陶瓷作為口腔修復(fù)材料已有200多年的歷史,陶瓷材料具有美觀性好、機(jī)械強(qiáng)度(硬度、耐磨度、壓縮強(qiáng)度、撓曲強(qiáng)度)高、穩(wěn)定性高、通透性強(qiáng)等特點,在目前的口腔修復(fù)中使用較為普遍。
全瓷口腔修復(fù)材料的分類
● 根據(jù)材料微觀構(gòu)成中玻璃相與晶相含量的不同,將全瓷材料分為三類:
① 長石質(zhì)瓷。主要為玻璃相,由天然的長石、石英、高嶺土三組分經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。長石質(zhì)瓷是最早應(yīng)用于牙科的陶瓷材料,其光學(xué)性能非常接近于牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)。但由于它的機(jī)械性能較差,撓曲強(qiáng)度通常只在60~70MPa,因此常用作瓷熔附金屬修復(fù)體、熔附陶瓷修復(fù)體。
② 玻璃陶瓷。同時含有玻璃相和晶相,又稱微晶玻璃,是經(jīng)過高溫融化、成型、熱處理而制成的一類晶相與玻璃相結(jié)合的復(fù)合材料。與非晶玻璃相比,晶體填料在玻璃相中的添加或生長使玻璃基陶瓷在機(jī)械性能和光學(xué)性能上有很大的改變,如增加了熱膨脹系數(shù)和韌性,改變了材料的顏色、乳光性和透明度。
③ 多晶陶瓷。是一種由晶體直接燒結(jié)成的,不含玻璃相、氣相的致密陶瓷材料,擁有很高的強(qiáng)度和硬度,運用CAD/CAM設(shè)備進(jìn)行加工。這類材料因為缺乏玻璃相,通常透明度很低,需要飾以飾面瓷。玻璃相為主的玻璃陶瓷具有良好的美學(xué)性能,隨著晶體數(shù)量的增加,其強(qiáng)度越來越高,但透明性變差。
該種分類方法暗示了陶瓷成分與適應(yīng)癥的關(guān)系。然而,隨著當(dāng)前多晶陶瓷微結(jié)構(gòu)的發(fā)展,更多的更多的半透明氧化鋯和更堅固透明性下降的玻璃陶瓷的問世對該概念提出了挑戰(zhàn)。工業(yè)中陶瓷技術(shù)的根本發(fā)展:這些材料的制造過程已經(jīng)從天然成分(即長石)轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣商沾伞?/span>
● 按照全瓷材料的化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)的不同進(jìn)行分類,將全瓷材料分為以下三大類:玻璃基陶瓷、多晶陶瓷以及樹脂基陶瓷材料。樹脂基陶瓷材料與傳統(tǒng)的陶瓷材料相比,由于含有有機(jī)物支架而具有特殊的性能,它有以下優(yōu)勢:與牙本質(zhì)的彈性模量更接近;降低了材料的脆性和硬度,更易切削;更便于使用樹脂修補(bǔ);調(diào)改后不影響強(qiáng)度,臨床操作簡便;對天然牙的磨耗遠(yuǎn)小于玻璃陶瓷;不需要熱加工處理,其設(shè)計和制作可在椅旁完成。
伴隨著對氧化鋯材料結(jié)構(gòu)以及加工方式研究的進(jìn)展,氧化鋯的性能逐漸提升,臨床應(yīng)用也更加廣泛,如用作人工髖關(guān)節(jié),以及我們更加熟知的口腔修復(fù)體。
氧化鋯的結(jié)構(gòu)和特點
氧化鋯是一種存在單斜晶型(m)、四方晶型(t)和立方晶型(c)3種形式的多晶材料,在一定溫度條件下會相互發(fā)生轉(zhuǎn)換。當(dāng)燒結(jié)氧化鋯冷卻至室溫時,由于晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變(由四方相轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毕啵鴨涡本偷木Оw積比四方晶型多約4%,氧化鋯內(nèi)部會產(chǎn)生裂紋,降低氧化鋯的機(jī)械強(qiáng)度。加入穩(wěn)定氧化物如CaO、MgO、CeO2、Y2O3可穩(wěn)定此過程,加入氧化釔的氧化鋯陶瓷具有特有的應(yīng)力誘導(dǎo)相變增韌效應(yīng),使其具有極佳的機(jī)械性能,抗彎強(qiáng)度可達(dá)900~1200Mpa。另一種在室溫下穩(wěn)定四方相氧化鋯的方法是減小晶粒尺寸(平均臨界晶粒尺寸<0.3μm)。<>
在實際應(yīng)用當(dāng)中為獲得所需要的晶形和使用性能,通常加入不同類型的穩(wěn)定劑制成不同類型的氧化鋯陶瓷,氧化鋯陶瓷根據(jù)其微觀結(jié)構(gòu)可以分為三種類型:完全穩(wěn)定的氧化鋯(FSZ)、部分穩(wěn)定的氧化鋯(PSZ)、四方氧化鋯多晶體(TZP)。如當(dāng)穩(wěn)定劑為CaO、MgO、Y2O3時,分別表示為Ca-PSZ、Mg-PSZ、Y-PSZ等。用于牙科材料的氧化鋯為氧化釔穩(wěn)定的四方多晶氧化鋯(Y-TZP)
