Abstract This study aimed to evaluate the effect of different concentrations of sodium hypochlorite (NaOCl) and calcium hypochlorite [Ca(OCl)2] on the bond strength and adaptation of glass fiber posts luted with a dual-curing resin cement. Fifty decoronated premolars were sectioned 14 mm from the apex and endodontically treated. The root canal filling was partially removed. The specimens were divided into 5 groups (n=10) according to the irrigant for post space irrigation: 0.9% sodium chloride (NaCl), (control); 2.5% NaOCl; 5.25% NaOCl; 2.5% Ca(OCl)2; and 5.25% Ca(OCl)2. For each group, irrigation was performed with 5 ml of solution. Afterward, the posts were luted with a dual-curing resin cement. One slice from each third was obtained and submitted to the push-out test and failure modes analysis. An additional slice from the middle third was submitted to confocal images for analysis of adaptation failures (gaps). Two-way ANOVA, Tukey’s post-hoc, Kruskal-Wallis with Bonferroni adjusted, and chi-square tests, analyzed data. The group treated with 5.25% NaOCl showed lower bond strength values and generated more cohesive failures compared to the control (p < 0.05). Bond strength decreased from coronal to apical in the post space (p < 0.001). The groups treated with NaOCl had the highest percentages of gaps compared to the control (p < 0.05). Regardless of concentration, Ca(OCl)2 did not influence the bond strength and the occurrence of gaps (P > 0.05). Ca(OCl)2 is a good option for irrigating the post space before luting a fiber post with a dual-curing resin cement.

Resumo Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes concentrações de hipoclorito de sódio (NaOCl) e hipoclorito de cálcio [Ca(OCl)2] na resistência de união e adaptação de pinos de fibra de vidro cimentados com um cimento resinoso dual. Cinquenta pré-molares tiveram suas coroas removidas, foram seccionados a 14 mm do ápice e tratados endodonticamente. A obturação do canal radicular foi parcialmente removida. Os espécimes foram divididos em 5 grupos (n=10) de acordo com o irrigante para irrigação do espaço do pino: cloreto de sódio 0.9% (NaCl), (controle); NaOCl 2.5%; NaOCl 5.25%; Ca(OCl)2 2.5%; e Ca(OCl)2 5.25%. Para cada grupo, a irrigação foi realizada com 5 ml da solução. Posteriormente, os pinos foram cimentados com um cimento resinoso dual. Uma fatia de cada terço foi obtida e submetida ao teste push-out e análise dos modos de falha. Um corte adicional do terço médio foi submetido a imagens confocais para análise de falhas de adaptação (gaps). Os dados foram analisados pelos testes ANOVA de duas vias, post-hoc de Tukey, Kruskal-Wallis com ajuste de Bonferroni e qui-quadrado. O grupo tratado com NaOCl 5.25% apresentou menores valores de resistência de união e gerou mais falhas coesivas em relação ao controle (p < 0.05). A resistência de união diminuiu de coronal para apical no espaço do pino (p < 0.001). Os grupos tratados com NaOCl apresentaram os maiores percentuais de gaps em relação ao controle (p < 0.05). Independentemente da concentração, o Ca(OCl)2 não influenciou a resistência de união e a ocorrência de gaps (P > 0.05). O Ca(OCl)2 é uma boa opção para irrigar o espaço do pino antes de cimentar um pino de fibra com um cimento resinoso dual.

Abstract This study aims to evaluate the fatigue resistance of monolithic zirconia (Yz) and multilayer ceramic structures using the CAD-on technique in different thicknesses. Fifty (N=50) standardized single crowns preparations were made in fiberglass-reinforced epoxy resin (NEMA grade G10), digitalized, and restorations were machined in CAD-CAM, composing 5 groups (n= 10): Control: 1.5 mm (milled zirconia framework + manual layered porcelain); Yz monolithic 1.5 mm; Yz monolithic 1.0 mm; CAD-on 1.5 mm; and CAD-on 1.0 mm (milled zirconia framework 0.5 mm thickness bonded by a low fuse ceramic to a milled lithium disilicate layer of 1.0 mm or 0.5 mm, respectively). The G10 bases were conditioned with 10% hydrofluoric acid; the crowns were air abraded with 110 μm alumina particles; and then luted onto each other with self-adhesive resin cement. A cyclic fatigue test was performed (initial load: 400N for 10,000 cycles, frequency of 20 Hz, step size of 200N) until failure, and the data was submitted to a survival statistical analysis. No failures were observed at Yz monolithic 1.5 mm. High and similar performance was observed for Cad-On groups and Yz monolithic 1.0 mm. The control group depicted the worst behavior. The Weibull modulus of CAD-on 1.5 mm was higher than the control while being similar to the other conditions. Both the monolithic systems and the CAD-on technique showed high and similar fatigue fracture behavior and survival rates, which were also higher than the control bilayer system. Both systems reduced the occurrence of delamination failures, making them suitable for clinical use.

