Farklı yüzey hazırlama işlemlerinin zirkonya-rezin bağlantı değerlerine etkisinin araştırılması

Abstract

Zirkonya üstün mekanik özelliklere sahip bir sabit protez alt yapı malzemesi olmasına karşın yüzeylere bağlanma başarısızlığı dental uygulamalarda sorun yaratmaktadır. Bu nedenle zirkonyanın yüzeyini pürüzlendirmek ve simana bağlanmasını arttırmak için çok sayıda yöntem ve malzeme denenmektedir. Bu in vitro çalışmada, zirkonya alt yapılı sabit protezlerin simantasyon başarısını arttırmak amacı ile hazırlanan zirkonya örneklere simantasyon öncesi yüzey hazırlık işlemleri uygulanmış ve dört nokta eğme testi (FPB) ile ölçülen bağ dayanım sonuçları karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada zirkonya bloklardan (VITA In-Ceram YZ, Vita Zahnfabrik, Almanya) FPB için 200 tane bar örnek (N=200) (100 adet simante örnek) (2mmx5mmx25mm) hazırlandı. Örnekler, iki ana yapıştırıcı rezin siman grubuna (Panavia F 2.0, Kuraray Medical, Tokyo, Japonya (P); Rely X U-200, 3M/Espe, Irvine, CA, ABD (R)) ve beş alt yüzey hazırlık işlemi grubuna (Kontrol (C), 50 µm Al2O3 taneciği ile kumlama (Sb), zirkonya primer (Z-Prime, Bisco, Schaumburg, IL, ABD) (Z), glazür seramiği (Crystall.Glaze spray, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) + hidroflorik asit (GHF), arayüz cam seramiği (Crystall/.Connect, Ivoclar, (CC)) (n= 20/grup) (10 adet simante örnek/grup) göre ayrıldı. 15`er dakika etanol ve deiyonize su içinde uygulanan ultrasonik temizlikten sonra zirkonya örnekler yapıştırıcı siman kalınlığını standardize etmek amacı ile paslanmaz çelik bir kalıp kullanılarak üretici firmanın talimatları doğrultusunda uç uca yapıştırıldı. Rezin simanlar 40 saniye ışık uygulanarak (Bluephase, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) sertleştirildi. Örneklere üniversal test makinesinde (Autograph, 131Shimadzu, Japonya, çene hızı: 0,5 mm/dak) FPB uygulandı. Bağ dayanım değerleri (MPa ± SS) kaydedildi ve istatistiksel analizleri (ANOVA, Bonferroni, Dunnett-C, T-test; =0.05) yapıldı. Kırık alanları çevresel taramalı elektron mikroskobu (ESEM) (Quanta 250 FEG SEM , FEI., Oregon, ABD) kullanılarak incelendi. Kırık tiplerinin dağılımı ışık mikroskobu (Eclipse ME600 Light Microscopy, Nikon, Melville, NY, ABD) kullanılarak EDS (Quanta250 FEG SEM, FEI., Oregaon, ABD) analizi ile birlikte belirlendi ve Ki-kare testi kullanılarak istatistiksel olarak değerlendirildi. Ortalama FPBD açısından P (37.15±14.36) ve R (37.49±15.58) siman grupları arasındaki fark anlamlı bulunmadı (P = 0.887). Yüzey işlemleri arasındaki fark, GHF (40,63 ± 11,23), Z (35,63 ± 13,98) ve CC (32,2 ± 12,72) gruplarına göre C (25,96 ±8,14) grubu için anlamlı oranda düşük ve Sb (52,16 ±14,1) grubu için anlamlı oranda yüksek bulundu (P< 0,05). Z (35,63 ± 13,98), GHF (40,63 ±11,23) ve CC (32,2 ± 12,72) grupları arasındaki ortalama FPBD farkı istatistiksel olarak anlamlı bulunmadı (P> 0,05). C grubuna ilişkin ortalama FPBDincelendiğinde, P grubu (29,66 ± 8,76), R grubundan (22,26 ± 5,71) anlamlı oranda (P= 0,038) yüksek bulundu. Diğer yüzey işlemi gruplarında simanlar arası FPBD istatistiksel olarak farklı bulunmadı (P> 0,05). Siman ana gruplarında yüzey işlemi alt gruplarından bağımsız olarak yüzeylerdeki kırık tiplerine ilişkin P ve R grupları arasındaki fark istatistiksel olarak anlamlıdır (P= 0,027). P ve R grupları içindeki kırık tiplerinin %50`den fazlası kombinedir (m). Kontrol (C) grubu içindeki kırık tiplerinin %65`i adezivdir (a). Kumlama (Sb) ve Zirkonya primeri (Z) gruplarındaki kırık tiplerinin %50`den fazlası m`dir. Glaze + HF (GHF) ve Arayüz cam seramiği (Crystall.Connect) (CC) gruplarındaki kırık tiplerinin de %45`ten fazlası k ya da m`dir.Yüzey işlemi alt gruplarında siman ana grupları arası fark incelendiğinde CC grubunda P (a= % 0, k= % 30 ve m= %70) ve R (a= % 40, k= % 40 ve m= % 20) simanları arasındaki fark istatistiksel olarak anlamlıdır (P= 0,03).Kullanılan siman tipine bağlı olmaksızın en yüksek FPBD ve koheziv kırık tipi oranı kumlama grubunda görüldü. Kumlamanın zirkonya yüzeyinde hasar veren etki oluşturma olasılığı nedeni ile simantasyon öncesi zirkonyanın internal yüzeyine glazür tabakası ve 132hidroflorik asit uygulaması zirkonyanın adeziv simantasyon protokolü için bir alternatif olarak görülebilir

