The Effect of Aging on Biaxial Flexural Strength of Lithium Disilicate and Strength Gradient Zirconia

No mundo da odontologia moderna, os materiais usados para substituir dentes perdidos ou danificados evoluíram de simples obturações para cerâmicas sofisticadas que imitam o aspecto e a sensação do esmalte natural. Entre estes, dois tipos de cerâmica se destacam pelo seu equilíbrio entre beleza e durabilidade: o dissilicato de lítio, um material à base de vidro conhecido pelo seu aspecto realista, e a zircônia, uma cerâmica cristalina resistente que oferece uma força excepcional. Para que uma restauração dentária tenha sucesso, ela deve suportar as forças implacáveis da mastigação e as constantes variações de temperatura causadas pelo café quente e pelo sorvete gelado. Com o tempo, esses estresses repetidos podem causar a formação de microfissuras, potencialmente levando à quebra do material. Cientistas e clínicos precisam saber se esses materiais podem sobreviver a anos de tal desgaste sem perder sua integridade estrutural, ou se o ciclo diário de quente e frio, combinado com a pressão da mordida, acabará por enfraquecê-los.

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Jordânia propôs-se a responder a esta questão submetendo dois tipos específicos de cerâmicas dentárias ao teste. Eles focaram em um produto popular de dissilicato de lítio e em um material de zircônia de gradiente de resistência mais recente, que é projetado para variar em composição do interior para o exterior para equilibrar resistência e estética. Para simular as condições severas de uma boca humana, os pesquisadores criaram quarenta pequenos discos planos destes materiais, cada um com dois milímetros de espessura e dez milímetros de largura. Eles dividiram estes discos em quatro grupos para ver como os materiais se comportariam sob diferentes condições. Dois grupos serviram como controle, representando os materiais em seu estado fresco. Os outros dois grupos foram submetidos a um rigoroso processo de envelhecimento artificial projetado para simular cinco anos de uso clínico. Este processo envolveu dois desafios distintos: primeiro, os discos foram repetidamente mergulhados em água quente a 55 graus Celsius e depois em água fria a 5 graus Celsius durante 6.000 ciclos, simulando o choque térmico de comer e beber. Imediatamente após isso, os discos envelhecidos foram submetcidos a mais de um milhão de ciclos de pressão mecânica, onde uma força de 50 Newtons era aplicada a eles 1,5 vez a cada segundo, replicando a ação repetitiva de mastigar.

Assim que a simulação de envelhecimento foi concluída, os pesquisadores testaram a resistência de cada um dos discos. Eles colocaram cada um em uma máquina de teste e aplicaram uma força constante e crescente no centro até que o disco se estilhaçasse. Este método permitiu-lhes medir a quantidade exata de pressão que o material poderia suportar antes de falhar. Os resultados revelaram uma diferença clara e significativa entre os dois materiais. Os discos de zircônia provaram ser muito mais fortes, com um ponto de quebra médio de aproximadamente 1.185 megapascais, comparados aos discos de dissilicato de lítio, que quebraram com uma média de cerca de 473 megapascais. Isso confirmou que o material de zircônia possui uma capacidade muito maior de resistir à quebra sob estresse. No entanto, a descoberta mais surpreendente diz respeito ao próprio processo de envelhecimento. Apesar do intenso ciclo térmico e de mais de um milhão de simulações de mastigação, a resistência de nenhum dos materiais mudou de forma estatisticamente significativa. A zircônia que havia sido envelhecida manteve a mesma resistência que a zircônia fresca, e o mesmo ocorreu com o dissilicato de lítio.

O estudo também analisou mais profundamente a confiabilidade dos materiais, examinando o quão consistente era a sua resistência entre as diferentes amostras. Embora a zircônia fosse mais forte no geral, sua resistência variava mais de um disco para outro, enquanto o dissilicato de lítio mostrou um desempenho mais uniforme em todo o conjunto, embora fosse mais fraco. Isso sugere que, embora a zircônia possa suportar cargas mais pesadas, seu ponto de falha é ligeiramente menos previsível do que o da cerâmica à base de vidro. Em última análise, a pesquisa indica que, para estes materiais específicos, a combinação de choque térmico e forças de mastigação repetitivas, mesmo quando aceleradas para simular cinco anos de uso, não degrada sua capacidade de resistir à quebra. As descobertas sugerem que ambos os materiais mantêm sua integridade mecânica sob estas condições, oferecendo tranquilidade de que são robustos o suficiente para o uso prolongado na boca, desde que sejam selecionados para as situações clínicas adequadas com base em suas diferenças inerentes de resistência.