Effect of ZrO2 paste, surface treatments, and storage on Weibull characteristics and resin bond strength to zirconia

Abstract The objective is to evaluate the effect of different surface treatments and storage on the shear strength of ultratranslucent zirconia. 36 blocks of ultra-translucent zirconia were fabricated (7x7x2mm) and sintered. Then, divided into 12 groups according to the "surface treatment" (C -Primer; Al -Sandblasting with Al2O3 + Primer; Si -Silicate + Primer; Gl -Glaze + HF + Primer; Z -Zirlink; Zp -Zirlink + Primer) and "storage" factors (ST-with 150 days/37º and without). After surface treatment, five cylinders (Ø=2mm; h=2.0mm) of resin cement (n=15) were constructed in each ceramic block; at the end, the shear strength test was performed (1mm/min, 50Kgf), and analysis of surface failures. 60 additional samples (2x2x2mm) were made for extras analysis (surface roughness, MEV, and EDS). Bond strength and surface roughness data were statistically evaluated by ANOVA (2 factors/1 factor), Tukey test (5%), and Weibull analysis, respectively. ANOVA (2-way) revealed that all factors were statistically significant for bond strength. The silicatization groups (SiST: 30.47AMPa; Si: 29.21AMPa) showed the highest bond strength values, regardless of storage (Tukey's test). While the groups treated with Zirlink (ZST: 2.76FMPa; Z: 5.27EFMPa) showed the lowest values, just similar to the GlST group (5.14EFMPa). The Weibull modulus (m) showed a statistical difference between groups (p=0.000). ANOVA (1 factor) revealed that the "surface treatment" factor (p=0.0000) was statistically significant for surface roughness. Therefore, the application of Zirlink and Glaze on pre-sintered zirconia did not promote efficient adhesion of the ultratranslucent zirconia to the resin cement, even when associated with a primer containing MDP.

Resumo O objetivo é avaliar o efeito de diferentes tratamentos superficiais e do envelhecimento na resistência ao cisalhamento da zircônia ultratranslúcida. Foram confeccionados 36 blocos de zircônia ultratranslúcida (7x7x2mm) e sinterizados. Em seguida, divididos em 12 grupos de acordo com o "tratamento de superfície" (C-Primer; Al-Jateamento com Al2O3+Primer; Si-Silicato+Primer; Gl -Glaze+HF+Primer; Z-Zirlink; Zp-Zirlink+Primer) e fatores de "armazenamento" (ST-com, 150 dias/37º e sem). Após o tratamento superficial, foram construídos cinco cilindros (Ø=2mm; h=2,0mm) de cimento resinoso (n=15) em cada bloco cerâmico; ao final foi realizado o ensaio de resistência ao cisalhamento (1mm/min, 50Kgf) e análise de falhas superficiais. Foram confeccionadas 60 amostras adicionais (2x2x2mm) para análises extras (rugosidade superficial, MEV e EDS). Os dados de resistência de união e rugosidade superficial foram avaliados estatisticamente por ANOVA (2 fatores/1fator), teste de Tukey (5%) e análise de Weibull, respectivamente. ANOVA (2 fatores) revelou que todos os fatores foram estatisticamente significativos para a resistência de união. Os grupos de silicatização (SiST: 30,47AMPa; Si: 29,21AMPa) apresentaram os maiores valores de resistência de união, independente do armazenamento (Tukey). Enquanto os grupos tratados com Zirlink (ZST: 2,76FMPa; Z: 5,27EFMPa) apresentaram os valores mais baixos, apenas semelhantes ao grupo GlST (5,14EFMPa). O módulo de Weibull (m) apresentou diferença estatística entre os grupos (p=0,000). A ANOVA (1 fator) revelou que o fator "tratamento superficial" (p=0,0000) foi estatisticamente significativo para rugosidade superficial. Portanto, a aplicação de Zirlink e do Glaze na zircônia pré-sinterizada não promoveu adesão eficiente da zircônia ultratranslúcida ao cimento resinoso, mesmo quando associada a primer contendo MDP.

Sobrevivência em fadiga de coroas bioinspiradas bilaminadas: estudo in vitro / Fatigue survival rate of bioinspired bilaminar crowns: in vitro study

O objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento biomecânico através da resistência à fadiga e análise por elementos finitos de coroas bioinspiradas bilaminadas com infraestruturas modificadas na superfície vestibular (Estudo A) e utilizando diferentes materiais cerâmicos com módulos elásticos distintos (Estudo B). Para isso, foram confeccionados 90 preparos para coroa total em resina epóxi G10, sobre os quais foram preparadas coroas bioinspiradas de acordo com os seguintes grupos: Estudo A - IC (infraestrutura convencional), IME (infraestrutura modificada estratificada) e IMC (infraestrutura modificada cimentada), todas confeccionadas em dissilicato de lítio (infraestrutura) + porcelana (recobrimento); Estudo B ­ DL+LEU (dissilicato de lítio + leucita), LEU+DL (leucita + dissilicato de lítio), CH+DL (cerâmica híbrida + dissilicato de lítio) e CH+LEU (cerâmica híbrida + leucita). Para o Estudo A, todas as infraestruturas foram usinadas; os recobrimentos dos grupos IC e IME foram confeccionados através da estratificação, e os recobrimentos do grupo IMC foram usinados. Já para o Estudo B, todas as peças foram usinadas, de acordo com o material cerâmico de cada grupo. Em seguida, foi realizada a cimentação adesiva dos recobrimentos sobre as infraestruturas (a depender do grupo) e das coroas sobre os preparos utilizando cimento resinoso fotopolimerizável (Variolink Esthetic LC). Após a cimentação, os espécimes foram submetidos ao teste de fadiga cíclica (10.000 ciclos, 20Hz), e como desfecho foram considerados dois eventos, em que o primeiro foi a ocorrência de trinca e/ou lascamento (evento 1) e o segundo foi a falha catastrófica do conjunto (evento 2). Os valores de carga e número de ciclos para falha em que foram observados os eventos 1 e 2 foram utilizados para realizar a análise de sobrevivência de acordo com Kaplan-Meier e Log-Rank (Mantel-Cox; 95%). As marcas de fratura e o modo de falha das coroas foram avaliados e classificados por estereomicroscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura. Por fim, foi realizada análise por elementos finitos (FEA) para ambos os estudos, a fim de avaliar a distribuição de tensões sobre as coroas e interface adesiva. Para o Estudo A, os resultados do teste de fadiga mostraram que, considerando o evento 1 (trinca/lascamento), os grupos IC e IMC apresentaram médias de carga fadiga estatisticamente significantes entre si (733,33 N e 913,33 N, respectivamente), enquanto o grupo IME apresentou média superior (1.020 N). O mesmo foi observado para o número de ciclos em fadiga para todos os grupos. Ao considerar o evento 2 (falha catastrófica), os três grupos apresentaram médias estatisticamente semelhantes entre si (~1.028 N). Os resultados de FEA mostraram que o grupo IC concentrou maior tensão de tração do que os grupos IME e IMC. Para o Estudo B, no teste de fadiga, o grupo DL+LEU apresentou a maior média de resistência à fadiga (evento 1: 913,33 N e evento 2: 1033,33 N), enquanto todas as outras combinações de materiais cerâmicos analisadas foram estatisticamente semelhantes entre si, considerando carga e número de ciclos. Com relação ao FEA, os grupos com cerâmica híbrida (CH+DL e CH+LEU) apresentaram menores picos de concentração de tensão na infraestrutura do que os grupos com cerâmicas vítreas (DL+LEU e LEU+DL), porém, em contrapartida, concentraram maior tensão na interface adesiva. Com isso, conclui-se que a utilização da infraestrutura modificada é uma alternativa viável e promissora para tratamentos reabilitadores, apresentando sobrevivência em fadiga e distribuição de tensões satisfatórias. Além disso, a combinação entre uma infraestrutura de dissilicato de lítio e recobrimento de cerâmica a base de leucita corresponde a melhor abordagem considerando a infraestrutura modificada.(AU)

