Cerâmica colorida para uso ortodôntico : desenvolvimento e caracterização

Este estudo buscou desenvolver métodos de produção de pós e peças cerâmicas a base de alumina, nas cores rosa e azul, como primeiro passo para o desenvolvimento de bráquetes cerâmicos coloridos, tendo em vista uma demanda crescente por acessórios ortodônticos diferenciados, que possam estimular e facilitar a adesão ao tratamento, especialmente dos pacientes jovens. Inicialmente foram desenvolvidos os pós cerâmicos obtidos a partir da mistura de soluções de nitrato de alumínio, uréia, e nitrato de cromo, para produção do pó na cor rosa e de nitrato de alumínio, uréia e nitrato de cobalto, para produção do pó na cor azul. Seguiu-se o processo de solubilização dos pós com posterior aquecimento resultando em pós cerâmicos, a base de alumina, nas cores, rosa e azul, homogêneas. Diferentes proporções de feldspato (10%, 15%, 20%) foram adicionadas ao pó colorido, no intuito de melhorar a densificação do material final com menor tempo e temperatura de sinterização. Tanto os pós quanto as peças foram avaliadas por meio de um colorímetro, pelo método CIELab, para caracterização da cor. Os valores de porosidade aparente foram utilizados como parâmetro para avaliação da densificação das peças cerâmicas, nas cores e concentrações estudadas Para os grupos de cor rosa, as combinações de temperatura de sinterização a 1550ºC e tempos de 6h e 10h, produziram peças com porosidade inferior a 15%. Já para os grupos de cor azul, foram as combinações de 1450ºC, por 10h e 6h, que conseguiram produzir peças com porosidade inferior a 15%, sem deformação. Os resultados da quantificação colorimétrica confirmaram a pigmentação dos pós e das peças nas cores rosa e azul, dentro do espectro de cor desejado. A comparação colorimétrica entre antes e após o processo de sinterização mostrou níveis diferentes de L* (luminosidade) devido ao processo de sinterização que leva a uma maior densificação da peça, alterando a dispersão de luz pelas partículas. Os resultados mostraram que os objetivos desta dissertação, de desenvolver pós cerâmicos nas cores rosa e azul e peças cerâmicas coloridas com baixa porosidade e estabilidade de cor, foram alcançados, apresentando-se promissores para dar seguimento ao objetivo de produção de bráquetes cerâmicos coloridos.The aim of this study was to develop a method to produce pink and blue alumina-based ceramic powders and sintered bodies as the first step in the development of colored ceramic brackets as an alternative to the ever growing market of differentiate orthodontic products that may stimulate and facilitate the adherence of patients to the treatment, especially the young ones. The colored ceramic powder was obtained from a mixture of aluminum nitrate, urea, chromium nitrate and cobalt nitrate solutions to achieve the desired color. The solubilization process was followed by heating and resulted into pink and blue alumina-based ceramic powders. Different proportions of feldspar (10%, 15%, 20%) were added to the colored ceramic powders in order to improve the final densification of the material in less time and lower sintering temperature. The CIELab colorimetric system was used to characterize the color of the powders and specimens. Apparent porosity values were used as a parameter to evaluate the densification of ceramic sintered bodies The temperature/time combination of 1550ºC for 10h and 6h was able to sinter specimens with porosity less than 15% for pink groups. The temperature/time combination of 1450ºC for 10h or 6h was able to sinter blue specimens with porosity less the 15% for all groups without deformation. The colorimetric analysis revealed that the pigmentation of the sintered bodies and powders was in accordance to the expected color spectrum. Different levels of L* (luminosity) were found before and after the sintering process, which indicate a higher densification of the specimens leading to an altered light dispersion trough the particles. This study showed that the method employed was able to produce colored ceramic powders and ceramic specimens with proper density and color stability. The present method showed potential to be further used in the production of colored ceramic brackets

Development and characterization of colored alumina-based ceramic associated with feldspar for orthodontic use

