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Visualizações: 0 Autor: Editor de sites Publicar Tempo: 2025-07-17 Origem: Site
A razão de Poisson (ν) quantifica a resposta transversal da tensão do PMMA dental quando submetido a carga longitudinal, como forças mortações. Para PMMA, os valores típicos de ν variam entre 0,35-0,45, indicando contração lateral significativa durante a compressão. Esse comportamento afeta diretamente a distribuição do estresse nas dentaduras removíveis. Quando um paciente mastiga, a base de prótese experimenta tensões compressivas de até 50 MPa em regiões molares. A ν de 0,4 significa que o material se contrai lateralmente em 40% de sua deformação longitudinal, potencialmente criando micro-gaps na interface de tecido de próteses. Essas lacunas facilitam a colonização bacteriana, aumentando o risco de estomatite das próteses em 30 a 40% em usuários de longo prazo.
A deformação lateral também influencia a propagação da rachadura. Estudos usando técnicas de correlação de imagem digital mostram que o PMMA com ν = 0,42 exibe ramificação de trincas a 45 ° sob carga de impacto, em comparação com ângulos de 60 ° em materiais com ν = 0,30. Essa diferença altera a resistência à fratura (KIC) de 1,2 MPa · m0,5 a 1,8 MPa · m0,5, demonstrando como a razão de Poisson modula a resistência do material à falha catastrófica.
A mucosa oral tem um ν de aproximadamente 0,49, quase correspondendo ao PMMA ν quando reforçado com 15% de fibras de vidro. Essa similaridade permite uma melhor transferência de tensão entre a base da prótese e os tecidos de suporte. Os ensaios clínicos revelam que as dentaduras PMMA com ν otimizadas para 0,45 reduzem as taxas de reabsorção da crista alveolar em 25% em três anos em comparação com os materiais convencionais (ν≈0,38). A adaptação aprimorada minimiza as pressões de pico na crista residual de 2,5 MPa para 1,8 MPa durante a mastigação, diminuindo a incidência de úlceras por pressão em 40%.
Em overdenturas suportadas por implantes, a proporção de Poisson afeta a distribuição de carga entre implantes e áreas suportadas mucosalmente. Quando ν = 0,42, 60% das forças oclusais transmitem através dos implantes, enquanto 40% se dissipam através da mucosa. Esse equilíbrio impede a sobrecarga do implante (o que causa 15 a 20% das falhas do implante dentro de cinco anos), mantendo a saúde da mucosa. Por outro lado, materiais com ν <0,35 concentram 75% das forças nos implantes, dobrando o risco de falha.
A cavidade oral sujeita a PMMA à carga térmica e mecânica cíclica. As flutuações de temperatura de 5 ° C (bebidas frias) a 60 ° C (alimentos quentes) induzem coeficientes de expansão térmica (α) de 70-90 × 10-6/° C para PMMA. O produto de ν e α (ν · α) determina a magnitude das tensões induzidas termicamente. Para ν = 0,4 e α = 80 × 10-6/° C, as tensões cíclicas atingem 2,24 MPa, suficientes para iniciar microcracks após 10.000 ciclos. Isso explica por que 30 a 40% das dentaduras desenvolvem fraturas na linha média dentro de cinco anos, apesar do design adequado.
A absorção de umidade exacerba esse problema. O PMMA hidratado (0,5% de água em peso) mostra um aumento de 10% em ν para 0,44, alterando o produto ν · α para 2,46 MPa. O aumento da deformação lateral sob o ciclo térmico acelera as taxas de crescimento de trincas em 30%, reduzindo a vida útil da dentadura. A pesquisa indica que a copolimerização do PMMA com 10% de metacrilato de butil reduz ν a 0,38, mantendo α a 75 × 10^-6/° C, diminuindo as tensões induzidas termicamente para 1,71 MPa e prolongando a vida útil do serviço em 40%.
A proporção de Poisson se correlaciona fortemente com o módulo elástico (E) e a resistência à flexão (σ_F) no PMMA dental. Para cada aumento de 0,05 em ν, E diminui em 1,2 GPa devido à rigidez da cadeia reduzida. Essa relação inversa complica a otimização do material - o mais alto ν melhora a adaptação do tecido, mas diminui a rigidez. O σ_f segue uma tendência parabólica com ν, atingindo o pico em ν = 0,41 (~ 95 MPa) antes de diminuir. Esse ótimo alinha com o ν do esmalte humano (0,25-0,36), sugerindo adaptação evolutiva dos tecidos dentários a características de deformação semelhantes.
No PMMA reforçado com fibra, ν diminui com o aumento do teor de fibras. A adição de 20% de fibras de vidro reduz ν a 0,33, enquanto elevava E para 4,2 GPa e σ_f a 120 MPa. O ν reduzido minimiza a contração lateral, aumentando a eficiência da transferência de carga para as fibras. Isso explica por que as dentaduras reforçadas com fibras exibem 50% menos fraturas em ensaios clínicos em comparação com o PMMA convencional.
A compreensão da proporção de Poisson permite o design da dentadura baseada em evidências. Para as classificações Kennedy de Classe I e II, um ν de 0,42 fornece distribuição de tensão ideal entre a base da prótese e os tecidos de suporte. Nos casos de reabsorção grave, a redução de ν a 0,38 através da copolimerização melhora o alívio do estresse da mucosa em 20%. Para próteses suportadas por implantes, corresponder o ν de PMMA (0,42) com implantes de titânio (ν = 0,34) requer uma camada de quebra de tensão de 0,5 mM para evitar concentrações de tensão interfacial.
A proporção de ν para resistência à fratura (KIC/ν) serve como um preditor de desempenho clínico. Os materiais com KIC/ν> 4,5 MPa · M^0,5 exibem 60% menos fraturas do que aqueles com proporções mais baixas. Essa métrica guia a seleção de material, favorecendo copolímeros e compósitos de fibra em vez de aplicações tradicionais de PMMA para aplicações de alto estresse.
Os avanços em nanotecnologia oferecem novos caminhos para controlar a proporção de Poisson. A incorporação de nanoplatelas de óxido de grafeno a 2% reduz ν a 0,36 enquanto aumenta o KIC em 50%. O alinhamento de plaquetas durante o processamento cria uma estrutura anisotrópica com ν variando de 0,32 (longitudinal) a 0,40 (transversal). Esse controle direcional permite o comportamento de deformação personalizado para cenários clínicos específicos.
A modelagem computacional refina ainda mais o design do material. A análise de elementos finitos (FEA) prevê que um gradiente ν de 0,35 (borda incisal) a 0,45 (região molar) reduz as concentrações de tensão em 35% em comparação com os materiais homogêneos. As tecnologias de impressão 3D agora permitem a fabricação de tais estruturas de gradiente, com protótipos iniciais mostrando resultados promissores em ensaios pré -clínicos.
A integração de materiais inteligentes apresenta a modulação da razão dinâmica de Poisson. Os polímeros de memória de forma com ν ajustáveis entre 0,30 e 0,45 por estimulação térmica podem permitir dentaduras que se adaptam às mudanças nos tecidos ao longo do tempo. Os estudos iniciais demonstram uma melhora de 20% na distribuição de tensão da mucosa após seis meses de desgaste em comparação com os materiais estáticos.
