência à corrosão, biocompatibilidade, alta densidade.
Além dessas propriedades, temos as propriedades mecânicas, que
facilitam seu poder de cópia em peças fundidas.
No início de 1930, ocorreu um desenvolvimento de ligas
alternativas, devido ao alto custo das ligas áuricas (DHARMAR
20
et al.,
1993). As ligas alternativas que continham outros elementos metálicos
nobres e não nobres foram introduzidas também para melhorar as
propriedades físicas e mecânicas das restaurações metalo-cerâmicas
(ANUSAVICE
2
, 2005).
Craig & Powers
17
(2004) definem as restaurações
metalo-cerâmicas como sendo uma infra-estrutura metálica, recoberta por
várias camadas de cerâmica, unidas quimicamente. A infra-estrutura de
metal sustenta a cerâmica e a torna mais durável sob cargas
mastigatórias. Essas restaurações possuem resistência suficiente para
serem utilizadas como próteses fixas unitárias ou P.P.F. extensas, tanto
em dentes anteriores como posteriores.
Apesar da melhoria da cerâmica dental, para utilização
sem a infra-estrutura metálica, essa técnica apresenta alguns aspectos
negativos relacionados às propriedades mecânicas que limitam suas
indicações em diversos casos clínicos. Portanto, as próteses metalo-
22
cerâmicas ainda possuem seu lugar na odontologia, e o maior
conhecimento do comportamento das mesmas se justifica para a melhoria
ainda maior de suas propriedades físicas.
O sucesso das restaurações metalo-cerâmicas depende
da união entre a cerâmica e a estrutura metálica (YILMAZ & DINÇER
79
1999, CRAIG & POWERS
17
, 2004; ANUSAVICE
2
, 2005), porém o
mecanismo de adesão, para o qual existem vários conceitos e teorias,
divididos em tensão causada por forças de cisalhamento, tração, flexão, e
torção ainda necessita maiores estudos (HAMMAD & TALIC
29
, 1996).
Os testes de fadiga mecânica, controlados em ambiente
úmido parecem constituir-se nos métodos que melhor predizem o
comportamento clínico de diferentes materiais e técnicas restauradoras
(WHITE et al.
76
, 1996; POLJAK-GUBERINA et al.
58
, 1999; DIAS
21
, 2002;
ITINOCHE
36
, 2002). A ciclagem térmica, na união metalo-cerâmica, induz
tensões repetidas na interface metal-cerâmica, resultando numa
diminuição da resistência de união (PROBSTER et al.
60
. 1996; POLJKA-
GUBERINA et al.
58
, 1999; TRÓIA et al.
71
, 2003). Além disso e demonstra
que os coeficientes de expansão térmica da cerâmica e da liga podem
afetar seriamente a resistência de união.
Alguns estudos têm demonstrado que a fundição de ligas
nobres e básicas em ambiente não controlado expõe o metal a absorver
gases e elementos deletérios, como o nitrogênio, oxigênio, oriundos do ar
atmosférico (STRANDMAN & GLANTZ
68
, 1976; ENGSTROM et al.
25
1982).
As ligas odontológicas à base de titânio merecem um
tratamento diferenciado, em que diversas máquinas de fundição,
associadas a diferentes fontes de calor, foram introduzidas. Essas
máquinas apresentam certas particularidades, como um ambiente
controlado com a presença de um gás inerte e uma fonte de calor
(VOITIK
74
, 1991; ZINELIS
80
, 2000), que, a priori, não introduz nenhum
contaminante na liga.
23
A absorção de gases é baseada na reação entre o metal
e elementos presentes na atmosfera ambiente, porém a dissolução de
gases no metal fundido é extremamente dependente do tempo de
aquecimento, composição da liga e métodos de fundição. (TAJIMA et
al.
69
, 1984).
Com o avanço científico e tecnológico, vemos o
desenvolvimento de equipamentos que controlam os ambientes de
fundição para que não haja incorporação de elementos indesejáveis à liga
e também fontes de calor que não conduzam à formação de substâncias
deletérias à liga.
Um conhecimento ainda maior da influência dos métodos
de fundição disponíveis no mercado odontológico se torna, pois,
importante para esse passo.
2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1 Métodos de fundição de ligas odontológicas
Diversos tipos e modelos de máquinas de fundição estão
disponíveis para realizar fundição odontológica.
As ligas metálicas podem se fundidas à custa de forno de
resistência elétrica, maçarico, equipamento de fundição de alta
frequência. No forno de resistência elétrica, ocorre o que se denomina de
fusão da liga, tanto por indução quanto por contato direto. No
equipamento de fundição de alta frequência à vãcuo e nos procedimentos
com maçarico, a liga é fundida.
Na busca de ligas alternativas, surgeriam as ligas de Ni-
Cr e Co-Cr, de alta temperatura de fusão, sendo necessária a introdução
de novas misturas de gases que apresentassem uma maior potência
calorífera, como GLP-oxigênio, e oxigênio-acetileno.
Lewis
43
, (1975), descreveu o método da indução que
apresenta como particularidade o rápido incremento da temperatura, o
que de certa forma aumenta o risco de um superaquecimento, podendo
levar ã maior porosidade, quando comparada com o maçarico.
Strandman & Glantz
68
, (1976), discorreu sobre os
cuidados no manuseio do maçarico, que apresenta uma técnica
relativamente simples. O autor relata que o profissional deve ficar atento à
correta mistura entre os gases, para que seja alcançada uma chama
regulada (zona redutora) de forma adequada, evitando, assim, um maior
tempo para a fusão do metal, o que levaria a uma excessiva oxidação ou
25
à inclusão de gases. Um desequilíbrio na mistura de gases, tempo de
aquecimento, distância da chama e repetidas fusões pode levar à maior
absorção de carbono pela liga.
Eames & MacNamara
23
, (1978), relatam que, para a
injeção da liga, a utilização de centrífuga, com o auxílio ou não de vácuo,
ou máquinas que empregam a pressão, com ou sem auxílio de vácuo,
conduze a fusibilidades semelhantes.
Compagni, et al.
16
, (1984), estudando a integridade
marginal, diz ser excelente, a fonte de maçarico, indução, e resistência
elétrica, sendo que esta última apresenta a tendência de produzir
fundições com grãos cristalinos maiores.
Asgar & Arfaei
5
, (1985), estudaram três ligas metálicas e
cinco métodos de fundição (resistência elétrica e vácuo/ pressão de ar;
resistência elétrica/ centrífugação; chama de maçarico gás-ar/
centrífugação; indução/ centrífugação; chama de maçarico gás-ar/
pressão de ar). Concluíram que houve diferenças entre máquinas de
fundição e entre ligas. O efeito das máquinas de fundição foi significante
em termos de fusibilidade. Apenas um método de fundição não foi
aceitável, porque produziu uma fundição de qualidade inferior. Entretanto,
relata ainda que esse mesmo método deva ser testado com outro tipo de
revestimento e comparado com outros métodos de fundição, para uma
melhor avaliação.
Voitik
74
, (1991), comenta sobre os problemas no
processo de fundição do titânio, enfatizando a necessidade do controle da
atmosfera, normalmente através do preenchimento da câmara onde é
feita a fusão em ambiente com um gás inerte.
Mondelli
50
, (1995), citou o sistema de fusão pela indução
eletromagnética, processo em qye a liquefação da liga é alcançada pelo
uso de um campo elétrico de alta freqüência, desenvolvido no cadinho por
meio de uma espiral de cobre resfriada por água. Relatou que existem
inúmeras alternativas de se fundirem as ligas odontológicas. Inicialmente,
26
o uso do maçarico gás-ar comprimido foi utilizado para fundição de ligas
áuricas, por apresentar uma baixa temperatura de fusão, em torno de
871º C a 1038º C. O autor descreve sobre a possibilidade de se realizar a
fusão através dos sistemas elétricos, mais conhecidos como fornos
elétricos, em que uma mufla é acoplada no braço da centrífuga. A grande
vantagem desse sistema de fusão é que a temperatura pode ser
controlada por meio de um mostrador, eliminando assim o controle visual
do operador. Entretanto, o sistema elétrico apresenta um tempo maior
para o aquecimento da liga quando comparado com o uso do maçarico
que, de certa forma, pode levar a uma maior oxidação do metal.
Bezzon et al.
8
, (1998), observaram que é necessário que
o operador se familiarize com o tipo de liga, já que uma dificuldade
inerente ao processo é a determinação do momento ideal para a liberação
da centrífuga, para que se evite um possível sub ou superaquecimento,
quando o maçarico é usado.
Craig & Powers
17
, (2004), citam que uma das formas de
reconhecer um bom ajuste na mistura dos gases é a visualização dos
cones bem definidos formados por essa mistura, descritos como cones
interno e externo de intensidades de cores diferentes, que apresentam
áreas de diferentes temperaturas e zonas, que propiciam maior ou menor
oxidação. Os autores também relatam que existem equipamentos cuja
injeção do metal líquido é efetuada por força centrífuga. Esses podem ser
movidos por molas ou eletricamente. Existem ainda variações quanto ao
plano de rotação da centrífuga, horizontal ou vertical. Outra variável é em
relação ao braço da centrífuga, que pode ser articulado ou não. Em outros
equipamentos, o sistema de injeção se dá por pressão de ar comprimido.
Em alguns sistemas desse tipo, são encontradas máquinas em que a
injeção do metal é auxiliada com o uso de sucção, normalmente
denominada de vácuo.
Dessa forma, parece oportuna a possibilidade de se
utilizarem os equipamentos de controle mais apurados, como fontes de
27
indução eletromagnética e atmosfera controlada, em comparação com os
meios tradicionais como maçarico e centrífuga de mola na fundição de
ligas alternativas ou de metais básicos.
2.2 Ensaios mecânicos
Riley
62
(1977) relatou que, apesar da ciência dos
materiais poder indicar as propriedades físicas que uma liga ideal deve
possuir, não poderia dizer certamente ao clínico qual das diferentes ligas
deveria ser utilizada na confecção de restaurações metalo-cerâmicas, já
que condições bucais como tensões funcionais e parafuncionais são
difíceis de analisar previamente. A maioria dos pesquisadores concorda
que a adesão é o resultado da combinação das forças de Van der Waals,
forças de adesão compressivas, originadas pelas diferenças de
coeficientes de expansão térmica de cada material. O problema é
observado nos valores relatados pelas pesquisas que são obtidos com
testes e condições diferentes, resultado da inexistência de um método
universal aceito para a avaliação da resistência à união.
Anusavice et al.
3
(1980) estudaram onze testes que
avaliam a união metal/cerâmica por distribuição do estresse interfacial ao
cisalhamento, usando análise de elementos finitos. Afirmam os autores
que, em muitos casos, o principal esforço aplicado pode ser uma tensão
natural que pode causar uma alta incidência de fraturas coesivas no
interior da cerâmica. Os testes foram: RPS I (cisalhamento paralelo
regular – carga na interface), RPS II (cisalhamento paralelo regular –
carga distribuída), CS (cisalhamento interfacial cônico), PULL (teste de
compressão), PUSH (teste de tensão), TS (tensão ao cisalhamento), SF
(flexão de arco semicircular), 3BC (teste dos três pontos – cerâmica sobre
compressão), 4BC (teste dos quatro pontos – porcelana sob tensão). O
28
efeito de concentração de estresse foi significante em dez dos onze
testes, exceto no RPS I. A alta probabilidade de falha de tensão dentro da
cerâmica ou na região interfacial foi encontrada em oito dos onze testes
analisados, exceto nos grupos RPS I, 3BC, 4BC.
Malhotra & Maickel
46
(1980) demonstraram as variações
no ensaio de cisalhamento, utilizado para avaliar a adesividade entre
metal e porcelana, comparando duas modalidades de testes: compressão
e tensão. Foram utilizadas uma liga metálica (Ceramco Gold, J. Aderer
Inc), e uma porcelana (Ceramco Porcelain, Ceramco Inc.). O método de
fundição utilizado foi o maçarico gás-oxigênio e uma centrífuga padrão.
Os CP foram jateados, lavados com água destilada em ultra-som por 10
minutos, e então sofreram degaseificação no ar, em um forno pré-
aquecido, com temperatura inicial de 1.200º F e temperatura final de
1900º F. Os ensaios foram realizados e observou-se diferenças nos
resultados entre os dois testes, sendo que o método de teste de
compressão mostrou valores maiores de resistência adesiva (12000 psi)
que o teste de tensão (9700 psi).
Malhotra & Maickel
47
(1980) avaliaram a resistência ao
cisalhamento da união formada pelas combinações entre três porcelanas
(Biobond, Vita e Ceramco) e cinco ligas (Ceramco Gold, Ceramco ”L”,
Cer-Mate”, Ceramco White, Pors-On) com diferentes porcentagens de
ouro. Os anéis foram aquecidos da temperatura ambiente até 1.350º F e
esperou-se mais uma hora nessa temperatura até o momento da
fundição. O método de fundição utilizado foi o maçarico, com chama de
gás-oxigênio e uma centrífuga padrão. Os CP foram jateados, lavados
com água destilada em ultra-som por 10 minutos e, então, foram oxidados
em um forno para cerâmica, com temperatura inicial de 1.200º F e
temperatura final de 1.900º F, e posteriormente resfriados na bancada à
temperatura ambiente. Utilizaram o ensaio de cisalhamento para avaliar a
união metal/cerâmica por meio dos testes de compressão e tensão. Os
autores concluíram que não houve uma cerâmica mais apropriada para
29
todas as ligas e que o ensaio de cisalhamento é um método efetivo para
avaliar a adesão metal/cerâmica.
Chong et al.
15
(1980) estudaram a resistência ao
cisalhamento da interface entre ligas não nobres à base de ouro e
materiais cerâmicos. Utilizaram uma ponta de aço em forma de cinzel
para promover a ruptura entre os materiais, aplicando força com trajetória
paralela ao plano formado pela interface dos materiais com velocidade de
1,0 mm/min. Relataram ser impossível desenvolver um teste que
simulasse todas as situações clínicas e sugeriram que o teste de
cisalhamento deveria apresentar os seguintes requisitos: avaliar somente
a resistência ao cisalhamento; apresentar performance simples; avaliar
amostras com desenho simples; ter poucas variáveis; o único tipo de
aderência deve ser a união das faces; avaliar quantitativamente dos
dados.
Drummond et al.
22
(1984) verificaram a influência do
armazenamento em água, na resistência ao cisalhamento de sistemas
metalo-cerâmicas. Foram utilizadas duas ligas, sendo uma áurica (PG+,
Englehard) e uma não-nobre (Unibond, Unitek). Os CP foram submetidos
aos testes de cisalhamento em máquina de ensaio universal Instron. O
processo de envelhecimento artificial das amostras mostrou decréscimo
estatisticamente significante nos valores de resistência ao cisalhamento,
após 12 meses de armazenamento. Também foram observados valores
superiores de resistência da liga nobre em relação à não-nobre.
Hammad et al.
