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)

Are Tooth and Ceramic Fractures Different Sides of the Same Coin? A Report of Two Clinical Cases.

Two clinical cases involving the fracture of a natural tooth and one of a ceramic crown are presented and discussed based on fractography principles. In the first case, a patient reported intense pain in a sound third molar where a longitudinal fracture was identified, and the tooth was extracted. In the second case, a posterior rehabilitation using a lithium silicate ceramic crown was carried out, and the patient returned after 1 year with a fractured piece of the crown. Both were analyzed under microscopy to identify the origins of fractures and their causes. The fractures were critically analyzed so that relevant information could be generated from the laboratory to the clinic.

Polishing the bonding surface, before or after crystallization, does not alter the fatigue behavior of bonded CAD-CAM lithium disilicate.

The aim of this study was to assess if the finishing/polishing of the bonding surface of lithium disilicate ceramic, prior to or after crystallization, would affect the fatigue behavior of a bonded restorations. For this, lithium disilicate ceramic (IPS e.max CAD) discs (n = 15) were milled and randomly divided into 3 groups: CAD-CAM group which remained untouched; PRE group which received a finishing/polishing protocol (OptraFine system) prior to its crystallization; and POST group, which received the treatment after its crystallization. After surface treatments, ceramic and glass-fiber reinforced epoxy resin discs were paired and bonded using a resin cement (Multilink N). A cyclical fatigue test was conducted (frequency 20 Hz, initial load 200 N for 5000 cycles, step-size of 100 N for 10,000 cycles/step) until failure occurrence. Surface roughness and topography were analyzed. An initial descriptive analysis of surface roughness, FFL and CFF was performed to obtain the mean, standard deviation and confidence interval values (SPSS v. 21, SPSS Inc.) for statistical analysis. Roughness data was using one-way ANOVA with Tukey's post hoc test (α = 0.05), while the fatigue data was submitted to survival analysis with Kaplan-Meier test (α = 0.05) and Weibull modulus (Weibull++, Reliasoft). Neither the finishing/polishing procedure of the bonding surface, nor the moment (prior to or after crystallization), affected the fatigue behavior of bonded milled lithium disilicate. There were also no differences for mechanical reliability among conditions. Despite this, finishing/polishing reduced surface roughness and led to smoother topography. Finishing/polishing the bonding surface of milled lithium disilicate, before or after crystallization, does not alter the fatigue behavior of the bonded restorative set, although there is some influence on roughness and topography.

Análise microestrutural e propriedades mecânicas de cerâmicas vítreas cristalizadas por energia de micro-ondas / Microstructural characterization and mechanical properties of glassceramics crystallized by microwave energy

O objetivo deste trabalho foi verificar a viabilidade de um processo alternativo de cristalização por meio de energia de micro-ondas, e estabelecer um protocolo de cristalização para três vitrocerâmicas comerciais; além de avaliar o efeito deste processo na microestrutura e propriedades mecânicas das mesmas. A hipótese nula foi que a cristalização por meio de energia de micro-ondas não afetou as características microestruturais e consequentemente as propriedades destes materiais cerâmicos. Foram confeccionados 180 discos a partir de blocos de três diferentes vitrocerâmicas: dissilicato de lítio (IPS e.max CAD, Ivoclar Vivadent) e silicatos de lítio reforçados por zircônia (I ­ Suprinity, Vita Zahnfabrik; II ­ Celtra, Dentsply), seguindo as dimensões da norma ISO 6872 (12 x 1,2 mm). Foram testadas três temperaturas de cristalização em forno de micro-ondas (700ºC, 770ºC e 850ºC), e os testes de flexão biaxial, MEV e DRX foram utilizados para definir qual a temperatura em que as cerâmicas apresentaram melhor comportamento. Os testes de densidade, translucidez, rugosidade superficial, dureza Vickers e desgaste de três e dois corpos foram realizados com as amostras cristalizadas apenas nas temperaturas selecionadas para cada cerâmica. Para o grupo DL-mo, a temperatura de cristalização foi 850ºC, e a resistência do material aumentou (422,4 ± 63,53). Para os grupos SLZ1-mo e SLZ2-mo, a temperatura de cristalização foi 770ºC, com resistências aproximadamente semelhantes ao grupo convencional (302,8 ± 37,86 e 268,7 ± 44,85 respectivamente). Os testes de translucidez e densidade mostraram uma relação estatística em que as cerâmicas com maior densidade possuem maior translucidez, como as SLZ1-mo e SLZ2-mo. O teste de rugosidade não apresentou diferença estatística para os parâmetros Ra e Rsm, apenas para Rz. Para o teste de desgaste de três corpos, o grupo cristalizado em micro-ondas sofreu menor taxa de desgaste (0.22 ± 0.71) do que o grupo convencional (0.62 ± 0.4); enquanto para o teste de desgaste de dois corpos a forma de cristalização não foi uma variável estatisticamente significante. SLZ1 apresentou maior taxa de desgaste, independentemente da forma de cristalização (1.30 ± 1.79). Concluiu-se que o processo de cristalização é viável para vitrocerâmicas, e que diferentes temperaturas de cristalização resultam em diferentes microestruturas e propriedades mecânicas. A temperatura de cristalização para DL, utilizando energia de micro-ondas, é 850ºC e para SLZ1 e SLZ2 é 770ºC. Cerâmicas cristalizadas em forno de micro-ondas apresentam menor taxa de desgaste, maior resistência à flexão, maiores módulos de Weibull, e consequentemente maior longevidade(au)

