Efeito de diferentes protocolos de acabamento/polimento na resistência à fadiga e módulo de Weibull de diferentes tipos de zircônia / Effect of different finishing/polishing protocols on the fatigue strength and Weibull modulus of different types of zirconia

RESUMO

Objetivo: Avaliar o efeito de diferentes protocolos de acabamento/polimento na resistência à fadiga das novas gerações de zircônia. Materiais e Métodos: Foram confeccionados noventa (N=90) discos cerâmicos (Ø12mm; 1,2 mm-ISO 6872), sendo 45 em zircônia ultratranslúcida (UT- VITA, Vita Zahnfabrik) e 45 de uma cerâmica de zircônia híbrida 3Y-TZP e 5Y-PSZ com gradiente de translucidez (GT- e.max Zircad prime GT, Ivoclar). Após a sinterização dos discos cerâmicos, estes foram divididos em 6 grupos (n=15), de acordo com fatores "cerâmica (zircônia UT e zircônia GT)" e "Protocolo de acabamento e polimento" (Pontas Diamantadas + Borrachas; Borrachas; Controle). Os discos foram submetidos ao ensaio de resistência à fadiga pelo método stepwise stress (5Hz para 10.000 ciclos), com um step de 57 MPa e 80 MPa, começando em 170 e 240 MPa, para a zircônia UT e GT, respectivamente, e prosseguindo até 100.000 ciclos ou a detecção da fratura. Foram realizadas também análises extras de Difração de raios X (DRX), microscopia de força atômica (AFM) e rugosidade superficial. Os dados de resistência à fadiga (MPa) e rugosidade (µm) foram avaliados estatisticamente através de ANOVA 2 fatores e teste de Tukey (5%). Foi realizada a análise de "Kaplan-Meier" seguida pelo teste de Mantel-Cox (Log Rank test) e pela comparação múltipla aos pares, todos com nível de significância de 5%. Além disso, também foi utilizada a análise de Weibull. Resultados: ANOVA (2 fatores) revelou que o fator "Protocolo de Acabamento e Polimento" (p=0,0006), "tipo de zircônia" (p=0,000) e a interação dos dois (p=0,0000) apresentaram significância estatística para a resistência à fadiga. A zircônia GT (761,47 MPa) obteve valores médios de resistência superiores a zircônia UT (385,87 MPa), independentemente do tipo de acabamento e polimento. Para zircônia UT o acabamento com pontas diamantadas reduziu os valores de resistência à fadiga (273,44DMPa) comparados ao grupo controle (503,96CMPa) e estatisticamente semelhante ao grupo polidos apenas com borracha (308,22DMPa). Na zircônia GT o polimento com borrachas melhorou a resistência do material (871,35A MPa) quando comparado ao grupo controle (664,29B MPa) que, por sua vez, foi semelhante ao grupo com acabamento com pontas diamantadas (748,78B MPa). Foi possível observar que o tipo de protocolo de acabamento e polimento influenciou a fratura em fadiga das duas cerâmicas, porém, o número de ciclo de sobrevida só foi significativo para a zircônia UT. Conclusão: A resistência à fadiga das duas zircônias foi influenciada pelos diferentes protocolos de acabamento e polimento. Para zircônia UT o polimento com borrachas e pontas diamantadas reduziu a resistência mecânica, já para a zircônia GT, todos os protocolos de acabamento e polimento melhoraram as propriedades mecânicas do material (AU).

ABSTRACT

Objective: To evaluate the effect of different finishing/polishing protocols on the fatigue strength of new generations of zirconia. Materials and Methods: Ninety (N=90) ceramic discs (Ø12mm; 1.5mm-ISO 6872) were made, 45 of ultra-translucent zirconia (UT-VITA, Vita Zahnfabrik) and 45 of a hybrid zirconia ceramic 3Y-TZP and 5Y-PSZ with translucency gradient (GT-e.max Zircad prime GT, Ivoclar). After sintering, the ceramic discs were divided into 6 groups (n=15), according to the factors "ceramic (UT and GT)" and "Finishing and polishing protocol" (Diamond burs + Rubbers; Rubbers and Control). The discs were subjected to the fatigue resistance test by the stepwise stress method (5Hz for 10,000 cycles) with a step increment of 57 MPa and 80 MPa, starting at 170 and 240 MPa, for UT and GT zirconia, respectively, and continuing up to 100,000 cycles or failure detection. Complementary analyzes of X-ray Diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and surface roughness were also carried out. Results were statistically evaluated using 2-way ANOVA, Tukey test (5%) and Weibull analysis. The results of fatigue resistance and roughness were statistically evaluated using 2-way ANOVA and Tukey test (5%). The "Kaplan-Meier" analysis was performed followed by the Mantel-Cox test (Log Rank test) and the multiple comparison in pairs, all with a significance level of 5%. In addition, Weibull analysis was also carried out. Results: ANOVA (2-way) revealed that the factor "Finishing and Polishing Protocol" (p=0.0006), "type of zirconia" (p=0.000) and the interaction between them (p=0.0000) were statistically significant for resistance to fatigue. GT zirconia (761.47 MPa) had higher resistance values than UT zirconia (385.87 MPa), regardless of the type of finishing and polishing. For UT zirconia, finishing with diamond burs reduced the values of resistance to fatigue (273.44DMPa) compared to the control group (503.96CMPa) and statistically similar to the group polished only with rubber (308.22DMPa). In GT zirconia, polishing with rubbers improved the resistance of the material (871.35A MPa) when compared to the control group (664.29B MPa), which, in turn, was similar to the group finished with diamond burs (748.78B MPa). The Weibull modulus did not show statistical significance between the groups (p=0.300) but the characteristic strength showed statistically significant differences (p=0.0000). It was possible to observe that the type of finishing and polishing protocol influenced the fatigue fracture of the two ceramics, however, the number of survival cycles was only significant for the UT zirconia. Conclusion: The fatigue strength of the two zirconia was influenced by the different finishing and polishing protocols. For UT zirconia, polishing with rubbers and diamond burs reduced the mechanical resistance, whereas for GT zirconia, all finishing and polishing protocols improved the mechanical properties of the material (AU).