Effect of nanostructure incorporation on the mechanical properties of experimental dental ceramics: a systematic review and synthesis of dense bovine hydroxyapatite bioceramics with 3Y-TZP nanoparticles (2023)
- Authors:
- Autor USP: SILVA, LUCAS JOSÉ DE AZEVEDO - FOB
- Unidade: FOB
- Sigla do Departamento: BAP
- DOI: 10.11606/T.25.2023.tde-03052024-145229
- Subjects: HIDROXIAPATITA; FOSFATOS; ZIRCÔNIA; BIOMATERIAIS; NANOPARTÍCULAS
- Keywords: biomateriais; biomaterials; calcium phosphates; ceramic composites; compósitos cerâmicos; fosfatos de cálcio; hidroxiapatita; hydroxyapatite; nanoparticle; nanopartículas; zirconia; zircônia
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: O objetivo deste estudo foi investigar o papel das nanoestruturas nas propriedades mecânicas de materiais dentários cerâmicos e sintetizar metodologias de processamento de novas cerâmicas na Odontologia (artigo 1), e ainda, produzir e caracterizar compósito cerâmico de hidroxiapatita bovina (HA) com adição de 3Y-TZP sinterizado por diferentes curvas de queima (artigo 2). No artigo 1, foi realizada revisão sistemática da literatura orientada pelo PRISMA 2020 e registrada no PROSPERO (CRD42020201110). Os critérios de seleção incluíram estudos in vitro publicados em periódicos revisados por pares, que abordassem resultados de cerâmicas experimentais modificadas por nanomateriais para aplicação odontológica. O critério de seleção dos artigos incluiu estudos in vitro que avaliassem a performance mecânica de cerâmicas experimentais modificadas por nanoestruturas para uso na odontologia. Vinte e dois artigos foram selecionados para análise da revisão sistemática. A maioria dos artigos estudou matrizes de zircônia, vitrocerâmica e hidroxiapatita reforçadas principalmente com óxidos metálicos com vários formatos de partículas. As nanoestruturas mais utilizadas e que foram associadas às melhores propriedades mecânicas para os materiais estudados foram ZrO2 e Al2O3. No artigo 2, foi realizada a produção experimental de cerâmica, sendo a HA extraída de ossos bovinos por processo termoquímico, seguida de nanoparticulação por moinhos. Discos de HA pura e com adição de 1, 5 e 10wt% de 3Y-TZP, foram submetidos à prensagem uniaxial e isostática. Análise dilatométrica preliminar foi realizada à temperatura máxima de 1300ºC. Três curvas de sinterização foram idealizadas para a sinterização dos grupos: convencional a 1300ºC; 2 etapas a 1292ºC; 2 etapas a 1420ºC. As amostras foram analisadas por difração de raios-X (DRX), resistência à flexão biaxial (RFB), microdureza Vickers (MV) e microscopia eletrônicade varredura (MEV). A dilatometria sinalizou que a curva convencional de sinterização não seria suficiente para sinterizar os grupos adicionados de 3Y-TZP. O DRX demonstrou os picos cristalográficos característicos da HA nos grupos puros e com 3Y-TZP a 1%, e decomposição da HA em -TCP e formação de zirconato de cálcio nos grupos com 5 e 10% de 3Y-TZP. As curvas de sinterização que otimizaram os valores de RFB e MV, respectivamente, de cada grupo foram: curva convencional para o grupo de HA pura (131,3 ± 13,5 MPa; 401 ± 12,7 GPa) e para o grupo HA+1%3Y-TZP (145 ± 8,6 MPa; 507 ± 47,9 GPa); curva de 2 passos a 1420ºC para HA+5%3Y-TZP (68,1 ± 14,2 MPa; 183 ± 9,8 GPa) e para HA+10%3Y-TZP (55,6 ± 5,1 MPa; 96,1 ± 7,64 GPa). O equilíbrio entre a metodologia de processamento, processo de sinterização e adição de nanoestruturas resulta em características microestruturais que potencializam as propriedades mecânicas aos materiais. A adição de 1% em peso de 3Y-TZP na curva de sinterização 2 passos a 1420ºC melhoraram as propriedades mecânicas e microestruturais da biocerâmica de HA, com a manutenção de suas características cristalinas
- Imprenta:
- Data da defesa: 04.12.2023
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
- Acessar versão aberta:
-
ABNT
SILVA, Lucas José de Azevedo. Effect of nanostructure incorporation on the mechanical properties of experimental dental ceramics: a systematic review and synthesis of dense bovine hydroxyapatite bioceramics with 3Y-TZP nanoparticles. 2023. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Bauru, 2023. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/25/25146/tde-03052024-145229/. Acesso em: 31 mar. 2026. -
APA
Silva, L. J. de A. (2023). Effect of nanostructure incorporation on the mechanical properties of experimental dental ceramics: a systematic review and synthesis of dense bovine hydroxyapatite bioceramics with 3Y-TZP nanoparticles (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Bauru. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/25/25146/tde-03052024-145229/ -
NLM
Silva LJ de A. Effect of nanostructure incorporation on the mechanical properties of experimental dental ceramics: a systematic review and synthesis of dense bovine hydroxyapatite bioceramics with 3Y-TZP nanoparticles [Internet]. 2023 ;[citado 2026 mar. 31 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/25/25146/tde-03052024-145229/ -
Vancouver
Silva LJ de A. Effect of nanostructure incorporation on the mechanical properties of experimental dental ceramics: a systematic review and synthesis of dense bovine hydroxyapatite bioceramics with 3Y-TZP nanoparticles [Internet]. 2023 ;[citado 2026 mar. 31 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/25/25146/tde-03052024-145229/ - Synthesis, characterization and mechanic evaluation of dense bovine hydroxyapatite ceramics with TiO2 nanoparticles
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