Esta tese teve como objetivo desenvolver e caracterizar peças cerâmicas obtidas a partir de pós de alumina nas cores rosa e azul, produzidos por processo experimental. O desenvolvimento deste novo processo de produção gerou a necessidade de proteção realizada por meio de pedido de depósito de patente. Os pós produzidos foram caracterizados quanto à distribuição granulométrica e conformados por prensagem uniaxial em discos com 12 (±0,2)mm de diâmetro e 1,2 (±0,2)mm de espessura e os protocolos de sinterização foram definidos em função da cor e da concentração do aditivo utilizado. O feldspato foi escolhido como aditivo de sinterização para que a mesma ocorresse via fase líquida. Ele foi adicionado nas concentrações de 10, 15 e 20% tanto para os grupos de cor rosa (grupos R10, R15 e R20) quanto para os de cor azul (grupos A10, A15 e A20). Após a sinterização as peças foram analisadas quanto ao módulo de elasticidade, microdureza Vickers, rugosidade de superfície e tenacidade à fratura. O módulo de elasticidade variou de 183,2 a 157 GPa, nos grupos de cor rosa, e nos grupos de cor azul os valores variaram de 101,1 a 176,6 GPa. A rugosidade apresentou valores entre 0, 43 e 0,72 μm para os grupos de cor rosa e 0,39 e 0,6 μm para os grupos de cor azul. A dureza Vickers variou de 418,7 a 623,1 para a cor rosa e de 366,9 a 632 para cor azul. A tenacidade média para os grupos de cor rosa variou de 0,72 a 1,97 MPa.m1/2 e de 0,82 a 1,9 MPa.m1/2 para os grupos de cor azul. O grupo R10 apresentou valores médios de rugosidade significativamente maiores tanto em relação ao grupo R20 quanto ao grupo A10. As demais concentrações não apresentaram diferença significativa em relação às cores. A média dos valores de dureza do grupo A10 foi significativamente maior em relação às demais concentrações na mesma cor, no entanto não houve diferença quando comparado ao grupo R10. Os valores médios do módulo de elasticidade foram significativamente maiores nos grupos de cor rosa em relação aos grupos de cor azul para as mesmas concentrações com exceção do grupo R20 que apresentou valores menores, porém sem significância estatística. A tenacidade à fratura apresentou diferença estatística significativa apenas na comparação entre os grupos R10 e R20. Os valores de tenacidade mais próximos ao relatado pela literatura foram apresentados pelos grupos R20 e A20, porém há diferenças nos métodos de análise da tenacidade entre os estudos. As peças de cor azul com 10% de feldspato apresentaram os resultados mais favoráveis tanto em comparação com as diferentes concentrações na mesma cor quanto entre as diferentes cores.The aim of this thesis was to develop and characterize ceramic pieces obtained from alumina powders in pink and blue colors produced by experimental procedure. The development of this new production process led to the need for protection of the knowledge generated thus an application for patent was done. The powders produced were characterized for particle size distribution and uniaxial pressed into discs with 12 (± 0.2) mm in diameter and 1.2 (± 0.2) mm thick. The sintering protocols were defined according to the color and concentration of the additive used. For sintering to happen into liquid fase the feldspar was chosen as a sintering additive. It was added at concentrations of 10, 15 and 20% for both pink (R10, R15 e R20) and blue (A10, A15 e A20) groups. After the sintering process an analysis of the elastic modulus, the Vickers hardness, surface roughness and fracture toughness of the samples were performed. The elastic modulus values ranged from 183.2 to 157 GPa in pink groups and 101.1 to 176.6 GPa in blue groups. The roughness mean varied between 0,43 and 0,72 μm in pink groups and between 0.39 and 0.6 μm in blue groups. The Vickers hardness number ranged from 418.7 to 623.1 in pink groups and from 366,9 a 632 in blue groups. The fracture toughness mean to pink groups ranged from 0.72 a 1.97 MPa.m1/2 and from 0.82 a 1.9 MPa.m1/2 to blue groups. The R10 group had significantly higher roughness mean values when compared to the groups R20 and A10. No significant difference was found on the others groups. The hardness average values of the A10 group were significantly higher when compared to other concentrations on the same color, however there was no difference when compared to the R10 group. The average values of the elastic modulus were significantly higher in pink groups when compared to blue groups for the same concentrations except the R20 group that showed lower values, but without statistical significance. The fracture toughness results showed a statistically significant difference when R10 and R20 groups were compared. The toughness values closer to those reported in the literature were presented by R20 and A20 groups, but there are differences in the methods of analysis of toughness between studies. The blue pieces with 10% of feldspar showed the most favorable results compared both between different concentrations of the same color as between different colors at the same concentration

