Effects of Different Surface Treatments on Bond Strength Between Resin Cements and Zirconia Ceramics

Abstract

This study compares the bond strength of resin cement and yttrium-stabilized tetragonal zirconia polycrystalline (Y-TZP) ceramic with different surface conditioning methods. Two hundred presintered Y-TZP ceramic specimens were prepared, sintered (4 × 4 × 4 mm), and randomly assigned to four equal groups as control (C, no conditioning); airborne particle abraded (APA, air abrasion with 11 μm Al2O3); tribochemical silica coating/silane coupling system (TSC, Rocatec, air abrasion with 110 μm Al2O3, 30 μm silica-coated Al2O3 and silane); and laser (L, Er:YAG laser irradiation treated at a power setting of 200 mJ). After specimen preparation, composite resin cylinders were prepared and cemented with resin cements (Clearfil Esthetic, Panavia F 2.0, Rely X-U100, Super Bond C&B, and Multilink Automix) on the ceramic surfaces and kept in an incubator at 37°C for 60 days. All specimens were tested for shear bond strength with a universal testing machine, and fractured surfaces were evaluated by environmental scanning electron microscopy. Statistical analysis was performed using Kruskal-Wallis and Mann-Whitney U-tests (α=0.05). The bond strengths for C and L groups were not significantly different according to adhesive resin cement. APA and TSC resulted in increased bond strength for Panavia F 2.0 and Rely X-U100 resin cements. Additionally, TSC presented higher bond strength with Multilink Automix. Adhesive fracture between the ceramic and resin cement was the most common failure. Complete cohesive fracture at the ceramic or composite cylinders was not observed. Regardless of the adhesive resin cement used, laser treatment did not improve resin bond strength.

Effect of surface treatments on the bond strength between resin cement and differently sintered zirconium-oxide ceramics

“…Today there are many types of laser devices available in dental clinics. Related studies showed that the high intensity lasers like erbium:yttrium aluminum garnet (Er:YAG) lasers may more preferable to roughen the surface of high crystalline content ceramics [20,23,28,29]. The Er:YAG laser has the ability to remove particles by micro explosions and by vaporization, a process called ablation [20].…”

Tratamento de superfície para a cimentação adesiva de cerâmicas à base de zircônia: revisão de literatura

“…Além disso, a cimentação adesiva oferece a vantagem de selar pequenas falhas na superfície interna criadas por corrosão ou jateamento de partículas, reforçando significativamente o material cerâmico. 6,7 Embora o uso da zircônia esteja, atualmente, bem estabelecido na Odontologia, não há um consenso sobre o protocolo ideal para a cimentação adesiva destas peças protéticas. 8 Durante os últimos quinze anos, os estudos têm se concentrado na busca por diferentes estratégias para se obter uma adequada cimentação adesiva Rev.…”

“…16 No entanto, o jateamento induz a transformação da fase tetragonal para a fase monoclínica, desencadeando a propagação de microfissuras na cerâmica durante a função e isso diminui o desempenho a longo prazo da restauração em cerca de 20 a 30%. 2,6,[8][9][10]15,17,18 Shin et al 11 avaliaram o efeito de diferentes tratamentos de superfície sobre a força de união de dois diferentes cimentos resinosos contendo monômeros fosfatados à uma cerâmica à base de zircônia. Os autores concluíram que o jateamento com partículas de óxido de alumínio seguido da aplicação de um primer para zircônia alcançou o melhor resultado de união.…”

“…Os autores concluíram que os tratamentos de superfí-cie com os lasers Er:YAG e Nd:YAG apresentaram maior força de união entre a zircônia e o cimento se comparados ao jateamento com óxido de alumínio e o tratamento com o laser CO2. No entanto, Erden et al 6 observaram, em seu estudo, que o tratamento com laser não melhora a força de união entre o cimento resinoso e a cerâmica à base de zircônia. Estudos mostram que há pouca informação sobre a avaliação do efeito de diferentes potências de saída e tempos de irradiação desses lasers e que uma elevada irradiação pode induzir a transformação da fase tetragonal para a monoclínica.…”

Adhesion to Dental Ceramics

“…Options to airborne particle abrasion have been investigated, such as Er:YAG laser irradiation [61], silicabased film coatings [62], acid etching with dichloromethane (CH 2 Cl 2 ), and hot etching [63], Y-TZP particle deposition [64], and nonthermal plasma treatment [65]. Modifications to Y-TZP ceramic were also proposed.…”