ABSTRACT: The objective of this in vitro study was to evaluate the effects of finishing protocols and oral hygiene procedures on the surface and mechanical properties of CAD/CAM ceramics. Specimens (n = 96, (15x10x2mm) of the leucite glass-ceramic (LGC) and feldspathic ceramic (FP) received mechanical polishing or glazing. Surface roughness (Ra) and microhardness (VHN) were obtained with a profilometer and a hardness tester, respectively, before and after each oral hygiene procedure (TB: toothbrushing; PB: prophylaxis with paste and rubber cup; and BJ: prophylaxis with bicarbonate jet). ANOVA, paired t and Tukey’s tests were applied (a=0.05). For both materials, only BJ affected Ra's values when mechanical polishing was performed. Moreover, no significant variations in VHN were observed only for LGC glazed with TB. Significant Ra and VHN changes in both materials were observed with BJ. Besides, BJ exhibited similar effects to TB on VHN, regardless of the material and finishing protocol used. Changes in mechanical and surface properties varied with the finishing protocol and the oral hygiene method. In general, prophylaxis with bicarbonate jet was the most harmful method for both materials and the type of finishing protocol did not have a protective effect against changes produced by oral hygiene methods.

RESUMEN: El objetivo de este estudio in vitro fue evaluar los efectos de los protocolos de acabado y los procedimientos de higiene oral sobre la superficie y las propiedades mecánicas de las cerámicas CAD/CAM. Los especímenes (n = 96, (15x10x2mm) de vitrocerámica de leucita (LGC) y cerámica feldespática (FP) recibieron pulido mecánico o glaseado. La rugosidad de la superficie (Ra) y la microdureza (VHN) se obtuvieron con un perfilómetro y un probador de dureza, respectivamente, antes y después de cada procedimiento de higiene oral (TB: cepillado dental; PB: profilaxis con pasta y vaso de hule; y BJ: profilaxis con chorro de bicarbonato). Se aplicaron ANOVA, t pareada y prueba de Tukey (a=0.05). Para ambos materiales, solo BJ afectó los valores de Ra cuando se realizó el pulido mecánico. Además, no se observaron variaciones significativas en VHN solo para LGC vidriado con TB. Se observaron cambios significativos de Ra y VHN en ambos materiales con BJ. Además, BJ exhibió efectos similares a TB en VHN, independientemente del material y protocolo de acabado utilizado Los cambios en las propiedades mecánicas y superficiales variaron con el protocolo de acabado y el método de higiene oral. En general, la profilaxis con chorro de bicarbonato fue el método más perjudicial, tanto los materiales como el tipo de protocolo de acabado no tuvieron un efecto protector frente a los cambios producidos por los métodos de higiene oral.

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 a distribuição de tensão em dentes tratados endodonticamente, fragilizados (F) ou não fragilizados (NF), restaurados com diferentes materiais para a coroa protética utilizando 3D-FEA. Modelos de um canino maxilar foram construídos baseados em imagens de micro-CT e divididos em grupos: G1 (controle) - dente hígido; G2 a G7 - dentes tratados endodonticamente com pino de fibra de vidro (PFV), sendo que G2 a G4 simularam raízes NF e G5 a G7 simularam raízes F. Para o material das coroas os dentes foram restaurados com: G2 e G5: coping metálico e revestimento cerâmico, G3 e G6: coping de zirconia e revestimento cerâmico, G4 e G7: coping de alumina e revestimento cerâmico. Carregamento de 180 N foi aplicado na superfície lingual em seu terço incisal com 45 graus de inclinação. Os modelos foram suportados pelo ligamento periodontal (x=y=z=0). Os valores da tensão de von Mises (VMS) foram calculados. Os dentes F apresentaram maiores valores VMS para o coping quando comparados aos dentes NF, sendo que o G1 apresentou menores valores VMS. Para o material das coroas, ambos F ou NF aumentaram VMS no coping metálico, zirconia e alumina, respectivamente. Copings metálicos apresentaram melhor comportamento mecânico apesar de não favorecerem a estética, o que sugere ser um material apropriado para a restauração de dentes tratados endodonticamente.

