Materiais Dentários - 08-08-13 - Propriedades dos Materiais Odontológicos

ADA – Council on Scientific Affairs

•  Até 1965 – Criação das especificações.

•  A partir de 1966 – Certificação de materiais.

•  Especificações abrangem materiais e

dispositivos odontológicos.

•  FDA - FDI/ISO (ISO/TC-106).

Ligações Interatômicas

Primárias • Iônicas!Atração entre cargas positivas e negativas "

• Covalentes !Compartilhamento de elétrons por átomos adjacentes !

• Metálicas!União dos átomos através da formação de gás com elétrons livres

Ligações Interatômicas

Secundárias

• Pontes de Hidrogênio!Atração molecular por indução de forças polares sem divisão de elétrons

• Força de Van der Waals!Atração dipolo entre cargas momentaneamente positivas e negativas "

Adesão

Princípios de Adesão

“Quando duas substâncias são colocadas em íntimo contato uma com a outra, as moléculas de um substrato aderem ou são atraídas pelas moléculas do outro substrato.”

  Moléculas diferentes

  Moléculas do mesmo tipo

Adesão

Coesão

Adesão

•  Princípios de Adesão

  Adesão entre um líquido e um sólido: interação deve ser menor que 0,7 nm

  Fatores que interferem na união: Energia de superfície, Tensão

superficial, Molhamento

Adesão

Adesão

Adesivo Substância que promove a ocorrência de adesão

Aderente Substrato no qual o adesivo é aplicado

Adesão

Fatores que interferem na união

 Energia de superfície;"

 Tensão superficial;"

 Molhamento."

Adesão

Energia de Superfície

O aumento da energia por unidade de área de superfície é referido como:"

  Energia de superfície - sólido   Tensão superficial - líquido

Adesão

Energia de Superfície

Adesão

Tensão Superficial

Adesão

Adesão

Molhamento Capacidade de escoamento do adesivo sobre a superfície do aderente, promovendo eficiente união. A capacidade de um adesivo de molhar o aderente está ligada a:   Limpeza superficial do aderente;   Ângulo de contato entre adesivo e aderente.

Adesão

Molhamento Ângulo de contato:   Mensuração da extensão pela qual um adesivo molha a superfície

de um aderente: o  <θ – Alto molhamento (alta energia de superfície e baixa tensão

superficial); o  >θ – Baixo molhamento (baixa energia de superfície e alta tensão

superficial.   Quanto maior a fluidez, maior o molhamento.

Adesão

Molhamento Ângulo de contato:

Adesão

Molhamento Ângulo de contato:

θ θ = 0o

θ

Alto Molhamento

Alta energia de superfície Baixa tensão superficial

Molhamento mediano

Média energia de superfície Média tensão superficial

Baixo Molhamento

Baixa energia de superfície Alta tensão superficial

Adesão

Propriedades Físicas

“São as propriedades do material que não podem ser modificadas por fatores externos.”

Anusavice, K.J. - Materiais Dentários - Décima Edição


Temperatura de Fusão   É a temperatura na qual o material passa do estado sólido para

o estado líquido. Esta mudança do estado sólido para o líquido caracteriza-se pela mudança na organização estrutural dos grupos de moléculas que compõem o sólido.

Soldagem Confecção de estruturas metálicas

Prótese parcial removível Prótese parcial fixa

Restaurações metálicas Metalocerâmicas


Material Temperatura de fusão (ºC) Cobalto 1435

Ouro 1063

Prata 960

Alumínio 660 Adaptado de Peyton & Craig, 1971!

"


Condutividade Térmica Capacidade que um material possui de conduzir calor.

  Quantidade de calor, em calorias (ou joules) por segundo, passando através de um corpo de 1cm de espessura e 1cm² de área de secção transversa quando a temperatura difere em 1ºC.


Condutividade Térmica

Condutores alta condutividade térmica

Isolantes baixa condutividade térmica


Anusavice 10a. Ed., 1998!"

Materiais Condutividade térmica Água" 0,55"

Dentina" 0,59"

Esmalte" 0,87"

Cobre" 370"


Expansão térmica

o  A expansão e a contração térmica são fenômenos resultantes da variação das dimensões de um corpo em consequência da variação de sua temperatura.!


