Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Jun 2010)
Comparison of the mechanical properties of dentin and enamel determined by different nanoindentation techniques: conventional method and continuous stiffness measurement
Abstract
The obtaining of mechanical properties as elastic modulus and hardness of enamel and dentin has been an important topic of study in material science. Due to the small size of the samples, nanoindentation test becomes an ideal technique for determining the mechanical properties of these structures. Despite numerous studies, there is no agreement on the values of elastic modulus and hardness. The present study analyzes the mechanical properties variability of enamel and dentin for two different bovine teeth by a conventional nanoindentation test. Also, this work compares the elastic modulus and hardness by two different nanoindentation techniques: conventional method (CM) and continuous stiffness measurement method (CSM). Two bovine incisor teeth were extracted, cleaned and stored at 4ºC immersed in distilled water during one month. They were transversally sectioned and the crowns were cross-sectioned into 2 mm thick slices, obtaining 6 sections from each tooth. All sections were polished and kept fully hydrated in artificial saliva at room temperature for 24 hours. On each section, CT and CSM nanoindentation tests were carried out to obtain the elastic modulus and hardness of enamel and dentin. Both elastic modulus and hardness decrease as indentation load increases. However differences on mechanical properties values have been obtained depending of the nanoindentation technique applied.<br><br>La obtención de las propiedades mecánicas del esmalte y de la dentina se ha convertido en una tarea de importancia creciente en ciencia de materiales. Debido al tamaño reducido de las muestras, los métodos de nanoindentación se han convertido en una técnica idónea para este análisis. A pesar de los numerosos y recientes estudios, no existe un acuerdo generalizado en los valores de módulo elástico y dureza. El presente trabajo estudia la variabilidad en los valores de las propiedades mecánicas del esmalte y la dentina en dos dientes bovinos mediante nanoindentación. Este trabajo compara los valores obtenidos por dos técnicas de nanoindentación: método convencional (CM) y método de medida continua de la rigidez (CSM). Se extrajeron dos dientes incisivos bovinos, que fueron convenientemente higienizados y almacenados. De cada uno de los dientes se extrajeron 6 láminas de 2 mm de espesor. Todas las secciones fueron pulidas e hidratadas en saliva artificial a temperatura ambiente durante 24 horas. Se realizaron ensayos de nanoindentación empleando las técnicas CM y CSM para obtener el módulo elástico y la dureza del esmalte y la dentina. Los resultados muestran que los valores de ambas propiedades disminuyen a medida que aumenta la carga de indentación. Sin embargo se han observado diferencias en los valores de las propiedades mecánicas dependientes de la técnica de nanoindentación aplicada.
