Novel bilayered zirconia systems using recycled 3Y-TZP for dental applications

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Benalcazar-Jalkh, Ernesto B. ; Campos, Tiago M. B. ; dos Santos, Claudinei ; Alves, Larissa M. M. ; Carvalho, Laura F. ; Bergamo, Edmara T. P. ; Tebcherani, Sergio M. ; Witek, Lukasz ; Coelho, Paulo G. ; Thim, Gilmar P. ; Yamaguchi, Satoshi ; Sousa, Edisa O. ; Marcolino, Giovana A. ; Bonfante, Estevam A.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Dental Materials; v. 41, n. 4, p. 12-pg., 2025-02-28.

Resumo

Objective To synthesize bilayer zirconia systems based on commercial or recycled 3Y-TZP obtained from non-milled remnants and to compare their optical and mechanical properties before and after aging. Methods Bilayer zirconia samples were fabricated using either recycled 3Y-TZP (3Y-R/4Y and 3Y-R/5Y) or commercial powders (3Y/4Y and 3Y/5Y). Microstructure and phase composition were analyzed using ScanningElectronMicroscopy (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD). Optical and mechanical properties were assessed via reflectance and biaxial flexural strength tests (BFS), followed by fractographic analysis. Optical properties and BFS data were analyzed using two-way ANOVA and Tukey test, and Weibull statistics, respectively. Results Recycled powder exhibited particle sizes < 2.07 mu m. SEM micrographs depicted dense surfaces with largest grains in the 5Y, followed by recycled-3Y, 4Y, and commercial-3Y. XRD analysis revealed tetragonal peaks in commercial and recycled 3Y-TZPs, and tetragonal and cubic phases in the 4Y and 5Y surfaces. Aging induced significant phase transformation in 4Y (similar to 40 %), commercial- (58 %) and recycled-3Y (53 %), with no effect in 5Y surfaces. Commercial bilayers exhibited higher translucency and strength (similar to 1130 MPa) compared to recycled bilayers (similar to 935 MPa), with no significant differences within commercial, nor within recycled groups. Aging decreased contrast ratio for recycled groups and increased the strength of all groups. While all groups presented high reliability up to 500MPa, commercial bilayers outperformed recycled systems at 800-MPa. Significance The synthesis of bilayered systems using recycled-3Y was successful, resulting in high reliability in missions up to 500MPa. Bilayers based on commercial powder demonstrated superior translucency, strength, and reliability at 800MPa compared to their recycled counterparts. (AU)

• Processo FAPESP: 21/07440-2 - Infiltração graduada por vidro em uma zircônia ultra translúcida (5Y-PSZ): síntese, processamento e caracterização das propriedades físicas e mecânicas
• Beneficiário: Larissa Marcia Martins Alves
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/05495-7 - EMU concedido no processo 21/06730-7: ElectroPuls E3000 All-Electric Dynamic Test Instrument, INSTRON
• Beneficiário: Estevam Augusto Bonfante
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 21/06730-7 - Rumo à zircônia sustentável reciclada a partir do descarte de usinagem e melhorada por infiltração graduada e ao desenvolvimento de blocos de zircônia multicamada resistentes, graduados, e não suscetíveis ao envelhecimento
• Beneficiário: Estevam Augusto Bonfante
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2
• Processo FAPESP: 22/07733-2 - Caracterização física e mecânica de um sistema de zircônia bicamada: influência do envelhecimento hidrotérmico
• Beneficiário: Edisa de Oliveira Sousa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 23/07289-8 - Influência da degradação em baixa temperatura na resistência ao desgaste de uma zircônia translúcida reciclada
• Beneficiário: Larissa Marcia Martins Alves
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/07157-1 - Caracterização física e mecânica de um sistema multicamadas utilizando zircônia reciclada
• Beneficiário: Ernesto Byron Benalcazar Jalkh
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/08693-1 - Compósitos experimentais à base de alumina e zircônia infiltrados por vidro: caracterização microestrutural e das propriedades ópticas e mecânicas.
• Beneficiário: Edmara Tatiely Pedroso Bergamo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 20/12874-9 - Infiltração gradada por vidro em um compósito experimental à base de whiskers de alumina e zircônia: desenvolvimento, caracterização microestrutural e das propriedades ópticas e mecânicas
• Beneficiário: Tiago Moreira Bastos Campos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/05496-3 - EMU concedido no processo 21/06730-7: Macrodurômetro VH1150 - Buehler
• Beneficiário: Estevam Augusto Bonfante
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários