SciELO - Scientific Electronic Library Online

 
vol.27 número2EVALUATION OF PUSH-OUT BOND STRENGTH IN FIBERGLASS POSTS CEMENTED IN NATURAL TEETH USING DIFFERENT CEMENTATION PROTOCOLSDESCRIPTION OF MACROSCOPIC CHANGES IN COMPOSITE RESIN DISKS SUBJECTED TO HIGH TEMPERATURES FOR FORENSIC PURPOSES índice de autoresíndice de assuntospesquisa de artigos
Home Pagelista alfabética de periódicos  

Serviços Personalizados

Journal

Artigo

Indicadores

Links relacionados

  • Em processo de indexaçãoCitado por Google
  • Não possue artigos similaresSimilares em SciELO
  • Em processo de indexaçãoSimilares em Google

Compartilhar


Revista Facultad de Odontología Universidad de Antioquia

versão impressa ISSN 0121-246X

Rev Fac Odontol Univ Antioq vol.27 no.2 Medellín jan./jul. 2016

https://doi.org/10.17533/udea.rfo.v27n2a5 

Articles

COMPARACIÓN DE LA RESISTENCIA DE UNIÓN AL CIZALLAMIENTO ENTRE LA CERÁMICA DE RECUBRIMIENTO Y LA SUPERFICIE DE ZIRCONIO CON Y SIN MODIFICACIONES2

Juliana Zuluaga1  ** 

José Fernando Giraldo2 

Herney Garzón-Rayo3 

1 DMD, Specialist in Biomaterials, Operative Dentistry, and Dental Esthetics, Universidad Santiago de Cali. Professor, School of Dentistry, Universidad del Valle. jzuluagal@yahoo.com.ar

2 DMD, Specialist in Biomaterials, Operative Dentistry, and Dental Esthetics, Universidad Santiago de Cali. josefergiraldo@gmail.com

3 DMD, Specialist in Oral Rehabilitation. Professor, School of Dentistry, Universidad del Valle. Head of the Specialization Program in Oral Rehabilitation, Universidad del Valle. herneygarzon@hotmail.com


RESUMEN

Introducción:

hoy en día, hablar de restauraciones odontológicas estéticas de alta resistencia implica hablar de sistemas cerámicos de dióxido de zirconio estabilizados con itrio (Y-TZP), los cuales han cobrado importancia por sus buenas propiedades mecánicas y físicas y por su buena biocompatibilidad. Una de las principales complicaciones que están sufriendo hoy en día dichas restauraciones es la delaminación de la porcelana de recubrimiento. Se ha determinado que la interface de los dos materiales es el origen de la falla a causa de una deficiente resistencia de unión, debido principalmente a una tensión interna excesiva en el material de recubrimiento, por una diferencia entre los coeficientes de expansión térmica de ambos materiales.

Métodos:

se tomaron 15 bloques de zirconio y fueron divididos aleatoriamente en 3 grupos: un grupo control y los otros dos con modificación en la superficie de unión a la cerámica de recubrimiento por medio de una rallado con fresa redonda de forma diagonal y cuadrangular respectivamente. Una vez fueron zinterizados, se puso la cerámica de recubrimiento y finalmente se les realizó pruebas de cizallamiento. Se llevó a cabo un análisis de varianza de una vía (ANOVA). Se usó la prueba de Tukey múltiple para comparar la diferencia de los resultados entre los grupos.

Resultados:

los resultados arrojados en el estudio fueron muy heterogéneos. Los valores promedio de resistencia de unión al cizallamiento arrojados fueron 20,2 MPa ± 6,8 MPa para el grupo A; 5,87 MPa ± 4,87 Mpa para el grupo B, y 3,69 ± 2,68 MPa para el grupo C.

Conclusiones:

no es necesario preparar la superficie de zirconio con trabas mecánicas por medio de un fresado para mejorar la resistencia de unión con la cerámica de recubrimiento.

Palabras clave: cerámica; zirconio; resistencia al cizallamiento; delaminación

ABSTRACT

Introduction:

currently, talking about highly resistant aesthetic dental restorations implies talking of yttrium-stabilized zirconium dioxide (Y-TZP) ceramic systems, which have become important due to their good mechanical and physical properties and high biocompatibility. One of the main complications of such restorations nowadays is ceramic coating delamination. It has been shown that the interface of both materials is the origin of failure because of poor bonding strength, mainly due to excessive internal tension in the coating material caused by a difference in the thermal expansion coefficients of both materials.

Methods:

15 zirconium blocks were randomly sorted out into 3 groups: one control group and two groups were the surface of bonding to the ceramic coating was modified by grinding with rounded diagonal and squared burs respectively. Once the samples were sintered, the ceramic coating was applied and shear bond strength tests were performed. A one-way analysis of variance (ANOVA) was conducted. The Tukey′s range test was used to compare the difference in results among groups.

Results:

the results in this study were very heterogeneous. The average shear bond strength values were 20.2 MPa ± 6.8 MPa for Group A; 5.87 MPa ± 4.87 Mpa for Group B, and 3.69 ± 2.68 MPa for Group C.

Conclusions:

it is not necessary to prepare the zirconium surface with mechanical grinding in order to improve shear bond strength in ceramic coatings.

