Fatigue resistance of monolithic and multilayer zirconia crowns using veneer layering or CAD-on technique

ABSTRACT

Abstract This study aims to evaluate the fatigue resistance of monolithic zirconia (Yz) and multilayer ceramic structures using the CAD-on technique in different thicknesses. Fifty (N=50) standardized single crowns preparations were made in fiberglass-reinforced epoxy resin (NEMA grade G10), digitalized, and restorations were machined in CAD-CAM, composing 5 groups (n= 10) Control 1.5 mm (milled zirconia framework + manual layered porcelain); Yz monolithic 1.5 mm; Yz monolithic 1.0 mm; CAD-on 1.5 mm; and CAD-on 1.0 mm (milled zirconia framework 0.5 mm thickness bonded by a low fuse ceramic to a milled lithium disilicate layer of 1.0 mm or 0.5 mm, respectively). The G10 bases were conditioned with 10% hydrofluoric acid; the crowns were air abraded with 110 μm alumina particles; and then luted onto each other with self-adhesive resin cement. A cyclic fatigue test was performed (initial load 400N for 10,000 cycles, frequency of 20 Hz, step size of 200N) until failure, and the data was submitted to a survival statistical analysis. No failures were observed at Yz monolithic 1.5 mm. High and similar performance was observed for Cad-On groups and Yz monolithic 1.0 mm. The control group depicted the worst behavior. The Weibull modulus of CAD-on 1.5 mm was higher than the control while being similar to the other conditions. Both the monolithic systems and the CAD-on technique showed high and similar fatigue fracture behavior and survival rates, which were also higher than the control bilayer system. Both systems reduced the occurrence of delamination failures, making them suitable for clinical use.

RESUMO

Resumo Este estudo teve como objetivo avaliar o comportamento à fadiga de estruturas cerâmicas monolíticas de zircônia (Yz) e multicamadas utilizando a técnica CAD-on em diferentes espessuras. Cinquenta (N=50) preparos unitários padronizados foram confeccionados em resina epóxi reforçada com fibra de vidro (NEMA grau G10), digitalizados e as restaurações usinadas em CAD-CAM, compondo 5 grupos (n= 10) Controle 1,5 mm (estrutura de zircônia fresada + porcelana estratificada manualmente); Yz monolítica 1,5 mm; Yz monolítica 1,0 mm; CAD-on em 1,5 mm; e CAD-on 1,0 mm (estrutura de zircônia fresada com 0,5 mm de espessura ligada por uma cerâmica de baixa fusão a uma camada de dissilicato de lítio fresado de 1,0 mm ou 0,5 mm, respectivamente). As bases do G10 foram condicionadas com ácido fluorídrico a 10%; as coroas foram jateadas com partículas de alumina de 110 μm; e então cimentadas uma sobre a outra com cimento resinoso autoadesivo. Foi realizado um teste de fadiga cíclica (carga inicial 400N para 10.000 ciclos, frequência de 20 Hz, step de 200N) até a falha, e os dados foram submetidos a uma análise estatística de sobrevivência. Nenhuma falha foi observada para Yz monolítica de 1,5 mm. Desempenho alto e semelhante foi observado para os grupos Cad-On e Yz monolítica 1,0 mm. O grupo controle apresentou o pior comportamento. O módulo de Weibull do CAD-on 1,5 mm foi maior que o grupo controle, sendo semelhante às outras condições. Tanto os sistemas monolíticos quanto a técnica CAD-on apresentaram alto e semelhante desempenho mecânico e taxas de sobrevivência, que também foram superiores ao sistema bicamada de controle. Ambos os sistemas reduziram a ocorrência de falhas de delaminação, tornando-os adequados para uso clínico.