A expansão térmica percebida macroscopicamente como aumento do volume total de um corpo corresponde a um maior espaçamento entre as moléculas que o compõem o  Linear, Superficial e Volumétrica


Coeficiente de expansão térmica

o  Mudança em comprimento ou volume de um material, em

relação ao seu comprimento ou volume originais, pela variação (elevação) da temperatura;"

  Unidade = coeficiente linear de expansão térmica α (10-6/ºC).


O material ideal seria aquele que apresentasse um coeficiente de expansão térmica similar ao da estrutura dental, acompanhando juntamente com o dente as alterações sofridas pelo mesmo durante as variações na temperatura.


Luz """""

  Radiação eletromagnética que pode ser detectada pelo olho humano que apresenta o comprimento de onda entre 400 e 700 nm;


Luz "

  A luz visível é na verdade uma mistura de diferentes comprimentos de onda os

quais são combinados para produzir uma cor específica;

  O comprimento de onda e a intensidade da luz depende da fonte de luz utilizada. Luz do sol x Lâmpada incandescente.


Cor

A cor e a aparência, quantitativamente, devem ser descritas pela mensuração de três aspectos:

 Matiz: nome da cor (azul, vermelho, amarelo...), compreende a cor principal de um objeto;  Saturação: grau de intensidade de uma matiz;   Luminosidade: claridade e escuridão de uma cor.


Matiz

Saturação

Luminosidade


Metamerismo  Um objeto pode mudar de cor sobre a influência de diferentes fontes

de luz;  Selecionar a cor dos dentes sobre 2 ou mais fontes de luz (luz do

dia).


Fluorescência  Os dentes absorvem comprimentos de onda próximos do ultravioleta

(300 - 400 nm) e liberam esta luz em um comprimento de onda mais longo;

 Sobre luz ultravioleta os dentes parecem mais brancos contrastando com restaurações em compósito que não apresentam fluorescência.


Opalescência   A luz com maior comprimento de onda (amarela/alaranjada) é

refletida pelo dente e a com comprimento de onda curto (azul/verde) é absorvida;

  Coloração dos dentes é amarelo/alaranjada. "Opacidade e Translucidez

  Material opaco não transmite bem a luz através dele, ele a absorve, reflete ou dispersa;

  Material translúcido permite que grande quantidade de luz seja transmitida através dele.


Reologia Estudo das características de escoamento e viscosidade da matéria. !Viscosidade

  É a medida da consistência de um fluido e sua incapacidade de escoamento;

  A maioria dos líquidos quando colocados em movimento, resistem às forças impostas que causam o movimento. Esta resistência é denominada viscosidade e é controlada por forças friccionais internas do líquido.


  O sucesso de um material pode depender tanto de suas propriedades no estado líquido quanto no estado sólido;

  Os materiais odontológicos podem ser mais ou menos viscosos dependendo de sua aplicação clínica.

» Materiais tixotrópicos: corpo que se torna menos viscoso (mais fluido) sob pressão.


Escoamento (Creep)

  Descreve a reologia dos materiais amorfos (ceras) e sólidos;

  Mede o potencial de um material para deformar-se sob uma carga estática pequena, mesmo associada ao próprio peso do material;

  Deformação plástica dependente do tempo de um material sob uma carga estática ou tensão constante.

Propriedades Químicas

Solubilidade

  Propriedade de uma substância que forma soluções com outra;   Medida da capacidade que uma substância tem de se dissolver em

outra, expressa pela concentração da solução saturada da primeira na segunda;

Solvente: substância presente em maior quantidade, e mesmo estado de agregação da solução; Soluto: substância que se difunde pelo solvente.


Sorção   Descoloração;   Perda de propriedades;   Variação volumétrica;   Degradação.


Corrosão Desgaste ou modificação química ou estrutural de um material, provocados pela ação química ou eletrolítica espontânea de agentes do meio ambiente.

A. B. Hollanda Corrosão Química"  Corrosão seca;   Combinação direta de elementos metálicos e não metálicos;   Oxidação, halogenização, sulfuração.