Key words: ceramics; zirconium; shear strength; delamination

INTRODUCCIÓN

El zirconio es un elemento químico descubierto en 1789 por Martin Klaproth. Pertenece a los metales de transición; es más liviano que el acero y reacciona fácilmente con el oxígeno formando dióxido de zirconio (ZrO2) o zirconia. Además, es abundante en la naturaleza. No es posible encontrarlo como metal libre, sino formando parte de numerosos minerales como el silicato de zirconio (Zr- SiO4) y la badeleyita, o dióxido de zirconio estabilizado con itrio (Y-TZP). En 1990 se inició el uso de este material en odontología, con aplicaciones en ortopedia maxilar, brackets, postes intrarradiculares y aditamentos de implantes, más o menos desde hace una década, como componente de estructuras de coronas y prótesis fijas, con gran éxito clínico.1) Este éxito se debe a sus excelentes propiedades físico-mecánicas, como altos valores de tenacidad, alta dureza, resistencia al desgaste, buen comportamiento friccional, buen aislamiento eléctrico, baja conductividad térmica y resistencia a la corrosión con la mayoría de ácidos y alcalinos; además, tiene un módulo de elasticidad similar al del acero y un coeficiente de expansión térmica similar al del hierro.2) Por esta condición, ocupa un lugar único entre las cerámicas de óxido, ya que presenta los valores más altos registrados por cualquier cerámica dental, y por eso ha generado un considerable interés en la comunidad dental. Esto puede permitir la realización de prótesis parciales fijas en el sector posterior, con una reducción sustancial en el espesor del núcleo. Estas capacidades son muy atractivas en odontología protésica, donde la fuerza y la estética son primordiales; con la introducción de técnicas de fabricación mediante el diseño por computador se ha aumentado su uso.

Los cristales de zirconio sufren cambios cristalográficos al pasar de la temperatura de fusión (2715 °C) a la temperatura ambiente; estos cambios son: fase monoclínica (temperatura ambiente-1170 °C), fase tetragonal (1170- 2370 °C) y fase cúbica (mayor de 2370 °C). La transformación de la fase tetragonal a la monoclínica se acompaña de un aumento de volumen (4,5%), suficiente para lograr un fracaso catastrófico. Esta transformación es reversible y empieza a los 950 °C, aproximadamente durante el enfriamiento. Al unir el zirconio puro con óxidos metálicos, como el óxido de calcio (CaO), el óxido de magnesio (MgO), el óxido de itrio (Y2O3) y el óxido de cerio (CeO3), se puede obtener la estabilidad de la fase tetragonal a temperatura ambiente, y de esta manera controlar el estrés inducido en la transformación de la fase tetragonal a monoclínica, deteniendo la formación de grietas y llevando a una alta dureza. Procedimientos como el pulido, el arenado, el tratamiento térmico o el recubrimiento con porcelana son responsables de desencadenar una transformación de la fase tetragonal (t) a la fase monoclínica (m), acompañada de un aumento sustancial en el volumen de (~4,5%), suficiente para afectar a largo plazo la estabilidad y el éxito de este material y para influir en su sensibilidad y envejecimiento. En las grietas, los cristales de zirconio se transforman de tetragonales a monoclínicos, lo cual aumenta el volumen que contrarresta la propagación de la grieta. Las impresionantes propiedades mecánicas del zirconio se deben principalmente a la transformación de la fase tetragonal a la monoclínica, inducida por la tasa de enfriamiento y/o por situaciones de estrés externas (impacto, desgaste y pulimiento).3)(4

Una de las principales complicaciones que están sufriendo hoy en día las estructuras de zirconio con la cerámica de recubrimiento es la delaminación; se ha determinado que la interfaz entre la estructura y el material de recubrimiento es el origen de la falla. Se ha reportado una tasa de complicaciones de 13 a 15% después de 2 a 5 años.5) Los siguientes factores han sido identificados como responsables de una disminución en la fuerza de unión: tensiones debidas a las diferencias en los coeficientes de expansión térmica (CET) del zirconio y los materiales de recubrimiento; poca humectabilidad de la estructura de zirconio; la contracción de la cerámica de recubrimiento durante el proceso de cocción por diferencias térmicas entre ésta y la estructura de zirconio; fase de transformación de los cristales de zirconio en la interfaz debido a influencias térmicas o a cargas; formación de fallas inherentes durante el proceso de fabricación; espesor de la capa de cerámica de recubrimiento; propiedades mecánicas de cada cerámica; módulo elástico de la estructura; dirección, magnitud y frecuencia de la carga aplicada; tamaño y localización de las áreas de contacto oclusal; estrés residual inducido durante la fabricación; defectos en la interfaz entre el cemento y la restauración, y efectos ambientales.6) También se han identificado como causas el acabado superficial de la estructura de zirconio, el tipo de cerámica de recubrimiento y el método de aplicación de esta. Algunos estudios han comparado la resistencia de unión de la estructura de zirconio con la cerámica de recubrimiento, arrojando valores inferiores a los de otros sistemas totales cerámicos, lo que sugiere que las estructuras de zirconio con capas de cerámica de recubrimiento son más susceptibles a la delaminación durante la función masticatoria.7