30
(1987) avaliaram a resistência de união
metal/cerâmica, utilizando um teste de cisalhamento de “interface circular”
desenhado para prevenir o movimento durante a aplicação e as queimas
da cerâmica. As vantagens foram: o fato de considerar a resistência
friccional e o módulo de elasticidade entre os materiais constituintes como
não crítico; a direção da força diretamente na interface metal/cerâmica; - a
obtenção de uma camada de opaco homogênea nas amostras; e a
30
presença de falhas interfaciais consistentes. Entretanto, a precisão do
desenho das amostras foi a exigência para a confiabilidade do teste.
Mackertt et al.
45
(1988) desenvolveram um dispositivo
para flexionar amostras biaxialmente até um raio de curvatura pré-
determinado que, ao ser aplicada uma força em aparelho de ensaios
universal, necessária para fraturar a porcelana, essa não fosse suficiente
para fraturar o metal. Utilizaram sete ligas compatíveis com cerâmica, à
base de ouro e níquel-cromo, com dez amostras em cada grupo. As
amostras foram posicionadas com a face metálica em contato com a
ponta ativa do aparelho, que desenvolveu à força a velocidade de 5,0
mm/min. O ponto onde as amostras atingiram a força de deflexão máxima
foi registrado. Ao microscópio eletrônico de varredura, as amostras
mostraram boa aderência da porcelana. Embora a maior parte tenha sido
fraturada, uma fina camada permaneceu aderida em aproximadamente
62% da superfície medida. Apesar da forte correlação entre aderência de
óxidos e a união metal-porcelana, os autores sugeriram cautela quanto ao
teste utilizado para provar a aderência dos óxidos. As interfaces das ligas
cerâmicas que formam óxidos com fraca aderência têm comportamento
diferente das que formam ligações fortes, do tipo interdigitação em
direção ao metal. Não foi conclusivo se essa interdigitação ocorre
acidentalmente por meio de outros processos que são realmente
responsáveis pela união óxido-metal, ou se essas configurações
morfológicas são importantes na aderência do óxido ao metal.
Hammad & Stein
28
(1990) avaliaram os efeitos de vários
e repetidos ciclos de queima, tipos de ligas na resistência adesiva da
união cerâmica/metal, por meio de um teste de cisalhamento
especificamente na interface do opaco/metal e da junção opaco/corpo da
cerâmica. A liga nobre Olympia (Jelenko & CO), a liga de metal básico
V&P Talladium (Talladium Inc.) e duas cerâmicas, Vita VMK 68 (Vident) e
Ceramco II (Ceramco Inc.) foram utilizadas. A combinação Talladium/
Ceramco II mostrou uma resistência adesiva significativamente maior que
31
a combinação Olympia/ Ceramco II. Com relação à porcelana Vita, não
houve diferenças estatisticamente significantes para ambas as ligas.
Concluíram que, incrementando-se a temperatura de queima, aumentava
significativamente a resistência de adesão para ambos os sistemas,
enquanto o número maior de queimas diminuía. Os autores salientaram
que não existe um teste ideal que registre a resistência adesiva precisa na
interface metal/cerâmica. O problema principal é falta de teste
padronizado para a interpretação e correlação clínica.
Stannard et al.
67
(1990) utilizaram o teste de resistência
ao cisalhamento planar da união metal/cerâmica, nas combinações de
duas cerâmicas e duas ligas nobres que continham aproximadamente
50% de ouro (WillCeram/W1 e Vita/Olympia). Sobre os CP, aplicou-se o
opaco e a porcelana de corpo, segundo as especificações de cada
fabricante, e a cerâmica foi testada após um, três, cinco, sete, e nove
diferentes ciclos de queima. As amostras tiveram o formato de discos
metálicos aderidos a cilindros de cerâmica, que foram incluídos em resina
acrílica antes de realizar o ensaio mecânico. O ensaio foi realizado em
uma máquina universal de teste, “Instron 4202”, a uma velocidade de 0,5
mm/min. Não houve redução significante na adesão entre as camadas do
opaco e dos metais. Destacaram que a confecção e geometria das
amostras, assim como a espessura do material cerâmico, devem ser
consideradas como importantes para aplicação deste teste.
Hammad & Talic
29
(1996) escreveram um artigo cujo
objetivo era de informação e familiarização de clínicos e pesquisadores a
respeito dos vários tipos de testes e achados relativos à resistência de
união da interface metalo-cerâmica de algumas metodologias
empregadas. Os autores comentaram que a avaliação da adesão metalo-
cerâmica torna-se dependente da padronização do teste, interpretação e
correlação clínica dos resultados. É provável que somente um teste não
possa mensurar de forma absoluta a união da cerâmica ao metal, exceto
em casos em que a resistência de união seja menor do que a resistência
32
coesiva da cerâmica. Em grande parte dos estudos foram utilizados os
seguintes testes: cisalhamento, tensão, cisalhamento com tensão, flexão
e torção É importante avaliar o tipo das falhas entre metal e cerâmica
após os testes, em que falhas coesivas dentro da cerâmica são uma
indicação para adesão clinicamente aceitável da interface. Concluiu-se
que a melhor avaliação da adesão na interface metalo-cerâmica pode ser
baseada em variáveis experimentais controladas e na menor quantidade
de tensões residuais na interface metalo-cerâmica.
O’Connor et al.
53
(1996) compararam a adesão existente
entre 17 ligas odontológicas e uma cerâmica (Ceramco II). As amostras
foram submetidas a ensaios mecânicos até sua fratura, e a adesão
quantificada de acordo com a cerâmica remanescente na porção metálica
da amostra. Essa análise foi feita com a utilização de espectroscopia de
energia dispersiva de raios – X, acoplada a um microscópio eletrônico de
varredura para delimitação da área. Com exceção de um grupo (Ni-Cr-
Be), as ligas nobres que continham elementos como Au, Ag, Pd,
promoveram união mais efetiva quando comparadas às ligas à base de
Ni, Cr e Co.
Itinoche
35
(1999) elaborou um dispositivo para o teste de
cisalhamento, utilizando, na interface metal/resina, um dispositivo
cilíndrico com adaptação planificada em uma das paredes, contendo no
seu interior, outro cilindro de mesmo formato justaposto, contendo um
orifício de 4 mm na superfície plana. A superfície plana do dispositivo
externo, com 4 mm de espessura, possuía as mesmas medidas na porção
metálica dos CP, com 4 mm de diâmetro, e quando os CP eram
introduzidos, a porção metálica situava-se no dispositivo externo e a
porção do material estético, no dispositivo interno, ocorrendo a força de
cisalhamento na interface metal/resina.
Bezzon et al.
9
(2001) realizaram testes de resistência
adesiva entre metal e cerâmica e de fusibilidade e dureza para duas ligas
comerciais livres de Be (Verabond II e Wiron 99), uma experimental sem
33
Be, contendo Nb e/ou Mo (E3), e outra experimental de Ni-Cr com Be a
1,1% (H). O teste de adesão da cerâmica ao metal foi realizado de forma
a determinar a força de cisalhamento necessária para romper a adesão
de um anel de cerâmica, aplicado em torno de bastões cilíndricos de
metal. Não houve diferenças estatisticamente significantes para os testes
de resistência adesiva.
Elias & Lopes
24
(2001) descreveram que, além dos
ensaios realizados pela indústria fornecedora de materiais e equipamento,
pesquisas são executadas com o objetivo de predizer o comportamento
do material ou instrumento ou, até mesmo, avaliar os novos materiais
desenvolvidos. Cada ensaio tem por objetivo quantificar uma determinada
propriedade, fazendo com que os ensaios sejam complementares. Não
existe ensaio capaz de determinar todas as propriedades mecânicas dos
materiais. Quanto maior o número de propriedades que se deseja
quantificar, mais diversificados devem ser os ensaios. Os CP com formas
e dimensões padronizadas são testados em máquinas e equipamentos
em condições de temperatura e taxa de carregamento que possam
predizer o comportamento do material em uso.
Scolaro & Valle
66
(2002) estudaram a resistência de
união de uma liga de Pd-Ag (Pors-On 4) com três cerâmicas (Ceramco,
Noritake, e Vita VMK 68), utilizando forças de cisalhamento na interface
metal/cerâmica, além de testar a metodologia e as características de
manipulação dos materiais. Uma matriz cilíndrica foi usada para a
preparação dos padrões metálicos, aplicação das cerâmicas e execução
dos testes de cisalhamento. Trinta padrões metálicos receberam duas
camadas de opaco e duas camadas de cerâmica de corpo. Os testes de
cisalhamento foram executados em uma máquina de ensaios universal a
uma velocidade de 0,5 mm/min. Os valores de resistência de união foram
28,21 MPa (Ceramco), 28,96 MPa (Noritake) e 24,11 MPa (Vita VMK68).
Não houve diferença significante entre os grupos (p<0,05). Concluíram
34
que os três sistemas cerâmicos são satisfatórios para a utilização com a
liga selecionada.
Craig & Powers
17
(2004) descreveram que uma
variedade de testes foram desenvolvidos para mensurar a resistência de
união entre dois materiais, tais como a ligação das porcelanas e dos
compósitos de laboratório ao metal, cimentos ao metal ou polímeros etc.
A maioria dos testes é designada para avaliar a união ao teste de tração,
e, poucos, principalmente os que avaliam a união das cerâmicas aos
metais, avaliam a união sob cisalhamento. A resistência ao cisalhamento
é a tensão máxima que o material pode suportar antes de falhar, quando
uma carga axial é aplicada para empurrar um material sobre outro.
Anusavice
2
(2005) relata que a resistência é uma
propriedade mecânica do material que garante que a prótese atenda às
funções para as quais foi desenhada de maneira adequada, segura e por
um tempo razoável. A resistência se refere à capacidade de a prótese
resistir às tensões induzidas, sem que haja fratura ou deformação
permanente. Elas podem ser: tensões à tração, de cisalhamento ou de
compressão. É verdade que, em condições experimentais, quanto mais
longe de uma interface a força for aplicada nos testes de resistência ao
cisalhamento, maior será a tendência de ocorrer falha por tração em vez
de falha por cisalhamento, porque o potencial para tensões por flexão
aumenta nessas situações.
Kojima et al.
40
(2005) compararam o efeito de três
dispositivos para cisalhamento (ISO, Fita, Pistão), verificando a
distribuição das tensões, por análise de elementos finitos e, por MEV o
aspecto morfológico da região de fratura. Pela técnica da cera perdida,
foram obtidos 12 CP para cada grupo, com 4,0 X 4,0 mm de estrutura
metálica e 4,0 X 4,0 mm de estrutura cerâmica. Foram utilizadas a liga de
Ni-Cr, Wiron 99 e a cerâmica Vita Omega 900. Os valores médios de
resistência de união obtidos para os grupos foram: ISO: 38,74 ± 7,62; Fita:
23,34 ± 4,21; Pistão: 58,16 ± 14,84. Os cálculos das tensões pela análise
35
de elementos finitos confirmaram a presença de grande concentração de
tensão no teste de resistência ao cisalhamento preconizado pela norma
ISO, seguido pelo teste da fita e com uma distribuição melhor e mais
homogênea para o dispositivo pistão. O estudo mostrou que o dispositivo
pistão obteve melhores resultados do que os métodos convencionais ISO
11405 e fita. No teste realizado com o cinzel, ocorreu a fratura
inicialmente na cerâmica, na região onde havia o contato com o cinzel.
Pequenas ilhotas de cerâmica permaneceram sobre o metal na região
onde ocorreu o carregamento, caracterizando uma fratura coesiva. No
teste realizado com a fita, grandes quantidades de ilhotas de cerâmica,
quando comparadas com os outros grupos, permaneceram sobre o metal
(fratura em meia lua), indicando uma falha coesiva. Essa característica
pode ser explicada pela existência de uma alavanca no momento desse
teste, além da ocorrência de deformação da fita de aço. No teste realizado
com o pistão, foi observada em alguns CP, uma fina quantidade de
opaco, demonstrando que houve melhor distribuição das forças e melhor
capacidade de avaliação da interface de união. As falhas foram
classificadas como adesivas.
2.3 Adesão metal/cerâmica
Sced & McLean
65
(1972) realizaram um estudo com o
propósito de avaliar as causas de falha na interface metalo-cerâmica. Um
dispositivo para o teste foi fabricado, com uma interface metalo-cerâmica
cônica de área definida. Esse cone adaptado para o teste foi usado para
permitir que o ângulo de falha na porcelana opaca (Vita VMK 68, Vita)
ocorresse na direção aproximada da máxima tensão de cisalhamento.
Todas as amostras em Ni-Cr, Co-Cr e ligas de ouro foram testadas com
velocidade de 0,5 mm/min, de modo a obter comparação direta entre a
36
resistência adesiva do ouro e a das ligas não-nobres, além de se estudar
o efeito da camada de óxido na liga de Ni-Cr. A resistência de união para
a liga de Au foi de 28,0 ± 7,05 MPa; para o Co-Cr ,25,4 ± 5,3 MPa; e para
o Ni-Cr 23,8 ± 4,02 MPa. A superfície de fratura de cada amostra foi
analisada microscopicamente, assim como algumas secções transversais.
Para a liga de ouro, todas as amostras fraturaram na cerâmica opaca,
próximo à interface adesiva. Entretanto, o Ni-Cr e o Co-Cr falharam, em
grande parte, pelo destacamento da porcelana da superfície metálica,
sugerindo falhas adesivas. Os autores concluíram que a liga áurica
demonstrou uma resistência satisfatória e que as ligas básicas
demonstraram resistência semelhante a estas.
Anusavice et al.
4
(1977) concluíram que a adesão entre
cerâmica e metal epende do estabelecimento de uma estrutura contínua
de elétrons, através da interface. Tal estrutura é o resultado provável da
compatibilidade de íons metálicos na superfície saturada por óxidos com a
matriz cerâmica. Esse estudo se concentrou na determinação de uma
zona de adesão em quatro tipos de composições metalo-cerâmicas,
examinadas pela espectroscopia de energia dispersiva de raio X. Os CP
foram confeccionados em liga Microbond N/P e a cerâmica aplicada
seguindo os tratamentos de superfície e seqüência de queima distintos.
As amostras foram escaneadas em uma linha perpendicular à cada
interface com aumento de 5000 x. A análise dos elementos dos quatro
complexos mostrou a presença de interação predominante de Al-Cr,
resultante da formação de um composto de Al-Cr-O ou de um complexo
óxido misto. Os íons Cr foram providos pela camada de óxido Cr
2
O
3
na
superfície metálica, e o Al foi munido pelo agente de união inicial de
cobertura.
Ringle et al.
