Orientador: Ana Paula Rosifini Alves Claro / Banca: Edson Cocchieri Botelho / Banca: Carlos Roberto Grandini / Banca: Sandra Giacomin Schneider / Banca: Sergio Scheneider / Resumo: Este trabalho tem como objetivo avaliar a influência dos tempos de fotopolimerização nas resinas odontológicas, onde quatro resinas compostas foram utilizadas, sendo três micro híbridas e uma nanoparticulada. Esses compósitos foram submetidos ao desgaste abrasivo de esfera rotativa pelo método de ball cratering. Para tal ação foi projetado e construído um dispositivo de desgaste por micro abrasão de esfera rotativa livre de três corpos. Os corpos de prova foram confeccionados e embutidos em uma matriz de alumínio, com uma profundidade de 2mm. Usam-se o aparelho LED RADII, com os tempos de exposição de 20, 30 e 40 segundos e uma esfera com 15 mm de diâmetro de aço temperada, retificada e revenida. A lama abrasiva utilizada nesse estudo foi uma solução composta por 20% de talco (USP/200) e 80% de soro fisiológico, na quantidade de 3 gotas por segundo. Para comprovação dos resultados obtidos, utilizaram-se os testes de: Espectroscopia por Dispersão de Energia (EDS), Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR), Análise Termogravimétrica (TGA), micro dureza Vickers, ensaio de desgaste de micro abrasão por esfera rotativa pelo método de ball cratering e a análise da superfície desgastada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Esta análise foi realizada para verificar o real mecanismo de desgaste ocorrido. Os resultados obtidos comprovam que o tempo recomendado pelos fabricantes, tem a capacidade suficiente de fotopolimerizar toda a matriz orgânica, comprovaram também que a resina nanoparticulada obteve em todos os ensaios os melhores resultados em relação às resinas híbridas, e que a cultura do acréscimo de até 20s além do recomendado não tem influência direta em relação ao desgaste abrasivo. / Abstract: This work has as an objective to evaluate the influence of photopolymerization in odontological resins, where composed four resins were used, being three of them micro hybrid and one nanoparticulated. These composites were submitted to abrasive wear and tear of rotative sphere by the method ball cratering. For such action a device of micro abrasion of rotative sphere was designed and built free of three bodies. The bodies of proof were produced and put in a matrix of aluminum with a depth of 2mm. The device used was a LED RADII, with exposition time of 20, 30 and 40 seconds and a sphere of 15mm diameter made of tempered steel, rectified and soften, the abrasive lama used in this study was a solution composed by 20% of powder (USP/200) and 80% of physiological serum released at 3 drops per second. For verification of the results obtained the tests of Energy Dispersion Spectrograph (EDS) was used, transformed Infra red of Fourier (FT-IR), Thermogravimetric Analysis (TGA) Vickers micro hardness, wear and tear of micro abrasion by rotative sphere by the method ball cratering and the analysis of worn superficies by Sweeping Electronic Microscopy (SEM). This analysis was carried out to verify the real mechanism of the worn occurred. The results obtained prove that the time recommended by the manufacturer has enough capacity to photopolymerized all the organic matrix, it also proved that the resin nanoparticulated obtained in all the essays the best results in what concerns to the hybrid resins. And the culture of the addition of 20 seconds besides what is recommended has no direct influence in relation to the abrasive wear and tear. / Doutor

Orientador: Lourdes Aparecida Martins dos Santos-Pinto / Banca: Celso Luiz de Angelis Porto / Banca: Maria Cristina Borsatto / Resumo: O sistema de abrasão a ar funciona por meio de energia cinética produzida por um jato pressurizado de partículas de óxido de alumínio, que tem a finalidade de abrasionar a superfície dentária. O objetivo deste estudo foi avaliar a efetividade do sistema de sucção, disponível em consultório odontológico, na captação das partículas de óxido de alumínio emitidas pelo aparelho de abrasão a ar. Um dispositivo metálico, que reproduzia as posições e as distâncias de trabalho do cirurgião-dentista, foi elaborado para a deposição das partículas de óxido de alumínio presentes no campo operatório durante a utilização do sistema de abrasão a ar. Para a aspiração do pó de óxido de alumínio foram empregadas as sucções de alta potência e odontológica convencional com sugadores convencional e modificado por funil. A quantificação das partículas foi obtida pela massa de óxido de alumínio depositada após a aplicação do aparelho de abrasão a ar. Os resultados obtidos pela estatística descritiva gráfica revelaram que a maior deposição das partículas ocorreu a 20 cm do centro da cavidade bucal e na posição de trabalho 9 horas, quando se utilizou o sugador convencional em alta potência de sucção. / Abstract: The air abrasion system works using kinetic energy produced by pressurized air with aluminum oxide particles resulting in abrasion of the dental surface. The aim of this study was to compare the efficacy of high-volume evacuation (HVE) and conventional dental suction (CDS) in aluminum oxide particles evacuation. A metallic device was elaborated to reproduce the dentist operatory positions and to aluminum oxide particles deposition. The dust collection was made by conventional saliva ejector and modified ejector by funnel-shaped. The amount of particles showed that the greatest abrasive particles deposition occurred at the 20cm of distance from the center of the mouth at 9 o'clock operatory position with the conventional saliva ejector attached to high-volume evacuation (HVE). / Mestre