Uno de los puntos cruciales que ha dado lugar a las altas tasas de fracaso es la contracción de la cerámica de recubrimiento durante el proceso de cocción por diferencias térmicas entre ésta y la estructura de zirconio. Durante el proceso de cocción, la cerámica está en estado plástico. Durante el enfriamiento ocurre un intervalo de temperatura que hace que la cerámica se torne de un estado plástico a sólido. Esa temperatura extrapolada se define como temperatura de transición vítrea. La formación de estrés en la cerámica de recubrimiento solo es posible por debajo de esta temperatura, es decir, en estado sólido. Por lo tanto, aparte de la diferencia en los coeficientes de expansión térmica, se debe considerar, como otro elemento importante en la formación de estrés, este paso entre la temperatura de transición vítrea y la temperatura ambiente.5

En el mercado se consiguen diferentes materiales para realizar las estructuras de zirconio, materiales que, a pesar de compartir un producto químico similar, se diferencian en las técnicas de fabricación, proceso de fresado y temperatura de sinterización, por lo que se recomienda realizar diferentes tratamientos en la superficie de la estructura.8

Para disminuir o evitar el efecto de delaminación, se puede manejar por medio de varios procesos, como el control térmico en cuanto al tiempo de enfriamiento o calentamiento de las restauraciones durante la fabricación de las mismas,9) y los factores intrínsecos propios del material y recomendados por el fabricante, como el coeficiente de expansión térmica,10) la conductividad térmica 9) o las propiedades mecánicas.11) La selección adecuada de los materiales de la cerámica de recubrimiento y de la estructura de zirconio, y el tratamiento adecuado de la superficie, son de extrema importancia para garantizar que las restauraciones con zirconio se realicen de acuerdo a las demandas funcionales esperadas.8) El manejo de la superficie del zirconio es uno de los tratamientos más investigados en la literatura para evaluar la resistencia de unión entre el zirconio y la porcelana de recubrimiento, por eso el objetivo de este estudio es comparar la resistencia de unión al cizallamiento en la interface entre la cerámica de recubrimiento y el zirconio realizando modificaciones en la superficie del zirconio por medio de un rayado mecánico de dos formas diferentes, las cuales se compararán con una superficie de zirconio sin modificar.

MATERIALES Y MÉTODOS

Confección de los cuerpos de prueba

Ocho bloques de óxido de zirconio estabilizado con itrio (Y-TZP) de Ceramill Zi Blanks (Amann Girrbach GmbH. Koblach Austria), en estado presinterizado, con dimensiones de 40 x 20 x 16 mm, se cortaron a la mitad con un disco de diamante, obteniendo 16 bloques de 20 x 20 x 16 mm, y luego se limaron las superficies de corte con lija de papel N.° 400. De estos bloques se tomaron aleatoriamente 15 y se descartó uno. Los 15 bloques fueron divididos aleatoriamente en 3 grupos con 5 muestras cada uno (Norma ISO 9693, 6872 y 11405): el grupo A como grupo control, sin tratamiento en la superficie de unión; el grupo B con modificación en la superficie de unión a la cerámica de recubrimiento por medio de una rallado con fresa redonda de carburo HP-1, referencia 14823 (SS White. Lakewood NJ, USA), de forma diagonal hacia los extremos del cuerpo de prueba, como se muestra en la Figura 1, y el grupo C, también con modificación en la superficie de unión a la cerámica de recubrimiento por medio de un rallado con fresa redonda de carburo HP-1, referencia 14823 (SS White. Lakewood NJ, USA), de forma cuadrangular, según se muestra en la Figura 2. Las muestras se sinterizaron en horno (Ceramill Therm, serie 20-901011. Amann Girrbach GmbH. Koblach, Austria) según recomendaciones del fabricante, y se obtuvieron bloques con una longitud final de 18 x 18 x 14 mm después de la sinterización.

Figura 1 Rallado en forma diagonal 

Figura 2 Rallado en forma cuadrangular 

Una vez realizada la sinterización, los cubos fueron lavados con alcohol al 70% en ultrasonido NEY por 3 minutos. Posteriormente, sobre la superficie de unión delimitada en los cubos de zirconio se aplicó con pincel una capa fina, delgada y continua de liner (IPS e.max Zirliner, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein), y se cocinó a 960 °C en un horno (Programat EP 300, serie 200703. Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein), según las recomendaciones del fabricante. Con técnica estratificada, y mezclando polvo/líquido de cerámica de recubrimiento de nano-flúor-apatita de dentina color D3 (IPS e.max Ceram, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) (Lote N° N51011), se fue condensando la cerámica capa a capa y se realizaron cubos con la ayuda de un molde de silicona con medidas de 8 x 14 x 8 mm, se eliminó el exceso de humedad y luego se retiró el molde para su cocción. Cada capa de cerámica de recubrimiento se llevó al horno a 750 °C (Programat EP 300, serie 200703. Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) para su cocción según recomendaciones del fabricante.

