Efeito de diferentes taxas de resfriamento sobre a porcelana feldspática de cobertura para infraestruturas em zircônia / Effect of different cooling methods on a feldspathic porcelain veneer for zirconia core

RESUMO

A maior incidência de lascamentos na porcelana de cobertura é uma das principais desvantagens de restaurações com infraestrutura em zircônia se comparada com as metalocerâmicas. Essa maior ocorrência pode ser explicada por diferenças nas propriedades mecânicas das porcelanas indicadas para infraestrutura em zircônia ou por estresses residuais devido às propriedades térmicas dos materiais cerâmicos. Assim, este estudo apresentou os seguintes objetivos: 1. Comparar a resistência à flexão (MPa), confiabilidade pelo módulo de Weibull, dureza Vickers (VHN) e tenacidade à fratura (MPa/mm1/2) de duas porcelanas feldspáticas utilizadas sobre infraestrutura em zircônia (Vita VM9 e e.Max Ceram) e duas porcelanas feldspáticas utilizadas sobre infraestrutura metálica (Vita VMK95 e Duceragold); 2. Avaliar a resistência à fratura por flexão, confiabilidade, probabilidade de falha, dureza Vickers, tenacidade à fratura pelo método do entalhe em V e índice de cristalinidade por difratometria de raios-X de corpos-de-prova monocamada da porcelana Vita VM9 submetidos a três métodos de resfriamento; 3. Analisar a resistência à fratura por flexão, confiabilidade, resistência de cisalhamento da união e o modo de falha em corpos-de-prova bicamada de zircônia (ZrHP) e porcelana feldspática (Vita VM9) submetidos a diferentes taxas de resfriamento. No primeiro estudo, análises estatísticas de Kruskal Wallis e Dunn foram utilizadas(p<0,05). Não foi observada diferença estatística na resistência à flexão (p=0.31) entre as porcelanas. O módulo de Weibull apresentou maior confiabilidade para a porcelana VMK95 seguido por e.Max, Vita VM9 e Duceragold. No ensaio de dureza Vickers, as porcelanas e.Max, VM9 e VMK95 não apresentaram diferença estatística, enquanto a Duceragold apresentou o menor valor (p<0,001). O maior valor de tenacidade à fratura foi o da porcelana VMK95, enquanto a VM9 e a e.Max apresentaram valores mais baixos. Concluiu-se que, apesar da equivalência de resistência à flexão, confiabilidade e dureza, as porcelanas para infraestrutura em zircônia apresentaram menores valores de tenacidade a fratura, indicando uma possível explicação para a maior ocorrência de falhas. No segundo estudo, ao final do tempo de sinterização, os espécimes foram submetidos a três métodos de resfriamento 1. Lento deixados no interior do forno desligado por 8 horas; 2. Normal retirados do forno e deixados resfriar à temperatura ambiente por 20 minutos; 3. Rápido retirados imediatamente do forno e aplicado jato de ar comprimido por 10 segundos. Os dados foram analisados por análise de variância a um critério e teste de Tukey (p<0,05) e a análise de Weibull foi realizada a partir dos valores de resistência à flexão. Não houve diferença significativa para resistência à flexão (p=0,654) e tenacidade à fratura (p=0,734). No entanto, o resfriamento lento apresentou maior valor de dureza Vickers (p<0,001). O resfriamento normal apresentou maior módulo de Weibull, porém a resistência característica para o resfriamento rápido foi maior do que para normal e lento. A probabilidade de falha foi maior para as amostras do resfriamento normal e lento. O método de resfriamento rápido mostrou o menor índice de cristalinidade. No terceiro estudo, dados foram submetidos a ANOVA um fator, teste de Tukey(p<0,05) e análise de Weibull. A análise de variância para resistência à flexão para a configuração ZT não foi significativa (p=0,06), porém para configuração com a porcelana sob tração (PT) foi significativa, e o teste de Tukey revelou valores significativamente maiores para o resfriamento rápido(p<0,01). A análise de Weibull mostrou que o resfriamento normal apresentou confiabilidade ligeiramente maior. O resfriamento lento diminuiu a resistência de união (p<0,01) que mostrou padrão de fratura predominantemente coesiva e combinada, enquanto os demais métodos mostraram falha predominantemente adesiva. Esses estudos indicaram que as propriedades das porcelanas para zircônia podem diferir das indicadas para metalocerâmica e que o resfriamento da porcelana pode interferir em algumas propriedades de estruturas mono ou bicamada

