Publicado em: 09/11/2017 às 17h05

Novos materiais restauradores livres de metal

As características microestruturais de cada material ditam as técnicas e os tratamentos de superfície prévios à cimentação.

É indiscutível que a tecnologia CAD/CAM (computer-aided design/computer-aided manufacturing) vem se tornando realidade nos consultórios e laboratórios de Prótese Dentária do País. Desde 19 de setembro de 1985, quando, na Universidade de Zurique (Suíça), o Dr. Werner Mörmann1 cimentou a primeira restauração em cerâmica feldspática (Vita Mark I/Vita) confeccionada utilizando o sistema Cerec – primeiro sistema CAD/CAM disponível comercialmente –, os sistemas de fresagem têm evoluído significativamente. É notório também o constante desenvolvimento de novos materiais restauradores para confecção de próteses livres, buscando características estéticas, mecânicas e físicas cada vez mais semelhantes à estrutura dentária.

Neste sentido, a cerâmica tornou-se popular como material restaurador, devido às características estéticas, mecânicas e de biocompatibilidade. Apesar das próteses metalocerâmicas, idealizadas em 1962, apresentarem excelente desempenho clínico em longo prazo2, seu uso tem sido reduzido em consequência das limitações estéticas e biológicas decorrentes da oxidação dos metais não nobres, frequentemente utilizados no Brasil na confecção da infraestrutura (coping). Nos Estados Unidos, do total de coroas e próteses fixas produzidas atualmente, 80,2% são totalmente cerâmicas, 16,9% são metalocerâmicas, 2,2% são totais metálicas e 0,7% são de resina3.

Dentre as cerâmicas disponíveis comercialmente, a zircônia convencional é o material de escolha para substituir o metal, sobretudo pelas excelentes propriedades mecânicas (> 900 MPa), biológicas e por apresentar vantagens e benefícios estéticos em relação ao metal, quando associada à aplicação de uma cerâmica de revestimento estético (feldspática ou fluorapatita), Figuras 1. Entretanto, o maior problema clínico da cerâmica é ser um material friável e suscetível à fratura4 (Figuras 2 e 3).

As próteses com coping de zircônia (bilayers), indiscutivelmente, apresentam excelente estética, entretanto, são muito vulneráveis à fratura. A fratura da cerâmica de cobertura em próteses de zircônia, também conhecida como chipping, é observada com grande preocupação na literatura científica (Figuras 4 e 5). Estudos clínicos relatam elevadas taxas desse tipo de falha: 8% após 37 meses5, 20% após 31 meses6, 15,2%7 a 30%8 após cinco anos. Diversos fatores estão relacionados ao chipping, como suporte da cerâmica de cobertura, forma e espessura do coping, espessura e técnica de aplicação da cerâmica de cobertura, estresse residual, oclusão, diferença do coeficiente de expansão térmica entre a zircônia e a cerâmica de cobertura, parafunção e ajuste oclusal, tornando extremamente difícil o controle deste tipo de falha em próteses bilayers de zircônia, tanto por parte do laboratório quanto por parte do cirurgião-dentista. Por esse motivo, novos materiais restauradores livres de metal têm sido desenvolvidos com o intuito de confeccionar próteses monolíticas, isto é, em um único material, visando contornar as fraturas da cerâmica de cobertura/chipping nas próteses de zircônia. Abaixo, são destacados os novos materiais livres de metal para confecção de próteses monolíticas em sistemas CAD/CAM.


Zircônia monolítica

Atualmente, diversos tipos de zircônia estão disponíveis no mercado odontológico, a qual varia entre si em termos de resistência e translucidez: zircônia tetragonal tradicional (opaca), com faixa de resistência de 900 MPa a 1.200 MPa; zircônia de alta translucidez (HT), com 900 MPa a 1.200 MPa; e zircônia cúbica ultratranslúcida (UT), com 500 MPa a 800 MPa. Esta última geração de zircônia (ex: Lava Esthetic/3M, Prettau Anterior/Zirkonzahn) se destaca pelo elevado grau de translucidez (Figura 6), podendo ser utilizada para confecção de coroas unitárias anteriores e posteriores, próteses fixas de até três elementos, inlays/onlays e até mesmo facetas laminadas e lentes de contato cerâmicas9. A grande vantagem desses materiais é a possibilidade de obter estética e resistência com pouca espessura, isto é, com pouco desgaste do elemento dentário (0,3-0,5 mm para as cerâmicas de zircônia HT e 0,3-0,8 mm para as UTs) em relação às cerâmicas de dissilicato de lítio. Além disso, elimina-se a fratura da cerâmica de cobertura, já que toda a prótese é confeccionada em zircônia.

