Pesquisadores da Universidade do Texas em Dallas desenvolveram uma tecnologia que poderia possibilitar aos dentistas produzir restaurações permanentes de zircônia impressas em 3D em um único dia. A zircônia é considerada o material padrão ouro para tratamentos odontológicos permanentes devido à sua resistência e durabilidade.
Com o apoio da National Science Foundation (NSF), os investigadores estão agora a trabalhar para a comercialização da tecnologia para utilização em coroas, pontes, facetas e outras restaurações dentárias.
“Estamos entusiasmados em avançar na comercialização de restaurações dentárias permanentes de zircônia totalmente em cerâmica impressas em 3D”, disse o Dr. Majid Minari, professor de engenharia mecânica na Escola de Engenharia e Ciência da Computação Eric Jonsson. “Como as coroas podem ser impressas de forma personalizada para cada paciente no mesmo dia, esta abordagem permite uma maior personalização, uma cicatrização mais rápida e a conveniência de obter uma restauração permanente numa única visita.”
Por que é difícil imprimir coroas de zircônia em 3D rapidamente?
As coroas dentárias são capas protetoras colocadas nos dentes que foram danificados ou afetados por cáries. As coroas também podem ser usadas para apoiar uma ponte dentária, que substitui um dente perdido.
As restaurações dentárias impressas em 3D têm se tornado uma opção cada vez mais atraente porque podem ser personalizadas com mais precisão e adaptadas à cor do dente do paciente. O processo de fabricação também pode se tornar mais eficiente, reduzindo potencialmente os custos e o desperdício de materiais. No entanto, as coroas impressas em 3D no mesmo dia atualmente disponíveis são geralmente feitas de resinas cerâmicas, que não possuem a resistência da zircônia.
Coroas de zircônia para o mesmo dia já são oferecidas em alguns consultórios odontológicos, mas normalmente são fabricadas por fresagem em vez de impressão 3D. A fresagem requer o entalhe da restauração em um bloco sólido de zircônia. Esta abordagem pode limitar a complexidade de projetos potenciais e acarretar o risco de microfissuras durante a fresagem ou sinterização.
Os pesquisadores da UT Dallas e seus colegas resolveram agora um dos maiores obstáculos na produção de restaurações de zircônia com impressão 3D. Seu método reduz drasticamente o processamento necessário após a restauração sair da impressora.
Pesquisadores descrevem a técnica na revista Cerâmica Internacional. O método ainda exigirá validação clínica e aprovação regulatória antes de se tornar comercialmente disponível.
Reduzindo um processo de 20 a 100 horas em minutos
Depois que uma coroa de zircônia é impressa em 3D, ela deve passar por duas etapas críticas chamadas desvinculação e sinterização.
Durante a remoção, a coroa é aquecida lentamente para remover a resina que mantém as partículas de zircônia unidas durante a impressão. Tradicionalmente, essa etapa pode exigir de 20 a 100 horas. Após o acabamento da resina, a coroa é sinterizada. Este processo de queima em alta temperatura funciona como a queima de argila em um forno, fazendo com que as partículas de zircônia se unam e formem um material denso e duro.
“A desvinculação tem sido um obstáculo a esse processo”, disse Minari, autor correspondente do artigo. “Isso deve ser feito muito lentamente. Se você acelerar, o polímero em chamas se transforma em gás, e se esse gás não conseguir escapar, a coroa pode quebrar ou fraturar. Tempos de desvinculação de 20 a 100 horas não são práticos para um serviço odontológico no mesmo dia. Como resultado, as restaurações permanentes de zircônia impressas em 3D ainda não estão disponíveis comercialmente.”
A nova tecnologia UT Dallas reduz a etapa de remoção para menos de 30 minutos, potencialmente removendo uma das principais barreiras para restaurações dentárias permanentes impressas em 3D no mesmo dia.
Este sistema combina transferência de calor superior com feltro de grafite poroso que pode atingir temperaturas acima de 2.550 graus Fahrenheit. O feltro envolve a restauração impressa em 3D e permite que os gases liberados da resina escapem. Ao mesmo tempo, um sistema de vácuo remove esses gases da área circundante.
“A combinação de todos esses recursos é o que faz com que funcione”, disse Minari. “Com nossa tecnologia, se um médico quiser oferecer uma coroa de zircônia impressa em 3D no consultório, ele poderá fornecê-la ao paciente em questão de horas.”
Passando para a odontologia comercial no mesmo dia
A equipe da UT Dallas liderada por Minari está agora trabalhando com o Pan-Am Dental Laboratory para levar a tecnologia à comercialização. A colaboração recebeu recentemente um prêmio de US$ 550.000 (doação 2.431.684) por meio da Parceria para Inovação – Projeto de Tradução de Tecnologia da NSF.
O esforço de comercialização também inclui 3DCeram Synto Inc. em Grand Ledge, Michigan; e Dr. Amirali Zandinejad, protesista em Arlington, Texas, e ex-professor associado da Texas A&M University College of Dentistry.
Outros colaboradores afiliados à UT Dallas incluem Mahdi Mossadegh, primeiro autor e estudante de doutorado em engenharia mecânica; Moeen Khaqzad PhD’25; a estudante de doutorado em química Zahra Sepasi; o estudante de graduação em engenharia mecânica Kalyan Nandigama; e Dr. Golden Kumar, Professor Associado de Engenharia Mecânica.
Além da NSF, a pesquisa do artigo também foi apoiada pelo Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea dos EUA.