The objective of this study was to evaluate the biomechanical behavior through fatigue resistance and finite element analysis of bilaminar bioinspired crowns with modified infrastructures on the buccal surface (Study A) and using different ceramic materials with different elastic moduli (Study B). For this, 90 preparations were made for a full crown in G10 epoxy resin, on which bioinspired crowns were prepared according to the following groups: Study A - CI (conventional infrastructure), SMI (stratified modified infrastructure) and CMI (cemented modified infrastructure ), all made of lithium disilicate (infrastructure) + porcelain (veneer); Study B ­ LD+LEU (lithium disilicate + leucite), LEU+LD (leucite + lithium disilicate), HC+LD (hybrid ceramic + lithium disilicate) and HC+LEU (hybrid ceramic + leucite). For Study A, all infrastructures were machined; the coverings of the CI and SMI groups were made through stratification technique, and the veneers of the SMI group were machined. For Study B, all pieces were machined, according to the ceramic material of each group. Then, the veneers were cemented into their infrastructures (depending on the group) and crowns were cemented into preparations using light-cured resin cement (Variolink Esthetic LC). After cementing, the specimens were subjected to the cyclic fatigue test (10,000 cycles, 20Hz), and as an outcome two events were considered: the occurrence of cracking and/or chipping (event 1) and catastrophic failure (event 2). The load (N) and number of cycles to failure in which events 1 and 2 were observed were used to perform the survival analysis according to Kaplan-Meier and Log-Rank (Mantel- Cox; 95%). The fracture marks and failure mode of the crowns were evaluated and classified by optical stereomicroscope and scanning electron microscope. Finally, finite element analysis (FEA) was performed for both studies in order to evaluate the stress distribution over the crowns and adhesive interface. For Study A, the results of the fatigue test showed that, considering event 1 (cracking/chipping), the CI and CMI groups presented average to failure that were statistically significant compared to each other (733.33 N and 913.33 N, respectively), while the SMI group showed higher averages (1,020 N). Same pattern was observed for the number of cycles under fatigue for both groups. When considering event 2 (catastrophic failure), the three groups presented statistically similar means (~1,028 N). The FEA results showed that the CI group concentrated greater tensile stress than the CMI and SMI groups. For Study B, in the fatigue test, the LC+LEU group presented the highest average fatigue resistance (event 1: 913.33 N and event 2: 1033.33 N), while all other combinations of ceramic materials analyzed were statistically similar to each other, considering load and number of cycles. Regarding FEA, the groups with hybrid ceramics (HC+LC and HC+LEU) showed lower stress concentration peaks in the infrastructure than the groups with glass ceramics (LC+LEU and LEU+LC), however, on the other hand, concentrated greater tension at the adhesive interface. With this, it is concluded that the use of modified infrastructure is a viable and promising alternative for oral rehabilitation treatments, presenting satisfactory fatigue survival and adequate stress distribution. Furthermore, the combination of a lithium disilicate infrastructure and a leucite-based ceramic coating corresponds to the best approach considering the modified infrastructure.(AU)

Clinical application of lithium disilicate glass ceramic cantilever resin-bonded fixed partial denture in the restoration of single anterior tooth loss / 口腔疾病防治

Objective@#To investigate the clinical effect of lithium disilicate glass ceramic cantilever resin-bonded fixed partial dentures (CRBFPDs) on single anterior tooth loss to provide a reference for the selection of restoration methods for single anterior tooth loss.@*Methods@#This study was reviewed and approved by the Ethics Committee, and informed consent was obtained from the patients. Forty-two patients with less than two anterior teeth with monomaxillary loss were included in this study. After 6 months, 1 year, 2 years, and 3 years, the aesthetic and functional effects of the restorations and the periodontal health status were evaluated, and the visual analog scale (VAS) was used to assess patient satisfaction.@*Results@#During the observation period, the connector fractured in one case within 3 months. One case had debonded within 2 years. The aesthetic restoration effect of all lithium disilicate glass ceramic CRBFPDs was categorized as Class A. The periodontal health was good, there was no clinical absorption in the soft and hard tissues of the abutment or subbridge, periodontal status according to the evaluation indices was classified as class A, and the total satisfaction rate of the patient was 100%.@*Conclusion@#For single anterior tooth loss patients, lithium disilicate glass ceramic cantilever resin-bonded fixed partial denture can achieve the restoration effect of less invasion, better adhesion, aesthetics, comfort and good biocompatibility. With high patient satisfaction, it can be considered an ideal restoration method for replacing a single anterior tooth.

Effect of chemical or mechanical finishing/polishing and immersion in staining solutions on the roughness, microhardness, and color stability of CAD-CAM monolithic ceramics / Efeito do acabamento/polimento químico ou mecânico e imersão em soluções manchantes na rugosidade, microdureza e estabilidade da cor em cerâmicas monolíticas CAD-CAM

ABSTRACT During the manufacture of ceramic restorations there is an important step of finishing and polishing and the effects of different types of these procedures on the surface characteristics of ceramics are not known for sure. Aim: To evaluate the effects of various surface treatments and immersion in coloring substances on the roughness, microhardness, and color stability of CAD-CAM monolithic ceramics. Materials and Method: The ceramics used were lithium disilicate reinforced with zirconium dioxide (Suprinity), lithium disilicate (E.max) or leucite (Empress). They were subjected to two surface treatments: glazing (group G) (n=20) or mechanical polishing (group P) (n=20). Then they were divided into two subgroups (n=10) to be treated with the staining substance (coffee or water). Roughness, microhardness and color were measured before and after treatment. Data were subjected to analysis of variance and multiple comparisons were performed with Tukey tests at 5% significance level. Results: Roughness was lower in all tested ceramics after polishing than after glazing. Microhardness was the same for polished and glazed E.max, higher in glazed than polished Empress, and higher in polished than glazed Suprinity. Analysis of the effects of glazing and polishing on the individual ceramics showed that the ΔE2000 and ΔWID data of the E.max ceramic subjected to polishing showed greater change. Mechanical polishing is a good option for surface treatment of monolithic ceramics. Conclusion: Glazing was inferior and less satisfactory than polishing. Glazing generates changes that can lead to color instability.

RESUMO Durante a confecção de restaurações cerâmicas existe uma importante etapa dos procedimentos de acabamento e polimento. Os efeitos de diferentes tipos desses procedimentos nas características superficiais das cerâmicas não são conhecidos com certeza. Objetivo: Avaliar os efeitos de vários tratamentos de superfície e imersão em substâncias corantes na rugosidade, microdureza e estabilidade de cor de cerâmicas monolíticas CAD-CAM. Materiais e Métodos: As cerâmicas utilizadas foram dissilicato de lítio reforçado com dióxido de zircônio (Suprinity), dissilicato de lítio (E.max) ou leucita (Empress). Foram submetidos a dois tratamentos de superfície: glazeamento (grupo G) (n=20) ou polimento mecânico (grupo P) (n=20). Em seguida, foram divididos em dois subgrupos (n=10) para serem tratados com a substância corante (café ou água). Rugosidade, microdureza e cor foram medidas antes e após o tratamento. Os dados foram submetidos à análise de variância e as comparações múltiplas foram realizadas com testes de Tukey ao nível de 5% de significância. Resultados: A rugosidade foi menor em todas as cerâmicas testadas após o polimento do que após o glazeamento. A microdureza foi a mesma para o E.max polido e vidrado, maior no Empress vidrado do que no polido, e maior no Suprinity polido do que no vidrado. A análise dos efeitos do esmaltação e polimento nas cerâmicas individuais mostrou que os dados ΔE2000 e ΔWID da cerâmica E.max submetida ao polimento apresentaram maior alteração. O polimento mecânico é uma boa opção para o tratamento superficial de cerâmicas monolíticas. Conclusão: A aplicação do glazing foi inferior e menos satisfatório que o polimento, gerando alterações que podem levar à instabilidade da cor.