Orientador: Cleide Cristina Rodrigues Martinhon / Banca: Robson Frederico Cunha / Banca: Luciana Andrea Salvio / Resumo: O presente estudo teve como objetivo avaliar in vitro a ação de dentifrícios com alta e baixa concentração de fluoretos suplementado com trimetafosfato sobre a erosão associada ou não a abrasão. Foram utilizados 150 blocos de esmalte bovino (4x4mm) que após polimento foram selecionados através da microdureza de superfície (SMH inicial). Em seguida foram divididos em 5 grupos (n=30) de acordo com o dentifrício a ser utilizado: placebo (sem flúor), 1100 μg F/g - Crest™ , 1100 μg F/g , 500 μg F/g TMP 3%, 5000 μg F/g. Os blocos foram submetidos ao desafio ácido com Sprite Zero® por 5 minutos 4 vezes ao por um período de 7 dias. Na seqüência todos os blocos receberam tratamento com slurry dos dentifrícios (1:3) por 15 segundos. Metade dos blocos (n=15) foi submetido ao processo de abrasão através da escovação por 15 segundos utilizando escova elétrica Colgate Motion®. Todos os blocos permaneceram em saliva artificial antes e após os tratamentos(37°C). A análise estatística foi aplicada considerando como fatores de variação os dentifrícios experimentais (placebo, 1100 μg F/g Crest, 1100 μg F/g, 500 μg F/g TMP 3% e 5000 μg F/g) e o tipo de desafio erosivo (erosão e erosão/abrasão), e como variável os valores de dureza de superfície antes dos desafios, porcentagem de perda de dureza de superfície (%SMHC) e desgaste da superfície do esmalte (μm). As médias da porcentagem de perda dureza da superfície (% SMHC) e os valores médios do desgaste (μm) para os grupos submetidos a erosão foram de: placebo (sem flúor) 82,26 % e 3,36 μm, 1100 μg F/g - Crest™ 73,38% e 2.46 μm, 1100 μg F/g , 72,86% e 2,46 μm, 500 μg F/g TMP 3% 62,41% e 1,29 μm, 5000 μg F/g 64,06% e 1,46 μm. Já nos grupos submetidos à erosão associada à escovação, as médias da porcentagem de perda dureza da superfície (% SMHC) e os valores médios... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The aim of the present study was to evaluate the effectiveness of the application of high and lower fluorinated dentifrices supplementation with Trimetaphosphate on the erosion associated or not to the abrasion. It was used 150 bovine enamel blocks (4x4mm). These blocks were polished and after they were selected by the microhardness surface (initial SMH). After that, they were divided in 5 groups (n=30) in accordance with the dentifrice used: Placebo (without fluoride),1100 μg F/g Crest™, 1100 μg F/g, 500 μg F/g TMP 3%, 5000 μg F/g. The groups were submitted to the acid challenge with Sprite Zero® for 5 minutes, 4 times to the day, during 7 days. In the sequence all the blocks received treatment with slurry from dentifrices (1: 3) for 15 seconds. Half of each group (n=15) was submitted to the abrasion process by brushing for 15 seconds with electric brush Colgate Motion®. All the blocks remained in artificial saliva before and after the treatments (37oC). The analysis statistics was applied considering as variation factors the experimental dentifrices (placebo, 1100 μg F/g Crest™, 1100 μg F/g, 500 μg F/g TMP 3% and 5000 μg F/g) and the type of erosive challenge (erosion and erosion/abrasion), and as changeable the values of hardness of surface before the challenges, percentage of loss of surface hardness (%SMHC) and consuming of the surface of the enamel (μm). The averages of the percentage of loss hardness of the surface (% SMHC) and the average values of the consuming (μm) for the submitted groups the erosion were: placebo (without fluoride) 82,26 % and 3,36 μm, 1100 μg F/g - Crest™ 73,38% and 2.46 μm, 1100 μg F/g , 72,86% and 2,46 μm, 500 μg F/g TMP 3% 62,41% and 1,29 μm, 5000 μg F/g 64,06% and 1,46 μm. In the groups submitted to the erosion associated to the brushing, the averages of the percentage of loss hardness of the surface... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Na Odontologia, ao se confeccionar peças restauradoras dentárias, pela técnica indireta, o processo mais rotineiramente empregado utiliza um modelo de gesso, obtido a partir de um molde de elastômero, tomado de um dente preparado. Vários fatores podem influenciar na boa precisão de ajustes destas peças como o escoamento do material de vazamento dentro da moldagem, a compatibilidade do material de vazamento com o da moldagem, o tempo de presa, a estabilidade dimensional, a resistência mecânica do material quando da separação moldagem/modelo, a resistência a abrasão e a fidelidade de reprodução de detalhes. Materiais foram introduzidos na odontologia para utilização na confecção de troquéis no intuito de minimizar as desvantagens do gesso, como baixa resistência a abrasão e ligeira