Aplicação de Cerâmica de Alumina
As cerâmicas são utilizadas como biomateriais para preencher defeitos nos dentes e ossos, fixar transplantes ósseos, fraturas ou próteses ósseas e substituir tecidos doentes. São chamados de biocerâmicas. São amplamente utilizados na área médica devido às suas excelentes características, tais como elevada resistência, resistência ao desgaste, maior resistência à compressão e flexão e elevada biocompatibilidade.
O conceito de cerâmica de alumina abrange uma vasta gama. Para além da cerâmica de alumina pura, qualquer material cerâmico com um teor de alumina superior a 45% pode ser designado por cerâmica de alumina. As cerâmicas de alumina possuem muitos cristais isomórficos e heteromórficos, mas os mais utilizados são apenas o α-Al2O3 e o γ-Al2O3. Devido às suas diferentes estruturas cristalinas, possuem propriedades diferentes. Entre eles, o α-Al2O3, também conhecido como corindo, é a principal fase cristalina da cerâmica de alumina, com elevada resistência mecânica, resistência a altas temperaturas e resistência à corrosão.
Aplicação de Cerâmica de Alumina em Juntas Artificiais
As cerâmicas de alumina de elevada pureza têm um coeficiente de atrito muito baixo, uma elevada dureza e uma boa molhabilidade, sendo muito adequadas para utilização como superfícies de fricção de juntas. Apenas a alumina de elevada pureza pode ser utilizada na área médica, e as impurezas que podem formar fases limite de grão de vidro (como a sílica, os silicatos metálicos e os óxidos de metais alcalinos) devem ser inferiores a 0,1% em peso, porque a degradação de tais impurezas irá levar a locais de concentração de tensões onde aparecerão fissuras. Estudos descobriram que, selecionando parâmetros de sinterização apropriados (temperatura, tempo, taxas de aquecimento/arrefecimento) e aditivos dopantes (como óxido de magnésio, óxido de zircónio e óxido de crómio), o tamanho do grão e a porosidade da alumina podem ser controlados, e a tenacidade e a resistência à fratura da alumina pode ser efetivamente melhorada.
Os materiais compósitos formados por óxido de zircónio e alumina são designados por alumina temperada com óxido de zircónio (ZTA) ou zircónia temperada com alumina (ATZ), que também desempenham um papel importante nos materiais de juntas artificiais. Estes dois materiais compósitos dependem do teor dos componentes principais. Estes materiais compósitos combinam a capacidade de tenacidade do óxido de zircónio com a baixa sensibilidade da alumina à degradação em fluidos biológicos a baixa temperatura. De acordo com os requisitos de design do material, o ATZ pode ser utilizado quando é necessária uma elevada tenacidade à fratura, enquanto o ZTA pode ser utilizado quando a dureza é necessária. Não existem dados clínicos suficientes para mostrar que as superfícies de apoio da junta ZTA apresentam maiores vantagens na resistência ao desgaste. Estudos demonstraram que a aplicação de ZTA e alumina temperada à base de óxido de zircónio (ZPTA) em cirurgia articular é muito maior do que a ATZ.
Aplicação de Cerâmica de Alumina em Restauração Oral
As cerâmicas de alumina têm uma transmitância de luz e cor que correspondem às dos dentes reais e são ligeiramente tóxicas. A cerâmica de alumina tem uma condutividade térmica significativamente baixa, o que reduz a estimulação de alimentos frios e quentes na polpa. As cerâmicas de zircónia são resistentes ao desgaste, à corrosão e a altas temperaturas, e a sua cor é semelhante à dos dentes verdadeiros. São adequados para a restauração dentária e possuem uma elevada resistência. De acordo com a composição física dos materiais cerâmicos de alumina e os diferentes processos de fabrico, as cerâmicas de alumina utilizadas na área da restauração totalmente cerâmica podem ser divididas nas seguintes categorias:
(1) Cerâmica de alumina de infiltração de vidro
Infiltração de vidro, o nome completo é método de infiltração de vidro com revestimento de pasta. A alumina, como material de matriz, apresenta uma estrutura porosa, e nela penetra o vidro borossilicato de lantânio contendo corantes. Após a formação, apresenta uma microestrutura em que as fases cristalinas de alumina e as fases cristalinas de vidro se interpenetram.
(2) Cerâmica de alumina sinterizada densa e de elevada pureza
É composto por alumina com uma pureza de 99,9%. O pó de alumina é prensado num corpo verde (prensagem a seco) sob grande pressão e depois sinterizado. O método de formação por pressão confere à cerâmica de alumina uma elevada densidade e uma baixa porosidade.
(3) Cerâmica de alumina temperada com zircónia infiltrada em vidro
Este tipo de cerâmica é formado pela adição de 35% de zircónia parcialmente estabilizada ao pó cerâmico de alumina infiltrado com vidro. A zircónia tetragonal distribuída uniformemente pode ser observada no interior do material formado.
Com o desenvolvimento contínuo da ciência e da tecnologia, os materiais biocerâmicos de alumina estão a ser cada vez mais utilizados na área médica, e a investigação sobre os mesmos irá avançar em direções médicas emergentes com maior valor acrescentado e mais perspetivas.