Avaliação quantitativa e qualitativa de duas cerâmicas frente a diferentes tratamentos de superfície por Carlos Martins Agra - Versão HTML

ATENÇÃO: Esta é apenas uma visualização em HTML e alguns elementos como links e números de página podem estar incorretos.
Faça o download do livro em PDF, ePub, Kindle para obter uma versão completa.

CARLOS MARTINS AGRA

AVALIAÇÃO QUANTITATIVA E QUALITATIVA DE DUAS

CERÂMICAS FRENTE A DIFERENTES

TRATAMENTOS DE SUPERFÍCIE

Tese apresentada à Faculdade de Odontologia

da Universidade de São Paulo, para obter o

Título de Doutor, pelo Programa de Pós-

Graduação em Odontologia.

Área de Concentração: Dentística

Orientador: Prof. Dr. Glauco Fioranelli Vieira

São Paulo

2005

Catalogação-na-Publicação

Serviço de Documentação Odontológica

Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo

Agra, Carlos Martins

Avaliação quantitativa e qualitativa de duas cerâmicas frente a diferentes tratamentos de superfície / Carlos Martins Agra; orientador Glauco Fioranelli Vieira.

-- São Paulo, 2005.

135p. : fig., tab., graf., 30 cm.

Tese (Doutorado - Programa de Pós-Graduação em Odontologia. Área de

Concentração: Dentística) -- Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo.

1. Sistemas cerâmicos – Desgaste dos materiais – Avaliação 2. Tratamento de superfícies – Cerâmica 3. Dentística

CDD 617.675

BLACK D15

AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO,

POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E

PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE E COMUNICADO AO AUTOR A

REFERÊNCIA DA CITAÇÃO.

São Paulo, ____/____/____

Assinatura:

E-mail:

FOLHA DE APROVAÇÃO

Agra CM. Avaliação quantitativa e qualitativa de duas cerâmicas frente a diferentes tratamentos de superfície [Tese Doutorado]. São Paulo: Faculdade de Odontologia da USP; 2005.

São Paulo, / /2005.

Banca Examinadora

1) Prof(a). Dr.(a)______________________________________________________

Titulação:___________________________________________________________

Julgamento:_______________________________Assinatura_________________

2) Prof(a). Dr.(a)______________________________________________________

Titulação:___________________________________________________________

Julgamento:_______________________________Assinatura_________________

3) Prof(a). Dr.(a)______________________________________________________

Titulação:___________________________________________________________

Julgamento:_______________________________Assinatura_________________

4) Prof(a). Dr.(a)______________________________________________________

Titulação:___________________________________________________________

Julgamento:_______________________________Assinatura_________________

5) Prof(a). Dr.(a)______________________________________________________

Titulação:___________________________________________________________

Julgamento:_______________________________Assinatura_________________

DEDICATÓRIA

À Simone, Pedro e Isabela.

Ao meu mestre e amigo, Prof. Glauco.

Agra CM. Avaliação quantitativa e qualitativa de duas cerâmicas frente a diferentes tratamentos de superfície [Tese Doutorado]. São Paulo: Faculdade de Odontologia da USP; 2005.

RESUMO

A característica de superfície representa um fator importante na previsibilidade do comportamento dos materiais cerâmicos quanto ao desgaste. A rugosidade

superficial de duas cerâmicas (Duceram Plus e Duceragold) foi avaliada através de dois métodos - análise quantitativa e qualitativa - após diferentes tratamentos.

Foram confeccionados 36 corpos de prova de prova para a análise ao rugosímetro, e 24 corpos de prova para a análise ao MEV. Os resultados destas análises demonstraram o comportamento distinto entre os diferentes tratamentos. A análise com o rugosímetro demonstrou que a ação dos polidores EDENTA foi a mais efetiva para devolver lisura à superfície após a realização de desgaste com instrumento abrasivo diamantado rotatório. Todas as técnicas de polimento acarretaram em valores de rugosidade menores que os observados nos

espécimes que foram submetidos apenas ao “glaze”. Entre as cerâmicas

avaliadas, a Duceragold apresentou valores médios de rugosidade inferiores aos observados na porcelana Duceram Plus na maioria dos tratamentos pesquisados.

