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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.58.2009.tde-26032010-095708
Documento
Autor
Nome completo
Adriana Cláudia Lapria Faria Queiroz
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2009
Orientador
Banca examinadora
Ribeiro, Ricardo Faria (Presidente)
Adabo, Gelson Luiz
Kimpara, Estevão Tomomitsu
Rosa, Adalberto Luiz
Sinhoreti, Mário Alexandre Coelho
Título em português
Avaliação de ligas experimentais de titânio para utilização em estruturas metálicas de próteses dentárias
Palavras-chave em português
Atrito dentário
Ligas dentárias
Prótese dentária
Resistência de materiais
Teste de materiais
Titânio
Resumo em português
A utilização do titânio em odontologia tem aumentado devido suas propriedades mecânicas, biocompatibilidade, resistência à corrosão e baixo peso específico. Entretanto, o uso do titânio em próteses ainda não é rotineiro em virtude de dificuldades no processo de fundição. Uma das maneiras de superar estas dificuldades seria através do desenvolvimento de novas ligas cujo ponto de fusão fosse inferior ao do Ti cp. O objetivo deste estudo foi avaliar as propriedades mecânicas, biológicas e microestrutura de ligas experimentais de titânio para utilização em estruturas metálicas de próteses dentárias, após fundição odontológica, comparando-as ao Ti cp. As ligas experimentais avaliadas foram Ti-5Zr(%p), Ti-5Ta(%p) e Ti-5Ta-5Zr(%p). Os corpos-de-prova foram fundidos por arco voltaico em atmosfera de argônio e injeção por vácuo-pressão. Para avaliação das propriedades mecânicas, corpos-deprova em forma de halteres foram submetidos a ensaios de tração, barras foram submetidas a ensaios de flexão para avaliação do módulo de elasticidade, e hemi-esferas e discos foram submetidos ao teste de desgaste de dois corpos, sendo o perfil das amostras avaliado antes e após o teste para cálculo da perda de altura vertical. Discos foram utilizados para avaliação da microdureza e para caracterização microestrutural. Para avaliação das propriedades biológicas, células SCC9 foram cultivadas em meio de cultura D-MEM/HF12 suplementado sobre discos e poços sem discos foram usados como controle. Após períodos de 1, 4, 7, 10 e 14 dias, foi avaliada a proliferação celular pelo método histoquímico MTT. Aos 7 dias foi avaliada a viabilidade celular após marcação com azul de Trypan e contagem em hemocitômetro. A morfologia celular foi avaliada às 2, 12 e 24 horas através da visualização, em microscópio de fluorescência por epiluminação, do citoesqueleto de actina e dos núcleos, usando, respectivamente, faloidina e DAPI. Os resultados foram submetidos a testes estatísticos e a liga Ti-5Ta apresentou resistência à tração menor que as demais e módulo de elasticidade significativamente menor do que o Ti cp, embora não diferente das demais ligas experimentais. Com relação à resistência à abrasão, as ligas experimentais apresentaram desgaste significativamente menor do que o Ti cp e a liga Ti-5Zr apresentou microdureza significativamente maior do que os demais materiais. Não houve diferença na proliferação e na viabilidade celular entre os materiais. A avaliação da morfologia celular mostrou diferença na proporção de células nos diferentes estágios de desenvolvimento nos períodos de 2 e 12 horas, mas não em 24 horas. O Ti cp apresentou microestrutura do tipo feather-like com fase α, enquanto Ti-5Zr apresentou estrutura do tipo Widmanstätten com fase α e α´. As ligas Ti- 5Ta e Ti-5Ta-5Zr apresentaram as fases α, α´, α´´ e β, com arranjos lamelar e acicular, respectivamente. Os resultados deste estudo sugerem que as ligas estudadas apresentam potencial para aplicação em próteses dentárias, uma vez que suas propriedades biológicas foram semelhantes às do Ti cp, comprovado por proliferação, viabilidade e morfologia celular; e suas propriedades mecânicas, como resistência à abrasão, microdureza e resistência à tração foram satisfatórias, ainda que o módulo de elasticidade possa e deva ser melhorado.
Título em inglês
Evaluation of experimental titanium alloys for prosthodontic frameworks
Palavras-chave em inglês
Dental alloys
Dental prosthesis
Material resistance
Materials testing
Titanium
Tooth attrition
Resumo em inglês
The use of titanium in dentistry have increased due to its mechanical properties, biocompatibility, corrosion resistance and density. However, titanium has not been routinely used because of the difficulties related to casting technique. One of the options to solve these difficulties would be to develop new titanium alloys whose melting point was lower than cp Ti. So, the aim of this study was to evaluate the mechanical and biological properties and microstructure of experimental titanium alloys for prosthesis frameworks, after dental casting, comparing to cp Ti. The experimental alloys evaluated were Ti-5Zr(%w), Ti-5Ta(%w) and Ti-5Ta-5Zr(%w). The samples were cast by voltaic arc in argon atmosphere and vaccum/pressure injection. To evaluate the mechanical properties, dumbbell-shaped samples were submitted to tensile test, slab-shaped were submitted to flexure for modulus of elasticity evaluation, and stylus tips and disks were submitted to two-body wear test, evaluating the profile of the samples before and after the test to calculate vertical height loss. Disks were used for microhardness evaluation and microstructural observation. For the biological properties evaluation, SCC9 cells were cultured in D-MEM/HF12 supplemented on the disks and wells without disks were used as control. After 1, 4, 7, 10 and 14-day period, cell proliferation was measured by MTT method. After 7 days, cell viability was evaluated after Trypan blue marking and counting in a hemacytometer. Cell morphology was evaluated in 2, 12 and 24-hour periods examining, in fluorescence microscope under epifluorescence, actin cytoskeleton and cell nuclei, using, respectively, phalloidin and DAPI. The results were submitted to statistical analysis and Ti-5Ta alloy presented ultimate tensile strength lower than the others and modulus of elasticity statistically lower than cp Ti, but no different to the other experimental alloys. In relation to wear resistance, the experimental alloys presented wear significantly lower than cp Ti and the Ti-5Zr alloy presented microhardness greater than other materials. Cell morphology evaluation showed difference in the proportion of cells in the different stages in 2 and 12-hour periods, but not in 24. The cp Ti presented feather-like structure with α phase while Ti-5Zr presented a Widmanstätten structure with α and α´ phases. The Ti-5Ta and Ti-5Ta-5Zr alloys presented α, α´, α´´ and β phases with lamellar and acicular structures, respectively. The results of this study suggest that the studied alloys could be applied in dental prosthesis, once their biological properties were similar to cp Ti in cell proliferation, viability and morphology; and their mechanical properties, like wear resistance, microhardness and ultimate tensile strength were ideal, although the modulus of elasticity can and should be improved.
 
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do_adriana_lapria.pdf (4.06 Mbytes)
Data de Publicação
2010-10-08
 
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