Para alcançar a translucidez adequada, a microestrutura da zircônia foi modificada. Na zircônia convencional, 0,5-1% do seu peso é alumina e 3-6% é óxido de ítrio. Por outro lado, a zircônia translúcida tem 0,11% a 0,26% de alumina e uma concentração de ítria próxima a 12%. A alumina atua como centros de dispersão de luz devido ao diferente índice de refração, reduzindo a translucidez da zircônia10. Além disso, a quantidade de zircônia na fase tetragonal foi reduzida e uma maior quantidade de zircônia cúbica foi incorporada, permitindo assim uma transmissão mais uniforme da luz através da zircônia11. Fatores como porosidade e tamanho de grão também afetam a translucidez da zircônia.

É evidente que a zircônia UT ainda é menos translúcida do que uma cerâmica feldspática. No entanto, pode ser alcançada uma elevada translucidez nas próteses de zircônia quando são confeccionadas em pequena espessura, como no caso de lentes de contato com espessura de 0,3 mm (Figuras 7).


Novas cerâmicas vítreas

Recentemente, foram desenvolvidas duas cerâmicas de silicato de lítio reforçado com aproximadamente 10% de óxido de zircônio para utilização em sistemas CAD/CAM, como uma alternativa às cerâmicas de dissilicato de lítio. Os dois exemplos comerciais existentes são a Suprinity (Vita Zahnfabrik) e Celtra Duo (Dentsply Sirona), ambas na apresentação de blocos.

A Suprinity, desenvolvida em 2013, é um material comercializado em estado parcialmente cristalizado e que requer um ciclo térmico adicional para finalizar sua cristalização. Já o Celtra Duo, introduzido no mercado em 2016, é comercializado em fase final de cristalização. Ambos os materiais possuem composição semelhante, apresentando boas propriedades mecânicas (resistência média de 400 MPa) associadas à excelente qualidade estética.

As cerâmicas de silicato de lítio combinam as excelentes características microestruturais da zircônia, como a modificação de fase, de tetragonal para monoclínica, e o consequente aumento da resistência mecânica, associados às características estéticas das cerâmicas vítreas12. Segundo o fabricante, os cristais de silicato de lítio chegam a ser de quatro a oito vezes menores que os de dissilicato de lítio e, quando combinados ao óxido de zircônio dissolvido em sua matriz vítrea, resultam em um material estético e resistente. Apresentam ainda microestrutura dupla, que consiste em metassilicato de lítio muito fino (Li2SiO3) + dissilicato de lítio (Li2Si2O5), diferente da cerâmica de dissilicato de lítio, que apresenta apenas cristais de dissilicato de lítio na composição13. Esses materiais estão indicados para confecção de coroas anteriores e posteriores, inlays/onlays e facetas laminadas/lentes de contato dental (Figuras 8).

As principais vantagens das cerâmicas de silicato de lítio sobre as cerâmicas de dissilicato de lítio são: maior capacidade de polimento, devido ao tamanho reduzido dos cristais na microestrutura; economia de tempo para a produção das restaurações, uma vez que o tempo para usinagem em CAD/CAM é muito menor em relação ao dissilicato de lítio, além de existir a disponibilidade de blocos já sinterizados, no caso do Celtra Duo, ou que necessita de um ciclo de sinterização muito curto, no caso da Suprinity14.


Cerâmica infiltrada por polímero

Uma nova classe de material, denominada cerâmica infiltrada por polímero, foi desenvolvida em 2013, cujo nome comercial é Vita Enamic (Vita Zahnfabrik). A proposta para o desenvolvimento deste tipo de material foi combinar os benefícios da resina composta com os de uma cerâmica vítrea, resultando em um material com características mecânicas e estéticas similares à estrutura dentária. Este material consiste em uma fina estrutura sinterizada de cerâmica feldspática enriquecida com óxido de alumínio (86% em peso: 58-63% SiO2 e 20-23% Al2O3) contendo poros, os quais são totalmente infiltrados por uma fase orgânica de polímero (14% em peso) de UDMA e TEGDMA12. Segundo alguns autores4, esta combinação resulta em uma estrutura híbrida com redes interpenetrantes de cerâmica e polímero, imitando o entrelaçamento das bandas de prisma existentes em dentes naturais.

