Aplicarea clinică a materialelor ceramice din zirconiu

Ceramica a fost folosită ca materiale de restaurare orală de mai bine de 200 de ani. Materialele ceramice au caracteristicile unei estetice bune, rezistență mecanică ridicată (duritate, rezistență la uzură, rezistență la compresiune, rezistență la încovoiere), stabilitate ridicată și permeabilitate puternică. Este utilizat pe scară largă în restaurarea dentară.

Clasificarea materialelor de restaurare dentară integral ceramică

Materialele integral ceramice sunt împărțite în trei categorii în funcție de conținutul fazei de sticlă și fazei cristaline din microstructura materialelor:

① Porțelan feldspat. Este în principal o fază de sticlă, care este sinterizată la temperatură ridicată de trei componente de feldspat natural, cuarț și caolin. Porțelanul feldspat este cel mai vechi material ceramic folosit în stomatologie, iar proprietățile sale optice sunt foarte apropiate de cele ale smalțului și dentinei. Cu toate acestea, datorită proprietăților sale mecanice slabe, rezistența la încovoiere este de obicei de numai 60-70MPa, deci este adesea folosită ca restaurare metalică topită cu porțelan sau restaurare ceramică prin fuziune.

② Sticlă ceramică. Conține fază de sticlă și fază cristalină în același timp, cunoscută și sub denumirea de vitro-ceramică, este un fel de material compozit combinat cu faza de cristal și sticlă realizată prin topire la temperatură înaltă, turnare și tratament termic. În comparație cu sticla amorfă, adăugarea sau creșterea materialelor de umplutură cristaline în faza de sticlă modifică foarte mult proprietățile mecanice și optice ale ceramicii pe bază de sticlă, cum ar fi creșterea coeficientului de dilatare termică și duritatea, schimbarea culorii materialului, sexul opalescenței și transparența. .

③ Ceramica policristalină. Este un fel de material ceramic dens sinterizat direct prin cristal, fără fază de sticlă și fază gazoasă. Are rezistență și duritate ridicate și este procesat de echipamente CAD/CAM. Din cauza lipsei unei faze sticloase, aceste materiale au de obicei o transparență redusă și trebuie să fie decorate cu porțelan furnir. Glass-ceramica cu faza de sticlă ca parte principală are proprietăți estetice bune, dar odată cu creșterea numărului de cristale, rezistența sa devine din ce în ce mai mare, dar transparența sa devine mai înrăutățită.

Proteză din zirconiu cu transparență ridicată

Această metodă de clasificare implică relația dintre componentele ceramice și indicații. Cu toate acestea, apariția zirconiei mai translucide și a ceramicii din sticlă mai puternice cu transparență redusă odată cu dezvoltarea microstructurilor ceramice policristaline actuale provoacă acest concept. Dezvoltarea fundamentală a tehnologiei ceramice în industrie: Procesul de fabricație al acestor materiale s-a schimbat de la componente naturale (adică feldspat) la ceramică sintetică.

● După compoziția chimică și microstructura materialelor ceramice integrale, materialele ceramice integrale se clasifică în următoarele trei categorii: ceramică pe bază de sticlă, ceramică policristalină și materiale ceramice pe bază de rășină. În comparație cu materialele ceramice tradiționale, materialele ceramice pe bază de rășină au proprietăți deosebite deoarece conțin schele organice. Are următoarele avantaje: modulul de elasticitate este mai apropiat de cel al dentinei; fragilitatea și duritatea materialului sunt reduse și este mai ușor de tăiat; Se folosește repararea cu rășină; rezistența nu este afectată după modificare, iar operația clinică este simplă; abraziunea dinților naturali este mult mai mică decât cea a ceramicii din sticlă; nu este necesară nicio prelucrare termică, iar proiectarea și producția acestuia pot fi finalizate de scaun.

Odată cu progresul cercetării privind structura și metodele de prelucrare a materialelor din zirconiu, performanța zirconiei s-a îmbunătățit treptat, iar aplicațiile sale clinice au devenit mai extinse, cum ar fi articulațiile șoldurilor artificiale și restaurările bucale cu care suntem mai familiarizați.