expansão de presa. Dentre eles os troquéis metalizados e as resinas epóxicas, que tem vantagens em relação às propriedades mecânicas, porém o primeiro exige técnica demorada e de alto custo e o segundo apresenta contração. O presente trabalho se propõe a testar uma nova composição de poliéster insaturado com estireno adicionado ao carbonato de cálcio em diferentes proporções (10, 20, 30, 40, 50, 60 e 70%) e compará-la ao gesso tipo IV e a resina epoxídica com óxido de alumínio, através de ensaios mecânicos, de abrasão e de alteração dimensional, para avaliar a possibilidade de sua utilização como material de confecção de troquéis para a construção de restaurações indiretas. Para caracterização dos materiais foram feitas análises de espectrometria no infravermelho, Calorimetria de varredura diferencial, termogravimétrica e Microscopia eletrônica de varredura. O compósito a base de poliéster insaturado com 50% de carbonato de cálcio se mostrou viável para utilização como material para troquel. Quando comparado aos materiais de controle mostrou propriedades mecânicas próximas as da resina epoxídica e bem superiores ao gesso, resistência a abrasão superior ao gesso e inferior a resina epoxídica e alteração dimensional próxima a resina epoxídica e maior ao gesso. Sendo a formulação do poliéster/carbonato de cálcio apenas constituída de polímero, catalisador e carga, é possível melhorar a formulação modificando a carga e/ou acrescentando aditivos visando minimizar a contração de polimerização. / In dentistry, the most commonly used procedure to manufacture indirect dental restorations uses a cast of type IV stone. This cast is made from an elastomeric impression of a prepared tooth. Many factors may influence the accuracy of adaptation of these restorations, such as the flow of the pouring material into the mold, the compatibility between the pouring and the impression materials, the setting time, the dimensional stability, the mechanical strength of the material during the mold / cast separation, the abrasion resistance and fidelity to reproduce details. Materials were introduced for preparing dies in order to minimize the disadvantages of the stone, such as its low resistance to abrasion and slight expansion of setting. These materials include metal-plated dies and epoxy resins, which have advantages concerning mechanical properties. However, the first one has a time-consuming technique and requires high costs while the second material shows shrinkage. This study tested a new composition of unsaturated polyester with styrene added to calcium carbonate in different proportions (10, 20, 30, 40, 50, 60 and 70%) and compared it to the type IV stone and to the epoxy resin with aluminum oxide. This comparison was made by mechanical, abrasion and dimensional changes tests in order to evaluate the possibility of using it as material for dies in the process of construction of indirect restorations. The materials were characterized using the analysis of the infrared spectrometry, differential scanning calorimetry, thermogravimetric and scanning electron microscopy. The composite based on unsaturated polyester with 50% calcium carbonate (P5) was considered viable as material for dies. When it was compared to the control materials the following results were found: a) the mechanical properties of P5 are similar to those ones of the epoxy resin and well above the stone ones; b) the abrasion resistance of this new material is lower in relation to the epoxy resin, but higher than the stone one; c) the values for dimensional changes were similar to the epoxy resin ones and superior to those ones found in stone. As the formulation of polyester / calcium carbonate only consists of a polymer, a catalyst and filler particles, it is possible to improve its composition by modifying the filler particles and / or adding additives to minimize the shrinkage of polymerization.

O desgaste superficial por abrasão é uma manifestação patológica que decorre do atrito entre partículas secas e a superfície do material, causando uma perda progressiva das camadas mais externas da estrutura. Entender esse mecanismo de deterioração e ainda os parâmetros que influenciam a sua ocorrência são preocupações válidas, visto que ele compromete a durabilidade e a funcionalidade de estruturas, tais como pisos de concreto. Além disso, a correção desta manifestação patológica exige gastos elevados com reparo ou substituição do concreto e, dessa maneira, a necessidade de maiores estudos buscando ações mais efetivas na prática é justificada. Neste particular, estudou-se a influência das propriedades relacionadas à matriz e à superfície na resistência à abrasão dos compósitos. Para tanto, alguns fatores que influenciam na qualidade dos concretos empregados em pisos, como o tipo de cimento (CP IV; CP V-ARI), a relação água/aglomerante (0,40; 0,60), o teor de substituição de sílica ativa (0%; 10%) e o tipo de cura (submersa; caixa aquecida) foram avaliados. Os ensaios adotados para estudar a influência das propriedades de massa no mecanismo de degaste foram os de resistência à compressão uniaxial, resistência à tração na flexão e exsudação. Já os ensaios para verificar a influência das