Reabilitação estética anterior em abordagem multidisciplinar: relato de caso / Aesthetic rehabilitation in a multidisciplinary approach: case report

A estética tem um papel importante na aceitação e autoestima das pessoas e, em virtude disso, os pacientes buscam cada dia mais ter um sorriso harmonioso. As reabilitações estéticas devem envolver um planejamento completo, atrelando função e estética, avaliando tamanho dos dentes, perfil e alturas gengivais, altura do sorriso e corredor bucal. Por conta disso, a odontologia nos permite uma série de abordagens terapêuticas diferentes que chegam a resultados satisfatórios para o paciente. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo descrever um relato de caso de uma paciente com queixa estética do seu sorriso devido à diferentes tonalidades, formas e tamanhos dos dentes. Após anamnese, exame clínico e radiográfico, o plano de tratamento proposto foi de harmonizações periodontal com aumento de coroa e enxerto gengival, além de coroas em cerâmicas de dissilicato de lítio. Dentro desse contexto, mostra-se que uma abordagem multidisciplinar para reabilitação estética e funcional do sorriso é fundamental, a qual nos proporciona equilíbrio e naturalidade entre estética branca e vermelha no resultado do tratamento reabilitador(AU)

Aesthetics plays an important role in people's acceptance and self-esteem and, as a result, patients increasingly seek to have a harmonious smile. Aesthetic rehabilitations must involve a complete planning, linking function and aesthetics, evaluating tooth size, gingival profile and heights, smile height and buccal corridor. Because of this, dentistry allows us a series of different therapeutic approaches that reach satisfactory results for the patient. Therefore, the present work aims to describe a case report of a patient with an aesthetic complaint of her smile due to different shades, shapes and sizes of teeth. After anamnesis, clinical and radiographic examination, the proposed treatment plan was periodontal harmonization with crown augmentation and gingival graft, in addition to lithium disilicate ceramic crowns. Within this context, it is shown that a multidisciplinary approach to the aesthetic and functional rehabilitation of the smile is fundamental, which provides us with balance and naturalness between white and red aesthetics in the result of the rehabilitation treatment(AU)

Reabilitação estética com facetas e coroas cerâmicas em dissilicato de lítio: relato de caso / Aesthetic rehabilitation with ceramic facets and crowns in lithium disilicate: case report

Introdução: A procura pela estética do sorriso é crescente na Odontologia, pois, muitas vezes um sorriso alinhado e periodonto saudável não são o bastante. A cerâmica odontológica apresenta-se como uma ótima possibilidade restauradora, visto o avanço das técnicas de adesão entre o substrato dentário e as cerâmicas, torna-se mais previsível o resultado com este tipo de reabilitação. Objetivo: O presente artigo tem como objetivo descrever um caso clínico com envolvimento de diversos níveis de desgaste dentário para reabilitação estética com cerâmica de dissilicato de lítio. Relato de caso: Paciente 36 anos, gênero feminino, apresentava insatisfação com seu sorriso devido a forma e a alteração de cor dos seus dentes superiores anteriores e pré-molares. O plano de tratamento consistiu em realizar a troca da coroa metalocerâmica por coroa total cerâmica da unidade 14, coroa total cerâmica nas unidades 11, 21 e 22, facetas cerâmicas nas unidades 15, 13, 12, 23, 24 e 25, osteotomia e gengivoplastia das regiões de 2º prémolar superior esquerdo ao 2º pré-molar superior direito, clareamento dental caseiro da arcada inferior e placa oclusal superior de proteção. O material de escolha para a resolução do caso clínico foi a cerâmica vítrea reforçada à base de dissilicato de lítio, pois, possui um índice de refração de luz semelhante à estrutura dentária, sem interferência significativa da translucidez, além de ser passível de cimentação adesiva por se tratar de uma cerâmica ácido sensível e o tamanho do cristal e a sua disposição favorecem o aumento das propriedades mecânicas da restauração. Conclusão: O plano de tratamento realizado permitiu o restabelecimento da função e estética, com reprodução das características dos dentes naturais e promoção da jovialidade e da harmonia no sorriso(AU)

Introduction:The demand for smile aesthetics is growing in Dentistry, because, often a smile aligned and healthy periodontium are not enough. Dental ceramics, presented as an excellent restorative possibility, since the advancement of adhesion techniques between the dental substrate and the ceramics, becomes more predictable the result with this type of rehabilitation. Objective: This article aims to describe a clinical case involving several levels of dental wear for aesthetic rehabilitation with ceramics. Case Report: A 36-year-old female patient presented dissatisfaction with her smile due to the shape and color alteration of her anterior and premolar upper teeth. The treatment plan consisted of exchanging the metal-ceramic crown for the total ceramic crown of unit 14, total ceramic crown in units 11, 21 and 22, ceramic veneers in units 15, 13, 12, 23, 24 and 25, osteotomy and gingivoplasty of the regions from 2nd left upper premolar to 2nd right upper premolar, home tooth whitening of the lower arch and upper occlusal plate of protection. The material of choice for the resolution of the clinical case was the glass ceramic reinforced on the basis of lithium disilicate because it has a refractive index of light similar to the dental structure, without significant interference of translucency, besides being liable to adhesive cementation because it is a sensitive acid ceramic and the size of the crystal and its disposition favor the increase of the mechanical properties of the restoration. Conclusion: The treatment plan performed allowed the restoration of function and aesthetics, with reproduction of the characteristics of natural teeth and promotion of joviality and harmony in the smile(AU)

Effect of photopolymerization time on the microhardness of resin cement beneath feldspathic ceramic / Efecto del tiempo de fotopolimerización en la dureza de cementos de resina debajo de una cerámica feldespática

ABSTRACT During ceramic veneer luting, resin cement polymerization is performed with interposition of the dental ceramic. Aim: To evaluate how and how much the photoactivation time affects the Vickers hardness of resin-based cements with interposed ceramic. Materials and Method: A total 24 specimens H mm in diameter and 1 mm thick were made from Paracore White Coltene (PC), Densell Resin Duo Cement (DC), 3MRelyX Veneer (RX) and Coltene Fill Up! (FU), interposing VitablockMarkII (Vita Zahnfabrik) feldspathic ceramic 0.6 mm thick during photoactivation. The materials were polymerized using 100% and 25% of the times indicated by the manufacturers with a Coltolux LED ((Coltene) light with intensity 1200 mW/cm2. Each polymerization time group consisted of three specimens of each material, which were stored dry in darkness at 37 °C for 7 days. Three Vickers microhardness measurements were made on the top and bottom surfaces of each specimen using a Vickers Future Tech FM300 microhardness tester (300 g, 5 s). The values were averaged, and the bottom/top ratios calculated. Results were analyzed by ANOVA. (p<0.05) complemented with multiple comparisons using Tukey's test (p<0.05). Results: Different photoactivation times were found to have a significant effect on hardness values of the cements evaluated, with significant differences between some of the cements. No statistically significant difference was found for the effect of photoactivation time on bottom/top microhardness ratio in those materials. Conclusions: Under the experimental conditions employed, it can be concluded that photopolymerization for shorter times and the interposition of restorative material significantly affectpolymerization quality as evaluated by microhardness, but the bottom/top ratio was unaffected by differences in polymerization time.

RESUMEN Durante la fijación de una carilla cerámica, la polimerización del cemento a base de resinas se realiza con la interposición de la cerámica dental. Objetivo: evaluar en qué forma y magnitud afecta el tiempo de fotoactivación en la dureza Vickers de los cementos a base de resinas con la cerámica interpuesta. Materiales y Método: se confeccionaron 24 probetas de 11 mm de diámetro y 1 mm de espesor con: Paracore White Coltene (PC), Resin Duo Cement de Densell (DC), RelyX Veneer de 3M (RX) y Fill Up! De Coltene (FU) interponiendo 0,6 mm de espesor de cerámica feldespática Vitablock Mark II (Vita Zahnfabrik) durante la fotoactivación. Se polimerizó utilizando el 100% y el 25% del tiempo indicado por el fabricante con lámpara Coltolux LED ((Coltene) con 1200 mW/cm2 de intensidad. Cada grupo quedó conformado con tres probetas de cada material que se almacenaron a oscuras y en seco a 37 °C durante 7 días. Se registraron tres mediciones de microdureza Vickers de las superficies top y bottom de cada probeta con un microdurómetro Vickers Future Tech FM300 (300 g, 5 s) y se calculó su promedio, así como la relación entre los valores registrados en cada una de sus caras. Los resultados fueron analizados por medio de la prueba de ANOVA. (p<0.05). complementada con comparaciones múltiples por medio de la prueba de Tukey (p<0.05). Resultados: se encontró un efecto significativo de la modificación del tiempo de fotoactivación en los valores de dureza de los cementos evaluados con diferencias significativas entre algunos de ellos. Simultáneamente no se encontró significación estadística en el efecto de ese factor sobre la relación microdureza bottom/top registrada en esos materiales. Conclusiones: en las condiciones experimentales empleadas puede concluirse que la fotopolimerización en menor tiempo e interposición de material restaurador afecta significativamente la calidad de polimerización evaluada mediante los valores de microdureza, pero la proporción bottom/ top no fue afectada en la variación en el tiempo de polimerización.

