Resumo Este estudo teve como objetivo investigar o efeito da rugosidade da superfície (polido vs. simulação da usinagem em CAD/CAM) na resistência ao impacto de cinco cerâmicas odontológicas indicadas na fabricação de restaurações monolíticas em CAD/CAM. Espécimes de cinco cerâmicas (FC- vitrocerâmica feldspática; PICN- rede de cerâmica infiltrada com polímero; ZLS- vitrocerâmica de silicato de lítio reforçada com zircônia; LD- vitrocerâmica de dissilicato de lítio; YZ- cerâmica policristalina de zircônia tetragonal estabilizada com ítria), a serem testados sob impacto (15 × 10 × 2mm3; n= 15), foram divididos em dois grupos, de acordo com o tratamento superficial: polimento (pol) e desgaste (gri), usado como simulação da usinagem em CAD/CAM. A resistência ao impacto foi testada usando o método Dynstat. Foram realizadas as análises de rugosidade, topografia, fractografia e análise de elementos finitos. Os dados de resistência ao impacto foram analisados pela análise de Weibull, e a correlação de Pearson foi usada para correlacionar os dados de rugosidade e resistência ao impacto. A simulação da usinagem em CAD/CAM levou a uma rugosidade (Ra e Rz) significativamente maior (p < 0,05) para todas as cerâmicas, e reduziu estatisticamente a resistência ao impacto para as cerâmicas PICN (polPICN = 4,59 para griPICN = 1,09; redução de ± 76%), LD (polLD = 17,69 para griLD = 10,09; ± 43% de redução) e YZ (polYZ = 74,99 para griYZ = 20,67; ± 72% de redução); e também promoveu uma topografia mais irregular apresentando riscos e sulcos acentuados. As análises de fractografia e de elementos finitos mostraram a origem da falha no lado de maior concentração de tensão durante o teste de impacto, onde o pêndulo impactou o espécime. A simulação da usinagem em CAD/CAM reduziu significativamente a resistência ao impacto dos materiais cerâmicos avaliados.

Abstract This study aimed to investigate the effect of surface roughness (polished vs. CAD/CAM milling simulation) on impact strength of five dental ceramics for manufacturing CAD/CAM monolithic restorations. Specimens of five ceramics (FC- feldspathic glass-ceramic; PICN- polymer-infiltrated ceramic-network; ZLS- zirconia-reinforced lithium silicate glass-ceramic; LD- lithium disilicate glass-ceramic; YZ- yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal ceramic) to be tested under impact (15×10×2mm3; n= 15) were divided into two groups, according to surface treatment: polishing (pol) and grinding (gri) as CAD/CAM milling simulation. Impact strength was tested using the Dynstat method. Roughness, topographic, fractographic and finite element analyses were performed. The impact strength data were analyzed by Weibull, and Pearson correlation was used to correlate roughness and impact strength data. The CAD/CAM milling simulation led to significantly (p<0.05) greater roughness (Ra and Rz) and statistically reduced the impact strength for PICN (polPICN= 4.59 to griPICN= 1.09; ±76% decrease), for LD (polLD= 17.69 to griLD= 10.09; ±43% decrease) and for YZ (polYZ= 74.99 to griYZ= 20.67; ±72% decrease) ceramics; and also promoted a more irregular topography with scratches and grooves. Fractographic and FEA analyses depicted the origin of failure at the higher stress concentration side during the impact test, where the pendulum impacted. The CAD/CAM milling simulation significantly decreased the impact strength of the evaluated ceramic materials.

Resumo Este estudo avaliou o efeito do envelhecimento através da degradação a baixas temperaturas (low temperaturare degradation - LTD) após a realização de tratamentos de superfície pós- sinterização (polimento, tratamento térmico e glaze) nas características superficiais (micromorfologia e rugosidade), e na estabilidade estrutural (transformação de fase e comportamento mecânico - resistência flexural e confiabilidade estrutural) de uma cerâmica de zircônia tetragonal policristalina estabilizada por ítria (Y-TZP) desgastada. Discos de cerâmica Y-TZP (VITA In-Ceram YZ) foram confeccionados (ISO:6872-2015; 15mm de diâmetro e 1,2 ± 0,2mm de espessura) e randomicamente divididos em 10 grupos de acordo com dois fatores: “envelhecimento” (com e sem) e “tratamento de superfície” (Ctrl - sem tratamento; Gr - desgaste com ponta diamantada grossa; Gr + HT - desgaste mais tratamento térmico; Gr + Pol - desgaste mais polimento; Gr + Gl - desgaste mais glazeamento). Foram realizadas as análises de rugosidade (n=30), flexão biaxial (n=30), transformação de fase (n=2) e topografia de superfície (n=2). O envelhecimento levou a um aumento intenso no conteúdo de fase monoclínica (m) em todas as condições testadas, sendo observada uma maior susceptibilidade de transformação de fase t-m nas amostras do grupo controle (Ctrl= 65.6%). Apesar de provocar elevada transformação de fase, o envelhecimento não apresentou efeitos negativos nos desfechos avaliados. Não houve redução significativa do módulo de Weibull após os tratamentos. Além disso, o tratamento térmico e o glaze após desgaste levaram a uma redução da resistência característica, enquanto que o grupo polimento apresentou o mais alto valor de resistência característica. O glaze e o tratamento térmico geraram o pior desempenho mecânico, portanto a realização do polimento após desgaste de uma cerâmica Y-TZP é obrigatória.

