Effect of Accelerated Aging on High-Translucity Zirconia: an in Vitro Study of Phase Transformation and Fracture Resistance
DOI:
https://doi.org/10.17921/2447-8938.2024v26n2p85-89Resumo
Abstract
The aim of the study is to assess the effect of accelerated aging on high translucency zirconia, through an in vitro investigation on phase transformation and fracture resistance. Blocks of conventional zirconia (Y-TZP N=05) and high translucency zirconia (HTZ N=05) were sectioned to generate specimens with dimensions of 12mm x 1.2mm. The specimens were evaluated for morphological analysis using a Scanning Electron Microscope (SEM) and structural analysis using X-Ray Diffraction (XRD), before and after thermal aging for 10,000 cycles with baths (5°C±1°-55°C±1°). Following aging, the experimental groups underwent biaxial flexural strength testing. One-way ANOVA (p<0.05) was employed. Morphological analysis post-aging revealed an increase in grain size in both groups: in the Y-TZP group, from 762.69nm to 1,215.25nm; in the HTZ group, from 671.56nm to 768.44nm. Chemical analysis confirmed the presence of Zirconium and Oxygen in both ceramics. XRD analysis revealed distinctive post-aging behavior, indicating a potential phase change in the Y-TZP group. Mechanical strength showed that Y-TZP presented a higher value compared to HTZ, with a statistically significant difference (p=0.000). Accelerated aging in high translucency zirconia does not seem to cause phase changes, presenting grain sizes similar to the non-aged condition. Conversely, conventional zirconia exhibited changes in grain size and post-aging morphological condition, yet still demonstrated mechanical superiority compared to high translucency zirconia.
Keywords: Ceramics. Zirconia. Accelerated Aging. Fracture Resistance.
Resumo
O objetivo do estudo é avaliar o efeito do envelhecimento acelerado na zircônia de alta translucidez, por meio de um estudo in vitro sobre a transformação de fase e resistência à fratura. Blocos de zircônia convencional (Y-TZP N=05) e de alta translucidez (HTZ N=05) foram seccionados gerando espécimes com dimensões de 12mm x 1,2mm. Os espécimes foram avaliados quanto à análise morfológica usando um Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) e análise estrutural usando Difração de Raios-X (DRX), antes e após o envelhecimento térmico 10.000 ciclos com banhos (5°C±1°-55°C±1°). Após o envelhecimento, os grupos experimentais foram submetidos ao teste de resistência à flexão biaxial. Anova 1 Fator (p<0,05) foi adotado. A análise morfológica após o envelhecimento, os grãos em ambos os grupos aumentaram de tamanho: no grupo Y-TZP, de 762,69nm para 1.215,25nm; no grupo HTZ, de 671,56nm para 768,44nm. A análise química confirma a presença de Zircônio e Oxigênio em ambas as cerâmicas. A análise de DRX revela comportamento distintivo pós-envelhecimento, indicando uma possível mudança de fase no grupo Y-TZP. A resistência mecânica mostra que o Y-TZP apresenta um valor mais alto em comparação com o HTZ, além de apresentar uma diferença estatística (p=0,000). O envelhecimento acelerado na zircônia de alta translucidez não parece promover mudanças de fase, apresentando tamanhos de grãos semelhantes à condição sem envelhecimento. A condição oposta foi encontrada com o tamanho de grão e a condição morfológica da zircônia convencional após o envelhecimento, entretanto, ainda se mostrou mecanicamente superior em relação à zircônia de alta translucidez.
Palavras-chave: Cerâmicas. Zircônia. Envelhecimento Acelerado. Resistência à Fratura.
Referências
Finck NS et al. Propriedades e indicações clínicas das zircônias translúcidas: Revisão narrativa. Eletronic Journal Collection Health. 2020; 12 (11), e4637. https://doi.org/10.25248/reas.e4637.2020
Esquivel-Upshaw JF et al. Randomized clinical study of wear of enamel antagonists against polished monolithic zircônia crowns. Journal of Dentistry. 2018; 68: 19-27. doi: 10.1016/j.jdent.2017.10.005.
Zhang Y; Lawn BR. Novel Zirconia Materials n Dentistry. Journal of Dental Research. 2018; 97. J Dent Res . 2018 Feb;97(2):140-147. doi: 10.1177/0022034517737483.
Kou W et al. The effects of artificial aging on high translucent zirconia. Biomater Investig Dent. 2019 Nov 7;6(1):54-60. doi: 10.1080/26415275.2019.1684201.
Alfrisany NM, De Souza GM. Surface and bulk properties of zirconia as a function of composition and aging. J Mech Behav Biomed Mater. 2022 Feb;126:104994.
Muñoz EM, Longhini D, Antonio SG, Adabo GL. The effects of mechanical and hydrothermal aging on microstructure and biaxial flexural strength of an anterior and a posterior monolithic zirconia. J Dent. 2017 Aug;63:94-102. doi: 10.1016/j.jdent.2017.05.021.
Souza RH et al. Flexural strength and crystalline stability of a monolithic translucent zirconia subjected to grinding, polishing and thermal challenges. Ceram Int. 2020 Nov;46(16 Pt A):26168-26175. doi: 10.1016/j.ceramint.2020.07.114.
Araújo-Júnior ENS et al. Hydrothermal degradation methods affect the properties and phase transformation depth of translucent zirconia. J Mech Behav Biomed Mater. 2020 Dec;112:104021.
Prado PHCO et al. Degradation kinetics of high-translucency dental zirconias: Mechanical properties and in-depth analysis of phase transformation. J Mech Behav Biomed Mater. 2020 Feb;102:103482. doi: 10.1016/j.jmbbm.2019.103482.
ISO 6872, Dentistry -- Ceramic materials, International Organization for Standardization (2015), pp 1–28, (2015).
Ziting Zheng , Jieli Sun, Lifang Jiang , Yuan Wu , Jiahui He , Wenhao Ruan and Wenjuan Yan. Infuence of margin design and restorative material on the stress distribution of endocrowns: a 3D fnite element analysis. l. BMC Oral Health (2022) 22:30.
Eldafrawy M , Nguyen JF , Mainjot AK , Sadoun MJ . A Functionally Graded PICN Material for Biomimetic CAD-CAM Blocks. J Dent Res 2018 Nov;97(12):1324-1330.
Mota YA, Cotes C, Carvalho RF, Machado JPB, Leite FPP, Souza ROA, Ozcan M. 2016. Monoclinic phase transformation and mechanical durability of zirconia ceramic after fatigue and autoclave aging. J Biomed Mater Res Part B 2016:00B:000–000.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Os autores devem ceder expressamente os direitos autorais à Kroton Educacional, sendo que a cessão passa a valer a partir da submissão do artigo, ou trabalho em forma similar, ao sistema eletrônico de publicações institucionais. A revista se reserva o direito de efetuar, nos originais, alterações de ordem normativa, ortográfica e gramatical, com vistas a manter o padrão culto da língua, respeitando, porém, o estilo dos autores. As provas finais serão enviadas aos autores. Os trabalhos publicados passam a ser propriedade da Kroton Educacional, ficando sua reimpressão total ou parcial, sujeita à autorização expressa da direção da Kroton Educacional. O conteúdo relatado e as opiniões emitidas pelos autores dos artigos são de sua exclusiva responsabilidade.
