Influence of Thermal Cycles Number on Bond Strength of Metallic Brackets to Ceramic

ABSTRACT

Abstract The aim of this study was to evaluate the effect of different number of thermal cycles on the shear bond strength (SBS) of metallic orthodontic brackets bonded to feldspathic ceramic by a composite resin. Twenty-five ceramic cylinders were etched with 10% hydrofluoric acid for 60 s and received two layers of silane. Brackets were bonded to the cylinders using Transbond XT and assigned to 5 groups (n=5) Group 1 - Control group (without thermal cycling); Group 2 - 500 thermal cycles; Group 3 - 5,000 thermal cycles; Group 4 - 7,000 thermal cycles and Group 5 - 10,000 thermal cycles. Light-activation was carried out by Radii Plus LED. SBS testing was carried out after 24 h of storage in deionized water and thermal cycling (5/55 oC and 30 s dwell time). Five brackets were bonded to each cylinder, totalizing 25 brackets for each group. Data were submitted to one-way ANOVA and Tukey’s test (α=0.05). The Adhesive Remnant Index (ARI) was evaluated at 8× magnification. The SBS (MPa) of control group (9.3±0.8), 500 (9.0±0.7) and 5,000 (8.4±0.9) thermal cycles were significantly higher than those after 7,000 (6.8±0.6) and 10,000 (4.9±1.0) thermal cycles (p<0.05). The ARI showed a predominance of Scores 0 (adhesive failure) prevailed in all groups, as shown by the ARI, with increased scores 1 and 2 (mixed failures) for control group and 500 thermal cycles. In conclusion, thermal fatigue may compromise the bonding integration between metallic brackets and ceramic restorations. For in vitro testing, use of at least 7,000 cycles is advised to result in significant fatigue on the bonding interface.

RESUMO

Resumo O objetivo neste estudo foi avaliar o efeito de diferentes números de ciclos térmicos na resistência da união de braquetes metálicos à cerâmica feldspática usando resina composta. Vinte e cinco cilindros de cerâmica foram condicionados com ácido fluorídrico a 10% por 60 s e duas camadas de silano. Braquetes foram fixados nos cilindros usando Transbond XT e depois separados em 5 grupos (n=5) Grupo 1 - Grupo Controle (sem ciclagem térmica); Grupo 2 - 500 ciclos térmicos; Grupo 3 - 5.000 ciclos térmicos; Grupo 4 - 7.000 ciclos térmicos e Grupo 5 - 10.000 ciclos térmicos. A fotoativação foi realizada com aparelho LED Radii Plus. O ensaio de resistência de união ao cisalhamento foi realizado após armazenagem por 24 h em água deionizada ou após a ciclagem térmica (5º/55 ºC, com banhos de 30 s cada). Cinco braquetes foram fixados em cada cilindro, totalizando 25 bráquetes por grupo. Os dados foram submetidos à análise de variância de um fator e ao teste de Tukey (α=0,05). O Índice de Remanescente Adesivo (IRA) foi avaliado com aumento de 8x. Os valores de resistência (MPa) dos grupos controle (9,3±0,8), 500 (9,0±0,7) e 5.000 (8,4±0,9) ciclos térmicos foram significantemente maiores do que os grupos submetidos à 7.000 (6,8±0,6) e 10.000 (4,9±1,0) ciclos térmicos (p<0,05). O IRA mostrou predominância do escore 0 para todos os grupos, com aumento de escores 1 e 2 para os grupos controle e submetidos a 500 ciclos térmicos. Em conclusão, a fadiga térmica pode comprometer a união entre os braquetes metálicos e as restaurações cerâmicas. Para testes in vitro, o uso de pelo menos 7.000 ciclos é recomendado para determinar fadiga significante na interface de união.