Effects of different surface treatments on bond strength and surface characteristics of zirconia ceramics

A zircônia constitui uma cerâmica de ampla utilização na Odontologia moderna devido a suas características de biocompatibilidade, alta resistência flexural, tenacidade à fratura e boa estética. Porém, a dificuldade de condicionamento, devido ao seu alto conteúdo cristalino, configura desvantagem. Diversos protocolos e materiais foram testados em busca de adesão confiável. O objetivo desse estudo foi avaliar e comparar os efeitos do tratamento de superfície da zircônia estabilizada por ítrio na fase tetragonal (Y-TZP) com ácido fluorídrico a 9% sob elevada temperatura nas características superficiais da mesma e na resistência à adesão após uso de cimento resinoso, comparados aos tratamentos com jateamento de óxido de alumínio e silicatização. Para isso, foram confeccionados 40 corpos de prova quadrados de zircônia Y-TZP, os quais foram divididos em quatro grupos: ZECS, que recebeu umcondicionamento com ácido fluorídrico 9% sob temperatura elevada; ROC, em que foi realizado o processo de silicatização; OxAl, que foi jateado com partículas de óxido de alumínio 110 µm e CONT, no qual nenhum tratamento foi realizado. Após a sinterização desses corpos de prova, foram realizadas leituras no microscópio confocal de varredura a laser para verificação da rugosidade e topografia de superfície iniciais e também foi determinada a microdureza Vickers inicial. Então esses corpos de prova foram submetidos ao tratamento de superfície determinado para cada grupo e novas leituras de microdureza, rugosidade e topografia de superfície foram realizadas. A partir dessa fase, foram cimentados dois cilindros de zircônia sobre cada corpo de prova e, através de um teste de cisalhamento em máquina Universal de Ensaios, foi determinada a resistência adesiva do conjunto zircônia/cimento/zircônia. Por fim, com auxílio de lupa estereoscópica, os índices de remanescente adesivos foram determinados. Apenas o condicionamento ácido provocou redução significativa na rugosidade superficial. Os demais grupos não alteraramsignificativamente a rugosidade. A análise da topografia superficial corrobora esse resultado. A superfície após o ataque ácido apresentou aspecto dissolvido, enquanto, nos grupos silicatização e jateamento, foram observadas áreas de deformação plástica mais ampla. Os tratamentos de superfície não afetaram a microdureza da zircônia. A resistência adesiva foi significativamente maior nos grupos com tratamento de superfície (grupo ZECS, ROC, OxAl), sem diferença significativa. Houve associação significativa entre o Índice de Remanescente Adesivo (IRA) e o tratamento de superfície. No grupo ZECS, houve predomínio do IRA=0 e IRA=1; no grupo ROC, a maior frequência foi de IRA= 2 e 3; no grupo OxAl, o índice 2 prevaleceu; por fim, no grupo CONT, a maior ocorrência foram dos índices 1 e 2. O estudo sugere que o tratamento com ácido fluorídrico 9% sob elevada temperatura apresenta resultados promissores, com valores de resistência adesiva similares à silicatização e jateamento, considerados pela literatura como padrão-ouro. Porém, suas taxas de sucesso em longo prazo e aplicações clínicas devem ser avaliadas futuramente.Zirconia ceramics are widely used in dentistry due to its excellence in esthetics, biocompatibility, and mechanical properties. However, the densely packed structure of zirconia crystals makes it difficult to ensure an efficient and durable chemical and mechanical bond to cementation systems. In order to enhance the bond strength, several methods and materials have been tested. The aim of this in vitro study was to assess the effects of a hydrofluoridric acid etching at an elevated temperature on yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal (Y-TZP) ceramics in terms of bond strength and surface characteristcs and compare these results according to different surface treatment: tribochemical silica coating and alumina-particle air abrasion. Forty zirconia specimens were prepared and divided into four groups: 10 samples were hot-etched with 9% hidrofluoridric acid (group ZECS), 10 samples were treated with tribochemical silica coating (group ROC), 10 samples were air-borne particle abraded with aluminum dioxide particles (group OxAl), 10 samples were not conditioned as control (group CONT). The surface roughness and surface Vickers hardness analyses were performed before and after the respective surface treatments. Zirconia ceramic cylinders were bonded to the flat zirconia ceramic surfaces and then submitted to shear bond strength tests. Subsequently, the adhesive remnant index (ARI) was measured. Data were submitted to statistical analysis. After the hot-etching, there zirconia showed a lower surface roughness, whereas the tribochemical silica coating and alumina-particle air abrasion didn\'t change the surface roughness significantly. Topography chances of the Y-TZP surface were noted on all groups. The etched zircon showed smooth surfaces, while tribochemical silica coating and alumina-particle air abrasion created broader plastically deformed areas. The Vickers hardness was similar among the four groups before and after the surface treatment. The SBS were higher on the groups that received a surface treatment. No significant difference was reported between these groups. A correlation was found between ARI scores and the surface treatment. The group ZECS exhibited a higher frequency of ARI= 0 and ARI=1; group ROC had a prevalence of ARI=2 and ARI=3; group OxAl presented a higher frequency of ARI=2, whereas ARI= 1 and ARI=2 was detected in CONT group. Hot acid pre-treatment had shear bond strength similar to tribochemical silica coating and alumina-particle air abrasion, so it could be an alternative surface treatment. However, its long term success rate and clinical application should be further evaluated