Different bonding agents effect on adhesive bond strength: lithium disilicate glass ceramic / Efeito de diferentes agentes de união na cimentação adesiva em superfície cerâmica de dissilicato de lítio

Introduction: The silanization of the ceramic surface prior to applying the adhesive and/or resinous materials plays an important role in bond strength. Nowadays, a new family of adhesive systems has been introduced into the market, aiming to simplify the technique of adhesive procedures during cementation. Objective: To investigate the effectiveness of different bonding agents containing silane and primer on Lithium Disilicate Glass Ceramic (LD) surface by shear bond strength tests. Material and method: 130 LD ceramic blocks were included in acrylic resin, polished and washed in ultrasound for 10 minutes. The specimens were divided into 2 groups according to surface treatment: Polished Surface (PS); Hydrofluoric Acid 9.5% - 20s (HF). Each group was divided into 5 subgroups (n = 13) according to bonding agent type: metallic primer containing MDP (ZPrimePlus, Bisco Inc); two traditional silanes (MonobondPlus, IvoclarVivadent / Porcelain Prime, Bisco Inc.); mixture of silane and resin (Kerr Silane, Kerr); mixture of silane and universal adhesive (Single-bond Universal, 3M Espe). The specimens were mounted in a standard device for shear testing (UltradentBonding Assembly), cemented with dual resin cement (RelyX UltimateTM, 3M Espe.) and photo-polymerized for 20s. The samples were tested after 24 hours and 3 months of storage in distilled water at ±36 °C. The data were analyzed by 3-Way Anova and Tukey's test (α = 5%). Result: Shear bond strength (SBS) was significantly influenced by surface treatment, bonding agent used and storage (p <0.001). Conclusion: Adequate adhesive bond strength to Lithium Disilicate Glass Ceramic can be obtained with traditional silanes, combined with HF acid pretreatment surface.

Introdução: A silanização da superfície cerâmica antes da aplicação do adesivo e/ou materiais resinosos desempenha um papel importante na resistência adesiva. Atualmente, uma nova família de sistemas adesivos foi introduzida no mercado, visando simplificar a técnica dos procedimentos adesivos durante a cimentação. Objetivo: Investigar a eficácia de diferentes soluções contendo silano e primer na superfície de cerâmicas de Dissilicato de Lítio (DLT) por meio de testes de resistência adesiva por cisalhamento. Material e método: 130 blocos cerâmicos DLT foram incluídos em resina acrílica, polidos e lavados em ultra-som por 10 minutos. Os espécimes foram divididos em 2 grupos de acordo com tratamento de superfície: Superfície Polida (PS); Ácido Hidro-Fluorídrico 9,5% - 20s (HF). Cada grupo foi dividido em 5 sub-grupos (n = 13) de acordo com o tipo de primer/silano: primer metálico contendo MDP (ZprimePlus, Bisco Inc); dois silanos tradicionais (MonobondPlus, IvoclarVivadent / Porcelain Prime, Bisco Inc.); mistura de silano e resina (Kerr Silane, Kerr); mistura de silano e adesivo universal (Single-bond Universal, 3M Espe). Os espécimes foram montados em um dispositivo padrão (UltradentBonding Assembly) para teste de cisalhamento Bisco Shear Bond Tester), cimentados com cimento resinoso dual (RelyX UltimateTM, 3M Espe.) e foto-polimerizados por 20s. O teste foi realizado após o período de: 24 horas e 3 meses de armazenamento em água destilada à ±36 °C. Os dados foram analisados por 3-Way Anova e Teste de Tukey (α=5%). Resultado: A resistência adesiva ao cisalhamento (SBS) foi significativamente influenciada pelo tipo de tratamento da superfície, pelo tipo de agente de união utilizado e pelo armazenamento (p<0,001). Conclusão: Adequada resistência adesiva pode ser obtida com silanos tradicionais, combinados com o pré-tratamento de superfície com ácido HF.

