Farklı kumlama ve sinterleme protokollerinin ve yapay yaşlandırmanın monolitik zirkonyanın yüzey pürüzlülüğü, faz dönüşümü ve eğilme dayanımı üzerine etkisi

Abstract

Amaç: Bu çalışmanın amacı farklı kumlama/sinterleme protokollerinin ve yaşlandırmanın, zirkonyanın yüzey pürüzlülüğü, faz dönüşümü ve eğilme dayanımı üzerindeki etkisini değerlendirmektir.Gereç ve Yöntem: Toplamda 104 adet monolitik zirkonya örnek kumlama/sinterleme protokollerine ve yaşlandırmaya göre 8 altgruba bölündü: Gr1: Kontrol (yaşlandırma -), Gr2: Kontrol (yaşlandırma +), Gr3: Sinterleme öncesi kumlama (yaşlandırma -), Gr4: Sinterleme öncesi kumlama (yaşlandırma +), Gr5: Sinterleme sonrası kumlama (yaşlandırma -), Gr6: Sinterleme sonrası kumlama (yaşlandırma +), Gr7: Sinterleme öncesi ve sonrası kumlama (yaşlandırma -), Gr8: Sinterleme öncesi ve sonrası kumlama (yaşlandırma +). Yaşlandırma prosedürü buharlı otoklav kullanılarak gerçekleştirildi. Bir profilometre cihazı ile yüzey pürüzlülüğü (Ra) değerleri hesaplandı. Bütün örnekler faz dönüşümünü belirleyebilmek için X-ışını kırınımı (XRD) analizine tabi tutuldu. Örneklerin biaksiyal eğilme dayanımları üç top üzerinde piston yöntemiyle ölçüldü. Her gruptan birer örneğe taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) analizleri uygulandı. Veriler 2 ve 1-yönlü ANOVA, bağımsız örneklem-t, Tukey HSD ve Tamhane T2 testleri ile istatistiksel olarak analiz edildi. Bulgular: Sinterleme öncesinde kumlama uygulanan gruplar diğer gruplarla karşılaştırıldığında daha fazla Ra değerleri göstermiştir. Yaşlandırma işlemi örneklerin monoklinik faz içeriklerini önemli ölçüde yükseltmiştir. Yaşlandırılmış gruplara uygulanan istatistiksel analize göre sinterleme sonrası kumlama (Gr6) ve sinterleme öncesi-sonrası kumlama (Gr8) grupları daha düşük monoklinik faz seviyeleri göstermiştir. Sinterleme sonrası kumlama grupları (Gr5-Gr6) kontrol gruplarına göre daha fazla eğilme dayanımı gösterirken, sinterleme öncesi kumlama grupları (Gr3-Gr4) önemli ölçüde düşük eğilme dayanımı değerleri sergilemiştir (p<0,05). Sinterlemeden önce-sonra kumlama protokolü ile eğilme dayanımı değerlerinde azalma olmamıştır (p>0,05). Sonuçlar: Y-TZP'nin sadece presinterize aşamada kumlanması, eğilme dayanımı değerlerindeki dikkate değer azalma nedeniyle klinik kullanımda önerilmemektedir. Kumlamanın sinterleme öncesi ve sonrasında kombine olarak uygulanması monolitik zirkonya için ümit verici bir yüzey işlemi yöntemi olabilir.

Aim: The aim of this study was to evaluate the effects of different air-abrasion/sintering protocols and aging on the surface roughness, phase transformation and flexural strength of zirconia.Materials and Methods: A total of 104 monolithic zirconia specimens were divided to 8 subgroups according to the airborne particle abrasion/sintering protocols and aging: Gr1: Control (aging -), Gr2: Control (aging +), Gr3: Air-abrasion before sintering (aging -), Gr4: Air-abrasion before sintering (aging +), Gr5: Air-abrasion after sintering (aging -), Gr6: Air-abrasion after sintering (aging +), Gr7: Air-abrasion before and after sintering (aging -), Gr8: Air-abrasion before and after sintering (aging +). Aging procedure was carried out using a steam autoclave. Surface roughness (Ra) values were measured by a profilometer device. All of the specimens were subjected to X-ray diffraction (XRD) analysis to determine phase transformation. Biaxial flexural strengths of the specimens were measured by piston-on-three-balls method. Scanning electron microscope (SEM) and atomic force microscope (AFM) analysis were perfomed on one specimen per group. Data were statistically analyzed by 2 and 1-way ANOVAs, independent samples-t, Tukey HSD and Tamhane T2 tests. Results: Air-abrasion before sintering groups showed higher Ra values compared to others. Aging process significantly increased the monoclinic phase content of the specimens. According to the statistical analysis that applied to aged groups, air-abrasion after sintering (Gr6) and air-abrasion before-after sintering (Gr8) groups showed lower monoclinic phase levels. Air-abrasion after sintering groups (Gr5-Gr6) exhibited higher flexural strength values than the control groups, whereas air-abrasion before sintering groups (Gr3-Gr4) exhibited significantly lower flexural strength values (p<0.05). There was no reduction in flexural strength values by using air-abrasion before-after sintering protocol (p>0.05). Conclusions: Air-abrasion of Y-TZP in only pre-sintered stage is not recommended in clinical usage because of the remarkable decrease in flexural strength values. Combined application of air-abrasion at pre- and post-sintered stage might be a promising surface treatment method for monolithic zirconia.