Abstract This study evaluated the stress distribution in endodontically treated teeth, weakened (W) or not weakened (NW), restored with different materials of prosthetic crown using 3D-FEA. Models of a maxillary canine were constructed based on micro-CT images and divided into the groups: G1 (control) - sound tooth; G2 to G7 - endodontically treated teeth restored with glass fiber post (GFP); which G2 to G4 simulated NW root and G5 to G7 simulated W root. For crown material the teeth were restored with: G2 and G5: metallic coping and ceramic veneering, G3 and G6: zirconia coping and ceramic veneering, G4 and G7: alumina coping and ceramic veneering. Load of 180 N was applied at the incisal third of lingual surface at 45º. Models were supported by the periodontal ligament (x=y=z=0). The von Mises stress (VMS) values were calculated. The W teeth presented higher VMS at coping when compared to NW teeth and group G1 showed lower VMS value. For crown material, for both W or NW teeth, increasing VMS was found at metallic, zirconia and alumina coping, respectively. Metallic coping showed a better performance despite its unfavorable esthetics, suggesting as an appropriate material for prosthetic restoration of endodontically treated teeth.

Resumo Este estudo avaliou a resistência à fratura de dentes tratados endodonticamente submetidos a diferentes técnicas de reconstrução por meio de testes dinâmico e estático. Quarenta dentes humanos anteriores foram divididos em 4 grupos (n=10): GNW (não fragilizado): raiz restaurada com pino de fibra de vidro (PFV), GW: raiz fragilizada restaurada com PFV, GDA: raiz fragilizada restaurada com PFV anatômico direto, e GIA: raiz fragilizada restaurada com PFV anatômico indireto. Os dentes foram tratados endodonticamente considerando que nos grupos experimentais (GW, GDA e GIA) simulou-se fragilização radicular das raízes para restauração com PFV utilizando diferentes técnicas. Os PFV foi cimentados com cimento resinoso e a porção coronária foi restaurada com resina composta e coroa metálica. Todas as amostras foram submetidas a simulação de mastigação em 60 ciclos/min totalizando 300,000 ciclos. As amostras sobreviventes foram submetidas a teste de compressão com velocidade de 1,0 mm/min em máquina universal de ensaio. A carga foi aplicada a 135° em relação ao longo eixo do dente até a falha do dente. Os dados foram analisados por ANOVA (a=0,05). Após a simulação da mastigação foi observado: GNW: 100% de sobrevivência das raízes; GW: 70% de sobrevivência das raízes, e GDA e GIA: 80% de sobrevivência das raízes. O valor médio de resistência à fratura (N) foi de 280,6 (GNW), 239,0 (GW), 221,3 (GDA) e 234,1 (GIA) sem diferença significante entre os grupos (p=0,7476). Os resultados sugerem similar resistência à fratura em ambos os dentes fragilizados ou não-fragilizados em relação à técnica de reconstrução das paredes radiculares internas. Elevada incidência de fraturas catastróficas foram observadas nos dentes fragilizados sem a restauração das paredes radiculares internas.

Abstract This study evaluated the fracture strength of endodontically treated teeth submitted to reconstructive techniques through dynamic and static tests. Forty human anterior teeth were divided into 4 groups (n=10): GNW (non-weakened) - root restored with glass fiber post (GFP), GW - weakened root restored with GFP, GDA - weakened root restored with direct anatomic GFP, and GIA - weakened root restored with indirect anatomic GFP. The teeth were endodontically treated considering that experimental groups (GW, GDA and GIA) simulated weakened roots for restoration with GFP using different techniques. The GFP was luted with resin cement and the coronal portion was restored with composite resin and metallic crowns. All samples were submitted to chewing simulation at 60 cycles/min in a total of 300,000 cycles. The survival samples were further exposed to compressive loading at a crosshead speed of 1.0 mm/min in a universal testing machine. The load was applied at 135° to the long axis of the tooth until failure. Data were analyzed by ANOVA (a=0.05). After chewing simulation were observed: GNW: 100% of survival roots; GW: 70% of survival roots, and GDA and GIA: 80% of survival roots. The mean fracture strength values (N) were 280.6 (GNW), 239.0 (GW), 221.3 (GDA), and 234.1 (GIA) without significant difference among the groups (p=0.7476). The results suggested similar fracture strength in both weakened and non-weakened teeth regardless the reconstructive technique of root internal wall. Higher incidence of catastrophic fracture was observed in weakened teeth without restoration of the root internal wall.