Ultramorphology of pre-treated adhesive interfaces between self-adhesive resin cement and tooth structures / Ultramorfologia de interfaces adesivas entre cimento resinoso auto-adesivo e estruturas dentárias pré-tratadas

Introduction: Convencional resin cements can be used in combination with a total-etch system in a conventional mode or as self-adhesive resin cements. The latter are less technique sensitive and able to bond to dental tissues without previous treatment or adhesive layer and requires only a single step to be applied to dental structures. Objective: To compare qualitatively the adhesive interfaces of two self-adhesive resin cements and one conventional resin cement after different tooth surface treatments under scanning electron microscopy. Material and method: 42 crowns of bovine incisors were sectioned and flattened exposing enamel (E) or dentine (D) substrate. Subgroups were defined according to conditioning type and time: E1—no treatment, E2—37% phosphoric acid for 15 seconds, E3—37% phosphoric acid for 30 seconds; D1—no treatment, D2—37% phosphoric acid for 5 seconds; D3—11.5% polyacrylic acid for 15 seconds. A resin block was bonded to each substrate using the self-adhesive resin cements RelyX U100 (3M ESPE) and RelyX U200 (3M ESPE). As a reference hybrid layer, six resin blocks were luted with RelyX ARC and Scotchbond Multi-Purpose adhesive system (3M ESPE) (enamel—EA; dentine—DA). After aging for 7 days in a moist environment at 37±1°C, samples were prepared for microscopy analysis. Result and Discussion: In the ARC specimens, there was hybrid layer formation in both EA and DA. U100 E1 showed gaps at the adhesive interface, while E2 and E3 showed interaction for both self-adhesive cements. There was superficial interaction with bothU100 and U200 in D1, while in D2 and D3, resin tags were only observed in the case of U100. Conclusion: It was concluded that substrate conditioning may enhance the interaction between self-adhesive resin cements and dental tissues, although this is not the case for RelyX U200 and dentine.

Introdução: Restaurações estéticas indiretas são preferencialmente cimentadas utilizando-se cimentos resinosos convencionais e sistema adesivo de condicionamento total ou cimentos resinosos autoadesivos. Estes últimos são tecnicamente menos sensíveis e aderem aos tecidos dentários sem tratamento prévio ou aplicação de adesivo, com um único passo para sua aplicação aos tecidos dentários. Objetivo: Comparar qualitativamente as interfaces adesivas de dois cimentos resinosos autoadesivos e um cimento resinoso convencional, sob microscopia eletrônica de varredura. Material e método: 42 coroas de incisivos bovinos foram seccionadas e as faces vestibulares planificadas expondo esmalte (E) ou dentina (D). Os subgrupos foram definidos de acordo com o tipo e tempo de condicionamento: E1-sem tratamento, E2-37% de ácido fosfórico por 15 segundos, E3-37% de ácido fosfórico por 30 segundos; D1-sem tratamento, D2-37% de ácido fosfórico durante 5 segundos; D3-11,5% de ácido poliacrílico durante 15 segundos. Um bloco de resina foi unido a cada substrato usando os cimentos resinosos autoadesivos RelyX U100 e RelyX U200 (3M ESPE) (n=3). Como referência de camada híbrida, foram cimentados seis blocos de resina com RelyX ARC e o sistema adesivo Scotchbond Multi-Purpose(esmalte-EA, dentina-DA). Após armazenamento (7 dias, umidade, 37±1°C), as amostras foram preparadas para análise microscópica. Resultado: Nos espécimes ARC, houve formação de camada híbrida em EA e DA. U100 E1 mostrou lacunas na interface adesiva, enquanto E2 e E3 apresentaram boa interação para ambos os cimentos autoadesivos. Houve interação superficial com U100 e U200 em D1, enquanto em D2 e ​​D3, foram observadas tags de resina apenas para U100. Conclusão: Concluiu-se que o condicionamento do substrato pode aumentar a interação entre cimentos resinosos autoadesivos e os tecidos dentários, embora este não seja o caso do RelyX U200 e da dentina.

