Mechanical analysis of endodontic post

Orientador: Carlos José SoaresTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de PiracicabaResumo: Este estudo avaliou os aspectos mecânicos de retentores intra-radiculares pré-fabricados reforçados com fibra, de forma progressiva por meio de etapas distintas e seqüenciais, divididas em três experimentos. No Capítulo 1, foram avaliados parâmetros como: efeito da conicidade do pino, distância entre os suportes, e propriedades dos pinos na flexão e tensão máxima pelo método de elementos finitos na realização de ensaios de flexão de 3 pontos. Foi gerado modelo tri-dimensional de pino de fibra de vidro (RelyX post, 3M-Espe), variando posições dos suportes inferiores e inclinação do pino. Empregou-se propriedades elásticas, características ortotrópicas e isotrópicas. A inclinação dos pinos cônicos para nivelá-los nos suportes teve pouco efeito nas tensões. A flexão aumentou quando 50% da porção carregada do pino envolveu conicidade. Quando o posicionamento do pino envolveu 20% da porção cônica, os valores de flexão foram similares ao modelo de referência, que é o pino cilíndrico, sem inclinação. Propriedades ortotrópicas resultaram em aumento da flexão comparado ao pino isotrópico. No Capítulo 2, propriedades mecânicas de diferentes sistemas de pinos pré-fabricados foram avaliadas por ensaio experimental de flexão de três pontos, assim como análise da correlação entre propriedades mecânicas e características estruturais visualizadas por microscopia eletrônica de varredura associado à software de processamento de imagens. Os resultados demonstraram que as características estruturais afetaram significativamente as propriedades mecânicas dos pinos. Resistência à flexão está diretamente correlacionada com a razão fibra/matriz de resina, enquanto módulo de flexão está inversamente relacionado ao número de fibras/mm2. No Capítulo 3, foi avaliada resistência de união de pino de fibra ao núcleo de preenchimento de resina composta por meio do teste de push-out, variando o tipo de agente silano: três silanos pré-hidrolizados e um sistema de silano de dois componentes; e a temperatura de secagem com ar após aplicação do silano: 23°C e 60°C. Empregou-se ainda grupo controle negativo, no qual nenhum tratamento do pino foi realizado. A aplicação de silano pré-hidrolizado e secagem com ar quente (60°C) dos pinos não influenciou a resistência de união. O agente silano de dois componentes com temperatura de secagem de 23°C apresentou os maiores valores de resistência de união. Desta forma, dentro das limitações dos três experimentos, conclui-se que teste de flexão de três pontos empregado para avaliação de pinos pré-fabricados é válido quando limita a área de ensaio à porção cilíndrica dos pinos; as características estruturais dos pinos têm correlação com as propriedades mecânicas dos mesmos; e a aplicação de ar quente sobre as superfícies de pinos silanizados não tem efeito significativo na resistência de união entre pinos de fibra e preenchimento com resina compostaAbstract: The fiber-reinforcement composite (FRC) posts introduced the new concept of restorative system, in which the various components of the reconstruction: post, cement, filling material and dentin have now become a complex mechanically homogeneous. The knowledge of the structure, composition and physical properties of these fiber posts systems is important in order to minimize the failures and the unsuccessfully clinical. Thus, the present study was conducted to analyze sequentially the biomechanical parameters of FRC posts through different stages divided into three experiments. In Chapter 1, the effect of taper, specimen supports and the properties on flexure and stress response during three-point bending were analyzed using finite element analysis. Three-dimensional non-linear finite element model of a fiber-reinforced composite post was created. Different support positions were evaluated during a simulated three-point bending test. The applied properties were elastic and orthotropic. Tilting the tapered posts to level those in the test setup had little effect on the outcome. Flexure increased when 50% of the bent portion involved taper. If 20% of the bent post involved taper, the flexure values were close to control group. The orthotropic properties also resulted in increased flexure compared to an isotropic post. Maximum stresses were only a little higher when 50% of the bend structure involved taper, while the orthotropic properties had little effect. In Chapter 2, the mechanical properties of different FRC posts were assessed with three-point bending test and evaluated the correlation between mechanical properties and structural characteristics by scanning electron microscopy (SEM) associated with an software of image processing. Then, the structural characteristics significantly affect the mechanical properties of fiber posts. The flexural strength is directly correlated with fiber/matrix ratio, whereas the flexural modulus is inversely correlated with number of fibers per mm2 of post. In the Chapter 3, was evaluate the effect of three prehydrolyzed silanes and one two-bottle coupling agent and two air-drying temperature (23°C and 60°C) on the bond strength between glass fiber posts and composite resin core using micropush-out testing. Additionally, it was tested a control group, which no treatment of fiber post were realized. The results showed that drying with warm air and post silanization with pre-hydrolized silanes had no significant effect on push-out bond strength between glass fiber post and composite resin core. For 23°C air-drying groups, the bond strength with two-bottle coupling agent was higher than the other groups. Then, based on the findings of this study, and within the limitation of this investigation, could be concluded that the regardless of leveling, the flexural stress determination with tapered fiber-reinforced posts in the three-point bending test was valid as long as the tapered portion was limited. Additionally, the mechanical properties have correlation with structural characteristics of FRC posts. Finally, the warm air-drying in silanizated post surface had not significant effect on bond strength between fiber post and composite resin coreDoutoradoMateriais DentariosDoutor em Materiais Dentário