Resumo Este estudo teve como objetivo avaliar o comportamento à fadiga de estruturas cerâmicas monolíticas de zircônia (Yz) e multicamadas utilizando a técnica CAD-on em diferentes espessuras. Cinquenta (N=50) preparos unitários padronizados foram confeccionados em resina epóxi reforçada com fibra de vidro (NEMA grau G10), digitalizados e as restaurações usinadas em CAD-CAM, compondo 5 grupos (n= 10): Controle: 1,5 mm (estrutura de zircônia fresada + porcelana estratificada manualmente); Yz monolítica 1,5 mm; Yz monolítica 1,0 mm; CAD-on em 1,5 mm; e CAD-on 1,0 mm (estrutura de zircônia fresada com 0,5 mm de espessura ligada por uma cerâmica de baixa fusão a uma camada de dissilicato de lítio fresado de 1,0 mm ou 0,5 mm, respectivamente). As bases do G10 foram condicionadas com ácido fluorídrico a 10%; as coroas foram jateadas com partículas de alumina de 110 μm; e então cimentadas uma sobre a outra com cimento resinoso autoadesivo. Foi realizado um teste de fadiga cíclica (carga inicial: 400N para 10.000 ciclos, frequência de 20 Hz, step de 200N) até a falha, e os dados foram submetidos a uma análise estatística de sobrevivência. Nenhuma falha foi observada para Yz monolítica de 1,5 mm. Desempenho alto e semelhante foi observado para os grupos Cad-On e Yz monolítica 1,0 mm. O grupo controle apresentou o pior comportamento. O módulo de Weibull do CAD-on 1,5 mm foi maior que o grupo controle, sendo semelhante às outras condições. Tanto os sistemas monolíticos quanto a técnica CAD-on apresentaram alto e semelhante desempenho mecânico e taxas de sobrevivência, que também foram superiores ao sistema bicamada de controle. Ambos os sistemas reduziram a ocorrência de falhas de delaminação, tornando-os adequados para uso clínico.

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 O presente estudo objetivou investigar a influência do ambiente de teste no comportamento a fadiga estática (resistência à fratura e tempo para falha) de cerâmicas à base de dissilicato de lítio (LD) e zircônia estabilizada com ítria (YSZ). Espécimes de LD (IPS e.max CAD, Ivoclar Vivadent) e YSZ (IPS e.max ZirCAD MO, 3mol% Y2O3, Ivoclar Vivadent) foram obtidos e alocados aleatoriamente em três grupos: testado em ar, em líquido inerte (óleo de parafina) ou em água destilada. O teste de fadiga estática (n= 15) foi realizado usando o teste pistão sobre três esferas, ISO 6872, da seguinte forma: carga inicial 100 N para LD e 300 N para YSZ; tempo de aplicação de carregamento definido para 1 hora para cada etapa de carregamento; tamanho do passo de 50 N para LD e 100 N para YSZ, aplicados sucessivamente até a fratura. Dados de resistência à fadiga estática (MPa) e tempo até a fratura (horas) foram registrados. A análise fractográfica foi executada. A análise de sobrevivência corrobora a ausência de influência do ambiente de teste nos resultados de fadiga estática (resistência à fadiga, tempo de fratura e taxas de sobrevivência) para a YSZ. Para LD, os corpos de prova testados em ar apresentaram taxa de sobrevivência e resistência à fadiga estática estatisticamente superiores (p= 0,025). Em relação ao tempo de fratura, os espécimes LD testados em ar foram superiores aos testados em água destilada (p= 0,019) ou em ambiente inerte (p= 0,017). Não foram observadas diferenças estatísticas para o módulo de Weibull. Todas as falhas começaram no lado onde se concentra a tensão de tração (lado de baixo) durante o teste. Com base nisso, observa-se que o ambiente de teste não afetou os mecanismos de crescimento lento de trinca durante o teste de fadiga estática da cerâmica YSZ, mas desempenha um papel significativo na resistência à fadiga estática da cerâmica de vidro à base de dissilicato de lítio, indicando alta susceptibilidade ao crescimento lento e subcrítico de trincas.

