La innovación de la nanocelulosa como relleno de refuerzo en compuestos ha sido un tema de interés en el desarrollo de nuevos biomateriales. El objetivo de este estudio fue investigar las propiedades mecánicas de un compuesto dental nanohíbrido hecho de sílice de cáscara de arroz y cargado con diferentes porcentajes de nanocelulosa de kenaf. Se aislaron y caracterizaron nanocristales de celulosa de kenaf (CNC) utilizando un microscopio electrónico de transmisión (TEM) (Libra 120, Carl Zeiss, Alemania). El compuesto experimental se fabricó con cargas de fibra del 1%, 2%, 3%, 4% y 6% de CNC de kenaf tratado con silano, y se sometió a una prueba de resistencia a la flexión y compresión (n = 7) utilizando una máquina de ensayo universal Instron (Shimadzu, Kioto, Japón), seguida de una evaluación microscópica electrónica de la superficie de fractura de la muestra de flexión utilizando un microscopio electrónico de barrido (SEM) (FEI Quanta FEG 450, Hillsborough, OR, EE. UU.). Se utilizaron compuestos comerciales Filtek Z350XT (3M ESPE, St. Paul, MN, EE. UU.), Neofil (Kerr Corporation, Orange, CA, EE. UU.) y Ever-X Posterior (GC Corporation, Tokio, Japón) como comparación. El diámetro promedio de CNC de kenaf bajo TEM fue de 6 nm. Para las pruebas de resistencia a la flexión y compresión, el ANOVA de una vía mostró una diferencia estadísticamente significativa (p < 0.05) entre todos los grupos. En comparación con el grupo de control (0%), la incorporación de CNC de kenaf (1%) en el compuesto dental nanohíbrido de sílice de cáscara de arroz mostró una ligera mejora en las propiedades mecánicas y modos de refuerzo, lo que se reflejó en las imágenes SEM de la superficie de fractura. El refuerzo óptimo del compuesto dental hecho de cáscara de arroz fue del 1% de CNC de kenaf. Una carga excesiva de fibra resulta en una disminución de las propiedades mecánicas. El CNC derivado de fuentes naturales puede ser una alternativa viable como co-relleno de refuerzo en bajas concentraciones.