Abstract It evaluated the effect of aging by Low Temperature Degradation (LTD), executed after post- processing surface treatments (polishing, heat treatment and glazing), on the surface characteristics (micromorphology and roughness) and on the structural stability (phase transformation and mechanical behavior-flexural strength and structural reliability) of a ground yttrium-stabilized tetragonal zirconia polycrystal (Y-TZP) ceramic. Discs of Y-TZP (VITA In-Ceram YZ) were manufactured (ISO:6872-2015; 15 mm in diameter and 1.2 ± 0.2 mm in thickness) and randomly assigned into 10 groups according two factors: “aging” in 2 levels (with or without) and “surface treatment” in 5 levels (Ctrl: as-sintered; Gr: grinding with coarse diamond bur; Gr + HT: grinding plus heat treatment; Gr + Pol: grinding plus polishing; Gr + Gl: grinding plus glazing). Roughness (n=30), biaxial flexural test (n=30), phase transformation (n=2), and surface topography (n=2) analyses were performed. Aging led to an intense increase in monoclinic (m) phase content for all the tested conditions, being the as-sintered samples (Ctrl= 65.6%) more susceptible to the t-m phase transformation. Despite of increasing the m-phase content, aging was not detrimental for characteristic strength (except to the grinding condition). There was no significant reduction in the Weibull modulus after surface treatments. Additionally, heat treatment and glazing after grinding led to a decrease in characteristic strength, while polishing presented the highest characteristic strength values. Thus, polishing is mandatory after grinding the Y-TZP ceramic, while performing glazing or heat-treatment alone after grinding lead to the worst mechanical performance.

Resumo Este estudo objetivou investigar o efeito do desgaste e envelhecimento (estímulos combinados) na resistência à fadiga, topografia superficial e transformação de fase de uma cerâmica Y-TZP. Discos para teste de flexão biaxial foram confeccionados segundo as normas da ISO-6872:2008 (15 mm Ø; 1,2 mm espessura) e randomicamente distribuídos de acordo com os fatores “desgaste” e “envelhecimento”: C- controle (sinterizado); CA- controle envelhecido; G- desgaste; GA- desgaste envelhecido. O desgaste foi feito com pontas diamantadas de granulação grossa sob irrigação com água. Os protocolos de envelhecimento consistiram em: autoclave (134°C, 2 bar de pressão, 20 horas), 365 dias armazenados em temperatura ambiente, e ciclagem mecânica (106 ciclos a 20 Hz em um intervalo de carga de até 50% da carga monotônica observada em testes estáticos). A resistência à fadiga foi determinada para 20.000 ciclos à 6 Hz sob carregamento sinusoidal através do método de escada. Adicionalmente, análises de topografia superficial em microscopia eletrônica de varredura e de transformação de fase por difração de raios-X foram executadas. A metodologia de Dixon e Mood foi usada para analisar os dados de resistência à fadiga. Foi observado que o desgaste promove uma alteração de padrão topográfico superficial; enquanto o envelhecimento aparentemente não demonstra influência. Em relação à transformação de fase e resistência à fadiga, o desgaste desencadeou um aumento de fase m sem impactar na resistência à fadiga da cerâmica Y-TZP; já o envelhecimento promoveu uma intensa transformação de fase, resultando no mecanismo de tenacificação, que gerou um aumento na resistência à fadiga para a condição sinterizada e uma tendência a aumento na condição desgaste (C < CA; G = GA). Os dados elucidam que o desgaste e o envelhecimento não impactaram negativamente na resistência à fadiga da cerâmica Y-TZP, apesar de promoverem alterações de topografia superficial e intensa transformação de fase de t-m respectivamente.

