Laboratory Simulation of Y-TZP All-ceramic Crown Clinical Failures

Abstract

Clinically, zirconia-supported all-ceramic restorations are failing by veneer-chipping without exposing the zirconia interface. We hypothesized that mouth motion step-stress-accelerated fatigue testing of standardized dental crowns would permit this previously unrecognized failure mode to be investigated. Using CAD software, we imported the average dimensions of a mandibular first molar crown and modeled tooth preparation. The CADbased tooth preparation was rapid-prototyped as a die for fabrication of zirconia core porcelainveneered crowns. Crowns were bonded to aged composite reproductions of the preparation and aged 14 days in water. Crowns were single-cycleloaded to failure or mouth-motion step-stressfatigue-tested. Finite element analysis indicated high stress levels below the load and at margins, in agreement with only single-cycle fracture origins. As hypothesized, the mouth motion sliding contact fatigue resulted in veneer chipping, reproducing clinical findings allowing for investigations into the underlying causes of such failures.

The Effect of Heat Treatment and Feldspathic Glazing on Some Mechanical Properties of Zirconia

“…This supports the findings that the bonding between the zirconia substructure and the veneering porcelain might be insufficient and that the crack has a tendency to run along the porcelain/zirconia interface, causing de-lamination especially on disc shaped specimens [3,24]. When veneered zirconia crowns have been tested with mouth-motion slidingcontact fatigue the cohesive fracture occurred in veneering porcelain and resulted in porcelain chipping [25]. This porcelain chipping from the substructure has also been seen as a failure in recent clinical studies [26,27].…”

The fracture load and failure types of veneered anterior zirconia crowns: An analysis of normal and Weibull distribution of complete and censored data

“…The fatigue of tested groups was not considered in this study. Certainly fatigue aspect is often the clinical phenomena particularly in aged restorations [26][27][28][29]. Further studies should investigate the aging of all-ceramic systems and compare the data with the findings of this study.…”

Comportamiento in Vitro Con Diferentes Grosores Cerámicos Sobre Estructuras De Dióxido De Zirconio (Y-Tzp) Ante Fuerzas De Cizallamiento

“…1 Algunos autores han observado un patrón de fractura de los especímenes de recubrimiento cerámico de tipo adhesivo a nivel de la interfaz, este modo de falla es comparable con los resultados de otros estudios de laboratorio. [2][3][4][5] Guess y col. y otros investigadores han concluido que la deslaminacion del recubrimiento cerámico ocurre por la deficiente adhesión interfacial y la gran resistencia a la fractura que puede detener, orientar y propagar los cracks hacia la interfaz; 6-8 en este estudio se observó lo ya sugerido. Sin embargo, para entender las altas tasas de deslaminación y fractura de las cerámicas de recubrimiento en estudios clínicos, se requeriría de más investigaciones para evaluar los mecanismos de unión de los sistemas cerámica-dióxido de zirconio.…”

“…1 Para la mayoría de los sistemas solo cerámicos se requiere de un núcleo de 0,3 a 1,5mm de espesor, lo que equivale a un espacio disponible de 1,0 a 1,8mm para la cerámica de blindaje. 2 El propósito de este estudio fue evaluar el comportamiento del dióxido de zirconio recubierto con diferentes grosores cerámicos cuando se somete a fuerzas de cizallamiento realizadas en una máquina de ensayos universal (Shidmazu Autograph AG-1 250 kN) para determinar la severidad de la deslaminación de la cerámica de blindaje, el tipo de falla en la interfaz (adhesiva o cohesiva), la morfología de la fractura y la cantidad de esfuerzo medido en MPa, requerido para producir dicha falla. Se tenía la hipótesis de investigación que a mayor grosor cerámico, mayor deslaminación.…”