İSTATİSTİKSEL ANALİZ

Durante a confecção de coroas, sejam elas metalo- cerâmicas ou totalmente cerâmicas, várias camadas de cerâmica de cobertura são aplicadas para se obter a anatomia e a espessura desejadas, e cada camada é submetida a um ciclo de sinterização e de resfriamento bastante acima da Tg da cerâmica de cobertura (geralmente entre 500 e 600 o_{C), para que a próxima camada seja aplicada (Swain,} 2009; Choi JE et al., 2011a).

Neste processo desenvolve-se o estresse térmico residual na cerâmica de cobertura. Este estresse surge quando dois materiais com CET diferentes são unidos, mas pode ser minimizado pela escolha adequada de protocolos de sinterização e resfriamento, de preferência lentos, que evitem a formação de um elevado gradiente de temperatura através dos materiais (Swain, 2009; Tan et al., 2012).

A Tg é uma característica particular de estruturas vítreas e é a temperatura na qual o CET aumenta de forma significativa,

aumentando a mobilidade molecular e tornando o material sólido em um fluido viscoso. Abaixo desta temperatura o material se solidifica e passa a ter resistência à deformação (Anusavice, 2005; Della Bona, 2009).

Para materiais cerâmicos vítreos a Tg e valores acima dela são críticos para a formação de estresse térmico residual porque os valores do CET são maiores em temperaturas acima da Tg (Swain, 2009). É possível observar que grandes alterações na magnitude do estresse ocorrem durante o ciclo de sinterização das restaurações, principalmente, durante o processo de resfriamento (Anusavice et al., 1989; Asaoka et al., 1992; DeHoff, Anusavice, 1998; Benetti et al., 2010; Koenig et al., 2013).

Para temperaturas acima da Tg, a cerâmica comporta-se como um líquido viscoelástico permitindo que as moléculas se reorganizem dentro da estrutura porque existe uma quantidade suficiente de energia térmica para que isto ocorra (Isgrò et al., 2005), resultando no relaxamento dos estresses devido ao gradiente de temperatura (Guess et al., 2008; Swain, 2009; Guazzato et al., 2010). Assim, quando a cerâmica inicia seu resfriamento em uma temperatura acima da Tg, não haverá formação de estresse compressivo interno de compensação até que as camadas internas atinjam a Tg (Swain, 2009).

Quando a temperatura cai a um valor próximo da região de Tg (cerca de 600 °C para cerâmicas a base de sílica), a cerâmica perde sua viscosidade, tornando-se densa (Benetti et al., 2010) uma vez que qualquer deslocamento atômico é mais difícil com a quantidade de energia térmica disponível.

Em temperatura abaixo da Tg, o líquido viscoso torna-se sólido, estado no qual a reorganização estrutural é impossível e o estresse residual pode ser originado da potencial discrepância no volume, densidade e viscosidade entre as camadas externa e interna da cerâmica (Guess et al., 2008; Swain, 2009; Guazzato et al., 2010). Nesta situação, em que as camadas internas da cerâmica são resfriadas abaixo da Tg, há a formação de estresse residual de tração dentro do material que é

compensado pelo estresse compressivo superficial que chega a ser o dobro do estresse de tração (Swain, 2009).

Para reduzir a quantidade de estresses residuais que estão potencialmente relacionados à fratura precoce do sistema cerâmico, muitos fabricantes recomendam que o resfriamento após o ciclo de sinterização seja realizado de forma lenta para evitar a formação de um gradiente de temperatura excessivo (Baldassarri et al., 2012).

De acordo com Göstemeyer et al. (2010) o resfriamento de restaurações totalmente cerâmicas em uma faixa de temperatura entre a temperatura de sinterização e a Tg pode aumentar os riscos de falhas adesivas por delaminação. Por outro lado, o resfriamento abaixo da Tg pode ser recomendado para diminuir este tipo de falha como nos estudos de Belli et al. (2012) e Tan et al. (2012).

Tan et al. (2012) sugerem que ciclos lentos de sinterização e de resfriamento sejam adotados na confecção de coroas totalmente cerâmicas porque podem reduzir os riscos de fraturas das cerâmicas, mas quem de fato exerce influência significativa sobre a resistência à fratura é o protocolo de resfriamento lento. Ao comparar três diferentes taxas de sinterização (25 °C/minuto, 50 °C/minuto e 75 °C/minuto) e três protocolos de resfriamento (lento, moderado e rápido) em espécimes cerâmicos bilayer na forma de barra, observaram que as amostras apresentavam resistência até duas vezes maior quando os parâmetros lentos eram utilizados.