Pela análise ao MEV não foi possível distinguir diferenças entre as cerâmicas ou entre os corpos de prova polidos ou submetidos apenas ao “glaze”.

Palavras-Chave: Cerâmica Dental – Parâmetros de Rugosidade – Análise

Quantitativa – Análise Qualitativa

Agra CM. Avaliação quantitativa e qualitativa de duas cerâmicas frente a diferentes tratamentos de superfície [Tese Doutorado]. São Paulo: Faculdade de Odontologia da USP; 2005.

ABSTRACT

The surface characteristic of ceramic material is an important factor to predict its wear behavior. The surface roughness of two ceramics (Duceram Plus e

Duceragold) was evaluated trough qualitative and quantitative methods after different treatments. 36 specimens were fabricated for the analysis utilizing a surface profiling instrument, and 24 for the SEM analysis. The results determined different behavior between the two ceramics evaluated due the treatment executed.

The analysis utilizing a surface profiling instrument showed that the treatment using the EDENTA polishers was the most effective technique to provide the smoothest surface after trimming. All polishing techniques resulted in better surface properties when compared to the treatment glaze. The Duceragold ceramic presented lower roughness values in most treatments executed when compared to Duceram Plus.

The perception trough the SEM analysis of significant differences between treatments or between the two ceramics was not achievable.

Keywords: Dental ceramics, roughness parameters, quantitative analysis, qualitative analysis

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 2.1 -

A maior parte das diferentes técnicas de confecção vale-se do

processo de cocção para a obtenção do aspecto final da

restauração, seja pela queima de pigmentos na superfície do

material, ou pelo acréscimo de porcelanas de

revestimento....................................................................................28

Figura 2.2 -

Diferentes possibilidades de prover reforço à porcelana

feldspática.......................................................................................33

Figura

4.1

Pastilhas de porcelana antes da

sinterização.…….............................................................................64

Figura 4.2 -

Pastilhas de porcelana depositadas sobre lâmina de vidro e

posicionadas sob a mufla do forno de porcelana............................64

Figura 4.3 -

Representação

gráfica do esquema de queima das

cerâmicas........................................................................................66

Figura 4.4 -

Representação da ação do filtro elétrico e seus diferentes valores

de

λc sobre a “percepção” da rugosidade da

superfície.........................................................................................68

Figura 4.5 –

Percurso da sonda apalpadora sobre a superfície. λc –

comprimento de amostragem; lv – percurso para calibragem; lm –

percurso de medição; lt – percurso total,

lv+lm................................................................................................70

Figura 4.6 -

Parâmetro Ra: Soma dos valores absolutos das ordenadas (Y) em

relação à linha média (LM), dividida pelo número de ordenadas (n).

Rz – média das distâncias verticais entre a maior protusão e a

maior depressão em cada um dos cinco comprimentos de

amostragem. Rz – média das distâncias verticais entre a maior

protusão e a maior depressão em cada um dos cinco comprimentos

de

amostragem.....................................................................................74

Figura 4.7 -

Esquematização de duas superfícies diferentes que apresentam

rugosidade média (Ra)

igual.................................................................................................75

Figura 4.8 -

Roda EXA-CERAPOL 0301UM para pré-polimento (cinza), roda

EXA-CERAPOL 0306UM para polimento (rosa) e CERAPOL

SUPER 0374PM para polimento final (cinza

escuro)............................................................................................77

Figura 4.9 -

Roda de granulosidade média (EVE KERAMIK R22VK - cinza), de

granulosidade fina (EVE KERAMIK R22NK - rosa), roda de feltro e

pasta contendo partículas de diamante (Crystar

Past)...............................................................................................77

Figura 4.10 -

Corpos de prova colados aos “stubs” e com a camada condutora já

aplicada

(“sputtering”)....................................................................................80

Figura

4.11

Detalhe dos corpos de prova após a

metalização.....................................................................................80

Figura 5.1 –

Grupo T1A – “glaze”.......................................................................97

Figura 5.2 –

Grupo T2A – “glaze”+ polimento com roda EVE R22NK...............97

Figura 5.3 –

Grupo T3A – desgaste com IADR..................................................97

