OBJETIVOS:1a etapa: validar teste de cisalhamento utilizando um novo dispositivo de padronização através da comparação dos valores de resistência de união (RU) entre a zircônia com dois tratamentos de superfície e um cimento resinoso, aos resultados obtidos com testes de cisalhamento convencional e microcisalhamento; 2a etapa: avaliar o efeito dos primers metálicos à base de MDP por meio da RU entre zircônia Y-TZP e diferentes tipos de cimentos resinosos (de ativação química, duais e auto-adesivo); 3a etapa: avaliar o efeito de dois lasers Nd:YAG e Er:YAG e do jateamento com óxido de alumínio (JAT) na superfície da zircônia Y-TZP antes da sua sinterização final e da abrasão triboquímica mais silano (controle positivo) após a sinterização final, por meio da resistência à flexão (RF), rugosidade superficial (RS) e RU; 4a etapa: avaliar a estabilidade da união entre a zircônia e um cimento resinoso com um primer à base de MDP e de um laser de alta potência após a termociclagem. Os tratamentos superficiais utilizados nesta etapa foram escolhidos com base nos resultados da 2a e 3a etapas. MATERIAL E MÉTODOS: para os testes de RU foram confeccionados corpos de prova de Y-TZP com dimensões 6x6x3mm, e para o teste de RF 2,5x4,5x20 mm. Para 1a etapa os tratamentos de superfície foram JAT+Signum Ziconia Bond (SZB Heraeus), abrasão triboquímica foi realizada Rocatec (ROC 3M Espe), o silano utilizado foi RelyX Ceramic Primer (3M Espe) e os cimentos resinosos: Panavia F (Kuraray), NX3 (Kerr), seT (SDI), Multilink (Ivoclair). Durante a 3a etapa a abrasão triboquímica foi realizada ROC, o laser Nd:YAG (Power Laser ST6, Lares Research - 1,2W, 10 Hz) e Er:YAG (Kavo Key II, KaVo Co. - 120 mJ, 6 Hz). O teste de cisalhamento com dispositivo de padronização foi o método de avaliação da RU utilizado para as 2a, 3a e 4a etapas. Os dados dos testes de RU, RG foram analisados pela ANOVA e Tukey (=0,05) e RF por Kruskall-Wallis (=0,05). RESULTADOS: 1a etapa: pelo teste de microcisalhamento os materiais se comportaram da seguinte forma: JAT+SZB>ROC>CO, sendo que para os outros dois testes de cisalhamento o seguinte ranqueamente foi obtido: JAT+SZB=ROC>CO. 2a etapa: o SZB apresentou maiores valores de RU para todos os cimentos quando comparados aos grupos controle. O ZP aumento os valores para o cimento Panavia F e NX3. Já o AP aumentou os valores para o cimento seT. 3a etapa: para o teste de RU o JAT e Er:YAG resultaram em valores similares ao ROC, sendo que Nd:YAG resultou em maiores valores comparado ao ROC. Quando avaliados por RS: Nd:YAG>Er:YAG>JAT>ROC; já para RF: ROC>JAT=Nd:YAG= Er:YAG. 4a etapa: Após o teste de cisalhamento os seguinte ranqueamento foi obtido: Nd:YAG 24h>Nd:YAG termociclado=SZB 24h>SZB termociclado. CONCLUSÕES: Uma vez que o teste de cisalhamento com dispositivo de padronização mostrou resultados similares ao teste de cisalhamento convencional pode ser um método viável para avaliação da RU. O tratamento com Nd:YAG antes da sinterização final se mostrou efetivo nos valores de RU. / OBJECTIVES: first stage: validate shear test using a new device for standardized by comparing the values of bond strength (BS) with conventional shear test and microshear test, between zirconia and a resin cement with two surface treatments. Second stage: evaluate the effect of metal primers based on MDP by BS between YTZP and different types of resin cements. Third stage: evaluate Y-TZP surface treatments effect of two lasers (Nd:YAG and Er:YAG) and two sandblasting procedures, with Al2O3 (JAT) before final sintering and tribochemical slicatization after the final sintering, through the flexural resistance (FR) surface roughness (SR) and BS. Fourth stage: evaluate the bonding stability between zirconia and resin cement using a MDP-based primer or a high power laser, after thermal cycling. MATERIAL AND METHODS: BS Y-TZP specimens were prepared with dimensions of 6x6x3mm, and for FS test with 2,5x4,5x20 mm. In the first stage the surface treatments of the specimens were JAT+ Signum Ziconia Bond (SZB - Heraeus), tibochemical silicatization using Rocatec (ROC - 3MEspe) and control (CO - without treatment). In the second stage the primers used were Alloy-Primer (AP - Kuraray), SZB, Z-Prime Plus (ZP - Bisco), and the resin cements: Panavia F (Kuraray), NX3 (Kerr), set (SDI), Multilink (Ivoclair). During the third stage the tribochemical silicatization was perfomed using ROC. The shear bond strength device standardized was used to evaluate the BS of second, third and fourth stage. Test data for BS, SR were analyzed by ANOVA and Tukey test ( = 0.05) and FS by Kruskall-Wallis test ( = 0.05). RESULTS: first Stage: the microshear test groups behave as follow: JAT+SZB> ROC>CO, and for the other two shear tests following the ranking were obtained: JAT+SZB=ROC>CO. Second stage: the SZB showed higher BS for all cements when compared to control groups. The ZP values increased for Panavia F and NX3. AP values increased only for the seT cement. Third stage: BS values for JAT and Er:YAG were similar to ROC, and Nd:YAG was higher compared to the ROC. When evaluated by SR: Nd:YAG> Er:YAG>JAT> ROC, while for FS: ROC> JAT = Nd:YAG = Er:YAG. Fourth stage: after the shear test the following ranking was obtained: Nd:YAG 24h> Nd:YAG thermocycled = SZB 24h> SZB thermocycled. CONCLUSIONS: shear bond strength test with standardized device showed similar result to the conventional shear bond strength, and it can be considered a viable method for evaluating the BS. Treatment with Nd:YAG before the final sintering was effective in BS.