Bonding of the Polymer Polyetheretherketone (PEEK) to Human Dentin: Effect of Surface Treatments

Abstract Polyetheretherketone (PEEK) is a material suitable for frameworks of fixed dental prostheses. The effect of different surface treatments on the bond strength of PEEK bonded to human dentin was evaluated. One hundred PEEK cylinders (3 mm×3 mm) were divided into five groups according to surface treatment: silica coating, sandblasting with 45 μm Al2O3 particles, etching with 98% sulfuric acid for 5, 30 and for 60 s. These cylinders were luted with resin cement onto 50 human molars. First, each tooth was embedded in epoxy resin and the buccal dentin surface was exposed. Then, two delimited dentin areas (Æ:3 mm) per tooth were etched with 35% phosphoric acid and bonded with a two-step self-priming adhesive system. After the luting procedure the specimens were stored in water (24 h/37 °C). Shear bond strength (SBS) was tested using a universal testing machine (crosshead speed 0.5 mm/min; load cell 50 kgf) and failure types were assessed. Stress data (MPa) were analyzed using the Kruskal-Wallis test. Comparison of the proportions of different failure types was performed using the Bonferroni method (p<0.05). Kruskal-Wallis demonstrated that differences among groups were not significant (p=0.187). Mean SBS were as follows: silica coating, 2.12±1.12 MPa; sandblasting, 2.37±0.86 MPa; sulfuric acid 5 s, 2.28±1.75 MPa; sulfuric acid 30 s, 1.80±0.85 MPa; sulfuric acid 60 s, 1.67±0.94 MPa. Adhesive and mixed failures were predominant in all groups. Both physical and chemical surface treatments produced adhesion between PEEK, resin cement and dentin.

Resumo O poli-éter-éter-cetona (PEEK) é um material indicado para as estruturas de próteses parciais fixas. O efeito de diferentes tratamentos de superfície na resistência de união entre PEEK e dentina humana foi avaliado. Cem cilindros de PEEK (3 mm×3 mm) foram divididos em cinco grupos de acordo com tratamento de superfície: silicatização, jateamento com partículas de Al2O3 45 µm, condicionamento com ácido sulfúrico 98% por 5, 30 e 60 s. Esses cilindros foram cimentados com cimento resinoso em cinquenta molares humanos. Primeiro, cada dente foi incluído em resina epóxica e a superfície dentinária vestibular foi exposta. Depois, duas áreas (Æ:3 mm) em dentina/por dente foram delimitadas, condicionadas com ácido fosfórico a 35% e receberam aplicação de um sistema adesivo de dois passos. Após o procedimento de cimentação, as amostras foram armazenadas em água (24 h/37 °C). A resistência da união ao cisalhamento (SBS) foi testada em uma máquina universal de ensaios (velocidade 0,5 mm/min; célula de carga 50 kgf), e foram avaliados os tipos de falha. Os dados de tensão (MPa) foram analisados pelo teste de Kruskal-Wallis. A comparação das percentagens de diferentes tipos de falha foi realizada utilizando o método de Bonferroni (p<0,05). O teste de Kruskal-Wallis demonstrou que as diferenças entre os grupos não foram significantes (p=0,187). As médias de SBS foram: silicatização, 2,12±1,12 MPa; jateamento, 2,37±0,86 MPa; ácido sulfúrico por 5 s, de 2,28±1,75 MPa; ácido sulfúrico por 30 s, 1,80±0,85 MPa, ácido sulfúrico por 60 s, 1,67±0,94 MPa. Falhas adesivas e mistas foram predominantes em todos os grupos. Ambos tratamentos de superfície, físicos e químicos, promoveram adesão entre PEEK, cimento resinoso e dentina.

Efeito de duas técnicas de gradação da zircônia no limite de fadiga de próteses parciais fixas monolíticas de três elementos / Effect of two grading zirconia techniques on the fatigue limit of fullcontour 3-unit fixed dental prothesis

O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos de duas técnicas de gradação da zircônia no limite de fadiga de próteses parciais fixas (PPFs) de 03 elementos. Blocos pré-sinterizados de 3Y-TZP (zircônia policristalina parcialmente estabilizada por 3% mol de ítria) foram fresados para obter 69 PPFs, que foram divididas em 3 grupos (n = 23). O grupo controle (CTL) foi sinterizado e glazeado odedecendo os parâmetros usuais. Nos dois grupos experimentais as PPFs receberam sílica/vidro antes da sinterização. O grupo sílica sol-gel (SSG) foi graduado pela rota de processamento sol-gel, enquanto o grupo vidro-zircônia-vidro (GZG) foi graduado pela técnica de suspensão (slurry). Os grupos graduados não receberam a camada de glaze após a sinterização. Todas as PPFs foram cimentadas nos pilares de compósito com cimento resinoso de dupla polimerização, incluídas em poliuretano e armazenadas em água por cinco dias. A carga inicial do teste de fadiga foi calculada com base nos resultados do ensaio monotônico de três amostras de cada grupo. Para determinar o limite de fadiga 20 amostras de cada grupo foram submetidas ao método da escada ou staircase (100.000 ciclos/5 Hz). Os limites de fadiga (em Newton) foram: CTL = 1607,27; SSG = 1824,31; GZG = 2006,57 e o teste de Dixon e Mood indicou diferença estatística entre os grupos (intervalo de confiança de 95%). As infiltrações de sílica e vidro no corpo da zircônia, por dois diferentes métodos de gradação, aumentaram o limite de fadiga de PPFs em zircônia monolítica(AU)

The aim of this study was to evaluate the effects of two grading zirconia techniques on the fatigue limit of 3-unit fixed dental prostheses (FDPs). Presintered blocks of 3YTZP (3 mol% yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal) were milled to obtain sixty-nine 3-unit FDPs, which were divided into three groups (n = 23). The control group (CTL) was sintered and glazed following the usual parameters. In the two experimental groups presintered FDPs received silica/glass before sintering. Silica sol-gel group (SSG) was graded by the sol-gel processing route, while the glasszirconia-glass group (GZG) was graded by a slurry technique. Graded groups did not receive a glaze layer after sintering. All FDPs were then luted with a dual-curing resin cement on composite abutments, embedded in polyurethane and stored in water for five days. The initial load of the fatigue test was calculated based on the results of the monotonic testing applied on three specimens of each group. To determine the fatigue limit, 20 samples of each group were subjected to staircase testing (100,000 cycles/5 Hz). The fatigue limits (in Newtons) were CT = 1607.27, SSG = 1824.31, and GZG = 2006.57, and the Dixon and Mood test indicated statistically significant differences among groups (95% confidence interval). The infiltration of silica and glass on zirconia bulk, by two different grading methods, increased the fatigue limits of monolithic zirconia FDPs(AU)