Residual stress within the porcelain veneer of 3-unit zirconia fixed dental prostheses with different framework designs measured by nanoindentation / Estresse residual na porcelana de revestimento de próteses parciais fixas de 3 elementos com diferentes desenhos de infraestrutura mensurado por nanoendentação

ABSTRACT

The present study aimed to identify different concentrations of residual stress of surfaces of porcelain veneer (PV) fused to zirconia 3-unit fixed dental prostheses (FDPs) with even thickness and modified (lingual collar connected to proximal struts presenting 12 mm2 connector area) framework designs by nanoindentation method. Twenty-three FDPs replacing second premolar (PM) were fabricated and the cyclic loading was applied on twenty FDPs. Fractured, suspended and non-fatigued FDPs were selected and divided (n=3/each) into 1) Fractured even thickness (ZrEvenF); 2) Suspended even thickness (ZrEvenS); 3) Fractured with modified framework (ZrModF); 4) Suspended with modified framework (ZrModS); 5) Non-fatigued even thickness (Control). Moreover, the control group surfaces could be divided (n=3/each) into 6) Mesial PM abutment (MPMa); 7) Distal PM abutment (DPMa); 8) Buccal PM abutment (BPMa); 9) Lingual PM abutment (LPMa); 10) Mesial PM pontic (MPMp); 11) Distal PM pontic (DPMp); 12) Buccal PM pontic (BPMp); 13) Lingual PM pontic (LPMp); 14) Mesial molar abutment (MMa); 15) Distal molar abutment (DMa); 16) Buccal molar abutment (BMa); 17) Lingual molar abutment (LMa). The PV surfaces were nanoindented in regions of interest (ROI) 1, 2 and 3, which were 0.03 mm, 0.35 mm and 1.05 mm from outer PV surface surface towards the PV/framework interface, respectively. Each ROI received 5 nanoindentations with 10 µm of minimum separation loaded to a peak load 4 µN. The Linear Mixed Model test and Least Significant Difference (95%) were used. The statistical analysis among ZrEvenF, ZrEvenS, ZrModF, ZrModS, and Control groups showed differences (p=0.000) except for the comparison between ZrModS and Control group (p=0.371). Also, ROI 1, 2, and 3 were different (p<0.001) with higher residual stresses in outer PV regions relative to those closer to the framework. The comparison among crowns showed that pontic was different from premolar (p=0,001) and molar (p=0,007) abutments, always showing higher residual stress levels. When marginal ridges groups (MPMa, DPMa, MPMp, DPMp, MMa, DMa) were compared, the DMa group was different from DPMp (p=0,004) and MPMa (p=0,00) group, whereas MPMa was different among all groups. The residual stress of porcelain veneer FDPs was different between fractured and suspended FDPs regardless of the framework design; ROI 1, 2 and 3; and pontic and abutment crowns. Moreover, the proximal areas presented the highest concentration of residual stress. (AU)

RESUMO

O presente estudo teve como objetivo identificar diferentes concentrações de tensão residual de superfícies da cerâmica de revestimento (CR) de próteses parciais fixas de zircônia de 3 elementos (PPFs) com desenho da infraestrutura de espessura mínima e modificada (cinta lingual conectada aos postes proximais com 12 mm2 de área de conector) pelo método de nanoindentação. Vinte e três PPFs repondo segundo premolar (PM) foram confeccionados e o carregamento dinâmico foi aplicado em vinte PPFs. As PPFs fraturadas, suspensas e não fadigadas foram selecionadas e divididas (n=3/cada) nos seguintes grupos 1) Fraturadas com espessura mínima (ZrEvenF); 2) Suspensas com espessura mínima (ZrEvenS); 3) Fraturadas com infraestrutura modificada (ZrModF); 4) Suspensas com infraestrutura modificada (ZrModS); 5) Não fadigadas com espessura mínima (Controle). Além disso, as superfícies do grupo controle foram divididas (n=3/cada) nos seguintes grupos 6) Mesial do pilar PM (MPMa); 7) Distal do pilar PM (DPMa); 8) Vestibular do pilar PM (BPMa); 9) Lingual do pilar PM (LPMa); 10) Mesial do pôntico PM (MPMp); 11) Distal do pôntico PM (DPMp); 12) Vestibular do pôntico PM (BPMp); 13) Lingual do pôntico PM (LPMp); 14) Mesial do pilar molar (MMa); 15) Distal do pilar molar (DMa); 16) Vestibular do pilar molar (BMa); 17) Lingual do pilar molar (LMa). As superfícies da CR foram nanoendentadas nas regiões de interesse (ROI) 1, 2 e 3, a qual a distância da superfície externa da CR no sentido da interface CR/infraestrutura era de 0,03 mm, 0,35 mm e 1,05 mm, respectivamente. Cada ROI recebeu 5 nanoendentações com espaço mínimo de 10 µm para carregar até 4 µN. O teste modelo linear misto com diferença estatística mínima (95%) foi executado usando os valores de dureza. A análise estatística entre os grupos ZrEvenF, ZrEvenS, ZrModF, ZrModS, e Control apresentou diferenças (p=0.000) exceto para a comparação entre os grupos ZrModS e Control (p=0.371). Também, ROI 1, 2 e 3 foram diferentes (p<0.001). A comparação entre coroas mostrou que o pôntico foi diferente dos pilares pré-molar (p=0,001) e molar (p=0,007), sempre apresentando os maiores níveis de tensão. Quando os grupos das cristas marginais (MPMa, DPMa, MPMp, DPMp, MMa, DMa) foram comparadas, o grupo DMa foi diferente dos grupos DPMp (p=0,004) and MPMa (p=0,00), enquanto que o grupo MPMa foi diferente de todos os grupos. A tensão residual da cerâmica de revestimento foi diferente entre PPFs fraturadas e suspensas independente do desenho da infraestrutura; ROI 1, 2 e 3; e pônticos e pilares. Além disso, as áreas proximais apresentaram a maior concentração de tensão residual. (AU)