63
(1977) realizaram um estudo com a
finalidade de: (a) examinar as microestruturas da região da interface com
análise de EDS de raios X e MEV; (b) examinar o papel destas estruturas
multifásicas na interpretação dos dados de diferentes perfis. Amostras
37
metalo-cerâmicas de três ligas e duas cerâmicas foram preparadas e
polidas, de forma que cada interface ficasse perpendicular ao plano de
polimento. Perfis contínuos ao longo da interface foram obtidos, tomando
ponto de contagem em intervalos regulares. Resultados mostraram que
perturbações interfaciais ocorrem, primariamente, em áreas onde fases
ricas em Cr estão em grande proximidade com a interface, às vezes se
estendendo através dela. Nestas áreas ficaram evidentes grandes
concentrações de Cr, Al e Mo, com um decréscimo de Ni. Em áreas onde
apenas a fase rica em Ni é presente, não foram observadas
irregularidades. É aparente que os perfis de difusão ou contagem de
pontos pela interface nessas áreas são notadamente diferentes, e que a
análise micro-estrutural deve ser conduzida simultaneamente de forma a
interpretar esses perfis.
Carter et al.
14
(1979) realizaram um estudo com o
propósito de contribuir com o presente conhecimento em relação à
adesão metalo-cerâmica, em função de tratamentos prévios, utilizando a
liga Wiron S e a cerâmica Justi. Os seguintes fatores foram selecionados
neste estudo: (a) rugosidade da superfície (acabamento com lixas ou
jateamento); (b) agente de união; (c) pré-oxidação. Um teste de torção foi
desenvolvido para avaliar a adesão metalo-cerâmica, em que uma placa
recoberta por cerâmica é rotacionada no seu longo eixo. Os grupos foram
divididos segundo os parâmetros citados e os ensaios realizados. Os
autores observaram que óxidos de superfície favorecem a adesão. Os
resultados desse estudo não suportam a hipótese de que óxido de Cr tem
efeito deletério na adesão. O jateamento da superfície antes da aplicação
da cerâmica aumenta a adesão, de forma que amostras lisas e não
recobertas, nas quais o óxido foi removido antes da aplicação da
cerâmica, apresentaram piores resultados. Eles também observaram que,
quanto maior a extensão da zona de interação, maior será à distância da
fratura em relação à interface.
38
Ringle et al.
63
(1979) realizaram um estudo com o
propósito de caracterizar a microestrutura da interface, entre quatro
diferentes ligas metálicas e duas cerâmicas odontológicas, utilizando
energia dispersiva de raios-X (EDS), além de avaliar os perfis de
concentração de elementos químicos na zona de interação metalo-
cerâmica. Amostras foram confeccionadas e, com um detector acoplado a
um microscópio eletrônico de varredura, foi realizada análise por EDS.
Áreas de interesse foram examinadas por meio de pontos analisados na
interface, em intervalos regulares, e os perfis de concentração dos
elementos gerados pelos dados obtidos com a leitura destes pontos. Nas
quatro ligas investigadas foram observadas fases secundárias ou
terciárias, que devem ser consideradas antes da interpretação do
comportamento da zona de interação química. Amostras altamente
polidas não permitiram visualização destas fases, sendo mais adequado o
tratamento químico, que permite a identificação de microestruturas nas
ligas. Para análise da composição química, um método menos destrutivo,
como o polimento, pode ser utilizado.
Bowers et al.
12
(1985) afirmaram que o sucesso da
adesão química entre a cerâmica e o metal está relacionado com uma fina
camada de óxido no substrato metálico, formando uma camada
intermediária que é constituída de metal e cerâmica, sendo que, nos
metais preciosos, essa camada de óxidos é de grande espessura,
prejudicando a união metalo-cerâmica, o que pode ser amenizado,
utilizando-se agentes condicionantes.
Hammad et al.
30
(1987) introduziram um novo método
para avaliação da resistência ao cisalhamento, com a finalidade de avaliar
a resistência adesiva entre complexos metalo-cerâmicas, em função de
diferentes temperaturas de queima, texturas de superfície e tipos de liga.
Duas ligas foram usadas: Olympia (J. F. Jelenko & Co.), liga preciosa, e
Talladium (Talladium Inc.), liga básica. As ligas foram submetidas a
tratamento eletrolítico e seguidamente receberam jateamento com óxido
39
de alumínio. O opaco da porcelana foi aplicado de duas maneiras:
seguindo as instruções do fabricante em um grupo; no outro utilizou-se
uma temperatura 65°F acima da recomendada. A resistência adesiva foi
comparada por análise estatística e, após o teste, as amostras foram
avaliadas visualmente através do microscópio eletrônico de varredura.
Concluiu-se que a resistência ao cisalhamento de ambas as ligas foi
estatisticamente significante, sendo maior pela elevação da temperatura
de queima (65°F acima da temperatura recomendada pelo fabricante). A
resistência ao cisalhamento das amostras de Talladium foi
significantemente maior quando comparadas com as amostras de
Olympia, ambas em temperatura recomendada e acima da recomendada
pelo fabricante. Para a liga Olympia, a separação interfacial foi
principalmente coesiva dentro do opaco.
Úusalo et al.
72
(1987) avaliaram a resistência ao
cisalhamento da união metal/cerâmica. Utilizaram quatro ligas áuricas
(Jelenko O; MK1; MK2; LM Ceragold 4), uma não preciosa de Ni-Cr
(Wiron 77, Bego, Germany) e duas não preciosas de Co-Cr (Wirobond,
Bego, Germany; RX Biocast, Jeneric, USA). Foram confeccionadas de
seis a dez amostras por grupo, com uma superfície de 7,0 mm de
diâmetro, sendo que essa superfície foi jateada e lavada com água
destilada por 20 min, seguido de uma oxidação. O teste foi realizado em
uma máquina de ensaio universal, com velocidade de 0,8 mm/min até a
fratura das amostras. Encontraram como resultado os seguintes valores
de resistência de união: Jelenko O: 162,0 ± 39,5 MPa; MK 1: 77,3 ± 15,6
MPa; MK 2: 138,2 ± 26,2 MPa; LM Ceragold 4: 101,0 ± 20,7 MPa; Wiron
77: 89,6 ± 35,9 MPa; Wirobond: 93,5 ± 32,8 MPa; RX Biocast: 89,6 ± 35,9
MPa. O teste mostrou que a resistência de união da cerâmica às ligas
áuricas foi superior em comparação às ligas não preciosas, sendo que
estas apresentaram maiores variações na localização das linhas de
fratura, sugerindo que ligas não preciosas são mais sensíveis aos
procedimentos laboratoriais.
40
Bertolloti
7
(1988) fez um relato sobre diferentes
propriedades das ligas odontológicas e os aspectos levados em conta
para sua seleção. Essa seleção racional das ligas fundidas para
restaurações metalo-cerâmicas pode ser baseada em propriedades
físicas, propriedades químicas, biocompatibilidade, facilidade de
manuseio em laboratório, compatibilidade com a cerâmica, relação custo-
benefício. Enquanto o desenvolvimento das ligas alternativas foi
amplamente motivado pela economia, suas propriedades resultantes
freqüentemente as tornaram superiores, até mesmo às ligas mais caras. A
maioria dos metais não-nobres são confeccionados em Ni e Cr, mas
alguns em Co-Cr e à base de Fe também são disponíveis. As ligas não-
nobres possuem propriedades físicas diferentes das ligas nobres, sendo
que as mais significantes são a alta dureza, a grande resistência à flexão
e o elevado módulo de elasticidade, sendo que a flexibilidade de uma
PPF em Ni-Cr é inferior à metade de uma estrutura com as mesmas
dimensões, construída em liga com alto conteúdo de ouro.
Bagby et al.
6
(1990) relataram que, durante a queima de
complexos metalocerâmicos, a cerâmica da interface parcialmente se
dissolve, e saturada por óxidos metálicos. O óxido saturado de metal-
porcelana encontra-se em equilíbrio termodinâmico com óxido metálico.
Este é saturado com metal, de maneira que existe um equilíbrio
termodinâmico entre a interface óxido metálico-metal. Como resultado,
uma estrutura eletronicamente contínua é formad, partindo do metal,
passando pela camada de óxido e chegando à cerâmica, unindo
quimicamente as três camadas.
Stannard et al.
67
(1990) realizaram um estudo que
avaliou duas combinações diferentes entre opaco e cerâmica, quanto à
resistência adesiva, por meio de um teste de cisalhamento com interface
plana. A cerâmica foi condensada em forma cilíndrica sobre discos
metálicos fundidos, degaseificados e jateados, de forma a obter trinta e
cinco amostras para o teste de resistência ao cisalhamento. As amostras
41
foram testadas após um, três, cinco, sete e nove ciclos de queima para
avaliar o efeito repetitivo na resistência adesiva. Para a combinação de
Will Ceram/W1 e Vita/Olympia, não foi observada diferença
estatisticamente significante tanto entre os materiais, como depois de
repetidas queimas.
Wu et al.
78
(1991) realizaram um estudo que determinou
o efeito da pré-oxidação na resistência adesiva entre metal e cerâmica de
ligas não-nobres, sob diferentes tempos e condições atmosféricas, além
disso, investigaram a difusão de íons na zona de interação entre cerâmica
e liga. Duas ligas de Ni-Cr (NP2 e NP2 com berílio) e duas de Co-Cr
(Vicomp e Neobond II Special) foram usadas nesse estudo. A pesquisa foi
dividida em duas partes. Na primeira foi realizado um teste de flexão de
três pontos para verificar a resistência adesiva, e a segunda consistiu na
microscopia eletrônica de varredura, análise de energia dispersiva de
raiosX (EDX) e escaneamento linear das alterações na interface entre
metal e cerâmica. As amostras foram jateadas, limpas em ultra-som e
divididas em grupos segundo a oxidação. A pré-oxidação não afetou
significantemente a adesão da cerâmica, mas o agente de adesão
aumentou os valores médios de adesão em duas ligas estudadas. As
variáveis vácuo, temperatura e tempo de saturação na oxidação não
afetaram significantemente a resistência adesiva.
Wagner et al.
75
(1993) realizaram um trabalho, avaliando
a resistência adesiva entre cerâmica dental e uma liga de paládio
(85%Pd, 10%Cu, 5%Ga). Foram investiados: a) pré-recobrimento do
metal pela dispersão de vários óxidos antes da aplicação de cerâmica; b)
pré-oxidação do metal antes da aplicação; c) queima sob atmosfera
reduzida; d) asperização da superfície em níveis controlados, antes da
aplicação de cerâmica. Utilizando uma modificação do teste de resistência
ao cisalhamento, os seguintes resultados foram encontrados: a)
comparado com o controle padrão, as amostras recobertas previamente
por óxido de alumínio mostraram uma melhora de 46%, enquanto o
42
recobrimento por cobre, manganês e estanho exibiram efeitos menores;
b) a pré-oxidação do metal levou a um pronunciado aumento da
resistência adesiva (152%), tanto pela rugosidade de superfície como
pela formação de óxidos; c) a queima da cerâmica sob atmosfera
reduzida diminui drasticamente a resistência adesiva (88% menor que os
controles), indicando o papel da oxidação durante o ciclo de queima; d) a
asperização mecânica da superfície da forma controlada proporcionou
melhoras, pela maior profundidade das retenções, sendo que a mais
grosseira proporcionou 486% de aumento na resistência adesiva.
Ibrahim
34
(1995) avaliou a região da interface entre
cerâmica e o metal de base, usando MEV com micro-sonda analisadora
eletrônica. Foi utilizada cerâmica Vita e liga Wiron 88, que possibilitou a
avaliação cinco grupos, sendo: a) superfície jateada; b) superfície
metálica após oxidação; sob vácuo; c) superfície metálica fundida após
queima da cerâmica; d) superfície metálica fundida após jateamento e
oxidação do metal sob vácuo; e) camada de óxido na cerâmica. Os
resultados mostraram a formação de NiO e Cr
2
O
3
com evidência de mais
migração de NiO em direção à cerâmica. O jateamento de amostras
oxidadas e levadas à queima (simulando o ciclo, mas sem aplicação da
cerâmica) mostraou a presença novamente de estrutura cristalina de Ni e
Cr, indicando delaminação de camada de óxido pelo jateamento. No lado
da cerâmica, a análise mostrou NiO e Cr
2
O
3
e óxido férrico mais Si, K,
Cl,Sn e Cu. Observou-se que a composição da camada de óxido é
principalmente formada por Cr
2
O
3
e NiO, com alguns traços de óxidos
metálicos difundidos da cerâmica. NiO teve mais migração para a
cerâmica que Cr
2
O
3 .
A oxidação mais prolongada levou a maior
espessura da camada de óxido e, com isso, uma maior fragilidade e
capacidade de delaminação da superfície metálica. Isso causou falha da
adesão metal-cerâmica.
Pang et al.
57
(1995) compararam a resistência à adesão
entre Pd-Cu/ cerâmica VMK 68 (Grupo I), titânio grau 1 com cerâmica
43
Duceratin (Grupo II) e titânio grau 2 usinado com cerâmica Procera
(Grupo III). Foram avaliados: a) a resistência da união entre as
combinações anteriormente citada, bem como o tipo de falha de adesão
ocorrida nas mesmas; b) o efeito de cinco ciclos de queima para o grupo
III. Os grupos foram submetidos ao teste de flexão. Dois CP de cada
grupo foram completamente separados, e outros dois foram cortados
longitudinalmente, sendo analisados em MEV para a determinação do tipo
de falha de união. A resistência à adesão do grupo I foi significativamente
maior que a dos outros grupos. As falhas de união foram
predominantemente adesivas para os grupos I e II, e coesivas para o
grupo controle. Não se encontraram diferenças significativas no efeito dos
ciclos de queima para o grupo III.
Dekon et al.
19
(1999) avaliaram a resistência de união
metal/cerâmica em função de diferentes tempos de oxidação prévia,
utilizando a liga de Ni-Cr Durabond MS II (Dental Gaucho-Brasil) e o
sistema cerâmico Vita VMK 68 (Vita – Germany), por meio de um teste de
cisalhamento. Para tanto, após a obtenção dos padrões metálicos
fundidos (5,0 mm X 15,0 mm), houve uma usinagem superficial com
pedras de óxido de alumínio, lavagem com escova e água corrente, e
jateamento com óxido de alumínio 50 µ por 30 segundos, a fim deseobter
uma textura superficial adequada à aplicação do opaco. Em seguida, foi
realizado um tratamento térmico de oxidação, cujo ciclo consistiu de uma
temperatura inicial de 650º C e temperatura final de 1010º C, sob vácuo e
à velocidade de 70º C por minuto. A temperatura final foi mantida em
tempos variáveis, formando os seguintes grupos: I – controle, sem
oxidação; II – oxidação prévia por um minuto; III – oxidação prévia por três
minutos; IV – oxidação prévia por cinco minutos; e V – oxidação prévia
por cinco minutos e posterior jateamento com óxido de alumínio 50 µ por
30 segundos. O sistema cerâmico Vita VMK 68 foi aplicado com seu
opaco pó/líquido Paint-On 88. Para o teste de cisalhamento, foi utilizada a
máquina de ensaio universal Kratos K500-2000 (Kratos, Brasil), usando-
44
se a escala de 200 kgf, com precisão de 500 g e velocidade de 0,5
mm/min. Concluíram que a ausência de oxidação prévia possibilita os
melhores resultados quando comparados com os tempos de oxidação
prévia, os quais provocaram redução acentuada nos valores obtidos e
foram semelhantes entre si. O grupo submetido ao jateamento após a
oxidação prévia, mostrou resultados similares aos outros grupos com
oxidação prévia.
