Cirkónium-oxid kerámia anyagok klinikai alkalmazása

A kerámiát több mint 200 éve használják száj helyreállítására. A kerámia anyagok jó esztétikával, nagy mechanikai szilárdsággal (keménység, kopásállóság, nyomószilárdság, hajlítószilárdság), nagy stabilitású és erős áteresztőképességgel rendelkeznek. Széles körben használják a fogpótlásban.

Teljesen kerámia fogpótlási anyagok osztályozása

A teljes kerámia anyagokat három kategóriába sorolják az üvegfázis és a kristályfázis tartalma szerint az anyagok mikroszerkezetében:

① Földpát porcelán. Főleg üvegfázis, amelyet három komponens, természetes földpát, kvarc és kaolin magas hőmérsékleten szinterez. A földpát porcelán a fogászatban használt legkorábbi kerámiaanyag, optikai tulajdonságai nagyon közel állnak a zománcéhoz és a dentinhez. Rossz mechanikai tulajdonságai miatt azonban a hajlítószilárdság általában csak 60-70 MPa, ezért gyakran használják porcelán olvasztott fém restaurációként vagy fúziós kötésű kerámia restaurációként.

② Üvegkerámia. Egyszerre tartalmaz üvegfázist és kristályfázist, más néven üvegkerámia, egyfajta kompozit anyag, amely kristályfázissal és üveggel kombinálva magas hőmérsékleten olvasztva, öntéssel és hőkezeléssel készül. Az amorf üveghez képest a kristályos töltőanyagok hozzáadása vagy növekedése az üvegfázisban nagymértékben megváltoztatja az üvegalapú kerámiák mechanikai és optikai tulajdonságait, például növeli a hőtágulási együtthatót és a szívósságot, megváltoztatja az anyag színét, az opálos nemet és az átlátszóságot. .

③ Polikristályos kerámia. Ez egyfajta sűrű kerámiaanyag, amelyet közvetlenül kristály szinterelnek, üvegfázis és gázfázis nélkül. Nagy szilárdságú és keménységű, és CAD/CAM berendezéssel dolgozzák fel. Az üveges fázis hiánya miatt ezek az anyagok általában alacsony átlátszóságúak, és furnérporcelánnal kell díszíteni őket. A fő alkatrészként üvegfázisú üvegkerámia jó esztétikai tulajdonságokkal rendelkezik, de a kristályok számának növekedésével a szilárdsága egyre nagyobb, de az átlátszósága romlik.

Nagy átlátszóságú cirkónium fogsor

Ez az osztályozási módszer magában foglalja a kerámiakomponensek és a jelzések közötti kapcsolatot. Azonban az áttetszőbb cirkónium-oxidok és az erősebb üvegkerámiák megjelenése, amelyek csökkentik az átlátszóságát, a jelenlegi polikristályos kerámia mikrostruktúrák fejlődésével megkérdőjelezi ezt az elképzelést. A kerámiatechnológia alapvető fejlesztése az iparban: Ezen anyagok gyártási folyamata a természetes összetevőkről (pl. földpát) a szintetikus kerámiára változott.

● A teljes kerámia anyagok kémiai összetétele és mikroszerkezete szerint a teljes kerámia anyagokat a következő három kategóriába sorolják: üvegalapú kerámiák, polikristályos kerámiák és gyanta alapú kerámiák. A hagyományos kerámia anyagokkal összehasonlítva a gyanta alapú kerámia anyagok különleges tulajdonságokkal rendelkeznek, mivel szerves állványokat tartalmaznak. Ennek a következő előnyei vannak: a rugalmassági modulus közelebb áll a dentinhez; az anyag ridegsége és keménysége csökken, és könnyebben vágható; Gyantajavítást alkalmaznak; a szilárdság nem változik a módosítás után, és a klinikai művelet egyszerű; a természetes fogak kopása sokkal kisebb, mint az üvegkerámiáé; nincs szükség hőkezelésre, tervezését és gyártását a szék végezheti el.

A cirkónium-oxid anyagok szerkezetével és feldolgozási módszereivel kapcsolatos kutatások előrehaladtával a cirkónium-oxid teljesítménye fokozatosan javult, és klinikai alkalmazásai is kiterjedtebbé váltak, mint például a mesterséges csípőízületek és az általunk jobban ismert szájpótlások.