Fatigue-life and stress distribution of a glass-ceramic under different loading conditions

Abstract This study aimed to evaluate the effect of different loading conditions on the mechanical behavior and stress distribution of a leucite-reinforced glass-ceramic. Plate-shaped ceramic specimens were obtained from leucite-reinforced glass-ceramic (1.5 × 8.4 × 8.3 mm) and adhesively cemented to a dentin analog substrate. Monotonic and cyclic contact fatigue tests were performed to simulate sphere-to-flat contact, using a 6 mm diameter spherical piston; and flat-to-flat contact, using a 3 mm diameter flat piston. For the monotonic test (n=20), a gradual compressive load (0.5 mm/min) was applied to the specimen using a universal testing machine. Failure load data were analyzed with Weibull statistics. The cyclic contact fatigue test was performed using protocols (load and a number of cycles) defined by the boundary technique (n=30). Fatigue data were analyzed using an inverse power law relationship and Weibull-lifetime distribution. The stress distribution was investigated using Finite Element Analysis (FEA). The monotonic and the fatigue Weibull modulus were similar among the two contact conditions. In fatigue, the slow crack growth exponent was greater for sphere-to-flat contact, which indicates that the load level had a greater effect on the specimen's probability of failure. In conclusion, FEA showed different stress distribution for the tested loading conditions. The stress distribution and probability of fatigue failure of specimens tested in sphere-to-flat contact showed greater dependency to load level.

Resumo O objetivo deste estudo é avaliar o efeito de diferentes condições de carregamento no comportamento mecânico e na distribuição de tensões de uma vitrocerâmica reforçada com leucita. Amostras cerâmicas em forma de lâminas foram obtidas a partir de vitrocerâmica reforçada com leucita (1,5 × 8,4 × 8,3 mm) e cimentadas adesivamente a um substrato análogo de dentina. Ensaios de carga de compressão monotônica e fadiga foram realizados para simular o contato esfera-plano, usando um pistão esférico de 6 mm de diâmetro; e contato plano com plano, usando um pistão plano de 3 mm de diâmetro. Para o ensaio de carga de compressão monotônica (n=20), foi aplicada uma carga compressiva gradual (0,5 mm/min) ao corpo-de-prova usando uma máquina de ensaio universal. Os dados de carga de fratura foram analisados de acordo com a distribuição de Weibull. O teste de fadiga foi realizado com os protocolos (carga e número de ciclos) definidos pela técnica de boundary (n=30). Os dados de fadiga foram analisados usando uma relação de tempo de vida - tensão de lei da potência inversa (IPL- inverse power law). A distribuição de tensões foi investigada usando análise de elementos finitos (AEF). O módulo de Weibull para teste de compressão monotônico e de fadiga foram semelhantes entre as duas condições de contato. Em fadiga, o expoente de crescimento sub-crítico da trinca foi maior para o contato esfera-plano, o que indica que o nível de carga teve um efeito maior na probabilidade de falha do corpo-de-prova. Em conclusão, AEF apresentou distribuição de tensões diferente para as condições de carregamento testadas. A distribuição de tensões e a probabilidade de falha em fadiga dos corpos-de-prova testados utilizando o contato esfera-plano apresentaram maior dependência do nível de carga.

Failure behavior of zirconia crowns subjected to air abrasion with different particle sizes

Abstract This study aimed to investigate the failure behavior of 3 mol.% yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal (3Y-TZP) prosthetic crowns air-abraded with aluminum oxide (AO) particles of different sizes. Ninety ceramic premolar crowns were produced with 3Y-TZP frameworks veneered with porcelain. Crowns were randomly divided into three groups, according to the size of the air abrasion AO particles (n = 30): (GC) untreated (control); (G53) 53 µm; (G125) 125 µm. Air abrasion was performed with 0.25 mpa pressure, 10-mm distance, for 10 s. Crowns were adhesively cemented to dentin analog abutments. Specimens were loaded in compression to failure, in 37oC distilled water, using a universal testing machine (n = 30). Fractographic analysis was performed using a stereomicroscope and SEM. The roughness of the crown's inner surface was evaluated using an optical profilometer (n = 10). Fracture load data were statistically analyzed with Weibull analysis and roughness data with Kruskal-Wallis (α = 0.05). GC had the lowest characteristic fracture load (L0), while G53 and G125 had higher and statistically similar L0 values. The Weibull modulus (m) was similar among groups. The failure modes observed were catastrophic failure and porcelain chipping. There were no differences between the roughness parameters for the experimental groups (p > 0.05). The size of the AO particles did not affect the fracture load and failure mode of 3Y-TZP crowns. Air abrasion with 53 µm and 125 µm particles resulted in a higher fracture load of ceramic crowns than the untreated group while maintaining their reliability and surface characteristics.

Resumo O objetivo deste estudo foi investigar o efeito do jateamento com óxido de alumínio (AO) com diferentes tamanhos de partículas no comportamento de fratura de coroas protéticas de zircônia tetragonal estabilizada com 3 mol% de ítria (3Y-TZP). Noventa coroas cerâmicas de pré-molares foram produzidas com infraestruturas de 3Y-TZP recobertas com porcelana. As coroas foram divididas aleatoriamente em três grupos, de acordo com o tamanho das partículas de AO do jateamento (n = 30): (GC) não tratada (controle); (G53) 53 µm; (G125) 125 µm. O jateamento foi realizado com pressão de 0,25 MPa, distância de 10 mm, por 10 s. As coroas foram cimentadas adesivamente em pilares análogos à dentina. As coroas foram testadas em compressão até a falha, em água destilada a 37ºC, usando uma máquina universal de ensaios (n = 30). A análise fractográfica foi realizada usando estereomicroscópio e MEV. A rugosidade da superfície interna das coroas foi avaliada usando um perfilômetro óptico (n = 10). Os dados de carga de fratura foram analisados ​​estatisticamente com análise de Weibull e os dados de rugosidade com Kruskal-Wallis (( = 0,05). GC apresentou a menor carga característica de fratura (L0), enquanto G53 e G125 apresentaram valores de L0 maiores e estatisticamente semelhantes. O módulo de Weibull (m) foi semelhante entre os grupos. Os modos de falha observados foram falha catastrófica e lascamento da porcelana. Não houve diferenças entre os parâmetros de rugosidade para os grupos experimentais (p > 0,05). O tamanho das partículas de AO não afetou a carga de fratura e o modo de falha das coroas 3Y-TZP. O jateamento com partículas de 53 µm e 125 µm resultou em maior carga de fratura das coroas cerâmicas do que o grupo não tratado, mantendo sua confiabilidade e características de superfície.

Longevity of ceramic restoring materials in the confection of endocrowns restorations: an in vitro study on surface roughness and mechanical strength / Longevidade de materiais restauradores cerâmicos na confecção de restaurações endocrowns: um estudo in vitro sobre rugosidade superficial e resistência mecânica

ABSTRACT Objectives: The objective was to evaluate the longevity of ceramic restorative materials in the manufacture of endocrown restorations, through an in vitro study on surface roughness and mechanical strength. Methods: Three restorative materials were evaluated and assigned to experimental groups (n=10 disc specimens): Leucite Reinforced Ceramic, Lithium Disilicate and Nanoceramic Resin. These restorative materials were evaluated for surface before and after aging (n=02 specimens) under a stereomicroscope. The specimens were submitted to the average surface roughness test (Ra) (n=10) in a contact roughness meter before and after aging. As well as the biaxial flexural strength test (n=10), after aging, up to a test speed of 0.5 mm/min. Aging was carried out in a thermocycler, with 5,000 cycles with baths of 5 °C ± 1 ° and 55 °C ± 1 °. Fragments after fracture were observed under a stereomicroscope. The data obtained were tabulated and analyzed using the Minitab statistical program. Results: The surfaces of the specimens do not show changes between the restorative materials and also in relation to aging. For the roughness data, the restorative material factors (p=0.867) and aging (p=0.321) were not statistically significant. The DIS group presented the highest values of fracture resistance (p=0.000), in relation to the LEU and REN groups, which were statistically similar. The same statistical pattern was identified for post-fracture fragment data (p=0.030). Conclusions: The aging factors and restorative material do not interfere with the surface roughness performance. However, the mechanical performance and number of fragments after fracture is affected by the restorative material.

