Con el desarrollo continuo de la tecnología moderna de restauración dental, el óxido de circonio se ha convertido gradualmente en una opción importante para los materiales de restauración dental debido a sus excelentes propiedades mecánicas y biocompatibilidad superior.
Como material cerámico de alto rendimiento, el óxido de zirconio no solo ofrece un excelente rendimiento, sino que también satisface las necesidades estéticas de los pacientes. Al evaluar el rendimiento de los materiales de óxido de zirconio, la tenacidad a la fractura es un indicador importante que afecta directamente la vida útil clínica y la fiabilidad de la restauración.
¿Qué es la tenacidad a la fractura?
La tenacidad a la fractura se define como la capacidad de un material para resistir la fractura en presencia de una grieta, generalmente en unidades de MPa·m1/2.
Este indicador cuantifica la capacidad de un material para evitar que las grietas continúen expandiéndose al ser sometido a tensión. En el caso de los materiales de restauración dental, una mayor tenacidad a la fractura se traduce en una mayor vida útil. En la práctica, la tenacidad a la fractura afecta directamente la fiabilidad y durabilidad del material, y las propiedades, la microestructura, el proceso de preparación y el tratamiento superficial del material son factores importantes que influyen en la tenacidad a la fractura.
Tenacidad a la fractura de la zirconia
El óxido de zirconio posee un mecanismo único de endurecimiento por transformación de fase, clave para una excelente tenacidad a la fractura. Cuando el material se ve afectado por tensión, la transformación de la fase tetragonal a la fase monoclínica provoca una expansión de volumen y genera un campo de tensión de compresión en la punta de la grieta, lo que puede inhibir eficazmente su propagación. Esta transformación de fase inducida por la tensión es la razón principal por la que la zirconia posee una alta tenacidad a la fractura.
La microestructura tiene una influencia decisiva en la tenacidad a la fractura. El tamaño, la distribución y la orientación de los granos del material afectarán el efecto de endurecimiento por transformación de fase. Un tamaño de grano menor contribuye a mejorar la estabilidad del material, pero uno demasiado pequeño reducirá dicho efecto. Por lo tanto, la optimización del tamaño de grano es fundamental para mejorar la tenacidad a la fractura.
Comparación de la tenacidad a la fractura de diferentes tipos de zirconia
Los diferentes tipos de zirconio presentan distinta tenacidad a la fractura. El zirconio 3Y-TZP tradicional presenta una tenacidad a la fractura superior, de aproximadamente 6,9 MPa·m², debido a su mayor contenido de fase tetragonal, lo que le confiere un excelente rendimiento clínico y una transparencia relativamente alta.
Las últimas investigaciones demuestran que añadir fase cúbica aumenta la transparencia de la zirconia, pero disminuye su tenacidad a la fractura. La tenacidad a la fractura de algunas zirconias altamente transparentes puede ser tan baja como 5,0 MPa·m², y el nuevo material de zirconia multicapa presenta un diseño de estructura de gradiente razonable, manteniendo al mismo tiempo una tenacidad a la fractura suficiente y logrando buenos efectos estéticos.
Efecto del tratamiento superficial en la tenacidad a la fractura
Los procesos de tratamiento superficial tienen un efecto complejo en la tenacidad a la fractura. Un rectificado adecuado puede mejorar la tenacidad a la fractura al inducir tensión superficial, pero un rectificado excesivo puede tener el efecto contrario, resultando en defectos superficiales.
De manera similar, los procesos de pulido fino también pueden mejorar la calidad de la superficie y la tenacidad a la fractura.
El esmaltado también es un tipo de tratamiento superficial. Este proceso puede mejorar el efecto estético, pero puede reducir la tenacidad a la fractura de la zirconia. Según datos experimentales, la tenacidad a la fractura de las muestras de zirconia tratadas con esmaltado es significativamente menor que la de las muestras que solo han sido pulidas.
Aunque el tratamiento térmico puede aliviar la tensión del procesamiento, también puede provocar cambios de fase, lo que afecta la tenacidad a la fractura.
Por lo tanto, el proceso de tratamiento de superficie más adecuado debe seleccionarse con precaución.
Sugerencias de aplicación clínica
En la práctica clínica, la selección de materiales de óxido de circonio requiere considerar exhaustivamente diversos factores. Con base en la evaluación de la tenacidad a la fractura, recomendamos priorizar los requisitos funcionales de la zona de restauración al seleccionar los materiales.
Para áreas como los dientes posteriores que a menudo necesitan soportar mayores fuerzas de masticación, recomendamos que elija óxido de zirconio 3Y-TZP con mayor tenacidad a la fractura, mientras que para los dientes anteriores, puede elegir óxido de zirconio de alta transparencia para mantener un equilibrio entre belleza y rendimiento.
La optimización del proceso de operación clínica es fundamental para mantener la tenacidad a la fractura del material. Recomendamos utilizar tecnología de procesamiento CAD/CAM, una tecnología de precisión que garantiza la precisión de la restauración. Asimismo, es fundamental controlar estrictamente la fuerza y el tiempo de pulido durante el tratamiento de la superficie. Es recomendable utilizar un proceso de pulido gradual para evitar una concentración excesiva de tensiones.
Conclusión
La tenacidad a la fractura, como índice de rendimiento fundamental de los materiales de zirconio, desempeña un papel fundamental en el uso a largo plazo y la fiabilidad de las restauraciones. Gracias por leer este artículo y espero que le sea útil.
Lectura adicional: Guía de materiales de zirconio