propriedades de superfície na magnitude desse mecanismo foram os de dureza superficial, resistência à abrasão, porosimetria por intrusão de mercúrio, microdureza por indentação, análises em microscópio estereoscópico e a digitalização tridimensional à laser. Os resultados encontrados mostraram uma influência estatística significativa do tipo de cimento sobre todas as propriedades avaliadas, sendo que o cimento de alta resistência inicial apresentou melhor desempenho em comparação ao cimento pozolânico, considerando uma mesma idade de análise (63 dias). Além disso, verificou-se uma influência estatística significativa da relação a/agl no comportamento dos concretos, onde a relação a/agl 0,6 aumentou os índices de desgaste das amostras em relação as de referência (a/agl 0,4), conforme esperado. Quanto ao tipo de cura, os compósitos curados de forma submersa apresentaram os melhores resultados frente ao desgaste superficial comparando-se àqueles mantidos na cura em caixa aquecida. Finalmente, analisando o teor de substituição de sílica ativa, observou-se que a substituição de 10 % sobre a massa de cimento proporcionou acréscimos estatisticamente significativos na resistência à abrasão das amostras com menor relação a/agl; somando-se a isto, a presença da sílica minimizou o efeito da cura em caixa aquecida na camada superficial das amostras de concreto submetidas ao desgaste. Concluindo, a resistência à abrasão dos concretos mostrou ter uma importante relação não somente com as suas propriedades de massa, mas também com a qualidade da sua camada superficial, uma vez que apresentou forte correlação com as características de superfície avaliadas, como a dureza superficial, a microdureza e a porosimetria ao mercúrio. Além disso, salienta-se que o ensaio de dureza superficial por esclerometria poderia ser adotado como parâmetro para determinação direta da resistência ao desgaste e sugere-se que a exsudação dos pisos de concreto venha a ser o fator principal no controle da qualidade da camada superficial da placa de concreto. / Surface abrasion wear is a pathological manifestation triggered by friction between dried particles and the surface of the material, provoking a progressive loss of the outermost layers. The comprehension of this mechanism of deterioration and also the parameters that influence its occurrence are valid concerns, since it compromises the durability and functionality of structures such as concrete floors. In addition, repair this pathological manifestation or replace the damage concrete require high expenditure. Thus, the necessity of further studies seeking for practical effective actions is justified. In this particular, the aim of this work was to study the influence of properties related to the matrix and the surface of composites on abrasion resistance. For this purpose, some factors that influence the quality of the concrete used in floors, including the cement type (CP IV; CP V-ARI), the water / binder ratio (0.40, 0.60), the replacement content of silica fume (0%, 10%) and the conditions of cure (submerged; heat box) were evaluated. The assays employed in order to study the influence of mass properties on the wear mechanism were the compressive strength, flexural tensile strength and bleeding. As regards to the influence of surface properties on the magnitude of this mechanism, it was verified by testing the surface hardness, abrasion resistance, porosimetry by mercury intrusion, microhardness by indentation, analysis in stereoscopic microscope and three-dimensional laser scanning. The obtained data demonstrated a statistically significant influence of cement type on all assessed properties, with the high early strength cement presenting a better performance as compared to pozzolan cement, considering a similar age of analysis (63 days). Furthermore, there was a statistically significant influence of water / binder ratio on concrete behavior, where the water / binder ratio of 0.6 increased the wear rates of the samples in comparison to the reference (water / binder 0.4), as expected. Regarding to the conditions of cure, the submerged composites showed better results against surface wear as compared to those kept in the heat box. Finally, it was observed that the replacement content of silica fume of 10% on the cement mass provided statistically significant increases in abrasion resistance of samples with lower water / binder ratio. In addition, the presence of silica minimized the effects of curing in a heat box on the surface layer of concrete samples that were submitted to wear. In conclusion, the abrasion resistance of concretes demonstrated an important relationship not only with the mass properties of these structures but also with the quality of their surface layer, since a strong correlation with the evaluated surface features was observed, including surface hardness, microhardness and porosimetry by mercury intrusion. Moreover, it is emphasized that the surface hardness assay by rebound hammer may be used as a parameter for direct determination of wear resistance and it is suggested that bleeding of concrete floors might be the main factor for controlling the surface layer quality of the concrete slab.

