Μελέτη της επίδρασης της θερμικής κατεργασίας ολοκεραμικών πυρήνων ζιρκονίας σε φυσικομηχανικές ιδιότητες μετά από έκθεση σε συνθήκες γήρανσης:
Creators: name: Βατάλη, Αννα Αργυρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: ζιρκονία
θερμική κατεργασία
γήρανση
zirconia
heat treatment
aging

description: Πολλές από τις τεχνικές αποτυχίες των ολοκεραμικών ακίνητων αποκαταστάσεων ζιρκονίας έχουν αποδοθεί σε αποκόλληση του αισθητικού κεραμικού υλικού επικάλυψης. Η αποκόλλησή του από τον πυρήνα ζιρκονίας έχει αποδοθεί σε πολλούς παράγοντες. Οι θερμοκρασιακές μεταβολές του κύκλου όπτησης κατά το στάδιο σύνδεσής του με τον ολοκεραμικό πυρήνα, επηρεάζουν σημαντικά την αντοχή του δεσμού με άμεση επίδραση τόσο στη μικροδομή, τις φυσικομηχανικές ιδιότητες και τους μετασχηματιμούς των κρυσταλλικών φάσεων της ζιρκονίας όσο και στη δημιουργία υπολειμματικών τάσεων που ευνοούν την αποκόλληση του αισθητικού κεραμικού υλικού. Αυτό σε συνδυασμό με την παρουσία των κεραμικών ζιρκονίας σε περιβάλλον υγρασίας και αυξημένων μηχανικών τάσεων για μεγάλα χρονικά διαστήματα, όπως στο στοματικό περιβάλλον, οδηγεί στην εμφάνιση του φαινομένου της γήρανσης προκαλώντας έκπτωση των μηχανικών ιδιοτήτων και επιδρώντας στην επιβίωση της αποκατάστασης. Σκοπός της εργαστηριακής αυτής μελέτης, είναι η διερεύνηση της επίδρασης της θερμικής κατεργασίας ολοκεραμικών πυρήνων ζιρκονίας που ακολουθείται κατά τη διαδικασία όπτησης του αισθητικού κεραμικού υλικού επικάλυψης στις φυσικομηχανικές ιδιότητες (επιφανειακή αδρότητα, ποσοστό μονοκλινούς φάσης, σκληρότητα και μέτρο ελαστικότητας) πριν και μετά από έκθεση σε συνθήκες γήρανσης. Τρία δοκίμια κόπηκαν από ένα block ζιρκονίας (Ivoclar IPS e.max ZirCAD) μέσω της τεχνολογίας CAD-CAM, πυροσυσσωματώθηκαν σε πλήρη πυκνότητα και λειάνθηκαν. Καθένα από αυτά κόπηκε σε τέσσερα ίσα τμήματα. Tα δοκίμια χωρίστηκαν ισότιμα σε 4 ομάδες ως ακολούθως: α)ομάδα α: ομάδα ελέγχου, δοκίμια χωρίς κατεργασία, β)ομάδα β: δοκίμια τα οποία υποβλήθηκαν σε θερμική κατεργασία ακολουθώντας 4 κύκλους όπτησης για τη σύνδεση του αισθητικού υλικού επικάλυψης, γ)ομάδα γ: δοκίμια τα οποία υπέστησαν in vitro γήρανση (134 οC, 2 bars,10 ώρες), δ)ομάδα δ: δοκίμια τα οποία υποβλήθηκαν αρχικά σε θερμική κατεργασία και στη συνέχεια σε συνθήκες in vitro γήρανσης. Πραγματοποιήθηκε επιφανειακός χαρακτηρισμός κάθε ομάδας δοκιμίων με: α)περιθλασιμετρία ακτίνων Χ (XRD), β)φασματοσκοπία υπερύθρων (FTIR), γ)μικροσκοπία ατομικών δυνάμεων (AFM) και δ)ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM). Για τον προσδιορισμό των μηχανικών ιδιοτήτων (μέτρο ελαστικότητας και νανοσκληρότητα) τα δοκίμια υποβλήθηκαν σε δοκιμασίες νανοεντύπωσης. Τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν μείωση του μέτρου ελαστικότητας και της νανοσκληρότητας μετά από κάθε κατεργασία. Η μεγαλύτερη μείωση παρατηρείται μετά από το συνδυασμό θερμικής κατεργασίας και επακόλουθης in vitro γήρανσης. Αντίστοιχα με τη μείωση των μηχανικών ιδιοτήτων, παρατηρείται αύξηση του ποσοστού μονοκλινούς φάσης και μεταβολή της επιφανειακής μικροδομής που χαρακτηρίζεται από αύξηση της επιφανειακής αδρότητας.
description: The majority of the technical failures of ceramic zirconia fixed prostheses has been attributed to the delamination of the veneering porcelain from the zirconia framework. This delamination has been attributed to several factors. The variation of temperature characterising the firing cycles during the veneering stage, greatly affects the bond strength, directly influencing the microstructrure, the physical and mechanical properties and the transformation of the zirconia crystallographic phases as well as the generation of residual stresses, favoring the delamination of the veneering porcelain. This fact, in combination with the presence of the zirconia ceramic prostheses in the oral environment, subjected to longtime conditions of humidity and great mechanical stresses, results in low temperature aging with detrimental effects to the mechanical properties and the survival of the prostheses. The aim of the present in vitro study is to investigate the effect of the heat treatment applied on ceramic zirconia frameworks during the veneering process on the physical and mechanical properties (surface roughness, monoclinic content, hardness and elastic modulus) before and after exposure to in vitro aging. Three specimens were cut by CAD/CAM technology from a zirconia block (Ivoclar IPS e.max ZirCAD), fully sintered and polished. Each one of them was cut in four dimensionally equal pieces. The specimens were equally separated into 4 groups as follows: a)group a: control group, specimens without treatment, b)group b: specimens subjected to heat treatment consisting of 4 firing cycles needed for the veneering stage, c)group c: specimens subjected to in vitro aging (134 οC, 2 bars, 10 hours), d)group d: specimens subjected to heat treatment followed by in vitro aging. The surface characterisation of each group of specimens was carried out with: a)X-Ray diffraction analysis (XRD), b)fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), c)atomic force microscopy (AFM) and d)scanning electron microscopy (SEM). Nanoindentation tests were carried out for the determination of the mechanical properties (elastic modulus and nanohardness).The results of this in vitro study reveal a reduction of the elastic modulus and nanohardness after each treatment, the one after the combination of heat treatment followed by in vitro aging being the greatest. This reduction in mechanical properties was followed respectively by an increase of monoclinic content and a variation of surface microstructure characterised by an increase of the surface roughness.