Enquanto a rede cerâmica porosa tem resistência de 135 MPa e o polímero abaixo de 30 MPa, a Vita Enamic tem resistência de 160 MPa15. As principais vantagens deste material em relação às cerâmicas vítreas são: razoável friabilidade; dureza mais baixa; e resposta mecânica semelhante a do esmalte16. A Vita Enamic é uma cerâmica ácido-sensível, cujo tratamento de superfície prévio à cimentação adesiva é o condicionamento com ácido hidrofluorídrico 5-10% seguido da silanização. Clinicamente, é indicada para inlays, onlays, coroas unitárias anteriores e posteriores, facetas laminadas/lentes de contato dentais e não deve ser sinterizada após usinagem, podendo ser polida manualmente e caracterizada com pigmentos de resina composta. Embora não existam dados clínicos sobre este tipo de material, estudos laboratoriais relatam que a Vita Enamic possui uma excelente resistência ao desgaste, baixo módulo de elasticidade e boas características estéticas, além de melhor facilidade na usinagem e menor risco de chipping, quando comparada às cerâmicas de dissilicato de lítio. Sendo assim, é uma alternativa às cerâmicas e resinas compostas tradicionais17-19 (Figuras 9).


Resina nanocerâmica

A geração mais recente de blocos de resina nanocerâmica (ex: Lava Ultimate/3M e Cerasmart/GC), apesar do nome, não são cerâmicas, e sim resinas densamente preenchidas com partículas polimerizadas a alta temperatura e pressão. O Lava Ultimate é composto por 20% de matriz resinosa altamente reticulada reforçada por 80% de partículas de nanozircônia, compostas por nanopartículas de sílica dispersa (20 nm) e zircônia (4-11 nm), bem como por grupos de nanopartículas de sílica/zircônia (0,6-10 mm)20. Embora a quantidade de carga (80%) dos blocos de resina nanocerâmica seja semelhante à quantidade de cerâmica infiltrada por polímero, suas propriedades elásticas e seu comportamento mecânico são diferentes.

Segundo o fabricante, este material apresenta alta resistência mecânica (200 MPa), baixo módulo de elasticidade, capacidade de absorver mais as cargas mastigatórias em relação às cerâmicas, boas propriedades óticas, facilidade de usinagem, ajuste e repolimento, boa resistência ao desgaste e à pigmentação, menor desgaste ao antagonista, comparado às cerâmicas vítreas, além de não necessitar ser levado ao forno após usinagem. Como é um material resiliente, é resistente à fratura e ao chipping durante a usinagem18.

No que diz respeito ao tratamento de superfície do Lava Ultimate previamente à cimentação adesiva, o jateamento com partículas de óxido de alumínio (50 μm) ou a silicatização (Cojet/3M) seguida da silanização são os tratamentos mais indicados para inlays, onlays e facetas laminadas/lentes de contato dentais. No passado, também era considerado para confecção de coroas totais, entretanto, recentemente alguns episódios de deslocamento foram relatados, fazendo com que a empresa retirasse esta indicação do material. Como o material é resiliente, uma deformação elástica ocorre dentro do material e esta concentração de tensões pode ser transferida para a camada de adesivo, levando aos episódios de descolamento21.


Considerações finais

A grande diversidade de novos materiais restauradores livres de metal, com suas distintas propriedades estéticas e mecânicas, faz com que seja necessária uma seleção racional desses materiais, a fim de alcançar a longevidade do tratamento protético reabilitador. As características microestruturais de cada material também ditam as técnicas e os tratamentos de superfície prévios à cimentação. Por fim, estudos clínicos em longo prazo são necessários para que possamos predizer com segurança o desempenho clínico de cada material.


Sugestões de leitura

1. Mörmann WH. The evolution of the Cerec system. Jada 2006;137:7S-13S.

2. Pjetursson BE, Sailer I, Makarov NA, Zwahlen M, Thoma DS. All-ceramic or metal-ceramic tooth-supported fixed dental prostheses (FDPs)? A systematic review of the survival and complication rates. Part II: Multiple-unit FDPs. Dent Mater 2015;31(6):624-39.