A nitretação por plasma, ao aumentar as durezas superficiais dos aços, amplia sua faixa de utilização, bem como a vida útil dos componentes produzidos com os mesmos. A disponibilidade de dados técnicos relativos ao tratamento de nitretação bem como ao comportamento das camadas obtidas, frente ao desgaste, são fundamentais à aplicação correta desse tratamento. No presente trabalho foram avaliadas as resistências ao desgaste abrasivo, por meio de ensaios do tipo pino-disco, dos aços DIN X50 CrVMo 51 (~AISI H 13) e DIN 34 CrAlNi 7 (nitralloy) nitretados por plasma em condições variáveis de tempo, temperatura, tipo de corrente e frequência de pulso. As camadas obtidas avaliadas por meio de ensaios de microdureza,metalográficos e as fases presentes foram determinadas por meio de difração de raios-X. Os comportamentos quanto ao desgaste foram relacionados com esses resultados obtidos. No caso do AISI H 13 foi também estudada a possibilidade da realização do segundo revenido simultaneamente com a nitretação. Esse aço apresentou características de resistência ao desgaste superiores às do aço Nitralloy. O tratamento em que se utilizou o duplo revenido anteriormente à nitretação foi menos efetivo do que o realizado simultaneamente com a mesma. A melhor condição de resistência ao desgaste ocorreu no caso do aço AISI H13 nitretado durante 3 h a 500ºC com corrente pulsada de 10 kHz. A resistência declinou com a diminuição da frequência do pulso. / The plasma nitriding, increasing the surface hardness of the steels, enlarges their use, as well as the useful life of the components produced with them. The readiness of relative technical data of the nitriding treatment as well as to the behavior of the obtained layers, with respect to the wear, are fundamental to the correct application of that treatment. In the present work the resistances of the abrasive wear they were evaluated, by means of the pin-on-disk test, of the steels DIN X50 CrVMo 51 (~AISI H13) and DIN 34 CrAINi 7 (Nitralloy) plasma nitrided in variable conditions of time, temperature, electrical current type and pulse frequency. The obtained layers were evaluated by means of microhardness and metalographic tests and the present phases were determined by means of R-X difraction. The behaviors with regards to the wear were related to those obtained results. In the case of AISI H13 steel was also studied the possibility of the simultaneously accomplishment of the second tempering with the nitriding. That steel presented resistance characteristics to the wear superiors to the on of the Nitralloy steel. The treatment in that the double tempering was used previously to the nitriding it was less effective than accomplished it simultaneously with the same. The best resistance condition to the wear happened in the case of the nitrided AISI H13 steel during 3:00 hours at 500°C with pulsed current of 10 kHz. The resistance decreased in a direct relation with the frequency of the pulse.

O objetivo deste trabalho é apresentar uma solução funcional de um mecanismo de corte de cerâmicas por abrasão, para possibilitar a construção de transdutores piezocompósitos de ultra-som através do método \"Dice and Fill\". Esse trabalho apresenta a teoria necessária para entender como funciona o desgaste por abrasão em cerâmicas e quais as variáveis que mais influenciam nesse desgaste. São apresentados também os requisitos e as características do corte que devem ser feitos nas piezocerâmicas, bem como os cálculos de dimensionamento da taxa de desgaste através da fórmula de desgaste de Archard. Através dos resultados experimentais e práticos essa dissertação mostra como regular o equipamento para funcionar em sua máxima eficiência. / The objective of this work is to describe one great and simple mechanism that is capable of machining PZT ceramic by wear. That mechanism will be used to produce piezocomposites transducers more easily by the \"Dice and Fill\" method. This work also explains how the ceramic material can be worn and which variables are important in this wear. It is also presented the requirements and characteristics of the ceramic cuts to build an ultrasonic transducer and showed how to predict the wear in the ceramic by using the Archard\'s formula. Finally all parts of the cut mechanism are described and the practical results of the study are used to setup the mechanism to work in the maximum efficiency.

The abrasion can have some approaches, such as: (i-) the manufacturing processes and the production of different surface features and finishing of workpieces and components; and (ii-) in terms of the wear and failure, which occur in tools materials. The present thesis consists in developing a numerical model by Finite Element Method (FEM) validated by experimental tests, aiming to evaluate microstructural influences on the abrasion of metallic alloys. Therefore, objectives are related to define rules focused on ductile material design to obtain cutting resistance. Regardless of their applications, the abrasive micro-mechanism depends on mechanical and damage properties of the materials and their microstructure. A simplified abrasion study is developed considering a single abrasive over a microstructure to evaluate from ploughing to cutting. Thus, scratch tests are performed in micro-scale, applying different ranges of constant normal force. Moreover, the specimen characterization was conducted using optical and electronic microscopy techniques, optical interferometry, conventional hardness, and