Comparação entre Reciproc Blue e quatro instrumentos réplicas: aspectos metalúrgicos, geometria, comportamento em torção e flexão / Comparison between Reciproc Blue and four replicalike instruments: metallurgical aspects, geometry, and behavior in torsion and flexion

A introdução da liga NiTi na endodontia proporcionou a fabricação de instrumentos com excelentes propriedades mecânicas, e uma das principais características é a possibilidade de alteração das temperaturas de transformação da liga, o qual pode possibilitar a presença de martensita em temperatura ambiente e consequentemente um efeito memória de forma. Entretanto, alguns dos sistemas comercializados atualmente possuem pouca ou nenhuma informação científica relatando suas propriedades mecânicas, características de design e métodos de fabricação. O objetivo deste trabalho foi comparar características geométricas, metalúrgicas e propriedades mecânicas (resistência à torção e flexão) de instrumentos Reciproc Blue (VDW, Munique, Alemanha), e quatro sistemas reciprocantes réplicas. Um total de 39 instrumentos de cada um dos sistemas reciprocantes, Reciproc Blue (RB), Prodesign R (PDR), V File (VF), V+ File (V+) e Univy One (UO) foram utilizados na pesquisa. O programa de Image J foi utilizado para mensuração dos diâmetros a cada milímetro da parte ativa e da área da seção transversal a 3 mm da ponta dos instrumentos. Imagens de MEV da parte ativa foram realizados para avaliar o acabamento superficial dos instrumentos. A composição atômica, fases presentes e temperaturas de transformação foram verificadas através de EDS, DRX e DSC, respectivamente. A flexibilidade foi aferida através de ensaios de dobramento até 45º conforme a especificação ISO 3630-1, e os ensaios de resistência à torção foram realizados de acordo com a especificação Nº28 ANSI/ADA. Todos os instrumentos apresentaram uma quantidade aproximadamente equiatômica de níquel e titânio. A análise qualitativa das fases cristalinas realizada através de ensaios de DRX, demonstrou a predominância de Fase R em todos os grupos, com exceção do grupo UO que apresenta uma mistura de fase R e martensita B19'. Na avaliação da área da seção, o instrumento RB obteve valores intermediários, os instrumentos PDR e V+ possuem menores valores e os instrumentos VF e UO possuem maiores valores. Observou-se grande impacto da geometria sobre as propriedades mecânicas, sendo que aqueles sistemas que apresentavam menor área que RB (PDR, V+) mostraram-se mais flexíveis e menos resistentes à torção (p<0.05), e o instrumento VF que teve maior área apresentou, como esperado, menos flexibilidade (p<0.05) e resistência torcional semelhante (p>0.05). A única exceção se deu com o sistema UO, que embora apresentasse uma maior área de seção, mostrou-se mais flexível e menos resistente à torção, provavelmente por influência da maior quantidade de martensita presente à temperatura ambiente. Nenhum dos instrumentos réplicas avaliados apresentaram características e comportamento mecânico iguais ao sistema padrão RB. Sugere-se que mais estudos devem ser realizados para a comparação do comportamento clínico destes instrumentos.

The introduction of NiTi alloy in endodontics has allowed the manufacturing of instruments with excellent mechanical properties, and one of the main characteristics is the ability to change alloy's transformation temperature, which can enable the presence of martensite at room temperature and consequently favor a shape memory effect. However, some of the currently marketed systems have limited or no scientific information regarding their mechanical properties, design characteristics, and manufacturing methods. The aim of this study was to compare the geometric characteristics, metallurgical aspects, and mechanical properties (torsional and flexural strength) of Reciproc Blue instruments (VDW, Munich, Germany) with four replica-like reciprocating systems. A total amount of 39 instruments from each reciprocating system, namely Reciproc Blue (RB), Prodesign R (PDR), V File (VF), V+ File (V+), and Univy One (UO), were used in the study. The Image J program was used to measure the diameters at every millimeter along the instruments active portion and the cross-sectional area at 3 mm from the instrument tip. SEM images of the active portion were obtained to evaluate the surface finishing of the instruments. Atomic composition, phases present, and transformation temperatures were determined through EDS, XRD, and DSC analyses, respectively. Flexibility was assessed by bending tests up to 45° according to ISO 3630-1 specifications, and torsional strength tests were performed according with ANSI/ADA Specification No. 28. All instruments exhibited an approximately equiatomic composition of nickel and titanium. Qualitative analysis of the crystalline phases using XRD tests demonstrated the predominance of the R-phase in all groups, except for the UO group, which exhibited a mixture of Rphase and B19' martensite. In terms of diameter and cross-sectional area evaluation, the RB instrument obtained intermediate values, while the PDR and V+ instruments had smaller values, and the VF and UO instruments had larger values. A significant impact of geometry on mechanical properties was observed, with systems exhibiting a smaller area than RB (PDR, V+) being more flexible and less torsion-resistant (p<0.05), and the VF instrument with a larger area showed, as expected, less flexibility (p<0.05) and similar torsional resistance (p>0.05). The only exception was the UO system, which, despite having a larger geometric configuration, exhibited greater flexibility and less torsional resistance, likely due to the higher amount of martensite present at room temperature. None of the replica-like instruments evaluated showed identical characteristics and mechanical behavior to the standard RB system. Further studies are suggested to compare the clinical performance of these instruments.