Cerâmica colorida para uso ortodôntico : desenvolvimento e caracterização

Este estudo buscou desenvolver métodos de produção de pós e peças cerâmicas a base de alumina, nas cores rosa e azul, como primeiro passo para o desenvolvimento de bráquetes cerâmicos coloridos, tendo em vista uma demanda crescente por acessórios ortodônticos diferenciados, que possam estimular e facilitar a adesão ao tratamento, especialmente dos pacientes jovens. Inicialmente foram desenvolvidos os pós cerâmicos obtidos a partir da mistura de soluções de nitrato de alumínio, uréia, e nitrato de cromo, para produção do pó na cor rosa e de nitrato de alumínio, uréia e nitrato de cobalto, para produção do pó na cor azul. Seguiu-se o processo de solubilização dos pós com posterior aquecimento resultando em pós cerâmicos, a base de alumina, nas cores, rosa e azul, homogêneas. Diferentes proporções de feldspato (10%, 15%, 20%) foram adicionadas ao pó colorido, no intuito de melhorar a densificação do material final com menor tempo e temperatura de sinterização. Tanto os pós quanto as peças foram avaliadas por meio de um colorímetro, pelo método CIELab, para caracterização da cor. Os valores de porosidade aparente foram utilizados como parâmetro para avaliação da densificação das peças cerâmicas, nas cores e concentrações estudadas Para os grupos de cor rosa, as combinações de temperatura de sinterização a 1550ºC e tempos de 6h e 10h, produziram peças com porosidade inferior a 15%. Já para os grupos de cor azul, foram as combinações de 1450ºC, por 10h e 6h, que conseguiram produzir peças com porosidade inferior a 15%, sem deformação. Os resultados da quantificação colorimétrica confirmaram a pigmentação dos pós e das peças nas cores rosa e azul, dentro do espectro de cor desejado. A comparação colorimétrica entre antes e após o processo de sinterização mostrou níveis diferentes de L* (luminosidade) devido ao processo de sinterização que leva a uma maior densificação da peça, alterando a dispersão de luz pelas partículas. Os resultados mostraram que os objetivos desta dissertação, de desenvolver pós cerâmicos nas cores rosa e azul e peças cerâmicas coloridas com baixa porosidade e estabilidade de cor, foram alcançados, apresentando-se promissores para dar seguimento ao objetivo de produção de bráquetes cerâmicos coloridos.The aim of this study was to develop a method to produce pink and blue alumina-based ceramic powders and sintered bodies as the first step in the development of colored ceramic brackets as an alternative to the ever growing market of differentiate orthodontic products that may stimulate and facilitate the adherence of patients to the treatment, especially the young ones. The colored ceramic powder was obtained from a mixture of aluminum nitrate, urea, chromium nitrate and cobalt nitrate solutions to achieve the desired color. The solubilization process was followed by heating and resulted into pink and blue alumina-based ceramic powders. Different proportions of feldspar (10%, 15%, 20%) were added to the colored ceramic powders in order to improve the final densification of the material in less time and lower sintering temperature. The CIELab colorimetric system was used to characterize the color of the powders and specimens. Apparent porosity values were used as a parameter to evaluate the densification of ceramic sintered bodies The temperature/time combination of 1550ºC for 10h and 6h was able to sinter specimens with porosity less than 15% for pink groups. The temperature/time combination of 1450ºC for 10h or 6h was able to sinter blue specimens with porosity less the 15% for all groups without deformation. The colorimetric analysis revealed that the pigmentation of the sintered bodies and powders was in accordance to the expected color spectrum. Different levels of L* (luminosity) were found before and after the sintering process, which indicate a higher densification of the specimens leading to an altered light dispersion trough the particles. This study showed that the method employed was able to produce colored ceramic powders and ceramic specimens with proper density and color stability. The present method showed potential to be further used in the production of colored ceramic brackets

Development and characterization of colored alumina-based ceramic associated with feldspar for orthodontic use