Tratamento de superfície de restaurações cerâmicas para caracterização de uma camada funcionalmente modificada / Surface treatment of ceramic restorations functionally modified layers caracterization: finite element analysis and laboratory testing

Este estudo tem como objetivo avaliar a influência do tratamento de superfície na sobrevida de restaurações cerâmicas. Um modelo de três camadas 10 x 10 mm foi criado em software Solidworks com as seguintes espessuras e descrições dos materiais. A: 1) dentina como substrato = 4 mm; 2) cimento = 100 µm; 3) material restaurador = 1,5 mm. Depois foi transferido para o programa ABAQUS para a realização da análise de elemento finito. Foram realizadas simulações com dois modelos distintos. Um com todas as camadas livres, sem atrito, o outro as camadas foram fixadas simulando adesão do cimento ao substrato e cerâmica. Foram utilizados valores de referência de módulo de elasticidade (ɛ) e os valores do coeficiente de Poisson (ʋ) para todos os grupos a partir da literatura. Os materiais restauradores modelados foram VITA Enamic (ɛ = 30 GPa; ʋ = 0,3), LAVA Ultimate (ɛ = 12,77 GPa; ʋ = 0,3), dissilicato de lítio (ɛ = 95 GPa; ʋ = 0,25), zircônia (ɛ = 210 GPa; ʋ = 0,3) e cimento resinoso (ɛ = 6,3 GPa; ʋ = 0,3). Uma malha foi criada usando análise de elementos finitos (FEA) e a aplicação de uma carga de 200 N foi simulada ao centro da camada superior de material restaurador. Obtiveram-se os valores de pico de tensão ao longo da interface entre as camadas. Em cada modelo observou-se o perfil de distribuição de tensões. Com base nos resultados, 194 espécimes de dissilicato de lítio (LiDi) nas dimensões de 10x10x0.9 mm foram confeccionados, divididos em nove grupos (n=21): AR (sem tratamento); ARE20( condicionado com ácido fluorídrico 5%, 20 s); ARE120 (condicionado por 120 s); SB (jateado com óxido de alumínio); SBE20 (jateado e condicionado por 20 s); SBE120 (jateado e condicionado por 120 s). Todos os espécimes LiDi silanizados e cimentados com Panavia F (AR ­ sem tratamento, SB ­ apenas jateado, ARE120 ­ condicionado por 120s, SBE120 ­ jateado e condicionado por 120s) e Variolink II (AR ­ sem tratamento, SB ­ apenas jateado, ARE20 ­ condicionado por 20s, ARE120 - condicionado por 120s, SBE20 ­ jateado e condicionado por 20s) ao substrato (10x10x4mm) de resina (TetricCeram) resultando em amostras de camada tripla (LiDi / cimento / bloco de resina). Todas as amostras foram armazenadas em água destilada durante pelo menos 7 dias. Cinco espécimes do grupo não condicionado (controle) foram submetidos a uma carga única de compressão (fadiga estática). As amostras restantes foram testadas utilizando o teste acelerado de fadiga (SSALT). A distribuição de Weibull foi calculada e determinou-se a confiabilidade (com 90% intervalo de confiança) em um determinado número de ciclos e cargas. Foram realizados teste de rugosidade, análise fractográfica. A micro-estrutura da superfície dos espécimes LiDi condicionados por 120 segundos, dos jateados e condicionados por 120 segundos, dos apenas jateados do grupo controle foram analisados e comparados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os mesmos espécimes foram avaliados quanto a área de superfície tratada no Image J. A análise de elementos finitos demonstrou que os materiais restauradores apresentaram diferentes padrões de distribuição de tensões. A zircônia apresentou maior concentração de tensão que dissilicato de lítio com ambos os substratos. A maior rigidez do material restaurador sugere uma distribuição mais homogênea das tensões com valores de tensão máxima mais constantes. A resistência e a sobrevida dos espécimes condicionados por 120 segundos apresentaram alterações de superfície mais visíveis ao MEV quando comparados com os demais grupos. A micro-estrutura de superfície da placa de dissilicato de lítio jateada e condicionada durante 120 segundos mostrou maior número de rugosidades e porosidades mais profundas. O tratamento de superfície das restaurações cerâmicas de dissilicato de lítio, após avaliação da micro-estrutrura da cerâmica e teste de fadiga, melhora a sobrevida das restaurações levando em consideração o tipo de cimento utilizado.

