牙齒(chi)具(ju)有咀嚼食物(wu)、影響面部(bu)美觀、輔助發音等(deng)三大功能(neng),一旦脫落便會帶來很多(duo)麻(ma)煩,因(yin)此為了修復牙齒(chi),具(ju)備多(duo)種優異功能(neng)的牙科全瓷牙修復體被越來越多(duo)地應用(yong)于了臨(lin)床。據悉,
目前國(guo)內全(quan)瓷(ci)牙市場(chang)空間預計超過20億元。
常用于(yu)全(quan)瓷(ci)牙(ya)(ya)修復(fu)體的(de)材料種類可(ke)以簡(jian)單分為三(san)種,即氧(yang)化(hua)鋯全(quan)瓷(ci)牙(ya)(ya)、鑄瓷(ci)牙(ya)(ya)和氧(yang)化(hua)鋁全(quan)瓷(ci)牙(ya)(ya)。其中二氧化(hua)鋯(ZrO2)陶瓷(ci)憑借其優異的(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)能,是近(jin)年來口腔(qiang)材料(liao)界研究關注的(de)(de)(de)熱(re)(re)點。氧(yang)化鋯陶瓷(ci)的(de)(de)(de)優勢很(hen)突出,它(ta)不僅具有良好的(de)(de)(de)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)能(斷裂(lie)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)、強度、硬度等)、生物相(xiang)容性(xing)(xing)(xing)(xing)、穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)、美(mei)觀(guan)性(xing)(xing)(xing)(xing)、熱(re)(re)導性(xing)(xing)(xing)(xing)和成形性(xing)(xing)(xing)(xing),能很(hen)好解決常規全瓷(ci)冠材料(liao)強度和韌性(xing)(xing)(xing)(xing)不足的(de)(de)(de)問題,而且斷裂(lie)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)和撓曲(qu)強度約是氧(yang)化鋁陶瓷(ci)的(de)(de)(de)兩倍(bei)。
可(ke)以說,氧化(hua)鋯陶瓷優異的機(ji)械性(xing)能顯著彌補(bu)了傳統陶瓷材料在口腔(qiang)(qiang)臨床應(ying)用(yong)(yong)中出現(xian)的韌性(xing)低、耐沖擊性(xing)差及(ji)脆(cui)性(xing)大等(deng)問題,為其(qi)在口腔(qiang)(qiang)修復(fu)領(ling)域中的應(ying)用(yong)(yong)及(ji)推廣(guang)創造了前提,但(dan)要真正應(ying)用(yong)(yong)于口腔(qiang)(qiang)環境(jing)中,要做的工作還有(you)很多。
高(gao)透氧化鋯義齒
粉(fen)體原料控制
義齒(chi)用氧化(hua)鋯(gao)瓷(ci)(ci)(ci)塊(kuai)分(fen)為白色(se)(se)及彩(cai)(cai)(cai)色(se)(se)兩種,白色(se)(se)氧化(hua)鋯(gao)瓷(ci)(ci)(ci)塊(kuai)在義齒(chi)加工廠加工時需(xu)染色(se)(se)并燒(shao)結(jie)后才可呈(cheng)現(xian)出定制(zhi)式義齒(chi)的顏色(se)(se),而彩(cai)(cai)(cai)色(se)(se)氧化(hua)鋯(gao)瓷(ci)(ci)(ci)塊(kuai)無(wu)需(xu)染色(se)(se),經雕銑機(ji)加工后,通過燒(shao)結(jie)即可呈(cheng)現(xian)出定制(zhi)式義齒(chi)的顏色(se)(se)。白色(se)(se)及彩(cai)(cai)(cai)色(se)(se)氧化(hua)鋯(gao)瓷(ci)(ci)(ci)塊(kuai)的原材(cai)料(liao)均(jun)為氧化(hua)鋯(gao)粉(fen),只是存在白色(se)(se)與彩(cai)(cai)(cai)色(se)(se)之分(fen)。