Esta tese teve como objetivo desenvolver e caracterizar peças cerâmicas obtidas a partir de pós de alumina nas cores rosa e azul, produzidos por processo experimental. O desenvolvimento deste novo processo de produção gerou a necessidade de proteção realizada por meio de pedido de depósito de patente. Os pós produzidos foram caracterizados quanto à distribuição granulométrica e conformados por prensagem uniaxial em discos com 12 (±0,2)mm de diâmetro e 1,2 (±0,2)mm de espessura e os protocolos de sinterização foram definidos em função da cor e da concentração do aditivo utilizado. O feldspato foi escolhido como aditivo de sinterização para que a mesma ocorresse via fase líquida. Ele foi adicionado nas concentrações de 10, 15 e 20% tanto para os grupos de cor rosa (grupos R10, R15 e R20) quanto para os de cor azul (grupos A10, A15 e A20). Após a sinterização as peças foram analisadas quanto ao módulo de elasticidade, microdureza Vickers, rugosidade de superfície e tenacidade à fratura. O módulo de elasticidade variou de 183,2 a 157 GPa, nos grupos de cor rosa, e nos grupos de cor azul os valores variaram de 101,1 a 176,6 GPa. A rugosidade apresentou valores entre 0, 43 e 0,72 μm para os grupos de cor rosa e 0,39 e 0,6 μm para os grupos de cor azul. A dureza Vickers variou de 418,7 a 623,1 para a cor rosa e de 366,9 a 632 para cor azul. A tenacidade média para os grupos de cor rosa variou de 0,72 a 1,97 MPa.m1/2 e de 0,82 a 1,9 MPa.m1/2 para os grupos de cor azul. O grupo R10 apresentou valores médios de rugosidade significativamente maiores tanto em relação ao grupo R20 quanto ao grupo A10. As demais concentrações não apresentaram diferença significativa em relação às cores. A média dos valores de dureza do grupo A10 foi significativamente maior em relação às demais concentrações na mesma cor, no entanto não houve diferença quando comparado ao grupo R10. Os valores médios do módulo de elasticidade foram significativamente maiores nos grupos de cor rosa em relação aos grupos de cor azul para as mesmas concentrações com exceção do grupo R20 que apresentou valores menores, porém sem significância estatística. A tenacidade à fratura apresentou diferença estatística significativa apenas na comparação entre os grupos R10 e R20. Os valores de tenacidade mais próximos ao relatado pela literatura foram apresentados pelos grupos R20 e A20, porém há diferenças nos métodos de análise da tenacidade entre os estudos. As peças de cor azul com 10% de feldspato apresentaram os resultados mais favoráveis tanto em comparação com as diferentes concentrações na mesma cor quanto entre as diferentes cores.The aim of this thesis was to develop and characterize ceramic pieces obtained from alumina powders in pink and blue colors produced by experimental procedure. The development of this new production process led to the need for protection of the knowledge generated thus an application for patent was done. The powders produced were characterized for particle size distribution and uniaxial pressed into discs with 12 (± 0.2) mm in diameter and 1.2 (± 0.2) mm thick. The sintering protocols were defined according to the color and concentration of the additive used. For sintering to happen into liquid fase the feldspar was chosen as a sintering additive. It was added at concentrations of 10, 15 and 20% for both pink (R10, R15 e R20) and blue (A10, A15 e A20) groups. After the sintering process an analysis of the elastic modulus, the Vickers hardness, surface roughness and fracture toughness of the samples were performed. The elastic modulus values ranged from 183.2 to 157 GPa in pink groups and 101.1 to 176.6 GPa in blue groups. The roughness mean varied between 0,43 and 0,72 μm in pink groups and between 0.39 and 0.6 μm in blue groups. The Vickers hardness number ranged from 418.7 to 623.1 in pink groups and from 366,9 a 632 in blue groups. The fracture toughness mean to pink groups ranged from 0.72 a 1.97 MPa.m1/2 and from 0.82 a 1.9 MPa.m1/2 to blue groups. The R10 group had significantly higher roughness mean values when compared to the groups R20 and A10. No significant difference was found on the others groups. The hardness average values of the A10 group were significantly higher when compared to other concentrations on the same color, however there was no difference when compared to the R10 group. The average values of the elastic modulus were significantly higher in pink groups when compared to blue groups for the same concentrations except the R20 group that showed lower values, but without statistical significance. The fracture toughness results showed a statistically significant difference when R10 and R20 groups were compared. The toughness values closer to those reported in the literature were presented by R20 and A20 groups, but there are differences in the methods of analysis of toughness between studies. The blue pieces with 10% of feldspar showed the most favorable results compared both between different concentrations of the same color as between different colors at the same concentration