Resumo O presente estudo avaliou a confiabilidade do MEF nos resultados de diferentes propriedades mecânicas (E e v) dos materiais. Dois modelos 3D de um canino superior com tratamento endodôntico, pino intrarradicular, núcleo em resina composta e restaurado com coroa metalocerâmica foram gerados de acordo com imagens de micro-CT. Dois grupos com diferentes valores de E e v para a cerâmica, coping metálico, cimento resinoso e resina composta foram criados. As propriedades dos materiais para o grupo GL foram baseadas em dados obtidos da literatura, enquanto para o grupo GIE a técnica de excitação por impulso foi utilizada. Carga de 180 N foi aplicada a 45° na superfície lingual do terço incisal do canino. Todos os modelos foram suportados pelo ligamento periodontal (x=y=z=0). Tensões equivalentes de von Mises (VMS) foram calculadas. Os valores de tensões revelaram diferença entre os grupos, ambos para a distribuição e valor das VMS. A cerâmica (GL: 5,966 MPa; GIE: 7,478 MPa), coping metálico (GL: 3,811 MPa; GIE: 0,973 MPa) e núcleo (GL: 4,771 MPa; GIE: 0,026 MPa) foram significativamente afetados. Em conclusão, este estudo mostrou que a determinação das propriedades mecânicas (E and v) dos materiais é essencial para a confiabilidade dos resultados do MEF.

The present study evaluated the reliability of FEA on the results of different mechanical properties (E and v) of materials. Two 3D models of a maxillary canine with endodontic treatment, intracanal post, composite resin core and restored with porcelain-fused-to-metal crown were generated according to micro-CT images. Two groups with different E and ν values for porcelain, metal coping alloy, resin cement and composite resin were established. The materials' properties for group GL were based on literature data, while for group GIE the impulse excitation technique was used. A load of 180 N was applied at 45° on the incisal third of the lingual surface of the canine tooth. All models were supported by the periodontal ligament (x=y=z=0). The von Mises stress (VMS) was calculated. The stress values revealed differences between the groups for both VMS distribution and value. The porcelain (GL: 5.966 MPa; GIE: 7.478 MPa), metal coping (GL: 3.811 MPa; GIE: 0.973 MPa) and core (GL: 4.771 MPa; GIE: 0.026 MPa) were significantly affected. In conclusion, this study showed that the determination of mechanical properties (E and ν) of materials is essential for the reliability on the results of FEA.

O objetivo deste estudo foi avaliar a eficácia de diferentes condicionamentos de superfície na resistência de união de reparos de compósitos restauradores em três tipos de cerâmicas odontológicas: reforçada por dissilicato de lítio, reforçada por leucita e feldspática. Foram confeccionados 12 blocos para cada tipo de cerâmica (n=3) e armazenados por 3 meses em água destilada a 37 oC. A superfície de união das cerâmicas foi regularizada com lixa de granulação 600 por 15 s e lavadas em ultrassom por 10 min. Os tratamentos de superfície para cada cerâmica foram: GC (controle) - nenhum; GPD - ponta diamantada com 30 µm de granulação; GAF - ácido hidrofluorídrico a 10%; GJ - jateamento com partículas de óxido de alumínio revestido por sílica (45 µm - tamanho das partículas). Após, foi realizada a limpeza da superfície com ácido fosfórico a 7% por 20 s, seguido de silano e adesivo. Como material restaurador foi utilizada resina composta. Após o reparo, as amostras foram submetidas a ciclagem térmica (10,000 ciclos entre 5 °C e 55 °C, por 30 s). Na sequência, as amostras foram seccionadas em palitos de aproximadamente 1,0 mm2 e levadas ao teste de tração em uma máquina de ensaios universal à velocidade de 0,5 mm/min. Os dados obtidos foram comparados estatisticamente por ANOVA de dois fatores e teste de Tukey (α=0,05). Sugere-se que o desgaste da superfície com ponta diamantada é mais indicado para a cerâmica feldspática e cerâmica reforçada por leucita, enquanto o condicionamento com ácido fluorídrico é indicado para reparos em cerâmica reforçada por dissilicato de lítio. O jateamento com partículas de óxido de alumínio revestido por sílica mostrou-se aplicável à cerâmica reforçada por leucita. Predominancia de fraturas adesivas acima de 85% foi observada para todos os grupos. Este estudo demonstrou que o sucesso dos tratamentos de superfície depende do tipo de cerâmica a que são aplicados.