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study in vitro proposed to evaluate the influence of silica-based film coated on the Y-TZP surface on the durability bond strength (BS) between ceramic and resin cement. Eighty Y-TZP blocks (5x5x4 mm) were obtained, included in acrylic resin and were divided into four groups according to the surface treatments treatments (n=20): (TBS) tribochemical silica coating (Cojet, 3M/ESPE), (F-5) 5 nm SiO2 nanofilm and silanization, (F-500) 500 nm SiO2 nanofilm and silanization, and (F-500HF) 500 nm SiO2 nanofilm + HF + silanization. Specimen of composite resin were made with a metal matrix and cemented with resin cement (Relyx ARC) to Y-TZP blocks. Half of the specimens (n=10) of each treatment was tested 24 hours after adhesion (dry), and another half (n=10) will be subjected to the aging (storage for 90 days and 103 thermal cycles). The specimens were submitted to shear test (1min/min). After debonding, the surfaces will be analyzed by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) to categorize the failure modes and the micro morphology of treated surfaces. Additional analyzes were made in X-ray dispersive energy analysis (EDS). Data were statistically analyzed for Kruskal-Wallis/Mann Whitney (α=0,05) tests. The surface treatment showed significant differences in conditions D (p=0.0001) and A (p=0.0000). In both test conditions , TBS and F-5 promoted the highest bond strength, significantly. Means (SD) for BS data (MPa) were: TBS/D: 10.2 (5.1)AB; F-5/D: 12.0 (3.9)A; F-500/D: 14.9 (4.7)A; F-500HF/D: 4.1 (5.6)B; TBS/A: 9.1 (4.4)a; F-5/A: 7.8 (5.3)a; F-500/A: 0.01 (0.0)b; F-500HF/A: 1.4 (2.3)b. The adhesion to zirconia can be improved if the surface receives a 5 nm layer of SiO2 nanofilm or is subjected to sandblasting with silica particles, followed by silanization. / O presente trabalho avaliou, in vitro, a influência da deposição de filmes à base de sílica sobre a superfície da Y-TZP na durabilidade da resistência de união entre essa cerâmica e um cimento resinoso. Foram confeccionados oitenta blocos (5x5x4 mm) de Y-TZP, estes foram incluídos em resina acrílica e divididos em 4 grupos de acordo com o tratamento de superfície (n=20): (TBS) tratamento triboquímico (Cojet, 3M/ESPE); (F-5) filme de SiO2 de 5 nm e silanização; (F-500) filme de SiO2 de 500 nm e silanização; (F-500HF) filme de SiO2 de 500 nm + HF + silanização. Sobre os blocos de Y-TZP foram cimentados (RelyX ARC) cilindros feitos com resina composta confeccionados com uma matriz metálica. Metade dos espécimes (n=10) de cada grupo foi testada após 24h de cimentação (S- sem envelhecimento) e a outra metade (n=10) foi submetida ao envelhecimento (TC, armazenagem por 90 dias e 103 ciclos térmicos). Então, os espécimes foram submetidos ao teste de cisalhamento (1min/min). Após o teste, as superfícies foram analisadas por Microscópio Óptico e MEV para categorizar o modo de falha. Também foram feitas análises adicionais em EDS. Os dados foram analisados estatisticamente pelo teste de Kruskal-Wallis/Mann Whitney (α=0,05). A resistência adesiva foi influencida pelo tipo de tratamento de superfície, nas condições S (p=0.0001) e TC (p=0.0000). Em ambas condições de armazenagem, os tratamentos TBS e F-5 promoveram mais alta resistência adesiva, significativamente. Médias (DP) de RU (MPa) foram: TBS/S: 10,2(5,1)AB; F-5/S: 12,0(3,9)A; F-500/S: 14,9(4,7)A; F-500HF/S: 4,1(5,6)B; TBS/TC: 9,1(4,4)a; F-5/TC: 7,8(5,3)a; F-500/TC: 0,01(0,0)b; F-500HF/TC: 1,4(2,3)b. Concluiu-se que a adesão a zircônia pode ser potencializada se a superfície receber a deposição do filme de SiO2 de 5 nm ou for submetida a jateamento com partículas de sílica, seguida de silanização.

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Foram confeccionadas 40 bases de um material resinoso análogo à dentina (NEMA grade G-10) para originar preparos padronizados. Estes foram usinados para simular um dente preparado para coroa total com término em chanfro, paredes de 6 graus de convergência e anatomia radicular. A porção radicular foi coberta com poliéter (Impregum - 3M ESPE) e incluída em poliuretano (F16 - Axson). Quarenta coroas cerâmicas IPS emax ZirCAD (Ivoclar - Vivadent) foram fabricadas pelo sistema CAD/CAM. Para o tratamento de superfície foram realizadas a silicatização, aplição de primer para zircônia e duas técnicas de vitrificação, sendo que estas representaram os grupos teste. As coroas foram aleatoriamente divididas em 4 grupos (n=10), conforme o tratamento de superfície: GS (Glaze Spray VITA AKZENT), condicionamento com ácido fluorídrico a 10% (HF) (1 min) + silanização (RelyX Ceramic Primer - 3M ESPE); GP (Glaze Pó/Líquido VITA AKZENT), condicionamento com HF a 10% (1 min) + silanização (RelyX Ceramic Primer - 3M ESPE); P: aplicação do primer (Signum Zirconia Bond - Heraeus Kulzer) e RS: jateamento com partículas de óxido de alumínio revestidas por sílica 30 μm (Rocatec Soft® 3M ESPE ) (silicatização) + silanização (RelyX Ceramic Primer - 3M ESPE). Em seguida, realizou-se a cimentação das coroas com o cimento autoadesivo Rely X U200 (3M ESPE), seguindo as recomendações do fabricante. Todas as amostras de cada grupo foram submetidas à ciclagem termomecânica (TC) (2.000.000 ciclos – 100 N, 4 Hz, 5 ºC – 55 ºC, tempo de permanência 60 s), com um pistão de aço inoxidável (Ø=4mm) no centro da superfície oclusal. Para avaliação da desadaptação marginal entre a coroa cimentada e o G-10, realizou-se a análise por estereomicroscópio (EM) (40x), fazendo-se 8 aferições para cada amostra e, por microscópio eletrônico de varredura (MEV). Para determinação da resistência a tração, foi realizado o ensaio mecânico numa máquina de ensaio universal (célula de carga de 1000 Kgf, v= 1mm/min) até o descolamento da coroa. Os dados de desadaptação marginal obtidos foram analisados estatisticamente (Teste Kruskal Wallis e de Dunn: p ˂ 0,05) e os dados de resistência de união foram analisados pelo teste Anova (um fator) e de Tukey (p ˂ 0,05). Os resultados de desadaptação marginal (média e desvio padrão) foram os seguintes GS (48,69±19,90ª μm); GP (65,48±42,57ª μm); P (156,0±113,3c μm) e RS (96,05±62,98b μm). Os resultados de resistência de união foram: GP (470,5±104,1ª μm); GS (416,8±170,2ª μm); P (342,1±109,7ab μm) e RS (208,9±110,0b μm). Através do estudo realizado concluiu-se que os grupos que tiveram menor desadaptação marginal foram GS e GP; os valores de resistência de união dos grupos GP e GS foram estatisticamente superiores aos valores de resistência de união do grupo RS e semelhante aos valores encontrados para grupo P. / This study evaluated the effect of different surface treatments on the bond strength and marginal