Differences in skeletal, dental and tegumentary cephalometric measures of melanodermas and leucodermas : a literature review

Introdução: as principais análises cefalométricas utilizadas para o planejamento do tratamento ortodôntico são baseadas nas características da população de raça branca, no entanto as características morfológicas parecem diferir entre os diferentes grupos étnicos. Objetivos: avaliar se há diferenças nas medidas cefalométricas entre leucodermas e melanodermas e definir os valores de normalidade para os melanodermas. Metodologia: revisão de publicações científicas que apresentem as características esqueléticas, dentárias e tegumentares de indivíduos melanodermas e leucodermas até o presente momento através de descritores específicos. Resultados: os melanodermas apresentam medidas cefalométricas que indicam a maxila e mandíbula avançadas em relação à base do crânio, um plano mandibular mais inclinado, terço inferior da face aumentado, maior convexidade facial, incisivos superiores protruídos e levemente vestibularizado, incisivos inferiores acentuadamente protruídos e vestibularizados, lábios superior e inferior mais proeminentes, quando comparados aos leucodermas. Conclusão: existem diferenças entre as medidas cefalométricas de leucodermas e melanodermas e isso deve ser levado em consideração nos tratamentos ortodônticos no momento do planejamento e da análise dos resultados.Introduction: the main cephalometric analyzes used for orthodontic treatment planning are based on the characteristics of the white population, however the morphological characteristics seem to differ between the different ethnic groups. Objective: to evaluate if there are differences in cephalometric measures between leucodermas and melanoderms and define the normal values for melanodermas. Methodology: review of scientific publications that present the skeletal, dental and tegumentary characteristics of melanodermal and leukodermal individuals up to the present moment through specific descriptors. Results: melanoderms present cephalometric measures that indicate the maxilla and mandible advanced in relation to the base of the skull, a more inclined mandibular plane, inferior third of the face increased, greater facial convexity, protruded and slightly proinclined upper incisors, incisively protruding and proinclined lower incisors, upper and lower lips more prominent, when compared to leucodermas. Conclusion: there are differences between cephalometric measures of leucodermas and melanodermas and this should be taken into account in orthodontic treatments at the time of planning and analysis of the results

Comparative study of sagittal cephalometric measurements using digital lateral cephalometric radiography and cone beam computed tomography

Introdução: A proposta deste estudo foi comparar medidas cefalométricas, lineares e angulares, obtidas de cefalogramas sobre telerradiografias de perfil digitais e reconstruções tomográficas, no plano médio sagital, a partir da tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC). Metodologia: Foram selecionadas 108 documentações iniciais de pacientes ortodônticos que continham telerradiografia de perfil digital e TCFC. Para reconstrução tomográfica a largura da base do osso nasal foi adotada como padrão para definição da espessura a ser utilizada. O examinador determinou 17 pontos anatômicos no plano médio sagital para a obtenção de 16 medidas cefalométricas utilizando o Dolphin Imaging Cephalometric and Tracing Software sobre os dois exames analisados. Resultados: A análise de reprodutividade do examinador foi feita através do coeficiente de correlação intraclasse (ICC) e constatouse excelente reprodutibilidade (ICC > 0,75) para todas as medidas cefalométricas utilizadas. A média das medidas cefalométricas no plano médio sagital, dos dois tipos de exames, foram submetidas ao teste t pareado e ao teste de Wilcoxon quando não foi obtida normalidade dos dados. Do total de medidas analisadas 9 (nove) foram diferentes estatisticamente, entre os dois grupos: SNA, SNB, SND, 1.NA, S-L, N-Me e SN apresentaram valores de p 0.75) for all cephalometric measurements used. The average of cephalometric measurements in the sagittal plane of the two types of exams were submitted to paired t test and Wilcoxon test when the data were not normally distributed. Nine measures of the total analyzed, were statistically different between the two groups: SNA, SNB, SND, 1.NA, SL, N-Me and SN presented p values <0.01 as Pog-NB and S- Li presented p <0.05. Conclusions: The study showed that there were significant differences between cephalometric measurements in the sagittal plane obtained from the digital radiography and computed tomography cone beam when used the base of the nasal bone as thickness reference for tomographic reconstruction