Naslov (eng)

ǂThe ǂprocessing, properties and application of dental inserts based on calcium phosphates and zirconia : doctoral dissertation

Autor

Ayoub, Giuma Khalifa Giuma, 1975-

Doprinosi

Ležaja-Zebić, Maja, 1984-
Janaćković, Đorđe, 1964-
Veljović, Đorđe, 1977-
Miletić, Vesna, 1975-
Petrović, Rada, 1965-

Opis (srp)

The objective of the study was to process nano-structured hydroxyapatite/yttriumstabilized zirconia bioceramic and to investigate the possibilities of its application asdentin replacement in the form of dental inserts. The processing conditions were variedin order to optimize phase composition, microstructure, fracture toughness, hardness, andshear bond strength (SBS) between the obtained inserts and restorative materials,following either the "total-etch" or „self-etch“ clinical protocol. Composite nano-powder,obtained by mixing and homogenization of 80 wt% of stoichiometric hydroxyapatite(HAp) synthesized by modified precipitation method and 20 wt% of yttrium-stabilizedZrO2 (YSZ) synthesized by plasma method, was isostatically pressed into cylinder-shaped green bodies. After dilatometric analysis, HAp/YSZ inserts were sintered in thetemperature range from 1200 °C to 1300 °C. Hardness and fracture toughness of sinteredinserts were ranged between 3.90 ± 0.20 – 3.95 ± 0.12 GPa and 1.82 ± 0.04 – 1.88 ± 0.03MPam1/2, respectively. Microstructural analysis of biphasic stoichiometrichydroxyapatite/tetragonal phase of zirconia (HAp/t-ZrO2) inserts indicated two potentialfracture mechanisms for fracture toughness increasing. Sintering temperature anddifferent clinical protocols affected SBS between processed inserts and commercialdental restorative materials. Maximum SBS values of 10.50 ± 4.94 MPa (mean±standarddeviation) were reached in inserts sintered at 1300 °C, following the „self-etch“ protocolof adhesive application. It could be concluded that resin-based composites could bestrongly bonded to HAp/YSZ inserts, preferably with a „self-etch“ adhesive application.In addition, the values of fracture toughness and hardness of the obtained inserts indicatedthe possibility of their use as dentin substitutes, which could be a good prerequisite forsatisfactory mechanics of restored teeth. One of the aims was also to analyzecomparatively physico-chemical and mechanical properties of dental inserts and SBSbetween dissimilar hydroxyapatite-based dental inserts and different restorativematerials, after application of different clinical protocols. Besides HAp/YSZ inserts,monophasic two-step sintered dense HAp (TSSHAp) and biphasic single-step sinteredVIIcontrolled porous (HAp/tricalcium phosphate, TCp) inserts were processed and used inanalysis. TSSHAp and HAp/TCp inserts showed comparable and relatively high SBSvalues, certainly higher compared to HAp/YSZ inserts. Slightly higher SBS values weremeasured in the case of TSSHAp insert group, and the highest mean SBS value of 18.51MPa was determined between TSSHAp inserts and Filtek Z250_SBU following the „self-etch“ protocol. Mechanical properties of the three insert types were similar or higher thanenamel (hardness) and similar to dentin (fracture toughness) despite differences in insertprocessing methods. SBS values to HAp-based inserts and various restorative materialsvaried largely but were found relatable to dentin bonding. Adhesive bonding followingeither "total-etch" or „self-etch“ protocol is promising to all three types of HAp-basedinserts

Opis (srp)

Technical engineering - Materials engineering / Tehnološko inženjerstvo - Inženjerstvo materijala Datum odbrane: 23.09.2022.

