A prótese fixa evoluiu significativamente, e os sistemas cerâmicos maquinados representam uma das inovações mais importantes neste campo. Compreender as suas características, vantagens e aplicações é crucial para estudantes e profissionais de medicina dentária. Este guia abrangente explora os fundamentos dos sistemas cerâmicos maquinados, desde a sua história até às tecnologias mais recentes como o dissilicato de lítio e a zircónia.
Sistemas Cerâmicos Maquinados em Prótese Fixa: Uma Visão Geral
A introdução dos sistemas CAD/CAM revolucionou a produção de restaurações dentárias. Graças a esta tecnologia, é possível criar inlays, onlays, facetas e coroas maquinadas com precisão. As cerâmicas maquináveis podem ser processadas em duas fases distintas:
- Maquinagem em fase totalmente sinterizada (hard machining): O material é usinado após ter sido completamente sinterizado.
- Maquinagem em fase pré-sinterizada (soft machining): O material é usinado numa fase "verde" (pré-sinterizada), o que facilita o processo de maquinagem.
Estes sistemas permitem a criação de restaurações com excelentes qualidades estéticas e biocompatibilidade, abordando o desafio histórico da baixa resistência das cerâmicas dentárias.
A Busca por Cerâmicas de Alta Resistência em Restaurações Dentárias
Historicamente, uma das principais desvantagens das restaurações cerâmicas era a sua baixa resistência, resultando em fraturas frequentes. Este desafio impulsionou o desenvolvimento de materiais mais fortes, seguindo duas abordagens principais:
- Dois materiais cerâmicos: Um material cerâmico de alta resistência, mas não estético (o núcleo), é revestido com uma porcelana esteticamente agradável, mas de menor resistência. Este conceito é similar à técnica metalocerâmica, mas o núcleo cerâmico é mais fácil de mascarar.
- Cerâmica monolítica: Um único material cerâmico que combina boa estética com alta resistência, eliminando a necessidade de uma espessura adicional para mascarar o núcleo.
Perspectiva Histórica e Evolução dos Materiais Cerâmicos
A história das cerâmicas dentárias remonta a 1774, com Alexis Duchâteau e Nicolas Dubois de Chémant a desenvolverem próteses cerâmicas. Em 1887, C.H. Land criou as primeiras coroas e inlays cerâmicas usando uma matriz de folha de platina.
A popularidade das restaurações cerâmicas diminuiu com a introdução da resina acrílica nos anos 40, mas ressurgiu quando as desvantagens da resina (maior desgaste, permeabilidade e descoloração) foram percebidas.
Um marco importante foi em 1962, quando Weinstein e Weinstein patentearam uma frita de porcelana contendo leucita. A leucita, um aluminossilicato com alta expansão térmica, permitiu a compatibilização da expansão térmica da cerâmica com a do metal em restaurações metalocerâmicas. O aparecimento do cozimento a vácuo também melhorou a estética, densidade e resistência das restaurações ao reduzir a porosidade.
Mecanismos de Reforço da Resistência das Cerâmicas
As cerâmicas são materiais frágeis, suscetíveis a fraturas. Os métodos para melhorar a sua resistência e desempenho clínico incluem:
- Controlo de defeitos de fabrico: Minimização de falhas inerentes ao processo de produção.
- Reforço cristalino: Aumento da proporção da fase cristalina para bloquear a propagação de fraturas.
- Transformação induzida por tensão: Utilização de materiais que mudam de fase sob tensão para resistir à propagação de fendas.
Cerâmicas com Leucita: Injetadas sob Alta Temperatura e Pressão
As cerâmicas de leucita, como a IPS Empress (Ivoclar® AG), são exemplos notáveis de sistemas injetados (heat-pressed). A leucita (KAlSi2O6) atua como uma fase cristalina de reforço, dispersa numa matriz vítrea. A sua microestrutura é similar à das cerâmicas feldspáticas sinterizadas, com cristais de 3 a 10 μm, compreendendo 35% a 50% do volume.
As tensões tangenciais residuais que se desenvolvem em torno dos cristais de leucita durante o arrefecimento conferem algum grau de reforço por deflexão de fendas. Os lingotes cerâmicos são injetados a aproximadamente 1165°C em moldes refratários feitos pela técnica da cera perdida. Existem duas técnicas de acabamento:
- Caracterização por coloração superficial: Apenas corantes são aplicados na superfície.
- Técnica de estratificação: Envolve a aplicação de uma porcelana de recobrimento (veneering porcelain). O coeficiente de expansão térmica do material do núcleo para esta técnica é geralmente menor, para ser compatível com o da porcelana de recobrimento.
Ambas as técnicas resultam em valores de resistência à flexão comparáveis.
Dissilicato de Lítio: A Evolução dos Materiais Injetados
O dissilicato de lítio (Li2Si2O5), encontrado em produtos como o IPS e.max (Ivoclar® AG), representa uma evolução significativa nas cerâmicas dentárias injetadas. A microestrutura consiste em cristais interligados aleatoriamente, formando uma estrutura de "casa de cartas", o que confere ao material uma resistência notável. É injetado a 920°C e estratificado com um vidro contendo cristais de fluorapatita dispersos. As suas indicações incluem coroas e próteses fixas anteriores de três unidades (FDPs).
