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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.23.2023.tde-26062023-120941
Documento
Autor
Nome completo
Leandro Ruivo de Santis
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2023
Orientador
Banca examinadora
Francci, Carlos Eduardo (Presidente)
Bonfante, Estevam Augusto
Ortega, Vagner Leme
Saavedra, Guilherme de Siqueira Ferreira Anzaloni
Título em português
Resistência à flexão, microdureza superficial, perfil de desgaste e alteração dimensional de polímeros para placas oclusais na manufatura aditiva: influência da resina de impressão, pós-polimerização e envelhecimento artificial
Palavras-chave em português
CADCAM
Impressão Tridimensional
Resistência à Flexão
Resumo em português
Este trabalho avaliou a influência de dois sistemas de manufatura aditiva estereolitográfica por processamento de luz digital (DLP) de dois fabricantes (Kulzer, Alemanha; e SprintRay, EUA), utilizando suas respectivas resinas para placas oclusais (Dima Print Ortho Kulzer; e SprintRay Splint, SprintRay) em dois tempos de pós-polimerização (recomendado e duplicado) e envelhecimento artificial na resistência à flexão, microdureza superficial, perfil de desgaste e alteração dimensional destas resinas fotopolimerizáveis comparativamente à resina acrílica termicamente ativada convencional. Quarenta corpos de prova foram confeccionados em cada resina aditiva fotopolimerizável, com dimensões finais de 65x10x3,3 mm, conforme ISO 20795-1:2013. Os corpos de prova foram divididos aleatoriamente em 8 grupos (n=10), combinando em cada material, dois tratamentos: os dois diferentes tempos de pós-polimerização e realização ou não do envelhecimento artificial (28 dias em água deionizada a 37° C). Como grupo controle, vinte corpos de prova de mesmas dimensões foram confeccionados em resina acrílica ativada termicamente (RAAT). Metade destes corpos de prova (n=10), foram aleatoriamente submetidos ao mesmo envelhecimento artificial. Nos corpos de prova submetidos ao envelhecimento artificial ou pós-polimerização, foi realizada análise da alteração dimensional por metrologia dimensional de superfície antes e após cada tratamento. Os corpos de prova foram submetidos ao teste de resistência à flexão biaxial, microdureza superficial Knoop e análise fractográfica em microscópio eletrônico de varredura. Dez fragmentos de cada grupo (n=10) dos corpos de prova fraturados não envelhecidos foram incluídos em resina acrílica autopolimerizável, sendo metade submetida ao envelhecimento artificial (saliva artificial por 28 e 84 dias). Os fragmentos foram ciclados em simulador de mastigação (CS-4 SD Mechatronik - Alemanha) em movimento biaxial circular imerso em água, com indentadores metálicos esféricos como antagonistas (150.000 ciclos; 20 N; 2,1 Hz) e perfilometria óptica (Proscan 2100, Scantron Reino Unido). Todos os dados obtidos foram submetidos aos testes paramétricos de normalidade e homocedasticidade. Para os dados paramétricos, foram utilizados ANOVA a 2 fatores e post-hoc Tukey e, para os não-paramétricos, Kruskal-Wallis e post-hoc Dunn ( = 0,05). Não houve diferença estatística entre os materiais na resistência à flexão. Os materiais aditivos pós-polimerizados da forma recomendada apresentaram microdureza Knoop significantemente inferiores à resina acrílica convencional. A dupla pós-polimerização elevou a resistência à flexão e microdureza do material Kulzer, equiparando-o à resina acrílica convencional e, influenciou negativamente a resistência à flexão do material SprintRay. O material aditivo Kulzer apresentou a maior resistência ao desgaste e o fluxo digital não influenciou na alteração dimensional. Ainda, a dupla pós-polimerização não influenciou na resistência ao desgaste de nenhum material aditivo. O envelhecimento artificial não influenciou na resistência à flexão, no desgaste superficial ou alteração dimensional dos materiais testados, influenciando negativamente a microdureza de todos os materiais, menos da resina Kulzer. As tecnologias aditivas se demonstraram confiáveis e os materiais aditivos possuem propriedades mecânicas equiparáveis à RAAT, sendo indicados para placas oclusais em uso clínico de médio a longo prazo. A dupla pós-polimerização pode influenciar positivamente os materiais aditivos, sendo necessários mais estudos investigando grau de conversão e diferentes parâmetros de pós-polimerização.
Título em inglês
Flexural strength, superficial microhardness, wear profile and dimensional change of occlusal splint polymers in additive manufacturing: influence of printing resin, post-polymerization and artificial ageing
Palavras-chave em inglês
CADCAM
Flexural Strength
Three-Dimensional Printing
Resumo em inglês
This work evaluated the influence of two stereolithographic additive manufacturing systems by digital light processing (DLP) from two manufacturers (Kulzer, Germany; and SprintRay, USA), using their respective resins for occlusal splints (Dima Print Ortho Kulzer; and SprintRay Splint , SprintRay) in two post-polymerization times (recommended and duplicated) and artificial aging on flexural strength, surface microhardness, wear profile and dimensional change of these light-curing resins compared to conventional heat-activated acrylic resin. Forty specimens were made in each light-curing additive resin, with final dimensions of 65x10x3.3 mm, according to ISO 20795-1:2013. The specimens were randomly divided into 8 groups (n=10), combining two treatments for each material: the two different post-polymerization times and artificial aging or not (28 days in deionized water at 37°C) . As a control group, twenty specimens of the same dimensions were made of thermally activated acrylic resin (TAAR). Half of these specimens (n=10) were randomly subjected to the same artificial aging. In the specimens submitted to artificial aging or post-polymerization, an analysis of the dimensional change by surface dimensional metrology was performed before and after each treatment. The specimens were submitted to a biaxial flexural strength test, Knoop surface microhardness and fractographic analysis in a scanning electron microscope. Ten fragments from each group (n=10) of unaged fractured specimens were embedded in self-curing acrylic resin, half of which were submitted to artificial aging (artificial saliva for 28 and 84 days). The fragments were cycled in a chewing simulator (CS-4 SD Mechatronik - Germany) in circular biaxial movement immersed in water, with spherical metallic indenters as antagonists (150,000 cycles; 20 N; 2.1 Hz) and optical profilometry (Proscan 2100 , Scantron United Kingdom). All data obtained were submitted to parametric tests of normality and homoscedasticity. For parametric data, 2-way ANOVA and post-hoc Tukey were used, and for non-parametric data, Kruskal-Wallis and post-hoc Dunn ( = 0.05). There was no statistical difference between the materials in flexural strength. Additive materials post-polymerized as recommended showed significantly lower Knoop microhardness than conventional acrylic resin. Double post-polymerization increased the flexural strength and microhardness of the Kulzer material, matching it to conventional acrylic resin, and negatively influenced the flexural strength of the SprintRay material. The Kulzer additive material showed the highest wear resistance and the digital flow did not influence the dimensional change. Also, the double post-polymerization did not influence the wear resistance of any additive material. Artificial aging did not influence the flexural strength, surface wear or dimensional change of the tested materials, negatively influencing the microhardness of all materials, except for the Kulzer resin. Additive technologies have proven to be reliable and the additive materials have mechanical properties comparable to RAAT, being indicated for occlusal splints in medium to long-term clinical use. The double post-polymerization can positively influence the additive materials, being necessary more studies investigating degree of conversion and different parameters of post-polymerization.
 
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Data de Publicação
2023-09-11
 
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