3. Christensen GJ. Is the rush to all-ceramic crowns justified? J Am Dent Assoc 2014;145(2):192-4.

4. Zhang Y, Kelly R. Dental ceramics for restoration and metal veneering. Dent Clin N Am 2017;61:797-819.

5. Tinschert J, Natt G, Mautsch W, Spiekermann H, Anusavice KJ. Marginal fit of alumina-and zirconia-based fixed partial dentures produced by a CAD/CAM system. Oper Dent 2001;26(4):367-74.

6. Raigrodski AJ, Chiche GJ, Potiket N, Hochstedler JL, Mohamed SE, Billiot S et al. The efficacy of posterior three-unit zirconium-oxide-based ceramic fixed partial dental prostheses: a prospective clinical pilot study. J Prosthet Dent 2006;96(4):237-44.

7. Sailer I, Pjetursson BE, Zwahlen M, Hämmerle CH. A systematic review of the survival and complication rates of all-ceramic and metal-ceramic reconstructions after an observation period of at least 3 years. Part II: fixed dental prostheses. Clin Oral Implants Res 2007;18(suppl.3):86-96.

8. Molin MK1, Karlsson SL. Five-year clinical prospective evaluation of zirconia-based Denzir 3-unit FPDs. Int J Prosthodont 2008;21(3):223-7.

9. Souza R, Barbosa F, Araújo G, Miyashita E, Bottino MA, Melo R et al. Ultrathin monolithic zirconia veneers: reality or future? Report of a clinical case and one-year follow-up. Operative Dentistry (In Press), 2017.

10. Sulaiman TA, Abdulmajeed AA, Donovan TE, Ritter AV, Lassila LV, Vallittu PK et al. Degree of conversion of dual-polymerizing cements light polymerized through monolithic zirconia of different thicknesses and types. The Journal of Prosthetic Dentistry 2015;114(1):103-8.

11. Zhang Y. Making yttria-stabilized tetragonal zirconia. Dental Material 2014;30(10):1195-203.

12. Sieper K, Wille S, Kern M. Fracture strength of lithium disilicate crowns compared to polymerinfiltrated ceramic-network and zirconia reinforced lithium silicate crowns. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 2017;74:342-8.

13. Kruger S, Deubener J, Ritzberger C, Holand W. Nucleation kinetics of lithium metasilicate in ZrO2-bearing lithium disilicate glasses for dental application. Int J Appl Glass Sci 2013;4:9e19.

14. Silva LH, Lima E, Miranda RBP, Favero SS, Lohbauer U, César PF. Dental ceramics: a review of new materials and processing methods. Braz Oral Res 2017;31(suppl.):e58.

15. Coldea A, Swain MV, Thiel N. In-vitro strength degradation of dental ceramics and novel PICN material by sharp indentation. J Mech Behav Biomed Mater 2013;26:34-42.

16. He LH, Swain M. A novel polymer infi ltrated ceramic dental material. Dent Mater 2011;27(6):527-34.

17. El Zhawi H, Kaizer MR, Chughtai A et al. Polymer infiltrated ceramic network structures for resistance to fatigue fracture and wear. Dent Mater 2016;32(11):1352-61.

18. Chavali R, Nejat AH, Lawson NC. Machinability of CAD-CAM materials. J Prosthet Dent 2017;118(2):194-9.

19. Ramos NC, Campos TMC, La Paza IC, Machado JPB, Bottino MA, Cesar PF et al. Microstructure characterization and SCG of newlyengineered dental ceramics. Dental Materials 2016;32:870-8.

20. Curran P, Cattani-Lorente M, Wiskott HWA, Durual S, Scherrer SS. Grinding damage assessment for CAD-CAM restorative materials. Dental Materials 2017;33:294-308.

21. Shetty R, Shenoy K, Dandekeri S, Suhaim KS, Ragher M, Francis J. Resin-matrix ceramics – an overview. International Journal of Recent Scientific Research 2015;6(11):7414-7.


Autor: 

Rodrigo Othávio de Assunção e Souza
Professor adjunto da disciplina de Prótese Fixa – Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN).

 

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