Figura 5.4 –

Grupo T4A – ação dos polidores EDENTA....................................97

Figura 5.5 –

T5A – polidores EVE Keramik........................................................97

Figura 5.6 –

Grupo T6A – polidores EVE Keramik + pasta CrystarPast.............97

Figura 5.7 –

Grupo T1B – “glaze”.......................................................................98

Figura 5.8 –

Grupo T2B – “glaze”+ polimento com roda EVE R22NK...............98

Figura 5.9 –

Grupo T3B – desgaste com IADR..................................................98

Figura 5.10 –

Grupo T4B – ação dos polidores EDENTA....................................98

Figura 5.11 –

T5B – polidores EVE Keramik........................................................98

Figura 5.12 –

Grupo T6B – polidores EVE Keramik + pasta CrystarPast............98

Figura 6.1 –

Corpo de prova da cerâmica Duceragold. A metade superior da

superfície foi mantida desgastada enquanto a inferior foi polida com

os polidores EDENTA....................................................................107

Figura 6.2 –

Ampliação da superfície do IADR onde observa-se o aspecto

irregular das partículas de diamante.............................................107

Gráfico 5.1 -

Valores médios dos postos obtidos com o teste Kruskal-Wallis para

o parâmetro Ra................................................................................86

Gráfico 5.2 -

Valores médios dos postos obtidos com o teste Kruskal-Wallis para

o parâmetro Rz................................................................................88

Gráfico 5.3 -

Valores médios dos postos obtidos com o teste Kruskal-Wallis para

o parâmetro Rp................................................................................90

Gráfico 5.4 -

Valores médios dos postos obtidos com o teste Kruskal-Wallis para

o coeficiente Rp/Rz.........................................................................92

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 – Métodos de confecção das restaurações cerâmicas...........................23

Tabela 4.1 – Etapas e temperaturas de queima realizadas na confecção dos corpos de prova das porcelanas Duceram Plus e DuceraGold........................65

Tabela 4.2 - Valores mínimos de comprimento de amostragem em função da rugosidade média (Ra).........................................................................69

Tabela 4.3 - . Exemplos de parâmetros para avaliação da rugosidade superficial..71

Tabela 4.4 - Número de corpos de prova, tratamentos e especificações da análise quantitativa............................................................................................78

Tabela 5.1 - Valores médios de rugosidade dos parâmetros Ra e Rz. Desvio padrão e valores máximos e mínimos apurados..................................82

Tabela 5.2 – Valores médios de rugosidade do parâmetros Rp e do coeficiente Rp/Rz. Desvio padrão e valores máximos e mínimos

apurados...............................................................................................83

Tabela

5.3

Valores médios dos postos obtidos com o teste Kruskal-

Wallis....................................................................................................84

Tabela 5.4 – Resultado do teste Kruskal-Wallis para a variável de agrupamento TRATAMENTO (T1A à T6B).................................................................84

Tabela 5.5 – Resultado do teste Mann-Whitney para o parâmetro Ra, comparando os diferentes grupos e verificando diferenças significativas entre os

mesmos................................................................................................85

Tabela 5.6 – Resultado do teste Mann-Whitney para o parâmetro Rz, comparando os diferentes grupos e verificando diferenças significativas entre os

mesmos................................................................................................87

Tabela 5.7 – Resultado do teste Mann-Whitney para o parâmetro Rp, comparando os diferentes grupos e verificando diferenças significativas entre os

mesmos................................................................................................89

Tabela

5.8

Resultado do teste Mann-Whitney para o coeficiente Rp/Rz,

comparando os diferentes grupos e verificando diferenças significativas entre os mesmos..................................................................................91

Tabela 5.9 – Teste de correlação não-paramétrica de Spearman...........................95

Tabela 5.10 Teste de correlação não-paramétrica de Spearman............................96

Tabela 5.11 - Valores médios dos parâmetros em função dos tratamentos aplicados...............................................................................................99

Tabela 6.1 – Resultado do teste Mann-Whitney para o parâmetro Rp, comparando os diferentes grupos e verificando diferenças significativas, mas

considerando o coeficeinte Rp/Rz para distinguir grupos sem diferença

significativa.........................................................................................105