instrumented indentation. By the developed numerical approach, the results were: (a-) in terms of apparent coefficient of friction (COF), the found numerical and experimental mismatches are assigned to the effects of adhesion, anisotropy, grain boundaries and twinning, for instance, which were not taken into account on the modelling; (b-) the hard precipitates have a prevailing effect over the matrix regarding the apparent COF, whereas the matrix effect is dominant of the soft precipitates on the COF behavior; (c-) as a consequence of the reduced strain energy and tangential load, the local COF decreased when the abrasive scratches the hard precipitates; (d-) regarding the depth of penetration and removed volume, the numerical results are in accordance with the experimental results; (e-) there is not a remarkable micro-mechanism transition using the approach of the dimensional wear coefficient as a function of normal load, which indicates that several abrasive micro-mechanisms can occur in a single scratching; however, a predominance of a certain micro-mechanism can be observed; (f-) hard precipitates often decreases the local depth of penetration and, as a consequence, they cause the reduced of removed volume and increased the local specific energy; (g-) considering the studied range of the normal load, soft precipitates follow the matrix mass removal behavior, but these particles can show fluctuations of the local specific energy in the less severe abrasion; and, finally, (h) the map of the abrasive resistance x deformed hardness/attack angle is an important tool to point out the dominant ductile or brittle effect on the microstructure (mechanical properties); and it delineates frontiers for the abrasive micromechanisms. / A abrasão pode ser tanto tratada do ponto de vista de processos de manufatura e geração de características superficiais distintas em peças e componentes, quanto pode ser abordada em termos de desgaste e falha em diferentes ferramentas aplicadas em processos de fabricação. A presente tese remete ao desenvolvimento de um modelo numérico pelo Método dos Elementos Finitos (MEF), validado por ensaios experimentais, com o objetivo de avaliar influências de aspectos microestruturais na abrasão de ligas metálicas. Portanto, o objetivo desta tese é focado na construção de regras que auxiliem no projeto de materiais dúcteis para terem resistência ao corte. Independentemente da aplicação, os estudos da ocorrência dos micro-mecanismos de abrasão incorporam propriedades mecânicas e de dano dos materiais e suas fases. A avaliação do micro-sulcamento ao micro-corte foi realizada a partir de um estudo simplificado de abrasão, considerando o riscamento de microestruturas por um único abrasivo. Dessa forma, ensaios de riscamento em micro-escala aplicando força normal constante dentro de uma faixa específica. Em adição, as caracterizações das amostras são realizadas a partir de técnicas de microscopia óptica e eletrônica, interferometria óptica, dureza convencional e indentação instrumentada. Por meio da abordagem numérica desenvolvida, os principais resultados obtidos foram: (a-) in termos de coeficiente de atrito aparente (COF), as divergências numérica e experimental encontradas foram decorrentes principalmente do efeito da adesão, anisotropia, contornos de grão e maclação que não foram levadas em conta na simulação; (b-) os precipitados duros tendem a ter efeito predominante sobre a matriz no que diz respeito ao COF aparente, ao passo que a influência da matriz é predominante sobre o comportamento dos precipitados moles; (c-) como consequência das reduções de energia de deformação e força tangencial, o COF local tende a ser diminuído quando o abrasivo passa por precipitados duros durante o riscamento; (d-) os resultados numéricos de profundidade de penetração média e volume removido total são consistentes com os resultados experimentais; (e-) não há uma transição marcante de micro-mecanismo em função de coeficiente de desgaste dimensional em função da carga, indicando uma predominância de um certo micro-mecanismo em um dado risco e, não ocorrendo transições bruscas; (f-) precipitados duros, em geral, diminuem a profundidade de penetração local e, assim, eles reduzem o volume removido e aumentam a energia específica; (g-) para a faixa de força normal avaliada, os precipitados moles seguiram o comportamento de remoção de material de sua matriz, mas podem apresentar oscilações na energia específica local nas condições menos severas de abrasão; e, por fim, (h-) o mapa de resistência à abrasão x dureza após deformação/ângulo de ataque é uma importante ferramenta para definir efeitos dominantes de propriedades mecânicas (dúctil e frágil) na microestrutura submetida à abrasão, e faz o delineamento de fronteiras de micro-mecanismos abrasivos.