Biocomponents Based on Hydroxiapatite: Influence of Sterilization on the Mechanical Resistance / Biocomponentes à base de hidroxiapatita: Influência da esterilização na resistência mecânica

Abstract Objective This study aimed to evaluate the influence of sterilization on the compressive and flexural mechanical strength of hydroxyapatite-based biocomponents obtained through freeze-dried bovine bone, and its association with chitosan. Methods Freeze-dried bovine bone was processed into 100 μm particles and mixed with 50% of its weight in chitosan. The mixture was packed in metallic molds for preparing the specimens, and sterilized at 127°C using an autoclave for subsequent experimentation. The specimens were subjected to compression and flexion tests following norm 5833 of the International Organization for Standardization (ISO), with 6 × 12 mm cylindrical blocks (for compression tests) and 75 × 10 × 3.3 mm plates (for flexion tests) as samples. The samples were divided into four groups of 20 specimens each, with 10 for compression and 10 for flexion tests. Three groups were sterilized (autoclave, gamma rays, and ethylene oxide), whereas the fourth group (control) was not. The mechanical tests obtained from the different sterilization processes were compared using analysis of variance (ANOVA, p< 0.05), followed by the Tukey multiple comparison test of means, with a 95% confidence interval. Results The specimens presented mean compressive strengths of 10.25 MPa for the control group and 3.67 MPa, 9.65 MPa, and 9.16 MPa after ethylene oxide, gamma ray, and autoclave sterilization, respectively. Flexion test results showed an average resistance of 0.40 MPa in the control group, and 0.15 MPa, 0.17 MPa, and 0.30 MPa after ethylene oxide, gamma ray, and autoclave sterilization, respectively. There were statistically significant differences observed in the maximum compression of the ethylene oxide-sterilized group compared with that of the control group (p= 0.0002), gamma ray-sterilized (p= 0.0003), and the autoclaved (p= 0.0006) groups. There was a statistically significant difference in maximum flexion of the specimens sterilized by gamma rays when compared with the control group (p= 0.0245). However, low flexural strengths were observed in all specimens. Conclusion The autoclave sterilization group did not result in statistically significant differences in either compression or flexion strength tests. Thus, the autoclave proved to be the best sterilization option for the hydroxyapatite-based biocomponents in this study.

Resumo Objetivo O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da esterilização na resistência mecânica à compressão e flexão de biocomponentes à base de hidroxiapatita obtida a partir de osso bovino liofilizado e sua associação com quitosana. Métodos O osso bovino liofilizado foi processado em partículas de 100 μm e misturado à quitosana em proporção de 50% de seu peso. A mistura foi acondicionada em moldes metálicos para preparo dos espécimes e esterilizada a 127°C em autoclave para posterior experimentação. Os espécimes foram submetidos a ensaios de compressão e flexão seguindo a norma 5833 da International Organization for Standardization (ISO); os espécimes eram blocos cilíndricos de 6 × 12 mm (para ensaios de compressão) e placas de 75 × 10 × 3,3 mm (para ensaios de flexão). As amostras foram divididas em quatro grupos de 20 espécimes cada, sendo 10 para ensaios de compressão e 10 para ensaios de flexão. Três grupos foram esterilizados (por autoclavagem, raios gama e óxido de etileno), enquanto o quarto grupo (controle) não foi. Os testes mecânicos obtidos nos diferentes processos de esterilização foram comparados por análise de variância (ANOVA, p< 0,05) seguido pelo teste de comparação múltipla de médias de Tukey, com intervalo de confiança de 95%. Resultados Os espécimes apresentaram resistências médias à compressão de 10,25 MPa para o grupo de controle e 3,67 MPa, 9,65 MPa e 9,16 MPa após esterilização com óxido de etileno, raios gama e autoclavagem, respectivamente. Os resultados do teste de flexão mostraram uma resistência média de 0,40 MPa no grupo de controle, e 0,15 MPa, 0,17 MPa e 0,30 MPa após esterilização com óxido de etileno, raios gama e autoclavagem, respectivamente. A compressão máxima observada no grupo esterilizado com óxido de etileno foi estatisticamente diferente à obtida no grupo de controle (p= 0,0002), esterilizado com raios gama (p= 0,0003) e autoclavado (p= 0,0006). A flexão máxima dos espécimes esterilizados com raios gama foi estatisticamente diferente à observada no grupo de controle (p= 0,0245). No entanto, a resistência à flexão foi baixa em todos os espécimes. Conclusão A esterilização em autoclave não foi associada a diferenças estatisticamente significativas nos testes de compressão ou flexão. Assim, a autoclave foi a melhor opção de esterilização para os biocomponentes à base de hidroxiapatita neste estudo.