氧化(hua)(hua)鋯(gao)陶瓷的(de)研制包括粉(fen)體(ti)合成(cheng)(cheng)、素胚成(cheng)(cheng)型、陶瓷燒結等環(huan)節。顯然,氧化(hua)(hua)鋯(gao)粉(fen)是影響全瓷義齒(chi)用氧化(hua)(hua)鋯(gao)瓷塊性能(neng)的(de)重要因素。粉(fen)體(ti)合成(cheng)(cheng)方法主要有3類:氣相法、固相法和液相法。考慮到粉體制備的成本和實驗操作的難易程度,液相法是當前制備氧化鋯陶瓷前驅粉體最為廣泛和實用的方法。液相法包括沉淀法、溶膠-凝膠法、水熱法、微乳液法等,其中沉淀法和微乳液法需要精準控制反應條件,增加了實驗難度,溶膠-凝膠法和(he)水熱法是目(mu)前制備氧(yang)化鋯粉(fen)體最為常(chang)用的方法。
氧化鋯陶瓷(ci)粉體(ti)(ti)制(zhi)備工(gong)藝
此外,每個生產企(qi)業也須嚴(yan)格把(ba)控粉體(ti)(ti)原料的(de)質(zhi)量及(ji)性(xing)能(neng)指(zhi)標,進行(xing)來料檢驗時對氧化鋯粉的(de)化學(xue)成分(fen)、粒(li)徑(jing)、密(mi)度進行(xing)檢測(ce),也可于檢測(ce)后(hou)按(an)照企(qi)業內部(bu)的(de)要求進行(xing)試產以確定氧化鋯粉性(xing)能(neng)指(zhi)標的(de)符合(he)性(xing)。
氧化鋯陶(tao)瓷增韌
二氧化(hua)鋯(gao)存在單(dan)(dan)斜相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、四(si)方(fang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、立方(fang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)三(san)種不同(tong)的(de)晶(jing)型。這三(san)種晶(jing)型可以(yi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互轉化(hua),其中四(si)方(fang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)轉變為單(dan)(dan)斜相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)過(guo)程稱為馬氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變,相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變過(guo)程中伴隨有(you)3~5%的體積膨脹。而氧化鋯陶瓷在應力狀態下不能發生滑移,因而材料容易產生裂紋,導致應力集中,使氧化鋯陶瓷容易發生脆性斷裂。
但若在純(chun)氧化鋯陶瓷(ci)中添加適量的氧(yang)化(hua)釔、氧(yang)化(hua)鎂和(he)氧(yang)化(hua)鈣等(deng)氧(yang)(yang)化物(wu),就能(neng)使四(si)方(fang)(fang)相氧(yang)(yang)化鋯晶型穩定(ding)地(di)存(cun)在(zai)(zai)于室溫,添加(jia)的氧(yang)(yang)化物(wu)被稱(cheng)為穩定(ding)劑(ji)。在(zai)(zai)應力誘導作用下,室溫下存(cun)在(zai)(zai)的四(si)方(fang)(fang)相氧(yang)(yang)化鋯會發生馬氏體(ti)相變,吸收部分能(neng)量,相變產(chan)生的體(ti)積膨(peng)脹會在(zai)(zai)一定(ding)程度(du)上抑制裂紋進一步擴展這種應力誘導的馬氏體(ti)相變能(neng)夠有(you)效改善陶(tao)瓷(ci)材料(liao)固有(you)的脆(cui)性(xing),提(ti)高氧(yang)(yang)化鋯陶(tao)瓷(ci)材料(liao)的斷裂韌性(xing)和抗彎強度(du),使氧(yang)(yang)化鋯陶(tao)瓷(ci)成為理(li)想的齒科修復(fu)材料(liao)。