The aim of this study was to verify the viability of an alternative process of crystallization using microwave energy and to establish a crystallization protocol for three commercial glass-ceramics; besides evaluating the effect of this process on the microstructure and mechanical properties of them. The null hypothesis was that the crystallization by microwave energy did not affect the microstructural characteristics and consequently the mechanical properties of these ceramic materials. 180 discs were made from blocks of three different glass-ceramics: lithium disilicate (IPS e.max CAD, Ivoclar Vivadent) and lithium silicates reinforced by zirconia (I - Suprinity, Vita Zahnfabrik; II - Celtra, Dentsply); according to ISO 6872 (dimensions: 12 x 1.2 mm). Three crystallization temperatures were tested in a microwave oven (700ºC, 770ºC and 850ºC), and the biaxial flexure, SEM and XRD tests were performed to define the temperature in which the ceramics presented their best behavior. Density, translucency, surface roughness, Vickers hardness and three and two-body wear tests were performed with the crystallized samples only at the selected temperatures for each ceramic. For DL-mo group, the crystallization temperature was 850ºC and material's resistance increased (422.4 ± 63.53). For SLZ1-mo and SLZ2-mo groups, the crystallization temperature was 770ºC, with resistances approximately similar to the conventional group (302.8 ± 37.86 and 268.7 ± 44.85 respectively). Translucency and density tests showed that the higher the density, the higher the translucency. The roughness test showed no statistical difference for Ra and Rsm parameters, only for Rz. For the three-body wear test, the microwave crystallized group suffered lower wear rate (0.22 ± 0.71) than the conventional group (0.62 ± 0.4); while for the two-body wear test the crystallization approach was not a statistically significant variable. SLZ1 presented higher wear rates, regardless of the crystallization approach (1.30 ± 1.79). It was concluded that the crystallization process is viable for glass ceramics, and that different crystallization temperatures result in different microstructures and mechanical properties. The crystallization temperature for DL using microwave energy is 850ºC and for SLZ1 and SLZ2 is 770ºC. Microwave oven crystallized ceramics have a lower wear rate, higher flexural resistance, higher Weibull modulus, and consequently higher longevity(AU)

Cimentação adesiva dos retentores de fibra de vidro: o que precisamos saber? / Adhesive cementation of fiber posts: what we need to know?

Este artigo descreveu, através de uma revisão da literatura, conceitos atuais acerca da cimentação adesiva de pinos de fibra de vidro. Já que a união entre cimento resinoso, pino e dentina assume um papel importante na longevidade do tratamento protético restaurador. Na presente revisão, foram discutidos tópicos como a influência da espessura do cimento, as estratégias adesivas que podem ser utilizadas e fatores que podem influenciar na escolha do tipo de cimento resinoso a ser utilizado, os métodos indicados para a inserção desses cimentos no interior do conduto radicular e os conceitos referentes ao tratamento de superfície, tanto do pino de fibra como da superfície dentinária.

This paper has described through current literature concepts the adhesive cementation of fiberglass posts since the adhesive union between resin cement, post and dentin plays an important role in the longevity of the restorative and prosthetic treatment. The present review discussed topics such as: the influence of cement thickness, the adhesive strategies that can be used and factors that may influence the choice of the type of resin cement to be used, the methods indicated for the insertion of these cements inside the root canal, and concepts regarding the surface treatment of both post and dentin surfaces.