RESUMO Objetivos: Objetivou-se avaliar a longevidade de materiais restauradores cerâmicos na confecção de restaurações endocrowns, através de um estudo in vitro sobre rugosidade superficial e resistência mecânica. Métodos: Três materiais restauradores foram avaliados e distribuídos em grupos experimentais (n=10 espécimes em disco): Cerâmica Reforçada por Leucita, Dissilicato de Lítio e Resina Nanocerâmica. Estes materiais restauradores foram avaliados quanto a superfície antes e após ao envelhecimento (N=2 espécimes) em estereomicroscópio. Os espécimes foram submetidos ao ensaio de rugosidade superficial média (Ra) (N=10) em rugosímetro de contato antes e após o envelhecimento. Como também, ao teste de resistência à flexão biaxial (N=10), após envelhecimento, em uma velocidade de ensaio de 0,5 mm/min. O envelhecimento foi realizado uma termocicladora, sendo 5.000 ciclos com banhos de 5 °C ± 1° e 55 °C ± 1°. Os fragmentos após fratura foram observados em estereomicroscópio. Os dados obtidos foram tabulados e analisados no programa estatístico Minitab. Resultados: As superfícies dos espécimes não mostram alterações entre os materiais restauradores e também em relação ao envelhecimento. Para os dados de rugosidade, os fatores materiais restauradores (p=0,867) e envelhecimento (p=0,321) não foram estatisticamente significativos. O grupo DIS apresentou os maiores valores de resistência à fratura (p=0,000), em relação aos grupos LEU e REN que foram estatisticamente semelhantes. O mesmo padrão estatístico foi identificado para os dados de fragmentos após a fratura (p=0,030). Conclusão: Os fatores envelhecimento e material restaurador não interferem quanto a performance da rugosidade superficial. No entanto, o desempenho mecânico e número de fragmentos após a fratura é afetado pelo material restaurador.

Is the adhesive or mechanical behavior of glass ceramics influenced by the adhesive layer application after etching and silanization? A literature review

Aim: This review investigated the effect of applying an adhesive after surface treatment of glass-ceramics on the bonding, mechanical or clinical behavior. Methods: Studies comparing the adhesive, mechanical or clinical behavior of glass-ceramics, with or without adhesive application after surface treatment, were included. Searches were performed in PubMed, Scopus, and Web of Sciences databases (January 2022), resulting in 15 included studies. Results: Regarding the evaluated outcomes, 13 studies assessed bond strength, 2 studies assessed biaxial flexural strength and 1 study assessed fatigue failure load, while no study evaluating clinical outcomes was included. It was possible to observe that the adhesive application after ceramic surface treatment was unfavorable or did not influence the evaluated outcomes. Conclusion: Most of the evidence available in the literature shows that the adhesive application after surface treatment does not improve the adhesive and mechanical behavior of glass-ceramics

Restaurações endocrown em pré-molares: influência das paredes remanescentes da estrutura dentária e materiais restauradores na resistência à fadiga / Endocrown restorations in premolars: influence of remaining axial walls of tooth structure and restorative materials on fatigue resistance

Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da estrutura dentária remanescente e dois materiais diferentes de restauração CAD/CAM no desempenho à fadiga e no modo de falha de pré-molares tratados endodonticamente restaurados por endocrowns. Um total de 90 pré-molares superiores foram tratados endodonticamente e divididos aleatoriamente de acordo com o número de paredes axiais remanescentes, e os materiais restauradores foram divididos em 6 grupos (n = 15); quatro paredes restantes restauradas com zircônia ultratranslúcida 5Y-PSZ (grupo Fo-Z) e dissilicato de lítio (grupo Fo-L), três paredes restantes restauradas com 5Y-PSZ (grupo Th-Z) e dissilicato de lítio (grupo Th-L) e duas paredes restantes restauradas com 5YPSZ (grupo Tw-Z) e dissilicato de lítio (Tw-L). As restaurações foram cimentadas adesivamente e os espécimes foram submetidos a cargas de fadiga gradual em seu longo eixo (carga inicial: 200 N, frequência: 20 Hz). Uma carga incremental de 100 N por 10.000 ciclos foi aplicada com um pistão metálico de Ø 6 mm até a falha. A carga de falha por fadiga (FFL) e o número de ciclos de falha (CFF) no momento da falha foram registrados e analisados estatisticamente por ANOVA 2 fatores e teste de Kaplan-Meier (α = 0,05). Os espécimes fraturados foram examinados em estereomicroscópio em 8× e 25× e os modos de falha foram determinados como reparáveis ou catastróficos. FFL e CFF foram significativamente influenciados pelo material restaurador (p < 0,05). As restaurações de 5Y-PSZ apresentaram FFL (Fo-Z = 1487 N, Tw-Z = 1427 N, Tw-Z = 1533 N) e probabilidade de sobrevivência significativamente maiores quando comparadas com dissilicato de lítio (Fo-L = 1060 N, Th-L = 940 N, TwL = 1000 N). O número de paredes remanescentes não afetou o comportamento de fadiga ou modo de falha dos corpos de prova. Das restaurações de dissilicato de lítio, 51% tiveram falhas reparáveis, enquanto 95% das restaurações de zircônia ultratranslúcida 5Y-ZP tiveram falhas catastróficas. Endocrowns de zircônia apresentaram melhor desempenho em fadiga do que endocrowns de dissilicato de lítio, independentemente do número de paredes remanescentes do eixo. Endocrowns de pré-molares de dissilicato de lítio e 5Y-PSZ apresentaram maior FFL do que as cargas mastigatórias normais (AU)

This study aimed to evaluate the effect of the remaining tooth structure and two different CAD/CAM restoration materials on the fatigue performance and failure mode of endodontically treated premolars restored with endocrowns. A total of 90 maxillary premolars were endodontically treated and divided randomly according to the number of remaining axial walls, and the restorative materials were divided into 6 groups (n = 15); four remaining walls restored with ultratranslucent zirconia 5Y-PSZ (group Fo-Z) and lithium disilicate (group Fo-L), three remaining walls restored with 5Y-PSZ (group Th-Z) and lithium disilicate (Group Th-L), and two remaining walls restored with 5Y-PSZ (group Tw-Z) and lithium disilicate (Tw-L). The restorations were cemented adhesively and the specimens were subjected to stepwise fatigue loading along the long axis (initial load: 200 N, frequency: 20 Hz). An incremental step load of 100 N per 10,000 cycles was applied with a Ø6-mm metallic piston until failure. The fatigue failure load (FFL) and number of failure cycles (CFF) at the time of failure were recorded and statistically analyzed with two-way ANOVA and the Kaplan-Meier test (α = 0.05). Fractured specimens were examined under a stereomicroscope at 8× and 25× and failure modes determined as reparable or catastrophic. FFL and CFF were significantly influenced by restorative material (p < 0.05). 5Y-PSZ endocrowns showed significantly higher FFL (Fo-Z = 1487 N, Th-Z = 1427 N, Tw-Z = 1533 N) and survival probability when compared with lithium disilicate (Fo-L = 1060 N, Th-L = 940 N, Tw-L = 1000 N). The number of remaining walls did not affect the fatigue behavior or failure mode of the specimens. Of the lithium disilicate restorations, 51% had repairable failures, while 95% of ultratranslucent zirconia 5Y-ZP restorations had catastrophic failures. Zirconia endocrowns showed better fatigue performance than lithium disilicate endocrowns, regardless of the number of remaining axis walls. Lithium disilicate and 5Y-PSZ premolar endocrowns showed higher FFL than the normal masticatory loads (AU)

Tratamentos de superfície prévios à camada de caracterização: efeitos na resistência adesiva e comportamento mecânico de cerâmicas de óxido de zircônio / Surface treatments prior to the characterization layer: effects on bond strength and mechanical behavior of zirconium oxide ceramics