Graham et al.
27
(1999) realizaram um estudo com o
propósito de comparar o efeito de sete diferentes tratamentos de
superfície do metal na resistência adesiva da interface metalo-cerâmica.
Três camadas de cerâmica opaca e uma de cerâmica de dentina foram
aplicadas a uma liga de Ni-Cr. Um teste de resistência à tração foi
utilizado para avaliar a união. O tratamento da superfície que exibiu o
mais alto valor de resistência adesiva foi o jateamento + usinagem da
superfície + jateamento + degaseificação, considerando que o tratamento
que exibiu o menor valor de resistência adesiva foi de jateamento +
usinagem da superfície + jateamento + jato de vapor + degaseificação.
Houve diferença significante entre os dois métodos. Concluiu-se que a
degaseificação antes da aplicação da cerâmica aumentou a resistência
adesiva entre os materiais. Por outro lado, o excesso de usinagem da
superfície e a aplicação de jato de vapor sobre a liga antes da
degaseificação e aplicação da cerâmica também reduziram
significativamente a resistência adesiva.
Hegedus et al.
31
(2002) testaram a hipótese de que os
detalhes dos processos ocorridos da interface metalo-cerâmica podem ser
descritos por meio de um modelo de difusão química. O desenvolvimento
de fases na interface foi investigado por microscopia eletrônica de
transmissão, em secção transversal entre uma liga de Ni-Cr (Wiron 99,
Bego) e três diferentes cerâmicas dentais (Carat, Vita VMK 95 e Vision).
Todos os sistemas foram avaliados sob condições normais de queima,
sugeridos pelo fabricante, e também, em ciclos de queima mais longos. A
45
conclusão baseada nos resultados foi de que a formação de uma camada
nanocristalina de Cr
2
O
3
, e inclusões de óxido de silício amorfos foram
detectadas no estágio inicial do processo em todos os sistemas
investigados, e que no caso de Carat e Vision, formação de complexo de
óxido de Ni-Cr e Ni-Cr-Ti foi também observado em tempo maior de
queima. A resistência adesiva entre metal e cerâmica foi determinada
pelas propriedades de diferentes fases, emergindo da zona de difusão
durante o processo de queima. A formação e crescimento dessas fases
indicam que reações de redução-oxidação muito complexas tomam lugar
na região da interface.
Hofstede et al.
33
(2002) investigaram a influência do
acabamento do metal e jateamento com óxido de alumínio na produção
de porosidade na interface metalo-cerâmica e na carga de ruptura entre
metal e cerâmica. Oitenta amostras fundidas em metal foram divididas em
quatro grupos experimentais, com os seguintes tratamentos de superfície:
(1) acabamento bidirecional, jateamento; (2) acabamento unidirecional,
jateamento; (3) acabamento bidirecional; (4) acabamento unidirecional.
Foi aplicada cerâmica com espessura de 1,5 mm sobre cada uma das
amostras, e metade das mesmas foi submetida ao teste de flexão de três
pontos. As amostras remanescentes foram seccionadas em quatro partes
e examinadas em microscopia óptica (500 x). O número e diâmetro das
porosidades foram registrados. Observou-se que a direção do
acabamento do metal não afetou o número e tamanho das porosidades
na interface metal/cerâmica, nem as médias de carga de ruptura. O
jateamento aumentou as médias de resistência adesiva, e por outro lado,
amostras não jateadas mostraram destacamento da cerâmica do metal.
Craig & Powers
17
(2004); escreveram sobre as ligas com
alta porcentagem de ouro tipo I, as quais foram as primeiras a serem
introduzidas para restaurações metalo-cerâmicas. Essas ligas têm entre
96% a 98% de conteúdo de metal nobre. A platina e o paládio aumentam
o ponto de fusão e diminuem o coeficiente de expansão térmica; além de
46
que o índio e o estanho contribuem para formar uma boa adesão entre
metal e cerâmica. As do tipo II possuem maior quantidade de paládio e
não contêm prata, e as do tipo III também possuem maior quantidade de
paládio e contêm prata. Ambas possuem ferro, índio, gálio ou cobalto que
aumentam a resistência da liga e diminuem o ponto de fusão.
Craig & Powers
17
(2004) citaram a formação de ligações
químicas fortes, embricamento mecânico entre os materiais, tensão
residual e também formação de óxidos sobre a superfície do metal, como
fatores que controlam a adesão metal/cerâmica. O autor mencionou que
as falhas de adesão cerâmica/metal podem ocorrer em seis locais
diferentes (a) Metal-cerâmica; (b) Óxido metálico-cerâmica; (c) Coesão na
cerâmica; (d) Metal-Óxido metálico; (e) Óxido metálico/ Óxido metálico; (f)
Coesão no metal.
Jóias et al.
39
(2004) avaliaram a resistência de união
entre duas ligas de Co-Cr e uma liga de Ni-Cr com a cerâmica Vita
Omega 900 (Vita, Germana). Pela técnica da cera perdida, foram obtidas
dez estruturas metálicas para cada um dos grupos: New Ceram (Co-Cr,
CNG, Brasil); Wirobond C (C0-Cr, Bego, Germany); Wironia (Ni-Cr, Bego,
Germany). Após jateamento com óxido de alumínio 110 µm, receberam a
aplicação da cerâmica, e realizado o ensaio de cisalhamento. Os valores
médios de resistência de união obtidos foram: New Ceram – 79,25 ±
15,00 MPa; Wirobond C – 62,51 ± 8,40 MPa; Wironia – 112,12 ± 23,10
MPa. Wironia e New Ceram, Wirobond C e New Ceram apresentaram
valores similares, porém Wirobond C e Wironia diferiram estatisticamente.
Pretti et al.
59
(2004) investigaram a resistência ao
cisalhamento da união metal/cerâmica de duas ligas de Co-Cr
(WirobondC, Bego, Remanium 2000,Dentaurum) combinadas com a
cerâmica Omega 900 (Vita Zanhfabrik). Foram confeccionados 11 CP
cilíndricos para cada liga utilizada, sendo que a porção metálica foi obtida
por fundição pela técnica de cera perdida, por meio de enceramentos
padronizados com 4 mm de altura por 4 mm de diâmetro. A aplicação da
47
cerâmica foi realizada seguindo recomendações do fabricante, com
auxílio de uma matriz de teflon que permitia sua padronização com as
mesmas dimensões da porção metálica. Os CP foram submetidos ao
ensaio de resistência ao cisalhamento em máquina de ensaio universal
(EMIC), com auxílio de dispositivo desenvolvido para tal propósito, sob
velocidade constante de 0,5 mm/min. As médias de resistência obtidas
foram 48,38 MPa para a liga Wirobond C, com desvio padrão de 17,71; e
55,96 MPa para a Remanium 2000, com desvio padrão de 17,19. Após
análise de variância, foi possível observar que não havia diferença
estatisticamente significante entre os valores de resistência ao
cisalhamento das duas ligas metalo-cerâmicas.
Saavedra et al.
64
(2004) avaliaram a resistência ao
cisalhamento entre uma liga de Co-Cr para metalo-cerâmica e uma
cerâmica, com diferentes agentes de união. A partir de um dispositivo
metálico cilíndrico, com 4,0 mm de diâmetro e 5,0 mm de altura, foram
obtidos vinte padrões em cera e, posteriormente, fundidos na liga de Co-
Cr (New Ceram, CNG, Brasil). Os CP foram divididos em dois grupos, de
acordo com o agente de união: G1 – Wash Opaque Vita Omega 900 (Vita,
Germany), e G2 – Pre Bond Opaque (CNG, Brasil). Dez CP receberam
uma camada do agente de união Vita e dez do agente de união CNG. Foi
utilizado um dispositivo de teflon para compactar a cerâmica, e todos os
CP receberam o revestimento estético Vita Omega 900, com 4,0 mm de
diâmetro e 4,0 mm de altura. O ensaio mecânico de cisalhamento foi
realizado numa máquina EMIC, a 0,5 mm/min. As médias de resistência
adesiva para os grupos foram: G1 – 73,43 ± 23,00 MPa, e G2 – 69,20 ±
16,74 MPa. Os valores foram submetidos ao teste t Student (a = 0,05), e
não houve diferença estatisticamente significante entre os grupos
analisados. Os dois agentes de união determinaram valores semelhantes
de resistência de união entre metal e cerâmica.
Anusavice
2
(2005) comentou que o requisito primário
para o sucesso de uma restauração metalo-cerâmica é o desenvolvimento
48
de uma adesão duradoura entre a porcelana e a liga metálica. Uma vez
que essa união é obtida, há a possibilidade de se introduzirem tensões
nessas próteses durante o processo de queima da porcelana. Uma
distribuição de tensões desfavoráveis sob o processo de resfriamento
pode causar a fratura da porcelana, assim como fratura tardia. Dessa
forma, para uma prótese metalo-cerâmica ser realizada, com sucesso,
esão necessárias uma forte adesão interfacial e compatibilidade térmica.
A teoria de adesão metalo-cerâmica tem dividido em dois grupos:
embricamento mecânico entre porcelana e metal e adesão química ao
longo da interface porcelana metal. Ligas metálicas que formam óxidos
aderentes durante todo o ciclo de degaseificação formam também uma
boa adesão com a porcelana, enquanto as ligas pobres em óxidos
aderentes formam pior adesão.
Jóias et al.
39
. (2005) avaliaram a resistência de união
entre três ligas de Co-Cr e uma liga de Ni-Cr, com a cerâmica Vita Omega
900 (Vita, Germany). Pela técnica da cera perdida, foram obtidas dez
estruturas metálicas para cada um dos grupos: IPS 20 (Co-Cr, Dentaurum
Germany) e Wironia (Ni-Cr, Bego, Germany). Após jateamento com óxido
de alumínio 110 µm, receberam a aplicação da cerâmica, e foi realizado o
ensaio de cisalhamento. Os valores médios de resistência de união
obtidos em MPa foram: IPS 20 – 94,96 ± 23,82; IPS 30 – 93,78 ± 13,94;
Remanium 2000 – 67,61 ± 21,22; Wironia – 100,58 ± 19,55. IPS 20 e 30 e
Wironia apresentaram valores estatisticamente similares, porém
Remanium 2000 diferiu estatisticamente das outras três ligas.
2.4 Ciclagem térmica e mecânica
Morena et al.
51
(1986) relataram que fadiga em
cerâmicas compreende o crescimento subcrítico de rachaduras, auxiliado
49
pela influência combinada de água e tensões. Um método de fadiga
dinâmica foi utilizado para obter parâmetros de crescimento subcrítico de
trincas para três cerâmicas dentais: feldspática, aluminizadas e uma
policristalina de granulação fina para infra-estruturas. Os experimentos
com taxas de tensões constantes foram realizados a 37º C para as três
cerâmicas em água destilada, e, para a porcelana feldspática realizados,
também em saliva. Diferenças consideráveis foram encontradas no valor
expoente de crescimento de trincas (n) entre as três cerâmicas. A
porcelana feldspática apresentou menor valor de n enquanto a cerâmica
de granulação fina teve maior. Não foram observadas diferenças para a
cerâmica feldspática em relação aos dados obtidos em água ou saliva.
Pequena probabilidade de falha foi percebida na cerâmica de granulação
fina. A cerâmica aluminizada foi a intermediária entre os outros dois
materiais com respeito à probabilidade de falha.
White at al.
76
(1997) investigaram se as fadigas química,
estática e mecânica são independentes, ou se elas interagem para
produzir uma maior ou menor resistência em uma porcelana feldspática. A
técnica de endentação foi utilizada para investigar a resposta das
porcelana feldspáticas às fadigas. Todas as amostras foram
confeccionadas em ambiente seco, submetido à ciclagem mecânica e a
resistência testados em três ambientes: nitrogênio seco, natural e úmido.
As superfícies foram analisadas por meio do MEV, de modo que não foi
detectada fadiga química na exposição inicial a umidade, entretanto
ocorreu uma pequena extensão da falha durante a fadiga mecânica
cíclica, denominados de fenômeno estresse corrosão. Esse experimento
sugere que as duas fadigas: química e mecânica cíclica reduz
significantemente a resistência dos espécimes, porém elas agem
independentemente.
Carneiro Junior et al.
13
(1999) avaliaram in vitro a força
de união da resina composta à cerâmica feldspática, quando nesta foram
efetuados os seguintes tratamentos de superfície: asperização com
50
instrumento cortante rotatório diamantado ou jateamento com óxido de
alumínio de 50 micra, em aplicação isolada ou associado ao
condicionamento com ácido fosfórico por 15 segundos, ou com ácido
fluorídrico por 1 ou 4 minutos. Após a união, os CP foram envelhecidos
por meio de armazenagem em água destilada a 37º C em estufa por sete
dias, associada à ciclagem térmica (600 ciclos térmicos de 1 minuto entre
5º C e 55º C), antes da realização dos ensaios de tração, em aparelho de
ensaio mecânico (Instron, USA), com velocidade de 0,5 mm/min. Os
resultados demonstraram que houve melhora na resistência à tração com
todos os tratamentos propostos, quando comparada ao grupo controle,
que não recebeu tratamento. Com instrumento cortante rotatório
diamantado, o jateamento produziu maior resistência de união que a
asperização, mas, quando associados ao condicionamento com qualquer
dos ácidos selecionados , independente do tempo de aplicação, não
houve diferença estatística entre esses tratamentos.
Leibrock et al.
42
(1999) investigaram a resistência ao
cisalhamento entre sistemas de reparo para cerâmica e o efeito da
termociclagem e ciclagem mecânica nessa união em comparação com o
sistema Rocatec para adesão resina-metal. Foram confeccionadas
amostras em liga de Co-Cr-Mo e cerâmica Vita VMK-68. Vinte amostras
cilíndricas em resina foram cimentadas à cerâmica com sistemas
correntes de reparo. A resistência ao cisalhamento foi avaliada após 24h
e após simulação de uso em ambiente bucal artificial. Foram utilizados
2400 ciclos térmicos (5°/55°C) 480.000 ciclos mecânicos com força de
50N e freqüência de 1,66Hz, simulando aproximadamente dois anos de
uso. Dois dos grupos testados (Silistor e All-Bond 2) sofreram decréscimo
significativo na resistência adesiva após as ciclagens térmica e mecânica.
Poljak-Guberina et al.
58
(1999) determinaram a
resistência à fadiga do sistema metalo-cerâmica Oceramduo/Duceragold
e a influência da termociclagem nessa interface. As restaurações metalo-
cerâmicas se encontram submetidas a mudanças de temperatura e pH
51
nas condições bucais. Além disso, existe um estresse permanente
causado pela mastigação, o qual promove o crescimento de microfenda.