A degradação da dentina pelas metaloproteinases da matriz (MMPs) pode facilitar a progressão de lesões erosivas. Objetivos: Avaliar, por meio de uma série de 5 subprojetos: 1) A atividade de MMPs em dentina bovina e humana; 2) O efeito do chá verde contra erosão/abrasão de dentina; 3 e 4) Géis contendo inibidores de MMPs (epigallocatechin-3-galatte-EGCG, clorexidina-CHX e sulfato ferroso-FeSO4) sobre a prevenção de erosão de dentina sozinha ou associada à abrasão, respectivamente, e 5) Sobre a degradação de colágeno e desgaste. Material e Métodos: 1) Extração proteica de dentina de coroa e raiz bovina e humana foi realizada (ácido cítrico a 0,87 M, pH 2,3) e testada por zimografia e atividades gelatinolíticas; 2) Voluntários (n=10) bochecharam chá verde ou água (1 min, 10 mL) entre os desafios erosivos (Coca-Cola, pH 2,6, 4x/dia/5 min, extraoralmente) e abrasivos. A abrasão (escova elétrica + dentifrício não fluoretado) foi realizada imediatamente ou 30 min depois da erosão por 30 s. O desgaste da dentina foi analisado por perfilometria (µm); 3 e 4) Voluntários (n=10-13) utilizaram dispositivos palatinos contendo 12 blocos de dentina e distribuídos aleatoriamente para 6 grupos, de acordo com o tipo de gel aplicado ou não (não tratado-NT). Os géis tinham composição idêntica, exceto pela presença de EGCG (400 µM), CHX (0,012%), FeSO4 (1 mM), flúor (NaF-1,23%) ou sem ativo (Placebo-P). Os géis foram ou não aplicados sobre os espécimes em fina camada e removidos depois de 1 min. A erosão (Coca-Cola, pH 2,6, 4x5min/dia, extraoralmente) foi realizada por 5 ou 10 dias, respectivamente. A cada dia, depois do primeiro e último desafios erosivos, os blocos eram (ERO) ou não escovados (ERO+ABR) por 15 s (escova elétrica + solução de dentifrício não fluoretado). O desgaste da dentina foi avaliado por perfilometria (µm) depois de 5 e 10 dias. 5) Dentina (n=45/grupo) foi desmineralizada com ácido cítrico (0,87 M, pH 2,3) por 36 h. Na sequência, foi ou não tratada (NT) com os mesmos géis descritos acima e estocada em saliva artificial (5 dias, 37ºC), contendo inibidores de protease EDTA-free e colagenase (Clostridium histolyticum, 238 U/mL). A degradação de colágeno foi analisada pelo conteúdo de hidroxiprolina (µg/mL) e o desgaste dentinário avaliado por perfilometria (µm, n=12/grupo,). Os dados foram analisados por ANOVA (p<0,05). Resultados: A dentina bovina mostrou ser um substrato confiável para estudos envolvendo atividades de MMPs. O chá verde reduziu o desgaste dentinário para todas as condições. A média de desgaste e de degradação de colágeno foi significativamente reduzida para os géis experimentais quando comparados aos géis NaF e P ou NT, em todos os protocolos testados. Para ERO, o desgaste não aumentou significativamente com tempo, enquanto que para ERO+ABR, foi observado um aumento significativo com o tempo para os gel de NaF e NT. Conclusão: O uso de bochecho com chá verde, bem como de um gel como veículo de aplicação de inibidores de MMP demonstrou reduzir consistentemente a degradação de colágeno e o desgaste e promoveu prevenção duradoura contra erosão e erosão mais abrasão em dentina. / The dentin degradation by matrix metalloproteinases (MMPs) can increase the progression of erosive lesions. Objectives: Five studies were conducted to evaluate: 1) The activity of MMPs in bovine and human dentin; 2) The effect of green tea rinse against dentin erosion/abrasion; 3 and 4) Gels containing MMP inhibitors (epigallocatechin-3-galatte-EGCG, chlorexidine-CHX and ferrous sulphate-FeSO4) to prevent dentin erosion alone or associated with abrasion, respectively, and 5) On collagen degradation and wear. Material and Methods: 1) Protein extraction from crown and root of bovine and human dentin was performed (0.87 M citric acid, pH 2.3) and tested by zymography and gelatinolytic activities; 2) Volunteers (n=10) rinsed with green tea or water (1 min, 10 mL) between the erosive (Coke, pH 2.6, 4x5min/day, extraorally) and abrasive challenges. The abrasion (electric toothbrush + fluoride-free toothpaste) was performed immediately or 30 min after erosion for 30 s. Dentin wear was analyzed by profilometry (µm); 3 and 4) Volunteers (n=10-13) wore palatal devices containing 12 bovine dentin blocks randomly allocated to 6 groups, according to the type of gels applied or not (not treated-NT). The gels had identical composition, except for the presence of EGCG (400 µM), CHX (0.012%), FeSO4 (1 mM), fluoride (NaF-1.23%) or not (Placebo-P). Gels were applied or not on specimens once in a thin layer and removed after 1 min. Erosion (Coke, pH 2.6, 4x5 min/day, extraorally) was performed for 5 or 10 days, respectively. Each day, after first and last erosive challenges, blocks were (ERO) or not brushed (ERO+ABR) for 15 s (electric toothbrush + fluoride-free toothpaste slurry). Dentin wear was evaluated by profilometry (µm) after days 5 and 10. 5) Demineralization of dentin (n=45/group) was performed with 0.87 M citric acid, pH 2.3, for 36 h. In sequence, dentin was or not (NT) treated with the same gels described above. Specimens were stored in artificial saliva (5 days, 37ºC), containing EDTA-free protease inhibitors and collagenase (Clostridium histolyticum, 238 U/mL). Collagen degradation was analyzed by hydroxyproline content (µg/mL) and dentin wear was evaluated by profilometry (µm, n=12/group). Data were analyzed by ANOVA (p<0.05). Results: Bovine dentin showed to be a reliable substrate for studies involving the activity of MMPs. Green tea significantly reduced the dentin wear for all conditions. The mean wear and collagen degradation was significantly reduced for the experimental gels when compared to NaF and P gels or NT in all protocols tested. For ERO, wear did not significantly increase with time, while for ERO+ABR, significant increase along time was observed for NaF, P and NT. Association between ERO and ABR was only able to significantly increase the wear at 10 days for NaF and NT. Conclusion: The use of green tea rinse and a gel as a vehicle to deliver MMP inhibitors to dentin was shown to consistently reduce collagen degradation and provide long-lasting prevention against dentin erosion and erosion plus abrasion.