Prueba de cizallamiento

Los cuerpos de prueba fueron montados en una máquina universal (Modelo 3366, Instron Corp., Norwood, MA, USA). Las muestras se estabilizaron con las mordazas y en una posición que garantizara que el dispositivo de corte estuviera en contacto con la interfaz entre el zirconio y la cerámica de blindaje. Se aplicó una carga sobre el eje axial del cubo, a una velocidad de 1 mm/min hasta que ocurrió la fractura. Se registró la última carga en el momento de la fractura en Newton (N). La resistencia de unión en MPa se calculó dividiendo la carga (N) al momento de la fractura con el área de unión, la cual se le midió a cada uno de los cuerpos de prueba.

Descripción de la interfaz entre el zirconio y la cerámica de recubrimiento

Para ver la interfaz, se seccionó un cuerpo de prueba de cada uno de los grupos y todas las secciones se observaron en un microscopio electrónico de barrido (JSM-649OLV. JEOL. Japón).

Análisis estadístico

Se hizo un análisis de varianza de una vía (ANOVA). Se usó la prueba de Tukey múltiple para comparar la diferencia de los resultados entre los grupos (Α = 0,05). Todos los análisis estadísticos se hicieron con el software estadístico SPSS versión 18,0 (SPSS Inc, Chicago III).

RESULTADOS

En la Tabla 1 se muestra un resumen de los resultados de laboratorio, y en ella se pueden observar cómo fue el comportamiento de los diferentes cuerpos de prueba en cuanto a la resistencia de unión al cizallamiento (RUC) entre la cerámica de recubrimiento y el zirconio en los tres grupos experimentales, los cuales se describen como el grupo A, o grupo control, donde no se realizó ninguna alteración o modificación en la superficie del zirconio, el grupo B, con modificación en la superficie de unión a la cerámica de recubrimiento por medio de un rallado con fresa redonda de forma diagonal hacia los extremos del cuerpo de prueba, y el grupo C, también con modificación en la superficie de unión a la cerámica de recubrimiento por medio de un rallado con fresa redonda de forma cuadrangular. Los valores promedio de RUC fueron 20,2 MPa ± 6,8 MPa para el grupo A, 5,87 MPa ± 4,87 MPa para el grupo B y 3,69 ± 2,68 MPa para el grupo C. En la misma tabla se muestra también la fuerza en Newton y el área de unión en milímetros cuadrados para cada cuerpo de prueba; la división entre la fuerza y el área da como resultado la resistencia de unión al cizallamiento de cada uno de los grupos, expresada en Mpa.

Tabla 1 Resumen de resultados 

Al evaluar la variabilidad de los datos en cada grupo se evidencian cambios en los coeficientes de variación. Es así como la variabilidad de la RUC en el grupo A es de 33%, en el grupo B de 82% y en el grupo C de 72%. En este apartado se muestran los resultados encontrados en este trabajo de investigación mediante un análisis estadístico; a su vez, se presentan las diferencias al comparar el comportamiento de los diferentes tratamientos de superficie en el zirconio ante las pruebas de cizallamiento.

Análisis descriptivo

De acuerdo con los objetivos de la investigación, los datos arrojados fueron tabulados y, con el fin de analizar la RUC de los tres grupos, se aplicó en primer lugar una prueba de normalidad (Kolmogorov-Smirnov). Como esta prueba dio un valor depmayor a 0,05, se pudo considerar que la población de la cual vienen los datos es normal y esto permitió aplicar pruebas paramétricas de ANOVA. Para comparar la resistencia de unión entre los tres grupos, se aplicó la prueba de ANOVA a una vía; los resultados de esta prueba muestran que hay diferencia en los promedios de resistencia entre los tres grupos, siendo mayor en el grupo A, donde no hay tramado, y es estadísticamente significativa para rechazar la hipótesis de normalidad (p> 0,05). El valor de p indicó que la hipótesis de igualdad en la resistencia de unión al cizallamiento entre los grupos es rechazable.

Análisis comparativo

La prueba de ANOVA permite concluir que no todos los tres grupos son iguales en cuanto a la RUC, por eso se realizaron pruebas adicionales para determinar diferencias significativas entre los tres grupos, y para ello se aplicó la prueba de Tukey. Los resultados se muestran en la Tabla 2. El grupo A presenta diferencias significativas con el grupo B (p = 0,002) y el grupo C (p = 0,001), pero el grupo B y el C no presentan diferencias significativas (p = 0,780). Las pruebas post-hoc de Tukey indican que el grupo que difiere es el A.

Tabla 2 Resultados de Tukey. Variable dependiente: Resistencia de Unión al Cizallamiento (RUC) (Mpa). 

* La diferencia de medias es significativa al nivel 0,05.

Comparaciones múltiples

Dada la heterogeneidad de las varianzas en el grupo, se contrastó la hipótesis de igualdad de las muestras mediante la prueba no paramétrica de Tukey; los resultados sugieren que existe diferencia estadísticamente significativa para RUC (p ≤ 0,05).

