Characterization of Conventional and High-Translucency Y-TZP Dental Ceramics Submitted to Air Abrasion

Abstract This study evaluated the effect of air-abrasion on t®m phase transformation, roughness, topography and the elemental composition of three Y-TZP (Yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal) dental ceramics: two conventional (Lava Frame and IPS ZirCad) and one with high-translucency (Lava Plus). Plates obtained from sintered blocks of each ceramic were divided into four groups: AS (as-sintered); 30 (air-abrasion with 30 mm Si-coated Al2O3 particles); 50 (air-abrasion with 50 mm Al2O3 particles) and 150 (air-abrasion with 150 mm Al2O3 particles). After the treatments, the plates were submitted to X-ray diffractometry; 3-D profilometry and SEM/EDS. The AS surfaces were composed of Zr and t phases. All treatments produced t®m phase transformation in the ceramics. The diameter of air-abrasion particles influenced the roughness (150>50>30>AS) and the topography. SEM analysis showed that the three treatments produced groove-shaped microretentions on the ceramic surfaces, which increased with the diameter of air-abrasion particles. EDS showed a decrease in Zr content along with the emergence of O and Al elements after air-abrasion. Presence of Si was also detected on the plates air-abraded with 30 mm Si-coated Al2O3 particles. It was concluded that irrespective of the type and diameter of the particles, air-abrasion produced t®m phase transformation, increased the roughness and changed the elemental composition of the three Y-TZP dental ceramics. Lava Plus also behaved similarly to the conventional Y-TZP ceramics, indicating that this high translucency ceramic could be more suitable to build monolithic ceramic restorations in the aesthetic restorative dentistry field.

Resumo Este estudo avaliou o efeito da abrasão a ar na transformação de fase t®m, na rugosidade, topografia e composição elementar de três cerâmicas Y-TZP (Zircônia tetragonal policristalina estabilizada por ítrio): duas convencionais (Lava Frame e ZirCad) e uma de alta translucidez (Lava Plus). Placas obtidas de blocos sinterizados de cada cerâmica foram divididos em quatro grupos: AS (pré-sinterizado); 30 (jateamento com partículas de Al2O3 de 30 mm cobertas com Si); 50 (jateamento com partículas de Al2O3 de 50 mm) e 150 (jateamento com partículas de Al2O3 de 150 mm). Após os tratamentos, as placas foram submetidas à difratometria de Rx, perfilometria 3-D e microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva de Rx (SEM/EDS). As superfícies pré-sinterizadas apresentaram predominantemente Zr e fase tetragonal. Todos os tratamentos superficiais produziram transformação t®m nas cerâmicas avaliadas. A topografia e a rugosidade foram influenciadas pelo diâmetro das partículas abrasivas (150>50>30>AS). A análise através de SEM mostrou que os três tratamentos produziram fendas retentivas nas superfícies das cerâmicas, por influência do tamanho das partículas. A análise através de EDS mostrou uma diminuição da concentração de Zr, paralela ao surgimento de O e Al, após o jateamento. No grupo tratado com partículas de Al2O3 de 30 mm cobertas com Si foi também observado um aumento de Si após o jateamento. Concluiu-se que, independente do tipo e do diâmetro das partículas, o jateamento produziu transformação t®m, aumentou a rugosidade e alterou a composição elementar das cerâmicas avaliadas. A Lava Plus apresentou comportamento semelhante às cerâmicas convencionais, indicando que esta cerâmica de alta translucidez pode ser mais adequada à confecção de restaurações monolíticas no campo da odontologia estética restauradora.

Influência do tempo de condicionamento ácido na alteração superficial, resistência de união e compressão da cerâmica de dissilicato de lítio / Influence of etching time on the superficial alterations, bond strength and compression resistence of lithium disilicate ceramic

Este estudo in vitro propôs analisar os padrões de condicionamento da superfície da cerâmica a base de dissilicato de lítio após três tempos de condicionamento com ácido fluorídrico a 10%, a influência desses tempos na resistência ao cisalhamento de cilindros cerâmicos e à compressão de placas cerâmicas cimentadas em esmalte de dentes bovinos. Para análise de superfície foram utilizadas 36 placas de cerâmica (IPS e.max Press), sem tratamento e condicionadas por 10s, 20s e 60s (E0,E10,E20,E60; n=3), observadas em MEV, energia dispersiva espectroscópica (EDS) e perfilômetro. Para o teste de resistência de união, 180 cilindros cerâmicos (2mm diâmetro x 2mm comprimento; n=20) foram condicionados e cimentados (80 m de espessura) com RelyX ARC em esmalte variando os sistemas adesivos {Silano+Single Bond (S); RelyX Ceramic Primer Silano +Single Bond (R); Single Bond Universal (U)}, obtendo-se os grupos: E10S, E20S, E60S, E10R, E20R, E60R, E10U, E20U e E60U. Após 24h realizou-se o teste de cisalhamento (EMIC, 0,5mm/min, 50Kgf). O teste de compressão ao esmalte (Kratos, 0,5mm/min 50Kgf) foi realizado após 24h da cimentação de 60 placas cerâmicas quadradas (5x5mm com 1mm de espessura; n=10), condicionadas e cimentadas (RelyX ARC, 80m) variando os sistemas adesivos R e U (10R, 20R, 60R, 10U, 20U e 60U). Os resultados da análise em MEV mostraram que foi mantido o mesmo padrão de condicionamento, porém, mais evidenciado com o aumento do tempo de tratamento. A quantidade de sílicio observada em EDS foi: E0:24,73% < E10:61,10% < E20:67,50% = E60:67,54% e a rugosidade: E0: 6,25 m < E10: 10,6m < E20: 12,0m < E60: 18,0m. Para os resultados dos ensaios de cisalhamento foi usado um modelo linear generalizado, com distribuição normal para a variável resposta e função de ligação do tipo raiz quadrada. Para compressão, usamos um modelo linear normal. Em ambos os casos, a hipótese de normalidade dos desvios foi verificada a partir do Q-Q Plot e do Teste de Kolmogorov-Smirnov. Para os testes de cisalhamento (MPa), independente do tempo de condicionamento, o grupo S apresentou os menores valores, enquanto os grupos R e U apresentaram valores semelhantes (E10S:84,2±7,2A/a, E10R:124,4±7,9A/b, E10U:117,2±7,8A/b, E20S:102,3±7,6B/a, E20R:146,2±8,2B/b, E20U:138,4±7,9B/b, E60S:107,2±7,8B/a, E60R:152,1±8,1B/b, E60U:144,1±8,1B/b). Para o teste de compressão (N), os valores Médios foram: 10R:869,8±122a, 10U:879,3±159a, 20R:795,0±219ab, 20U:852,3±227ab, 60R:772,7±162b, 60U:704,0±235b. O aumento do tempo de condicionamento da superfície da cerâmica a base de dissilicato de lítio aumentou a rugosidade superficial, não demonstrou diferença significativa da resistência de união de 20s par 60s, e apresentou leve diminuição para resistência de compressão.(AU)

