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Vengono condotte analisi numeriche mediante il metodo agli elementi finiti (FEM) al fine di valutare lo stato di sforzo che si genera all’interno di protesi in materiale ceramico come conseguenza dell’applicazione di sollecitazioni termo-meccaniche, al fine di simulare il caricomasticatorio e gli effetti indotti dai processi termici di produzione delle protesi.

L’analisi FEM ha permesso di valutare le tensioni residue all’interfaccia zirconia-rivestimento, per ciascuna delle otto ceramiche da rivestimento estetico selezionate, che si generano nel sistema bi-materiale durante il processo termico di produzione, per via dei differenti coefficienti di espansione termica (CET) tra i due materiali.

L’analisi FEM permette di valutare la concentrazione delle tensioni in relazione alla configurazione geometrica definita virtualmente tramite tecniche CAD in fase progettuale. Pertanto è possibile ottimizzare tale fase, modificando per esempio gli spigoli vivi con adeguati raggi di raccordo, in modo da limitare il più possibile l’accumulo di tensioni che potrebbero compromettere la resistenza della protesi.

Le prove di resistenza meccanica permettono di stabilire il livello di resistenza dei materiali oggetto della ricerca, mediante l’esecuzione di prove standard di flessione su tre punti sulla base della normativa ISO 6872.

E’ analizzata la resistenza meccanica della ceramica a base di zirconia e gli effetti dei processi di lavorazione del materiale comunemente eseguiti durante la produzione di protesi fisse con tecniche CAD/CAM. In particolare, sono analizzati gli effetti della rugosità superficiale e del processo di colorazione, eseguito utilizzando un liquido commerciale.

Le prove Vickers permettono di misurarela durezza superficiale del substrato in ossido dizirconio oltre che del sistema substrato-rivestimento. La microdurezza costituisce un parametromeccanico fondamentale per i componenti soggetti a carichi superficiali, e particolarmente perquelli rivestiti, come le protesi dentali; essa infatti costituisce una misura della capacità delrivestimento di resistere ad azioni meccaniche concentrate, come quelle che avvengono durante lafase di masticazione, oltre che della resistenza all’usura.

Le proprietà elastiche dei materiali oggetto della ricerca, ed in particolare i moduli di Young, sono stati determinati mediante l’esecuzione di prove standard di flessione su provini asezione rettangolare opportunamente preparati. Tali proprietà giocano un ruolo di fondamentaleimportanza e la loro conoscenza consente di descrivere il comportamento meccanico della protesirisultando, pertanto, essenziale in fase di progettazione.

Vengono condotte prove di caratterizzazione a frattura mediante l’utilizzo di provini a sezionerettangolare contenenti un difetto laterale (SENB – Single EdgeNotchBeam), soggetti a flessione sutre punti.

Tali prove hanno permesso di valutare la tenacità a frattura della zirconia e delle ottoceramiche da rivestimento estetico selezionate. La tenacità a frattura costituisce, infatti, unparametro fondamentale nell’ambito della caratterizzazione meccanica dei materiali, ed in particolarmodo per i materiali che esibiscono un comportamento elastico e lineare fino alla rottura. Taleparametro fornisce indicazioni in merito alla resistenza meccanica di componenti in cui sonopresenti difetti di tipo acuto, che normalmente esibiscono valori del carico di rottura ben inferiori aivalori nominali di resistenza del materiale.

Vengono eseguite prove di citocompatibilità sulla zirconia e sulle ceramiche da rivestimentoestetico, mediante l’osservazione dell’accrescimento in coltura su provini di biomaterialiopportunamente preparati per differenti periodi di esposizione e in condizioni standard di mezzo dicoltura, pH, pCO2e temperatura.

Vengono condotte prove di resistenza meccanica su otto differenti tipologie di protesi,caratterizzate da differenti valori della breccia edentula e altezza dei monconi. In particolare, vengono eseguite prove di flessione sulle protesi, utilizzando apparecchiature di carico opportunamenteprogettate e realizzate.