Las Figura 3, Figura 4, Figura 5, Figura 6, Figura 7, Figura 8 muestran la interfaz entre el zicornio y la cerámica de recubrimiento; estas fotografías fueron tomadas con microscopio electrónico de barrido. Las Figura 3 y Figura 4 pertenecen al grupo A sin tratamiento en la superficie. Las Figura 5 yFigura 6 al grupo B, y la Figura 7 y Figura 8 al grupo C con traba mecánica. En estas últimas (Figura 5, Figura 6, Figura 7 y Figura 8) se aprecian burbujas y falta de homogeneidad de la cerámica de recubrimiento justo en las cavidades realizadas como traba mecánica.

Figura 3 Imagen de la interfaz entre zirconio y cerámica de recubrimiento. Superficies sin tratamiento. Grupo A. 50X 

Figura 4 Imágenes de la interfaz entre zirconio y cerámica de recubrimiento. Superficies sin tratamiento. Grupo A. 200X 

Figura 5 Imagen de la interfaz entre zirconio y cerámica de recubrimiento. Superficies con traba mecánica Grupo B. 50X. 

Figura 6 Imagen de la interfaz entre zirconio y cerámica de recubrimiento. Superficies con traba mecánica Grupo B. 200X. 

Figura 7 Imágenes de la interfaz entre zirconio y cerámica de recubrimiento. Superficies con traba mecánica Grupo C. 35X. 

Figura 8 Imagen de la interfaz entre zirconio y cerámica de recubrimiento. Superficies con traba mecánica Grupo C. 200X. 

DISCUSIÓN

En los últimos años, las investigaciones en odontología se han centrado en materiales cerámicos nuevos, enfocados en mejorar las propiedades mecánicas de estos, como la tenacidad y la resistencia de unión con la cerámica de blindaje.12) La resistencia de los materiales, en general, es estudiada de muy diferentes formas. Hay estudios con cargas o fuerzas de compresión (axiales o anguladas), de flexión en tres o cuatro puntos, de deslizamiento, cizallamiento, tracción o torsión.13) En este estudio se escogió la prueba de cizallamiento por considerar que reproduce muy bien muchas situaciones de la dinámica maxilo-mandibular sobre las restauraciones dentales. Es por eso que se midió la resistencia de unión al cizallamiento entre el zirconio y la cerámica de recubrimiento según la norma ISO 9693.14

Aunque algunos autores pueden decir que el método para medir la resistencia de unión no es consistente,12) en la actualidad las pruebas de cizallamiento se definen como pruebas en las cuales se unen dos materiales y se les aplica una carga en corte hasta que ocurra la separación. La resistencia de unión al cizallamiento se calcula dividiendo la máxima fuerza aplicada sobre el área de unión. La prueba es relativamente rápida y fácil de hacer, y produce resultados rápidos. Sin embargo, algunos aspectos críticos deben considerarse al usar una prueba in vitro para predecir el comportamiento clínico de un material. Primero, la información in vitro no se puede extrapolar directamente a las situaciones clínicas, y, segundo, la prueba de resistencia de unión al cizallamiento tiene grandes variaciones.15

En la mayoría de las investigaciones consultadas en cuanto a la medición de resistencia de unión al cizallamiento entre materiales dentales, especialmente las cerámicas, se encuentran variaciones relevantes en cuanto a la disposición y elaboración de los cuerpos de prueba, y en cuanto a su tamaño.13) En el presente estudio, y también en el de Fischer y colaboradores en el 2008,10) se realizaron pruebas de resistencia de unión al cizallamiento con bloques de zirconio con un tamaño determinado según el instrumento de medición utilizado (Instron 3366).

Clínicamente, la mayor parte de las fallas entre el zirconio y la cerámica ocurren en la interfaz. Este tipo de fallas en la interfaz es uno de los más reportados en la literatura 16)(17)(18)(19) y coincide con el tipo de fallas adhesivas encontradas en este estudio. La interfaz es una zona vulnerable; según Fischer y colaboradores,10) estas fallas se pueden atribuir a un estrés generado en la unión, debido a una diferencia significativa en el coeficiente de expansión térmica entre ambos materiales. Los estudios sugieren que el coeficiente de expansión térmica de la cerámica de recubrimiento debe ser ligeramente más bajo (0,5 x 10−6/K) que el de la estructura, con el fin de reducir una leve tensión compresiva residual.3)(11

En este estudio se demostró que, al realizar una traba mecánica con fresa en la superficie del zirconio, se disminuye significativamente la resistencia de unión al cizallamiento de la cerámica de recubrimiento. Por eso estos datos rechazan la hipótesis nula, según la cual se creía que haciendo una retención se podría mejorar esta unión. La falta de humectación de la superficie del zirconio, como se pudo observar en este estudio, se compara con el estudio de Fischer y colaboradores en el 200810 y puede ser una de las razones del fracaso; así mismo, esa falta de humectación genera que el liner utilizado sea muy grueso en las zonas de retención -esto se visualiza en las fotos de microscopía electrónica de barrido-.