Este estudo avaliou o efeito do jateamento com óxido de alumínio prévio à camada de caracterização no comportamento adesivo e mecânico de zircônias de segunda e terceira gerações. Na parte A, foi realizado um estudo de resistência flexural. Para isso, discos de cada zircônia (3Y-TZP, 4Y-PSZ ou 5YPSZ) foram confeccionados. Após polimento e sinterização, os discos foram divididos de acordo com os tratamentos de superfície: Polimento, Jateamento com Al2O3 50 µm e Jateamento com Al2O3 110 µm (n = 30). A superfície tratada de todos os discos recebeu uma fina camada de pigmentação e uma fina camada de glaze. O ensaio de flexão biaxial foi realizado na configuração pistonon-three-balls e as superfícies fraturadas foram observadas em Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os dados foram submetidos à Análise de Weibull. Na parte B, avaliou-se o efeito dos diferentes tratamentos de superfície prévio à camada de caracterização no comportamento à fadiga das diferentes zircônias. Discos de 3Y-TZP, 4Y-PSZ e 5Y-PSZ foram confeccionados e distribuídos entre os tratamentos de superfície: Polimento ou Jateamento Al2O3 50 µm (n = 15), que foram realizados conforme a parte A deste estudo. Os discos foram cimentados adesivamente a um análogo de dentina (NEMA G10). Os testes de fadiga foram realizados pelo método stepwise, com aplicação de carga axial por um pistão hemisférico (carga inicial: 400 N, step: 100 N, ciclos/step: 10.000, frequência: 20 Hz). Na parte C, avaliou-se a resistência de união entre as diferentes zircônias e a camada de caracterização. Foram preparados os mesmos grupos descritos na "parte A" (n = 15). Cilindros de stain seguido por glaze foram construídos nas superfícies das zircônias. A resistência de união foi avaliada pelo teste de cisalhamento. Os tipos de falha (adesiva, predominantemente adesiva ou coesiva) foram analisados em estereomicroscópio e MEV. Análises complementares em perfilômetro e goniômetro foram realizadas. Para a parte A, o jateamento com Al2O3 110 µm aos menores valores de resistência à flexão, seguido do jateamento com as partículas de Al2O3 50 µm. Os maiores valores foram observados no grupo que não recebeu jateamento prévio à camada de caracterização. Esses resultados foram observados em todos os materiais. Na parte B, o jateamento com Al2O3 reduziu significativamente a carga e o número de ciclos para falha em fadiga de todos os materiais. Na parte C, os melhores valores de resistência de união foram atribuídos para o tratamento de superfície com Al2O3 110 µm, seguido de jateamento com Al2O3 50 µm e polimento. Dessa forma, o jateamento prévio à camada de caracterização reduz a resistência mecânica de zircônias de segunda geração e melhora a resistência de união entre os dois materiais (AU)

This study evaluated the effect of aluminum oxide sandblasting prior to the characterization layer on the adhesive and mechanical behavior of second- and third-generation zirconia. Part A consisted of a flexural strength study. Discs of each zirconia (3Y-TZP, 4Y-PSZ, or 5Y-PSZ) were prepared. After polishing and sintering, the discs were divided according to the surface treatments: Polishing, Sandblasting with Al2O3 50 µm and Sandblasting with Al2O3 110 µm (n = 30). The treated surface of all discs received a thin layer of stain and a thin layer of glaze. The biaxial bending test was performed in a piston-on-three-balls set-up. The fractured surfaces were observed by Scanning Electron Microscopy (SEM). Data were subjected to Weibull Analysis. In part B, the effect of different surface treatments prior to the characterization layer on the fatigue behavior of different zirconia was evaluated. Discs of 3Y-TZP, 4Y-PSZ and 5Y-PSZ were prepared and divided among the surface treatments: Polishing or Sandblasting Al2O3 50 µm (n = 15), which were performed according to part A of this study. The discs were adhesively cemented to a dentin-analogue (NEMA G10). Fatigue tests were performed using the stepwise method, with an axial load application by a hemispherical piston (initial load: 400 N, step: 100 N, cycles/step: 10,000, frequency: 20 Hz). Part C evaluated the bond strength between the different zirconia and the characterization layer. The same groups described in part A (n = 15) were prepared. Stain cylinders followed by glaze were built on the zirconia surfaces. The bond strength was evaluated by the shear test. The types of failure (adhesive, predominantly adhesive or cohesive) were analyzed using a stereomicroscope and SEM. Complementary analyzes in profilometer and goniometer were carried out. In part A, sandblasting with Al2O3 110 µm led to the lowest flexural strength results, followed by sandblasting with Al2O3 50 µm. Polishing group achieved the highest values. These results were observed in all tested ceramics. In part B, sandblasting with Al2O3 50 µm significantly reduced the fatigue failure load and the number of cycles for fatigue failure. In part C, the highest bond strength results were reached by sandblasting with Al2O3 110 µm, followed by sandblasting with Al2O3 50 µm, and polishing. Therefore, aluminum oxide particles sandblasting diminishes the mechanical behavior of second- and third-generation zirconias and improves the bond strength between the two materials. (AU)

Influence of substrate, cement and aging on the biaxial flexural strength of lithium disilicate / Influência do substrato, cimento e envelhecimento na resistência a flexão biaxial do dissilicato de lítio

Objective: To evaluate the biaxial flexural strength (BFS) of lithium disilicate (L), cemented on different substrates (epoxy resin - E and metal - M) with dual-cure resin cement (Rc) and zinc phosphate cement (Zc), not aged, thermally aged (TC) or thermo-mechanical aged (TC/MC). Material and Methods: Disks of L, E, and M were fabricated, and the cementation was performed according to the following groups: ERc (L+E+Rc); MRc (L+M+Rc); MZc (L+M+Zc); EZc (L+E+Zc). Ten samples from each described group were tested in BFS, ten more samples were subjected to TC (1×104 cycles between 5 ºC and 55 ºC water), and the last 10 samples were subjected to TC/MC (MC: 1.2×106 cycles, 50 N, 3.8 Hz). The BFS test was performed and scanning electron microscopy (SEM) was performed to evaluate the failure mode. The effect of the cementation strategy (cement/substrate) was compared in each aging method and the effect of the aging method was evaluated for each cementation strategy by one-way ANOVA and Tukey post-hoc test (α=0.05). Results: The strength values were highest to M (237.8 ~ 463.9 MPa), in comparison to the E (41.03 ~ 66.76 MPa), despite aging and luting agent. Flexural strength data decreased after TC and TC/MC in groups cemented with Zc, but was stable when cemented with Rc. SEM analysis indicated that failure origins were located at the tensile surface of the L. Conclusion: Lithium disilicate discs cemented to the metallic substrate presented the highest biaxial flexural strength. The cementation with dual-cure resin cement did not decrease BFS after aging (AU)

Objetivo: Avaliar a resistência à flexão biaxial (BFS) do dissilicato de lítio (L), cimentado sobre diferentes substratos (resina epóxi - E e metal - M) com cimento resinoso dual (Rc) e cimento de fosfato de zinco (Zc), não envelhecido, submetido ao envelhecido térmico (TC) ou ao envelhecido térmico-mecânico (TC/MC). Material e Métodos: Foram confeccionados discos de L, E e M, e a cimentação foi realizada de acordo com os seguintes grupos: ERc (L+E+Rc); MRc (L+M+Rc); MZc (L+M+Zc); EZc (L+E+Zc). Dez amostras de cada grupo descrito foram testadas em BFS, mais dez amostras foram submetidas à TC (1×104 ciclos de imersão em água entre 5 ºC e 55 ºC), e as últimas 10 amostras foram submetidas à TC/MC (MC: 1.2 ×106 ciclos, 50 N, 3.8 Hz). Foram realizados os testes de BFS e a microscopia eletrônica de varredura (MEV) para avaliar o modo de falha. O efeito da estratégia de cimentação (cimento/substrato) foi comparado em cada método de envelhecimento e o efeito do método de envelhecimento foi avaliado para cada estratégia de cimentação por ANOVA a um fator e teste post-hoc de Tukey (α=0,05). Resultados: Os valores de resistência foram maiores para M (237.8 ~ 463.9 MPa), em comparação com E (41.03 ~ 66.76 MPa), independentemente do envelhecimento e do agente cimentante utilizado. Os dados de resistência à flexão diminuíram após TC e TC/MC nos grupos cimentados com Zc, mas se mantiveram estáveis quando cimentados com Rc. A análise MEV indicou que a origem das falhas estava localizada na superfície de tração do L. Conclusão: Os discos de dissilicato de lítio cimentados ao substrato metálico apresentaram maior resistência à flexão biaxial. A cimentação com cimento resinoso dual não diminuiu o BFS após o envelhecimento (AU)

Research on friction and wear behaviors of silicon-lithium spray coating on zirconia ceramics / 北京大学学报(医学版)

