Comportamento estrutural e mecânico de cerâmicas com matriz resinosa para sistema CAD/CAM, submetidas a polimento mecânico ou selantes de superfície, associados ou não a aplicação de plasma de baixa temperatura, após envelhecimentos - Silva, Lorena Scaion [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
O trabalho foi dividido em dois capítulos, utilizado os mesmos tipos de cerâmicas, tratamentos de superfícies e variáveis de resposta, no entanto, diferentes tipos de envelhecimentos in vitro (termociclagem ou desafio erosivo). As cerâmicas vítreas apresentam baixa tenacidade à fratura, baixa resistência flexural, são friáveis, passíveis de trincas e fraturas. Com intuito de superar essas limitações foram desenvolvidas as cerâmicas com matriz resinosa, compostas por matriz resinosa (polímero) preenchida com compostos inorgânicos refratários (partículas de cerâmica). Para essas cerâmicas vêm sendo utilizados o tratamento de superfície com os kits de polimento mecânico para consultório (chairside polishing) ou aplicação de selantes de superfície. Recentemente, o tratamento de superfície pela deposição de filmes por vapor químico melhorado por plasma (PECVD - plasma enhanced chemical vapor deposition) assistido por bombardeamento iônico tem sido estudado como alternativa para evitar o processo de degradação das resinas odontológicas. Entretanto, não há um consenso na literatura sobre o comportamento físico-mecânico das cerâmicas híbridas quando utilizados em reabilitações a longo prazo. Diante disso, o objetivo deste estudo foi avaliar as características estruturais e mecânicas de três cerâmicas com matriz resinosa para CAD/CAM, sendo uma resina nanocerâmica (Cerasmart - GC), uma cerâmica infiltrada por polímero (VITA Enamic - VITA) e outra cerâmica de zircônia e sílica em uma matriz interpenetrante de resina (SHOFU HC – Shofu Dental), após diferentes protocolos de polimento (polimento mecânico Ceramisté (Shofu) ou selante de superfícies fotopolimerizável (Palaseal - kulzer)) associados ou não a deposição de filme por PECVD), após diferentes procedimentos de envelhecimento in vitro (termociclagem (TC) ou desafio erosivo (DE)). Foram confeccionados 232 espécimes de cada cerâmica, divididos em grupos de acordo com o tratamento de superfície e envelhecimentos que foram submetidos. Os polimentos realizados foram: 1) polimento mecânico (PM) - realizado o com kit Ceramisté (SHOFU, Kyoto, Japan); 2) selante fotopolimerizável Palaseal (SP) - foi aplicada uma fina camada de selante Palaseal (Heraeus Kulzer); 3) polimento mecânico (PM) + deposição de filme por PECVD (PM+ PECVD) – após PM, as superfícies dos espécimes desse grupo foram tratadas pela deposição de filmes de PECVD e 4) selante fotopolimerizável Palaseal (SP) + deposição de filme por PECVD (SP+ PECVD). No capítulo 1 os espécimes foram submetidos a envelhecimento a 30.000 ciclos de termociclagem, variando a temperatura entre 5 e 55◦C por 30 segundos. No capítulo 2 os espécimes foram envelhecimento por desafio erosivo (DE), por imersão em HCl 5% (pH = 2.0) durante 273 horas. As variáveis de resposta foram: análises estruturais (rugosidade superficial (Ra) e energia livre de superfície e análises mecânicas (microdureza vickers (HV), resistência à flexão () e módulo de elasticidade (ME)). Os dados obtidos foram submetidos à análise estatística ANOVA (3 fatores) e teste pairwise foi utilizado para comparação múltipla entre os grupos, com nível de significância de 5%. No capítulo 1, o polimento com Palaseal (com ou sem PECVD) apresentou os menores valores de Ra, independentemente do tipo de cerâmica. Houve redução significativa da energia livre de superfície após o tratamento com PECDV em ambos os polimentos (Ceramisté ou Palaseal), independentemente do tipo de cerâmica, não havendo diferença entre eles (P>0.05). O selante reduziu significativamente a Microdureza em todas as cerâmicas que receberam selante em comparação ao polimento com Ceramisté (P<0.05). A cerâmica Shofu apresentou os maiores valores de Resistência à flexão, independente do tratamento de superfície. A Termociclagem influenciou negativamente as propriedades estruturais das cerâmicas com matriz resinosa para CAD/CAM. No capítulo 2 o uso do Palaseal e PECVD apresentaram, significativamente, os menores valores de Rugosidade e Energia de superfície (p<0.05). O PECVD aumentou significativamente, a Dureza antes do envelhecimento (p<0.05), enquanto o uso do Palaseal apresentou os menores valores. O tipo de tratamento não influenciou na Resistência à flexão, sendo dependente do material. Palaseal e PECVD reduziram o módulo de elasticidade. O Desafio erosivo influenciou negativamente as propriedades estruturais das cerâmicas, no entanto, não afetou a Resistência mecânica. Conclui-se que a aplicação da PECVD foi benéfica na Rugosidade, Energia de superfície e Microdureza das cerâmicas com matriz resinosa para CAD/CAM. A Termociclagem e o Desafio erosivo influenciaram negativamente as propriedades estruturais das cerâmicas com matriz resinosa para CAD/CAM.