Tanto el CET como la conductividad de la cerámica de recubrimiento y la estructura de zirconio influyen sobre la interfaz. Es importante aclarar que la temperatura afecta la unión de los dos materiales, ya que un cambio de temperatura afecta más a un material que a otro, dependiendo de los diferentes coeficientes de expansión térmica y conductividad, la cual puede generar tensiones entre ellos y producir cizallamiento, dando como resultado una delaminación. Según Guess y colaboradores en el 2008,9) el control de la temperatura de enfriamiento permitiría reducir las tensiones dentro de la interfaz y evitaría dicha delaminación. Esta condición es inherente a las indicaciones del fabricante; el manejo del material es importante, pero es el fabricante quien debería generar esos cambios, es por eso que una forma de disminuir esos efectos es el manejo de la superficie del zirconio y el conocimiento exacto de los bloques a usar, de modo que sean de calidad garantizada.20) Sin embargo, en estudios anteriores, como el de Von Steyern y colaboradores en el 2005,21) en el que los autores analizaron las microfracturas y la delaminación de las cerámicas de recubrimiento en las estructuras de zirconio, estos hechos no sólo se relacionan con una unión débil entre el zirconio y la cerámica de recubrimiento, sino también con las diferentes características estructurales de la cerámica de recubrimiento, en cuanto a la composición, resistencia, CET y contracción por la cocción.10) Por otro lado, las diferentes características de los materiales de óxido de zirconio, en términos del tamaño de partícula, forma, composición, densidad y dureza,16) además del manejo de la temperatura en el momento de la sinterización y de la cocción de la cerámica de blindaje, se pueden relacionar con esos procesos de delaminacion.20

Para mejorar la resistencia de unión entre la estructura de zirconio y el material de recubrimiento, algunos estudios recomiendan el arenado para lograr rugosidad superficial en el zirconio y proporcionar microrretenciones.7)(10) Sin embargo, también se ha encontrado que con el arenado se puede iniciar una transición de la fase tetragonal a la monoclínica, lo que afecta la resistencia mecánica del zirconio y muy probablemente la capacidad de unión al material de recubrimiento.10)(11) Esto sucede porque el coeficiente de expansión térmica del zirconio en fase monoclínica es de 7,5 x 10−6/K, significativamente menor que el del zirconio en fase tetragonal, 10,8 x 10−6/K. Esto crea una gran diferencia en el coeficiente de expansión térmica entre el zirconio y la porcelana de recubrimiento, generando tensiones en la interfaz entre estos materiales, lo que conlleva a fracturas y delaminación de la porcelana. Es muy probable que el efecto del arenado, o la realización de una traba mecánica como la efectuada en este estudio, afecten la resistencia mecánica del Y-TZP y la calidad de la unión a la porcelana de recubrimiento.10

Cuando se comparó la unión metal-cerámica y zirconiocerámica, esta última resultó siempre más baja, dando un rango entre 21,9 y 31,0 MPa;22)(23)(24) de hecho, los valores de resistencia de unión al cizallamiento obtenidos en este estudio oscilaron entre 0,66 y 30,36 MPa, similar a los estudios realizados por Aboushelib en 2006 y 2008.8)(16

Una vez que los cubos están listos para unir la cerámica de recubrimiento a ellos, viene la aplicación del liner sobre la superficie del zirconio con un pincel. El objetivo de este material es enmascarar el color blanco propio del zirconio y proporcionar la propiedad de humectabilidad a la superficie del mismo. La composición química de los liners varía dependiendo del fabricante, pero el principal componente es el SiO2, que es el mismo que se encuentra en la cerámica de recubrimiento.19

Los resultados del presente estudio mostraron los niveles más bajos de resistencia adhesiva a nivel del tercio apical. Es posible que esto se deba a restos de gutapercha y material sellador de endodoncia que puedan permanecer en la zona apical después de la preparación, como lo reportan Bolhuis y colaboradores en su estudio.22

En este estudio se realizó traba mecánica seguida de la aplicación del liner, que es la recomendación de las diferentes compañías, para luego colocar la cerámica de recubrimiento. En las imágenes mostradas por el microscopio electrónico de barrido se observaron áreas seccionadas en la interfaz del zirconio y la cerámica de recubrimiento, con muchos defectos y poros. Lo que indica que el liner no generó una excelente humectabilidad ni penetración en las superficies irregulares, por lo que se produjeron fallas adhesivas en todas las muestras en las que se realizó la traba mecánica. Esto último se puede relacionar con otros estudios, como el de Fisher y colaboradores,10) en el que también se evaluó la resistencia de unión al cizallamiento de la cerámica de recubrimiento realizando modificaciones en la superficie del zirconio. Estos autores concluyen que la fuerte unión de las cerámicas de recubrimiento a la superficie pulida del zirconio sugiere una unión química estable de ambos materiales, mientras que una superficie rugosa producida por el arenado no mejora la resistencia de unión.