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

MEV microscópio eletrônico de varredura

CAD/CAM “computer assisted design / computer assisted manufacturing”

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

TPD Técnico em Prótese Dental

LISTA DE SÍMBOLOS

lt

percurso de apalpamento

lv

percurso inicial

lm

percurso de medição

λc

“cut off”, ou comprimento de amostragem quando um filtro elétrico é

empregado

LM linha média

Ra

rugosidade média

Rz

média das distâncias verticais entre a maior protusão e a maior depressão em cada um dos cinco comprimentos de amostragem

Rp

média das alturas das maiores protusões em relação à linha média em cada um dos cinco comprimentos de amostragem

T1

tratamento “glaze”

T2

“glaze” mais polidor EVE fino

T3 desgaste

T4

polidores EDENTA

T5

polidores EVE

T6

polidores EVE mais pasta contendo partículas de diamante

Grupo A

porcelana Duceram Plus

Grupo B

cerâmica Duceragold

SUMÁRIO

p.

1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 15

2 REVISÃO DA LITERATURA ................................................................................. 18

2.1 Cerâmicas .......................................................................................................... 20

2.1.1 propriedades negativas das cerâmicas ............................................................30

2.1.1.1 friabilidade. .................................................................................................... 30

2.1.1.2 potencial de desgaste do antagonista ........................................................... 34

2.2 Polimento. .......................................................................................................... 42

2.2.1 polimento e a resistência mecânica das cerâmicas .........................................45

2.2.2 polimento e a adequação estética das cerâmicas............................................50

2.2.3 polimento e a resistência química das cerâmicas ............................................51

2.2.4 técnicas e materiais para polimento.. ...............................................................53

3 PROPOSIÇÃO. ...................................................................................................... 62

4 MATERIAL E METODO......................................................................................... 63

5 RESULTADOS....................................................................................................... 81

5.1 Análise Estatísitica............................................................................................ 81

5.2 MEV. ................................................................................................................... 97

6 DISCUSSÃO ........................................................................................................ 100

6.1 Comparativo entre os tratamentos realizados.............................................. 106

6.2 Comparativo entre as cerâmicas Duceram Plus e Duceragold frente

cada tratamento aplicado. ................................................................................... 108

6.3 Análise qualitativa. .......................................................................................... 110

6.4 Considerações finais. ..................................................................................... 111

7 CONCLUSÕES. ................................................................................................... 114

REFERÊNCIAS....................................................................................................... 116

APÊNDICE.............................................................................................................. 127

15

1 INTRODUÇÃO

A cerâmica destaca-se como uma alternativa que preenche os quesitos

estéticos, biológicos, mecânicos e funcionais exigidos de um material restaurador, e tem sua indicação bem sedimentada tanto na Dentística como na Prótese. A obtenção de restaurações cerâmicas envolve um criterioso planejamento, preparo do elemento dental, técnica de confecção laboratorial, cimentação, ajuste funcional e polimento. Estas etapas apresentam igual importância para o sucesso imediato, mediato e em longo prazo das restaurações cerâmicas.

Sobre a denominação de cerâmica encontram-se materiais com características diversas, como a porcelana feldspática e a cerâmica infiltrada por alumina. Estes materiais são disponibilizados na forma de “kits”, e apresentam indicações distintas relacionadas às suas propriedades mecânicas e estéticas. O que é comum à maioria destes sistemas é a aplicação, na superfície externa da restauração, de uma porcelana feldspática, responsável pelo aspecto estético. As porcelanas são um tipo de cerâmica, e pertencem ao grupo das louças brancas. Caracterizam-se por uma excelente lisura superficial, alta resistência à degradação por produtos químicos, alta resistência ao desgaste e excelentes propriedades estéticas quando comparadas ao esmalte e dentina (ANUSAVICE, 1992). Apresentam ainda alta dureza superficial, alto módulo de elasticidade, baixa tenacidade, baixa ductibilidade e baixa resistência flexural. A soma destes fatores resulta na excelência estética e também na friabilidade das restaurações confeccionadas apenas com uma porcelana

feldspática.

