Análise por elementos finitos do mecanismo de fratura de porcelana aplicada sobre infra-estruturas de zircônia (Y-TZP)

• Processo: 09/06266-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Novas Fronteiras
• Vigência (Início): 16 de agosto de 2010
• Vigência (Término): 10 de agosto de 2011
• Área do conhecimento: Ciências da Saúde - Odontologia - Materiais Odontológicos
• Pesquisador responsável: Josete Barbosa Cruz Meira
• Beneficiário: Josete Barbosa Cruz Meira
• Pesquisador Anfitrião: Michael V. Swain
• Instituição Sede: Faculdade de Odontologia (FO). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Local de pesquisa: University of Sydney, Austrália
• Assunto(s): Porcelana dentária Zircônia tetragonal policristalina estabilizada com ítrio (Y-TZP) Fraturas dos dentes Desgaste dos dentes Lascamento Método dos elementos finitos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise por elementos finitos | Carga Oclusal | cerâmica | Lascamento | Tensões residuais | zirconia | Biomecânica

Resumo

Estudos in vivo e in vitro têm confirmado a superioridade mecânica da zircônia tetragonal policristalina estabilizada por ítrio (Y-TZP) em relação às demais cerâmicas indicadas para infra-estruturas de próteses parciais fixas. Entretanto, recentemente houve um aumento significativo nos relatos clínicos de lascamentos ("chipping") da porcelana de recobrimento aplicada sobre "copings" de zircônia. O objetivo geral deste trabalho é construir um modelo numérico que contribua para explicar o mecanismo deste tipo de falha em coroas totalmente cerâmicas cimentadas sobre um preparo dentário ou parafusadas ao implante. A hipótese é que o lascamento ocorre pela associação de tensões térmicas residuais com tensões decorrentes do carregamento oclusal. Além disso, para o caso de porcelana sinterizada sobre um intermediário ("abutment") de Y-TZP, espera-se que o risco de lascamento da camada de porcelana seja maior pelo fato desta apresentar um grande volume sem suporte da infra-estrutura. As geometrias serão geradas em programa CAD ("Computer-Aided Design") e exportadas para programa de elementos finitos. Para o pré e pós-processamento será utilizado o programa MSC.Patran e para o processamento, o MSC.Marc. Para analisar as tensões térmicas residuais, será simulado o resfriamento da porcelana de recobrimento após o processo de sinterização (de 900oC à temperatura ambiente). Serão estudadas duas velocidades de resfriamento: 10oC/s e 50oC/s. Serão considerados o comportamento visco-elástico da porcelana de recobrimento quando esta se encontra acima da temperatura de transição vítrea (Tg), assim como a significativa mudança no coeficiente de expansão térmica quando a porcelana passa pela Tg. O carregamento oclusal será simulado de duas formas diferentes: com as cargas diretamente aplicadas aos nós da superfície externa da coroa cerâmica e com corpos de contato (análise não linear). O risco de lascamento da porcelana será avaliado pela magnitude, localização e direção da máxima tensão máxima principal (s1) neste material. O modelo será considerado representativo quando a localização e direção da máxima s1 estiverem coerentes com os dados de fractografia encontrados na literatura. Com base nos resultados encontrados, condições não previstas neste projeto serão simuladas para propor soluções que reduzam o risco de lascamento. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MEIRA, JOSETE B. C.; REIS, BRUNO R.; TANAKA, CARINA B.; BALLESTER, RAFAEL Y.; CESAR, PAULO F.; VERSLUIS, ANTHEUNIS; SWAIN, MICHAEL V.. Residual stresses in Y-TZP crowns due to changes in the thermal contraction coefficient of veneers. Dental Materials, v. 29, n. 5, p. 594-601, MAY 2013. (09/06266-7)