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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 (AgPd), 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...................................................................................3
2. APRESENTAÇÃO DA LIGA PROTON 3............................................4
3. TERMODINÂMICA DA INTERFACE METAL-CERÂMICA.................5
4. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS.......................................................7
5. ANÁLISE ECONÔMICA......................................................................8
6. CONCLUSÃO......................................................................................8
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................9
LACROIX LIGAS DENTAIS
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1- INTRODUÇÃO
No âmbito da odontologia, o início do século XXI pode ser lembrado pelos
avanços tecnológicos significativos alcançados, que resultaram em satisfação social
para o desenvolvimento humano, uma vez que, já existe grande diversificação de
materiais disponíveis, variedade de produtos, técnicas e equipamentos específicos,
que permitem aos profissionais realizarem restaurações com alto grau de similaridade
aos dentes naturais. Vivemos o ápice da conquista de uma estética dentária refinada,
mas ela encontra o seu limite ao descermos um pouco na análise da pirâmide social.
As próteses feitas com cerâmicas sem metal ainda apresentam um custo significativo
que restringe o seu uso para as classes sociais menos favorecidas. Mesmo em meio
à odontologia avançada com as cerâmicas estruturais, resinas nanométricas, luz
emitida por diodo, cimento resinoso dual, e tantas outras técnicas modernas de
sucesso, as ligas metálicas ainda são largamente empregadas. As ligas de prataestanho nunca foram tão usadas como têm sido atualmente. As ligas seminobres de
paládio-prata e prata-paládio ainda possuem os seus espaços, e até as ligas de ouro
ainda são muito usadas.
As classes mais baixas da população estão conseguindo ter acesso às ligas
mais econômicas, e isto pode ser visto como um sinal muito importante de que muito
mais pessoas estão alcançando o direito de restaurarem os seus dentes, adquirindo
assim mais dignidade e auto-estima. O alto custo das ligas nobres naturalmente induz
os profissionais a apresentarem aos seus pacientes opções de orçamentos mínimos,
introduzindo ligas não nobres de custo reduzido como as de níquel-cromo. Diante do
descontentamento dos profissionais protéticos em manipular esses tipos de ligas
metálicas, muito duras, surge a necessidade de se reduzir o custo das ligas
seminobres, para que se possa oferecer uma opção razoável de qualidade e custo. A
liga seminobre ainda é uma opção suficiente para proporcionar biocompatibilidade no
meio bucal, segurança para o profissional e satisfação social para as pessoas.
Utilizando conceitos da engenharia de materiais a LACROIX LIGAS DENTAIS
apresenta uma inovação tecnológica, ao pesquisar e desenvolver a liga seminobre
PROTON 3, de prata-paládio (Ag-Pd). Esta nova liga metálica dentária é a primeira a
conter alto teor de prata, e mesmo assim apresentar propriedades aprimoradas para
a técnica metal-cerâmica, possibilitando um baixo custo para viabilizar próteses de
pacientes com os orçamentos limitados. Uma tecnologia de combinação de óxidos
metálicos especiais permite estabilizar a superfície da liga, e promover uma reação
muito mais intensa com as partículas cerâmicas, o que rende um perfeito
desempenho das suas propriedades requeridas. Desse modo, é compensado o
aumento da quantidade de prata na liga, que é o fator responsável para a redução do
seu preço final. A liga PROTON 3 é inédita e ainda não tem similares no mercado
odontológico.
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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 metalcerâmica, 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.
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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 metalcerâmica. 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 (AgPd) 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.
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Naturalmente, aumentando-se as distâncias interatômicas ocorre a diminuição
das forças de atração, e conseqüentemente a redução da resistência. Em qualquer
material esta resistência pode ser quantificada pelo módulo de elasticidade, que a
partir da relação tensão x deformação pode indicar o valor limite de uma carga
aplicada, que quando ultrapassado, a força de atração interatômica é superada e o
material sofre o escoamento da sua microestrutura. Macroscopicamente, ao se impor
um resfriamento rápido, a microestrutura cristalina torna-se menos resistente à
deformação. Portanto, resfriamento lento significa dizer maior resistência.
A inovação tecnológica da liga PROTON 3 é justamente a introdução de
elementos específicos na sua composição, que aparecem na superfície da liga no
momento da queima da cerâmica, e promovem uma formação ótima da nova rede
cristalina da interface metal-cerâmica. Estes elementos estão equilibrados na liga de
modo que, formam o mínimo possível de vazios na interface e anulam qualquer efeito
negativo do alto teor de prata contido na liga. Contribuem para a criação de uma
microestrutura de coquilha, como mostra a Figura 2, que é um tipo que apresenta-se
como característica de ligas contendo grãos refinados. Este tipo de microestrutura
rende alto valor de área de superfície específica, que é necessária para a
componente física do fenômeno de adesão da cerâmica no metal.
Figura 2: Fotomicrografia da microestrutura de coquilha. Ela colabora para a adesão
ao proporcionar um aumento da área de contato da interface metal-cerâmica. Microscópio
eletrônico de varredura com aumento de 3.000 vezes.
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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 / cm3
•
Intervalo de Fusão: 1190 - 1250 ºC
•
Coeficiente de Expansão Térmica (25 - 5000C): 14,2
•
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 podese 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 1,4x1015 vazios por centímetro
cúbico, para um total 5,9x1023 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 1,6x1015 vazios/cm3 para um total
de 4,4x1023 átomos/cm3. Em relação às ligas de paládio-prata (Pd-Ag) a redução de
vazios chega a 17%, onde formam-se 2,4x1015 vazios/cm3 para um total de 5,8x1023
átomos/cm3. 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.
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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
LACROIX LIGAS DENTAIS
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7- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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