OBJECTIVE@#To study microstructure, friction and wear behaviors of silicon-lithium spray coating on the surface of zirconia ceramics and to preliminarily evaluate its esthetic so as to provide support and guidance for the clinical application.@*METHODS@#Zirconia ceramic specimens were randomly divided into three groups: coating group (two subgroups), polishing group (two subgroups), and glazing group (four subgroups), with 10 samples in each subgroup. The two subgroups of coating group were the zirconia ceramics with the untreated and preliminary polishing surfaces sprayed with silicon-lithium coating, respectively. The two subgroups of polishing group were preliminary polishing and fine polishing of zirconia ceramics, respectively. The four subgroups of glazing group were preliminarily polished zirconia ceramics glazed with Biomic and Stain/Glaze products, respectively; and untreated zirconia ceramics glazed with Biomic and Stain/Glaze products, respectively. The above 8 subgroups of zirconia ceramic specimens were used as friction pairs with 80 steatite ceramics for 50 000 chewing cycles under 50 N vertical load and artificial saliva lubrication using chewing simulation. Scanning electron microscope was used to observe the microstructure of the surface and section of the coating group, and the thickness of the coating and glazing were measured. The linear roughness of the coating and polishing groups was mea-sured using a laser confocal scanning microscope. Vickers hardness was measured using a microhardness tester and the esthetic of zirconia ceramic full crown sprayed with silicon-lithium coating was preliminarily evaluated. White light interferometer was used to measure the width, the maximum depth and the volume of the wear scars of each group, and the wear depth of steatite ceramics and wear rate of zirconia ceramic specimens were calculated. Kruskal-Wallis nonparametric test and Dunn's multiple comparisons test were used to analyze the wear depth of each group (α=0.05).@*RESULTS@#The microstructures of the silica-lithium spray coatings on the untreated and preliminarily polished zirconia ceramic surfaces showed the protruding defects, and the line roughness of coating group was larger than that of the polishing group. The median thickness of the silica-lithium spray coating on the preliminarily polished zirconia ceramic was 13.0 μm (interquartile range, IQR: 11.6, 17.9), while that of the silica-lithium spray coating on the untreated zirconia ceramic was 4.4 μm (IQR: 4.1, 4.7). The Vickers hardness and wear rate of the coating group were between the polishing group and the glazing group. The wear depths of the wear scars of steatite ceramics were the glazing group, coating group, and polishing group in descending order, and there was statistically significant difference between glazing and polishing groups (P < 0.05). With the increase of polishing procedure, the wear depth of steatite ceramics decreased in each subgroups. The orders of maximum depth and volume of wear scars of zirconia ceramic were the glazing group, coating group, and polishing group in descending order, and there was statistically significant difference in the maximum depth of wear scars between glazing and polishing groups (P < 0.05).@*CONCLUSION@#The silica-lithium spray coating on the zirconia ceramic, can be used as a new method for zirconia ceramic surface treatment, because it can increase the esthetic of zirconia ceramics compared with polishing and reduce the wear of steatite ceramics compared with glazing.

An engineering perspective of ceramics applied in dental reconstructions

Abstract The demands for dental materials continue to grow, driven by the desire to reach a better performance than currently achieved by the available materials. In the dental restorative ceramic field, the structures evolved from the metal-ceramic systems to highly translucent multilayered zirconia, aiming not only for tailored mechanical properties but also for the aesthetics to mimic natural teeth. Ceramics are widely used in prosthetic dentistry due to their attractive clinical properties, including high strength, biocompatibility, chemical stability, and a good combination of optical properties. Metal-ceramics type has always been the golden standard of dental reconstruction. However, this system lacks aesthetic aspects. For this reason, efforts are made to develop materials that met both the mechanical features necessary for the safe performance of the restoration as well as the aesthetic aspects, aiming for a beautiful smile. In this field, glass and high-strength core ceramics have been highly investigated for applications in dental restoration due to their excellent combination of mechanical properties and translucency. However, since these are recent materials when compared with the metal-ceramic system, many studies are still required to guarantee the quality and longevity of these systems. Therefore, a background on available dental materials properties is a starting point to provoke a discussion on the development of potential alternatives to rehabilitate lost hard and soft tissue structures with ceramic-based tooth and implant-supported reconstructions. This review aims to bring the most recent materials research of the two major categories of ceramic restorations: ceramic-metal system and all-ceramic restorations. The practical aspects are herein presented regarding the evolution and development of materials, technologies applications, strength, color, and aesthetics. A trend was observed to use high-strength core ceramics type due to their ability to be manufactured by CAD/CAM technology. In addition, the impacts of COVID-19 on the market of dental restorative ceramics are presented.

Wear of dental ceramics / Desgaste das cerâmicas odontológicas

Com base no desenvolvimento da odontologia adesiva, restaurações minimamente invasivas em cerâmica são utilizadas como alternativas para restaurar um dente. As cerâmicas odontológicas são amplamente aplicadas na área odontológica principalmente devido à sua estética e resistência mecânica. Uma das propriedades da cerâmica a ser bem conhecida antes de seu uso, é a resistência ao desgaste que deve ser compatível com o comportamento de desgaste do antagonista para evitar desempenhos indesejados. Portanto, vários métodos têm sido realizados para avaliar o comportamento do desgaste dos materiais cerâmicos considerando diferentes condições presentes no complexo meio oral. Este estudo teve como objetivo compilar os métodos utilizados para investigar o desgaste das cerâmicas odontológicas e descrever os mecanismos de desgaste envolvidos nos mesmos. A obtenção e análise de dados também é abordada para discutir os resultados obtidos a partir de diferentes métodos, bem como a análise clínica do desgaste e perspectivas futuras sobre esse tema. Em conclusão, muitas metodologias estão disponíveis para medir o desgaste cerâmico. Portanto, os métodos devem ser selecionados com base na relevência clínica de cada estudo e devem seguir parâmetros previamente relatados para padronização, permitindo a comparação da literatura (AU)

Based on the development of adhesive dentistry, minimally invasive restorations in ceramics are used as alternatives to restore a tooth. Dental ceramics are largely applied in the dentistry field mainly due to their esthetic and mechanical strength. One of the ceramic properties to be well known before its use is the wear resistance that should be compatible with the antagonist wear behavior to avoid unwanted performance. Therefore, several methods have been performed to assess the ceramic materials wear behavior considering different conditions present in the complex oral medium. This study aimed to compile the methods used to investigate dental ceramics wear and to describe the wear mechanisms involved on them. Obtaining and analyzing data is also addressed to discuss the results obtained from different methods, as well as the clinical analysis of wear and future perspectives on this topic. In conclusion, many methodologies are available to measure the ceramic wear. Therefore, the methods must be selected based on the clinical significance of each study and should follow previously reported parameters for standardization, allowing literature comparison. (AU)

Mechanical behavior of different machinable ceramic crowns using vertical and horizontal preparations: an in-vitro study / Comportamento mecânico de diferentes coroas cerâmicas usináveis usando preparos verticais e horizontais: um estudo in vitro

Objective: the aim of this study was to compare the mechanical behavior of different ceramics when used in thin vertical preparations versus traditional horizontal preparation. Material and Methods: two stainless-steel dies were milled to simulate a minimally invasive vertical preparation (VP) and a traditional horizontal preparation (HP) for an all-ceramic crown of a maxillary first premolar. The stainless-steel dies were duplicated using epoxy resin. Eighty monolithic crowns were milled and divided into 2 groups according to preparation design. Each design group was subdivided into 4 sub-groups according to material (n=10): IPS e.max CAD (lithium disilicate), Bruxzir shaded zirconia (full contour zirconia), CeraSmart (resin nanoceramic) and CEREC Tessera (advanced lithium disilicate). The crowns were cemented on their relevant epoxy resin dies using self-adhesive resin cement. All specimens were subjected to 15,000 thermocycles and then loaded to fracture in a universal testing machine. Data were analyzed using two-way ANOVA and Tukey pair wise comparison test. Results: the fracture resistance mean values of the VP (1344 + 118 N) was significantly lower than the HP design (1646 + 191 N). Ceramic crowns made of full contour zirconia had higher fracture resistance mean values (2842 + 380 N) than advanced lithium disilicate (1272 + 125 N) followed by lithium disilicate crowns (983 + 52 N) and resin nanoceramic (882 + 61 N). Conclusion: both vertical and horizontal preparations, regardless the different ceramic materials, showed clinically acceptable fracture resistance values. (AU)