adaptation from a Y-TZP ceramic crown and a material similar to dentin. Were made 40 bases in a similar resinous material to dentin (NEMA G-10 grade) to give standardized preparations. These were machined to simulate a tooth prepared for full crown in bevel, walls of 6 degrees of convergence and root anatomy. The root portion was covered with polyether (Impregum - 3M ESPE) and included in polyurethane (F16 - Axson). Forty crowns IPS emax ZirCAD (Ivoclar - Vivadent) were fabricated by CAD / CAM system. For the surface treatment were carried out silica coating, application of primer to zirconia and two glazing techniques, and these test groups represented. The crowns were randomly divided into 4 groups (n = 10), as the surface treatment: GS (VITA Akzent Glaze Spray), etching with hydrofluoric acid 10% (HF) (1 min) + silanization (RelyX Ceramic Primer - 3M ESPE ); GP (Glaze Powder / Liquid VITA Akzent), etching with HF 10% (1 min) + silanization (RelyX Ceramic Primer - 3M ESPE); P: primer (Signum Zirconia Bond - Heraeus Kulzer) and RS: sandblasting with aluminum oxide particles coated with silica 30 microns (Rocatec SOFT® 3M ESPE) (silica coating) + silanization (RelyX Ceramic Primer - 3M ESPE). Then was held the cementation of crowns with the self-adhesive cement Rely XU200 (3M ESPE), following the manufacturer's recommendations. All samples from each group were submitted to thermomechanical cycling (TC) (2,000,000 cycles - 100 N, 4 Hz, 5° C - 55° C, residence time 60 sec) with a stainless steel piston (= Ø 4mm) the center of the occlusal surface. Then the analysis by stereomicroscope (MS) (40x) and scanning electron microscope (SEM) to evaluate the marginal leakage between the cemented crown and the G-10 was held. To determine the tensile strength, the mechanical test was performed in a universal testing machine (load cell of 1000 kgf, v = 1 mm / min) until the detachment of the crown. Data marginal misfit obtained were analyzed statistically (Kruskal Wallis and Dunn: p ˂ 0.05) and bond strength data were analyzed by ANOVA (one factor) and Tukey (p ˂ 0.05). The results of marginal leakage (mean and standard deviation) were as follows GS (48.69 ± 19,90ª μm); GP (65.48 ± 42,57ª μm); P (156.0 ± 113,3c μm) and RS (96.05 ± 62,98b μm). The results of bond strength were: GP (470.5 ± 104,1ª μm); GS (416.8 ± 170,2ª μm); P (342.1 ± 109,7ab μm) and RS (208.9 ± 110,0b μm). Through the conducted study showed that the groups that had less marginal discrepancy were GS and GP; values of bond strength of GP and GS groups were statistically superior to the values of bond strength of the RS group and similar to values found for group P.

Este estudo se propôs a analisar os efeitos das diferentes larguras temporais de pulso do laser de Er:YAG na rugosidade superficial, na perda de volume do material e na altura do degrau formado em uma Y-TZP (Yttrium-stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystal) pré-sinterizada. Foram utilizados 5 blocos de Y-TZP pré-sinterizados destinados ao uso CAD/CAM que foram seccionados, obtendo-se 63 espécimes padronizados. Em seguida, esses espécimes foram lixados com uma sequência decrescente de lixas para padronização da superfície. Os grupos experimentais foram compostos a partir de 1 fator de variação - o tratamento de superfície. Os espécimes foram irradiados com o laser de Er:YAG (Fidelis III Fotona, Eslovênia) - 2,94 ?m, 100 mJ, 15,87J/cm2, 10 Hz, 1W, 7 mm, 60% água/40% ar. Assim formaram-se 7 grupos experimentais (n=9): G1 (50 ?s); G2 (100 ?s); G3 (300 ?s); G4 (600 ?s); G5 (1000 ?s); G6 (Abrasão triboquímica com partículas de 30 ?m); G7 (Sem tratamento). Após os tratamentos de superfície, os espécimes foram sinterizados em forno específico, de acordo com as recomendações do fabricante. Foram capturadas imagens em Microscópio Confocal a Laser 3D de cada espécime e avaliadas por meio de um software. A análise dos grupos irradiados revelou um aumento da rugosidade nos grupos G1, G2, G3 e G4 quando comparados aos grupos G6 e G7. O grupo G5 apresentou superfície totalmente plana e desfavorável para retenção. No que se refere à perda de volume e formação de degrau, os grupos G1, G2 e G3 demonstraram grande perda de volume e grande altura de degrau formado, o que pode levar a uma desadaptação da peça protética. No grupo G4 foram observados valores de rugosidade satisfatórios com pouca perda de volume e pequena altura de degrau formado, semelhante ao que foi notado para a abrasão trioboquímica (G6), podendo ser indicada para tratamento de superfície de Y-TZP pré-sinterizada. A irradiação com o laser de Er:YAG promoveu um padrão morfológico com muitas irregularidades, característico de ablação para os grupos G1, G2, G3 e G4 e, para todos os protocolos utilizados, não foi observada a presença de trincas ou carbonização. Sugere-se que a largura temporal de 600 ?s (G4) seja a mais indicada como alternativa para tratamento de superfície, objetivando a criação de micro-retenções superficiais, com pouca perda de volume de material e que, ao mesmo tempo, não provoque danos à estrutura da cerâmica policristalina. / This study evaluated the effects of different Er:YAG laser pulse width protocols on surface roughness, loss of volume of the material and the step height formed of pre-sintered Yttrium-stabilized tetragonal Zirconia Polycrystal (Y-TZP) by three-dimensional profilometric assessment. Blocks of pre-sintered Y-TZP were cut providing 63 standard 5mm thick samples which were divided by surface treatment, as follows (n=9): G1 (50?s); G2 (100?s); G3 (300?s); G4 (600?s); G5 (1000?s); G6 (tribochemical silica coating); G7 (Untreated). Laser settings: The Er:YAG laser (Fidelis III; Fotona, Ljubljana, Slovenia) 100mJ, 15,87J/cm2, 10Hz, 1W, (60%) and air (40%) cooling. After treated or not, samples were sintered according to the manufacturer\'s recommendations. Roughness, volume loss and step and were analyzed by 3D profilometric assessment with confocal laser microscopy. Irradiated groups showed an increased roughness in the groups G1, G2, G3 and G4 when compared to G6 and G7 groups. The G5 group showed a completely flat and unfavorable surface for retention. The groups G1, G2 and G3 shown great loss of volume and the step height formed, which can lead to a gap on the crowns. In G4 were observed satisfactory roughness with little loss of volume and the step height formed similar to G6. Irrespective of laser protocol, any of the specimens showed presence of cracks and carbonization. It is suggested that the pulse width 600?s (G4) is the most suitable pulse width protocol as an alternative surface treatment, promoting micro-retention, with little loss of volume of material, comparable to gold standard treatment.

