Inovação tecnológica em ligas dentárias: a liga PROTON 3, Notas de estudo de Materiais

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PROTON 3

LIGA SEMINOBRE DE PRATA-PALÁDIO

PARA METAL-CERÂMICA

Sergio Pietro Lacroix M.Sc.

LACROIX LIGAS DENTAIS

MARÇO 2006

RESUMO

Diante do alto custo das ligas dentárias nobres, os profissionais naturalmente apresentam aos seus pacientes opções de orçamento mínimo, introduzindo ligas não nobres de custo reduzido como as de níquel-cromo. Entretanto, o descontentamento dos profissionais protéticos é grande, ao manipularem esses tipos de ligas metálicas duras, e assim surge a necessidade de se reduzir o valor das ligas seminobres, para que se possa oferecer uma opção razoável de mais qualidade e também de baixo custo. A Lacroix Ligas Dentais pesquisou, desenvolveu, testou, e, agora, apresenta ao mercado odontológico a nova liga seminobre PROTON 3 , de prata-paládio (Ag- Pd), para a técnica metal-cerâmica. É uma liga com alto teor de prata na composição, necessária para reduzir o seu preço final, mas o perfeito desempenho das suas propriedades requeridas, e por ela não ter similares no mercado, estes fatos podem ser indicativos de que estamos diante de uma inovação tecnológica, capaz de proporcionar satisfação social, ao possibilitar que mais pessoas consigam usar um produto de maior qualidade e dignidade.

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO...................................................................................

2. APRESENTAÇÃO DA LIGA PROTON 3............................................

3. TERMODINÂMICA DA INTERFACE METAL-CERÂMICA.................

4. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS.......................................................

5. ANÁLISE ECONÔMICA......................................................................

6. CONCLUSÃO......................................................................................

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................

2- APRESENTAÇÃO DA LIGA PROTON 3

PROTON 3 é uma liga odontológica seminobre de prata-paládio (Ag-Pd) para a técnica metal-cerâmica. Apresenta-se como uma solução sólida metálica de composição aproximada em 40% Pd e 50% Ag, que rende uma microestrutura cristalina CFC4, isto é, cúbica de face centrada, com quatro átomos na célula unitária. A combinação dos elementos restantes é responsável pelas propriedades específicas da liga para receber a sinterização no estado sólido da cerâmica. O conceito tecnológico desta nova liga é inédito. Desfaz as alegações de alguns profissionais que acreditavam que um alto teor de prata na composição, de uma liga metal- cerâmica, provoca contaminação e alteração de cor na cerâmica. As principais cerâmicas usadas pelos profissionais protéticos foram testadas na liga PROTON 3. São elas: Noritake, Creation, Duceram Kiss, Omega 900 e Ceramco. A Figura 1 mostra a foto de cerâmica Creation aplicada sobre a liga prata-paládio PROTON 3.

Figura 1 – Foto de cerâmica Creation aplicada sobre a nova liga seminobre PROTON 3. Cortesia do Técnico de Prótese Dentária, Sr. Honório Massuda.

A combinação dos óxidos metálicos estudados que estão presentes na superfície da liga, quando no momento de queima da cerâmica, forma a microestrutura da interface metal-cerâmica otimizada para compensar o alto teor de prata na composição. Isto significa dizer que se obtém a estabilidade de superfície da liga, e a quantidade de vazios gerada na microestrutura da interface metal-cerâmica será mínima para assegurar a aderência da cerâmica. Essa estabilidade possibilita dispensar a liga PROTON 3 da etapa de degaseificação ou oxidação.

3- TERMODINÂMICA DA INTERFACE METAL-CERÂMICA

Após a queima da cerâmica, ao iniciarmos o resfriamento, vão ocorrer trocas iônicas entre os átomos dos diferentes elementos colocados em contato (metal e cerâmica). Essas trocas vão ocasionar espontaneamente um rearranjo eletrônico, buscando a eletroneutralidade dos materiais colocados em contato, até os átomos atingirem seus níveis de energia interna mínimo ou de equilíbrio. O rearranjo promove a formação de uma nova rede cristalina na interface, com equilíbrio eletrônico modificado, que resulta num aumento de entropia nesta região de ligação metal- cerâmica. Este novo equilíbrio eletrônico vai determinar a quantidade de vazios aniônicos e catiônicos formados na nova rede, em função da composição, da quantidade de átomos e da temperatura envolvida.

Quanto menor a quantidade de vazios formados na rede cristalina da microestrutura da interface, maior será a resistência da ligação metal-cerâmica. Cálculos comparativos da quantidade de vazios indicam que a liga PROTON 3 (Ag- Pd) apresenta algo em torno de 10% menos vazios do que uma liga de ouro (Au-Pd), e quase 20% menos de vazios formados em uma liga seminobre convencional de paládio-prata (Pd-Ag).

O resfriamento é um fenômeno espontâneo. Interrompendo-se a fonte de energia térmica os elétrons dos átomos de maior energia, isto é, átomos de valências mais altas, buscam os átomos de menor valência. Os elétrons são regidos pelo critério de espontaneidade, buscando a eletroneutralidade dos átomos, e por isso naturalmente passam do nível de energia mais alto para o mais baixo. Algo semelhante na natureza como a água de uma cachoeira que vai cair com certeza do nível mais alto de um rio para o mais baixo.