Avaliação in vitro da razão base/topo de dureza e da resistência de união push-out entre uma resina composta contendo diatomita e uma resina composta bulk-fill / In vitro evaluation of the base/top hardness ratio and push-out bond strength between a diatomite-containing composite resin and a bulk-fill composite resin

A escassez de dados científicos que validem os benefícios da diatomita para as propriedades físicas da resina composta Zirconfill® torna imperioso a realização de novos estudos, principalmente no tocante a utilização dessa resina contendo diatomita em restaurações semidiretas. Objetivo: Avaliar in vitro a polimerização e resistência de união entre uma resina composta contendo diatomita e de uma resina composta bulk-fill após 24 horas e após 06 meses de envelhecimento em água. Materiais e métodos: Foram utilizados 28 incisivos bovinos para produzir cavidades dentinárias cônicas (4,8 mm de diâmetro maior x 2,8 mm de diâmetro menor x 4 mm de espessura) e fator C de magnitude 3,1. Esses preparos cavitários (n=28) foram restaurados com as resinas compostas Filtek™ One Bulk-fill (BF) (3M ESPE) ou Zirconfill ® (ZF) (BM4), através da técnica semidireta, utilizando o sistema adesivo Single Bond Universal (3M ESPE) e o cimento resino dual Relyx™ Ultimate (3M ESPE). A análise da polimerização foi realizada através da razão base/topo (B/T) de dureza Vickers. E a resistência de união RU foi realizada através do teste de extrusão push-out em máquina de ensaio universal. As amostras foram armazenadas em água destilada a 37 ºC por 24 horas ou 06 meses, mas apenas a RU avaliou as amostras após 06 meses de envelhecimento. Os dados da B/T e da RU foram submetidos à análise de variância (ANOVA) a um e a dois critérios, respectivamente, com pós-teste de Tukey (p <0.05). Resultados: Não houve diferença estatisticamente significativa entre as resinas compostas na B/T. Para a RU, a resina composta ZF mostrou valores maiores do que a resina BF em ambos os tempos avaliados. Não houve diferença estatisticamente significativa de nenhuma resina na avaliação ao longo do tempo. Conclusão: A resina composta contendo diatomita mostrou-se promissora quando utilizada em restaurações semidiretas, visto que obteve resultados similar e até superior a resina composta bulk-fill (AU).

The scarcity of data validating scientific diatomite benefits for physical properties of Zirconfill® resin composite makes essential to develop new studies, especially regarding the use of this resin composite containing diatomite in semi-direct restorations. Aim: To evaluate in vitro the cure and bond strength between a resin composite containing diatomite and a bulk-fill resin composite after 24 hours and after 06 months of water storage. Materials and methods: Twenty-eight bovine incisors (n=28) were used to produce conical dentinal cavities (4,8 mm of larger diameter x 2,8 mm of smaller diameter x 4 mm of thickness) and C-factor of magnitude 3.1. These cavities were restored with Filtek™ One Bulk-Fill (BF) (3M ESPE) or Zirconfill® (ZF) (BM4) resin composites, through the semi-direct technique, using Scotchbond™ Universal (3M ESPE) adhesive system and Relyx™ Ultimate (3M ESPE) dual resin cement. The cure analysis was performed through bottom-to-top (B/T) ratio of vickers hardness, while bond strength (RU) was performed through the push-out test in a universal testing machine. The specimens were stored in distilled water at 37 ºC for 24 hours or 06 months, but only RU analyzed the specimens after 06 months aging. B/T and RU data were, respectively, submitted to one-way and two-way analysis of variance (ANOVA) with Tukey's post-test (p <0.05). Results: There was no statistically significant difference between the composite resins in B/T. For RU, the ZF composite resin showed higher values than the BF resin at both evaluated times. However, there was no statistically significant difference in resin composites over time. Conclusion: The resin composite containing diatomite showed promise when used in semi-direct restorations since it obtained similar or even superior results to bulk-fill resin composite (AU).