Objetivos: o presente estudo teve como objetivo determinar a aplicabilidade e eficácia adesiva de diferentes monômeros ácidos quando aplicados em formulações de cimentos resinosos autoadesivos experimentais sob o grau de conversão, propriedades físico-químicas e resistência de união à dentina e à zircônia tetragonal policristalina estabilizada por ítrea (Y-TZP), após um período de 3 meses de armazenamento em água. Material: dois tipos de cimentos do tipo pasta-pasta foram formulados contendo monômeros convencionais UDMA, HEMA, BISGMA, TEGDMA e monômeros ácidos 2MP e GDMAP como matriz orgânica. Um grupo contendo apenas monômeros convencionais foi formulado como grupo controle. Os componentes canforoquinona/EDMAB e peróxido de benzoíla/DHPT foram empregados como sistema de ativação dual. O sal sódico do ácido benzenosulfônico 98% (BAS) foi incorporado nos grupos experimentais. Partículas de carga foram incorporadas na proporção ±55% em peso final. Método: A técnica de espectroscopia no infravermelho (FT-IR) foi empregada para análise do grau de conversão (n=3) imediato e após 24 h. A avaliação do pH (n=3) foi feita através do emprego de um equipamento medidor de pH. Os corpos de provas foram imersos em água destilada e o pH foi analisado de forma imediata e após 5 min, 24 h e 48 h. Os testes de sorção e solubilidade (n=6) e espessura de película (n=5) seguiram as recomendações da ISO 4049. A análise de resistência de união (n=12) foi realizada em dentina e Y-TZP, através do teste de cisalhamento em área reduzida após um protocolo de envelhecimento em água destilada por 3 meses. No caso da Y-TZP, metade dos espécimes receberam um tratamento superficial cojet (30 ?m), associado a aplicação de um agente de união silano. O padrão de fratura foi analisado com o auxílio de um estereomicroscópio. Resultados: O grupo controle (91,7%) e o grupo formulado com 2MP (92%) apresentaram superiores valores de grau de conversão em relação ao grupo GDMAP (77,7%). O pH dos grupos experimentais 2MP e GDMAP se apresentou mais ácido após 48 h em comparação ao grupo controle. Em contrapartida, esses grupos experimentais apresentaram uma maior sorção e solubilidade em relação ao grupo controle. A espessura da película formada foi semelhante em todos os grupos testados (p=0,266). Em dentina o grupo controle (27,0 MPa) e GDMAP (24,1 MPa) não apresentaram diferença estatística após 3 meses de estocagem. O grupo 2MP (13,7 MPa) apresentou resultados inferiores aos demais grupos. O tratamento de superfície empregado não foi capaz de manter ou de elevar os valores de resistência de união à Y-TZP após o período de envelhecimento em água. Todos os grupos experimentais apresentaram falhas precoces ou baixos valores de resistência de união após 3 meses, independente da presença ou não do tratamento de superfície. Conclusão: os grupos experimentais 2MP e GDMAP apresentaram resultados promissores. Entretanto, a adesão dos CRAs experimentais testados em Y-TZP ainda se apresenta frágil e instável. / Objectives: the purpose of this study was to evaluate the applicability and adhesive efficiency of different acid monomers utilized in formulations of experimental self-adhesive resin cement under degree of conversion, physico-chemical properties and bond strength to dentin and Y-TZP after 3 months aging period. Materials: two paste-paste luting agents were formulated containing UDMA, HEMA, BISGMA, TEGDMA and acid adhesive monomers 2MP and GDMAP as organic matrix. The control group was formulated containing only conventional monomers. Camphoroquinone/EDMAB and benzoyl peroxide/DHPT were used as dual activation system. BAS salt was incorporated into the experimental groups. Filler particles were added in a proportion of ±55% final weight. Method: Infrared spectroscopy technique (FTIR) was employed for degree of conversion analysis (n=3) immediately and after 24 hours. The pH assessment (n=3) was made using a pH meter. All the specimens were immersed in distilled water and pH assessment was performed immediately and after 5 min, 24 h and 48 h. Tests for sorption and solubility (n=6) and thickness (n=6) were carried out according to ISO 4049 recommendations. Bond strength analysis (n=12) was performed in dentin and Y-TZP through microshear after an aging 3 months protocol in distilled water. Regarding Y-TZP, half of the specimens were submitted to a cojet surface treatment (30 ?m) in association to silane bonding agent application. Fracture toughness standard was evaluated with the assistance of a stereomicroscope. Results: The control (91,7%) and 2MP (92%) groups presented higher degree of conversion than GDMAP group (77,7%). The 2MP and GDMAP experimental groups showed the highest pH compared to control group. In contrast, experimental groups showed a high hydrolytic degradation. The thickness of the formed film was similar among all the tested groups (p=0,266). Regarding the dentin, control and GDMAP groups had statistically similar bond strength (27,0 and 24,1 MPa respectively) after 3 months storage. While 2MP group (13,7 MPa) showed lower results compared the other groups. The surface treatment employed was not capable to maintain or elevate bond strength to Y-TZP results after the aging period in water. All experimental groups showed low bond strength values and even early failures after 3 months, regardless the surface treatment or its abscence. Conclusion: the experimental groups 2MP and GDMAP presented promising results. However, chemical adhesion to Y-TZP still remains weak and instable.