Abstract It aims on evaluate the effect of the test environment on static fatigue behavior of lithium disilicate-based (LD), and yttrium oxide-stabilized zirconia (YSZ) ceramics. Specimens of LD (IPS e.max CAD, Ivoclar Vivadent) and YSZ (IPS e.max ZirCAD MO, 3 mol% Y2O3, Ivoclar Vivadent) were randomly allocated into three groups: tested in air, inert (paraffin oil, Sigma Aldrich) or distilled water. The static fatigue test (n=15) was performed using a piston-on-three ball assembly, adapted from ISO 6872, as follows: starting load 100 N for LD and 300 N for YSZ; loading application time set to 1 hour for each loading step; step size of 50 N for LD and 100 N for YSZ, applied successively until fracture. Data from static fatigue strength (MPa) and time to fracture (hours) were recorded. Fractographic analysis was executed. Survival analysis corroborates absence of influence of environment on static fatigue outcomes (fatigue strength, time to fracture and survival rates) for YSZ. For LD, specimens tested in air presented statistically superior survival rate and static fatigue strength (p= 0.025). In regards of time to fracture, LD tested in air were superior than when tested in distilled water (p=0.019) or inert (p=0.017) environments. No statistical differences for Weibull modulus were observed. Failures started on the tensile stress surface. Thus, the test environment did not affect slow crack growth (SCG) mechanisms during static fatigue test of YSZ ceramics, but it plays a significant role for the static fatigue behavior of lithium disilicate-based glass ceramics, indicating a high susceptibility to SCG.

Resumo O efeito da técnica de preparo do canal radicular na iniciação e/ou propagação de microfissuras dentinárias é um tema controverso. Essa revisão sistemática teve como objetivo avaliar o papel das técnicas de preparo do canal radicular com diferentes cinemáticas (manual, rotatória, reciprocante, adaptativa e self-adjusting file) na iniciação e/ou propagação de microfissuras dentinárias. Estudos in vitro e in situ comparando a influência de pelo menos duas técnicas diferentes de preparo do canal radicular foram identificados no PubMed/MEDLINE e SCOPUS até 05 de junho de 2018 sem restrição de idioma e tempo. Dois autores revisaram de maneira independente todos títulos e resumos para elegibilidade dos estudos. Tabelas foram criadas para sumarizar os estudos incluídos e os estudos foram avaliados quanto ao risco de viés. Cinquenta e quatro (54) estudos enquadraram-se nos critérios de elegibilidade. Os resultados foram classificados de acordo com o método utilizado para avaliação das microfissuras. A maioria dos estudos que utilizaram micro-tomografia não demonstraram formação de novas microfissuras após preparo do canal radicular. Em geral, técnicas de instrumentação induziram formação de microfissuras quando os métodos de avaliação foram destrutivos, independente da cinemática. Em relação a região do ápice, quando comprimento de trabalho foi definido como o comprimento do canal menos 1 mm, o risco de indução de microfissuras é reduzido. A maioria dos estudos incluídos apresentaram baixo risco de viés para todos os domínios apresentados. Nossos resultados parecem indicar que as diferentes técnicas de preparo do canal radicular não causam danos a estrutura dental quando adequadamente utilizadas e a metodologia adequada é utilizada.

Abstract The effect of root canal preparation technique on microcrack initiation is a controversial issue. This systematic review aimed to assess the role of root canal preparation techniques with different kinematics (manual, rotary, reciprocating, adaptive, self-adjusting file) on microcrack initiation. In vitro and in situ studies comparing the influence of at least two different root canal preparation techniques on the initiation of dentin microcracks were searched in PubMed/MEDLINE and SCOPUS up to June 5, 2018 without language and period restriction. Two authors independently reviewed all identified titles and abstracts for eligibility. Tables were generated to summarize the included studies, and the included studies were assessed for bias. Fifty-four (n=54) articles met the eligibility criteria. The results were classified according to the method used for microcrack evaluation, and most studies that used micro-computed tomography showed no formation of new cracks after root canal preparation. In general, the instrumentation techniques induced microcrack formation when the methods were destructive, irrespective of kinematics. In relation to the apex region, when the preparation working length was set as the root canal length subtracted of 1 mm, the risk of microcrack initiation reduces. The majority of the included studies had low risk of bias for all assessed domains. Our results seem to indicate that the various root canal preparation techniques considered in this study will not cause damage to the dental structure when adequately employed and the proper methodology is applied.