This study aims to evaluate the ceramics restorations reliability with diferents surface treatments. A three layer model 10x 10 mm was created in Solidworks software with the following thicknesses and material descriptions. A: 1) dentin-like substrate = 4 mm; 2) cement = 100 µm; 3) restorative material = 1.5 mm. The model was inserted into ABAQUS® software for finite element analysis. Two simulations was made in two distinct models; all layers free and all layers fixed simulating bond between substrate/cement/ceramic. Elastic modulus (Ɛ) and Poisson's (ʋ) ratio values for all groups were extracted from the literature. Restorative materials involved VITA Enamic ( Ɛ=30 GPa; ʋ= 0.3), LAVA Ultimate ( Ɛ=12.77 GPa; ʋ= 0.3), lithium disilicate ( Ɛ= 95 GPa; ʋ= 0.25), zirconia ( Ɛ= 210 GPa; ʋ= 0.3) and resin cement ( Ɛ= 6,3 GPa; ʋ= 0.3). A mesh created using finite element analysis (FEA) modeling and a 200 N load applied to the center of the restorative material upper layer. The voltage pikes values along the interface between the layers were obtained. Each model was constrained to observe the profiles of stress distribution. Based on results, 194 monolayer lithium disilicate (LiDi) specimens (10x10x0.9mm) were divided into 9 groups (n=21): AR (as received); ARE20 (etched with hydrofluoric acid 5%, 20 s); ARE120 (etched, 120 s); SB( sandblasted with aluminun oxide); SBE20 (sandblasted and etched ,20 s); SBE120 (sandblasted and etched, 120 s). All treated LiDi specimens (10x10x4mm) were bonded to composite substrate (TetricCeram) which had itself been 30 days aged. All specimens was The bonding agent used was Panavia F (AR, SB, ARE120, SBE120) and Variolink II (AR, SB,ARE20, ARE120, SBE120) after silanization resulting trilayer specimens (LiDi/cement/composite). All trilayer specimens were aged in distilled water for at least 7 days. Five specimens from the non-controlled etched group were subject to single loading to failure testing. The remaining specimens were tested under fatigue testing utilizing step-stress accelerated life testing (SSALT). A master Weibull distribution was calculated and reliability was determined (with 90% confidence bounds) at a given number of cycles and loads. Roughness and fractography was used.Scanning Electron Microscope (SEM) was used to analyse and compare the surface micro structure of distincts LiDi specimens which had been sandblasted and etched as same as SSALT groups. All this latter had their condionted area evaluated at Image J with images. Restorative materials showed different patterns of stress distribution. Zirconia presented stress concentration higher than lithium disilicate as a core substrate. The rigidity of the restorative material suggests a more homogeneous distribution of tensions with more constant maximum stress values. The strength and reliability of the specimens with deep etching depth (120 seconds) were higher when compared to the others groups. Micro surface structure of the lithium disilicate plate sandblasted etched for 120 seconds demonstrated more profound roughness and porosity. The zirconia surface did not show great roughness after sandblasted and etched with hydrofluoric acid in different times. After lithum dissilicate ceramics micro-structural analysis and reliability, the surface treatment enhances the reliability regarding resin cement used.

Perfil da distribuição da tensão na interface dos materiais restauradores e cimentos odontológicos através do Método do Elemento Finito / FEA and stress profile distribution at the interface of restorative materials and dental cements

O conhecimento sobre o modo de distribuição da tensão nos agentes cimentantes é pouco descrito quando se refere ao módulo elástico do material. Objetiv: avaliar a distribuição da tensão gerada pelo material restuarador nos diferentes agentes cimentantes, através do método dos elementos finitos (MEF)...