O comportamento da interface metalo-cerâmica ao se utilizarem testes
estáticos e dinâmicos tem sido pouco relatado. O trabalho foi dividido em
dois grupos: amostras submetidas ao teste de flexão modificado por
Schwickerath que possuía uma ponta pulsátil, com freqüência de 10 Hz, e
uma força dinâmica de 1000 ciclos e 5°C a 55°C em água e teste de
flexão já descrita. Os valores da força dinâmica e o número de ciclos
foram registrados até a ruptura da interface. O resultado revelou uma
força dinâmica maior para a ruptura da união metalo-cerâmica para o
grupo sem ciclagem (850N), que ao ser, comparado com o grupo com
ciclagem (550N). Os autores concluíram que a termociclagem reduz a
resistência à fadiga de 30 até 50%.
Itinoche
36
(2002) avaliou a influência da ciclagem
mecânica sobre a resistência a flexão biaxial de materiais cerâmicos
(Procera AllCeram, In-Ceram Alumina, In-Ceram Zircônia e, IPS Emir).
Para isso, o autor desenvolveu um equipamento especifico para a
realização do teste de fadiga. Após os CP serem submetidos ao teste de
flexão de três pontos, os resultados apontaram que a ciclagem diminuiu
significativamente a resistência de todos os materiais cerâmicos testados.
Dias
21
(2002) analisou a influência das características
químicas e microestruturais nas propriedades mecânicas dos materiais de
infra-estrutura (IPS Empress2 e In-Ceram Alumina) e de recobrimento
estético ( Empress cerâmico e Vetar Alfa). Para a determinação dos
valores parâmetros de propriedades mecânicas, foram utilizados os
ensaios de flexão de quatro pontos, cisalhamento (com ou sem ciclagem
mecânica) e microdureza superficial Vickers. Os valores de resistência à
fratura por flexão foram coerentes com os compostos presentes nas
cerâmicas e os desvios padrões foram relacionados à quantidade de
defeitos microestruturais. Não foi observada diferença significativa entre
os valores de resistência obtida nos ensaios de cisalhamento estático, e
52
por nos de ciclagem mecânica para um mesmo sistema. No ensaio de
ciclagem mecânica, verificou-se uma maior resistência adesiva para o
sistema IPS Empress2/ Empress cerâmico, que foi associado à formação
de interface química.
Andreatta Filho et al.
1
(2003) estudaram o efeito da
ciclagem térmica sobre a resistência adesiva entre as superfícies
cerâmica do In-ceram e o cimento resinoso Panavia. Obtiveram-se
sessenta CP (10x1x1mm) a partir de nove blocos de cerâmica + cimento
resinoso + resina composta. Os CP foram divididos em três grupos de
(n=20): G1 – armazenagem durante 14 dias em água destilada a 37°C;
G2- 6000 ciclos térmicos (5°C - 55°C, 30s em cada temperatura); G3 –
12000 ciclos térmicos (5°C - 55°C em cada temperatura). Após a ciclagem
térmica, os CP foram submetidos ao teste de microtração em máquina de
ensaio universal (EMIC-DL-1000), com velocidade constante de
0,5mm/min. Os resultados indicaram que os valores médios de ruptura
(MPa) de G1 (14,97 ±4,68) não diferiram estatisticamente de G2 (12,27
±4,72), porém houve diferença significativa entre G1 e G3 (9,89 ±4,16).
Foi possível concluir que a termociclagem reduziu significativamente os
valores de resistência adesiva quando os CP foram submetidos a 12000
ciclos.
Özcan
55
(2003) relatou que fraturas de cerâmicas de
recobrimento em próteses metalo-cerâmicas, como resultado do tempo de
função clínico ou traumas, não são um problema incomum na prática
clínica. Estudos indicam que a prevalência de fraturas cerâmicas varia
entre 5 e 10% em dez anos de uso. Existe evidência epidemiológica
consistente de que falhas mecânicas de uma prótese ocorrem após um
certo tempo de uso. Dessa forma, estruturas protéticas geralmente não
falham como conseqüência de um simples episódio de aplicação de
tensões, mas com o efeito acumulativo de um número grande de cargas
comparativamente menores. Pequenas mudanças na microestrutura ou
tratamento de superfície podem levar a alterações drásticas na meia vida
53
de restaurações fixas. Repetidas tensões podem causar crescimento lento
de trincas e a fadiga mecânica. A ciclagem mecânica pode produzir
trincas mensuráveis na área de contato, além de acumular danos,
induzindo falhas por fadiga.
Troia Jr. et al.
71
(2003) avaliaram o efeito da
termociclagem na interface e as características adesivas do titânio cp e
uma liga de titânio (Ti-6Al-4V) com cerâmicas compatíveis, tendo como
grupo controle uma liga de paládio-prata com uma cerâmica convencional.
A metade das amostras foi submetida à ciclagem térmica desde 4°C
(±2°C) a 55°C (±2°C). Depois, foi realizado o teste de flexão (DIN 13.927).
Os resultados evidenciaram que a termociclagem não enfraqueceu as
interfaces de titânio/cerâmica. Não houve diferença estatística significativa
para o titânio cp (24.98 MPa com ciclagem térmica e 24.99 MPa sem
ciclagem) e para a liga Ti-6Al-4V (24.98 e 25.60 MPa, com e sem
ciclagem térmica respectivamente). O grupo controle obteve valores
maiores de resistência adesiva (47.98 e 45.30 MPa, respectivamente).
Concluíram que a ciclagem térmica não causou um efeito negativo nos
grupos testados.
Hilgert
32
(2005) estudou a resistência ao cisalhamento
entre três ligas: Au-Pd (Olympia, Jelenko, USA), Co-Cr (Wirobond C,
Bego, Germany) e Ni-Cr (Wiron 99, Bego, Germany), com e sem ciclagem
térmica e mecânica. Por meio da técnica da cera perdida, foram
confeccionados trinta CP para cada liga, com 4 X 4 mm de estrutura
metálica e 4 X 4 mm de estrutura cerâmica. Os valores médios da
resistência de união obtidos para os grupos sem/com ciclagem foram:
66,02 ± 9,51/ 59,77 ± 23,34 MPa para Au-Pd; 85,27 ± 13,07/ 76,27 ±
15,77 MPa para Co-Cr; e 76,18 ± 13,61/ 74,67 ± 22,66 MPa para Ni-Cr.
Não houve influência das ciclagens nos três grupos, porém, no fator liga
metálica, o grupo Au-Pd diferiu estatisticamente do Co-Cr, e Ni-Cr.
Vasquez
73
(2005) avaliou a resistência ao cisalhamento
de três sistemas metalo-cerâmicos, utilizando o Ti cp e as cerâmicas
54
Triceram, Super Porcelain Ti22, Titankeramic, com ou sem ciclagem
térmica e mecânica, bem como a análise da interface por MEV e EDS. O
experimento teve como grupo controle um sistema com a liga Au-Pd
Olympia (Jelenko, USA) e cerâmica Vita Omega 900 (Vita, Germany).
Foram confeccionados 12 CP, com estrutura metálica de 4 mm X 4 mm e
estrutura de cerâmica com as mesmas medidas. Os valores médios de
resistência de união para a liga Olympia sem ciclagem foram de 61,283 ±
8,338 MPa e com ciclagem de 60,687 ± 13,789, não havendo, portanto,
influência das ciclagens térmicas e mecânicas nesses valores.
3 PROPOSIÇÃO
Este estudo tem por propósito avaliar a influência de três
diferentes métodos de fundição, utilizando uma liga metálica odontológica
de alta fusão, na resistência de união ao cisalhamento do sistema metal-
cerâmica.
4 MATERIAL E MÉTODO
4.1 Confecção dos corpos-de-prova
4.1.1 Enceramento
Foram confeccionados setenta e dois corpos-de-prova
(CP) metálicos, que posteriormente receberam aplicação de cerâmica.,
Para padronizar todos os enceramentos dos CP (Figura 1a), foi utilizado
um dispositivo composto por duas peças usinadas em latão, sendo uma
em anel metálico, o qual recebeu os enceramentos, e a outra, um êmbolo
com a finalidade de auxiliar na remoção. O anel metálico teve sua parte
interna isolada com óleo mineral (Sidepal Indl. E Comercial Ltda,
Guarulhos, SP), com o auxílio de um pincel número 1 (Tigre, Brasil),
espessura fina, e os excessos foram removidos com papel absorvente. A
parte do anel metálico que contém o diâmetro interno menor (4,0 mm) fica
voltada para baixo sobre uma base metálica plana e polida,
confeccionada em latão que também foi isolada com o mesmo óleo
mineral, da qual foram removidos os excessos.
57
FIGURA 1 - Dispositivo para o enceramento: a) base metálica, anel metálico,
êmbolo para remoção; b) confeção do padrão em cera; c) remoção
do padrão em cera.
Para o enceramento, foram utilizadas uma lamparina a
álcool, uma espátula 31, e cera oclusal (Okklusalwachs, Bego,
Alemanha). A cera, liquefeita sobre a chama da lamparina, com o auxílio
da espátula 31, na sua porção triangular, foi vertida no interior do anel
metálico em um único incremento, evitando marcas de emendas e/ou
falhas nos CP encerados (Figura 1b). Esperou-se o resfriamento completo
da cera e removeram-se os excessos da mesma. Com o dispositivo
“êmbolo” removeu-se, com cuidado, o CP encerado (Figura 1c).
Os padrões em cera e suas dimensões estão mostrados
nas Figuras 2a e b. Após a confecção, os CP, estes ficaram à temperatura
ambiente, armazenados em recipiente plástico hermeticamente fechado,
58
forrado com papel absorvente, por aproximadamente 48 horas, até o
momento do início do processo de inclusão dos CP.
FIGURA 2 – Padrões em cera: a) CP encerado; b) Dimensões finais.
4.1.2 Técnicas de fundição
Foram utilizados três métodos de fundição odontológica:
maçarico e centrífuga elétrica – G1, indução eletromagnética – G2, e
plasma – G3. Utilizou-se uma liga de Pd-Ag-Sn (W1 - Williams) e dois
tipos de revestimento: (Bellavest Sh - BEGO), utilizado para o grupo G1 e
G2; e o (Ceramvest – Polidental), para o grupo G3.
Foram utilizados três anéis para cada um dos grupos G1,
G2 e G3. Para os grupos G1 e G2 foram confeccionados dez padrões em
cera por anel. Entretanto para o grupo G3 foram necessários confeccionar
15 padrões em cera por anel, para que fosse possível aproveitar 10
padrões. Esta perda de cinco padrões é decorrente de problemas
técnicos deste procedimento.
Os padrões em cera foram incluídos e fundidos de
acordo com as especificações de cada fabricante de materiais e de cada
método de fundição. Após o termino das fundições, cada grupo
apresentava trinta padrões metálicos.
59
4.1.2.1 Maçarico e centrífuga elétrica
Vinte e quatro PC foram confeccionados para receberem
os canais de alimentação, com 4,0 mm de diâmetro, com
aproximadamente 3,5 e 4,0mm de altura, os quais foram unidos em uma
base do tipo “trave” pré-fabricada (Rainbow, Porto Ferreira, SP), de
tamanho pequeno, sendo confeccionados três conjuntos, com dez CP
cada conjunto (Figura 4). Posteriormente, todo o conjunto foi pesado em
uma balança digital, para cálculo da quantidade de liga necessária para o
processo de fundição, utilizando-se a seguinte fórmula: [Peso do conjunto
(CP, canais de alimentação, “trave”) multiplicado pelo peso específico ou
a densidade do metal, adicionados mais 20% para o cone (botão) igual à
quantidade de liga necessária para a fundição] ( Figura 3).
X + 20% =
(P) x (D) + 20% = (QL)
P = Peso do conjunto.
D = Densidade do metal.
QL = Quantidade de liga necessária para a
fundição.
FIGURA 3 – Fórmula para calcular a quantidade de liga necessária para o
processo de fundição por maçarico e indução.
Para a inclusão, utilizaram-se três anéis de silicone para
fundição, n.4, 90 gramas, (OGP Produtos Odontológicos, São Paulo, SP),
os quais receberam o conjunto com os CP. Foi borrifado um agente
tensoativo, Waxit (Degussa, Brasil), esperando-se cinco minutos para a
inclusão do revestimento. O revestimento (BellaVest-SH, Bego, Germany)
foi espatulado inicialmente em um gral de borracha por trinta segundos e,
na seqüência, em um espatulador mecânico e a vácuo por sessenta
60
segundos. Após o término, esperaram-se trinta segundos no vácuo, sem
removê-lo. Foram proporcionados 300 gramas de pó para 60 ml de líquido
e 15 ml de água destilada, proporção essa para os três anéis, seguindo-
se as instruções do fabricante. Em seguida, o revestimento foi vertido
para dentro dos anéis, que estavam sobre um vibrador, até serem
preenchidos completamente (Figura 5a). Após uma hora, os anéis de
silicone foram removidos. Esperaram-se aproximadamente 14 horas. Os
blocos de revestimento foram recortados na sua porção fechada (Figura
5b) e, pela técnica da cera perdida, Taggart (1907), foram colocados no
forno (EDGCON 3P 1800, EDG Equipamentos, São Carlos) à temperatura
ambiente, aproximadamente a 28º C, com programação de 10º C/min, até
250º C, esperando-se trinta minutos nessa temperatura. Em seguida, a
temperatura subiu 20º C/min até 700º C, esperando-se mais 20 minutos.
Finalmente, a temperatura subiu mais 20º C/min até 900º C, e o anel de
revestimento estava pronto para a fundição.
Na centrífuga elétrica, Min. Casting Machine – Torque
(Bio-Art, São Carlos, SP), (Figura 6a) ajustaram-se o tempo de rotação
em 100 segundos, com 100 rotações por minuto (RPM), e o braço da
centrífuga - (contra-peso) – foi balanceado em peso médio, que é o
adequado para um anel de 90,0 gramas. Os combustíveis utilizados na
técnica do maçarico (Figura 6b) foram o gás liquefeito de petróleo (GLP),
com pressão de 11 libras (0,8 kgf/cm
2
) e o oxigênio com pressão de 17
libras (1,2 kgf/cm
2
). O cadinho foi posicionado e ajustado na centrífuga,
colocando-se a quantidade de liga necessária para o preenchimento
completo do anel. O maçarico utilizado foi o do tipo furo múltiplo,
Degussa, (São Paulo, SP). Com movimentos circulares e lentos,
aqueceram-se o cadinho e a liga até o momento em que a liga
apresentou-se em fase líquida (Figura 7a e b). Nesse momento, o forno
foi aberto e, com uma pinça do tipo “Tenax”, retirou-se o anel que foi
colocado e ajustado no dispositivo do braço da centrífuga. Na parte da
chama referente à zona redutora, a liga foi derretida até a fase líquida e,
61
nesse momento, a porta da centrífuga foi fechada, sendo o seu
acionamento automático. Após parada a centrífuga, removeu-se o anel
que foi resfriado à temperatura ambiente.
FIGURA 4 – Conjunto com 10 cp.
FIGURA 5 – Revestimento: a) Inclusão; b) Recorte do anel.
FIGURA 6 – Técnica de fundição por maçarico a) centrífuga elétrica; b)
maçarico.
62
FIGURA 7 – Liga: a) estado sólido; b) estado líquido.