Structura și caracteristicile zirconiei

Zirconia este un material policristalin cu trei forme: monoclinic (m), tetragonal (t) și cubic (c), care se pot transforma unul în celălalt în anumite condiții de temperatură. Când zirconia sinterizată este răcită la temperatura camerei, datorită transformării structurii cristaline (din faza tetragonală în faza monoclinic), iar volumul celulei unitare al cristalului monoclinic este cu aproximativ 4% mai mare decât cel al cristalului tetragonal, se vor produce fisuri. apar în interiorul zirconiei. Reduce rezistența mecanică a zirconiei. Adăugarea de oxizi stabili precum CaO, MgO, CeO2, Y2O3 poate stabiliza acest proces. Ceramica din zirconiu adăugată cu oxid de ytriu are un efect unic de transformare de fază indusă de stres, făcându-l să aibă proprietăți mecanice excelente, iar rezistența la încovoiere poate ajunge la 900 ~ 1200Mpa. O altă modalitate de a stabiliza zirconia tetragonală la temperatura camerei este reducerea mărimii granulelor (dimensiunea critică medie a granulelor <0,3 μm).

Tranziția de fază a cristalelor de zirconiu pur cu temperatura

În aplicațiile practice, pentru a obține forma și performanța cristalului necesare, se adaugă de obicei diferite tipuri de stabilizatori pentru a realiza diferite tipuri de ceramică din zirconiu. Ceramica cu zirconiu poate fi împărțită în trei tipuri în funcție de microstructura lor: zirconiu complet stabilizat (FSZ), zirconiu parțial stabilizat (PSZ), policristal de zirconiu tetragonal (TZP). De exemplu, când stabilizatorul este CaO, MgO, Y2O3, acesta este exprimat ca Ca-PSZ, Mg-PSZ, Y-PSZ, etc. Zirconia pentru materiale dentare este zirconiu policristalin tetragonal stabilizat cu yttria (Y-TZP)

Zirconiu utilizat în mod obișnuit stabilizator sub formă de cristal - oxid de pământ rar

Materialele ceramice din zirconiu au proprietăți estetice bune, biocompatibilitate bună și duritate, rezistență și rezistență la oboseală excelente, în plus față de rezistența excelentă la uzură. Principalul dezavantaj al zirconiei este uzura materialului de acoperire în timpul procesului de lipire, care afectează rezistența ceramicii și etanșeitatea interfeței. Inerția chimică a zirconiei afectează, de asemenea, efectul de lipire și, prin urmare, funcția restaurării. Resturările din zirconiu cu contur complet sunt opace și se degradează in vivo la temperaturi scăzute. Tratamentul de suprafață al zirconiei

În prezent, adezivii ceramici utilizați în mod obișnuit în clinică pot fi împărțiți în principal în patru categorii: adezivi cu rășină, adezivi cu ionomer de sticlă, adezivi cu rășină plus ionomer de sticlă și adezivi cu fosfat. Printre aceștia, adezivii rășini se bazează în principal pe aderența chimică și pe potrivirea mecanică, adezivii cu ionomeri de sticlă sunt lipiri fizice și mecanice, iar adezivii cu fosfat se bazează în principal pe potrivirea și reținerea mecanică. Printre acestea, domină adezivii rășini.

Tratamentul suprafeței ceramice poate îmbunătăți forța de lipire cu rășină, tratamentul obișnuit al suprafeței ceramice este împărțit în principal în metodă mecanică și metodă chimică. În general, sablare cu nisip, tehnologia de gravare și agentul de cuplare cu silan sunt cele mai comune metode. Cu toate acestea, deoarece ceramica cu zirconiu este ceramică policristalină fără matrice de sticlă, efectul de gravare cu acid este limitat. Oamenii de știință au modificat rugozitatea suprafeței zirconiei, compoziția etc. pentru a-și îmbunătăți performanța de blocare mecanică și lipire chimică.

● Sablare: slefuirea sau sablare va determina schimbarea suprafetei de la monoclinic cu patru cai, astfel incat continutul de cristale de zirconiu monoclinic va creste brusc. Mișcarea de mare viteză a particulelor de alumină afectează puternic suprafața zirconiei pentru a forma o suprafață de lipire aspră și umedă. O serie de experimente au demonstrat că utilizarea particulelor de alumină de 50 μm și sablare sub o presiune mai mică de 0,25 MPa este cea mai potrivită alegere, care poate îmbunătăți rezistența și durabilitatea legăturii dintre adeziv din zirconiu integral ceramic și rășină.