En otros estudios, como el de Aboushelib et al en 2006, Kim et al en 2007 y Studart et al en 2007,16)(18)(19) la aplicación de liner no afectó la resistencia de unión al cizallamiento. También se observaron fallas adhesivas en la interfaz, similares a los resultados de este estudio. La formación de porosidades y microespacios en la interfaz es un factor que debilitó la unión en las muestras con retención mecánica, lo cual es comparable con los hallazgos en el estudio de Guess en el 2008, en el que se presentó dicha formación.9)(16)(25)(26

En un estudio realizado por Kim y colaboradores en el 2011,18) los autores demostraron que la aplicación de un liner incrementa la posibilidad de falla en la interfaz entre la cerámica de recubrimiento y la estructura de zirconio, y que un arenado con partículas de óxido de aluminio de 100 micrómetros y con una presión de 0,4 MPa por 10 s puede ser más útil que la aplicación de un liner para incrementar la resistencia de unión. Sus hallazgos se dieron en el grupo control, en el que no se realizó tratamiento de la superficie, dando como resultado 32,08 MPa, mientras que en el tratamiento de la superficie con microarenado el resultado fue de 36,63 MPa, con microarenado y liner fue de 30,51 MPa y con solo liner de 27,87 MPa. Contrario a los resultados de este estudio, en los grupos B y C (en donde se realizaron las retenciones), se disminuyó la resistencia de unión comparado con el grupo control (grupo A), en el cual las superficies no fueron preparadas y se aplicó únicamente el liner, lo que aumentó la resistencia de unión en la interfaz. Es de aclarar que en el presente estudio se manejó una macrotraba y no microrretenciones como en el estudio mencionado, lo cual pudo haber generado la falta de humectabilidad y permitir que el liner se depositara en esas macrorretenciones, generando los bajos valores.

Algunas investigaciones concluyen que el arenado con AL2O3produce traba mecánica en la superficie del zirconio y mejora la unión con la cerámica de blindaje.26)(27) Otras investigaciones, por el contrario, sostienen que un arenado con Al2O3no altera la superficie del zirconio en In-Ceram Zirconio, aunque este arenado fue realizado con óxido de aluminio con un tamaño de partícula de 50 µm a una presión de 0,25 MPa.11

Los resultados encontrados en el presente estudio, y los que muestra la evidencia, generan la posibilidad de seguir investigando las diversas formas de obtener una unión óptima entre el material de blindaje y una superficie de zirconio. El uso de zirconio liso o de macro o microrretenciones con determinado producto, además del uso del liner, abre la expectativa del futuro de la unión de tan complicada interfaz. Lograr una unión estable implica no solo conceptos físico-mecánicos, sino también conocimientos adecuados de los materiales y una manipulación adecuada de los mismos. Los fabricantes deben hacer su trabajo, y los técnicos y clínicos deben entender el suyo, para así conseguir restauraciones funcionales y longevas.

CONCLUSIONES

Dentro de las limitaciones de este estudio, y por los resultados encontrados, se puede concluir que:

  • No es necesario preparar la superficie de zirconio con fresas como las utilizadas en este estudio para mejorar la resistencia de unión con la porcelana de recubrimiento.

  • La falta de humectabilidad cumple un papel importante cuando se prepara la superficie de zirconio con macrorretenciones, ya que es posible que la tensión superficial del liner no sea la adecuada en superficies tratadas, lo que disminuye la resistencia de unión entre ambos materiales.

  • La utilización del zirconio sin preparar la superficie, o preparándola con macrorretenciones, más el uso o no de un liner, abren la expectativa de la interfaz entre ambos materiales, por tratarse de una interfaz compleja debido a las características propias de los materiales que intervienen. Lograr una unión estable implica no solo conceptos físico-mecánicos, sino también un conocimiento adecuado de estos materiales y una manipulación apropiada por parte de técnicos y clínicos.

SUGERENCIAS

  • En vista de los resultados encontrados en el presente estudio y los que muestra la evidencia, se genera la posibilidad de seguir investigando las diversas formas de obtener una óptima unión entre el material de recubrimiento y la superficie de zirconio.

  • Los fabricantes deben estar a la vanguardia para mejorar las técnicas y métodos de fabricación de sus productos en general, en especial los mencionados en este estudio, apoyados en investigaciones serias. Deben además dar una capacitación adecuada a técnicos y odontólogos para su adecuado manejo; a su vez, estos últimos deben conocer dichos productos para así conseguir restauraciones funcionales y longevas.

CONFLICTO DE INTERÉS

Los autores declaran no tener ningún conflicto de interés.

AGRADECIMIENTOS

A Óscar Pascuas, técnico dental que elaboró los cuerpos de prueba para esta investigación en el laboratorio

REFERENCES

1. Villarreal E, Sánchez LA, Musip S, Gómez A. Dióxido de zirconio en odontología: un camino hacia la búsqueda del material ideal. Dentum 2007; 7(3): 113-111. [ Links ]

2. Della-Bona A. Adhesión a las cerámicas: evidencias científicas para el uso clínico. São Paulo: Artes Medicas; 2009. [ Links ]

3. Vagkopoulou T, Koutayas SO, Koidis P, Strub JR. Zirconia in dentistry: Part 1. Discovering the nature of an upcoming bioceramic. Eur J Esthet Dent 2009; 4(2): 130-151. [ Links ]

4. Denry I. State of the art of zirconia for dental applications. Dent Mater 2008; 24(3): 299-307. [ Links ]

5. Fisher J, Stawarzcyk B, Trottmann A, Hammerle C. Impact of thermal misfit on shear strength of veneering ceramic/ zirconia composites. Dent Mater 2009; 25(4): 419-423. [ Links ]

