A arte de combinar dois materiais de óxido de zircônio

Bem-vindo ao fascinante mundo da cerâmica sinterizada. Ivoclar Vivadent passou muitos anos estudando o comportamento de sinterização da cerâmica, com ênfase especial no óxido de zircônio. As descobertas dessas de pesquisa são usadas para melhorar produtos já existentes e desenvolver outros novos. Em alguns casos, essas descobertas ajudam a tornar o impossível possível: IPS e.max ZirCAD Prime é um exemplo disso.

A nova solução totalmente em cerâmica é composta pelas duas matérias-primas óxido de zircônio 3Y-TZP^[1] (óxido de zircônio de alta resistência) e 5Y-TZP^[2] (óxido de zircônio altamente translúcido). Devido às suas diferentes propriedades físicas, essas duas matérias-primas não puderam ser unidas com sucesso no passado para produzir elementos estruturais sem nenhum estresse ou distorção durante a pré-sinterização e a sinterização densa. A Ivoclar Vivadent, no entanto, desenvolveu um método de fabricação especial para ajustar as curvas de compressão dos dois materiais (patente pendente). Esse processo é parte integrante do que é conhecido como Technologia Gradient (GT), que está no coração do IPS e.max ZirCAD Prime.

 Introduzindo a Tecnologia Gradient

A Technologia Gradient compreende três etapas de fabricação que combinam 3Y-TZP e 5Y-TZP para produzir as propriedades excepcionais do IPS e.max ZirCAD Prime.

1. O sofisticado pó condicionante garante uma combinação ideal da matéria-prima em termos de comportamento de compressão e levando em consideração suas diferentes composições de cores. Isso garante uma alta precisão de ajuste das restaurações resultantes.
2. A inovadora tecnologia de preenchimento usada durante a fabricação, produz uma progressão perfeita e sem camadas de sombra e de translucidez. Isso, por sua vez, permite fabricar restaurações altamente estéticas e sem camada que imitam os diferentes níveis de translucidez exibidos pela dentina e pelas áreas incisais do dente natural.
3. A próxima etapa da fabricação de peças é chamada de prensagem isostática a frio (CIP). Melhora a homogeneidade da microestrutura do material e aprimora sua translucidez. Além disso, permite que o material seja sinterizado em intervalos mais curtos (2 h 26 min para coroas simples no Programat S1 1600).

Influências nas propriedades de sinterização

As propriedades de sinterização da cerâmica são influenciadas por vários fatores. Os parâmetros dependentes de materiais incluem, por exemplo, a composição química e a compactação da prensa. O fator mais importante, no entanto, envolve o tamanho, distribuição, estrutura e forma das partículas de carga do pó. Por exemplo, a pigmentação do pó altera a composição e as propriedades de sinterização do material, uma vez que a maioria dos íons pigmentantes atua como um ativador de sinterização. Como resultado, os desenvolvedores deste material de óxido de zircônio multicamada, em outras palavras, um lingote com várias gradações de cores, foram confrontados com o desafio de combinar efetivamente as propriedades de sinterização das diferentes camadas de cores. Isso impediria a distorção e o acúmulo de tensões no material durante as fases de pré-sinterização e sinterização densa e, portanto, garantiria a precisão do ajuste da restauração. Portanto, diferentes matérias-primas em si não são a única razão para ter que ajustar a cinética de sinterização.

O desafio

O IPS e.max ZirCAD Prime é composto por mais de 60% do 3Y-TZP de alta resistência clinicamente comprovada. Este material geralmente demonstra valores de resistência de 1200 MPa e uma tenacidade à fratura de 5 MPa m^1/2. No novo processo de fabricação da Technologia Gradiente, ele é efetivamente combinado com a matéria-prima de óxido de zircônio altamente translúcida 5Y-TZP.