L’objectif de cette thèse est le développement de composites dans le système alumine-zircone par une approche d’ingénierie des poudres permettant de façonner les caractéristiques microstructurales et compositionnelles, et, par conséquent, les propriétés des matériaux finaux. Les poudres composites ont été elaborée à travers la modification de la surface des poudres commerciales par un précurseur inorganique de les phases secondaires . Cette approche innovante assure un degré élevé du contrôle de la taille et de la distribution des grains de seconde phase sur la surface du matériau parent. Les poudres composites à base d’alumine contenant 10 vol% de zircone non-stabilisée et des poudres composites à base de zircone triphasique contenant 8 vol% d’alumine et 8 vol% de phase aluminate, ont été développées. Leur propriétés physiques, chimiques et mécaniques a été caractérisé. Dans le cas premier, les materials porous ont été développés à travers le technique gel-casting avec sphères de PE. Les mécanismes de ténacité de la zircone ont été étudiés, révélant aucun influence sur les propriété mécaniques. Les composites poreux présentent des valeurs de résistance à la rupture plus élevées, en comparant à des alumines pures, mais cet amélioration peut être raisonnablement dû à leur microstructure plus fine, celle-ci étant caractérisée par des grains et des pores plus petits. Dans le deuxième cas, a partir de la Ce-TZP, connue pour sa ténacité et sa stabilité importantes, un travail d’optimisation de la microstructure a été réalisé afin d’obtenir une résistance à la rupture maximale. Les matériaux présentés dans cette étude ont été développés afin de répondre au triple objectif de ténacité, résistance et stabilité. Deux composites très prometteurs, avec des résistances à la rupture élevées (environ 900 MPa) et ténacités élevées (environ 10Mpa√m), ont été réalisés. De plus, les composites étudiés ont montré de hautes capacités de transformation et pas de faible température de dégradation en atmosphère humide, dans les temps des applications médicales. Il a été démontré que les propriétés mécanique sont vivement affectées par le degré de stabilisation de la zircone. L’étude de la relation entre les propriétés finales et l’architecture de la composition/microstructure, au but d’obtenir les propriétés désirées, se révèle nécessaire. / The aim of this PhD study is the development of composites in the alumina-zirconia system through a powder engineering approach which allows tailoring the compositional and microstructural features, and, as a consequence, the properties of the final materials. The experimental activities refer to two different projects. The first, named MITOR project, was devoted to the elaboration and mechanical characterization of macro-porous Alumina-Zirconia composites. It dealt with the development of a new method for the elaboration of composite cellular ceramics and with the investigation of the role of zirconia and its toughening mechanisms in porous materials, thus filling a gap in the scientific literature. The latter, a European Project named Longlife, was dedicated to the preparation and characterization of zirconia (stabilized with ceria)-based composites for dental and spine implants. The major aim was to overcome the drawbacks proper of yttria-zirconia-based materials, concerning their stability in moisture atmosphere as well as their low toughness. Ceria-zirconia-based composites should benefit from phase transformation toughening still keeping high strength. In addition, they should not suffering of surface degradation in presence of water. So, materials characterized by high strength, high toughness with a perfect reliability and a lifetime longer than 60 years were investigated. Alumina-based composite powders containing 10 vol% of un-stabilized zirconia as well as tri-phasic zirconia-based composite powders containing 8 vol% of alumina and 8 vol% of an aluminate phase(Srontiuma nd Magnesium hexaxaluminate), were developed and characterized in terms of phase evolution and thermal behaviour. In addition, the adopted elaboration route allowed tailoring the ceria amount inside the zirconia grains: four different zirconia stabilization degree were thus investigated. Two very promising composites with high fracture strength, of about 900 MPa, and high crack resistance were found. Furthermore, the investigated composites showed high transformability and no low temperature degradation in moisture atmosphere in the time-scale of medical applications. It was shown that the deep knowledge of all the involved mechanisms (such as raw powders dispersion, pH suspension, powder thermal treatments) is crucial for achieving a full control of the powders features and, consequelntly, of the final microstructures.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study evaluated the effect of different surface treatments on the biaxial flexure strength and reliability of a ceramic Y-TZP by using Weibull analysis. In addition, the influence of these methods on the bond strength of a resin cement and ceramic Y-TZP were studied. The surface treatments analyzed were the following: air-borne particle abrasion with silica-coated aluminum oxide particles for 10 s with 10 mm distance (TBS); application of a ceramic overglaze on the surface and etching with 10% hydrofluoric acid gel (HF) for 1 min (GLZ1), 5 min (GLZ5), 10 min (GLZ10), and 15 min (GLZ15); and deposition of 5 nm thick SiO2 nanofilm by physical vapor deposition (PVD) (SNF). This last treatment was performed only to study the biaxial flexural strength. Regarding the biaxial flexural strength and reliability of the material, 210 discs (15mm × 1.2mm) of Y-TZP were made following the ISO 6872-1999 and then sintered according to the manufacturer`s instructions. The discs (n=30) were divided according to the different surface treatments applied (6 groups), apart from the control group which did not receive any treatment. Using the flexural strength data, a Weibull statistical analysis was performed to describe the reliability of the ceramic material. To evaluate the bond strength, 75 Y-TZP (In-Ceram YZ, Vita) blocks (5×5×4 mm) were assigned into five groups (n=15) according to the different surface treatments. Specimens of composite resin (diameter=3.25mm; height=3mm) were cemented to the Y-TZP blocks using resin cement (Relyx ARC). All the specimens were subjected to aging (10,000 thermal cycles and storage for 90 days), tested in shear, analyzed under a stereomicroscope and under a scanning electron microscope (SEM), and measured by phase transformation analysis (XRD). In relation to the biaxial flexure, the TBS group statistically presented the highest strength values, and the groups with glaze application followed by etching with hydrofluoric acid (GLZx) showed the lowest values, independent of the HF treatment time. However, no surface treatment negatively influenced the reliability of the material when compared with the control