Evaluation of bond strength of self-adhesive resin composite repairs / Avaliação da resistência de união de reparos com resina composta auto-adesiva

ABSTRACT Objective: To evaluate the bond strength of repairs with the self-adhering flowable composite Vertise Flow (Kerr) and a conventional composite resin Filtek Z350 (3M ESPE) subjected to different surface treatments. Methods: Forty specimens were divided into four groups: ZV (Filtek Z350 + Vertise Flow, without prior treatment); ZAV (Z350 + Vertise Flow with prior treatment with Single Bond Universal Adhesive System (3M ESPE)); ZAZ (Filtek Z350 + Filtek Z350 with prior treatment with Single Bond Universal Adhesive System (3M ESPE)); VV (Vertise Flow + Vertise Flow, without prior treatment). After 15 days of storage, the specimens were subjected to microtensile tests (Kratos IKCL3-USB, SP, Brazil), with speed of 0.5 mm/min and 20kg load. For statistical analysis, ANOVA with Tukey tests were used (p < 5%). Results: The mean values of the bond strength were highest respectively in the groups: ZV (36.07 ± 37.63); ZAZ (24.04 ± 28.51); VV (19.39 ± 28.24) and ZAV (16.06 ± 15.66). The bond strength of the repairs between the groups presented satisfactory results. Conclusion: The self-adhesive composite resin Vertise Flow seems to be a viable and fast alternative for composite resins repairs.

RESUMO Objetivos: Avaliar a resistência de união dos reparos com resina composta auto-adesiva Vertise Flow (Kerr) e uma resina composta convencional Filtek Z350 (3M ESPE) submetida à diferentes tratamentos de superfície. Métodos: Quarenta amostras foram divididas em quatro grupos: ZV (Filtek Z350 + Vertise Flow, sem tratamento prévio); ZAV (Z350 + Vertise Flow com tratamento prévio com Sistema Adesivo Universal Single Bond (3M ESPE)); ZAZ (Filtek Z350 + Filtek Z350 com tratamento prévio com Sistema Adesivo Universal Single Bond (3M ESPE)); VV (Vertise Flow + Vertise Flow, sem tratamento prévio). Após 15 dias de armazenamento, as amostras foram submetidas ao teste de microtração (Kratos IKCL3-USB, SP, Brasil), com velocidade de 0,5 mm / min e carga de 20kg.Para análise estatística, foram utilizados os testes ANOVA com Tukey (p <5%). Resultados: Os valores médios da resistência de união foram maiores, respectivamente, nos grupos: ZV (36,07 ± 37,63); ZAZ (24,04 ± 28,51); VV (19,39 ± 28,24) e ZAV (16,06 ± 15,66). A resistência de união dos reparos entre os grupos apresentou resultados satisfatórios. Conclusão: A resina composta auto-adesiva Vertise Flow parece ser uma alternativa viável e rápida para reparos em restaurações com resinas compostas.

Alguns aspectos da mecânica das alças de retração ortodôntica / Some aspects of the mechanics of the orthodontic retraction springs

As alças de retração ortodôntica são comumente empregadas em sistema Edgewise por meio de uma abordagem seccional (ex.: retração de caninos) ou por meio de uma abordagem segmentada (ex.: retração dos dentes anteriores em conjunto). Estas alças podem modular a demanda de ancoragem, dependendo dos objetivos impostos pelo plano de tratamento. Neste trabalho são discutidas as propriedades mecânicas relacionadas ao projeto de alças de retração ortodôntica, o sistema de forças decorrente de sua conformação geométrica e ativação, e os métodos empregados para testá-las. Dentre as técnicas utilizadas na análise de uma alça, o Método dos Elementos Finitos (MEF) merece destaque. Embora seja baseado em modelos matemáticos, é uma ferramenta eficaz e não onerosa para a simulação computacional de um protótipo, podendo-se assim avaliá-lo antes de sua construção física. Já os métodos experimentais se aproximam mais da condição real, porém com custo mais elevado. A utilização em diferentes estágios de ambos os métodos é aconselhável para um melhor desenvolvimento e caracterização dos protótipos.

Retraction springs are commonly used in Edgewise mechanics in a sectional (e.g. canine retraction) or in a segmental approach (e.g. "en masse" anterior retraction). These springs can modulate the anchorage needs depending on the treatment plan objectives. In this work it is discussed the mechanical properties related to the spring's design, the force system originated by their geometric shape and activation, and the methods used to test them. Among the techniques used to analyze a retraction spring, it can be pointed out the Finite Element Method (FEM). Nevertheless the FEM is based on mathematical models, it is an efficient non-onerous way for computational simulation of a prototype, so it can be evaluated before its physical construction. On the other hand, the experimental methods are closer to real conditions, but they are more costly. The use of both methods in different stages is recommended for a better development and characterization of prototypes.