Efeito de tratamentos de superfície e da termociclagem sobre a resistência de união entre uma zircônia Y-TZP e cimentos resinosos

Abstract

Este estudo objetivou analisar a resistência de união entre uma zircônia tetragonal policristalina estabilizada por ítria (Y-TZP) e dois cimentos resinosos, um convencional e outro autoadesivo, após tratamentos de superfície e termociclagem, assim como analisar a caracterização de superfície dos espécimes após os tratamentos de superfície propostos. Discos (N=356) de Y-TZP (VIPI) foram cortados, polidos e sinterizados com dimensões finais de 5,0 mm de diâmetro e 2,0 mm de altura. A superfície da Y-TZP foi tratada com: 1- Controle - sem tratamento de superfície (AS); 2- Jateamento com óxido de alumínio 50 μm (J); 3- Aplicação do adesivo Single Bond Universal - 3M ESPE (SBU); e 4- Jateamento com óxido de alumínio 50 μm + Single Bond Universal (JSBU). Discos de resina composta (Filtek Z350 XT A3E- 3M ESPE) com 5,0 mm de diâmetro e 2,0 mm de altura (N=320) foram cimentados sobre a superfície da Y-TZP com cimento resinoso convencional (RelyX Ultimate- 3M ESPE) ou autoadesivo (RelyX U200- 3M ESPE). Metade dos espécimes (N=160) foi submetida aos ensaios mecânicos de resistência de união ao cisalhamento por aplicação de força de tração (EMIC DL2000; célula de carga de 2,0 kN; 1,0 mm/min) após 24h de armazenagem em água destilada a 37 ºC. A outra metade (N=160) foi submetida ao ensaios mecânicos após termociclagem (10,000 ciclos térmicos entre 5-55 ºC, com imersões de 30s). A interface de união de cada espécime foi analisada em estereomicroscópio (30x) e as falhas classificadas em adesivas, coesivas da resina e/ou do cimento, ou mistas. Discos de Y-TZP (N=36), obtidos nas mesmas condições em relação aos tratamentos propostos, foram submetidos à análise de caracterização de superfície por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva-EDS (n=2), microscopia confocal para avaliar topografia e rugosidade de superfície (n=5), e difração de Raios-X (DRX; n=2). Os dados de resistência de união (MPa) e rugosidade de superfície (Sa) foram submetidos aos testes de normalidade e homocedasticidade, para em seguida serem analisados por métodos estatísticos não paramétricos (Kruskal-Wallis + teste de Dunn) e paramétricos (1-way ANOVA + teste C de Dunnett), respectivamente, com nível de significância de 5,0%. A termociclagem e os diferentes cimentos utilizados não apresentaram efeito significativo sobre os valores de resistência de união (p>0,05). Apenas o grupo JSBU produziu aumento na resistência de união (p<0,05). Não foi encontrada diferença significativa entre os demais grupos experimentais (AS, J e SBU; p>0,05). Os tratamentos dos grupos AS e J não produziram diferença na rugosidade de superfície da Y-TZP (p=0,980). Contrariamente, os tratamentos dos grupos SBU e JSBU produziram maiores valores de rugosidade (p<0,001). O tipo de falha foi predominantemente adesiva para todas as condições experimentais. A combinação de métodos de tratamentos de superfície, mecânico e químico, promoveu maior rugosidade de superfície na zircônia e favoreceu a resistência de união entre a Y-TZP e os cimentos resinosos convencional e autoadesivo avaliados. O tipo de cimento e o envelhecimento não foram capazes de interferir nos resultados de resistência de união.

This study aimed to analyze the bond strength between a yttria-stabilized polycrystalline tetragonal zirconia (Y-TZP) and two resin cements, one conventional and the other self-adhesive, after different surface treatments and thermocycling, as well as analyzing the surface characterization of the specimens after the proposed surface treatments. Discs (N=356) of Y-TZP (VIPI) were cut, polished and sintered with final dimensions of 5.0 mm in diameter and 2.0 mm in height. The surface of the Y-TZP was treated with: 1- Control - no surface treatment (AS); 2- Sandblasting with 50 μm aluminum oxide (J); 3- Application of the Single Bond Universal adhesive - 3M ESPE (SBU); and 4- Sandblasting with 50 μm aluminum oxide + Single Bond Universal (JSBU). Composite resin discs (Filtek Z350 XT A3E-3M ESPE) with 5.0 mm diameter and 2.0 mm high (N=320) were cemented on the Y-TZP surface with conventional resin cement (RelyX Ultimate-3M ESPE) or self-adhesive (RelyX U200-3M ESPE). Half specimens (N=160) were submitted to mechanical tests of shear bond strength by applying tensile strength (EMIC DL2000, 2.0 kN, 1.0 mm/min) after 24h of storage in distilled water at 37 ºC. The other half (N=160) was subjected to mechanical tests after thermocycling (10.000 thermal cycles between 5-55 ºC, with immersions of 30 s). The bonding interface of each specimen was analyzed in stereomicroscope (30x) and the failures were classified as adhesive, resin and/or cement cohesive, or mixed. Y-TZP discs (N=36) obtained under the same conditions in relation to the proposed treatments were subjected to surface characterization analysis by scanning electron microscopy (SEM) and dispersive energy spectroscopy - EDS (n=2), confocal microscopy to assess topography and surface roughness (n=5), and X-ray diffraction (XRD; n=2). The shear bond strength (MPa) and surface roughness (Sa) data were submitted to normality and homoscedasticity tests, after which they were analyzed by non-parametric (Kruskal-Waliis + Dunn test) and parametric (1-way) methods (ANOVA + Dunnet’s C test), respectively, with a significance level of 5.0%. Thermocycling and the different resin cements used did not have a significant effect on the bond strength values (p>0.05). Only the JSBU group produced an increase in bond strength (p<0.05). No significant difference was found between the other experimental groups (AS, J and SBU; p>0.05). The treatments of groups AS and J did not produce difference in surface roughness of Y-TZP (p=0.980). In contrast, the treatments of the SBU and JSBU groups produced higher values of roughness (p<0.001). The type of failure was predominantly adhesive for all experimental conditions. The combination of surface treatment methods, mechanical and chemical, promoted greater surface roughness in zirconia and favored the bond strength between Y-TZP and the conventional and self-adhesive resin cements evaluated. The type of cement and aging were not able to interfere in the results of shear bond strength.