ABSTRACT

The high incidence of chipping of the feldspathic porcelain veneer is one of the disadvantages of zirconia-based restorations in comparison to metal-based prosthesis. This highest occurrence may be explain by the difference in the mechanical proprieties of the porcelain to zirconia system or by the residual tensions due to thermal proprieties of ceramic materials. Then, the purpose of this study was 1. To compare the three-point flexural strength (MPa), Weibull parameters, Vickers hardness (VHN) and Vickers indentation fracture toughness (MPa/mm1/2) of feldspathic porcelains for metal (Vita VMK95 and Duceragold) and for zirconia frameworks (Vita VM9 and e.Max Ceram); 2. To compare the flexural strength, reliability and probability of failure, measured by Weibull analysis, Vickers hardness, V-notch fracture toughness, and crystallinity index by Powder X-ray Diffractometry Technique of monolayer specimens of a dental feldspathic veneer porcelain for zirconia (VITA VM9) subjected to three different cooling conditions; 3. To investigate the effect of three cooling methods on the flexural strength, reliability, shear bond strength and failure mode of bilayer specimens of veneer porcelain (VITA VM9) and zirconia (ZrHP). In the first study, Kruskal-Wallis and Dun test were used for statistical analysis (p<0.05). There was no significant difference (p=0.31) among the porcelains in the flexural. Weibull calculation presented highest reliability for VMK95 followed by e.Max, VM9 and Duceragold. Vickers hardness test showed that e.Max, VM9 and VMK95 had no difference and Duceragold had the lowest value (p<.001). The highest fracture toughness was to VMK95, while VM9 and e.Max had the lowest values (p<.001). It was concluded that, despite of the suitable flexural strength, reliability and high hardness, the porcelains used to zirconia-based fixed dental prostheses showed lower fracture toughness values, indicating a possible explanation for the higher incidence of failures. In the second study, bar-shaped specimens made with Vita VM9 porcelain were sintered and cooled under three conditions 1. Slow left inside the switched-off furnace by 8 hours; 2. Normal removed from the furnace and left cooling at room temperature by 20 minutes; and 3. Fast removed immediately from the furnace and applied compressed air by 10 seconds. The data were analyzed by one-way ANOVA and Tukey's post hoc test (p<0.05). Weibull analysis was performed from flexural strength values. There were no significant differences in flexural strength values (p=0.654) or fracture toughness values (p=0.734). Nevertheless, one-way ANOVA was significant for Vickers hardness (p<0.001), and the Tukey's test showed that slow cooling had the highest mean value. Normal cooling showed highest Weibull modulus, however, the characteristic strength for fast cooling was higher than those for normal and slow cooling. The probability of failure was higher for the normal and slow cooling samples. Fast cooling method showed the lowest crystallinity index. In the third study, data were submitted to one-way ANOVA, Tukey's post hoc tests (p<0.05) and Weibull analysis. One-way ANOVA for the ZT configuration was not significant (p=0.06). However, ANOVA for the PT configuration, in which, the porcelain was under tension, was significant, and Tukey's test revealed that fast cooling leads to significantly higher values (p<0.01) than the other cooling methods. Weibull analysis showed that normal cooling had slightly higher reliability. Statistical tests showed that slow cooling decreased the SBS value (p<0.01) and showed more cohesive and combined fracture modes while the other cooling methods showed more adhesive failures. These studies indicated that the properties of porcelain to zirconia frameworks may differ from those indicated for metal-ceramic and that the cooling method of the porcelain may interfere with some properties of mono or bilayer structures