Testing the Strength of thin Feather - Edge Monolithic Multilayered Zirconia Crowns : A Pilot Study with a Novel Acoustic Test Zirconia Crowns : A Pilot Study with a Novel Acoustic Test = Tester la Résistance des Couronnes Zircones Monolithiques Multicouches avec des Limites en Plume Fines : Étude Pilote avec un Nouveau Test Acoustic

Saab , Estelle; Haddad , Camille; Abboud , Maher; Assistant , Maha Paou; Zoghbi , Amine

doi:10.70174/iajd.v15i2.1028

Article Details

Testing the Strength of thin Feather - Edge Monolithic Multilayered Zirconia Crowns : A Pilot Study with a Novel Acoustic Test Zirconia Crowns : A Pilot Study with a Novel Acoustic Test = Tester la Résistance des Couronnes Zircones Monolithiques Multicouches avec des Limites en Plume Fines : Étude Pilote avec un Nouveau Test Acoustic

Authors:

Saab , Estelle | Haddad , Camille | Abboud , Maher | Assistant , Maha Paou | Zoghbi , Amine

Publisher:

Society of Arab Dental Faculties

Main Topics:

Medicine

Journal:

International Arab Journal of Dentistry 2024 Vol.15 Issue 2, pp.5-14

Document Type:

Article

Publication Date:

11/2024

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

270865

Frequency:

Tri-Annual

pISSN:

22180885

DOI:

10.70174/iajd.v15i2.1028

Descriptors:

Keywords:

Abstract:

 Intoduction: Limited research has explored the mechanical characteristics of recently introduced multilayered monolithic zirconia (MZC) crowns with feather-edge margins design. Moreover, most of the conventional techniques for evaluating the mechanical behavior of brittle dental ceramics rely on destructive tests, making it impossible to precisely evaluate real strength values due to premature crack initiation detection failure. Objectives: The main objective of the study was to assess the load capacity of translucent multilayered monolithic zirconia crowns with feather-edge margin thicknesses of 0.4 mm and 0.5 mm. Additionally, the research introduced a novel non-destructive acoustic emission testing (AET) technique in the laboratory to identify early cracks in dental ceramics. Methods: Forty multilayered zirconia crowns produced using computer-aided design and computer-aided manufacturing (CAD/CAM) technology were evenly divided into two groups, each with distinct feather-edge margin thicknesses: 0.5 mm (group 1) and 0.4 mm (group 2). These crowns were securely cemented onto customized polymethyl methacrylate (PMMA) dies using a universal restorative glass ionomer. Subsequently, the crowns underwent a compressive axial loading test, controlled by an innovative AET crack detection system rooted in the principles of non-destructive laboratory testing. Fractographic analysis was conducted to determine the location of crack or eventual fracture. Results: The proportion of MZCs with a crack was statistically higher than the proportion with a fracture in the whole sample (p<0.001). In addition, the results showed that the crowns in group 1 exhibited higher loading values than those in group 2. The mean loading capacity in group was 911.2 N ± 614.7 N. Two locations of crack and fracture were registered: occlusal and marginal. No statistical association was observed between the two groups for the location of cracks or fractures. Conclusions: The feather-edge crowns with a 0.5 mm margin thickness had a higher loading capacity than those with a 0.4 mm. However, the latter supports loads that exceed occlusal force in the oral cavity suggesting that 0.4 mm feathered edge MZCs may be a valid and less invasive alternative to thicker margins. The novel load-to-fracture AET setup proved effective in detecting early crack initiation, suggesting it as a promising method for assessing the mechanical properties of brittle materials prior to failure, potentially impacting the field of dentistry.However more advanced research is needed to enhance the accuracy of the proposed technique. Clinical implications: The examined MZC demonstrates the ability to withstand occlusal forces in a patient’s mouth, offering clinical practitioners the option of embracing minimally invasive dentistry through the use of 0.4 mm feather-edge MZC in their treatment options. Furthermore, the positive results from the innovative acoustic emission testing technique, facilitating early crack detection, indicate a promising future for studying the behavior of brittle materials in dental laboratory testing.