group with no surface treatment, according to the Weibull analysis results. With respect to adhesion, the TBS groups showed the highest bond strength values. It may be concluded that treatment with blasting (TBS group) confers the best bond strength to ceramics out of all the tested methods, without negatively influencing the strength of the material. / Este estudo avaliou o efeito de diferentes tratamentos de superfície na resistência à flexão biaxial e confiabilidade da cerâmica Y-TZP usando a análise de Weibull. Além disso, a influência desses métodos na resistência de união entre um cimento resinoso e a cerâmica Y-TZP foi estuda. Os tratamentos de superfície analisados foram: jateamento com partículas de óxido de alumínio revestidas por Sílica por 10 segundos e com 10 mm de distância (TBS); aplicação de glaze na superfície da cerâmica e condicionamento com ácido fluorídrico gel 10% (HF) por 1 min (GLZ1), 5 min (GLZ5), 10 min (GLZ10) e 15 min (GLZ15) e deposição de nanofilme de SiO2 com 5 nm de espessura através da deposição física de vapor (PVD) (SNF). Este último tratamento foi utilizado apenas no trabalho referente a resistência à flexão biaxial. Para a resistência à flexão biaxial e confiabilidade do material 210 discos (15mm x 1.2mm) de Y-TZP foram confeccionados seguindo a ISO 6872-1999 e sinterizados de acordo com instruções do fabricante. Os discos foram divididos (n=30) de acordo com o tratamento de superfície aplicado (6 grupos) além do grupo controle o qual não recebeu tratamento. Através dos dados de resistência à flexão, foi realizada também a análise estatística de Weibull, a qual é utilizada para descrever a confiabilidade de materiais cerâmicos. Para avaliar a resistência de união, 75 blocos de Y-TZP (In-Ceram YZ, Vita) (5×5×4 mm) foram divididos em cinco grupos (n=15) de acordo com o tratamento de superfície. Espécimes de resina composta (diâmetro=3.25mm; altura=3mm) foram cimentados nos blocos de Y-TZP usando um cimento resinoso (Relyx ARC). Todos os espécimes foram submetidos ao envelhecimento (10,000 ciclos e armazenamento por 90 dias), ao teste de cisalhamento, analisados no estereomicroscópio, no microscópio eletrônico de varredura (MEV) e submetidos a análise de transformação de fase (XRD). Com relação à flexão biaxial, pode-se notar que o grupo TBS apresentou o maior valor de resistência e os grupos com aplicação do glaze seguido de condicionamento com ácido fluorídrico mostraram os menores valores independente do tempo de condicionamento. Entretanto nenhum tratamento influenciou de maneira negativa a confiabilidade do material quando comparado com o grupo controle. Para os resultados de adesão, o grupo TBS obteve os maiores valores de resistência de união. É possível concluir que o tratamento com jateamento (grupo TBS) confere uma melhor resistência de união na cerâmica não influenciando de forma negativa na resistência flexural desse material.

Este estudo se propôs a analisar os efeitos das diferentes larguras temporais de pulso do laser de Er:YAG na rugosidade superficial, na perda de volume do material e na altura do degrau formado em uma Y-TZP (Yttrium-stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystal) pré-sinterizada. Foram utilizados 5 blocos de Y-TZP pré-sinterizados destinados ao uso CAD/CAM que foram seccionados, obtendo-se 63 espécimes padronizados. Em seguida, esses espécimes foram lixados com uma sequência decrescente de lixas para padronização da superfície. Os grupos experimentais foram compostos a partir de 1 fator de variação - o tratamento de superfície. Os espécimes foram irradiados com o laser de Er:YAG (Fidelis III Fotona, Eslovênia) - 2,94 ?m, 100 mJ, 15,87J/cm2, 10 Hz, 1W, 7 mm, 60% água/40% ar. Assim formaram-se 7 grupos experimentais (n=9): G1 (50 ?s); G2 (100 ?s); G3 (300 ?s); G4 (600 ?s); G5 (1000 ?s); G6 (Abrasão triboquímica com partículas de 30 ?m); G7 (Sem tratamento). Após os tratamentos de superfície, os espécimes foram sinterizados em forno específico, de acordo com as recomendações do fabricante. Foram capturadas imagens em Microscópio Confocal a Laser 3D de cada espécime e avaliadas por meio de um software. A análise dos grupos irradiados revelou um aumento da rugosidade nos grupos G1, G2, G3 e G4 quando comparados aos grupos G6 e G7. O grupo G5 apresentou superfície totalmente plana e desfavorável para retenção. No que se refere à perda de volume e formação de degrau, os grupos G1, G2 e G3 demonstraram grande perda de volume e grande altura de degrau formado, o que pode levar a uma desadaptação da peça protética. No grupo G4 foram observados valores de rugosidade satisfatórios com pouca perda de volume e pequena altura de degrau formado, semelhante ao que foi notado para a abrasão trioboquímica (G6), podendo ser indicada para tratamento de superfície de Y-TZP pré-sinterizada. A irradiação com o laser de Er:YAG promoveu um padrão morfológico com muitas irregularidades, característico de ablação para os grupos G1, G2, G3 e G4 e, para todos os protocolos utilizados, não foi observada a presença de trincas ou carbonização. Sugere-se que a largura temporal de 600 ?s (G4) seja a mais indicada como alternativa para tratamento de superfície, objetivando a criação de micro-retenções superficiais, com pouca perda de volume de material e que, ao mesmo tempo, não provoque danos à estrutura da cerâmica policristalina. / This study evaluated the effects of different Er:YAG laser pulse width protocols on surface roughness, loss of volume of the material and the step height formed of pre-sintered Yttrium-stabilized tetragonal Zirconia Polycrystal (Y-TZP) by three-dimensional profilometric assessment. Blocks of pre-sintered Y-TZP were cut providing 63 standard 5mm thick samples which were divided by surface treatment, as follows (n=9): G1 (50?s); G2 (100?s); G3 (300?s); G4 (600?s); G5 (1000?s); G6 (tribochemical silica coating); G7 (Untreated). Laser settings: The Er:YAG laser (Fidelis III; Fotona, Ljubljana, Slovenia) 100mJ, 15,87J/cm2, 10Hz, 1W, (60%) and air (40%) cooling. After treated or not, samples were sintered according to the manufacturer\'s recommendations. Roughness, volume loss and step and were analyzed by 3D profilometric assessment with confocal laser microscopy. Irradiated groups showed an increased roughness in the groups G1, G2, G3 and G4 when compared to G6 and G7 groups. The G5 group showed a completely flat and unfavorable surface for retention. The groups G1, G2 and G3 shown great loss of volume and the step height formed, which can lead to a gap on the crowns. In G4 were observed satisfactory roughness with little loss of volume and the step height formed similar to G6. Irrespective of laser protocol, any of the specimens showed presence of cracks and carbonization. It is suggested that the pulse width 600?s (G4) is the most suitable pulse width protocol as an alternative surface treatment, promoting micro-retention, with little loss of volume of material, comparable to gold standard treatment.