Objetivo: o objetivo deste estudo foi comparar o comportamento mecânico de diferentes cerâmicas quando utilizadas em preparos verticais finos ou preparos horizontais tradicionais. Material e Métodos: dois modelos de aço inoxidável foram fresados para simular um preparo vertical minimamente invasivo (PV) e um preparo horizontal tradicional (PH) para uma coroa totalmente em cerâmica de um primeiro pré-molar superior. As matrizes de aço inoxidável foram duplicadas usando resina epóxi. Oitenta coroas monolíticas foram fresadas e divididas em 2 grupos de acordo com o desenho do preparo. Cada grupo foi subdividido em 4 subgrupos de acordo com o material (n=10): IPS e.max CAD (dissilicato de lítio), zircônia Bruxzir (zircônia de contorno total), CeraSmart (resina nanocerâmica) e CEREC Tessera (dissilicato de lítio avançado). As coroas foram cimentadas em suas respectivas matrizes de resina epóxi usando cimento resinoso autoadesivo. Todos os espécimes foram submetidos a 15.000 ciclos térmicos e então carregados até a fratura em uma máquina de teste universal. Os dados foram analisados usando ANOVA com dois fatores e teste de comparação por pares de Tukey. Resultados: os valores médios de resistência à fratura do PV (1344 + 118 N) foram significativamente menores do que PH (1646 + 191 N). As coroas de cerâmica feitas de zircônia de contorno total apresentaram maiores valores médios de resistência à fratura (2842 + 380 N) do que dissilicato de lítio avançado (1272 + 125 N), seguido por coroas de dissilicato de lítio (983 + 52 N) e resina nanocerâmica (882 + 61 N). Conclusão: preparos verticais e horizontais, independentemente dos diferentes materiais cerâmicos, apresentaram valores de resistência à fratura clinicamente aceitáveis. (AU)

Translucency and masking ability of a translucent zirconia with different thicknesses over dark backgrounds / Translucidez e capacidade de mascaramento de uma zircônia translúcida com diferentes espessuras sobre substratos escuros

ABSTRACT Objectives: To evaluate the translucency, contrast ratio and masking ability of a translucent zirconia with different thicknesses. Methods: Disc shaped specimens (n= 3) with 10 mm (Ø) x 1.5 mm, 1 mm and 0.7 mm (thickness) were manufactured simulating all-ceramic simplified restorations. Substrate discs (n= 2; Ø: 10 mm; thickness: 2 mm) were simulated with composite resin shades: A2 (positive control) and C4; and metal alloys: silver (Ni-Cr) and golden (Cu-Al). Optical properties of the 9 translucent zirconia specimens placed on the 3 different substrates were analyzed by a spectrophotometer. The color variation (ΔE00) between each ceramic structure over the positive control substrate (A2) and over the dark backgrounds (C4, silvery, golden) were obtained as to their ceramic masking ability and subjected to non-parametric Kruskal Wallis test (5%). The translucency parameter (TP00) and contrast ratio (CR) of the different thicknesses of the ceramic discs were also collected and analyzed by one-way ANOVA and the Tukey test (5%). Results: The translucent zirconia showed greater opacity in the thickness of 1.5 mm, although it was not statistically different between 0.7 and 1.0 mm. All dark backgrounds significantly affected the final color of the simplified restoration in all evaluated thicknesses. However, the increase in ceramic thickness showed a decrease in ΔE00 values for all substrates. Conclusion: The translucent zirconia was not able to mask the dark substrates, independent of the evaluated thickness.

RESUMO Objetivos: Avaliar a translucidez, razão de contraste e capacidade de mascaramento de uma zircônia translúcida com diferentes espessuras. Métodos: Espécimes em forma de disco (n= 3) com 10 mm (Ø) x 1,5 mm, 1 mm e 0,7 mm (espessura) foram confeccionados simulando restaurações simplificadas em cerâmica pura. Discos de substrato (n= 2; Ø: 10 mm; espessura: 2 mm) foram simulados com as cores de resina composta: A2 (controle positivo) e C4; e ligas metálicas: prata (Ni-Cr) e ouro (Cu-Al). As propriedades ópticas dos 9 espécimes de zircônia translúcida posicionados nos 3 substratos diferentes foram analisadas por um espectrofotômetro. A variação de cor (ΔE00) entre cada espécime cerâmico sobre o substrato controle positivo (A2) e sobre os fundos escuros (C4, prateado, dourado) foi calculada quanto à capacidade de mascaramento da cerâmica e submetida ao teste não paramétrico de Kruskal Wallis (5%). O parâmetro de translucidez (TP00) e a razão de contraste (CR) das diferentes espessuras dos discos cerâmicos também foram coletados e analisados por ANOVA de uma via e teste de Tukey (5%). Resultados: A zircônia translúcida apresentou maior opacidade na espessura de 1,5 mm, embora não tenha sido estatisticamente diferente entre 0,7 e 1,0 mm. Todos os fundos escuros afetaram significativamente a cor final da restauração simplificada em todas as espessuras avaliadas. No entanto, o aumento da espessura da cerâmica mostrou uma diminuição nos valores de ΔE00 para todos os substratos. Conclusão: A zircônia translúcida não foi capaz de mascarar os substratos escuros, independente da espessura avaliada.

A clinical evaluation of zirconia reinforced lithium silicate glass-ceramic CAD/CAM onlay: a two-year case report / Avaliação clínica de onlay cerâmica do tipo CAD / CAM de silicato de lítio reforçado com zircônia: um relato de caso de dois anos

ABSTRACT The CAD/CAM technology arose from the need to develop materials with better mechanical and optical properties that could be used for making monolithic restorations. Several materials have been used for milling indirect restorations in prefabricated blocks. Among them, lithium silicate reinforced with zirconia. Due to its recent introduction in the market, this case report aimed to present a detailed clinical protocol for the execution of a ceramic onlay of this material using CAD/CAM technology. A 57-year-old female patient sought care with extensive restoration in composite resin (BOMD) of tooth 15 maintained for almost two years. However, due to bruxism, constant dental tightening, the extension of the direct restoration and the need for improved esthetics, it was proposed to replace it with an indirect ceramic onlay restoration. Prophylaxis and choice of the color of the patient's dental substrate were performed. Afterwards, the dental preparation was made and polished. Subsequently, the molding was made with addition silicone and the provisional restoration confectioned. Once the stone model was obtained, it was scanned and the ceramic onlay restoration was milled using CAD/CAM technology. Finally, the restoration was stained and cemented over the preparation. After 2 years, the restoration remained stable, with no evidence of color mismatch, marginal discoloration, marginal cleft, caries or fracture, proving the effectiveness of the treatment in this time interval. The correct indication of the ceramic material combined with the use of CAD/CAM technology facilitated the restorative process, restoring function and the esthetics desired by the patient.

RESUMO A tecnologia CAD/CAM surgiu da necessidade de desenvolvimento de materiais com melhores propriedades mecânicas e ópticas que pudessem ser utilizados para confecção de restaurações monolíticas. Diversos materiais têm sido utilizados para fresagem de restaurações indiretas em blocos pré-fabricados. Dentre eles, o silicato de lítio reforçado com zircônia. Devido a sua recente introdução no mercado, este relato de caso objetivou apresentar um protocolo clínico detalhado para a execução de uma onlay cerâmica desse material utilizando a tecnologia CAD/CAM. Paciente, 57 anos, sexo feminino, procurou atendimento com extensa restauração em resina composta envolvendo as faces (MODV) do dente 15 mantida por quase dois anos. Contudo, em virtude do bruxismo, do apertamento dental constante, da extensão da restauração direta e da necessidade de melhora na estética, foi proposto a substituição por uma restauração indireta em cerâmica do tipo onlay. Foi realizada a profilaxia e escolha da cor do substrato dental da paciente. Em seguida o preparo dental foi confeccionado e polido. Posteriormente foi feita a moldagem com silicone de adição e a confecção do provisório. Com a obtenção do modelo, este foi escaneado e fresada a onlay cerâmica pela tecnologia CAD/CAM, que posteriormente foi maquiada e cimentada sobre o preparo. Após 2 anos, a restauração permaneceu estável, sem evidência de incompatibilidade de cor, descoloração marginal, fenda marginal, cárie ou fratura, comprovando a eficácia do tratamento neste intervalo de tempo. A correta indicação do material cerâmico aliada ao uso da tecnologia CAD-CAM facilitou o processo restaurador devolvendo função e a estética desejada pela paciente.