Resumo Dois casos clínicos são apresentados para explorar as diferenças técnicas e discutir as vantagens e desvantagens de se utilizar zircônia com cerâmica estratificada ou monolítica para confeccionar coroas unitárias. O primeiro caso descreve os passos clínicos na confecção de uma coroa monolítica no segundo pré-molar esquerdo utilizando uma zircônia altamente translúcida. Neste caso é apresentado a confecção de um preparo conservador devido as propriedades mecânicas deste material bem como suas características ópticas encontradas com a pigmentação e maquiagem. No segundo caso, um tratamento restaurador convencional de estratificação foi realizado utilizando uma infraestrutura de zircônia seguido pelo recobrimento com cerâmica feldspática em um primeiro molar inferior esquerdo. A literatura recente indica que cada uma dessas alternativas restauradoras apresenta vantagens e desvantagens específicas. Fatores como desempenho mecânico, fratura, características estéticas, sucesso clínico, taxas de complicações, adesão e desgaste do antagonista são discutidos comparando as duas possibilidades restauradoras. Os achados da literatura destacam que coroas monolíticas impedem um grande problema relatado em restaurações estratificadas: o lascamento da cerâmica de recobrimento. Coroas monolíticas também permitem preparos dentários minimamente invasivos, aumentando assim a preservação do remanescente dentário. No entanto, dados suportando um desempenho estético similar entre coroas monolíticas e estratificadas são inexistentes, assim a previsibilidade de uso é restrita para a região posterior, pois casos exigindo alta demanda estética restaurações estratificadas continuam ser principalmente utilizadas. Falhas não foram encontradas e a satisfação do paciente foi relatada em ambas as técnicas após o acompanhamento de 12 meses.

Abstract Two clinical cases are presented to explore technical differences and discusses the advantages and disadvantages of using veneered or monolithic zirconia to manufacture posterior single crowns. The first case describes the clinical steps in manufacturing a monolithic crown on a mandibular left second premolar using high translucency zirconia. It shows the use of a conservative tooth preparation based on the superior mechanical properties that this material presents as well as the final optical characteristics achieved by shading and staining. In the second case, a conventional bilayer restorative treatment was made using zirconia framework followed by veneering with feldspar ceramic on a mandibular left first molar. Recent literature indicates that each of these restorative alternatives presents specific advantages and disadvantages. Factors such as mechanical performance, fracture, esthetic characteristics, clinical success, complication rates, adhesion and antagonist wear performance are discussed comparing the two restorative assemblies. The data highlight that monolithic crowns prevent a major problem reported on bilayer restorations: the chipping of veneering ceramic. Monolithic crowns also allow minimally invasive tooth preparations, thus increasing tooth remnant preservation. However, data that support esthetic performance similarity between monolithic and bilayer assemblies are lacking, thus the predictability of use is restricted for the posterior region, as cases demanding high esthetic appeal continue to fundamentally use bilayer restorations. Failures were not found, and patient satisfaction was reported in both techniques after the 12-month follow up.

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.

Abstract This study aimed to investigate slow crack growth (SCG) behavior of a zirconia ceramic after grinding and simulated aging with low-temperature degradation (LTD). Complementary analysis of hardness, surface topography, crystalline phase transformation, and roughness were also measured. Disc-shaped specimens (15 mm Ø × 1.2 mm thick, n = 42) of a full-contour Y-TZP ceramic (Zirlux FC, Amherst) were manufactured according to ISO:6872-2008, and then divided into: Ctrl – as-sintered condition; Ctrl LTD – as-sintered after aging in autoclave (134°C, 2 bar, 20 h); G – ground with coarse diamond bur (grit size 181 μm); G LTD – ground and aged. The SCG parameters were measured by a dynamic biaxial flexural test, which determines the tensile stress versus stress rate under four different rates: 100, 10, 1 and 0.1 MPa/s. LTD led to m-phase content increase, as well as grinding (m-phase content: Ctrl – 0%; G – 12.3%; G LTD – 59.9%; Ctrl LTD – 81%). Surface topography and roughness analyses showed that grinding created an irregular surface (increased roughness) and aging did not promote any relevant surface change. There was no statistical difference on surface hardness among different conditions. The control group presented the lowest strength values in all tested rates. Regarding SCG, ground conditions were less susceptible to SCG, delaying its occurrence. Aging (LTD) caused an increase in SCG susceptibility for the as-sintered condition (i.e. G < G LTD < Ctrl < Ctrl LTD).

