Ứng dụng lâm sàng của vật liệu gốm zirconia

Gốm sứ đã được sử dụng làm vật liệu phục hồi bằng miệng trong hơn 200 năm. Vật liệu gốm có đặc điểm thẩm mỹ tốt, độ bền cơ học cao (độ cứng, chống mài mòn, độ bền nén, độ bền uốn), độ ổn định cao và tính thấm mạnh. Nó được sử dụng rộng rãi trong phục hồi nha khoa.

Phân loại vật liệu phục hình răng hoàn toàn bằng gốm

Vật liệu gốm hoàn toàn được chia thành ba loại theo nội dung của pha thủy tinh và pha tinh thể trong cấu trúc vi mô của vật liệu:

(1) Sứ fenspat. Nó chủ yếu là một pha thủy tinh, được thiêu kết ở nhiệt độ cao bởi ba thành phần fenspat tự nhiên, thạch anh và cao lanh. Sứ fenspat là vật liệu gốm sớm nhất được sử dụng trong nha khoa, và tính chất quang học của nó rất gần với men răng và ngà răng. Tuy nhiên, do tính chất cơ học kém, độ bền uốn thường chỉ là 60-70MPa, vì vậy nó thường được sử dụng như một phục hồi kim loại hợp nhất bằng sứ hoặc phục hồi gốm liên kết nhiệt hạch.

(2) Gốm thủy tinh. Chứa pha thủy tinh và pha tinh thể cùng một lúc, còn được gọi là gốm thủy tinh, là một loại vật liệu composite kết hợp với pha tinh thể và thủy tinh được làm thông qua quá trình nóng chảy, đúc và xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao. So với thủy tinh vô định hình, việc bổ sung hoặc tăng trưởng các chất độn tinh thể trong pha thủy tinh làm thay đổi đáng kể tính chất cơ học và quang học của gốm thủy tinh, chẳng hạn như tăng hệ số giãn nở nhiệt và độ dẻo dai, thay đổi màu sắc của vật liệu, giới tính mờ đục và độ trong suốt.

(3) Gốm sứ đa tinh thể. Nó là một loại vật liệu gốm dày đặc được thiêu kết trực tiếp bằng pha lê, không có pha thủy tinh và pha khí. Nó có độ bền và độ cứng cao, và được xử lý bằng thiết bị CAD / CAM. Do thiếu pha thủy tinh, các vật liệu này thường có độ trong suốt thấp và cần được trang trí bằng sứ veneer. Gốm thủy tinh với pha thủy tinh là phần chính có đặc tính thẩm mỹ tốt, nhưng với sự gia tăng số lượng tinh thể, độ bền của nó ngày càng cao, nhưng độ trong suốt của nó trở nên tồi tệ hơn.

Răng giả zirconia có độ trong suốt cao

Phương pháp phân loại này ngụ ý mối quan hệ giữa các thành phần gốm và chỉ định. Tuy nhiên, sự ra đời của zirconia mờ hơn và gốm thủy tinh mạnh hơn với độ trong suốt giảm với sự phát triển của các cấu trúc vi mô gốm đa tinh thể hiện tại đã thách thức khái niệm này. Sự phát triển cơ bản của công nghệ gốm trong công nghiệp: Quá trình sản xuất các vật liệu này đã thay đổi từ các thành phần tự nhiên (tức là fenspat) sang gốm sứ tổng hợp.

● Theo thành phần hóa học và cấu trúc vi mô của vật liệu gốm hoàn toàn, vật liệu gốm hoàn toàn được phân thành ba loại sau: gốm thủy tinh, gốm đa tinh thể và vật liệu gốm dựa trên nhựa. So với vật liệu gốm truyền thống, vật liệu gốm làm từ nhựa có những đặc tính đặc biệt vì chúng có chứa giàn giáo hữu cơ. Nó có những ưu điểm sau: mô đun đàn hồi gần với ngà răng hơn; độ giòn và độ cứng của vật liệu bị giảm, và dễ cắt hơn; Sửa chữa nhựa được sử dụng; sức mạnh không bị ảnh hưởng sau khi sửa đổi, và hoạt động lâm sàng rất đơn giản; sự mài mòn của răng tự nhiên ít hơn nhiều so với gốm thủy tinh; Không cần xử lý nhiệt, và thiết kế và sản xuất của nó có thể được hoàn thành bởi ghế.

Với tiến độ nghiên cứu về cấu trúc và phương pháp xử lý vật liệu zirconia, hiệu suất của zirconia đã dần được cải thiện và các ứng dụng lâm sàng của nó đã trở nên rộng rãi hơn, chẳng hạn như khớp hông nhân tạo và phục hồi răng miệng mà chúng ta quen thuộc hơn.

