牙(ya)齿具有咀嚼(jiao)食物、影响面(mian)部美观、辅助发音等三大(da)功能(neng),一(yi)旦(dan)脱落便(bian)会带(dai)来很多麻烦,因此为了修复牙(ya)齿,具备多种优异功能(neng)的(de)牙(ya)科(ke)全(quan)瓷牙(ya)修复体被越(yue)来越(yue)多地(di)应用于(yu)了临床。据(ju)悉,
目前(qian)国内全瓷牙市场空间预计超(chao)过(guo)20亿元。
常用于全瓷(ci)(ci)牙修复体的(de)材料(liao)种(zhong)类可以简单分为(wei)三种(zhong),即氧(yang)化(hua)锆(gao)全瓷(ci)(ci)牙、铸瓷(ci)(ci)牙和氧(yang)化(hua)铝全瓷(ci)(ci)牙。其(qi)中二(er)氧化锆(ZrO2)陶(tao)瓷凭借其优异的(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)能,是(shi)近年来口腔(qiang)材料界(jie)研(yan)究(jiu)关(guan)注(zhu)的(de)热点(dian)。氧化锆陶(tao)瓷的(de)优势很突(tu)出,它不仅具有良好(hao)的(de)机(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)能(断裂韧性(xing)(xing)(xing)(xing)、强度(du)、硬度(du)等)、生物相容性(xing)(xing)(xing)(xing)、稳定性(xing)(xing)(xing)(xing)、美观性(xing)(xing)(xing)(xing)、热导性(xing)(xing)(xing)(xing)和成(cheng)形性(xing)(xing)(xing)(xing),能很好(hao)解决常规全(quan)瓷冠(guan)材料强度(du)和韧性(xing)(xing)(xing)(xing)不足的(de)问题,而(er)且断裂韧性(xing)(xing)(xing)(xing)和挠曲强度(du)约是(shi)氧化铝陶(tao)瓷的(de)两倍。
可以说,氧(yang)化锆陶瓷优异的(de)(de)机械性(xing)能(neng)显著弥补了传统(tong)陶瓷材料(liao)在口(kou)腔临(lin)床应(ying)用中(zhong)(zhong)出现的(de)(de)韧性(xing)低、耐冲击性(xing)差(cha)及脆性(xing)大等问(wen)题,为其在口(kou)腔修复领域中(zhong)(zhong)的(de)(de)应(ying)用及推广创造(zao)了前提,但要真(zhen)正应(ying)用于口(kou)腔环境中(zhong)(zhong),要做的(de)(de)工(gong)作还有(you)很(hen)多。
高透氧化锆义齿
粉体原料控(kong)制
义(yi)(yi)齿用氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)锆(gao)(gao)(gao)(gao)瓷(ci)块分为白(bai)色(se)及彩色(se)两种(zhong),白(bai)色(se)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)锆(gao)(gao)(gao)(gao)瓷(ci)块在义(yi)(yi)齿加工(gong)厂加工(gong)时需染色(se)并(bing)烧结后(hou)才(cai)可呈现(xian)(xian)出定(ding)制式义(yi)(yi)齿的(de)(de)颜色(se),而彩色(se)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)锆(gao)(gao)(gao)(gao)瓷(ci)块无需染色(se),经雕铣(xian)机加工(gong)后(hou),通(tong)过烧结即可呈现(xian)(xian)出定(ding)制式义(yi)(yi)齿的(de)(de)颜色(se)。白(bai)色(se)及彩色(se)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)锆(gao)(gao)(gao)(gao)瓷(ci)块的(de)(de)原材料均为氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)锆(gao)(gao)(gao)(gao)粉(fen),只(zhi)是(shi)存在白(bai)色(se)与彩色(se)之(zhi)分。
