Resistência à fadiga cíclica de estruturas cerâmicas multilayers em modelos tradicionais e bioinspirados / Cyclic fatigue resistance of multilayer ceramic structures in traditional and bioinspired models

Este estudo avaliou a resistência à fadiga cíclica de estruturas em forma de disco cerâmico multicamada de configuração tradicional (T) e bionispirado em macroescala (B), cimentadas de forma adesiva ao substrato analógo à dentina. As amostras foram produzidas com zircônia (Ø = 10 mm, espessura = 0,5 mm) e cerâmica feldspática (Ø = 10 mm, espessura = 1,5 mm) e foram unidas com três técnicas diferentes (n = 15): Injeção (inj); com vidro de fusão Crystal Connect (cv) e técnica cimentada (cim). Para a configuração tradicional a zircônia foi a infraestrura sobre qual a cerâmica feldspática foi aderida. Para os bioinspirados, a zircônia foi a supraestrutura e a cerâmica feldspática foi a infraestrutura. Os discos foram cimentados em resina G-10 (Ø = 10 mm, espessura = 1,5 mm). As amostras foram testadas sob a abordagem de fadiga cíclica até apresentar alguma trinca observada por transluminação. O método stepwise: 20 Hz, seguidos por etapas incrementais de 200 N a cada 10 x 103ciclos, com carga inicial de 600 N até 2600 N com pistão de 40 mm de diâmetro e célula de carga de 5 KN (Instron Electropuls E 3000, Instron, Glenview, IL, EUA). Todas as amostras foram analisadas estereomicroscópio para determinar o tipo de falha e uma amostra representativa de cada grupo foi analisada no microscópio eletrônico de varredura (MEV). As configurações bioinspiradas testadas foram estatisticamente semelhantes (p > 0,05) e não aumentaram a sobrevivência à fadiga das estruturas comparadas com a técnica tradicional. A bioinspiração apresentou predominantemente trincas radias e únicas. A gradação do modulo elástico em macroescala e a configuração das estruturas. A utilização do conector vítreo se mostro favorável para diminuir das trincas no material análogo á dentina.

This study evaluated the cyclic fatigue resistance of multilayer ceramic discshaped structures of traditional configuration (T) and macroscale bionispirate (B), cemented adhesively to the substrate analogic to dentin. The samples were produced with zirconia (Ø = 10 mm, thickness = 0.5 mm) and feldspar ceramics (Ø = 10 mm, thickness = 1.5 mm) and were joined with three different techniques (n = 15): Injection (inj); with Crystal Connect melting glass (cv) and cemented technique (Cim). For the traditional configuration zirconia was the infraestrura on which the feldspathic ceramic was adhered. For the bioinspired, zirconia was the superstructure, and feldspathic ceramics was the infrastructure. The discs were cemented in G-10 resin (Ø = 10 mm, thickness = 1.5 mm). The samples were tested under the cyclic fatigue approach until some crack was observed by translumination. The stepwise method: 20 Hz, followed by incremental steps of 200 N every 10 x 103 cycles, with initial charge from 600 N to 2600 N (40 mm diameter piston) and 5 KN load cell (Instron Electropuls E 3000, Instron, Glenview, IL, USA). All samples were analyzed stereomicroscopically to determine the type of failure and a representative sample of each group was analyzed in the scanning electron microscope (SEM). The bioinspired configurations tested were statistically similar (p > 0.05) and did not increase the fatigue survival of the structures compared to the traditional technique. The bioinspiration presented predominantly radial and unique cracks. The use of the vitreous connector was favorable to decrease the cracks in the analogous dentin material.

The wear performance of glazed and polished full contour zirconia

Abstract This study evaluated the influence of zirconia surface finishes on the wear of an enamel analogue. 40 zirconia discs were divided into four groups: control (without finish); glazed; polished; polished and glazed. All samples were subjected to wear against steatite antagonists. The specimens underwent roughness, topographic, scanning electron microscopy (SEM) and wettability analyses. Quantitative wear measurements were performed on both steatites and discs. To measure wear of steatites the weight before and after the test and the diameter after the test were used. Profilometer measurements were performed to determine the wear on discs. Roughness, volumetric wear and mass loss were analyzed using the Kruskal-Wallis and Dunn tests (5%), while contact angle values were analyzed with One-way ANOVA and Tukey tests (5%). The polished group had the lowest roughness means, being statistically different from the other groups (p-value=0.0001). The glazed group presented the lowest steatite volumetric wear (p-value=0.0001), but not statistically different from the polished and glazed group, whereas these groups presented the highest zirconia volumetric wear, with statistically different (p-value=0.0002) compared to the others. SEM showed irregularities on the control groups surface, grooves on the polished group, and a homogeneous surface for the glazed group with a few pores. All groups presented contact angles lower than 90 degrees, characterizing hydrophilic surfaces. It can be concluded that just glazed zirconia caused less wear on the antagonist when compared to no finish and polished zirconia.

Resumo Este estudo avaliou a influência dos acabamentos superficiais da zircônia no desgaste de um análogo de esmalte. 40 discos de zircônia foram divididos em quatro grupos: controle (sem acabamento); glazeado; polido; polido e glazeado. Todas as amostras foram submetidas ao desgaste contra antagonistas de esteatita. Os espécimes foram submetidos à análise de rugosidade, topografia, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise de molhabilidade. Medidas quantitativas de desgaste foram realizadas nos antagonistas e nos discos de zircônia. Para medir o desgaste das esteatitas, foi mensurado o peso antes e depois do desgaste e o diâmetro após o teste. A análise de perfilometria mensurou o desgaste dos discos. Rugosidade, desgaste volumétrico e perda de massa foram analisados pelos testes de Kruskal-Wallis e Dunn (5%), enquanto os valores de ângulo de contato foram analisados com os testes One-way ANOVA e Tukey (5%). O grupo polido apresentou as menores médias de rugosidade, sendo estatisticamente diferente dos demais grupos (p-valor=0,0001). O grupo glazeado apresentou o menor desgaste volumétrico do antagonista (p-valor=0,0001), mas não foi estatisticamente diferente do grupo polido e glazeado, enquanto que esses grupos apresentaram o maior desgaste volumétrico da zircônia, com diferença estatisticamente diferente (p-valor=0,0002) em comparação com os outros. MEV mostrou irregularidades na superfície do grupo controle, sulcos no grupo polido e uma superfície homogênea para o grupo glazeado, com poucos poros. Todos os grupos apresentaram ângulos de contato menores que 90 graus, caracterizando superfícies hidrofílicas. Dentro das limitações deste estudo in vitro, é possível concluir que zircônia glazeada causou menos desgaste ao antagonista quando comparada a zircônia sem tratamento ou polida. Além disso, não foi encontrada diferença no desgaste do antagonista para os grupos de zirconia polida e controle.