Cấu trúc và đặc điểm của zirconia

Zirconia là vật liệu đa tinh thể có 3 dạng: đơn tà (m), tứ phương (t) và lập phương (c), có thể chuyển hóa lẫn nhau trong điều kiện nhiệt độ nhất định. Khi zirconia thiêu kết được làm lạnh đến nhiệt độ phòng, do sự biến đổi cấu trúc tinh thể (từ pha tứ giác sang pha đơn tà) và thể tích tế bào đơn vị của tinh thể đơn tà lớn hơn khoảng 4% so với tinh thể tứ giác, các vết nứt sẽ xuất hiện. xuất hiện bên trong zirconia. Giảm độ bền cơ học của zirconia. Thêm các oxit ổn định như CaO, MgO, CeO2, Y2O3 có thể ổn định quá trình này. Gốm Zirconia được bổ sung oxit yttrium có tác dụng làm cứng chuyển pha do ứng suất gây ra độc đáo, làm cho nó có các tính chất cơ học tuyệt vời và độ bền uốn có thể đạt tới 900 ~ 1200Mpa. Một cách khác để ổn định zirconia tứ giác ở nhiệt độ phòng là giảm kích thước hạt (kích thước hạt tới hạn trung bình <0,3 μm).

Chuyển pha của tinh thể zirconia tinh khiết với nhiệt độ

Trong các ứng dụng thực tế, để có được hình thức và hiệu suất tinh thể cần thiết, các loại chất ổn định khác nhau thường được thêm vào để tạo ra các loại gốm zirconia khác nhau. Gốm sứ Zirconia có thể được chia thành ba loại theo cấu trúc vi mô của chúng: zirconia ổn định hoàn toàn ( FSZ), zirconia ổn định một phần (PSZ), đa tinh thể zirconia tứ giác (TZP). Ví dụ, khi chất ổn định là CaO, MgO, Y2O3, nó được biểu thị dưới dạng Ca-PSZ, Mg-PSZ, Y-PSZ, v.v. tương ứng. Zirconia cho vật liệu nha khoa là Yttria ổn định Tetragonal Polycrystalline Zirconia (Y-TZP)

Zirconia thường được sử dụng dạng tinh thể ổn định-oxit đất hiếm

Vật liệu gốm Zirconia có đặc tính thẩm mỹ tốt, khả năng tương thích sinh học tốt và độ dẻo dai, sức mạnh và khả năng chống mỏi tuyệt vời, ngoài khả năng chống mài mòn tuyệt vời. Nhược điểm chính của zirconia là sự hao mòn của vật liệu phủ trong quá trình liên kết, ảnh hưởng đến độ bền của gốm và độ kín của giao diện. Tính trơ hóa học của zirconia cũng ảnh hưởng đến hiệu ứng liên kết và do đó chức năng của sự phục hồi. Phục hồi zirconia toàn đường viền là mờ đục và xuống cấp in vivo ở nhiệt độ thấp. Xử lý bề mặt zirconia

Hiện nay, chất kết dính gốm thường được sử dụng trong phòng khám có thể được chia chủ yếu thành bốn loại: chất kết dính nhựa, chất kết dính ionomer thủy tinh, nhựa cộng với chất kết dính ionomer thủy tinh và chất kết dính phốt phát. Trong số đó, chất kết dính nhựa chủ yếu dựa vào độ bám dính hóa học và lắp cơ học, chất kết dính ionomer thủy tinh là liên kết vật lý và cơ học, và chất kết dính phốt phát chủ yếu dựa vào lắp và giữ cơ học. Trong số đó, chất kết dính nhựa chiếm ưu thế.

Xử lý bề mặt gốm có thể cải thiện lực liên kết bằng nhựa, xử lý bề mặt gốm thông thường chủ yếu được chia thành phương pháp cơ học và phương pháp hóa học. Nói chung, phun cát, công nghệ khắc và chất kết nối silane là những phương pháp phổ biến nhất. Tuy nhiên, vì gốm zirconia là gốm đa tinh thể không có ma trận thủy tinh, nên hiệu quả khắc axit bị hạn chế. Các học giả đã thay đổi độ nhám bề mặt của zirconia, Thành phần, v.v. để cải thiện hiệu suất khóa cơ học và liên kết hóa học của nó.

● Phun cát: Mài hoặc phun cát sẽ khiến bề mặt thay đổi từ đơn phòng khám bốn chiều, do đó hàm lượng tinh thể zirconia đơn tà sẽ tăng mạnh. Chuyển động tốc độ cao của các hạt alumina tác động mạnh đến bề mặt của zirconia để tạo thành một bề mặt liên kết thô ráp và ẩm ướt. Một số thí nghiệm đã chứng minh rằng sử dụng các hạt alumina 50μm và phun cát dưới áp suất dưới 0,25MPa là sự lựa chọn phù hợp nhất, có thể cải thiện độ bền và độ bền của liên kết giữa keo zirconia hoàn toàn bằng gốm và nhựa.