Preis et al. (2013) também acreditam que a combinação entre um resfriamento mais lento e um desenho mais anatômico da infraestrutura podem ser mais efetivos na redução do número e da dimensão das falhas do tipo chippping.

A taxa de resfriamento pode ser controlada pela abertura do forno após o ciclo de sinterização (Tan et al., 2012) e pode variar de acordo com a quantidade de abertura do forno e do tipo de sistema de abertura do mesmo (Tholey et al., 2011; Tan et al., 2012).

Muitos laboratórios retiram as restaurações do forno de sinterização a uma temperatura acima de 500 °C e deixam que o resfriamento termine em temperatura ambiente. Desta forma, o estresse de tração residual na superfície é potencializado devido ao gradiente de temperatura gerado no interior dos materiais cerâmicos (Swain, 2009).

A adoção de protocolos lentos aumenta o tempo de confecção das coroas protéticas e os custos, além de causar impacto na produtividade dos laboratórios de prótese, mas é importante para diminuir o índice de falhas destas restaurações (Tan et al., 2012).

Existem diversos protocolos de resfriamento lento descritos na literatura, por exemplo: Choi et al. (2011b) realizaram o resfriamento lento removendo os espécimes da base do forno apenas quando a temperatura atingiu 100 °C; Tholey et al. (2011), mantiveram o forno fechado até a Tg da cerâmica (600 °C) ser atingida e só depois disto os espécimes foram removidos do forno; e Belli et al. (2012), quando o ciclo de resfriamento se iniciava, abriam 10% a porta do forno e, quando a temperatura atingia 200 °C, ele era aberto completamente. No entanto, apesar de se falar bastante sobre a adoção de protocolos de resfriamento mais adequados, não existe um protocolo definido pela literatura, o que torna difícil escolher o protocolo mais adequado, comparar os resultados entre os estudos e analisar os efeitos deste fator no desenvolvimento do estresse residual e no surgimento das fraturas (Göstemeyer et al., 2010).

Outro fator importante a ser considerado durante o resfriamento e diretamente relacionado à espessura é a condutividade térmica das cerâmicas.

A passagem de calor através de um material depende da condutividade térmica (Swain, 2009), da diferença de temperatura existente entre o material e o ambiente (Piddock, 1989; Swain, 2009) e da espessura da amostra (Liu, 1997; Swain, 2009). Assim, quando a cerâmica está com uma temperatura elevada, por exemplo, logo após sair do forno de sinterização, e é exposta ao meio ambiente, onde a

temperatura é mais baixa, ocorre um deslocamento de calor através da cerâmica para equilibrar as temperaturas interna e externa (Swain, 2009).

Quando um material com baixa condutividade térmica como a zircônia parcialmente estabilizada por ítrio é utilizado como infraestrutura para uma coroa totalmente cerâmica, ocorre uma grande diferença de temperatura entre as camadas externa e interna destes materiais e elevados valores de estresses residuais podem surgir durante o resfriamento, principalmente quando este é rápido (Swain, 2009; Baldassarri et al., 2012). A zircônia precisa de um tempo maior para atingir uma temperatura de equilíbrio com o ambiente do que a cerâmica de cobertura sobreposta porque este material conduz calor mais lentamente e, portanto, o resfriamento é mais lento (Swain et al., 1986; Tan et al., 2012).

Quando materiais diferentes são unidos, o calor é transmitido mais rapidamente pelo material com maior condutividade térmica e uma temperatura maior é observada no material com menor condutividade térmica (Swain, 2009). Estas diferenças de condutividade térmica entre os materiais cerâmicos devem ser observadas, principalmente, durante o resfriamento de restaurações totalmente cerâmicas para evitar a formação de gradientes de temperatura não uniformes e elevados que levam ao desenvolvimento de estresses térmicos residuais e transitórios dentro da cerâmica de cobertura (Swain, 2009; Tholey et al., 2010).

No caso de sistemas bilayer zircônia/cerâmica de cobertura com pequena diferença no CET, Swain (2009) observou que, quando os materiais tinham a mesma espessura de 0,5 mm, a temperatura máxima era menor na interface adesiva do que na zircônia adjacente e o estresse residual era bem menor do que quando a cerâmica e a zircônia possuíam 3 e 1 mm de espessura, respectivamente.

Além disso, é importante lembrar que a transferência de calor pelas estruturas cerâmicas durante os ciclos de sinterização e de

resfriamento é exacerbada pela geometria das coroas e próteses fixas (Tan et al., 2012).