Çoklu fırınlama uygulamasının farklı zirkonya esaslı alt yapı sistemlerinin mekanik özelliklerine etkisi

Abstract

Tam seramik sistemlerin estetik, biyouyumluluk ve renk stabilitesi gibi avantajlarına rağmen, kırılgan olması nedeniyle, son yıllarda zirkonya esaslı seramiklerin kullanımı gündeme gelmiştir. Yüksek mekanik performans, dayanıklılık ve direnç gösteren zirkonya esaslı seramikler, tam seramik restorasyonların güvenilirliğini arttırmıştır. Tam seramik restorasyonların kullanımı anterior tek üye ya da üç üye sabit restorsayonlar ile sınırlı iken, zirkonya altyapı sistemleri ile posterior sabit restorasyonlar ve uzun gövdeli restorasyonlar yapmak mümkün hale gelmiştir. Restorasyonların estetiğini arttırmak için feldspatik porselenle ya da zirkonya alt yapı için özel olarak geliştirilmiş çeşitli veneer seramiklerle veneerlenmektedirler. Zirkonya alt yapılar kırılmaya oldukça dirençlidir. Üretim ve veneerleme işlemleri sırasında materyale uygulanan yüzey ve fırınlama işlemleri materyalin mekanik özelliklerini etkilemektedir. Veneerleme işlemi sırasında materyal ortalama olarak 5 kere fırınlanmaktadır. Klinikte karşılaşılan adaptasyon ve uyum problemleri nedeniyle fırınlama sayısı artmaktadır. Araştırmalar, veneer seramiğinin tekrarlanan fırınlamalardan nasıl etkilendiği incelemişlerdir ancak bu işlemlerin kor seramiğine etkileri bilinmemektedir. Bu nedenle yaptığımız çalışmanın amacı, tekrarlanan fırınlama işlemlerinin farklı zirkonya esaslı alt yapı sistemlerinin mekanik özelliklerini nasıl etkilediğini incelemektir.Çalışmamızda üç farklı zirkonya alt yapı sistemi kullanıldı ve 180 tane zirkonya örnek hazırlandı. 60 tane ZirkonZahn (Steger, Ahrntal, Italy), 60 tane Cercon (DeguDent, Hanau, Germany) ve 60 tane Ceramill (AmannGirrbach, Koblach, Austria) firmalarına ait zirkonya alt yapılar oluşturuldu. Örnekler, kalınlığı 1.4 mm çapı 15 mm olan diskler şeklinde hazırlandı. Bu diskler, yüzeyi standardize etmek için 220, 320, 500, 600, 800, 1200 grit silikon karbit kağıt zımpara (English abrasives, England) ile zımpara cihazında (Phoenix Beta Grinder/Polisher, Buehler, Germany) su altında 300 devir/ dakika` da örnek kalınlığı 1.2 mm'ye ininceye kadar zımparalandı. Daha sonra veneerleme yapılacakmış gibi yüzey pürüzlülüğünün ve bağlanmanın arttırılması amacıyla uygulanan kumlama işlemi kalem uçlu bir aygıtla (Microetcher ERC, Danville Eng., CA, USA), 120 µm Al2O3 partikülleri ile 0,5 Mpa basınç altında ve yüzeye 10 mm uzaklıktan 15 saniye süreyle tüm örneklere uygulandı. Tüm örneklerin kumlama sonrası yüzey pürüzlükleri DIN 4762 standartlarına uygun olarak ölçüldü (Perthometer M1, Mahr, Germany) ve standart yüzeyler elde edildiği görüldü. Kumlama sonrası örnekler 3 dakika ultrasonik olarak temizlendi. Her grup, örnek