Objetivos: o presente estudo teve como objetivo determinar a aplicabilidade e eficácia adesiva de diferentes monômeros ácidos quando aplicados em formulações de cimentos resinosos autoadesivos experimentais sob o grau de conversão, propriedades físico-químicas e resistência de união à dentina e à zircônia tetragonal policristalina estabilizada por ítrea (Y-TZP), após um período de 3 meses de armazenamento em água. Material: dois tipos de cimentos do tipo pasta-pasta foram formulados contendo monômeros convencionais UDMA, HEMA, BISGMA, TEGDMA e monômeros ácidos 2MP e GDMAP como matriz orgânica. Um grupo contendo apenas monômeros convencionais foi formulado como grupo controle. Os componentes canforoquinona/EDMAB e peróxido de benzoíla/DHPT foram empregados como sistema de ativação dual. O sal sódico do ácido benzenosulfônico 98% (BAS) foi incorporado nos grupos experimentais. Partículas de carga foram incorporadas na proporção ±55% em peso final. Método: A técnica de espectroscopia no infravermelho (FT-IR) foi empregada para análise do grau de conversão (n=3) imediato e após 24 h. A avaliação do pH (n=3) foi feita através do emprego de um equipamento medidor de pH. Os corpos de provas foram imersos em água destilada e o pH foi analisado de forma imediata e após 5 min, 24 h e 48 h. Os testes de sorção e solubilidade (n=6) e espessura de película (n=5) seguiram as recomendações da ISO 4049. A análise de resistência de união (n=12) foi realizada em dentina e Y-TZP, através do teste de cisalhamento em área reduzida após um protocolo de envelhecimento em água destilada por 3 meses. No caso da Y-TZP, metade dos espécimes receberam um tratamento superficial cojet (30 ?m), associado a aplicação de um agente de união silano. O padrão de fratura foi analisado com o auxílio de um estereomicroscópio. Resultados: O grupo controle (91,7%) e o grupo formulado com 2MP (92%) apresentaram superiores valores de grau de conversão em relação ao grupo GDMAP (77,7%). O pH dos grupos experimentais 2MP e GDMAP se apresentou mais ácido após 48 h em comparação ao grupo controle. Em contrapartida, esses grupos experimentais apresentaram uma maior sorção e solubilidade em relação ao grupo controle. A espessura da película formada foi semelhante em todos os grupos testados (p=0,266). Em dentina o grupo controle (27,0 MPa) e GDMAP (24,1 MPa) não apresentaram diferença estatística após 3 meses de estocagem. O grupo 2MP (13,7 MPa) apresentou resultados inferiores aos demais grupos. O tratamento de superfície empregado não foi capaz de manter ou de elevar os valores de resistência de união à Y-TZP após o período de envelhecimento em água. Todos os grupos experimentais apresentaram falhas precoces ou baixos valores de resistência de união após 3 meses, independente da presença ou não do tratamento de superfície. Conclusão: os grupos experimentais 2MP e GDMAP apresentaram resultados promissores. Entretanto, a adesão dos CRAs experimentais testados em Y-TZP ainda se apresenta frágil e instável. / Objectives: the purpose of this study was to evaluate the applicability and adhesive efficiency of different acid monomers utilized in formulations of experimental self-adhesive resin cement under degree of conversion, physico-chemical properties and bond strength to dentin and Y-TZP after 3 months aging period. Materials: two paste-paste luting agents were formulated containing UDMA, HEMA, BISGMA, TEGDMA and acid adhesive monomers 2MP and GDMAP as organic matrix. The control group was formulated containing only conventional monomers. Camphoroquinone/EDMAB and benzoyl peroxide/DHPT were used as dual activation system. BAS salt was incorporated into the experimental groups. Filler particles were added in a proportion of ±55% final weight. Method: Infrared spectroscopy technique (FTIR) was employed for degree of conversion analysis (n=3) immediately and after 24 hours. The pH assessment (n=3) was made using a pH meter. All the specimens were immersed in distilled water and pH assessment was performed immediately and after 5 min, 24 h and 48 h. Tests for sorption and solubility (n=6) and thickness (n=6) were carried out according to ISO 4049 recommendations. Bond strength analysis (n=12) was performed in dentin and Y-TZP through microshear after an aging 3 months protocol in distilled water. Regarding Y-TZP, half of the specimens were submitted to a cojet surface treatment (30 ?m) in association to silane bonding agent application. Fracture toughness standard was evaluated with the assistance of a stereomicroscope. Results: The control (91,7%) and 2MP (92%) groups presented higher degree of conversion than GDMAP group (77,7%). The 2MP and GDMAP experimental groups showed the highest pH compared to control group. In contrast, experimental groups showed a high hydrolytic degradation. The thickness of the formed film was similar among all the tested groups (p=0,266). Regarding the dentin, control and GDMAP groups had statistically similar bond strength (27,0 and 24,1 MPa respectively) after 3 months storage. While 2MP group (13,7 MPa) showed lower results compared the other groups. The surface treatment employed was not capable to maintain or elevate bond strength to Y-TZP results after the aging period in water. All experimental groups showed low bond strength values and even early failures after 3 months, regardless the surface treatment or its abscence. Conclusion: the experimental groups 2MP and GDMAP presented promising results. However, chemical adhesion to Y-TZP still remains weak and instable.

