Zircônia tetragonal policristalina e dopada com óxido de nióbio para redução do efeito da degradação hidrotérmica: fabricação de blocos e discos para CAD:CAM

• Processo: 22/07559-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2024
• Área do conhecimento: Ciências da Saúde - Odontologia - Materiais Odontológicos
• Pesquisador responsável: Márcio Gomes Sabino
• Beneficiário: Márcio Gomes Sabino
• Empresa: Cer-Oss Pesquisa e Desenvolvimento em Biomateriais Ltda
• CNAE: Fabricação de produtos cerâmicos não-refratários não especificados anteriormente
• Assunto(s): Envelhecimento Óxido de nióbio Zircônia tetragonal policristalina estabilizada com ítrio (Y-TZP) Porcelana dentária CAD/CAM
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Degratação hidrotermal em baixa temperatura | Envelhecimento | Óxido de Nióbio | Zircônia tetragonal policristalina | Cerâmicas para Odontologia

Resumo

A zircônia tetragonal policristalina (3Y-TZP) é uma biocerâmica utilizada na confecção de próteses via sistema CAD-CAM e implantes para Odontologia. A sua utilização deve-se as excepcionais propriedades mecânicas (resistência à ruptura em compressão/flexão/biaxial e tenacidade a fratura) e sua biocompatibilidade. Os discos são importados e possuem elevado custo (R$ 1384,20/disco) aliado ao processo de fresagem CAD-CAM e serviço do profissional para a instalação, todos esses fatores tornam esse procedimento de elevado custo.Contudo apesar das excelentes propriedades mecânicas, a 3Y-TZP apresentou diversos rompimentos na área Ortopédica (Cabeça de fêmur e acetábulo) a esses rompimentos foram explicados por um fenômeno chamado de degradação hidrotérmica e ocorre na presença de umidade, induzindo a transformação da fase tetragonal em monoclínica com expansão volumétrica de 4-5% com possível geração de microtrincas e fragilizando o material. A geração da degradação está relacionada com a vacância deixada pelo agente estabilizante da fase tetragonal o óxido de ítrio (Y2O3) que é trivalente e a zircônia tetravalente, para solucionar esse desequilíbrio esse projeto visa inserir um elemento pentavalente que em quantidade apropriada pode reduzir a vacância de oxigênio e consequentemente reduzir a degradação. O projeto pretende dopar a 3Y-TZP com óxido de nióbio (Nb2O5) e estudar o seu efeito na redução da degradação e propor um processamento cerâmico que possa ser escalável, para a confecção de discos de 3Y-TZP e 3Y-TZP/xNb2O5 para sistema de fresagem CAD-CAM que são usados para a confecção de prótese sobre implante para uso em reabilitação oral em Odontologia. A nacionalização dessa tecnologia permitirá obter um material com qualidade superior ao existente no mercado odontológico. As etapas de preparação seguirão um método de processamento cerâmico em escala de laboratório e a caracterização compreende a determinação da resistência à flexão biaxial, tenacidade à fratura (KIc) com determinação do módulo de Weibull (m), d) probabilidade de falha (Pf). A 3Y-TZP dopada com Nb2O5 será avaliada frente a degradação hidrotérmica em tempos de 3, 6 e 9 horas, e a sua verificação será via difratometria de raios-x e quantificação pelo refinamento de Rietveld. As amostras que tiverem efetiva redução da degradação, serão avaliadas para quantificação dos elementos pela espectroscopia de fluorescência de raios-x e a morfologia da superfície será avaliada pela microscopia eletrônica de varredura. O processo final é a obtenção de discos das cerâmicas via prensagem uniaxial e teste em sistema CAD-CAM para a sua validação. (AU)