16

A fragilidade mecânica pode ser contornada com uma técnica de cimentação adesiva onde a resina composta viabiliza suporte à porcelana, à semelhança do papel que a dentina tem para o suporte e resistência do esmalte. No entanto, antes da colagem da restauração ao dente, o manejo e o ajuste da porcelana são passos críticos. Em especial, nas restaurações que apresentam pequena espessura, o ajuste dos contatos oclusais implica em risco de fratura, devendo ser realizado apenas após a cimentação. Este ajuste gera irregularidades na superfície da porcelana que devem ser eliminadas para que a compatibilidade biológica deste material em relação ao tecido gengival seja restabelecida (CAMPBELL, 1989), e para tornar mínimo o potencial de desgaste às superfícies antagonistas

(GOLDSTEIN; BARNHARD; PENUGONDA, 1991).

A necessidade de polir restaurações cerâmicas não se restringe apenas às especialidades de dentística ou prótese, mas abrange também outras áreas, como a ortodontia, já que às coroas e facetas de porcelana pode-se colar brackets, viabilizando a movimentação ortodôntica de dentes já restaurados (KAO; BOLTZ; JOHNSTON, 1988). Ao término do tratamento deve-se remover brackets e resina, e devolver adequada lisura à restauração, o que só pode ser feito com uma técnica de polimento intra-oral.

São vários os materiais disponíveis para o polimento de uma porcelana, e o resultado obtido é classificado como adequado por diversos autores (CAMPBELL, 1989; GIORDANO; CAMPBELL; POBER, 1994; GIORDANO; CIMA; POBER, 1995;

SCURRIA; POWERS, 1994; HULTERSTRÖM; BERGMAN, 1993; GOLDSTEIN;

BARNHARD; PENUGONDA, 1991; RAIMONDO JR; RICHARDSON; WIEDNER,

1990; ROSENSTIEL; BAIKER; JOHNSTON, 1989; SHEARER et al., 1994;

WINCHESTER, 1991; KELLY; NISHIMURA; CAMPBELL, 1996; AGRA; VIEIRA,

17

2002; WARDAK; WIRZ; SCHMIDLI, 2001; FINGER; NOACK, 2000; GLAVINA et al., 2004).

A ação dos materiais e técnicas de polimento é aferida pela determinação da rugosidade da superfície através de métodos qualitativos e quantitativos. Dentre estes, os mais empregados são a observação da superfície por MEV (método qualitativo) e o uso de um rugosímetro (método quantitativo). Apesar de o polimento melhorar a lisura de superfície da porcelana após ajustes, não há unanimidade sobre o fato de que este propicie uma lisura igual ou superior à observada após o

“glaze”. Há também trabalhos que avaliam e comparam técnicas de polimento com o

“glaze”, valendo-se de MEV e leitura ao rugosímetro, e demonstram existir disparidades entre os resultados obtidos pelo método quantitativo e qualitativo (PATTERSON et al., 1992; FUZZI; ZACCHERONI; VALLANIA, 1996).

O objetivo deste trabalho é determinar se há correlação entre os resultados obtidos através de análise quantitativa com rugosímetro e qualitativa com MEV ao avaliarem-se duas cerâmicas (Duceram Plus e Duceragold) após diferentes tratamentos: “glaze”, desgaste e diferentes técnicas de polimento. Além disso, determinar se há ou não correlação entre os parâmetros avaliados ao rugosímetro e os achados ao MEV.

18

2 REVISÃO DA LITERATURA

Os métodos mais comumente utilizados para aferir a rugosidade de uma

superfície são classificados como quantitativos – uso do rugosímetro - e qualitativos

- microscopia eletrônica de varredura (WHITEHEAD et al., 1995; FINGER; NOACK, 2000). A avaliação do acabamento superficial é fundamental para materiais que serão submetidos ao atrito, desgaste ou corrosão, ou quando se deseja avaliar a aparência, propriedades ópticas, resistência à fadiga e transmissão de calor (AGOSTINHO; RODRIGUES; LIRANI, 1977).

