ISSN 2594-5327
79º Congresso Anual da ABM - Internacional — Vol. 79 , num. 79 (2026)
Título
Autoria
DOI
Downloads
Resumo
Os biomateriais cerâmicos apresentam ampla aplicação em odontologia, ortopedia e engenharia tecidual devido à sua elevada dureza, resistência ao desgaste, estabilidade química, biocompatibilidade e desempenho estético. Entretanto, sua natureza predominantemente frágil ainda representa uma limitação importante para aplicações clínicas sujeitas a carregamentos mecânicos, uma vez que a baixa tenacidade à fratura pode favorecer a propagação instável de trincas e a falha catastrófica de dispositivos biomédicos. Nesse contexto, este artigo de revisão tem como objetivo discutir as principais estratégias de tenacificação aplicadas a biomateriais cerâmicos, com ênfase nos mecanismos capazes de aumentar a resistência à propagação de trincas por meio da engenharia microestrutural. São abordados mecanismos intrínsecos e, principalmente, extrínsecos de tenacificação, incluindo transformação de fase induzida por tensão em cerâmicas à base de zircônia, reforço por segunda fase, adição de partículas, fibras e whiskers, deflexão e bifurcação de trincas, ponteamento, pull-out, microtrincamento, controle do tamanho de grão e modificação de interfaces. A literatura indica que a tenacificação de cerâmicas depende não apenas da composição do material, mas também do controle da distribuição dos reforços, da estabilidade de fases, da qualidade das interfaces e das rotas de processamento. Além disso, tecnologias de fabricação e consolidação capazes de produzir microestruturas mais controladas têm ampliado as possibilidades de desenvolvimento de cerâmicas biomédicas com melhor desempenho mecânico. Conclui-se que a combinação racional entre mecanismos de blindagem da ponta da trinca, controle microestrutural e requisitos biológicos é essencial para o avanço de biomateriais cerâmicos mais seguros, duráveis e adequados às aplicações clínicas.Palavras-chave: Biomateriais cerâmicos; Tenacificação; Engenharia microestrutural; Zircônia. METHODS FOR TOUCHING COMMERCIAL CERAMIC BIOMATERIALS Abstract Ceramic biomaterials are widely used in dentistry, orthopedics, and tissue engineering due to their high hardness, wear resistance, chemical stability, biocompatibility, and favorable aesthetic performance. However, their predominantly brittle nature remains an important limitation for clinical applications subjected to mechanical loading, since low fracture toughness may favor unstable crack propagation and catastrophic failure of biomedical devices. In this context, this review aims to discuss the main toughening strategies applied to ceramic biomaterials, with emphasis on mechanisms capable of increasing resistance to crack propagation through microstructural engineering. Intrinsic and, mainly, extrinsic toughening mechanisms are addressed, including stress-induced phase transformation in zirconia-based ceramics, second-phase reinforcement, addition of particles, fibers and whiskers, crack deflection and bifurcation, crack bridging, pull-out, microcracking, grain size control, and interface modification. The literature indicates that ceramic toughening depends not only on material composition, but also on the control of reinforcement distribution, phase stability, interface quality, and processing routes. In addition, fabrication and consolidation technologies capable of producing more controlled microstructures have expanded the possibilities for developing biomedical ceramics with improved mechanical performance. It is concluded that the rational combination of crack-tip shielding mechanisms, microstructural control, and biological requirements is essential for the advancement of safer, more durable ceramic biomaterials suitable for clinical applications.
Ceramic biomaterials are widely used in dentistry, orthopedics, and tissue engineering due to their high hardness, wear resistance, chemical stability, biocompatibility, and favorable aesthetic performance. However, their predominantly brittle nature remains an important limitation for clinical applications subjected to mechanical loading, since low fracture toughness may favor unstable crack propagation and catastrophic failure of biomedical devices. In this context, this review aims to discuss the main toughening strategies applied to ceramic biomaterials, with emphasis on mechanisms capable of increasing resistance to crack propagation through microstructural engineering. Intrinsic and, mainly, extrinsic toughening mechanisms are addressed, including stress-induced phase transformation in zirconia-based ceramics, second-phase reinforcement, addition of particles, fibers and whiskers, crack deflection and bifurcation, crack bridging, pull-out, microcracking, grain size control, and interface modification. The literature indicates that ceramic toughening depends not only on material composition, but also on the control of reinforcement distribution, phase stability, interface quality, and processing routes. In addition, fabrication and consolidation technologies capable of producing more controlled microstructures have expanded the possibilities for developing biomedical ceramics with improved mechanical performance. It is concluded that the rational combination of crack-tip shielding mechanisms, microstructural control, and biological requirements is essential for the advancement of safer, more durable ceramic biomaterials suitable for clinical applications.
Palavras-chave
Biomateriais cerâmicos, Tenacificação, Engenharia microestrutural, Zircônia
Ceramic biomaterials, Toughening, Microstructural engineering, Zirconia
Como citar
Luca, Marcella Paiva Gnevkovsky de; Elias, Carlos Nelson; Ribeiro, Késia Simões; Martins, Ariany Antunes; Silva, Gabriela Leal Estevez dos Santos.
Métodos de tenacificação de biomateriais cerâmicos comerciais,
p. 4047-4058.
In: 79º Congresso Anual da ABM - Internacional,
São Paulo, SP - Brasil,
2026.
ISSN: 2594-5327, DOI 10.5151/2594-5327-44374