The aim of this study was to evaluate the efficacy of different surface conditioning methods on the microtensile bond strength of a restorative composite repair in three types of dental ceramics: lithium disilicate-reinforced, leucite-reinforced and feldspathic. Twelve blocks were sintered for each type of ceramic (n=3) and stored for 3 months in distilled water at 37 °C. The bonding surface of ceramics was abraded with 600-grit SiC paper. Surface treatments for each ceramic were: GC (control) - none; GDB - diamond bur #30 µm; GHF - hydrofluoric acid (10%); GT- tribochemical silica coating (45-μm size particles). Treatments were followed by cleaning with phosphoric acid 37% for 20 s + silane + adhesive. The composite resin was used as restorative material. After repair, samples were subjected to thermocycled ageing (10,000 cycles between 5 °C and 55 °C for 30 s). Thereafter, the samples were sectioned into 1.0 mm2 sticks and tested for microtensile bond strength with 0.5 mm/min crosshead speed. Data were compared by two-way ANOVA and Tukey's test (α=0.05). The superficial wear with diamond bur proved to be suitable for feldspathic porcelain and for leucite-reinforced glass ceramic while hydrofluoric acid-etching is indicated for repairs in lithium disilicate-reinforced ceramic; tribochemical silica coating is applicable to leucite-reinforced ceramic. Predominance of adhesive failures was observed (>85% in all groups). In conclusion, the success of surface treatments depends on the type of ceramic to be repaired.

O objetivo deste estudo in vitro foi avaliar a resistência à tração de pinos de fibra de vidro submetidos a diferentes tratamentos de superfície. Quarenta e oito caninos superiores tiveram suas coroas seccionadas e as raízes tratadas endodonticamente. As raízes foram incluídas em resina acrílica e distribuídas em 3 grupos de acordo com o tratamento de superfície aplicado aos pinos: Grupo I: os pinos receberam agente silano por 30 s e adesivo; Grupo II: os pinos foram limpos com álcool e então receberam o agente silano e adesivo; Grupo III: os pinos foram submetidos ao condicionamento com ácido fosfórico a 37% por 30 s, seguido de agente silano e adesivo. Cada grupo foi dividido em 2 subgrupos de acordo com fotoativação do adesivo antes da inserção do pino no interior do canal: A – adesivo não foi fotoativado, B: o adesivo foi fotoativado. Todos os pinos foram cimentados com Panavia F e as amostras foram submetidas a teste de tração utilizando máquina universal de ensaios, com velocidade de 1 mm/min. Os dados obtidos foram submetidos à ANOVA a um critério e ao teste de Tukey com nível de significância de 5%. Houve diferença estatisticamente significante (p<0,01) entre o grupo GIII-B e os grupos GI-A e GI-B. Os demais grupos não apresentaram diferenças significantes entre si (p>0,05). Pode-se concluir que as substâncias utilizadas para a limpeza dos pinos interferiram em sua retenção, independente da fotopolimerização do adesivo.

The aim of this in vitro study was to evaluate the tensile strength of glass fiber posts submitted to different surface treatments. Forty-eight maxillary canines had their crowns sectioned and root canals endodontically treated. The roots were embedded in acrylic resin and distributed into 3 groups according to the surface treatment: Group I: the posts were treated with silane agent for 30 s and adhesive; Group II: the posts were cleaned with alcohol before treatment with silane agent and adhesive; Group III: the posts were submitted to conditioning with 37% phosphoric acid for 30 s before treatment with silane agent and adhesive. Each group was divided into 2 subgroups for adhesive polymerization or not before insertion into the canal: A - adhesive was not light cured and B - adhesive was light cured. All posts were cemented with Panavia F and the samples were subjected to tensile strength test in a universal testing machine at crosshead speed of 1 mm/min. Data were submitted to one-way ANOVA and Tukey's test at 5% significance level. There was statistically significant difference (p<0.01) only between group GIII-B and groups GI-A and GI-B. No significant difference was found among the other groups (p>0.05). It was concluded that the products used for cleaning the posts influenced the retention regardless of adhesive light curing.