Αντοχή στη διάτμηση ρητινωδών κονιών σε επιφάνειες μονολιθικής ζιρκονίας

Abstract

In recent years zirconia ceramics hold a remarkable place in restorative dentistry because of their advanced mechanical properties. One of their drawbacks is the inferior bonding potential to dental cements compared to other etchable ceramics. There is still no universally accepted protocol for adhesion to zirconia. Purpose: The aim of this study was to determine the influence of different surface treatment and resin cements on shear bond strength in monolithic zirconia surfaces in order to define the optimal adhesive combination. Μaterial and Methods: One hundred eigthty monolithic zirconia ceramic disks were fabricated and were boxed in plastic tubes. They were separated in three main groups according to surface treatment. Control group (POL), sandblasting group (AL) and tribochemical group (SJ). The surface parameters of ten specimens from each group were determined employing an optical interferometric profiler. Two amplitude (Sa, Sz), one hybrid (Sdr) and one functional (Sci) parameters, were acquired. Two specimens from each group were further analyzed by Raman microspectroscopy to quantify the zirconia phase ratio of all treated surfaces.Three different concept resin cements were used: Panavia 2.0 (PAN), Multilink Automix (ML) and Permacem 2.0 (PC). A prehydrolyzed silane primer was applied on the surface of SJ group. All specimens were stored for a week in deionized water at 37 °C and half of them (N=90) underwent further water thermocycling for 500 cycles (5 oC and 55 oC, with 10 s dwell time and 20 s immersion time). All samples were loaded under shear testing in a universal testing machine (Tensometer 10, Monsanto, USA) at a cross-head speed of 0.5 mm/min up to fracture. The debonded zirconia surfaces were examined under a stereomicroscope (M80, Leica, Weltzar, Germany) at 25× magnification to assess the failure modes. Areas which were covered with zirconia primer in SJ group without resin cement remnants were added in the remaining resin cement percentage. The debonded areas were characterized with 5 different scores, based on the percentage area covered by resin (1: 0-20%, 2: 20-40%, 3: 40-60%, 4: 60-80% and 5: 80-100%). Score 1 is considered as predominating adhesive, 2-4 as mixed and 5 as predominating cohesive. In optical profilometry, one way ANOVA was used to evaluate overall statistical significance (Wilk’s λ) and subsequent evaluations were done using the standard univariate procedure. Individual comparisons were carried out using the LSD method (Least Significant Difference). A 3-way ANOVA was used in order to statistically evaluate the surface treatment, cement type and immersion type combinations as measured by shear bond strength. Individual comparisons were performed using the LSD statistic. For the statistical evaluation of each resin cement type of fracture a 3X2 cross tabulation was used. All two way tables were tested for statistical significance using the Pearson-chi-square statistic. All analyses were performed using the STATISTICA 10 software from StatSoft Inc. Results: Control group (POL) had significant lower roughness measurements in all parameters than surface treatment groups AL and SJ. Groups AL and SJ had no significant differences in three roughness parameters (Sa, Sz and Sdr). Sdr ranged from 4,5 % in POL group to 23,5 % in AL and SJ group. Monoclinic fraction was high (33-43 %) and was not influenced by surface treatment. Thermocycling reduced shear bond strengths. Permacem 2.0 and Mutilink Automix combined with tribochemical silica coating and primer Monobond plus had the highest shear bond strengths (24,9 and 23,8 MPa respectively). Panavia F 2.0 had higher bond strength aftel AL treatment (15,7 MPa). Multilink Automix had almost zero values in POL and AL treatments (0,4 and 2,4 MPa respectively). The increase in shear strength values is followed by transition to a more cohesive failure mode. The groups with low bond values had less residual cement (score 1 and 2), while groups with high values had significantly larger amounts of cement (score 3,4 and 5).Conclusion: Within the limitations of the current experiment, it can be concluded that silica coating treatment in combination with chemical active monomers is a promising luting concept for zirconia materials