sayısı 10 olan 6 alt gruba ayrıldı. Alt gruplar sırasıyla 0, 1, 3, 5, 7 ve 9 kere alt yapı sistemiyle uyumlu veneer seramiklerinin üretici firma talimatlarına uygun olarak fırınlandı. Zirkonzahn sistemi için Ice Keramik, Cercon sistemi için Cercon Ceram Kiss ve Ceramill sistemi için Creation veneer seramiklerinin üretici firma talimatları kullanıldı. Deney için tüm örneklerin hazırlığı tamamlandıktan sonra üniversal test cihazı ile (Instron, 3345, Instron Corp., Norwood, MA, USA) 1 mm/dak. hızda biaksiyel bükme deneyi yapıldı. Deney gruplarının biaksiyel bükme deneyi sonrasında elde edilen bükme kuvvetleri, aritmetik ortalamaları ve standart sapma değerleri hesaplandı. Biaksiyel bükme deneyi tamamlandıktan sonra alt yapı örneklerine ?Vickers? (Buehler, Illınois, ABD) cihazı ile sertlik deneyi uygulandı. Sertlik ölçümleri için 9,8 N'luk kuvvet 10 sn süreyle uygulandı ve her örnek için 5 farklı noktadan gerçekleştirildi. Deney gruplarının sertlik deneyi sonrasında elde edilen Vickers sertlik değerleri, aritmetik ortalamaları ve standart sapma değerleri hesaplandı.Zirkonya alt yapıların biaksiyel bükme kuvveti ve Vickers mikrosertlik değerleri farklılıkları, iki bağımsız değişken olduğu için % 95 güven aralığında ANOVA iki yönlü varyans analizi (TWO WAY ANOVA) ile değerlendirildi. Grup ile fırınlama sayıları arasındaki etkileşim ise istatistiksel olarak anlamlı bulundu (p<0,01). Anlamlılığın hangi gruptan kaynaklandığını saptamak için Post Hoc değerlendirme yapıldı.Çalışmamızın sonucunda, üç farklı zirkonya alt yapı grubu içinde en yüksek biaksiyel bükme kuvveti (1333±114 MPa) ve Vickers mikrosertlik değeri (1566±159 HVN) ZirkonZahn grubunda elde edildi. Fırınlama sayısı Zirkonzahn ve Cercon örneklerinde biaksiyel bükme kuvvetinde istatiksel olarak anlamlı bir değişikliğe sebep olmadı. Ceramill örneklerde ise en yüksek biaksiyel bükme kuvveti değerini kontrol grubu (999±144 MPa) gösterirken, 3. fırınlamada (659±152 MPa) anlamlı şekilde düşme görüldü. 5, 7 ve 9. fırınlamalarda (sırasıyla 823±147, 889±148, 889.7±155 MPa) ise biaksiyel bükme kuvvetinde kademeli olarak artış görüldü. Vickers sertlik deneyi sonuçlarına göre Cercon sisteminde fırınlama sayısı ile mikrosertlik sonuçlarında istatiksel olarak anlamlı bir farklılık gözlenmedi. Zirkonzahn sisteminde kontrol grubuna (1559±103 HVN) göre ilk 5 fırınlamada (5. fırınlama; 1720±80 HVN) mikrosertlik değeri kademeli olarak artış gösterip 7 ve 9. fırınlamalarda (sırasıyla; 1416±78, 1343±44 HVN) tekrar azaldı. Ceramill grubunda en yüksek mikrosertlik değeri konrol grubunda (1503±25 HVN) gözlendi. Fırınlama sayısı arttıkça mikrosertlik değerinde anlamlı şekilde azalma görüldü.Anahtar Kelimeler: Dental seramikler, zirkonya, fırınlama, biaksiyel bükme kuvveti, sertlik.

