Shear bond strength of veneering porcelain to zirconia and metal cores

Abstract

STATEMENT OF PROBLEMZirconia-based restorations have the common technical complication of delamination, or porcelain chipping, from the zirconia core. Thus the shear bond strength between the zirconia core and the veneering porcelain requires investigation in order to facilitate the material's clinical use.PURPOSEThe purpose of this study was to evaluate the bonding strength of the porcelain veneer to the zirconia core and to other various metal alloys (high noble metal alloy and base metal alloy).MATERIAL AND METHODS15 rectangular (4×4×9mm) specimens each of zirconia (Cercon), base metal alloy (Tillite), high noble metal alloy (Degudent H) were fabricated for the shear bond strength test. The veneering porcelain recommended by the manufacturer for each type of material was fired to the core in thickness of 3mm. After firing, the specimens were embedded in the PTFE mold, placed on a mounting jig, and subjected to shear force in a universal testing machine. Load was applied at a crosshead speed of 0.5mm/min until fracture. The average shear strength (MPa) was analyzed with the one-way ANOVA and the Tukey's test (α= .05). The fractured specimens were examined using SEM and EDX to determine the failure pattern.RESULTSThe mean shear strength (± SD) in MPa was 25.43 (± 3.12) in the zirconia group, 35.87 (± 4.23) in the base metal group, 38.00 (± 5.23) in the high noble metal group. The ANOVA showed a significant difference among groups, and the Tukey's test presented a significant difference between the zirconia group and the metal group. Microscopic examination showed that the failure primarily occurred near the interface with the residual veneering porcelain remaining on the core.CONCLUSIONThere was a significant difference between the metal ceramic and zirconia ceramic group in shear bond strength. There was no significant difference between the base metal alloy and the high noble metal alloy.

Efeito do tratamento de superfície na resistência de união entre porcelana e uma cerâmica à base de zircônia

“…No presente estudo, não houve diferença nos valores de resistência de união obtidos pelos grupos com infraestrutura de Y-TZP e pelo grupo metalocerâmico, aceitando a primeira hipótese. Esse resultado divergiu de parte da literatura, que relata maior resistência de união para o grupo metalocerâmico, especialmente quando a infraestrutura de Y-TZP não foi submetida a nenhum tratamento de superfície [19][20][21][22]. Vários fatores podem influenciar a resistência de união entre metal e cerâmica, como o tempo e a temperatura de queima, a textura de superfície do metal (microrretenção), compatibilidade entre os coeficientes de expansão térmico linear (CET), uso de agentes de união e qualidade da camada de óxidos [17,22].…”

“…Três estudos que relataram maior resistência de união para o conjunto metal-cerâmica utilizaram ligas à base de CrCo e AuPtPd [19,20]. De acordo com a literatura existem diferenças de resistência de união também entre diferentes ligas metálicas, sendo que as ligas nobres apresentam maiores valores [22]. Cabe ressaltar que, nesta pesquisa, foram realizados os protocolos indicados pelos fabricantes da liga metálica de NiCr e da porcelana, sendo realizadas as etapas de oxidação do metal e aplicação da camada de opaco previamente ao recobrimento com a porcelana.…”

“…A compatibilidade entre diferentes cerâmicas é promovida pela habilidade da porcelana de molhar e escoar nas irregularidades de superfície da infraestrutura. A união entre cerâmicas seria um efeito de interações físico-químicas que ocorrem na interface; sugere-se pouca contribuição do mecanismo de retenção micromecânica quando a superfície da Y-TZP não é tratada [17,22]. A diferença entre o CET das cerâmicas e a taxa de resfriamento podem gerar tensões de tração ou compressão na interface.…”

“…Os modos de falha e os valores de resistência de união encontrados foram semelhantes aos reportados na literatura, indicando que o método foi capaz de estabelecer um ranqueamento confiável entre os grupos experimentais. Ainda, o teste de cisalhamento foi escolhido por causa da dificuldade em confeccionar corpos de prova de Y-TZP-porcelana para o ensaio de microtração, que é o método mais indicado para avaliar a resistência de união entre materiais (defeitos de interface poderiam ser introduzidos durante o corte dos corpos de prova) [22]. No ambiente oral, as restaurações estão submetidas à fadiga pela presença de cargas cíclicas, variações de temperatura e pH, e pela umidade do meio.…”

“…Especificamente com relação à resistência de união entre Y-TZP e porcelana, os estudos são controversos. Algumas investigações que compararam a resistência de união ao cisalhamento da porcelana com a infraestrutura de Y-TZP (sem tratamento de superfície) e com a infraestrutura de metal concluíram que o grupo com infraestrutura de metal apresenta resistência de união superior à porcelana [19][20][21][22]. Por outro lado, um estudo encontrou resistência de união igual quando Y-TZP ou metal foram utilizados [23].…”