Publicação
Development of hybrid titanium-zirconia based materials by pressure-assisted sintering for dental implants
| Resumo: | O desenvolvimento de novas soluções na área dos implantes dentários que visem colmatar os problemas das soluções existentes no mercado é um atual desafio, sob o ponto de vista científico e da saúde. Neste contexto, esta tese foca-se no desenvolvimento, produção e caracterização de materiais híbridos com base em titânio-zircónia produzidos por um processo de sinterização assistida por pressão (prensagem a quente) com o objetivo de criar um novo implante dentário (produto). Este implante híbrido é constituído por uma parte interna de titânio que confere resistência mecânica e uma parte externa de zircónia que evita a libertação de iões metálicos para os tecidos envolventes e, simultaneamente, confere características estéticas semelhantes ao dente natural. A técnica de prensagem a quente revelou ser uma técnica eficaz na obtenção de amostras de zircónia e híbridas titânio-zircónia, com boa densificação através da seleção de pressão e temperatura de sinterização adequadas. A pressão de sinterização mostrou ter um papel importante nas propriedades e comportamento ao desgaste da zircónia, bem como na reação da interface entre o titânio e a zircónia, nos materiais híbridos. Além disso, verificou-se uma alteração de cor da zircónia como resultado da reação da interface, que é potenciada pelo aumento da pressão de sinterização. Demonstrou-se que a camada de óxido produzida na superfície do titânio via anodização permitiu controlar a difusão entre o titânio e a zircónia e, assim, evitar a alteração da cor da zircónia. Os testes preliminares de compressão e torsão realizados nos materiais híbridos produzidos revelaram que estes materiais apresentam boa resistência mecânica. Com base nestes resultados foi apresentado o primeiro protótipo do novo implante dentário. A produção de uma superfície híbrida de titânio-zircónia por tecnologia laser e sinterização assistida por pressão levou a uma redução significativa da taxa de desgaste do titânio. No final, foram produzidas estratégias antibacterianas via produção de microrasgos e funcionalização da superfície, através da tecnologia laser, para evitar a entrada de bactérias e sua adesão. Parte do trabalho desenvolvido nesta tese deu origem à patente com a referência (PCT/IB2018/058404_DENTAL IMPLANT WITH FUNCTIONAL GRADIENT AND RESPECTIVE PROCESS FOR THEIR MANUFACTURING). |
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| Autores principais: | Madeira, Sara Cristina Soares |
| Assunto: | implantes dentários materiais híbridos sinterização assistida por pressão titânio zircónia dental implant hybrid materials hot pressing titanium and zirconia |
| Ano: | 2019 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso restrito |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | O desenvolvimento de novas soluções na área dos implantes dentários que visem colmatar os problemas das soluções existentes no mercado é um atual desafio, sob o ponto de vista científico e da saúde. Neste contexto, esta tese foca-se no desenvolvimento, produção e caracterização de materiais híbridos com base em titânio-zircónia produzidos por um processo de sinterização assistida por pressão (prensagem a quente) com o objetivo de criar um novo implante dentário (produto). Este implante híbrido é constituído por uma parte interna de titânio que confere resistência mecânica e uma parte externa de zircónia que evita a libertação de iões metálicos para os tecidos envolventes e, simultaneamente, confere características estéticas semelhantes ao dente natural. A técnica de prensagem a quente revelou ser uma técnica eficaz na obtenção de amostras de zircónia e híbridas titânio-zircónia, com boa densificação através da seleção de pressão e temperatura de sinterização adequadas. A pressão de sinterização mostrou ter um papel importante nas propriedades e comportamento ao desgaste da zircónia, bem como na reação da interface entre o titânio e a zircónia, nos materiais híbridos. Além disso, verificou-se uma alteração de cor da zircónia como resultado da reação da interface, que é potenciada pelo aumento da pressão de sinterização. Demonstrou-se que a camada de óxido produzida na superfície do titânio via anodização permitiu controlar a difusão entre o titânio e a zircónia e, assim, evitar a alteração da cor da zircónia. Os testes preliminares de compressão e torsão realizados nos materiais híbridos produzidos revelaram que estes materiais apresentam boa resistência mecânica. Com base nestes resultados foi apresentado o primeiro protótipo do novo implante dentário. A produção de uma superfície híbrida de titânio-zircónia por tecnologia laser e sinterização assistida por pressão levou a uma redução significativa da taxa de desgaste do titânio. No final, foram produzidas estratégias antibacterianas via produção de microrasgos e funcionalização da superfície, através da tecnologia laser, para evitar a entrada de bactérias e sua adesão. Parte do trabalho desenvolvido nesta tese deu origem à patente com a referência (PCT/IB2018/058404_DENTAL IMPLANT WITH FUNCTIONAL GRADIENT AND RESPECTIVE PROCESS FOR THEIR MANUFACTURING). |
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