● Tác nhân ghép nối: thông qua các liên kết cộng hóa trị để đạt được liên kết chắc chắn giữa các giao diện, hiện tại chủ yếu có hai loại mồi chứa 10-methacryloyloxydecyl phosphate (10-MDP) và mồi silan.

● Khắc laser: cải thiện các tính chất vi cơ học của bề mặt gốm hoàn toàn zirconia, có lợi để hình thành kết nối vi cơ giữa bề mặt zirconia và nhựa, đồng thời cải thiện hiệu quả liên kết của gốm zirconia.

Ứng dụng lâm sàng của zirconia

(1) Vương miện đáy Zirconia bằng sứ veneer

Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ sống sót của phục hồi zirconia là 95,3% sau 1 năm cấy ghép và 80,2% sau 2 năm, đây là kết quả tốt nhất trong số các vật liệu đã biết. Trên lâm sàng, lý do chính cho sự thất bại của phục hồi zirconia là do nứt veneer sứ. Mặc dù trang trí bằng sứ có tác dụng thẩm mỹ tốt, nhưng xác suất nứt sứ của phục hồi veneer sứ dựa trên zirconia cao hơn (6% -25% sau ba năm), cao hơn so với phục hồi hoàn toàn bằng gốm thủy tinh hoặc phục hồi kim loại-gốm . Sự không phù hợp về độ bền gãy, độ bền uốn, hệ số giãn nở nhiệt và mô đun đàn hồi, trong số những người khác, có thể ảnh hưởng đến sự liên kết của veneer sứ với zirconia.

Đặc tính vật liệu PRETTAUANTERIOR (Zirkonzahn)

Với sự phát triển của vật liệu, các phục hồi toàn bộ zirconi có độ thấm cao mới đang nổi lên, giúp cải thiện độ trong suốt của vật liệu zirconia. Ví dụ, PRETTAUANTERIOR (Zirkonzahn) được ra mắt vào năm 2014, có độ truyền ánh sáng tương tự như gốm thủy tinh lithium disilicate và độ bền của nó cao hơn nhiều so với gốm thủy tinh (>670MPa), phần lớn có thể thay thế gốm thủy tinh như một sự phục hồi thẩm mỹ của răng trước.

So với vương miện đáy zirconia truyền thống và sứ veneer, phục hồi toàn bộ zirconia có một lượng chuẩn bị răng nhỏ hơn, giữ lại nhiều mô răng hơn và tránh thất bại phục hồi do sụp đổ sứ, cải thiện hơn nữa tỷ lệ phục hồi thành công.

(2) Vương miện sau lõi Zirconia

Vật liệu gốm Zirconia có tính tương thích sinh học và chắn bức xạ tốt hơn, cũng như độ đàn hồi và độ cứng tốt hơn. Vật liệu kim loại có độ ổn định và độ bền cơ học tốt, nhưng chúng rất dễ bị vỡ và ăn mòn, và có những hiện vật trong MRI lâm sàng. Việc sử dụng zirconia sau lõi để phục hồi có tác dụng lâu dài tốt hơn về tính toàn vẹn và màu sắc của răng, và thân răng sau lõi sau khi phục hồi có ít thiệt hại hơn.

Trụ và lõi sợi trong mờ, có khả năng chống ăn mòn tốt và rất giống với răng tự sinh. Chúng thường được sử dụng trong phục hồi răng trước trong những năm gần đây. Khi có một khu vực rộng lớn của khuyết tật răng, lực tắc được yêu cầu phải cao để các lợi thế cơ học kim loại độc đáo của trụ zirconia và lõi được phản xạ. Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng mão sau lõi zirconia vượt trội hơn lõi nhựa sợi trong việc sửa chữa các khuyết tật răng diện tích lớn và lõi nhựa bài sợi có thể được chọn cho các khuyết tật diện tích nhỏ có độ bền tắc thấp, chẳng hạn như răng trước tối đa.

(3) Mố Zirconia

Các mố cầu Zirconia có năng lượng tự do bề mặt và độ ẩm bề mặt thấp hơn so với kim loại, do đó làm giảm độ bám dính của vi khuẩn và giảm nguy cơ mắc bệnh peri-implant. Mố zirconia phù hợp hơn với yêu cầu thẩm mỹ của bệnh nhân và có khả năng tương thích sinh học tốt hơn. Các mố titan và kim loại có thể xuất hiện thông qua các mô mềm xung quanh cấy ghép, dẫn đến màu xám của mô biên và kết quả thẩm mỹ ít hơn.