Flexural strength of polyether ether ketone high-performance polyether in comparison with base metal alloy and zirconia ceramic

Barjini, Negar; Katebi, Talayeh; Bahadoran, Rohham; Youssefi, Navid

Optimal flexural strength is a critical prerequisite for prosthetic frameworks. This study aimed to assess the flexural strength of polyether ether ketone (PEEK) polymer compared to a base metal alloy and high-strength Zirconia ceramic commonly used in prosthodontic treatments.

Materials and Methods:

In this in vitro, experimental study, 10 bar-shaped samples measuring 18×5×2mm were fabricated of each the PEEK polymer, nickel-chromium base metal alloy and zirconia ceramic. Half of the samples in each group were subjected to 5000 thermal cycles between 5°C - 55°C with 20 seconds of dwell time and 20 seconds of transfer time to simulate oral conditions. All samples then underwent three-point bending test. Two-way ANOVA followed by Tukey’s test were applied to compare the mean flexural strength of the groups with and without thermocycling at 0.05 level of significance.

Results:

The flexural strength of base metal alloy, Zirconia and PEEK was 1387.70±45.50 MPa, 895.13±13.99 MPa and 192.10±5.37 MPa, respectively. The difference was significant among the groups (p<0.001). Thermocycling had no significant effect on the flexural strength of samples in any group (p=0.306).

Conclusion:

PEEK high-performance polymer had a lower flexural strength than base metal alloy and Zirconia ceramic, and its flexural strength was not affected by thermocycling. PEEK seems to be able to resist masticatory forces in the oral cavity pending further in vitro and clinical studies.

La resistencia a la flexión óptima es un requisito previo crítico para los marcos protésicos. Este estudio tuvo como objetivo evaluar la resistencia a la flexión del polímero de poliéter éter cetona (PEEK) en comparación con una aleación de metal base y cerámica de Zirconia de alta resistencia comúnmente utilizada en tratamientos de prostodoncia.

Materiales and Métodos:

En este estudio experimentalin vitro, se fabricaron 10 muestras en forma de barra de 18 × 5 × 2mm de cada polímero PEEK, aleación de metal base de níquel-cromo y cerámica de circonio. La mitad de las muestras en cada grupo fueron sometidas a 5000 ciclos térmicos entre 5°C - 55°C con 20 segundos de tiempo de permanencia y 20 segundos de tiempo de transferencia para simular condiciones orales. Todas las muestras se sometieron a una prueba de flexión de tres puntos. Se aplicó ANOVA bidireccional seguido de la prueba de Tukey para comparar la resistencia a la flexión media de los grupos con y sin termociclado a un nivel de significancia de 0.05.

Resultados:

La resistencia a la flexión de la aleación de metal base, Zirconia y PEEK fue de 1387,70 ± 45,50 MPa; 895,13 ± 13,99 MPa y 192.10 ± 5,37 MPa, respectivamente. La diferencia fue significativa entre los grupos (p<0,001). El termociclado no tuvo un efecto significativo sobre la resistencia a la flexión de las muestras en ningún grupo (p=0,306).

Conclusión:

El polímero de alto rendimiento PEEK tiene una resistencia a la flexión más baja que la aleación de metal base y la cerámica de circonio, y su resistencia a la flexión no se vio afectada por el termociclado. PEEK parece ser capaz de resistir las fuerzas masticatorias en la cavidad oral, con la necesidad de más estudios in vitroy clínicos.