The present in vitro study aimed to analyze the etching patterns of lithium disilicate based ceramic after three etching times with 10% hydrofluoric acid, and the influence of these times on the shear bond strength of ceramic cylinders and compression resistance of ceramic plates cemented to bovine enamel teeth. For the surface analysis, 36 ceramic plates (IPS e.max Press) were used untreated and etched for 10s, 20s and 60s (E0, E10, E20, E60; n = 3), as observed in SEM, energy dispersive spectroscopy (EDS) and profilometry. For the bond strength test, 180 ceramic cylinders (2x2mm; n = 20) were etched and cemented with RelyX ARC (80 m thick) on the enamel varying adhesive systems {Silane + Single Bond (S); RelyX Ceramic Primer Silane + Single Bond (R); Single Bond Universal (U)}, yielding the groups: E10S, E20S, E60S, E10R, E20R, E60R, E10U, E20U and E60U. After 24h, the shear bond strength test was performed (EMIC, 0.5 mm/min, 50Kgf). The ceramic compression test (Kratos, 0.5 mm/min, 50Kgf) was performed 24h after etching and cementing (RelyX ARC, 80m) 60 square ceramic plates (5x5mm, 1mm thick; n = 10), varying R and U adhesive systems (10R, 20R, 60R, 10U, 20U and 60U). The same pattern of damage was maintained as seen in the SEM analysis, however, it worsened with increasing the etching time. The amounts of silicium seen on EDS were: E0: 24.73%

Influence of composite resins volume and C-factor on theshrinkage polymerization stress / Influência do volume das resinas compostas e do fator-C na tensão da contração de polimerização

Composite polymerization contraction isan inherent process of chemical and light composite resin activation. Consequently, this fact has been associated to potential clinical problems. The aim of the present in vitro study was to evaluate the volumeand C-factor influence on chemical and light-curing composite resin polymerization shrinkage stress, using a non-rigid method that there by provide slower stress values, causing a minimal deflection inload cell. Material and Method: The contractionforces of the Z-250 and Concise composite resins during polymerization were recorded in an UTMin two experiments. In the first experiment, the composite Z-250 was inserted in a single increment, polymerized for 20s and the forces generated were recorded for 120s. In the second experiment, a pairof rectangular steel plates (3x2mm) and two squaresteel plates (2x2mm), with varied heights (2; 3 mm,respectively), were used to determine the C-factor(0.6; 0.3) influence. Results: The polymerizedZ-250 results showed that the volume variations, independent of the C-factor, had a direct influenceon the shrinkage stress, different from the Concise, which was influenced by the C-factor. Conclusion: This study showed that a higher volume of composite resins determines an increase in the shrinkage stressof light-curing composites...

Contração de polimerização é um processo inerente das resinas compostas de ativação química e fotoativada. Consequentemente, esse fato tem sido associado a potenciais problemas clínicos. O objetivo do presente estudo in vitro foi avaliar a influência do volume e do fator-C na tensão da contração de polimerização em resinas química e fotoativada, utilizando um método não rígido que, dessa forma, fornece valores baixos de tensão, causando mínima deflexão na célula de carga. Material e Métodos: As forças de contração das resinas compostas Z-250 e Concise durante a polimerização foram registradas em uma UTM, dividida em dois experimentos. No primeiro experimento, a resina Z-250 foi inserida em um único incremento, polimerizada por 20 s e as tensões geradas foram registradas durante 120 s. No segundo estudo, um par de placas retangulares de aço (3x2 mm) e duas placas de aço quadradas (2x2mm), variando a altura (2 e 3 mm, respectivamente),foram usadas para determinar a influência do fator-C(0,6 e 0,3). Resultados: Os resultados da resina fotopolimerizável Z-250 mostraram que as variações do volume, independente do fator-C teve uma influência direta sobre a tensão de polimerização,diferente da Concise, a qual foi influenciada pelo fator-C. Conclusão: Esse estudo mostrou que um volume maior de resina composta determina um aumento na tensão de contração de polimerização...