氧化(hua)锆(gao)陶瓷(ci)的研(yan)制(zhi)包(bao)括粉体(ti)合(he)成(cheng)(cheng)、素胚成(cheng)(cheng)型、陶瓷(ci)烧结等环节。显(xian)然,氧化(hua)锆(gao)粉是(shi)影(ying)响全瓷(ci)义齿用氧化(hua)锆(gao)瓷(ci)块性能的重要因(yin)素。粉体(ti)合(he)成(cheng)(cheng)方法主要有3类:气相法、固相法和液相法。考虑到粉体制备的成本和实验操作的难易程度,液相法是当前制备氧化锆陶瓷前驱粉体最为广泛和实用的方法。液相法包括沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等,其中沉淀法和微乳液法需要精准控制反应条件,增加了实验难度,溶胶-凝胶法和(he)水热法是目(mu)前制备氧(yang)化锆粉体(ti)最为常(chang)用的方法。
氧化锆陶瓷粉体制备(bei)工艺(yi)
此外,每个生产企业也(ye)须严格(ge)把控粉(fen)(fen)体原料的(de)质量(liang)及性能指标(biao)(biao),进行来料检验时对氧(yang)化(hua)锆(gao)粉(fen)(fen)的(de)化(hua)学成分、粒(li)径、密(mi)度进行检测(ce),也(ye)可于检测(ce)后按照企业内部(bu)的(de)要求(qiu)进行试(shi)产以(yi)确定氧(yang)化(hua)锆(gao)粉(fen)(fen)性能指标(biao)(biao)的(de)符合(he)性。
氧化锆陶瓷增(zeng)韧
二氧化锆(gao)存在单斜相(xiang)(xiang)(xiang)、四(si)方(fang)相(xiang)(xiang)(xiang)、立方(fang)相(xiang)(xiang)(xiang)三种不同的晶(jing)型。这(zhei)三种晶(jing)型可以(yi)相(xiang)(xiang)(xiang)互转化,其中四(si)方(fang)相(xiang)(xiang)(xiang)转变(bian)为单斜相(xiang)(xiang)(xiang)的过程称为马氏体相(xiang)(xiang)(xiang)变(bian),相(xiang)(xiang)(xiang)变(bian)过程中伴(ban)随(sui)有3~5%的体积膨胀。而氧化锆陶瓷在应力状态下不能发生滑移,因而材料容易产生裂纹,导致应力集中,使氧化锆陶瓷容易发生脆性断裂。
但若在纯氧化(hua)锆陶瓷中添加适量的氧(yang)化(hua)钇、氧(yang)化(hua)镁和(he)氧(yang)化(hua)钙等(deng)氧(yang)(yang)化物,就能使四(si)方相氧(yang)(yang)化锆(gao)晶型稳定地存(cun)在于室温(wen),添加的氧(yang)(yang)化物被称(cheng)为稳定剂(ji)。在应力诱导(dao)作用下,室温(wen)下存(cun)在的四(si)方相氧(yang)(yang)化锆(gao)会(hui)发生马氏(shi)体(ti)相变(bian)(bian),吸收部(bu)分能量(liang),相变(bian)(bian)产(chan)生的体(ti)积膨(peng)胀会(hui)在一(yi)定程(cheng)度(du)上抑制裂(lie)纹进一(yi)步扩展这(zhei)种应力诱导(dao)的马氏(shi)体(ti)相变(bian)(bian)能够有效改善(shan)陶瓷材(cai)料固有的脆性,提高氧(yang)(yang)化锆(gao)陶瓷材(cai)料的断裂(lie)韧性和抗弯(wan)强度(du),使氧(yang)(yang)化锆(gao)陶瓷成(cheng)为理想的齿科修(xiu)复材(cai)料。
氧化锆常用(yong)晶型(xing)稳定剂-稀土氧化物
其他产品技术要求
此外,根据ISO 6872-2015《Dentistry—Ceramic materials》标准,全瓷义齿用氧化锆瓷块(Ⅱ型)的主要性能指标包括均匀性、无外来异物、放射性、弯曲强度、断裂韧性、线胀系数、化学溶解性、收缩率。其中,弯曲强度的大小决定了全瓷义齿用氧化锆瓷块的临床预期用途,若弯曲强度≥800 MPa,则可制作四单位及四单位以上的修复体。