4.1.2.2 Indução
Repete-se o mesmo processo de confecção dos CP, até
o preparo do anel no forno (EDG – 7000, São Carlos), realizado no
método maçarico e centrífuga elétrica (Figuras 3, 4, 5a e b, 8a e b).
A máquina de indução utilizada foi Multihertz-Newtrodyn-
Easyti (Fllimanfredi, Italy), (Figura 9a ), a qual foi pré-calibrada na rotação
média, devido ao tipo de liga utilizada. A temperatura estabelecida foi a de
1300º C. Colocou-se a liga no cadinho (Figura 9b) da máquina. O anel foi
retirado do forno a temperatura de 900º C, encaixado no dispositivo
adequado (Figura 10a), iniciando-se o processo de fundição. O anel foi
resfriado à temperatura ambiente (Figura 10b).
63
FIGURA 8 – Processo de confecção do CP: a) CP na base do anel; b) CP sendo
incluído.
FIGURA 9 – Equipamentos utilizados para indução: a) máquina de fundição por
indução; b) cadinho com liga metálica
64
FIGURA 10 – Preparo do anel: a) anel em posição, b) após fundição
4.1.2.3 Plasma
Quarenta e cinco padrões em cera foram confeccionados
para receberem os canais de alimentação, com 3,0 mm de diâmetro
(Cerafix, São Paulo), com aproximadamente 2,5-3,0 mm de altura, canais
esses unidos em uma base do tipo “ponto de interrrogação ou espiral”,
confeccionada com cera pré-fabricada de 5,0 mm de diâmetro (Cerafix,
São Paulo), sendo confeccionados três conjuntos, com 15 padrões em
cera cada conjunto (Figura 12a). Todo o conjunto foi pesado em uma
balança digital, para cálculo da quantidade de liga necessária para o
processo de fundição, utilizando-se a seguinte fórmula (Figura 11): [Peso
do conjunto (CP, canais de alimentação, “trave”) multiplicado pelo peso
específico ou a densidade do metal, adicionados mais 50% para o cone
(botão) igual à quantidade de liga necessária para a fundição].
65
(P) x (D) + 50% = (QL)
P = Peso do conjunto.
D = Densidade do metal.
QL = Quantidade de liga necessária para a
fundição.
FIGURA 11 – Fórmula para obter a quantidade da liga para processo de
fundição por plasma.
Para a inclusão, foram utilizados três anéis metálicos de
200 gramas para fundição, (EDG, Equipamentos Odontológicos, Ltda,
São Carlos, SP), os quais receberam uma fita de amianto para compensar
a expansão do revestimento. O conjunto com os CP foram borrifados com
um agente tensoativo, Waxit (Degussa, Brasil), esperando-se cinco
minutos para a inclusão do revestimento. O revestimento (Ceramvest,
Polidental, São Paulo) foi espatulado inicialmente em um gral de borracha
por trinta segundos e, na seqüência, em um espatulador mecânico e a
vácuo por sessenta segundos. Após o término, esperaram-se trinta
segundos no vácuo, sem removê-lo. Foram proporcionados 200 gramas
de pó para 50 ml de líquido, proporção essa para cada um dos anéis,
seguindo as instruções do fabricante. Em seguida, o revestimento foi
vertido para dentro dos anéis, que estavam sobre um vibrador, até que
fossem completamente preenchidos (Figura 12b). Foram esperadas
aproximadamente 14 horas, e os anéis metálicos com o revestimento
foram recortados na sua porção fechada e, pela técnica da cera perdida,
Taggart (1907), foram colocados no forno (EDG 10 P-S 3000,
Equipamentos Odontológicos, Ltda, São Carlos, SP) à temperatura
ambiente, (aproximadamente 28º C), com programação de 10º C/min até
250º C, esperando-se trinta minutos nessa temperatura. Em seguida, a
temperatura subiu 20º C/min até 700º C, esperando-se mais 20 minutos.
Finalmente, a temperatura subiu mais 20º C/min até 900º C, estando o
anél metálico com o revestimento pronto para a fundição.
66
No aparelho para fundição com corrente elétrica e gás de
argônio (Figura 12c), “máquina de plasma”, de nome comercial
”Discovery” (EDG,São Carlos,SP, Brasil), foram realizadas a calibração da
máquina para a liga, inserido a quantidade da liga e, regulado o trajeto do
movimento da ponta em que ocorre a descarga elétrica na liga metálica. A
liga metálica foi posicionada no compartimento superior sobre uma
pequena bandeja de carbono (Figura 12d). Posicionado o anel na bandeja
do compartimento inferior, aciona-se o elevador, com pressão já pré-
estabelecida de 2,0 kgf, pressionando-se o tubo que estava em contato
com o compartimento superior da máquina. Fechou-se a porta da
máquina e acionou-se o programa. Primeiramente, a máquina aciona o
vácuo aproximadamente em 23,0 Pol/Hg e o mantém para, em seguida,
iniciar o processo de derretimento da liga com a ponta que dá a descarga
elétrica, fazendo-se movimentos circulares até o completo derretimento da
liga (Figura 12e). Automaticamente, a liga foi vertida e succionada para
dentro do anel, sob pressão de 25 Lb/pol
2
. Por fim, aguardou-se o término
do programa e iniciou-se o processo de resfriamento do anel, para a sua
desinclusão.
67
FIGURA 12 - Preparo para fundição a) CP; b) preenchimento do anel com
revestimento; c) máquina de fundição por plasma; d)
compartimento superior e inferior; e) descarga elétrica fundindo
a liga.
4.1.3 Desinclusão e tratamento das estruturas metálicas
Com um instrumento de ponta romba, um martelo e uma
tesoura foi realizada a desinclusão. Os padrões metálicos (Figura 13a e b)
foram removidos do canal de alimentação com disco de diamante
sinterizado, e o revestimento restante foi removido com auxílio do
aparelho de ultra-som e de água destilada, em três tempos de 10 minutos
68
e, por último, em solução de álcool isopropílico em 10 minutos. Os
padrões metálicos foram ajustados para encaixarem-se perfeitamente no
dispositivo de cisalhamento. A superfície que recebeu a cerâmica sofreu
um tratamento em lixadeira metalográfica (Knuth Rotor, Struers,
Denamark), refrigerada a água, com lixas d’água de números 180, 220,
400 e, 600 (Norton, Brasil). Essa superfície foi jateada com óxido de
alumínio, malha 100, 150 µm (Polidental, São Paulo, SP), à distância de
2,0 cm, com inclinação de 45º, durante 10 segundos, utilizando-se um
dispositivo para essa finalidade (Figura 14). Os padrões metálicos foram
colocados em ultra-som e água destilada por 10 min; lavados em água
corrente, novamente foram colocados em ultra-som e água destilada por
10 min e outra vez lavados em água corrente e, por último, foram
colocados em ultra-som por 10 min, imersos em solução de álcool
isopropílico (Figuras 15a e b). À temperatura ambiente, os padrões
metálicos foram secos e receberam o processo de oxidação durante 5
minutos em forno para cerâmica, na temperatura de 1010°C, para
posterior aplicação da cerâmica.
FIGURA 13 – Resultado / aparência dos padrões metálicos após desinclusão: a)
padrões metálicos método maçarico; b) padrões metálicos método
indução
69
FIGURA 14 - Dispositivo para jateamento
FIGURA 15 – Lavagem em ultra-som: a) em água destilada; b) em álcool
isopropílico
4.1.4 Aplicação do revestimento cerâmico
As fases de sinterização do revestimento cerâmico foram
realizadas no forno auto-programado Vacumat 40 (Vita, Germany),
(Figura 16).
As especificações dos programas utilizados para as
sinterizações estão descritas no quadro abaixo:
70
FIGURA 16 – Forno Vacumat (VITA)
Quadro 1 – Ciclo de sinterização da cerâmica
Cerâmica Programa Pré-secagem
em º C
Temperatura
final em º C
Wash opaque 90 500 890
Opaque 91 500 890
Primeira dentina 92 500 890
Segunda dentina
93 500 870
Todas as cerâmicas utilizadas foram do sistema VM 13
(Vita Zahnfabrik, Alemanha), as quais são do tipo pó/líquido (Figura 17), e
foram preparadas individualmente, utilizando-se o líquido do próprio
sistema em uma placa e espátula adequada para que fossem
manipuladas.
71
FIGURA 17 – Pó cerâmico: a) Wash opaque, b) Opaque (opaco), c) Base
dentine (cerâmica de corpo); d) Líquido da cerâmica
O padrão metálico foi segurado com uma pinça durante a
aplicação da cerâmica. Com o auxílio de um pincel fino sintético, n. 2
(Kota, Germany), foi aplicada a primeira camada do “Wash opaque” sobre
a superfície tratada, abrangendo-se, todo o seu diâmetro (Figura 18). O
excesso de material que, em uma eventualidade, escorresse sobre as
paredes do dispositivo, era removido com o auxílio de um outro pincel n.
2, modelo 424 Condor (Konex, Brasil). A sinterização foi realizada,
utilizand-se o programa 90, com temperatura inicial de 500º C e
temperatura final de 890º C (Figura 19). Após o término do ciclo, esperou-
se o resfriamento para a aplicação do opaco.
FIGURA 18 – Aplicação da cerâmica: a) wash opaque pré-sinterização; b) CP
pós-sinterização
72
FIGURA 19 – Sinterização do opaco: a) consistência; b) remoção do excesso de
opaque; c) CP pós-sinterização
Um dispositivo desenvolvido por Jóias (2005) foi utilizado
para a aplicação da cerâmica de corpo(Figura 20 a).
FIGURA 20 – Preparo para aplicação da cerâmica: a) dispositivo para aplicação
da cerâmica; b) isolamento do dispositivo de Teflon
Antes da aplicação da primeira camada de cerâmica de
corpo (base dentine), o dispositivo de teflon foi isolado com Vita Modisol
(Vita Zahnfabrik, Alemanha) e teve removido o seu excesso (Figura 20 b).
A primeira camada de cerâmica de corpo foi aplicada sobre as superfícies
do opaco (wash opaque e opaque) com uma espátula até completar o seu
73
preenchimento no dispositivo de teflon (Figura 21 a). Foi utilizado um
vibrador, para condensar a cerâmica (Figura 21 b). O excesso de líquido
foi removido com um lenço de papel absorvente. Após a secagem da
primeira camada de cerâmica de corpo, o conjunto foi removido do anel
de teflon com auxílio do êmbolo metálico, tomando-se o máximo de
cuidado para que não se danificasse a cerâmica. (Figura 21 c) Em uma
eventual discrepância ou falha dessa etapa, o procedimento era refeito. O
excesso de cerâmica foi removido com um instrumental do tipo
Hollemback modificado e um pincel (Figura 21 d). A sinterização foi
realizada à temperatura inicial de 500º C e à temperatura final de 880º C.
(Figura 21 e, f).
74
FIGURA 21 – Aplicação da primeira camada de cerâmica de corpo: a)
preenchimento do dispositivo; b) vibração do dispositivo para
assentamento da cerâmica; c) remoção do CP do dispositivo de
teflon; d) remoção do excesso da cerâmica de corpo; e) pré-
sinterização; f) pós-sinterização.
Após o resfriamento da primeira camada de cerâmica de
corpo, uma segunda camada foi colocada para compensar a contração.
75
Com os mesmos cuidados realizados anteriormente, foi colocada a
segunda camada de cerâmica de corpo em uma consistência mais
cremosa do que a primeira camada. E novamente levado a temperatura
inicial de 500º C e temperatura final de 870º C (Figura 22).
FIGURA 22 – Sinterização da segunda camada da cerâmica de corpo: a) pré-
sinterização; b) pós-sinterização.
Após o resfriamento da sinterização da segunda camada
de cerâmica de corpo, os CP foram aferidos e ajustados, com pontas
diamantadas e de óxido de alumínio, em motor elétrico de bancada para
adaptarem-se ao dispositivo de cisalhamento (Figura 23). Por fim,
verificou se não ocorria a separação do conjunto metal-cerâmica, ou
algum tipo de movimento ou trinca visível a olho nu. Configuração final do
CP. (Figura 24).
76
FIGURA 23 – Condições do conjunto metal-cerâmica: a) dispositivo de
cisalhamento; b) parte externa; c) parte interna; d) desenho
esquemático.
FIGURA 24 – Configuração final do CP (metal e cerâmica).
77
4.2 Ciclagem térmica e mecânica
Os CP foram divididos aleatoriamente em dois sub-
grupos: sub-grupo (a) - CP que não receberam nenhum tipo de
tratamento; sub-grupo (b) - CP que receberam o tratamento térmico e o
tratamento mecânico.
4.2.1 Ciclagem térmica
A ciclagem térmica foi realizada em uma máquina
termocicladora (Nova Ética, Brasil), sendo que os CP foram colocados
simultaneamente em pequenos sacos de pano permeáveis e submetidos
a 6000 ciclos térmicos, variando entre 5º C e 55º C, em água
(PROBSTER et al.
60
, 1996; LEIBROCK et al.
42
, 1999, ANDREATTA
FILHO et al.
1
, 2003), com banhos de 30 segundos e intervalos de 1
segundo.
4.2.2 Ciclagem mecânica
A ciclagem mecânica foi realizada em uma máquina
desenvolvida por Itinoche
36
, (2002). Foram realizados 20.000 ciclos para
cada CP, com carga de 5 kgf e freqüência de 1 Hz (Dias, 2002; Itinoche,
2002). Esta carga foi aplicada ao longo do eixo do cp, consequentemente
78
perpendicular a interface metal ceramica. Um dispositivo auxiliar foi
desenvolvido para esse fim, de maneira que a base foi fixada na máquina
de ciclagem, preenchida com água e, dentro da mesma, parafusada uma
peça onde alojou-se o CP. (Figura 25). A temperatura estabelecida foi de
aproximadamente 37º C.
FIGURA 25 – Aparelho e dispositivo para ciclagem mecânica.
4.3 Ensaio mecânico
Para o ensaio mecânico de cisalhamento, foi utilizado um
dispositivo modificado por Itinoche
35
et al.,
(1999), composto de duas
partes independentes b e c (Figura 23), sendo que a parte “b”” tem a
configuração de um cilindro, com uma adaptação planificada em uma de
suas paredes, de forma a possibilitar a introdução da parte “c” em seu
79
interior, que também é de formato cilíndrico e com uma das paredes
planificadas, que servem como êmbolo durante os ensaios mecânicos.
Nas faces planas de cada um dos componentes, existe uma perfuração
de 4,0 mm de diâmetro, que permitem a introdução do CP
simultaneamente nas duas peças, quando coincidentes às perfurações,
ficando alojada a porção metálica na parte “b” e a porção cerâmica na
parte ”c“.
O conjunto montado foi posicionado em uma máquina de ensaio
universal Instron 4301, (Instron, England),onde sobre a porção cilíndrica
do dispositivo B foi aplicada uma força com velocidade constante de
0,5mm/min até a fratura das amostras, obtendo-se assim a carga máxima
suportada pela interface metal-cerâmica, em MPa. (Figura 26)
FIGURA 26- a) máquina Instron 7301 b) detalhe da maquina Instrum com o
dispositivo de cisalhamento.