氧化鋯陶瓷材料具有良好的美學(xué)性能、很好的生物相容性以及優(yōu)異的韌性、強(qiáng)度和抗疲勞性,此外還具有優(yōu)異的耐磨性。而氧化鋯最主要的缺點是粘固過程中涂層材料的磨損,影響著陶瓷的強(qiáng)度和界面結(jié)合的緊密性。氧化鋯的化學(xué)惰性也會影響粘接效果,進(jìn)而影響修復(fù)體的功能。全輪廓氧化鋯修復(fù)體有著不透明、在體內(nèi)發(fā)生低溫降解。氧化鋯的表面處理
目前臨床上常用的陶瓷粘接劑主要可分為4類:樹脂類粘接劑、玻璃離子類粘接劑、樹脂加玻璃離子類粘接劑、磷酸鹽類粘接劑。其中樹脂類粘接劑主要依靠化學(xué)粘附及機(jī)械嵌合,玻璃離子類粘接劑為物理機(jī)械性粘接,磷酸鹽類粘接劑則以機(jī)械嵌合固位為主。其中樹脂類粘接劑占主導(dǎo)地位。
陶瓷表面處理可提高與樹脂之間的粘接力,常見的陶瓷表面處理主要分為機(jī)械方法及化學(xué)方法??傮w來看,噴砂、蝕刻技術(shù)和硅烷偶聯(lián)劑是最常見的方法,但由于氧化鋯陶瓷為多晶陶瓷,不含玻璃基質(zhì),酸蝕作用有限,學(xué)者們通過改變氧化鋯表面粗糙度、成分等來改善其機(jī)械鎖合及化學(xué)粘接性能。
● 噴砂:研磨或噴砂會使表面發(fā)生由四方向單斜的轉(zhuǎn)變,從而使單斜氧化鋯晶體含量急劇增加。高速運動的氧化鋁顆粒對氧化鋯表面強(qiáng)烈沖擊的過程,目的是形成粗糙、濕潤的粘接面。多項實驗證明,使用50μm的氧化鋁顆粒,在小于0.25MPa的壓力下進(jìn)行噴砂,是最為適合的選擇,可以提升氧化鋯全瓷與樹脂粘接劑之間粘接的強(qiáng)度和耐久性。
● 偶聯(lián)劑:通過共價鍵來實現(xiàn)各個界面之間的牢固結(jié)合,目前主要有含10-甲基丙烯酰氧癸基磷酸酯(10-MDP)成分的底漆和硅烷底漆兩大類。
● 激光刻蝕:改善氧化鋯全瓷表面的微觀力學(xué)性能,利于在氧化鋯表面與樹脂之間形成微觀機(jī)械連接,提高氧化鋯全瓷的粘接效果。
氧化鋯的臨床應(yīng)用
① 氧化鋯底冠加飾面瓷
研究發(fā)現(xiàn),植入1年后氧化鋯修復(fù)體的生存率為95.3%,2年后為80.2%,是已知材料中較好的結(jié)果。臨床上造成氧化鋯修復(fù)失敗的主要原因是飾瓷的崩裂。雖然飾瓷具有較好的美學(xué)效果,但氧化鋯基瓷貼面修復(fù)體的瓷崩裂概率較高(三年后為6%-25%),高于玻璃全瓷修復(fù)體或者金屬烤瓷修復(fù)體。斷裂韌性、彎曲強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)和彈性模量等的不匹配會影響飾瓷與氧化鋯的結(jié)合。
隨著材料的發(fā)展,新型的高透性全鋯修復(fù)體不斷出現(xiàn),改進(jìn)了氧化鋯材料的透明度。如2014年推出PRETTAUANTERIOR(Zirkonzahn),具有與二硅酸鋰玻璃陶瓷同樣的透光性,且強(qiáng)度遠(yuǎn)高于玻璃陶瓷(>670MPa),可很大程度地取代玻璃陶瓷作為前牙的美學(xué)修復(fù)。
全鋯修復(fù)體與傳統(tǒng)的氧化鋯底冠加飾面瓷相比,備牙量更小,保留了更多的牙體組織,同時避免了崩瓷造成的修復(fù)失敗,進(jìn)一步提高修復(fù)成功率。
② 氧化鋯樁核冠
氧化鋯陶瓷材料具有較好的生物兼容性和不透射性,彈性和硬度也比較好。金屬材質(zhì)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度較好,但容易斷裂、受到腐蝕,且臨床核磁共振有偽影。采用氧化鋯樁核進(jìn)行修復(fù),牙體完整程度、顏色等方面的遠(yuǎn)期效果比較好,且修復(fù)后的樁核冠損傷少。
纖維樁核呈現(xiàn)半透明性,耐腐蝕性較好,與自體牙齒相似度極高,近年來常應(yīng)用于前牙修復(fù)。出現(xiàn)大面積牙體缺損時,咬合力度要求高使得二氧化鋯樁核特有的金屬機(jī)械性優(yōu)勢體現(xiàn)出來。有研究發(fā)現(xiàn),在修復(fù)大面積牙體缺損方面,二氧化鋯樁核冠優(yōu)于纖維樁樹脂核,對于咬合力度不大的小面積缺損如上頜前牙的修復(fù)材料,可選取纖維樁樹脂核。
③ 氧化鋯基臺
氧化鋯基臺與金屬相比具有較低的表面自由能和表面潤濕性,因此減弱了細(xì)菌的附著力,降低植入物周圍疾病的風(fēng)險。氧化鋯基臺更符合患者的美觀要求,生物相容性較好。鈦和金屬基臺可能會透過種植體周圍軟組織顯露,導(dǎo)致邊緣組織變灰,美學(xué)效果較差。
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