Na literatura Odontológica, a avaliação da rugosidade de superfície tem sido usada para verificar a adaptação de restaurações de amálgama, o potencial de acúmulo de placa bacteriana sobre dentes e materiais restauradores, a eficácia de métodos de polimento, e a habilidade que uma superfície exibe para reter um material restaurador (LEITÃO; HEGDAHL, 1981).

Whitehead et al. (1995) compararam dois métodos empregados na observação da rugosidade de superfície de porcelanas polidas: determinação da quantidade de luz refletida após a aplicação de um feixe de laser e o emprego de um rugosímetro.

Foram realizados diferentes tipos de polimento em blocos cerâmicos do material Dicor MGC. Os autores verificaram pouca similaridade entre os resultados obtidos com os dois métodos, e concluíram que o laser não deveria ser usado isoladamente para determinar a rugosidade de uma superfície. Segundo os autores, o rugosímetro propicia a obtenção de parâmetros que, ao mesmo tempo em que quantificam a rugosidade do material, provêm informações sobre a forma desta superfície.

19

Agra e Vieira (2002) compararam a rugosidade de superfície de uma cerâmica após três tratamentos diferentes: “glaze”, desgaste e polimento. A avaliação de diferentes parâmetros (Ra, Rz, Rp, Pc e Rp/Rz) possibilitou verificar disparidade entre os valores de Ra e os demais parâmetros em algumas das situações

avaliadas. A conclusão dos autores é a de que uma melhor observação quantitativa das propriedades funcionais de uma superfície é atingida quando, além de Ra, avaliam-se também outros parâmetros.

Lee, Lai e Morgano (1995) empregaram o rugosímetro e o MEV para

determinar o efeito que a raspagem e alisamento radicular têm sobre a margem cervical de restaurações de porcelana. Os resultados da leitura ao rugosímetro indicaram existir pouca diferença entre a porcelana em que o “glaze” foi mantido, e a que foi submetida ao procedimento de raspagem e alisamento radicular. No entanto, a análise qualitativa ao MEV revelou diferenças significativas entre a porcelana em que o “glaze” foi mantido, na qual se observou melhor lisura, e a que foi instrumentada.

Vermilyea, Prasanna e Agar (1994) avaliaram, através de MEV e rugosímetro, o efeito da aplicação de um instrumento periodontal montado em um aparelho de ultra-som e do uso de um jato de bicarbonato de sódio sobre uma porcelana de ombro. O

emprego isolado do ultra-som resultou em uma superfície mais áspera do que quando, além do ultra-som, empregou-se também o jato de bicarbonato. No entanto, os dois tratamentos resultaram em dano à superfície da porcelana, indicando que os mesmos devem ser usados com extrema cautela.

Fuzzi, Zaccheroni e Vallania (1996) analisaram a rugosidade de corpos de prova da porcelana Vita VMK 68 após "glaze" e polimento. Foi empregado para a análise qualitativa o MEV, e para a análise quantitativa um rugosímetro. Ao MEV os 20

espécimes em que o "glaze" foi preservado apresentavam aspecto menos rugoso que os espécimes polidos. No entanto, na avaliação com o rugosímetro, os espécimes polidos com uma seqüência de instrumentos diamantados finos

apresentaram o melhor resultado. A MEV revelou que todas as superfícies polidas apresentavam poros ou pequenas fraturas, condição não observada nos corpos de prova em que o “glaze” foi mantido. Em função dos resultados, os autores concluíram não existir correlação entre os dados do rugosímetro e os resultados observados ao MEV.

Gürgan, Bolay e Alaçam (1997) avaliaram o efeito de agentes clareadores sobre a aderência de placa bacteriana na superfície do esmalte. Apesar dos espécimes tratados com os agentes clareadores apresentarem uma maior aderência de bactérias em comparação com os espécimes não tratados, a análise com o rugosímetro não detectou diferença na rugosidade entre os dois grupos.

2.1 Cerâmicas

As cerâmicas são mais bem definidas pelo que elas não são. Não são materiais metálicos ou orgânicos. Para diferenciá-las das rochas, são adicionalmente descritas como objetos sólidos, feitos pelo homem, e formados pela queima de minerais em altas temperaturas (ROSENBLUM; SCHULMAN, 1997). As cerâmicas são