UNA CLASIFICACIÓN ESTRUCTURA CRISTALINA

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Comportamiento de cerámicos a cargas cíclicas.

En los materiales metálicos ha habido estudios sobre cargas cíclicas desde finales del siglo XIX cuando aparecían roturas en los componentes del ferrocarril, en cambio en los cerámicos se pensaba por esa época que no existía, ya que a diferencia de los metales, los cerámicos no tienen una deformación plástica, además que esos estudios se asociaba en el movimiento de las dislocaciones, algo que tampoco poseen los cerámicos, no fue sino hasta mediados del siglo XX que empezaron a hacer estudios dedicados a la fatiga de cerámicos.

En materiales cerámicos, la microestructura del material ofrece una resistencia extrínseca, y se basa en el concepto de apantallamiento de la punta de la fisura, desarrollando su acción detrás de ella, en su estela. Estos mecanismos reducen la fuerza motriz del crecimiento de fisura mediante la aplicación de esfuerzos de cierre de las caras de la fisura. Sin embargo, el aumento de tenacidad introducido en las cerámicas avanzadas lleva asociado una nueva situación, la susceptibilidad de estos materiales a sufrir fatiga cíclica. La explicación se basa en que las cargas fluctuantes pueden degradar los mecanismos que actúan en la estela de la fisura y que son responsables del apantallamiento en su punta.

Para detectar la presencia del fenómeno de fatiga cíclica existen dos posibilidades. Una consiste en observar la propagación de una fisura grande bajo una carga constante y posteriormente bajo cargas cíclicas. A partir de estas observaciones se intenta establecer si hay diferencias significativas en la velocidad de propagación de fisura. En caso afirmativo se concluye que el material presenta fatiga cíclica.

Ensayo de fatiga para cerámicas (dentales)

El objetivo general del trabajo es estudiar la resistencia estática y de fatiga en condiciones de carga mediante ensayos in vitro de una muestra de probetas de pilares rectos de circonia, aluminosa y feldespática de diámetro estándar sobre los implantes, antes de realizar la prueba de fatiga, es necesario realizar una de resistencia estática, debido a que se debe utilizar el 25% de la fuerza de rotura en estático. Después de realizar esta prueba se procede a realizar el ensayo de fatiga. Se utiliza un montaje definido por la norma ISO 14801 del 2008, utilizando una máquina de fatiga servohidráulica MTS.

Resultados generales del ensayo de fatiga

En los resultados generales se obtiene que casi todos los materiales cerámicos como la circonia, aluminosa y feldespáticas superan los 5*106 ciclos; hay que aclarar que estos materiales soportan grandes cargas compresivas, pero son materiales que fácilmente se fracturan a causa de cargas de tensión, lo que hace que sea el punto débil del sistema: implante-pilar cerámico-tornillo-corona cerámica, aunque hay que aclarar que la circonia posee mejores propiedades mecánicas, por lo tanto, se puede decir que podría con el tiempo reemplazar algunos materiales metálicos utilizados en las prótesis dentales.

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Imagen 1: Curvas S-t para diferentes materiales cerámicos, aplicados a las prótesis dentales: (a) Alúmina; (b) Circona; (c) Feldespato

Estado del arte

El reto que tiene el ámbito investigativo es mejorar la confiabilidad y propiedades mecánicas de las cerámicas monofásicas aluminosas y circoniosas. Recientemente, se ha demostrado que la circonia tetragonal metaestable en pequeñas proporciones (10-15%) refuerza la alúmina de forma significativa. Estas composiciones altamente sinterizadas alcanzan unos valores de tenacidad y de tensión umbral mayor que los conseguidos por la alúmina y la circonia de forma individual. Además, tienen una adecuada dureza y una gran estabilidad química. Así pues, estos biomateriales de alúmina-circonia se presentan como una alternativa a tener en cuenta en el futuro para la confección de restauraciones cerámicas.

Además, la demanda de estética por parte de los pacientes en la realización de prótesis dentales es un hecho incuestionable en nuestros días. La comunidad científica lleva bastante tiempo investigando sobre este tema para proporcionar soluciones cada vez más afines con la imagen de un diente natural, mediante la eliminación del metal y la confección de prótesis puras de cerámica.

Como hemos visto, todavía no existe el material cerámico ideal que cumpla a la perfección todos los requisitos. Lo ideal sería lograr la regeneración tisular empleando cerámicas biodegradables, que solamente permaneciesen en el organismo mientras fuese necesaria su función y desapareciesen a medida que los tejidos se fuesen regenerando.

REFERENCIAS

http://scielo.isciii.es/pdf/rcoe/v12n4/revision1.pdf

http://boletines.secv.es/upload/20090514171002.199938101.pdf