 Introduction: Peu de recherches ont exploré les caractéristiques mécaniques des couronnes en zircone monolithique multicouche (CZM) récemment introduites avec un design de limites cervicales en forme de plume. De plus, la plupart des techniques conventionnelles d’évaluation du comportement mécanique des céramiques dentaires cassantes reposent sur des tests destructifs, rendant impossible l’évaluation précise des valeurs réelles de résistance en raison de l’incapacite de la détection prématurée des fissures. Objectifs: L’objectif principal de l’étude était d’évaluer la resistance des couronnes en zircone monolithique multicouche translucide avec des épaisseurs de limites en forme de plume de 0,4 mm et 0,5 mm. De plus, la recherche a introduit une nouvelle technique novatrice de test d’émission acoustique (TEA) non destructive au laboratoire pour identifier les premières fissures dans les céramiques dentaires. Méthodes: Quarante couronnes en zircone multicouche produites à l’aide de la technologie de conception et de fabrication assistées par ordinateur (CAO/FAO) ont été réparties uniformément en deux groupes, chacun avec des épaisseurs de limite en forme de plume distinctes : 0,5 mm (groupe 1) et 0,4 mm (groupe 2). Ces couronnes ont été solidement cimentées sur des dies en polyméthacrylate de méthyle (PMMA) à l’aide d’un ciment a verre ionomère universel . Par la suite, les couronnes ont subi un test de charge axiale compressive, contrôlé par un système innovant de détection des fissures (TEA) basé sur les principes des tests de laboratoire non destructifs. Une analyse fractographique a été réalisée pour déterminer l’emplacement de la fissure ou éventuelle fracture. Résultat: La proportion de CZM avec une fissure était statistiquement plus élevée que la proportion avec une fracture dans l’ensemble de l’échantillon (p<0,001). De plus, les résultats ont montré que les couronnes du groupe 1 présentaient des valeurs de charge plus élevées que celles du groupe 2. La capacité de charge moyenne dans le groupe 2 était de 911,2 N ± 614,7 N. Deux emplacements de fissure et de fracture ont été enregistrés : occlusal et marginal. Aucune association statistique n’a été observée entre les deux groupes pour l’emplacement des fissures ou des fractures. Conclusions: Les couronnes ZM avec des limites cervicales en forme de plume avec une épaisseur de limite cervicale de 0,5 mm présentaient une capacité de charge plus élevée que celles avec une épaisseur de 0,4 mm. Cependant, ces dernières supportent des charges dépassant la force occlusale dans la cavité buccale, suggérant que les CZM en forme de plume de 0,4 mm pourraient constituer une alternative valide et moins invasive aux limites plus épaisses. Le nouveau dispositif de test TEA de charge à la rupture s’est révélé efficace pour détecter les premières fissures, suggérant qu’il pourrait être une méthode prometteuse pour évaluer les propriétés mécaniques des matériaux cassants avant leur défaillance, potentiellement impactant le domaine de la dentisterie. Cependant, des recherches plus avancées sont nécessaires pour améliorer la précision de la technique proposée. Implications cliniques: La CZM examinée démontre la capacité de résister aux forces occlusales , offrant aux praticiens cliniques la possibilité d’adopter une dentisterie invasive minimale grâce à l’utilisation de CZM en forme de plume de 0,4 mm dans leurs options de traitement. De plus, les résultats positifs de la nouvelle technique d’émission acoustique, facilitant la détection précoce des fissures, indiquent un avenir prometteur pour l’étude du comportement des matériaux cassants dans les tests de laboratoire dentaire.

Article Details

Authors:

Saab , Estelle | Haddad , Camille | Abboud , Maher | Assistant , Maha Paou | Zoghbi , Amine

Publisher:

Society of Arab Dental Faculties

Main Topics:

Medicine

Journal:

International Arab Journal of Dentistry 2024 Vol.15 Issue 2, pp.5-14

Document Type:

Article

Publication Date:

11/2024

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

270865

Frequency:

Tri-Annual

pISSN:

22180885

DOI:

10.70174/iajd.v15i2.1028

Descriptors:

DENTISTRY

MOUTH DISEASES

DENTAL DISEASES

DENTAL MATERIALS

Zirconia

Multilayered

Feather edge

Load bearing

Acoustic emission testing

Zircone

Multicouche

Limite en forme de plume

Capacité de charge

Test d’émission acoustique

Issues

Article Details

Authors: Saab , Estelle | Haddad , Camille | Abboud , Maher | Assistant , Maha Paou | Zoghbi , Amine

Publisher: Society of Arab Dental Faculties

Main Topics: Medicine

Journal: International Arab Journal of Dentistry 2024 Vol.15 Issue 2, pp.5-14

Document Type: Article

Publication Date: 11/2024

Document Language: English

Document ID (Org No.): 270865

Frequency: Tri-Annual

pISSN: 22180885

DOI: 10.70174/iajd.v15i2.1028

Descriptors:

Issues

Authors:

Saab , Estelle | Haddad , Camille | Abboud , Maher | Assistant , Maha Paou | Zoghbi , Amine

Publisher:

Society of Arab Dental Faculties

Main Topics:

Medicine

Journal:

International Arab Journal of Dentistry 2024 Vol.15 Issue 2, pp.5-14

Document Type:

Article

Publication Date:

11/2024

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

270865

Frequency:

Tri-Annual

pISSN:

22180885

DOI:

10.70174/iajd.v15i2.1028