Corrosão Eletroquímica"  Corrosão úmida;   Requer a presença de uma via de transporte de elétrons;   É a forma de corrosão que ocorre na cavidade bucal.


Corrosão Galvânica"  Metais com diferença de potencial elétrico em contato direto;   Choque galvânico: “Curto-circuito” em uma célula eletrolítica;   Corrente galvânica: Pode ocorrer em uma única restauração metálica, devido à diferença de potencial da saliva e fluidos tissulares.

E

Adaptado de Anusavice, K.J., 1998 MD-FOP

Propriedades Mecânicas

A ciência física que estuda a energia e a força que atuam sobre um corpo e suas consequências.


EM ODONTOLOGIA:

Conhecer o comportamento dos materiais que são utilizados na cavidade bucal.

As propriedades mecânicas são as respostas

mensuradas desses materiais quando submetidos a uma força aplicada.


Tensão

o  Força por unidade de área atuando em milhões de átomos ou moléculas em um dado plano do material."

"

Área Força •  Tensão =


Tensão

o  Tensão de tração!  É causada por uma força que tende a estreitar, esticar ou alongar um corpo.

o  Tensão de compressão!  É causada por uma força que tende a encurtar ou comprimir um corpo;

o  Tensão de cisalhamento!  É causada por uma força que tende a deslizar um corpo sobre o outro;   Força deve ser aplicada adjacente a interface entre os corpos para ser

caracterizada como força de cisalhamento.


Tensão

o  Tensão de tração!  É causada por uma força que tende a estreitar, esticar ou alongar um corpo.


Tensão o  Tensão de compressão!

  É causada por uma força que tende a encurtar ou comprimir um corpo;


Tensão o  Tensão de cisalhamento!

  É causada por uma força que tende a deslizar um corpo sobre o outro;   Força deve ser aplicada adjacente a interface entre os corpos para ser

caracterizada como força de cisalhamento.


Tensão

o  Tensão de flexão!  É causada por uma força que tende a

dobrar um corpo. »  Tensões de tração; »  Tensões de cisalhamento; »  Tensões de compressão.


Tensão

o  Tensão de flexão!  Tensão de tração;   Tensão de cisalhamento;   Tensão de compressão.


Resistência

o  Resistência a tração"  Capacidade do material resistir a um esforço que tende

alongar sua estrutura;   Tensão necessária para fraturar um material frente a esforços

de tração.


Resistência

o  Resistência a compressão"  É a capacidade do material resistir a um esforço que tende

achatar sua estrutura;   Tensão necessária para fraturar um material frente a esforços

de compressão.


Resistência

o  Resistência ao cisalhamento"  É a capacidade do material resistir a um esforço que tende

a deslizar uma porção sobre a outra, também conhecida como esforço de corte;

  Tensão necessária para fraturar um material frente a esforços de cisalhamento.


Resistência

o  Resistência a flexão!  É a capacidade do material resistir a um esforço que tende

a flexionar, dobrar um corpo;   Tensão necessária para fraturar um material frente a

esforços de flexão.


Resistência

o  Resistência a fadiga!  É um tipo de falha estrutural causada pela aplicação cíclica

de carregamento fixo ou variável;   Valores de tensão muito abaixo da resistência teórica do

material podem produzir fratura prematura. Caracterizada pela formação e propagação de trincas;

  Causa redução significativa na resistência dos materiais;   Causa fratura frágil em materiais dúcteis.


Resistência o Resistência a fadiga!

Rachadura Inicial

Defeito intrínsico

Ciclos de Tensão

Propagação de Fratura

(Trinca)

FRATURA CATASTRÓFICA

•  Responsável por 90% das falhas em estruturas protéticas em cerâmica;


Resistência

o  Resistência a penetração (dureza)"  Resistência oferecida pelo material a aplicação de carga

permanente.   Dureza superficial de diferentes materiais;   Dureza de diferentes substratos;   Profundidade de polimerização em compósitos;   Grau de conversão em compósitos.


Tensão x Deformação

•  Deformação:

•  Elástica ou plástica; •  Limite de proporcionalidade; •  Módulo de elasticidade; •  Resistência máxima a fratura; •  Resiliência; •  Ductilidade; •  Maleabilidade; •  Tenacidade; •  Friabilidade...


