Simulações numéricas de comportamento mecânico de implantes dentários cerâmicos à base de Y-TZP e Ce-TZP/Al₂O₃

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorSantos , Claudinei dos-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/1355748902111663-
Autor(es): dc.contributorMoreira, Luciano Pessanha-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/5673024226638200-
Autor(es): dc.contributorMagnago, Roberto de Oliveira-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/1905410995938951-
Autor(es): dc.contributorFreitas, Maria Carolina dos Santos-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/5037625890837841-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/6271285180492083-
Autor(es): dc.creatorWard, Pedro Araújo da Costa-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T18:42:08Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T18:42:08Z-
Data de envio: dc.date.issued2023-05-16-
Data de envio: dc.date.issued2023-05-16-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://app.uff.br/riuff/handle/1/28834-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/775784-
Descrição: dc.descriptionEste estudo baseia-se na simulação numérica da resposta mecânica de implantes dentários de cerâmica de zircônia estabilizada com ítrio (3Y-TZP) e de compósitos cerâmicos à base de zircônia estabilizada com Cério e reforçada com alumina ZrO₂ (CeO₂)-Al₂O₃ em função de sua geometria intrínseca e de diferentes cargas mastigatórias. Amostras cerâmicas foram compactadas, sinterizadas a 1500 °C -2h e caracterizadas por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura e densidade relativa. A resistência à flexão foi obtida usando o teste de pistão em três esferas (P-3B). Desenhos autorais de implante dentários (incisal e molar) e, para fins de comparação, modelos CAD de implantes comerciais foram usados neste estudo como uma geometria inicial de implante aplicados em uma anatomia de mandíbula adulta típica. A partir das técnicas CAD e CAE, foram gerados modelos de elementos finitos para todas as geometrias de implantes. Os casos de carga mastigatória foram considerados com base em diferentes intensidades (100 a 500N) e ângulos de orientação (45° ou 90°) para reproduzir os esforços mastigatórios humanos. As previsões numéricas foram comparadas com simulações de elementos finitos de implantes de titânio considerados padrão¬ouro. As cerâmicas sinterizadas 3Y-TZP e Ce-TZP/Al2O₃ apresentaram alta densificação, dureza de 1325 HV e 1427 HV, além de tenacidade à fratura de 7,2 MPa.m½ e 11,3 MPa.m½ foram obtidas para cerâmicas 3Y-TZP e Ce-TZP/Al₂O3, respectivamente. A resistência à flexão média do 3Y-TZP e Ce-TZP/Al₂O₃ obtidas foram de 1192 MPa e 860,7 MPa respectivamente. Para ambas as geometrias de implantes dentários, independente do valor da carga mastigatória ou do ângulo de orientação, todas as previsões de elementos finitos são 50% inferiores aos valores estabelecidos pelo critério de falha de Mohr Coulomb, mesmo considerando o estudo de perda de propriedades ósseas até 80 anos de idade, permitindo viabilizar, preliminarmente, as cerâmicas propostas para aplicações de implantes dentários sem risco de fratura.-
Descrição: dc.descriptionConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico-
Descrição: dc.descriptionFundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro-
Descrição: dc.descriptionCentro Brasileiro de Pesquisas Físicas-
Descrição: dc.descriptionThis study is based on the numerical simulation of dental implants’ mechanical response made of yttrium-stabilized zirconia (3Y-TZP) and ceramic composites based on Zirconia ceria-stabilized reinforced with alumina ZrO₂ (CeO₂)-Al₂O₃ as a function of their intrinsic geometry and different masticatory loads. Ceramic samples were compacted, sintered at 1500 °C - 2h and characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy and relative density. The Flexural strength was obtained using the three-ball piston test (P-3B). Authorial dental implant drawings (incisal and molar), for comparison purposes, and CAD models of commercial implants were used in this study as an initial implant geometry applied to a typical adult mandible anatomy. Using CAD and CAE techniques, finite element models were generated for all implant geometries. Masticatory load cases were considered based on different intensities (100 to 500N) and orientation angles (45° or 90°) to reproduce human masticatory efforts. Numerical predictions were compared with finite element simulations considering titanium as gold¬standard implants. The 3Y-TZP and Ce-TZP/Al₂O₃ sintered ceramics showed high densification. Hardness of 1325 HV and 1427 HV, besides 7,2 MPa.m½ and 11,3MPa.m½ fracture toughness were obtained for 3Y-TZP and Ce-TZP/Al₂O₃ ceramics, respectively. The average flexural strength of 3Y-ZP and Ce-TZP/Al₂O₃ obtained were 1192 MPa and 860,7 MPa respectively. For both dental implant geometries, and independent of the value of the masticatory load or orientation angle, all finite element predictions are 50% lower than the corresponding limits of the Mohr Coulomb failure criteria, in spite of considering bone properties degradation until 80 years old, allowing preliminary feasibility of the proposed ceramics for dental implant applications without risk of fracture.-
Descrição: dc.description135 p.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsOpen Access-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectImplantes dentários-
Palavras-chave: dc.subjectCerâmica 3Y­-TZP-
Palavras-chave: dc.subjectCompósito Ce-­TZP/Al₂O₃-
Palavras-chave: dc.subjectResistência à flexão-
Palavras-chave: dc.subjectSimulação numérica-
Palavras-chave: dc.subjectMétodo dos elementos finitos-
Palavras-chave: dc.subjectCerâmica de zircônia-
Palavras-chave: dc.subjectCompósitos cerâmicos-
Palavras-chave: dc.subjectBiomaterial-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia Metalúrgica-
Palavras-chave: dc.subjectProdução intelectual-
Palavras-chave: dc.subjectDental implants-
Palavras-chave: dc.subject3Y-­TZP ceramic-
Palavras-chave: dc.subjectCe-­TZP/Al₂O₃ composite-
Palavras-chave: dc.subjectFlexural strength-
Palavras-chave: dc.subjectNumerical simulation-
Palavras-chave: dc.subjectFinite element method-
Título: dc.titleSimulações numéricas de comportamento mecânico de implantes dentários cerâmicos à base de Y-TZP e Ce-TZP/Al₂O₃-
Tipo de arquivo: dc.typeDissertação-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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