Bonding of the Polymer Polyetheretherketone (PEEK) to Human Dentin: Effect of Surface Treatments

ABSTRACT

Abstract Polyetheretherketone (PEEK) is a material suitable for frameworks of fixed dental prostheses. The effect of different surface treatments on the bond strength of PEEK bonded to human dentin was evaluated. One hundred PEEK cylinders (3 mm×3 mm) were divided into five groups according to surface treatment silica coating, sandblasting with 45 μm Al2O3 particles, etching with 98% sulfuric acid for 5, 30 and for 60 s. These cylinders were luted with resin cement onto 50 human molars. First, each tooth was embedded in epoxy resin and the buccal dentin surface was exposed. Then, two delimited dentin areas (Æ3 mm) per tooth were etched with 35% phosphoric acid and bonded with a two-step self-priming adhesive system. After the luting procedure the specimens were stored in water (24 h/37 °C). Shear bond strength (SBS) was tested using a universal testing machine (crosshead speed 0.5 mm/min; load cell 50 kgf) and failure types were assessed. Stress data (MPa) were analyzed using the Kruskal-Wallis test. Comparison of the proportions of different failure types was performed using the Bonferroni method (p<0.05). Kruskal-Wallis demonstrated that differences among groups were not significant (p=0.187). Mean SBS were as follows silica coating, 2.12±1.12 MPa; sandblasting, 2.37±0.86 MPa; sulfuric acid 5 s, 2.28±1.75 MPa; sulfuric acid 30 s, 1.80±0.85 MPa; sulfuric acid 60 s, 1.67±0.94 MPa. Adhesive and mixed failures were predominant in all groups. Both physical and chemical surface treatments produced adhesion between PEEK, resin cement and dentin.

RESUMO

Resumo O poli-éter-éter-cetona (PEEK) é um material indicado para as estruturas de próteses parciais fixas. O efeito de diferentes tratamentos de superfície na resistência de união entre PEEK e dentina humana foi avaliado. Cem cilindros de PEEK (3 mm×3 mm) foram divididos em cinco grupos de acordo com tratamento de superfície silicatização, jateamento com partículas de Al2O3 45 µm, condicionamento com ácido sulfúrico 98% por 5, 30 e 60 s. Esses cilindros foram cimentados com cimento resinoso em cinquenta molares humanos. Primeiro, cada dente foi incluído em resina epóxica e a superfície dentinária vestibular foi exposta. Depois, duas áreas (Æ3 mm) em dentina/por dente foram delimitadas, condicionadas com ácido fosfórico a 35% e receberam aplicação de um sistema adesivo de dois passos. Após o procedimento de cimentação, as amostras foram armazenadas em água (24 h/37 °C). A resistência da união ao cisalhamento (SBS) foi testada em uma máquina universal de ensaios (velocidade 0,5 mm/min; célula de carga 50 kgf), e foram avaliados os tipos de falha. Os dados de tensão (MPa) foram analisados pelo teste de Kruskal-Wallis. A comparação das percentagens de diferentes tipos de falha foi realizada utilizando o método de Bonferroni (p<0,05). O teste de Kruskal-Wallis demonstrou que as diferenças entre os grupos não foram significantes (p=0,187). As médias de SBS foram silicatização, 2,12±1,12 MPa; jateamento, 2,37±0,86 MPa; ácido sulfúrico por 5 s, de 2,28±1,75 MPa; ácido sulfúrico por 30 s, 1,80±0,85 MPa, ácido sulfúrico por 60 s, 1,67±0,94 MPa. Falhas adesivas e mistas foram predominantes em todos os grupos. Ambos tratamentos de superfície, físicos e químicos, promoveram adesão entre PEEK, cimento resinoso e dentina.