•  Deformação   Resultado de uma tensão.

»  2 tipos: Deformação elástica (Reversível);

Deformação plástica (Permanente).


Deformação o Elástica"  Após a retirada da força, o material recupera o seu estado inicial;   Porção retilínea do gráfico;

o Plástica"  Após a retirada da força, o material apresenta uma deformação

permanente, ou seja, não retorna ao estado inicial e pode até fraturar-se dependendo da intensidade da força e da resistência do material;

  Porção curva do gráfico.


Deformação Elástica


Deformação Plástica



= Limite de Proporcionalidade

Deformação elástica: A deformação é proporcional à tensão, retirada a força, o

material volta ao estado normal.

Deformação plástica: A deformação não é proporcional à tensão, retirada a força, o material estará permanente deformado.


  É o ponto no qual a curva do gráfico tensão/deformação deixa de ser uma linha reta.

o  Limite elástico"  É a maior tensão a que um material pode ser submetido sem

que ocorra deformação plástica. o  Flexibilidade Máxima"

  Definida como a deformação que ocorre quando o material é tensionado até ao seu limite de proporcionalidade.

o  Limite convencional de escoamento "  É a tensão mínima necessária para produzir deformação

permanente.

Limite de Proporcionalidade



θ2 > θ1!

Maior rigidez


Módulo de Elasticidade

o  Descreve a rigidez de um material;"

  É uma constante, medida através da tangente do ângulo no gráfico tensão x deformação.

Maior inclinação

da reta Maior o ângulo

Maior o módulo de

elasticidade

MAIOR DUREZA



RESILIÊNCIA Área


Resiliência

o  Quantidade de energia absorvida por um material quando este é tensionado até o seu limite elástico;!



DUCTILIDADE / MALEABILIDADE

Área


Ductilidade

o  Habilidade em suportar uma deformação permanente sem se fraturar sob tensões de tração;!

  Capacidade de formar fio.


Maleabilidade

o  Capacidade do material em suportar uma deformação permanente sem se fraturar sob tensões de compressão;!

  Capacidade de formar lâmina.



= Ponto de fratura



TENACIDADE Área


Tenacidade

o  É a quantidade de energia de deformação elástica e plástica necessária para fraturar o material;!  Área total do gráfico tensão/deformação;   Constitui uma medida de resistência a fratura.



FRIABILIDADE Área pequena


Friabilidade

o  Incapacidade do material suportar deformação plástica antes de fraturar.!

  O material fratura próximo ao limite de proporcionalidade.


Material resiliente Material dúctil / maleável Material friável

Ex: Silicone Ex: Alumínio Ex: Vidro


Souza-Junior, E"


Ductilidade / Maleabilidade tg θ

Propriedades Biológicas

Biocompatibilidade

  “Harmonioso com a vida e não possuindo efeitos tóxicos ou prejudiciais às atividades biológicas.”

(dicionário Ilustrado de Dorland)


Biocompatibilidade

o  Os materiais odontológicos:"

  Não devem ser prejudiciais a polpa ou aos tecidos moles;   Não devem conter substâncias tóxicas que possam ser

liberadas e absorvidas pelo sistema circulatório causando reação tóxica sistêmica;

  Devem ser livres de agentes potencialmente sensibilizantes que possam causar reações alérgicas.

  Não devem ter potencial carcinogênico. Anusavice, K.J., Materiais Dentários, 10ª Edição, 1998


Toxicidade o  Sinais de envenenamento crônico: fraqueza,

cansaço, anorexia, perda de peso, irritabilidade, insônia, tonteira e tremores nas extremidades.!

  O risco de ingestão é menor que o de inalação;

  O risco alimentar é maior que em restaurações.


Souza-Junior, E"


Alergia   Látex ou produtos do

processamento;   Dificuldade de identificação do

alérgeno;   Erupções localizadas de pele;   Edema e até anafilaxia;   Mais severa em mucosas (lençol

de borracha).


Dermatite

  Contato direto com a pele;   Manifestações clínicas 12 a 48 horas após o contato;   Independente da dose.   Monômeros resinosos.

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