● Agent de cuplare: prin legături covalente pentru a realiza o legătură fermă între interfețe, în prezent există în principal două tipuri de primeri care conțin 10-metacriloiloxidecil fosfat (10-MDP) și primeri silan.

● Gravurare cu laser: îmbunătățiți proprietățile micro-mecanice ale suprafeței din ceramică integrală din zirconiu, ceea ce este benefic pentru a forma o conexiune micromecanică între suprafața din zirconiu și rășină și pentru a îmbunătăți efectul de lipire al ceramicii integrale din zirconiu.

Aplicarea clinică a zirconiei

① Coroana inferioară din zirconiu cu furnir porțelan

Studiul a constatat că rata de supraviețuire a restaurărilor din zirconiu a fost de 95,3% după 1 an de implantare și de 80,2% după 2 ani, care este cel mai bun rezultat dintre materialele cunoscute. Din punct de vedere clinic, principalul motiv pentru eșecul restaurării cu zirconiu este crăparea furnirului de porțelan. Deși decorarea din porțelan are un efect estetic bun, probabilitatea de fisurare a porțelanului a restaurărilor din fațete de porțelan pe bază de zirconiu este mai mare (6%-25% după trei ani), ceea ce este mai mare decât cea a restaurărilor din sticlă integral-ceramică sau a restaurărilor metalo-ceramice. . Nepotrivirile în ceea ce privește tenacitatea la fractură, rezistența la încovoiere, coeficientul de dilatare termică și modulul de elasticitate, printre altele, pot afecta lipirea furnirului de porțelan de zirconiu.

Caracteristicile materialelor PRETTAUANTERIOR (Zirkonzahn).

Odată cu dezvoltarea materialelor, apar noi restaurări din zirconiu cu permeabilitate ridicată, ceea ce îmbunătățește transparența materialelor din zirconiu. De exemplu, PRETTAUANTERIOR (Zirkonzahn) a fost lansat în 2014, care are aceeași transmisie a luminii ca și vitroceramica cu disilicat de litiu, iar rezistența sa este mult mai mare decât vitroceramica (>670MPa), care poate înlocui în mare măsură vitroceramica ca aspect estetic. restaurarea dinților anteriori.

În comparație cu coroana inferioară tradițională din zirconiu și porțelanul de fațetă, restaurarea integral din zirconiu are o cantitate mai mică de pregătire a dinților, reține mai mult țesut dentar și evită eșecul restaurării cauzat de colapsul porțelanului, îmbunătățind și mai mult rata de succes a restaurării.

② Coroană post-nucleu din zirconiu

Materialele ceramice din zirconiu au o biocompatibilitate mai bună și proprietăți radioopace, precum și o elasticitate și duritate mai bune. Materialele metalice au stabilitate și rezistență mecanică bună, dar sunt ușor de spart și de corodat și există artefacte în RMN clinic. Utilizarea post-core din zirconiu pentru restaurare are efecte mai bune pe termen lung în ceea ce privește integritatea și culoarea dintelui, iar coroana post-core după restaurare are mai puține daune.

Stâlpii și miezurile din fibre sunt translucide, au o bună rezistență la coroziune și sunt foarte asemănătoare cu dinții autogeni. Ele sunt adesea folosite în restaurarea dinților anteriori în ultimii ani. Atunci când există o suprafață mare de defect al dintelui, forța ocluzală trebuie să fie mare, astfel încât avantajele mecanice unice ale stâlpului și miezului din zirconiu să fie reflectate. Studiile au descoperit că coroanele post-miez din zirconiu sunt superioare miezurilor post-rășină din fibre în repararea defectelor dentare pe suprafețe mari, iar miezurile din rășină post-fibră pot fi selectate pentru defecte de suprafață mică cu rezistență ocluzală scăzută, cum ar fi dinții anteriori maxilari.

③ Bont din zirconiu

Bonturile din zirconiu au energie liberă de suprafață și umectabilitate a suprafeței mai scăzute în comparație cu metalele, reducând astfel aderența bacteriană și reducând riscul bolii periimplantare. Bontul din zirconiu este mai potrivit cu cerințele estetice ale pacienților și are o biocompatibilitate mai bună. Bonturile din titan și metal pot apărea prin țesuturile moi care înconjoară implantul, rezultând îngrijirea țesutului marginal și rezultate mai puțin estetice.