生产全瓷(ci)义齿用(yong)氧(yang)化锆瓷(ci)块的关(guan)键(jian)工序是粉体成(cheng)型(xing)和瓷(ci)坯预烧(shao)结。目前,国(guo)内(nei)主要采取的是干(gan)法成(cheng)型(xing)的方式,包括(kuo)等静压成(cheng)型(xing)和干(gan)压成(cheng)型(xing),主要控(kong)制产品的尺寸(cun)及密度,因(yin)此密度应作为考量(liang)全瓷义(yi)齿用氧化锆瓷块(kuai)性能的指标之一(yi)。瓷坯预烧(shao)结(jie)主要(yao)控制产品(pin)的硬度,若硬度(du)超过企业制定(ding)的(de)标准(zhun),将(jiang)会(hui)(hui)对义齿加工厂加工产品时(shi)使用(yong)的(de)雕铣机及车针造成(cheng)一(yi)定(ding)的(de)损坏,甚至会(hui)(hui)造成(cheng)车针断(duan)裂;若硬度(du)指标偏(pian)低,当(dang)应用(yong)于咀嚼硬物时(shi),将(jiang)会(hui)(hui)造成(cheng)牙齿断(duan)裂,因(yin)(yin)此,在(zai)研究(jiu)产品性能指标时(shi)还必须考(kao)虑硬度(du)。另外,临床上常出现(xian)患者口腔黏膜(mo)、牙龈受刺激破溃(kui)充血出现(xian)红肿的(de)现(xian)象,其(qi)原(yuan)因(yin)(yin)之(zhi)一(yi)为配方不正确,因(yin)(yin)此化学成分也是考量全瓷义齿用氧(yang)化锆瓷块性(xing)能的重要指(zhi)标。
生物相容性评价
由于口(kou)(kou)腔(qiang)内部具有复杂的(de)生物(wu)环境,作(zuo)为(wei)口(kou)(kou)腔(qiang)修(xiu)复材(cai)料首先一(yi)定要(yao)对(dui)人体无(wu)致敏(min)性(xing)(xing)、无(wu)刺激性(xing)(xing)、无(wu)遗传(chuan)毒性(xing)(xing)等(deng),且具有优良的(de)化(hua)学稳(wen)定性(xing)(xing)。目前,化(hua)学表征及毒理学分析手段(duan)难以为(wei)全(quan)瓷义齿(chi)用氧化(hua)锆瓷块的(de)生物(wu)安(an)全(quan)性(xing)(xing)提(ti)供足(zu)够的(de)证据,所(suo)以,一(yi)般(ban)采(cai)取(qu)生物(wu)学试(shi)验(yan)的(de)手段(duan),如(ru)虑细胞(bao)毒性(xing)(xing)试(shi)验(yan)、迟发超敏(min)反应(ying)试(shi)验(yan)、皮内反应(ying)或口(kou)(kou)腔(qiang)黏膜(mo)刺激试(shi)验(yan)等(deng)。
作为定(ding)制式义(yi)齿的原材(cai)料,全(quan)瓷义(yi)齿用氧化(hua)锆(gao)瓷块无需(xu)进行消(xiao)毒(du)灭菌(jun),但在制成义(yi)齿成品戴入患者口(kou)腔之前,须进行消(xiao)毒(du)。因(yin)为在加工过程中(zhong)会产生粉尘(chen),且所接触的器皿及操作人(ren)员均会造成对义(yi)齿的污染,应选择合适的消(xiao)毒(du)方法,如微波消(xiao)毒(du)法、戊(wu)二醛(quan)溶液浸(jin)泡消(xiao)毒(du)等(deng)。
总结
随着(zhe)齿(chi)(chi)科(ke)修复材(cai)料学的(de)(de)蓬勃(bo)发展,齿(chi)(chi)科(ke)氧化锆(gao)材(cai)料以(yi)其出(chu)色的(de)(de)力(li)学性(xing)能,良好的(de)(de)生物相容(rong)性(xing),在齿(chi)(chi)科(ke)全瓷修复领(ling)域(yu)得到(dao)了临(lin)床(chuang)医生和患者(zhe)的(de)(de)青睐,也(ye)吸(xi)引(yin)了不少(shao)人想(xiang)进入这片庞大的(de)(de)市场,要想(xiang)做出(chu)成(cheng)绩的(de)(de)话,这些地方可(ke)都一(yi)定要注意噢!
资料来源:
医用氧化锆陶瓷(ci)成(cheng)型体的制(zhi)备、烧结及力(li)学性能研究,熊峰。
全瓷(ci)义(yi)齿用氧化锆瓷(ci)块的安全有效(xiao)性(xing),龚雪,何文礼,尹长军(jun),熊(xiong)建都(dou)。
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