Abstract This study aimed to characterize and compare the effect of different aging regimens on surface characteristic (topography and roughness), structural stability (phase transformation) and mechanical performance (Weibull analysis) of a Y-TZP ceramic. Discs (15 × 1.2 mm; VITA In-Ceram YZ) were prepared according to ISO 6872-2015 for biaxial flexural strength testing and randomly assigned into five groups (n = 30): as-sintered, no aging treatment (CTRL); 20 h in autoclave at 134°C, 2 bar pressure (AUT); intermittent mechanical loading at 20 Hz/106 load pulses (MechLoad); AUT followed by MechLoad (AUT+MechLoad); and storage in distilled water at 37°C, for 1 year (STO). The following analyses were performed: roughness (n = 30), surface topography (n = 2), phase transformation (n = 2) and biaxial flexure strength (n = 30). Phase transformation (increase of m-phase content) was shown to be a spontaneous, unavoidable and time-dependent process, occurring even under ambient conditions (dry storage after 1 year = 6.0% increase), and is considerably accelerated in the presence of moisture (STO = 17.6%; AUT= 63.1%; and AUT+MechLoad = 59.9%). For roughness parameters, only Ra was affected by aging, and the highest values were observed for AUT+MechLoad (0.25 ± 0.07 µm). For Weibull analysis, structural reliability (Weibull moduli) and characteristic strength were not impaired after aging, and some aging conditions led to increased values (highest weibull moduli in AUT, and highest characteristic strength in STO). Phase transformation proves to be a time-dependent spontaneous mechanism that is accelerated in the presence of different stimuli. However, none of the aging regimens had a negative effect on the characteristic strength and structural reliability of Y-TZP ceramic.

Abstract Monolithic restorations of Y-TZP have been recommended as a restorative alternative on prosthetic dentistry as it allows a substantial reduction of ceramic thickness, which means a greater preservation of tooth structure. However, the influence of grinding and aging when using a thinner layer of the material is unclear. This investigation aimed to evaluate and compare the effects of ceramic thickness (0.5 mm and 1.0 mm), grinding and aging (low-temperature degradation) on the mechanical behavior and surface characteristics of a full-contour Y-TZP ceramic. Y-TZP disc-shaped specimens (15 mm diameter) were manufactured with both thicknesses and randomly assigned into 4 groups considering the factors ‘grinding with diamond bur’ and ‘aging in autoclave’. Surface topography (roughness, 3D profilometry and SEM), phase transformation, flexural strength and structural reliability (Weibull) analyses were executed. Grinding affected the surface topography, while aging did not promote any effect. An increase in m-phase content was observed after grinding and aging, although different susceptibilities were observed. Regardless of zirconia’s thickness, no deleterious effect of grinding or aging on the mechanical properties was observed. Thus, in our testing assembly, reducing the thickness of the Y-TZP ceramic did not alter its response to grinding and low temperature degradation and did not impair its mechanical performance.

Abstract The present study investigated the effect of grinding on roughness, flexural strength, and reliability of a zirconia ceramic before and after heat treatment. Seven groups were tested (n = 15): a control group (labeled CG, untreated), and six groups of samples ground with diamond discs, simulating diamond burs, with grits of 200 µm (G80); 160 µm (G120), and 25 µm (G600), either untreated or heat-treated at 1200°C for 2 h (labeled A). Yttria tetragonal zirconia polycrystal discs were manufactured, ground, and submitted to roughness and crystalline phase analyses before the biaxial flexural strength test. There was no correlation between roughness (Ra and Rz) and flexural strength. The reliability of the materials was not affected by grinding or heat treatment, but the characteristic strength was higher after abrasion with diamond discs, irrespective of grit size. The X-ray diffraction data showed that grinding leads to a higher monoclinic (m) phase content, whereas heat treatment produces reverse transformation, leading to a fraction of m-phase in ground samples similar to that observed in the control group. However, after heat treatment, only the G80A samples presented strength similar to that of the control group, while the other groups showed higher strength values. When zirconia pieces must be adjusted for clinical use, a smoother surface can be obtained by employing finer-grit diamond burs. Moreover, when the amount of monoclinic phase is related to the degradation of zirconia, the laboratory heat treatment of ground pieces is indicated for the reverse transformation of zirconia crystals.