Orientadores: Lourenço Correr Sobrinho, Mário Alexandre Coelho Sinhoreti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-18T00:18:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guarda_GuilhermeBottene_M.pdf: 2504078 bytes, checksum: 72f1d754db2ac04524c40271b35d7366 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O objetivo neste estudo foi investigar o efeito de diferentes tratamentos de superfície, fadiga mecânica e termociclagem na resistência da união à microtração da cerâmica IPS e.max (Ivoclar) e do cimento resinoso de ativação dupla. Métodos: 18 blocos de cerâmica (10 mm de comprimento x 7 mm de largura x 3 mm de espessura) foram confeccionados e divididos em 6 grupos (n=3): Grupos 1, 2 e 3 - jateamento por 5 segundos com partículas de óxido de alumínio de 50?m; Grupos 4, 5 e 6 - condicionamento com acido hidrofluorídrico à 10% por 20 segundos. O silano Rely X Ceramic Primer foi aplicado sobre todos os espécimes e seco por 5 minutos. Após, os blocos de cerâmica foram unidos à blocos de compósito restaurador Tetric N-Ceram (Ivoclar-Vivadent) com cimento resinoso RelyX ARC (3M ESPE), sob carga estática de 500 gf por 2 minutos. O excesso de cimento foi removido com micropincel e fotoativado por 160 segundos (40 s cada face) com um aparelho de LED (UltraLume 5, Ultradent). Os espécimes dos grupos 1 e 4 foram armazenados em água destilada a 37°C por 24 h. Nos grupos 2 e 5, os espécimes foram submetidos a 3.000 ciclos térmicos entre 5°C e 55°C. Para os grupos 3 e 6, os espécimes foram submetidos ao ensaio de fadiga mecânica por 100.000 ciclos com 2 Hz. Os espécimes foram seccionados perpendiculares a área de união para obtenção de palitos com área seccional de 1mm2 (25 palitos por grupo) e submetidos ao ensaio de resistência de união à microtração em máquina de teste universal (EZ Test - Shimadzu) com velocidade de 0,5 mm/min. Foi utilizado para verificar o padrão de fratura uma lupa estereoscópica (Olympus) com aumento de 40x. Os dados foram submetidos à Análise de Variância de 2 fatores e ao teste de Tukey (p<0,05). Os valores de resistência de união à microtração (MPa) foram: 26,9 ± 6,9, 22,2 ± 7,8 e 21,2 ± 9,1 para os Grupos 1 a 3 e 35,0 ± 9,6, 24,3 ± 8,9 e 23,9 ± 6,3 para os Grupos 4 a 6. O grupo controle submetido ao teste de fadiga e termociclado mostrou predominância de padrão de fratura adesiva para o tratamento de superfície com acido hidrofluorídrico a 10% e padrões adesiva e mista para tratamento de superfície com 50um de oxido de alumínio. Concluindo a fadiga e a termociclagem diminuíram significantemente a resistência de união à microtração para ambos os tratamentos de superfície das cerâmicas comparada ao grupo controle. Condicionamento com acido hidrofluorídrico a 10% aumentou a resistência de união à microtração para o grupo controle / Abstract: The aim of this study was to investigate the effect of surface treatments, mechanic fatigue and thermocycling tested on the microtensile bond strength of the ceramic IPS e.max Press (Ivoclar Vivadent) luted with dual-cured resin cement. Eighteen ceramic bars (10mm length x 7mm width x 3.0mm thickness) were fabricated, and divided into 6 groups (n=3): Groups 1, 2 and 3 - air particle abraded for 5 s with 50?m aluminum oxide particles; Groups 4, 5 and 6 - acid etched with 10% hydrofluoric acid for 20 s. Coupling agent silane was applied on to all bond surface specimens and allowed to dry for 5 s and the ceramic bars were bonded to a block of composite resin Tetric N-Ceram (Ivoclar-Vivadent) with Rely X ARC (3M ESPE) resin cement and placed under a 500 g static load for 2 min. The cement excess was removed with a disposable microbrush and 40 s light-activation (four activations) were performed using a LED curing unit (UltraLume LED 5, Ultradent). The specimens of the groups 1 and 4 were stored in distilled water at 37°C for 24 hours, groups 2 and 5 were submitted to 3,000 thermocycles between 5°C and 55°C and groups 3 and 6 submitted to a fatigue test for 100,000 cycles with 2 HZ. Specimens were sectioned perpendicular to the bonding area to obtain 1mm2 sectional area beams (25 beams per group) and submitted to a microtensile bond strength test in a universal testing machine (EZ Test - Shimadzu), at a crosshead speed of 0.5mm/min. The fracture specimens were observed under optical microscopy (Olympus) at a 40x magnification. Data were submitted to ANOVA and Tukey's test (p?0.05). Results: The microtensile bond strength values (MPa) were: 26.9 ± 6.9, 22.2 ± 7.8 and 21.2 ± 9.1 for G1-G3 and 35.0 ± 9.6, 24.3 ± 8.9 and 23.9 ± 6.3 for G4-G6. The control group, fatigue tested and thermocycled groups showed a predominance of failure adhesive for surface treatment with 10% hydrofluoric acid and adhesive and mixed for surface treatment with 50 ?m Al2O3. In conclusion the fatigue and thermocycling decreased significantly the microtensile bond strength for both ceramic surface treatments compared to control groups. Etching with 10% hydrofluoric acid increased the microtensile bond strength for the control group / Mestrado / Materiais Dentarios / Mestre em Materiais Dentários