The work was divided into two chapters, using the same types of ceramics, surface treatments and response variables, however, different types of in vitro aging (thermocycling or erosive challenge). Glass ceramics have low fracture toughness, low flexural strength, are friable, prone to cracking and fractures. In order to overcome these limitations, ceramics with a resinous matrix were developed, composed of a resinous matrix (polymer) filled with refractory inorganic compounds (ceramic particles). For theseceramics, surface treatment has been used with mechanical polishing kits for the office (chairside polishing) or the application of surface sealants. Recently, surface treatment by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) assisted by ion bombardment has been studied as an alternative to avoid the degradation process of dental resins. However, there is no consensus in the literature on the physical-mechanical behavior of hybrid ceramics when used in long-term rehabilitation. Therefore, the objective of this study was to evaluate the structural and mechanical characteristics of three ceramics with a resinous matrix for CAD/CAM, being a nanoceramic resin (Cerasmart -GC), a ceramic infiltrated by polymer (VITA Enamic -VITA) and another ceramic zirconia and silica in an interpenetrating resin matrix (SHOFU HC –Shofu Dental), after different polishing protocols (Ceramisté mechanical polishing (Shofu) or light-cured surface sealant (Palaseal -kulzer)) associated or not with PECVD film deposition) , after different in vitro aging procedures (thermocycling (TC) or erosive challenge (DE)). 232 specimens of each ceramic were made, divided into groups according to the surface treatment and aging they underwent. The polishing procedures carried out were: 1) mechanical polishing (PM) -carried out with a Ceramisté kit (SHOFU, Kyoto, Japan); 2) Palaseal light-curing sealant (SP) -a thin layer of Palaseal sealant (Heraeus Kulzer) was applied; 3) mechanical polishing (PM) + film deposition by PECVD (PM+ PECVD) –after PM, the surfaces of the specimens in this group were treated by deposition of PECVD films and 4) Palaseal light-cured sealant (SP) + film deposition by PECVD (SP+ PECVD). In chapter 1, the specimens were subjected to aging through 30,000 thermocycling cycles, varying the temperature between 5 and 55◦C for 30 seconds. In chapter 2, the specimens were aged by erosive challenge (DE), by immersion in 5% HCl (pH = 2.0) for 273 hours. The response variables were: structural analyzes (surface roughness (Ra) and surface free energy and mechanical analyzes (Vickers microhardness (HV), flexural strength () and modulus of elasticity (ME)). The data obtained were subjected to statistical analysis ANOVA (3 factors) and pairwise test was used for multiple comparison between groups, with a significance level of 5%. In chapter 1, polishing with Palaseal (with or without PECVD) presented the lowest Ra values, regardless of the type of ceramic. There was a significant reduction in surface free energy after treatment with PECDV in both polishes (Ceramisté or Palaseal), regardless of the type of ceramic, with no difference between them (P>0.05). The sealant significantly reduced Microhardness in all ceramics that received sealant compared to polishing with Ceramisté (P<0.05).Shofu ceramics presented the highest flexural strength values, regardless ofsurface treatment. Thermocycling negatively influenced the structural properties of resin-based ceramics for CAD/CAM. In chapter 2, the use of Palaseal and PECVD significantly presented the lowest Roughness and Surface Energy values (p<0.05). PECVD significantly increased Hardness before aging (p<0.05), while the use of Palaseal presented the lowest values. The type of treatment did not influence flexural strength, being dependent on the material. Palaseal and PECVD reduced the elastic modulus. The erosivechallenge negatively influenced the structural properties of the ceramics, however, it did not affect the mechanical resistance. It is concluded that the application of PECVD was beneficial in the Roughness, Surface Energy and Microhardness of resin matrix ceramics for CAD/CAM. Thermocycling and erosive challenge negatively influenced the structural properties of resin matrix ceramics for CAD/CAM.
Structural and mechanical behavior of ceramics with resin matrix for CAD/CAM system, submitted to mechanical polishing or surface sealant, associated or not to the application of low temperature plasma, after aging
Keywords: Porcelana dentária; Desenho assistido por computador; Polimento dentário; Dental porcelain