O titânio é amplamente empregado em indústrias químicas, geração de energia, aeroespaciais e biomédicas, pois além de suas boas propriedades mecânicas e resistência à corrosão, apresenta também boa biocompatibilidade. Porém, quando usado, por exemplo, em turbinas a vapor é necessário aumentar ainda mais sua resistência à corrosão em altas temperaturas. Ou quando usado em odontologia a cor acinzentada do metal compromete as reabilitações orais. Sendo assim, torna-se interessante o recobrimento do titânio com uma camada cerâmica, sendo a 3YTZP (zircônia tetragonal policristalina) adequada a tal aplicação, pois além de apresentar resistência mecânica, boa resistência a ciclos térmicos, apresenta boa biocompatibilidade. Neste trabalho foi feito o estudo do recobrimento do titânio com 3YTZP utilizando a técnica da deposição eletroforética além de realizar a irradiação do filme cerâmico utilizando o laser contínuo Nd:YAG com a finalidade de sinterização. O pó de 3YTZP foi obtido pela rota de coprecipitação de óxidos em meio amoniacal e caracterizada por DRX e MEV-FEG. Os resultados de DRX do pó mostraram a presença das fases tetragonal e monoclínica, e pelas micrografias observa-se que as partículas têm estruturas alongadas em formas de bastonetes. Por meio da densificação dos corpos cerâmicos foi possível observar boa sinterabilidade do pó. Como substrato para EPD foram utilizadas chapas de titânio (15 mm x 15 mm) e foram caracterizadas por DRX, que confirmou apenas a presença da fase α do Ti, indicando assim que são de titânio comercialmente puro. As chapas foram atacadas quimicamente com ácido sulfúrico 50% em volume por 10s. A deposição eletroforética foi realizada com as suspensões de 75%vol.acetona:25%.vol.etanol a 30 V por 20, 45 e 60 segundos; 50%vol.acetona:50%vol.etanol a 20 V por 30, 45 e 60 segundos; 25%vol.acetilacetona:75%vol.etanol a 60 V por 20, 40 e 60 segundos e a 40 V por 20 segundos; e com acetilacetona pura a 60 V por 20, 40 e 60 segundos e a 40 V por 20 e 40 segundos. Por meio das microscopias ópticas dos filmes depositados pode-se observar que a melhor condição de deposição foi utilizando a suspensão de acetilacetona a 40 V por 20 segundos, gerando filmes homogêneos e sem trincas. Foram realizados cinco ensaios de irradiação com lazer a fim de alcançar uma condição ideal de sinterização. As condições fixas para todos os ensaios foram energia de 0,5 J, coeficiente de duração de pulso (Tp) de 10 ms e coeficiente de repetição de pulso de 10 Hz. No decorrer dos ensaios foi variada a fluência do laser e o número de incidência. As amostras irradiadas foram caracterizadas por microscopia óptica e eletrônica, DRX e Scratch, e verificou-se que a melhor condição de irradiação foi utilizando a fluência de 120 J/cm2 para o número de incidência do laser de igual a 27. / Titanium is widely used in chemical, power generatin, aerospace and biomedical industries because of you good mechanical properties, corrosion resistance and good biocompatibility. However, when is used, for example, in steam turbines is necessary increase the corrosion resistance at high temperature. Or when is used in dentistry, when the gray color compromisse the aesthetics rehab. In this case, it becomes interesting to coat the titanium with a ceramic layers, and 3YTZP (Yttria-stabilized tetragonal zirconia) is suitable for this application, because it has good mechanical properties, good resistance to thermal cycles and good biocompatibility. In this work it was studied the coating of titanium with 3YTZP using electrophoretic deposition technique in addition irradiation of films using the Nd:YAG continuous laser. The 3YTZP powder was obtained by hydroxide coprecipitation route in ammoniacal medium and characterized by XDR and SEM. The XDR results shower presence os monoclinic and tetragonal phases, and micrographs it can be observed the the particles agglomerates. These particles have elongated structure. Through the densification of the ceramic bodies it was possible to observe good sinterability of the powder. Was used as the substrate to EPD titanium plates (dimension 15 mm x 15 mm), and was characterized by XRD, that show presence of α-fase, thus indicating that they are commercially pure titanium. The plates were chemically etched with 50% vol. Sulfuric acid for 10 s. Electrophoretic deposition was performed with suspensions of 75%vol.acetone: 25%.vol.ethanol at 30 V for 20, 45 e 60 seconds; 50%vol.acetone:50%vol.ethanol at 20 V for 30, 45 e 60 seconds; 25%vol.acetylacetone:75%vol.ethanol at 60 V for 20, 40 e 60 seconds and at 40 V for 20 seconds; and with pure acetylacetone at 60 V for 20, 40 e 60 seconds and at 40 V for 20 e 40 seconds. From observation in an optical microscope of the deposited films, we concluded that the best deposition condition was the acetylacetone suspension at 40 V for 20 seconds, being homogeneous films and free of cracks. Five laser irradiation tests were performed in order to achieve an optimum sintering condition. The fixed conditions for all the tests were energy of 0.5 J, pulse duration coefficient (Tp) of 10 ms and pulse repetition coefficient of 10 Hz. In the course of the tests, the laser fluency and the laser incidence number were varied. The irradiated samples were characterized by optical and electron microscopy, XRD and Scratch, and it was found that the best irradiation condition was using fluency of 120 J/cm2 and laser incidence number of 27.