A combinação bem-sucedida de duas matérias-primas sempre representa um grande desafio. Se os dois materiais demonstrarem cinética de sinterização e propriedades físicas diferentes, podem ocorrer efeitos indesejáveis:

• Mesmo que os materiais mostrem uma boa união, podem ocorrer distorções durante a compressão térmica.
• O grau de compactação desejado não é alcançado em uma camada específica devido à distorção, que influencia negativamente as propriedades resultantes dessa camada.
• Durante e após a sinterização, as propriedades termofísicas das camadas individuais diferem a tal ponto que ocorrem falhas e tensões se acumulam entre as camadas, o que pode levar à delaminação.
• Após o resfriamento, as tensões térmicas residuais permanecem no material Multi devido à incompatibilidade termofísica. 

No entanto, se as matérias-primas forem ajustadas adequadamente para mostrar as mesmas propriedades de sinterização e se suas propriedades termofísicas forem adequadamente correspondidas, o processo de sinterização produzirá um resultado homogêneo: O material se comportará como uma peça única sólida.

A solução

A adição de um dopante à matéria-prima pode influenciar suas propriedades de sinterização. No entanto, um material que contém um baixo conteúdo de óxido de ítrio não mostra necessariamente uma cinética de sinterização aprimorada em comparação com um material que tem um conteúdo mais alto.

Como mencionado anteriormente, um número muito maior de fatores desempenha um papel de influência, por exemplo, o tamanho de partícula primária e secundária, o grau de compactação e a composição química. Geralmente, as partículas 3Y-TZP são mais finas e demonstram uma área superficial específica maior em comparação com as partículas 5Y-TZP. Durante o processo de sinterização, a alta energia superficial é reduzida: quanto maior a área superficial específica, maior a energia superficial. Consequentemente, matérias-primas com uma grande área de superfície e baixo teor de óxido de ítrio sinterizam mais rapidamente. Ao adicionar outros componentes, o processo de sinterização pode ser seletivamente controlado, ou seja, acelerado ou atrasado, conforme necessário. As diferenças nas propriedades de contração das duas matérias-primas de dióxido de zircônio do IPS e.max ZirCAD Prime são assim equilibradas em um processo que ajusta as curvas de compressão dos componentes (patente pendente Ivoclar Vivadent). Devido a essa tecnologia, a progressão das curvas de cinética de sinterização dos dois pós é praticamente idêntica ao longo de todo o processo de sinterização. Dentro do produto resultante, as matérias-primas diferem apenas em sua cor final e propriedades mecânicas. Como resultado desse sofisticado processo de produção, no qual a cinética de sinterização das matérias-primas é controlada seletivamente, as restaurações feitas com o IPS e.max ZirCAD Prime exibem uma precisão de ajuste excepcional após a sinterização.

O que faz o IPS e.max ZirCAD Prime tão especial?

Os lingotes de óxido de zircônio compostos por apenas uma matéria-prima têm suas limitações mecânicas (alta translucidez, mas baixa resistência) e estéticas (alta resistência, mas baixa translucidez). O IPS e.max ZirCAD Prime, no entanto, oferece uma combinação ideal desses dois atributos: As propriedades desejadas estão localizadas na restauração exatamente onde são necessárias - 3Y-TZP condicionado de alta resistência na parte da dentina e 5Y-TZP condicionado altamente translúcido na parte incisal. Além disso, a baixa resistência de 650 MPa é, no entanto, maior que a da cerâmica de dissilicato de lítio, que demonstrou excelente desempenho clínico por mais de uma década (para restaurações unitárias na região anterior e posterior). O IPS e.max ZirCAD Prime pode ser usado para fabricar pontes com cut back completo e parcial, de três a quatro unidades na região anterior e posterior. A nova solução totalmente em cerâmica é forte o suficiente para suportar a carga máxima na mandíbula inferior e no pôntico. No entanto, as dimensões mínimas do conector devem estar localizadas dentro da zona de dentina de alta resistência.

O IPS e.max ZirCAD Prime é uma solução verdadeira em um disco para uma ampla variedade de situações clínicas e técnicas de fabricação. Combina estética de ponta com alta resistência e flexibilidade em um disco. O material cobre um amplo espectro de indicação e oferece o potencial máximo em termos de possibilidades de processamento.