A cirkónia szerkezete és jellemzői

A cirkónium egy polikristályos anyag, amelynek három formája van: monoklin (m), tetragonális (t) és köbös (c), amelyek bizonyos hőmérsékleti viszonyok között egymáská alakulhatnak. Ha a szinterezett cirkónium-oxidot szobahőmérsékletre hűtjük, a kristályszerkezet átalakulása miatt (tetragonális fázisból monoklin fázisba), és a monoklin kristály egységnyi cellatérfogata körülbelül 4%-kal nagyobb, mint a tetragonális kristályé, repedések keletkeznek. megjelennek a cirkónia belsejében. Csökkenti a cirkónia mechanikai szilárdságát. Stabil oxidok, például CaO, MgO, CeO2, Y2O3 hozzáadása stabilizálja ezt a folyamatot. Az ittrium-oxiddal kiegészített cirkónium-oxid kerámiák egyedülálló feszültség-indukált fázistranszformációs keményítő hatással rendelkeznek, így kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, és a hajlítószilárdsága elérheti a 900 ~ 1200Mpa-t. A tetragonális cirkónium-oxid szobahőmérsékleten történő stabilizálásának másik módja a szemcseméret csökkentése (átlagos kritikus szemcseméret <0,3 μm).

Tiszta cirkónium-oxid kristályok fázisátalakulása a hőmérséklettel

A gyakorlati alkalmazásokban a kívánt kristályforma és teljesítmény elérése érdekében általában különböző típusú stabilizátorokat adnak hozzá a különböző típusú cirkónium-oxid kerámiák előállításához. A cirkónium-kerámiák mikroszerkezetük szerint három típusra oszthatók: teljesen stabilizált cirkónium-oxid (FSZ), részlegesen stabilizált cirkónium-oxid (PSZ), tetragonális cirkónium-oxid polikristály (TZP). Például, ha a stabilizátor CaO, MgO, Y2O3, akkor Ca-PSZ, Mg-PSZ, Y-PSZ stb. A fogászati ​​anyagokhoz használt cirkónia ittrium stabilizált tetragonális polikristályos cirkónia (Y-TZP)

A cirkónium-oxid általában használt kristályforma stabilizátor-ritkaföldfém-oxid

A cirkónium-kerámia anyagok jó esztétikai tulajdonságokkal, jó biokompatibilitással, valamint kiváló szívóssággal, szilárdsággal és kifáradásállósággal rendelkeznek a kiváló kopásállóság mellett. A cirkónia fő hátránya a bevonóanyag kopása a kötési folyamat során, ami befolyásolja a kerámia szilárdságát és a határfelület tömítettségét. A cirkónium kémiai tehetetlensége is befolyásolja a kötőhatást és ezáltal a restauráció működését. A teljes kontúrú cirkónium restaurációk átlátszatlanok és alacsony hőmérsékleten in vivo lebomlanak. Cirkónia felületkezelése

Jelenleg a klinikákon általánosan használt kerámiaragasztók négy kategóriába sorolhatók: gyantaragasztók, üvegionomer ragasztók, gyanta plusz üvegionomer ragasztók és foszfátragasztók. Ezek közül a gyantaragasztók főként kémiai adhézión és mechanikai illesztésen, az üvegionomer ragasztók fizikai és mechanikai kötéseken, a foszfátragasztók pedig főként mechanikai illesztésen és visszatartáson alapulnak. Közülük a gyantaragasztók dominálnak.

A kerámia felületkezelés javíthatja a kötési erőt gyantával, a közös kerámia felületkezelés elsősorban mechanikai módszerre és kémiai módszerre oszlik. Általánosságban elmondható, hogy a homokfúvás, a maratási technológia és a szilán kapcsolószer a leggyakoribb módszerek. Mivel azonban a cirkónium-oxid kerámiák üvegmátrix nélküli polikristályos kerámiák, a savas maratási hatás korlátozott. A tudósok megváltoztatták a cirkónium-oxid felületi érdességét, összetételét stb., hogy javítsák mechanikai zárási és kémiai kötési teljesítményét.

● Homokfúvás: A csiszolás vagy homokfúvás hatására a felület négyirányú monoklinikusról megváltozik, így a monoklin cirkónium-oxid kristályok tartalma meredeken megnő. Az alumínium-oxid részecskék nagy sebességű mozgása erősen befolyásolja a cirkónium-oxid felületét, és durva és nedves kötőfelületet képez. Számos kísérlet igazolta, hogy az 50 μm-es alumínium-oxid részecskék használata és a 0,25 MPa alatti nyomás alatti homokfúvás a legalkalmasabb választás, amely javíthatja a cirkónium-oxid összkerámia és a gyantaragasztó közötti kötés szilárdságát és tartósságát.

