Preparação de zircônia tetragonal policristalina dopada com óxido de nióbio para diminuição do efeito de degradação hidrotérmica e alternativa para implantes cerâmicos

Abstract

A implementação de materiais cerâmicos em Odontologia, em especial a zircônia, cresceu após ampla utilização em Ortopedia, evidenciando propriedades mecânicas e biológicas. Apesar disto, devido ao evento de degradação hidrotérmica (LTD) por mudança de fase que ocorre na zircônia policristalina (3Y-TZP), o material perdeu força, uma vez que a cavidade bucal apresenta umidade constante, fator este crucial para o efeito ocorrer. Assim, como uma nova alternativa, o estudo experimental evidenciado possui por base a dopagem da 3Y-TZP com 100ppm de óxido de nióbio como forma de reduzir o efeito LTD e assim, constituir uma nova alternativa de material para utilização como implante dentário. Primeiramente, os pós de zircônia policristalina pura e dopada com óxido de nióbio foram preparados e prensados para confecção de amostras. Foram obtidas 30 amostras da primeira composição e 15 da segunda, respectivamente. Em seguida, as mesmas foram caracterizadas através de ensaio de resistência à flexão biaxial, difratometria de RX após exposição em autoclave por 6h e 9h e obtenção da porosidade total geométrica. Os valores de porosidade total geométrica e resistência à flexão biaxial para a 3Y-TZP se encontraram adequados de acordo com os analisados em literatura. Já os das amostras dopadas com óxido de nióbio, apresentaram aumento da porosidade, acarretando em diminuição da resistência à flexão biaxial. Em relação ao teste em autoclave pelo tempo determinado, constatou-se que houve diminuição em quatro vezes da fase monoclínica da zircônia, através de uma simulação que equivale a aproxidamente 24 anos in vivo. Dessa forma, o estudo se mostrou representativo e alcançou o objetivo inicial, além de conferir uma análise ampla do novo material em adição.

The implementation of ceramic materials in Dentistry, especially zirconia, hás increased after its wide use in Orthopedics, showing mechanical and biological properties. Despite this, due to the hydrothermal degradation event (LTD) by phase change that occurs in polycrystalline zirconia (3Y-TZP), the material lost strength, since the oral cavity presents constant humidity, a crucial factor for the effect to occur. Thus, as a new alternative, the evidenced experimental study is based on the doping of 3Y-TZP with 100ppm of niobium oxide as a way to reduce the LTD effect and thus constitute a new alternative material to use as a dental implant. First, pure and niobium oxide-doped polycrystalline zirconia powders were prepared and pressed to make samples. 30 samples of the first composition and 15 of the second, respectively, were obtained. Then, they were characterized by testing resistance to biaxial flexion, X-ray diffraction after exposure in an autoclave for 6h and 9h and obtaining the total geometric porosity. The values of total geometric porosity and resistance to biaxial flexion for 3Y-TZP were adequate in accordance with those analyzed in the literature. The ones from the samples doped with niobium oxide showed an increase in porosity, resulting in a decrease in resistance to biaxial bending. Regarding the autoclave test for the determined time, it was found that there was a four-fold decrease in the monoclinic phase of zirconia, through a simulation that is equivalent to approximately 24 years in vivo. In this way, the study proved to be representative and achieved the initial proposal, in addition to providing a broad analysis of the new material in addition.