80
4.4 Análise em microscopia
4.4.1 Análise em estereomicroscópio.
Na análise das estruturas remanescentes dos corpos de
prova, após os ensáios mecânicos e a verificação dos padrões de fratura,
foi utilizada uma lupa estereomicroscópica Stemi 2000-C (Carl Zeiss,
Inglaterra), com aumento de 20 x, acoplada a uma câmera digital Sony
Cybershot DCS-A85, de 4.1 megapixel (Sony Corporation. Japan). Todas
as amostras levadas ao ensaio mecânico de cisalhamento foram
analisadas e fotografadas tanto em sua porção metálica, quanto na
cerâmica, para a visualização das superfícies de fratura.
4.5 Análise estatística dos dados
Os dados obtidos nos testes de resistência ao
cisalhamento foram submetidos à análise estatística, utilizando-se o
programa Excel. A unidade experimental foi o corpo de prova cilíndrico e
segui-se um esquema fatorial do tipo 3x2, com 12 repetições. As variáveis
experimentais foram o método de fundição e o procedimento de ciclagem.
Foram testados três métodos de fundição: maçarico, indução e plasma.
Para cada um desses métodos, foram considerados dois procedimentos
de ciclagem: sem ciclagem e com ciclagem térmica e mecânica. A
variável resposta foi a tensão de ruptura (MPa) obtida no ensaio de
cisalhamento entre a interface metal cerâmica de cada uma das seis
condições experimentais. Foi realizada a estatística descritiva média e a
81
inferencial e o desvio padrão, mediante o teste ANOVA fator duplo com
repetição, e o teste de Tukey. O nível de significância adotado para todos
os testes foi de 5%.
5 RESULTADOS
5.1 Ensaio de cisalhamento
A influência dos três métodos de fundição e dos
procedimentos com e sem ciclagem sobre a interface metal-cerâmica
durante o ensaio mecânico de cisalhamento constituiu seis condições
experimentais.
Os dados obtidos estão apresentados no apêndice B. A
estatística descritiva é apresentada na Tabela 1 e representada com o
gráfico de colunas (Figura 27 ).
Tabela 1 - Média (± desvio padrão) dos dados de resistência ao cisalhamento,
obtidos em corpos de prova fundidos por três métodos de fundição e
duas condições de ciclagem.
Fundição (Mpa)
Ciclagem
Maçarico
Indução
Plasma
COM 97,96±18,30 62,34±11,25 58,10±10,66
SEM 108,35±22,97 103,64±28,28 93,79±11,06
n = 12
83
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00
Maçarico Indução Plasma
Com ciclagem Sem ciclagem
b b a b a b
FIGURA 27 – Representação gráfica das médias (barras) e desvio padrão
(linhas verticais)dos dados de resistência obtidos no ensaio de
cisalhamento, de acordo com os métodos de fundição.
As informações da Figura 27 demonstram que as
condições experimentais dos grupos indução e plasma com ciclagem
apresentam resultados semelhantes. Os valores numéricos dos grupos
maçarico com ciclagem, maçarico sem ciclagem, indução sem ciclagem e
plasma sem ciclagem apresentam resultados semelhantes.
Quando se aplica a análise de variância (ANOVA) para
avaliar a influência das variáveis tipo de fundição e procedimento de
ciclagem observa-se que o efeito dessas duas variáveis é
estatisticamente significante (Tabela 2). No entanto, segundo a ANOVA,
não se pode aceitar a hipótese de nulidade do efeito de interação entre as
variáveis. Uma vez que o valor-p foi menor que 0,05, não se pode avaliar
cada fator separadamente mas sim há que se considerar sempre o par
método/ciclagem.
84
Tabela 2 - Análise de variância (ANOVA) para os dados de resistência ao
cisalhamento (MPa) obtidos no ensaio mecânico.
Fonte da
variação SQ gl MQ F valor-P
Ciclagem 15269,95
1
15269,95
45,23
0,00000
Fundição 9574,66
2
4787,33
14,18
0,00001
Interações 3253,29
2
1626,64
4,82
0,01114
Resíduos 22281,71
66
337,60
Total 50379,60
71
*p<0,05
Quando se comparam as médias das seis condições
experimentais, por meio do teste de Tukey (5%) (Tabela 3), verifica-se
que as condições plasma com ciclagem e indução com ciclagem
apresentaram as menores resistências ao cisalhamento, não podendo ser
distinguida uma da outra. Todas as demais combinações
fundição/ciclagem (Plasma sem ciclagem, Maçarico com e sem ciclagem,
e Indução sem ciclagem) não diferiram significativamente a 5% entre si,
mas foram maiores que as duas anteriores (Plasma com ciclagem e
Indução com ciclagem).
Tabela 3 - Resultado da comparação de médias das seis condições
experimentais, após aplicação do teste de Tukey (5%)
Fundição Ciclagem Médias (MPa) Resultados
1 Plasma Com 58,10 a
2 Indução Com 62,34 a
3 Plasma Sem 93,79 b
4 Maçarico Com 97,96 b
5 Indução Sem 103,64 b
6 Maçarico Sem 108,35 b
85
5.2 Análise em microscopia
5.2.1 Análise em estereomicroscópio
As amostras foram analisadas em lupa
estereomicroscópica Stemi 2000-C (Karl Zeiss, Inglaterra), com aumento
de 20x, acoplada a uma câmera digital Sony Cybershot DCS-S85. As
fotografias digitais sugerem falhas do tipo coesivas em todos os grupos.
Entretanto, observou-se quantidade considerável de material cerâmico
remanescente sobre o metal e fragmentos metálicos sobre a estrutura
cerâmica (Figuras 28 a 33).
FIGURA 28 – Grupo maçarico sem ciclagem.
86
FIGURA 29 – Grupo maçarico com ciclagem.
FIGURA 30 – Grupo indução sem ciclagem.
87
FIGURA 31 – Grupo indução com ciclagem.
FIGURA 32 – Grupo plasma sem ciclagem.
88
FIGURA 33 – Grupo plasma com ciclagem.
6 DISCUSSÃO
Para a obtenção de longevidade clínica satisfatória das
restaurações metalo-cerâmicas, as mesmas devem apresentar algumas
características favoráveis, como: boa resistência adesiva entre porcelana
e liga metálica; coeficientes de expansão térmica linear compatíveis; boa
adaptação marginal; ausência de altas tensões residuais na cerâmica.
Além disso, é importante que a infra-estrutura metálica não sofra
alterações durante o ciclo de sinterização, que não cause alteração de cor
na cerâmica, que permita boa fundição, que seja biocompatível e que
apresente resistência à oxidação. A porcelana deve ter estética
adequada, baixo ponto de fusão, um bom molhamento, alto módulo de
elasticidade, boa resistência à fadiga, estabilidade térmica e não
apresentar trincas (McLEAN
48
, 1983; ANUSAVICE
2
, 2005).
Bertolotti
7
(1988) relatou que uma seleção racional de
ligas para a utilização em restaurações metalo-cerâmicas pode ser
baseada em alguns princípios, como: a) propriedades físicas; b)
propriedades químicas; c) biocompatibilidade; d) facilidade de manuseio
em laboratório; e) compatibilidade com a cerâmica e f) uma relação custo-
benefício relacionada aos fatores anteriores. Encontra-se, dessa forma,
uma grande gama de ligas a serem utilizadas, tanto nobres ou não-
nobres, sendo de grande importância a realização de estudos que
avaliem o desempenho das mesmas frente a cerâmicas de recobrimento.
Neste trabalho, foi avaliada uma liga nobre à base de Pd-Ag-Sn
(W1/Willians)
Para a avaliação do desempenho de restaurações
metalo-cerâmicas, talvez o requisito mais importante seja uma forte e
duradoura adesão entre a cerâmica e o metal. Essa adesão é obtida
90
durante a queima da cerâmica, por meio de alguns mecanismos de
adesão: forças de Van der Waals, adesão mecânica e adesão química
(BAGBY et al.
6
, 1990; LACY
41
, 1997; ANUSAVICE
2
, 2005).
As forças de Van der Waals são forças de atração entre
dois átomos polarizados em íntimo contato, mas sem troca de elétrons.
Suas medidas de adesão têm relação direta à extensão na qual o metal é
molhado pela cerâmica ainda fluida. Quanto maior o molhamento e menor
o ângulo de contato, mais forte as forças de Van der Waals entre a
cerâmica e o metal (BAGBY et al.
6
, 1990; LACY
41
, 1997).
A adesão mecânica ocorre pelo preenchimento com
cerâmica de cobertura nas irregularidades microscópicas da superfície do
metal (LACY
41
, 1997). Entretanto, a rugosidade de superfície, se não
controlada, pode causar dificuldade de preenchimento total das
microretenções e, com isso, haver a formação de bolhas na interface,
prejudicando a adesão. Os efeitos da rugosidade de superfície na
resistência adesiva entre metal e cerâmica são difíceis de interpretar, pela
dificuldade de controle e padronização nos laboratórios de prótese
(BAGBY et al.
6
, 1990). Por isso, pesquisadores sugerem que o desgaste
das superfícies com pedras abrasivas e brocas carbide devem ser
realizados em uma única direção. O desgaste em direções diferentes
pode fazer com que projeções do metal dobrem-se umas sobre as outras,
aprisionando ar, abrasivos, e/ou partículas de revestimento, resultando
em porosidade na porcelana e prejudicando a adesão na interface
metal/cerâmica (HOFSTEDE et al.
33
, 2002).
A adesão química é o principal mecanismo de interação
entre metal e cerâmica, e compreende a transferência direta de elétrons
entre o oxigênio do vidro e metais oxidáveis no ”coping” metálico (LACY
41
,
1997). Por isso, ligas de metais puros (não oxidáveis) não apresentam
adesão química. Cerâmica aplicada a uma superfície lisa de Au-Pt-Pd, por
exemplo, solta da superfície sem evidência de fixação. As ligas metálicas
que formam óxidos aderentes durante todo o ciclo de degaseificação
91
proporcionam também uma boa adesão com a porcelana, enquanto que
as pobres em óxidos aderentes apresentam pior adesão. Algumas ligas
de Ag-Pd não formam óxidos externos, porém oxidam-se internamente. É
para essas que a adesão mecânica se faz necessária (ANUSAVICE
2
,
2005). A adição de elementos oxidáveis a uma liga nobre, como índio (In)
ou estanho (Sn), estabelece o potencial de oxidação da mesma e
conseqüente adesão ao vidro. A ligação intermediária entre o metal e o
vidro e a camada de óxido metálico precisa ser delgada em espessura
para ser efetiva, caso contrário pode sofrer fratura (LACY
41
, 1997).
A longevidade da restauração metal/cerâmica depende,
portanto, da formação de uma camada adesiva estável entre os dois
materiais (MELO et al.
49
, 2005). A teoria da camada de óxido afirma que a
adesão da cerâmica ao metal é obtida pela presença de uma camada de
óxido aderente na interface metal-porcelana (MACKERT et al.
45
. 1988;
HOFSTEDE et al.
33
, 2002). Dessa forma, o requisito para a aderência da
cerâmica segue dois padrões: primeiro, deve haver um óxido presente na
interface, e segundo, o óxido deve aderir ao metal. Por outro lado, se a
camada de óxido está ausente, ou se é de espessura insuficiente para
evitar a dissolução completa pela fusão da porcelana, a camada de óxido
entra em contato direto com a superfície do metal, ocasionando pobre
adesão. Isso é observado na fusão da cerâmica sobre alguns metais
nobres que não possuem a capacidade de formar óxidos. Por outro lado,
se o óxido não tem boa adesão ao substrato metálico, sua união à
cerâmica resultante será fraca (MACKERT et al.
45
, 1988). Estudos têm
determinado que esses óxidos metálicos formados durante o processo de
oxidação podem variar entre ligas e com o tratamento de superfície
(HOFSTEDE et al.
33
, 2002).
Acredita-se que jatear as superfícies finalizadas remove
os sulcos e ranhuras provocados pelo acabamento. O metal jateado tem
mais energia de superfície, o que promove um maior molhamento durante
a aplicação da cerâmica. Evidências sugerem que essa superfície
92
asperizada pode também promover intertravamentos mecânicos e
aumentar a área de superfície para a adesão metal/cerâmica, e nenhum
desses trabalhos estabeleceu um protocolo final para os testes (LUBOVIC
&GOODKIND
44
, 1977; DRUMMOND et al.
22
, 1984; MACKERT JUNIOR et
al.
45
, 1988; HOFSTEDE et al.
33
, 2002; OZCAN
56
, 2003; ANUSAVICE
2
,
2005; MELLO et al.
49
, 2005). Teríamos uma condição mais adequada,
caso o par porcelana-metal tivesse coeficientes de contração combinados
de modo que a porcelana adjacente à interface estivesse totalmente livre
de tensões. Essa é uma situação praticamente impossível de se obter,
porque o metal exibe um comportamento de contração linear, em função
de temperatura, e a porcelana, um comportamento não linear de
contração (ANUSAVICE
2
, 2005). Dessa forma, os testes mais indicados
seriam aqueles baseados em variáveis experimentais mínimas e com a
menor quantidade de tensões residuais na interface metal/cerâmica.
Alguns testes têm sofrido algumas críticas, por exemplo, os de flexão para
avaliar ligas de metais diferentes. A ruptura da cerâmica depende do
módulo de elasticidade do metal testado. Uma liga com maior módulo de
elasticidade pode resistir à flexão por mais tempo, produzindo maior
tensão de ruptura. Assim, é subjetivo dizer se o que nestá sendo testado
é a resistência adesiva ou o módulo de elasticidade do metal. (HAMMAD
& TALIC
29
, 1995).
ANUSAVICE
2
(2005), ao analisar as propriedades das
restaurações metalo-cerâmicas, observou que as forças intra-orais de
tração ou cisalhamento que se somam podem ser a causa primária da
falha da restauração. Testes que observem as amostras sob esses
aspectos podem ser, portanto, os mais indicados.
Quanto ao ensaio mecânico, vários autores propuseram
que se utilize o ensaio de cisalhamento (CHONG et al.
15
, 1980;
MALHOTRA & MAICKEL
46
, 1980; GAVELIS et al.
26
, 1982; DRUMMOND
et al.
22
, 1984; QUIMONES et al.
61
, 1985; DAFTARY & DONOVAN.
18
,
1987; HAMMAD et al.
30
, 1984; STANNARD et al.
67
abaixo, 1990;
93
O´CONNOR et al.
53
abaixo, 1996; OYAFUSO
55
, 2001; OLIVIERI
54
, 2003;
BOTTINO et al.
11
, 2004; PRETTI et al.
59
, 2004; MELO et al.
49
, 2005).