Abstract This study aimed to investigate the effect of grinding and multi-stimuli aging on the fatigue strength, surface topography and the phase transformation of Y-TZP ceramic. Discs were manufactured according to ISO-6872:2008 for biaxial flexure testing (diameter: 15 mm; thickness: 1.2 mm) and randomly assigned considering two factors “grinding” and “aging”: C- control (as-sintered); CA- control + aging; G- ground; GA- ground + aging. Grinding was carried out with coarse diamond burs under water-cooling. Aging protocols consisted of: autoclave (134°C, 2 bars pressure, 20 hours), followed by storage for 365 days (samples were kept untouched at room temperature), and by mechanical cycling (106 cycles by 20 Hz under a load of 50% from the biaxial flexure monotonic tests). Flexural fatigue strengths (20,000 cycles; 6 Hz) were determined under sinusoidal cyclic loading using staircase approach. Additionally, surface topography analysis by FE-SEM and phase transformation analysis by X-ray Diffractometry were performed. Dixon and Mood methodology was used to analyze the fatigue strength data. Grinding promotes alterations of topographical pattern, while aging apparently did not alter it. Grinding triggered t-m phase transformation without impacting the fatigue strength of the Y-TZP ceramic; and aging promoted an intense t-m transformation that resulted in a toughening mechanism leading to higher fatigue strength for as-sintered condition, and a tendency of increase for ground condition (C < CA; G = GA). It concludes that grinding and aging procedures did not affect deleteriously the fatigue strength of the evaluated Y-TZP ceramic, although, it promotes surface topography alterations, except to aging, and t-m phase transformation.

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da técnica de obturação na resistência à fratura de raízes e analisar, por meio de análise de elementos finitos (AEF), a expansão do cimento endodôntico em duas diferentes técnicas de obturação. Trinta dentes humanos unirradiculares foram instrumentados com limas rotatórias, com um comprimento de trabalho padronizado (14 mm). Os espécimes foram embutidos em um cilindro plástico com resina acrílica, e distribuídos em 3 grupos (n=10): G(lateral) - condensação lateral; G(cone único) - cone único; G(tagger) - técnica híbrida de Tagger. Os canais radiculares foram preparados num comprimento de 11 mm com a broca de preparo do sistema de pinos de fibra reforçado por compósito. Todas as raízes receberam pinos de fibra de vidro, as quais foram adesivamente cimentadas, e a reconstrução do núcleo foi realizada com resina composta. Todos os grupos foram submetidos ao teste de resistência à fratura (1 mm/min, 45°). Os dados foram submetidos ao teste de análise de variância 1 fator. A AEF foi executada através de dois modelos: um simulou a técnica da condensação lateral e a técnica híbrida de Tagger, e o outro simulou a técnica do cone único. O último foi desenhado com a guta-percha duas vezes menor e com a espessura de cimento duas vezes maior que o primeiro modelo. Os resultados foram analisados usando o critério de tensão Von Mises. A análise de variância a um fator indicou que a técnica de obturação afetou a resistência à fratura (p=0.004). G(lateral) e G(tagger) obtiveram similares valores de resistência à fratura, enquanto G(cone único) apresentou os menores valores. A AEF mostrou que o modelo do cone único gerou um aumento de tensão nas paredes do canal radicular. A espessura do cimento pareceu influenciar a resistência à fratura dos dentes tratados endodonticamente e restaurados.

The aims of this study were to evaluate the effect of root canal filling techniques on root fracture resistance and to analyze, by finite element analysis (FEA), the expansion of the endodontic sealer in two different root canal techniques. Thirty single-rooted human teeth were instrumented with rotary files to a standardized working length of 14 mm. The specimens were embedded in acrylic resin using plastic cylinders as molds, and allocated into 3 groups (n=10): G(lateral) - lateral condensation; G(single-cone) - single cone; G(tagger) - Tagger's hybrid technique. The root canals were prepared to a length of 11 mm with the #3 preparation bur of a tapered glass fiber-reinforced composite post system. All roots received glass fiber posts, which were adhesively cemented and a composite resin core was built. All groups were subjected to a fracture strength test (1 mm/min, 45°). Data were analyzed statistically by one-way ANOVA with a significance level of 5%. FEA was performed using two models: one simulated lateral condensation and Tagger's hybrid technique, and the other one simulated the single-cone technique. The second model was designed with an amount of gutta-percha two times smaller and a sealer layer two times thicker than the first model. The results were analyzed using von Mises stress criteria. One-way ANOVA indicated that the root canal filling technique affected the fracture strength (p=0.004). The G(lateral) and G(tagger) produced similar fracture strength values, while G(single-cone) showed the lowest values. The FEA showed that the single-cone model generated higher stress in the root canal walls. Sealer thickness seems to influence the fracture strength of restored endodontically treated teeth.

The objective of this study was to evaluate the influence of different surface agents on the flexural strength of a ceramic system. Eighty bar-shaped specimens of zirconia were divided into four groups according to the agent to be used: group Control - to be cleaned with alcohol; group VM9 - application of a fluid layer of porcelain; group Effect Bonder - application of a bonding agent; and group Coloring Liquid - application of coloring liquid. All specimens received the porcelain application by the layering technique and were then subjected to thermocycling. The four-point bending test was performed to calculate the strength values (σ, MPa) and the failure modes were classified. ANOVA did not detect significant differences among the groups. The Weibull modulus were 5 (Control, VM9 and Effect Bonder) and 6 (Coloring Liquid). The cracking of the porcelain ceramic toward the interface was the predominant failure mode. It was concluded that the surface agents tested had no effect on the flexural strength of the bilaminated ceramic specimens.