Silicato de Lítio Reforçado com Zircónia (ZLS)
As vitrocerâmicas de silicato de lítio reforçadas com zircónia (ZLS), como Celtra Press, Celtra Duo (Dentsply Sirona) e Vita Suprinity, Vita Ambria (VITA North America), podem ser injetadas ou maquinadas (CAD/CAM). Estas cerâmicas possuem propriedades mecânicas comparáveis ou superiores às do dissilicato de lítio.
Estas tecnologias incorporam aproximadamente 10% em massa de óxido de zircónio nas composições de vidro de silicato de lítio. A zircónia atua como agente nucleador e permanece em solução na matriz vítrea, resultando em duas consequências principais:
- Microestrutura dupla: Constituída por cristais muito finos de metassilicato de lítio (Li2SiO3) e dissilicato de lítio (Li2Si2O5).
- Matriz vítrea reforçada: Pela presença de óxido de zircónio em solução.
Cerâmicas de Elevada Resistência Atualmente: Foco na Zircónia
As restaurações monolíticas de zircónia oferecem um excelente compromisso entre resistência e estética, sendo aceitáveis para restaurações posteriores. São fresadas a partir de um bloco pré-sinterizado (maquinagem suave), que é mais fácil de fresar do que o material totalmente sinterizado. Podem ser coloridas por imersão em corantes especiais, embora a uniformidade da coloração e a mudança de cor após o ajuste sejam considerações importantes.
Devido à sua elevada resistência, a zircónia permite uma menor redução de estrutura dentária. Estão disponíveis blocos de zircónia pré-sombreados com vários níveis de translucidez e tonalidades adequadas. Alternativamente, núcleos ou estruturas de zircónia podem ser maquinados a partir de blocos pré-sinterizados e subsequentemente estratificados com porcelanas de expansão compatível.
A zircónia monolítica apresenta menos desgaste no esmalte antagonista em comparação com outras cerâmicas dentárias, desde que a superfície seja cuidadosamente polida para evitar o aumento do desgaste do dente oposto.
Transformação Induzida por Tensão na Zircónia
Os materiais cerâmicos altamente cristalinos, como a zircónia tetragonal parcialmente estabilizada (3Y-TZP), obtêm o seu reforço através de uma transformação martensítica induzida por tensão. A zircónia é monoclínica à temperatura ambiente e tetragonal entre 1170°C e 2370°C. A adição de óxidos estabilizadores, como o óxido de ítrio (3 mol% de ítria), permite reter a forma tetragonal à temperatura ambiente.
Quando uma tensão é aplicada, esta pode desencadear a transformação da zircónia tetragonal para monoclínica, acompanhada por um aumento de volume. Este aumento de volume bloqueia eficazmente a propagação da fenda. Maiores quantidades de estabilizador de óxido de ítrio (4Y-PSZ e 5Y-PSZ) levam à retenção da fase cúbica à temperatura ambiente, além da fase tetragonal. Contudo, a fase cúbica é totalmente estabilizada e não exibe transformação induzida por tensão, o que resulta em propriedades mecânicas inferiores às da 3Y-TZP.
Tratamentos de superfície, como a abrasão com partículas aéreas, demonstraram desencadear a transformação induzida por tensão nas cerâmicas de zircónia tetragonal, resultando num aumento da sua resistência. Atualmente, as cerâmicas de zircónia oferecem as melhores propriedades mecânicas entre as cerâmicas dentárias.
Perguntas Frequentes sobre Sistemas Cerâmicos Maquinados
O que são sistemas cerâmicos maquinados em prótese fixa?
São restaurações dentárias (coroas, facetas, inlays, onlays) fabricadas digitalmente através de tecnologia CAD/CAM, utilizando blocos de cerâmica que são usinados para obter a forma desejada. Este processo pode ser feito em cerâmicas pré-sinterizadas (maquinagem suave) ou totalmente sinterizadas (maquinagem dura).
Quais são as principais vantagens das cerâmicas de dissilicato de lítio?
As cerâmicas de dissilicato de lítio, como o IPS e.max, destacam-se pela sua excelente resistência, conseguida através de uma microestrutura de cristais interligados. Oferecem também ótima estética e são indicadas para uma vasta gama de restaurações, incluindo coroas e próteses fixas anteriores.
Como a zircónia reforça a resistência das cerâmicas dentárias?
A zircónia contribui para o reforço de cerâmicas de silicato de lítio ao atuar como agente nucleador e reforçar a matriz vítrea. Nas cerâmicas de zircónia pura (3Y-TZP), o reforço ocorre principalmente através da transformação induzida por tensão, onde a fase tetragonal muda para monoclínica sob carga, aumentando de volume e bloqueando a propagação de fendas.
Qual a diferença entre maquinagem "hard" e "soft"?
A maquinagem "soft" refere-se à usinagem de cerâmicas em fase pré-sinterizada, onde o material é mais macio e fácil de fresar, exigindo um processo de sinterização posterior. A maquinagem "hard" envolve a usinagem de cerâmicas que já foram totalmente sinterizadas, tornando o material mais duro e resistente durante o processo de fresagem. A zircónia é frequentemente maquinada na fase "soft".
As cerâmicas maquinadas são mais fortes que as cerâmicas injetadas?
Não necessariamente. A resistência depende do tipo de cerâmica e da sua microestrutura. Tanto os sistemas injetados (como o dissilicato de lítio) quanto os maquinados (como algumas zircónias e silicatos de lítio reforçados com zircónia) podem oferecer alta resistência. A escolha depende das indicações clínicas e das propriedades específicas do material.