Zirconia possesses an adhesion problem to different substrates during dental applications despite of its superior performance as a framework material for fixed dental prostheses. Therefore, several methods and materials have been investigated to roughen the surface of zirconia and improve bonding performance to the luting cements. In this in vitro study, different zirconia surface treatments were applied to the specimens before cementation in order to improve the bonding performance of zirconia framework to the luting resin and four point bending tests (FPB) were performed and the obained results were compared. In the present study, two hundred bar specimens (N=200) (luted assemblies= 100) (2mm x 5mm x 25mm) were prepared for FBT from zirconia blocks (VITA In-Ceram YZ, Vita Zahnfabrik, Germany). The specimens were divided into two luting resin cement groups (Panavia F 2.0, Kuraray Medical, Tokyo, Japan (P); Rely X U-200, 3M/Espe, Irvine, CA, USA (R)) and five surface treatment subgroups (untreated control (C), airborne particle abrasion with 50 µm Al2O3 particles (Sb), zirconia primer (Z-Prime,Bisco,Schaumburg, IL, USA) (Z), glaze ceramic (Crystall.Glaze spray, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) + hydrofluoric acid (GHF), fusion glass-ceramic (Crystall.Connect, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein(CC)) (n= 10/group). After ultrasonic cleaning for 15 min in ethanol and deionized water; the zirconia specimens were luted edge-to-edge according to each manufacturer`s instructions by using a custom made stainless steel mould to standardize luting cement thickness. The resin-cements were light-cured for 40 seconds (Bluephase, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein). Four-point bending tests were performed in a universal testing machine (Autograph, Shimadzu, Japan, cross-head speed: 0,5 mm/min). The bond strength values (MPa ± SD) were recorded and statistically analyzed (ANOVA, Bonferroni, Dunnett-C, T-test; ?=0.05). The fracture sites were examined with an 134environmental scanning electron microscopy (ESEM) (Quanta 250 FEG SEM , FEI., Oregon, USA). The fracture types were determined by using a light microscopy (Eclipse ME600 Light Microscopy, Nikon, Melville, NY, ABD) and EDS analysis (Quanta 250 FEG SEM , FEI., Oregon, USA) and Chi-Square test was used for statistical analysis.The mean values (MPa ± SD) for P (37.15 ± 14.36) and R (37.49 ± 15.58) cementswere not significantly different (p = 0.887). Differences among surface treatments were significantly lower for C (25,96 ±8,14) and higher for Sb (52,16 ±14,1) than GHF (40,63 ± 11,23), Z (35,63 ± 13,98) and CC (32,2 ± 12,72) (P< 0,05). No significant differences were observed among luting cements and surface conditioning groups excluding group C (P> 0,05). In group C, FPB values for P were significantly higher (29,66 ± 8,76) than R (22,26 ± 5,71) (p= 0,038). The differences of FPB values among Z (35,63 ± 13,98) GHF (40,63 ±11,23) and CC (32,2 ± 12,72) were insignificant (p>0.05). Fracture types of P and R cement groups were significantly different (P= 0,027) independent of the surface treatment subgroups. Fracture types of P and R groups were mixed (m) (>50%). Control (C) group`s fracture type was mainly adhesive (65%) (a). Sandblasting (Sb) and zirconia primer (Z) groups revealed mainly mixed failures (>50%). Fracture types of Glaze + HF (GHF) and fusion glass-ceramic (Crystall.Connect) (CC) groups were either cohesive (c) or mixed (>45%). The differences among luting cement groups and surface treatment subgroups revealed that differences between CC group and P (a=0%, c= 30% and m= 70%) and R (a= 40%, c= 40% and m= 20%) cements were significant (P=0,03).Sandblasting resulted in highest bond strengths and cohesive type of failure rate regardless of the cement type used. Considering possible defective effects of sandblasting on zirconia surfaces; application of glaze layer and hydrofluoric acid to zirconia before cementation might be an alternative for adhesive cementation protocols for zirconia