Opis (eng)

Cilj ovog istraživanja bio je procesiranje nanostrukturnog hidroksiapatita/itrijumomstabilisanog cirkonijum-dioksida i ispitivanje mogućnosti njihove primene u formidentalnih inserata kao zamene za dentin. Uslovi procesiranja su varirani sa ciljemoptimizacije faznog sastava, mikrostrukture, žilavosti, tvrdoće i jačine veze na smicanje,između dobijenih inserata i restaurativnih materijala prateći protokol totalnog nagrizanjaili samonagrizajući protokol. Kompozitni nanoprah dobijen mešanjem ihomogenizacijom 80 % stehiometrijskog hidroksiapatita (HAp), sintetisanogmodifikovanom metodom precipitacije i 20 % itrijumom stabilisanog CrO2 (YSZ),sintetisanog plazma metodom, je izostatski presovan u cilindrični polazni kompakt.Nakon dilatometrijske analize, HAp/YSZ inserti su sinterovani u temperaturnom opseguod 1200 °C do 1300 °C. Tvrdoća je bila u opsegu 3,90 ± 0,20 – 3,95 ± 0,12 Gpa, a žilavostloma u opsegu 1,82 ± 0,04 – 1,88 ± 0,03 MPam1/2. Analiza mikrostruktre dvofaznogstehiometrijskog hidroksiapatita/tetragonalnog cirkonijum dioksida (HAp/t-ZrO2) jepokazala dva potencijalna mehanizma povećanja žilavosti. Temperatura sinterovanja irazličiti klinički protokoli su uticali na jačinu veze na smicanje između procesiranihinserata i komercijalnih restaurativnih materijala. Najveće vrednosti jačine veze nasmicanje od 10,50 ± 4,94 MPa su postignute kod inserata koji su sinterovani na 1300 °C,sledeći samonagrizajući protokol primene adheziva. Može se zaključiti da se kompozitina bazi smole mogu snažno vezati za HAp/YSZ inserte, prevenstveno primenjujućisamonagrizajući protokol. Dodatno, vrednosti žilavosti i tvrdoće dobijenih inserataukazali su na potencijal njihove primene kao supstituenata dentina, što je dobar uslov zazadovoljavajuća mehanička svojstva restauiranih zuba. Jedan od ciljeva je takođe bilakomparativna analiza fizičko-hemijskih i mehaničkih osobina dentalnih inserata i jačineveze na smicanje između različitih dentalnih inserata na bazi hidroksiapatita i različitihrestaurativnih materijala, nakon primene različitih kliničkih protokola. Pored HAp/YSZinserata, monofazni, dvostepeno sinterovani gusti HAp (TSSHAp) i dvofaznijednostepeno sinterovani HAp sa kontrolisanom poroznošću (HAp/tricalcium phosphate,IXTCp) su procesirani i analizirani takođe. TSSHAp i HAp/TCp inserti su pokazaliuporedive i relativno velike vrednosti jačine veze na smicanje, više u odnosu naHAp/YSZ inserte. Malo veće vrednosti jačine veze na smicanje su određene kod TSSHApinserata, a najviša srednja vrednost jačine veze na smicanje, koja je iznosila 18,51 MPaje određena između TSSHAp inserata i Filtek Z250_SBU nakon protokolasamonagrizanja. Mehanička svojstva tri tipa inserata su bila slična ili veća u odnosu nagleđ (tvrdoću) i slična dentinu (žilavost) uprkos razlikama u metodama procesiranjainserata. Vrednosti jačine veze na smicanje inserata na bazi HAp-a i različitihrestaurativnih materijala su veoma varirale, ali su se pokazale uporedive sa vezom sadentinom. Adhezivno vezivanje dobijeno protokolom totalnog nagrizanja ilisamonagrizajućim portokolom je obećavajuće kod sva tri tipa inserata na bazi HAp-a

Jezik

srpski

Datum

2021

Licenca

© All rights reserved

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Neorganska hemijska tehnologija

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Stomatološki materijali

hydroxyapatite, yttrium stabilized zirconia bioceramic, shear bond strength inserts, composites, adhesives, mechanical properties

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Neorganska hemijska tehnologija

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Stomatološki materijali

hidroksiapatit, itrijumom stabilisani cirkonijum-dioksid, jačina veze na smicanje, kompoziti, adhezivi, mehanička svojstva