Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Biomateriais, Reabilitação e Biomecânica)O principal objectivo deste trabalho foi estudar o efeito da fadiga térmica e mecânica no
tempo de vida de uma restauração dentária metalo-cerâmica, nomeadamente na resistência da
ligação entre os dois materiais. Para garantir que a restauração dentária responda
correctamente às solicitações no ambiente bucal e a longevidade da mesma seja garantida, uma
das características mais importantes é a boa adesão entre o metal e cerâmico. Com este
propósito foram realizados ensaios de fadiga em espécimes metalocerâmicos, recorrendo à liga
de CoCrMo e Cerâmica opaca sob duas configurações. A primeira, convencional, na qual a
porcelana fundida é colocada sob o metal (PFM) e se recorre apenas à temperatura para
permitir a união entre os dois materiais. Na segunda configuração, Interlayer-HP, introduziu-se
uma camada compósita (50metal-50cerâmica, %volume) entre os dois materiais, para que
ocorra uma transição suave nas propriedades dos mesmos. Estes foram fabricados pela técnica
de Hot Pressing (HP) na qual se alia a pressão à temperatura.
Os espécimes foram sujeitos a ciclos térmicos (3000, 6000 e 12000 ciclos; entre 5-
60ºC, com um tempo de imersão de 30s), seguidos de ciclos mecânicos (25000, 50000,
100000 ciclos, sob uma carga de 50N; 1,6Hz). O ensaio de resistência ao corte foi realizado
num equipamento universal (velocidade de 0,5 mm/min), recorrendo a um dispositivo
concebido para concentrar a tensão na interface metal-cerâmico durante o teste. A carga foi
aplicada até ocorrer a fractura. Todos os espécimes foram examinados por SEM/EDS e os
resultados analisados por two-way ANOVA e pelo teste de Tukey (p<0,05).
No caso dos provetes obtidos por PFM, ao fim de 12000 ciclos térmicos seguidos de
100000 ciclos mecânicos, estes apresentam uma resistência à tensão de corte da ordem
63,10±28.00MPa, enquanto os espécimes Interlayer-HP, apresentam um valor de
227.19±13.33MPa, ao fim desses mesmos testes de fadiga. Concluiu-se assim que, a
introdução de uma camada compósita com um rácio 50/50 (% em volume) dos dois materiais a
ligar e uma técnica que alie a pressão à temperatura, permitem que os espécimes possuam
uma resistência ao corte significativamente (p <0.05) superior, cerca de 260%, após fadiga.The principal purpose of this work was study the effect of thermal and mechanical fatigue
in the time life of metal-ceramic dental restoration, namely in the adhesion of the two materials.
In order to guarantee the longevity of dental restoration and the solicitations of the oral
environment, the restoration needs excellent bond strength between the metal and ceramic. For
this study, the specimens were manufactured under two different configurations of CoCrMo and
Opaque Porcelain namely conventional way, porcelain fused to metal (PFM) where the
temperature is the only agent of bonding between the two materials. The other route, Interlayer-
HP, specimens were hot pressed and prepared with a composite interlayer (50metal-50ceramic;
%Vol.) at the metal-ceramic interface.
The specimens were manufactured and standardized in cylindrical format and then
submitted to thermal (3000, 6000 and 12000 cycles; between 5ºC and 60ºC; dwell time: 30s)
and mechanical (25000, 50000 and 100000 cycles under a load of 50N; 1.6Hz) cycling. The
shear bond strength was performed in a universal testing machine (crosshead speed: 0.5
mm/min), using a special device to concentrate the tension at the metal-ceramic interface and
the load was applied until the fracture. Interfaces of fractured as well as undestroyed specimens
were examined with SEM/EDS. The results were analyzes by ANOVA (two-way) and Tukey test
(p<0.05).
In the case of PFM specimens at the end of 12000 thermal and 100000 mechanical
cycles, the bond strength was in the order of 63.10±28.00MPa, meanwhile in Interlayer-HP
specimens after the same fatigue conditions the bond strength was 227.19±13.33MPa.
After this work it was conclude that the introduction of a composite Interlayer, with the
same among of the two materials to bond, and the technique that ally the pressure to
temperature, increase significantly (p<0.05) the bond strength of the specimens. After fatigue
test the bond strength in Interlayer-HP specimens was 260% higher than in PFM specimens.
Such results confirm Interlayer-HP restorations as an alternative to conventional PFM ones, in the
manufacture of stronger and durable dental restorations