All ceramic systems have advantages such as esthetics, biocompatibility and colour stability, but their brittleness introduced the usage of zirconia-based ceramics in recent years. The zirconia-based ceramics that demonstrate high mechanical performance and strength increase the reliability of the all ceramic restorations. Indication of all ceramic restoration was restricted with anterior crowns and three unit fixed partial dentures, zirconia core systems made it possible to use all ceramic posterior and long span fixed partial restorations. Unfortunately, current processing technologies cannot make zirconia cores as translucent as natural teeth. To improve the esthetic appearance, the milled cores are veneered with feldspathic ceramic or with ceramics suitable for the zirconia based ceramics. Zirconia cores are very resistant to crack formation. Surface treatments and firing processes performed on the material during the production and veneering process effect the mechanical properties of the zirconia. During the veneering process material is fired usually five times. Firing cycles increase with clinical adaptation and integrity problems. Researches investigated how the repeated firings effect the veneer ceramic but effect of these procedures on core ceramic is still unknown, because of this reason the aim of our study is to investigate the how repeated firing effect the mechanical properties of different zirconia based system frameworks.In our study, 3 different zirconia core systems and 180 zirconia disc samples were used. 60 samples from Zrikonzahn system (Steger, Ahrntal, Italy), 60 samples from Cercon system (DeguDent, Hanau, Germany) and 60 samples from Ceramill system (AmannGirrbach, Koblach, Austria) were prepared. Samples are prepared in disc shape with 15mm radius and 1.4mm thickness. For surface standardization, these zirconia cores were grounded with silicon carbide paper (English abrasives, England) in a sequence of 220, 320, 500, 600, 800 and 1200 grit sizes in grinder-polisher device (Phoenix Beta Grinder/Polisher, Buehler, Germany) under water with 300 rpm/min until discs thickness reduced to 1.2 mm. To mimic the veneering process, the specimens were blasted with 120 µm aluminum oxide particles for 15 seconds with a sandblaster (Microetcher ERC, Danville Eng., CA, USA) at an emission pressure of 0,5 MPa with the nozzle 10 mm from the core surface. Later, their surface roughness were measured (Perthometer M1, Mahr, Germany), according to DIN 4762 standards and obtained standard surfaces. All specimens were ultrasonically cleaned for 3 minutes. Each group was divided into 6 subgroups which contained 10 samples. Subgroups are fired 0, 1, 3, 5, 7 and 9 times respectively according to manufacturer instructions of veneer ceramics which are advised by the manifacturer of zirconia core systems. Ice Keramik firing instruction used for Zirkonzahn, Cercon Ceram Kiss firing instruction used for Cercon and Creation firing instruction used for Ceramill zirconia core system. After the finishing all the preparation of discs of experiment, Universal test machine (Instron, 3345, Instron Corp., Norwood, MA, USA) with a 1 mm/min crosshead speed was used for biaxial flexural strength test. Mean biaxial flexural strength values and standard deviations were calculated. After the biaxial flexural strength test, Vickers microhardness test was performed with ?Vickers? (Buehler, Illınois, ABD) machine applied 9.8 N load for 10 seconds to the each sample for 5 times. Mean biaxial flexural strength values and standard deviations were calculated.Two-way ANOVA was used to appraise whether there was any statistical difference among groups at the 95 % confidence level and series of post hoc tests were used to identify which pairs of groups were different.In the result of our study Zirkonzahn had the highest biaxial flexural strength (1333±114 MPa) and microhardness (1566±159 HVN) values among the all groups. Number of firing did not effect the biaxial flexural strength of Zirkonzahn and Cercon samples significantly. Non-fired group (999±144 MPa) of Ceramill had the highest biaxial flexural strength value and decreased significantly in 3. firing group (659±152 MPa). Biaxial flexural strength values increased respectively during the 5, 7 and 9. firings (respectively; 823±147, 889±148, 889.7±155 MPa). Number of firing did not effect the microhardness of Cercon samples significantly. In Zirkonzahn groups, microhardness values increased significantly in first 5 firings (5.firing; 1720±80 HVN), compared to the non-fired group (1559±103 HVN). Microhardness values decreased again in 7. (1416±78 HVN) and 9. firings (1343±44 HVN). Non-fired group (1503±25 HVN) of Ceramill had the highest microhardness value and decreased significantly in following firing groups.Keywords: Dental ceramic, zirconia, firing, biaxial flexural strength, microhardness.