6. Al-Dohan H, Yaman P, Dennison JB, Razzoog M, Lang B. Shear strength of core-veneer interface in bi-layered ceramics. J Prosthet Dent 2004; 91(4): 349-355. [ Links ]

7. Aboushelib MN, De Jager N, Kleverlaan C. Microtensile bond strength of different components of core veneered all-ceramic restorations: Part I. Dent Mater 2005; 21(10): 984-991. [ Links ]

8. Aboushelib MN, Kleverlaan C, Feilzer AJ. Effect of zirconia type on its bond strength with different veneer ceramics. J Prosthodont 2008; 17(5): 401-408. [ Links ]

9. Guess P, Kuliš A, Witkowski S, Wolkewitz M, Zhang Y, Strub J. Shear bond strengths between different zirconia cores and veneering ceramics and their susceptibility to thermocycling. Dent Mater 2008; 24(11): 1556-1567. [ Links ]

10. Fischer J, Grohmann P, Stawarczyk B. Effect of zirconia surface treatments on the shear strength of zirconia/ veneering ceramics composites. Dent Mater J 2008; 27(3): 448-454. [ Links ]

11. Guazzato M, Albakry M, Ringer SP, Swain MV. Strength, fracture toughness and microstructure of a selection of allceramic materials. Part II. Zirconia-based dental ceramics. Dent Mater 2004; 20(5): 449-456. [ Links ]

12. Ban S. Reliability and properties of core materials for allceramic dental restorations. Jpn Dent Sci Rev 2008; 44(1): 3-21. [ Links ]

13. Vega del Barrio JM. Resistencia al cizallamiento de un sistema totalmente cerámico frente a siete sistemas ceramo-metálicos: estudio comparativo. RCOE. 2005; 10 (5-6): 529-539. [ Links ]

14. International Organization for Standardization. ISO 9693:1999: metal-ceramic dental restorative systems. Ginebra: ISO; 1999. [ Links ]

15. Al-Dohan H, Yaman P, Dennison J, Razzoog M, Lang B. Shear strength of core-veneer interface in bi-layered ceramics. J Prosthet Dent 2004; 91(4): 349-355. [ Links ]

16. Aboushelib M, Kleverlaan C, Feilzer A. Microtensile bond strength of different components of core veneered allceramic restorations. Part II: Zirconia veneering ceramics. Dent Mater 2006; 22(9): 857-863. [ Links ]

17. Kim HJ, Lim HP, Park YJ, Vang MS. Effect of zirconia surface treatments on the shear bond strength of veneering ceramic. J Prosthet Dent 2011; 105(5): 315-322. [ Links ]

18. Kim B, Zhang Y, Pines M, Thompson VP. Fracture of porcelain-veneered structures in fatigue. J Dent Res 2007; 86(2): 142-146. [ Links ]

19. Studart AR, Filser F, Kocher P, Luthy H, Gauckler LJ. Mechanical and fracture behavior of veneer-framework composites for all-ceramic dental bridges. Dent Mater 2007; 23(1): 115-123. [ Links ]

20. Mainjot A, Schajer G, Vanheusden A, Sadoun M. Influence of cooling rate on residual stress profile in veneering ceramic: measurement by hole-drilling. Dent Mater 2011; 27(9): 906-914. DOI: 10.1016/j.dental.2011.05.005 [ Links ]

21. Vult-von-Steyern P, Carlson P, Nilner K. All-ceramic fixed partial dentures designed according to the DC-Zirkon technique. A 2-year clinical study. J Oral Rehabil 2005; 32(3): 180-187. [ Links ]

22. Ashkanani HM, Raigrodski AJ, Flinn BD, Heondl H, Manel LA. Flexural and shear strengths of ZrO2 and a high-noble alloy bonded to their corresponding porcelains. J Prosthet Dent 2008; 100(4): 274-284. [ Links ]

23. Akova T, Ucar Y, Balkaya MC, Brantley WA, Comparison of the bond strength of laser-sintered and cast base metal dental alloys to porcelain. Dent Mater 2008; 24(1): 1400- 1404. [ Links ]

24. Joias RM, Tango RN, Junho-de-Araujo JE, Junho-de-Araujo MA, Ferreira-Anzaloni-Saavedra GdeS, Paes-Junio TJ et al. Shear bond strength of a ceramic to Co-Cr alloys. J Prosthet Dent 2008; 99(1): 54-59. [ Links ]

25. DündarüM, Ozcan M, GökΣe B, Cömlekoglu E, Leite F, Valandro LF. Comparison of two bond strength testing methodologies for bilayered all-ceramics. Dent Mater 2007; 23(5): 630-636. [ Links ]

26. Luthardt RG, Sandkuhl O, Reitz B. Zirconia-TZP and alumina-advanced technologies for the manufacturing of single crowns. Eur J Prosthodont Rest Dent 1999; 7(4): 113-119. [ Links ]

27. Blatz MB, Sadan A, Martin J, Lang B. In vitro evaluation of shear bond strengths of resin to densely-sintered highpurity zirconium-oxide ceramic after long-term storage and thermal cycling. J Prosthet Dent 2004; 91(4): 356-362 [ Links ]

Recibido: 05 de Agosto de 2014; Aprobado: 26 de Enero de 2015

Creative Commons License This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License