● Kapcsolószer: kovalens kötéseken keresztül a határfelületek közötti szilárd kötés elérése érdekében jelenleg kétféle primer létezik, amelyek 10-metakriloiloxidecil-foszfátot (10-MDP) és szilán primereket tartalmaznak.

● Lézeres maratás: javítja a cirkónium-oxid teljes kerámia felület mikromechanikai tulajdonságait, ami előnyös a cirkónium-oxid felület és a gyanta közötti mikromechanikai kapcsolat kialakításában, és javítja a cirkónium-oxid összkerámia kötőhatását.

A cirkónia klinikai alkalmazása

① Cirkónium alsó korona furnér porcelánnal

A tanulmány megállapította, hogy a cirkónium pótlások túlélési aránya 1 év beültetés után 95,3%, 2 év után pedig 80,2%, ami a legjobb eredmény az ismert anyagok közül. Klinikailag a cirkónium-restaurálás sikertelenségének fő oka a porcelán furnér megrepedése. Bár a porcelán díszítésnek jó esztétikai hatása van, a cirkónium-oxid alapú porcelán furnér restaurációk porcelánrepedésének valószínűsége nagyobb (3 év után 6%-25%), ami magasabb, mint az üveg összkerámia vagy fém-kerámia restaurációk esetében. . Többek között a törési szívósság, a hajlítószilárdság, a hőtágulási együttható és a rugalmassági modulus eltérései befolyásolhatják a porcelán furnér és a cirkónia kötődését.

PRETTAUANTERIOR (Zirkonzahn) anyagjellemzők

Az anyagok fejlődésével új, nagy áteresztőképességű, teljesen cirkónium pótlások jelennek meg, amelyek javítják a cirkónium-oxid anyagok átlátszóságát. Például 2014-ben piacra került a PRETTAUANTERIOR (Zirkonzahn), amelynek fényáteresztő képessége megegyezik a lítium-diszilikát üvegkerámiával, szilárdsága pedig jóval nagyobb, mint az üvegkerámiáé (>670 MPa), amely esztétikai szempontból nagyrészt helyettesítheti az üvegkerámiát. az elülső fogak helyreállítása.

A hagyományos cirkónia fenékkoronával és furnér porcelánnal összehasonlítva a csupa cirkónium pótlás kisebb mennyiségű fog-preparációt tartalmaz, több fogszövetet tart meg, és elkerüli a porcelán összeomlása miatti helyreállítási kudarcot, tovább javítva a helyreállítás sikerességét.

② Cirkónium utáni mag korona

A cirkónium-oxid kerámia anyagok jobb biokompatibilitásúak és sugárát nem eresztő tulajdonságokkal, valamint jobb rugalmassággal és keménységgel rendelkeznek. A fémanyagok jó stabilitással és mechanikai szilárdsággal rendelkeznek, de könnyen törhetők és korrodálódnak, és a klinikai MRI-ben is vannak műtermékek. A cirkónia utómag helyreállítási célú használata jobb hosszú távú hatást fejt ki a fogak épsége és színe szempontjából, és a restauráció után a mag utáni korona kevésbé károsodik.

A szálas oszlopok és magok áttetszőek, jó korrózióállósággal rendelkeznek, és nagyon hasonlítanak az autogén fogakhoz. Az elmúlt években gyakran használják az elülső fogak helyreállítására. Ha nagy területű foghiba van, akkor az okklúziós erőnek nagynak kell lennie, hogy a cirkónium oszlop és a mag egyedi fémmechanikai előnyei tükröződjenek. Tanulmányok kimutatták, hogy a cirkónia utáni magkoronák jobbak, mint a szál utáni gyantamagok a nagy felületű foghibák javításában, és a rostos utógyanta magok kis területű, alacsony okklúziós szilárdságú hibákhoz, például a maxilláris elülső fogakhoz választhatók.

③ Cirkónium műcsonk

A cirkónium-oxid műcsonkok felületi szabadenergiája és felületi nedvesíthetősége alacsonyabb a fémekhez képest, így csökken a bakteriális adhézió, és csökken a beültetés körüli betegségek kockázata. A cirkónium-csonk jobban megfelel a betegek esztétikai követelményeinek, és jobb a biokompatibilitása. Az implantátumot körülvevő lágy szöveteken titán és fém felépítmények jelenhetnek meg, ami a szélső szövetek elszürküléséhez és az esztétikai eredmény romlásához vezethet.