Esses autores consideraram o teste de resistência ao cisalhamento como
um dos métodos mais confiáveis na avaliação da adesividade, pois
concentra a força aplicada no ponto de união entre os dois materiais nas
condições estudadas. A resistência ao cisalhamento consiste em opor-se
a forças de deslizamento de uma porção de um corpo sobre outro,
calculada pela divisão da força pela área paralela ao direcionamento da
força (ANUSAVICE
2
, 2005).
A metodologia empregada para nossos ensaios
mecânicos consistiu em um teste de resistência ao cisalhamento
modificado, idealizado por Itinoche
36
(1999). Dentro dos testes de
cisalhamento de estrutura planar, esse tem uma configuração
diferenciada, em que a apreensão dos CP se dá de uma maneira
uniforme, ao contrário da metodologia tradicional, segundo a qual a
ferramenta de teste é aplicada de forma pontual e tangencial a
interface(Kojima
40
et al., 2005).
Foram obtidos, em nossos estudos, valores médios de
resistência adesiva para os grupos não ciclados (108,35 ± 22,97 MPa)
para o maçarico, (103,64 ± 28,28 MPa) para a indução e, (93,79 ± 11,07
MPa) para o plasma (Tabela 1). Dados obtidos de diferentes testes
geralmente não são comparáveis entre si, sendo interessante o confronto
com estudos de mesma metodologia de ensaio. Pretti et al.
59
(2004)
observaram resistência de (48,387±17,718 Mpa) para a liga Wirobond C,
e (55,956±17,198 Mpa) para a Remanium 2000; OLIVIERI
54
, (2003), de
(40,55MPa) para ouro e de (62,71 a 68,17MPa) para o titânio; enquanto
MELO et al.
49
(2005) observaram resistência de (54,0±20 MPa) para a
4ALL, de (63,0±13,5 MPa) para a Wiron, (71,7±19,2 MPa) para a IPS
d.Sign20 e de, (55,2±13,5 Mpa) para a Argeloy. A diferença nos valores
médios pode ser atribuida à liga utilizada ou talvez ao tratamento de
superfície prévio à aplicação da cerâmica, o que pode ser comprovado em
94
novos trabalhos com a mesma liga e repetindo-se ou variando-se o
tratamento de superfície.
Yilmaz & Dinçer
79
(1999) consideraram como aceitaveis
clinicamente valores de resistência adesiva entre a cerâmica e o metal
acima de 25N/mm
2
, usando um teste de flexão. White et al.
76
(1996)
também relataram como níveis aceitáveis, clinicamente, médias de
resistência adesiva acima de 26MPa. Anusavice et al.
3
(1980)
descreveram que o estresse mastigatório em incisivos centrais fica em
torno de 6,5 a 17,5MPa e, em dentes posteriores, em torno de 30MPa.
Com base nesses dados, podemos observar que as resistências ao
cisalhamento estiveram sempre acima dos valores clinicamente
aceitáveis.
Estudos in vitro não podem reproduzir todas as variáveis
e complexidades do ambiente bucal. Quando as coroas são cimentadas,
outros fatores, além da resistência mecânica dos materiais, entram em
jogo. Sob aplicação contínua de cargas, a degradação progressiva pode
levar à iniciação e ao crescimento de trincas e, finalmente, à falha
catastrófica da restauração (OZCAN
55
, 2003) Por isso, foi introduzido
envelhecimento das amostras neste estudo, sob a forma de ciclagem
térmica e mecânica. Essa é uma condição empregada para simular a
utilização dessas próteses in vivo, e avaliar seu desempenho em um
aspecto longitudinal.
A ciclagem térmica in vitro é a simulação do processo
físico existente no ambiente oral, em função da dilatação e contração dos
materiais restauradores, em virtude das mudanças térmicas, originadas
pela ingestão de alimentos e líquidos em diferentes temperaturas. Talvez
esse seja o processo que mais freqüentemente influencia a integridade de
união adesiva entre materiais restauradores, pela geração de tensões na
interface metal/cerâmica, devido às discrepâncias entre os coeficientes de
expansão térmica dos materiais (LEIBROCK et al.
42
, 1999; TROIA et al.
71
,
2002; ANDREATTA FILHO et al.
1
, 2003).
95
A quantidade de ciclos (PROBSTER et al.
60
, 1996;
LEIBROCK et al.
42
, 1999; ANDREATTA FILHO et al.
1
, 2003) e a variação
da temperatura (PROBSTER et al.
60
, 1996; POLJAK-GUBERINA et al.
58
,
1999; CARNEIRO JUNIOR et al.
13
1999; TROIA et al.
71
, 2003;
ANDREATTA FILHO et al.
1
, 2003) foram baseados em protocolos
estabelecidos na literatura. A baixa condutividade térmica da cerâmica e o
módulo de expansão térmico linear próximo ao metal fazem com que essa
influência seja pequena em um baixo número de ciclos. Por isso, Tróia
71
et al., em 2003, sugeriram que os maiores períodos de imersão em cada
banho poderiam gerar maior quantidade de tensões na interface
metal/cerâmica. Baseados nas correlações clínicas feitas por alguns
autores (PROBSTER et al.
60
, 1996; LEIBROCK et al.
42
, 1999;
ANDREATTA FILHO et al.
1
, 2003), adotamos a utilização de 6000 ciclos
térmicos entre 5°C e 55°C, equivalentes a aproximadamente cinco anos
de uso.
Anusavice
2
(2005) relata que poucas fraturas clínicas
ocorrem durante um procedimento de carregamento único. A maioria das
fraturas de restaurações e próteses se desenvolve progressivamente
após vários ciclos de carregamento, depois do início de uma trinca.
Valores de tensão abaixo da resistência máxima à tração podem produzir
a fratura prematura da prótese, em função dos defeitos que crescem
lentamente após os ciclos de tensões. Esse fenômeno é chamado de
falha por fadiga. Por isso, também foi introduzida, neste estudo, a
ciclagem mecânica, para complementação à ciclagem térmica. Em
concordância com as pesquisas de Itinoche
36
(2002) e Dias
21
(2002),
aplicamos uma carga de 50N, com uma freqüência de 1Hz e 20000 ciclos.
Essa padronização foi aplicada, baseada no fato de representar cerca de
60% de carga de fratura de um dos materiais do conjunto, descrito por
Dias
21
(2002).
Os ensaios de ciclagem foram realizados em água, pois
concordamos com Anusavice
2
(2005) e Drummond et al.
22
(1984), que
96
afirmaram que soluções aquosas têm a capacidade de degradação das
cerâmicas, em virtude da transformação dos defeitos superficiais em uma
ou mais trincas em função do tempo e das tensões.
Submeteu-se, em nossos estudos, a metade dos CP às
ciclagens térmica e mecânica. Foram observados valores de resistência
adesiva após a realização das ciclagens de (97,96 ± 18,30 MPa) para o
maçarico, (62,34 ± 11,26 MPa) para a indução e (58,10 ± 10,66 MPa)
para o plasma. Estatisticamente, os resultados não evidenciaram uma
redução na resistência adesiva, comparada aos grupos sem ciclagem.
Porém, diferenças numéricas foram observadas, com uma queda da
resistência adesiva. Podemos assim, acreditar que, com um maior
número de ciclos, exista uma maior influência do efeito ciclagem.
Em estereomicroscópio, foi observado que as falhas
foram do tipo coesiva. As amostras apresentaram retenção de cerâmica
pelo metal e, em alguns fragmentos de cerâmica, há evidências do
destacamento da camada de óxido do metal. Hammad & Talic
29
(1995)
relataram que falhas coesivas dentro da cerâmica são uma indicação para
adesão satisfatória que pode exceder a resistência coesiva da cerâmica.
Examinando-se os fragmentos cerâmicos, observou-se
coloração escura, metálica, evidenciando-se o destacamento da camada
de óxidos. Isso sugere uma aderência adequada da camada de óxido ao
metal da infra-estrutura metálica. Sced & McLean
65
(1972) corroboraram
com esses resultados, observando em seus estudos que, para a liga de
ouro, todas as amostras fraturaram na cerâmica opaca, próximo à
interface adesiva, e que o níquel-cromo e o cobalto-cromo falharam
predominantemente pelo destacamento da porcelana da superfície
metálica. A adesão completa entre a porcelana e o metal é observada
quando a fratura ocorre na porcelana e não na inteface (WIGHT et al.
77
,
1977).
As áreas de falha coesiva da porcelana podem ser
resultantes de vários fatores. Elas indicariam que a resistência da adesão
97
metal-cerâmica excedeu a resistência da porcelana propriamente dita,
resultando em falhas predominantemente coesivas. As falhas combinadas
poderiam indicar a presença de concentração de estresse residual na
porcelana, nas áreas de falha coesiva. Qualquer estresse de tensão
residual dentro da porcelana diminuiria a carga externa necessária para
causar a fratura. A falha pode ser originada de áreas de alto estresse,
dentro da porcelana, ou originada na interface metal porcelana, e
progredido através das áreas de alto estresse de porcelana por causa da
possibilidade aumentada para fratura (OLIVIERI
54
,
2003).
7 CONCLUSÕES
Dentro dos limites deste estudo, podemos concluir que:
a) os grupos Plasma com ciclagem e Indução com
ciclagem apresentam médias dos resultados
semelhantes e significativamente menores que as dos
demais grupos;;
b) os grupos Plasma sem ciclagem, Maçarico com
ciclagem, Indução sem ciclagem e Maçarico sem
Ciclagem apresentam médias dos resultados
semelhantes;
c) numericamente, houve uma diminuição na resistência
de cisalhamento nos métodos de fundição que
receberam a ciclagem térmica e mecânica (exceto
para o método maçarico, que apresentou resultado
semelhante sem e com ciclagem);
d) é sugestivo dizer que as falhas em todos os grupos
foram coesivas.
e) fica evidente, a partir da análise dos dados, que as
falhas foram coesivas
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106
Apêndice A – Características da liga e cerâmica utilizadas.
Quadro 2 – Especificações da liga, segundo o fabricante.
W1
Tipo Liga Cerâmica, com Pd
Cor Branco
Densidade (g/cm
3
) 11.1
Dureza Vickers 190 - 285
Módulo de elasticidade (psi/MPa) 16,500,000/114,000
Alongamento (%) 11.0 – 8.0
Intervalo de fusão (ºC) 1185 – 1270 º C
Temperatura de fundição (ºC) 1320 – 1380 º C
Oxidação ºC/min/vácuo 1010/5/vácuo
15.2
25-500 ºC
CTE (10
-6
k
-1
)
20-600 ºC
15.4
Composição (%) Au: 0, Pt: 0, Pd: 53.3, Ag, 37.7, Cu:
0, Sn: 8.5, In: < 1.0, Ga: 0, Ru: <
1.0, Ir: 0, Re: 0, Outros (Li: < 1.0)
107
Quadro 3 – Propriedades físicas da cerâmica VM13, segundo especificações do
fabricante.
Propriedade Unidade de Medida Valor
CET 25-500 ºC - opaco 10
-6
k
-1
13,6 – 14,0
Ponto de transformação-
opaco
º C aprox. 570/577
CET 25-500 ºC – dentina
base
10
-6
k
-1
13,1 – 13,6
Ponto de transformação –
dentina base
º C aprox. 560/565
Ponto de amolecimento-
dentina base
º C aprox. 635
Solubilidade - ácida dentina
base
µg/cm
3
aprox. 12
Densidade – dentina base g/cm
3
aprox. 2,5
Tamanho médio de
partícula – dentina base
µm aprox. 18
Resistência à flexão dentina
base
MPa aprox. 120
União adesiva dentina base
MPa aprox. 43
108
Apêndice B – Os valores obtidos nos ensaio mecânicos dos corpos
de prova estão representados nas Tabelas abaixo com unidade em MPa.
Tabela 4 – Grupo: maçarico
Resistência de União (MPa)
Corpo-de-prova Sem ciclagem (G1) Com ciclagem (G2)
1 98,8 107,4
2 94,51 90,29
3 137,7 75,00
4 141,80 104,80
5 96,38 89,08
6 97,00 121,70
7 78,74 130,00
8 105,70 117,30
9 145,50 71,82
10 105,70 91,31
11 78,61 90,68
12 119,40 86,15
109
Tabela 5 – Grupo : indução
Resistência de União (MPa)
Corpo-de-prova Sem ciclagem (G1) Com ciclagem (G2)
1 135,80 63,66
2 73,80 46,51
3 71,90 62,90
4 128,30 73,05
5 117,40 59,80
6 92,30 77,98
7 69,50 51,30
8 149,90 72,44
9 134,90 61,86
10 83,20 42,02
11 97,20 74,10
12 89,50 62,49
110
Tabela 6 – Grupo: plasma
Resistência de União (MPa)
Corpo-de-prova Sem ciclagem (G1) Com ciclagem (G2)
1 85,76 65,78
2 93,10 53,65
3 103,56 73,10
4 97,30 44,10
5 91,36 41,63
6 97,05 50,97
7 93,84 63,33
8 88,83 50,22
9 84,10 67,01
10 122,59 72,38
11 80,97 52,23
12 86,99 62,80
ALONSO, A. A. Comparative study of the influence of different
methods of the casting in the resistance between the interface metal-
ceramic, through the shear bond strength test. 2006. 111 f. Tese de
Mestrado (Mestrado em Odontologia Restauradora, Especialidade em
Prótese Dentária). Faculdade de Odontologia de São José dos Campos,
Universidade Estadual Paulista, São José dos Campos.
.
ABSTRACT
The aim of this study was to evaluate the three differents methods of melting (gas
oxygen torch and eletrical centrifuge – G1, Induction electrical centrifuge – G2 e
automated casting machine with gas argon – G3), between the interface of the
Pd-Ag-Sn alloy, and a dental ceramic. Thirty standardized specimens were
waxed for each method of melting. The specimens were included and melted in
agreement with each manufacturer's melting equipments specifications.
Following a feldspatic ceramic was applied over the metal copping, according to
the manufacturers' instructions The specimens were divided in two subgroups.
One subgroup was directly submitted to the shear bond strength test; and the
other subgroup was thermo-cycled, mechanic-cycled, followed by the shear bond
strength test. The fractured specimens were evaluated under a stereoscopic loup
(20 X magnification), and the type of fracture recorded. The data collected during
the shear bond strength test were submitted to ANOVA and Tukey’s test
statistical analysis with 5% level of significantly. The results showed the following
values (mean ± S.D.), for the sub groups without cycling: 108,35 ± 22,97 MPa by
gas oxygen torch and eletrical centrifuge, 103,64 ± 28,28 MPa by Induction
electrical centrifuge, 93,79 ± 11,07 MPa by automated casting machine with gas
argon and for the sub group with cycling 97,96 ± 18,30 MPa by gas oxygen torch
and electrical centrifuge, 62,34 ± 11,26 MPa by Induction electrical centrifuge,
and 58,10 ± 10,66 MPa by automated casting machine with gas argon.
Considering this study we can conclude that the automated casting machine with
gas argon with cycling and Induction electrical centrifuge with cycling presents
similar averages and lower than the others groups.
Key words: Metal ceramic alloys; shear bond strength test; ceramics; dental
casting technique; thermal and mechanic cycling; analysis of variance.
.
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