Energia interfacial para fratura entre novas zircônias de diferentes translúcidez e o cimento resinoso / Interfacial energy to fracture between between new zirconia of different translucency and resin cement

RESUMO

O objetivo do presente estudo foi determinar a energia interfacial para fratura e a distribuição de tensões usando espécimes Brazil-nuts. Esses espécimes foram usinados em zircônia de alta translucidez (Vita YZ HT, Vita Zahnfabrik), super translucidez (Vita YZ ST, Vita Zahnfabrik) e extra translucidez (Vita YZ XT, Vita Zahnfabrik) usando uma máquina de alta precisão, de forma que apresentaram um defeito de forma elíptica no centro de cada hemi-disco totalmente padronizado. As superfícies de cimentação foram preparadas com tratamentos de superfície (jateamento com partícula de óxido de alumínio e aplicação de silano), em seguida seguirão o protocolo de cimentação com cimento resinoso com metacriloiloxi-decil-dihidrogenofosfato (MDP). Os espécimes cimentados foram armazenados em água destilada em estufa 37 °C por 7 dias, em seguida, metade dos espécimes foi ensaiada e a outra metade foi colocada em envelhecimento térmico em uma com banhos de 5- 55 °C (sendo ensaiada logo após o término do envelhecimento). O teste de energia interfacial para fratura (EIF ou tenacidade à fratura interfacial) foi realizado em uma máquina de ensaios universal usando um teste de compressão com a interface adesiva do espécime posicionada em cinco ângulos diferentes (0°, 5°, 15°, 25° e 30°), pois dessa forma foi possível mensurar a EIF em pura tração, puro cisalhamento e em modos mistos de falha. Todas as interfaces foram observadas após a fratura para determinação dos padrões de falha e crescimento de trinca na interface adesiva. Foi realizada também a análise da distribuição de tensões nesses espécimes com o método de elementos finitos (FEA). Foi realizado o teste de normalidade Kolmogorov- Smirnov, Shapiro-Wilk e o Teste de Levene (95%), que concluíram que os dados não apresentam comportamento normal e não são homocedásticos (p=0,000). Desta forma, foi realizado o teste Kruskal-Wallis e post hoc Teste de Dunn, ambos com nível de significância de 5%. Entretanto, não houve diferença estatisticamente significante entre os materiais não envelhecidos (p0=0,485, p10=0,8580, p20=0,4027, e p30=0,650) e envelhecidos (p0=0,6976, p10=0,3505, p20=0,7565, e p30=0,1469). Adicionalmente, foi aplicado o Teste de Mann-Whitney, também com nível de significância de 5%, para comparar cada um dos grupos quanto ao fator envelhecimento; essa análise mostrou diferença estatisticamente significante entre os materiais envelhecidos e não envelhecidos em cada um dos ângulos usados (p>0,05). De acordo com o FEA, o carregamento compressivo de espécimes Brazil-nut em diferentes inclinações permitiu a predominância de tensões de tração ou cisalhamento, conforme o ângulo de posicionamento da interface adesiva. Pode ser concluído que, os valores de energia interfacial para fratura sob tensões predominantemente de cisalhamento são maiores do que quando as amostras estão submetidas somente à tensões de tração. Todas zircônias translúcidas cimentadas com cimento resinoso possuem energia para fratura semelhantes e o envelhecimento térmico afeta negativamente essas interfaces(AU)

ABSTRACT

The objective of the present study will determine the interfacial energy to fracture and stress distribution using the Brazil-nut specimens. These specimens will be milled in high translucent zirconia (Vita YZ HT, Vita Zahnfabrik), super translucent (Vita YZ ST, Vita Zahnfabrik) and extra translucent (Vita YZ XT, Vita Zahnfabrik) using a high precision machine, so that there will be an elliptical shape defect in the center of each hemi-disk. The cementing surfaces will be prepared with surface treatment (sandblasting with aluminum oxide particles), after that a cleaning, application of Silane, drying and application of resin cement with MDP will hold the cementing protocol. The cemented specimens will be stored in a stove with distilled water at a temperature of 37°C for 7 days after the adhesive cementation, after that the specimens will be aged in a thermal cycling bath machine with temperature varying within 5-55° C and will be tested shortly after the aging. The interfacial energy to fracture test (IEF or interfacial fracture toughness) will be held in a universal testing machine using a compression test with the adhesive interface of the specimen placed in five different angles (0°, 5°, 15°, 25° and 30°) this way it will be possible to measure the IEF in its pure form of tensile, pure shear and mixed modes of failure. All interfaces will be observed after the fracture to determine the patterns of failure and crack growth in the adhesive interface. Also, there will be held the stress distribution analysis in these specimens with the finite element method. The data obtained will be discussed in front of the relevant literature. Kolmogorov-Smirnov, Shapiro-Wilk and Levene Test normality test (95%) were preformed, these concluded that the data do not present normal behavior and are not homocdatic (p=0.000). Thus, the Kruskal-Wallis test and dunn's post hoc test were performed, both with a significance level of 5%. However, there was no statistically significant difference among the non-aged materials (p0=0.485, p10=0.8580, p20=0.4027, and p30=0.650) and aged materials (p0=0.6976, p10=0.3505, p20=0.7565, and p30=0.1469) were analyzed. Additionally, the Mann- Whitney Test was applied, also with a significance level of 5% to compare each of the groups regarding the aging factor. Thus, there was a statistically significant difference between aged and non-aged materials at each angle (p>0.05). According to FEA, the compressive loading of Brazil-nut specimens at different inclinations allowed the predominance of tensile or shear stresses, according to the positioning angle of the adhesive interface. It can be concluded that the values of interfacial energy to fracture under predominantly shear stresses are higher than when the samples are subjected only to tensile stresses. All translucent zirconia resin cement-bonded have similar interfacial energy to fracture, and thermal aging negatively affects these interfaces(AU)