Se houver um resfriamento rápido imposto, os elétrons não possuem tempo suficiente para completar um novo rearranjo eletrônico espontâneo, mais compactado, e assim vai ser gerada uma entropia ainda maior, ou seja, o caos eletrônico introduzido devido a interrupção abrupta do processo de crescimento dos grãos. Ocorrendo isto vai haver uma alteração na magnitude das distâncias interatômicas da interface, que estão diretamente relacionadas com as forças de atração entre os átomos.

4- CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DA LIGA PROTON 3

• Liga seminobre de prata-paládio (Ag-Pd) para a técnica metal-cerâmica.
• Indicação: coroas e pontes.
• Composição aproximada: 40% Pd; 50% Ag.
• Classificação A. D. A.: tipo IV ; extra-dura.
• Cor: branca
• Densidade: 10,73 g / cm^3
• Intervalo de Fusão: 1190 - 1250 ºC
• Coeficiente de Expansão Térmica (25 - 500^0 C): 14,
• Dureza Vickers: 400 HV
• Resistência à Tração (escoamento): 690 MPa
• Alongamento: 9 %

A liga PROTON 3 possui um intervalo de fusão baixo em relação às demais ligas de paládio-prata e níquel-cromo. Acima da temperatura de 1250°C é alcançada a sua fusão total, e neste momento pode ser realizada a centrifugação com grande fluidez e segurança. A única diferença que o profissional protético vai perceber nesta liga é em relação ao opaco. Ao proceder a queima ocorre uma reação intensa do opaco com os elementos presentes na superfície da liga, e macroscopicamente pode- se perceber uma absorção excessiva do opaco. A recomendação é aplicar uma camada grossa de opaco para compensar sua absorção acentuada ou realizar uma segunda camada de opaco após a primeira queima.

Entretanto, o que ocorre é uma integração vigorosa do opaco na superfície, o que rende uma aderência excepcional. Isto pode ser percebido pela baixa quantidade de vazios gerados na superfície da liga, na ordem de 1,4x10^15 vazios por centímetro cúbico, para um total 5,9x10^23 átomos por centímetro cúbico. Isto significa que em média a liga PROTON 3 forma 12% menos vazios, do que quando comparada com uma liga de ouro-paládio (Au-Pd), que apresenta 1,6x10^15 vazios/cm^3 para um total de 4,4x10^23 átomos/cm^3. Em relação às ligas de paládio-prata (Pd-Ag) a redução de vazios chega a 17%, onde formam-se 2,4x10^15 vazios/cm^3 para um total de 5,8x10^23 átomos/cm^3. Os cálculos para se obter o número de vazios são demonstrados por “ Callister” em seu livro “ Materials Science and Engineering ”.

Um procedimento que serve para todas as ligas é realizar a degaseificação, ou oxidação da liga metálica, a pelo menos 20°C acima da temperatura de queima do opaco indicada pelo fabricante da cerâmica. Deve-se manter esta temperatura no mínimo por 1 minuto, sem vácuo. Porém, a liga PROTON 3 pode ser dispensada desta etapa, o que simplifica o processo para o técnico. O resfriamento da cerâmica deve ser feito de modo lento e gradual, durante no mínimo 5 minutos.

5- ANÁLISE ECONÔMICA

Pode-se definir economia em termos de bem estar material, como sendo o uso ótimo de recursos, onde dada quantidade de recursos proporcione o máximo de satisfação, ou, dada satisfação derive da menor quantidade de recursos. De certo modo a odontologia está apoiada nesta definição de economia. Esta lógica possibilita embasar o argumento sobre o espaço que a liga PROTON 3 busca ocupar, pois numa comparação direta, ela apresenta-se com a metade do preço de uma liga de paládio-prata convencional, e um pouco mais de três vezes o preço das ligas não nobres de níquel-cromo.

O que mais tem chamado a atenção é o fato de o preço da liga PROTON 3 estar gerando dúvidas nos profissionais, em relação a escolha de se usar uma liga não nobre, ao invés de uma liga seminobre, com a sua facilidade de manipulação e biocompatibilidade, por uma diferença tão pequena de preço. O custo da nova liga PROTON 3 de alguma forma nos faz pensar que, talvez, podemos estar fazendo uma economia de palitos ao se optar por uma liga não nobre de níquel-cromo.

6- CONCLUSÃO

A LACROIX LIGAS DENTAIS apresenta a liga PROTON 3 com a segurança de colocar no mercado uma liga metálica exaustivamente testada. Somente as fases de pesquisa, desenvolvimento e testes envolveram a execução de mais de cem elementos metal-cerâmica, sem apresentarem falhas, usando-se todas as principais cerâmicas empregadas pelos profissionais protéticos. Foi a aplicação de vários conceitos da engenharia de materiais, o que possibilitou a criação desta nova liga dentária metal-cerâmica, com propriedades aprimoradas para o seu emprego. Diante da nova realidade de custo que esta liga inédita estabelece, percebe-se como a tecnologia contribui para promover o desenvolvimento e a satisfação social, permitindo economicamente que mais pessoas possam dispor de um produto mais compatível e mais digno para a condição humana.

Sergio Pietro Lacroix, M.Sc. Mestrado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais pela COPPPE, UFRJ

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