Τα τελευταία χρόνια τα κεραμικά ζιρκονίας έχουν σημαντική θέση στην επανορθωτική οδοντιατρική λόγω των προηγμένων μηχανικών τους ιδιοτήτων. Ένα από τα μειονεκτήματά τους είναι η υποδεέστερη συγκόλληση με τις ρητινώδεις κονίες σε σύγκριση με άλλα αδροποιούμενα κεραμικά. Δεν υπάρχει ακόμη καθολικά αποδεκτό πρωτόκολλο συγκόλλησης σε επιφάνεια ζιρκονίας. Σκοπός: Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η μελέτη της επίδρασης διαφόρων τεχνικών επεξεργασίας επιφάνειας μονολιθικής ζιρκονίας και διαφορετικών ρητινωδών κονιών στην αντοχή δεσμού σε διάτμηση προκειμένου να βρεθεί ο βέλτιστος συνδυασμός συγκολλητικού μέσου-επεξεργασίας.Υλικά και Μέθοδος: Εκατόν ογδοντα κεραμικοί δίσκοι μονολιθικής ζιρκονίας κατασκευάσθηκαν και οι εγκιβωτίστηκαν σε πλαστικούς σωλήνες, οι οποίοι χωρίστηκαν σε τρεις κύριες ομάδες ανάλογα με την επιφανειακή επεξεργασία ως εξής: α) Η ομάδα ελέγχου (PΟL), β) ομάδα αμμοβολής (AL) και γ) ομάδα τριβοχημικής επεξεργασίας (SJ). Μετά τις επεξεργασιες επιφάνειας έγινε οπτική μικροσκοπία, 3-D προφιλομετρία και φασματοσκοπία Raman. Για τη δοκιμασία συγκόλλησης χρησιμοποιήθηκαν τρεις διαφορετικές ρητινώδεις κονίες : Panavia 2.0 (PF), Multilink Automix (ML) και Permacem 2.0 (PC). Όλα τα δείγματα (Ν = 180) φυλάχθηκαν για μία εβδομάδα στο νερό στους 37 ° C, μισά εκ των οποίων (Ν = 90) υποβλήθηκαν περαιτέρω σε 500 θερμικούς κύκλους 5-55οC. Όλα τα δείγματα τοποθετήθηκαν σε μηχανή εφελκυσμού προκειμένου να καθορίσει τη μέγιστη αντοχή του δεσμού κάθε δείγματος στη διάτμηση. Μετά την αποκόλληση όλες οι επιφάνειες ζιρκονίας εξετάστηκαν σε στερεοσκοπικό μικροσκόπιο. Πριν την συγκόλληση των δοκιμίων μετρήθηκαν τέσσερις παράμετροι τραχύτητας (Sa, Sz, Sdr, Sci) και το κλάσμα μονοκλινούς φάσης με οπτική προφιλομετρία και φασματοσκοπία Raman αντίστοιχα. Στα αποτελέσματα του οπτικού προφιλόμετρου έγινε στατιστική ανάλυση one-way ANOVA για την εκτίμηση της συνολικής στατιστικής σημαντικότητας με το δείκτη Wilk’s λ και στη συνέχεια τυπική μονοπαραγοντική διαδικασία για τις ομάδες επεξεργασίας. Μεμονωμένες συγκρίσεις έγιναν με τη χρήση στατιστικών αναλύσεων ελάχιστης σημαντικής διαφοράς (LSD). Έγινε στατιστική επεξεργασία 3-way ANOVA για τη συσχέτιση των μεθόδων επεξεργασίας, του είδους ρητινώδους κονίας και της υδροθερμικής ανακύκλωσης σε συνδυασμούς σε σχέση με την αντοχή δεσμού σε διατμητικές τάσεις. Μεμονωμένες συγκρίσεις έγιναν με τη χρήση στατιστικών αναλύσεων ελάχιστης σημαντικής διαφοράς (LSD). Για τη στατιστική ανάλυση του τύπου θραύσης έγινε 3Χ2 διασταύρωση πινάκων για κάθε ρητινώδη κονία. Όλοι οι πίνακες διπλής εισόδου αναλύθηκαν για στατιστική σημαντικότητα με τη στατιστική x2. Όλες οι αναλύσεις έγιναν με τη βοήθεια λογισμικού STATISTICA 10 software της εταιρείας StatSoft Inc. Αποτελέσματα: Η ομάδα ελέγχου (POL) είχε στατιστικά σημαντικά μικρότερες τιμές σε όλες τις παραμέτρους τραχύτητας από τις ομάδες επεξεργασίας AL και SJ. Οι ομάδες AL και SJ δεν παρουσίασαν στατιστικά σημαντικές διαφορές σε τρεις παραμάτρους τραχύτητας(Sa, Sz, Sdr). Το κλάσμα μονοκλινούς φάσης και στις τρεις επεξεργασίες επιφάνειες ήταν υψηλό (33-43%) και δεν επηρεάστηκε από την επεξεργασία της επιφάνειας. Η υδροθερμική ανακύκλωση προκάλεσε μείωση της αντοχής στη διάτμηση σε όλες τις ομάδες. Οι κονίες Permacem 2.0 και Mutilink Automix σε συνδυασμό με τριβοχημική επίστρωση πυριτίας και ενεργοποιητή επιφάνειας Monobond plus παρουσίασαν τις υψηλότερες τιμές αντοχής στη διάτμηση (24,9 και 23,8 MPa αντίστοιχα). Η κονία Panavia F 2.0 είχε υψηλότερες τιμές μετά από την επεξεργασία AL (15,7 MPa). Η κονία Multilink Automix είχε σχεδόν μηδενικές τιμές με επεξεργασία POL και AL (0,4 και 2,4 MPa αντίστοιχα). Ο τύπος θραύσης ακολούθησε σχεδόν ανάλογα την αύξηση τιμών αντοχής στη διάτμηση.Συμπέρασμα: Εντός των ορίων του πειράματος, μπορεί να εξαχθεί το συμπέρασμα ότι η τριβοχημική επεξεργασία σε συνδυασμό με συγκολλητικά μονομερή είναι μια πολλά υποσχόμενη μέθοδος συγκόλλησης υλικών ζιρκονίας