氧化(hua)鋯常(chang)用(yong)晶型(xing)穩定(ding)劑(ji)-稀土氧化(hua)物
其他產(chan)品技術(shu)要求
此外,根據ISO 6872-2015《Dentistry—Ceramic materials》標準,全瓷義齒用氧化鋯瓷塊(Ⅱ型)的主要性能指標包括均勻性、無外來異物、放射性、彎曲強度、斷裂韌性、線脹系數、化學溶解性、收縮率。其中,彎曲強度的大小決定了全瓷義齒用氧化鋯瓷塊的臨床預期用途,若彎曲強度≥800 MPa,則可制作四單位及四單位以上的修復體。
生產全瓷義齒用氧化(hua)鋯瓷塊的(de)關鍵工序是(shi)粉體成(cheng)型(xing)(xing)(xing)和瓷坯(pi)預燒結。目(mu)前,國內主要采取的(de)是(shi)干法成(cheng)型(xing)(xing)(xing)的(de)方(fang)式,包括等靜壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)和干壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)(xing),主要控制產品的(de)尺寸(cun)及密(mi)度,因此(ci)密(mi)度(du)應作為考量全瓷義(yi)齒用氧化鋯瓷塊性能的指標之一。瓷坯(pi)預燒結(jie)主要控制產品的硬度(du),若(ruo)硬(ying)度(du)超過(guo)企業制定的(de)標準,將(jiang)會(hui)(hui)對義齒(chi)加工廠加工產(chan)品時使用的(de)雕銑機及(ji)車針(zhen)造成(cheng)一(yi)定的(de)損壞,甚(shen)至會(hui)(hui)造成(cheng)車針(zhen)斷裂;若(ruo)硬(ying)度(du)指標偏低,當應用于咀(ju)嚼(jiao)硬(ying)物時,將(jiang)會(hui)(hui)造成(cheng)牙齒(chi)斷裂,因(yin)此,在研究產(chan)品性能指標時還(huan)必須(xu)考慮硬(ying)度(du)。另外,臨床上常出現(xian)患者(zhe)口(kou)腔黏膜、牙齦受刺激破(po)潰充(chong)血出現(xian)紅腫的(de)現(xian)象,其(qi)原因(yin)之一(yi)為配(pei)方不(bu)正確,因(yin)此化學成分也是(shi)考量全瓷(ci)義齒用氧化鋯瓷(ci)塊性(xing)能的重要指標(biao)。
生物相(xiang)容(rong)性評價
由于口(kou)腔內部(bu)具有復雜的生(sheng)物(wu)環(huan)境(jing),作為口(kou)腔修復材料首先一定要(yao)對人體(ti)(ti)無(wu)致敏性(xing)、無(wu)刺激(ji)性(xing)、無(wu)遺傳毒(du)性(xing)等(deng),且具有優(you)良的化(hua)學穩(wen)定性(xing)。目前,化(hua)學表征(zheng)及毒(du)理學分析手段難以為全瓷義齒用(yong)氧化(hua)鋯瓷塊(kuai)的生(sheng)物(wu)安全性(xing)提(ti)供(gong)足夠(gou)的證據,所(suo)以,一般采取生(sheng)物(wu)學試驗的手段,如慮細胞毒(du)性(xing)試驗、遲(chi)發超敏反(fan)應試驗、皮(pi)內反(fan)應或(huo)口(kou)腔黏膜(mo)刺激(ji)試驗等(deng)。
作為定制(zhi)式義(yi)齒(chi)的(de)原材料,全瓷義(yi)齒(chi)用氧(yang)化(hua)鋯瓷塊無(wu)需(xu)進行消(xiao)(xiao)毒(du)滅菌(jun),但在(zai)(zai)制(zhi)成(cheng)義(yi)齒(chi)成(cheng)品戴入患者口腔之(zhi)前,須(xu)進行消(xiao)(xiao)毒(du)。因為在(zai)(zai)加工(gong)過程中會產生粉塵,且所接觸的(de)器皿(min)及操作人員(yuan)均會造成(cheng)對義(yi)齒(chi)的(de)污染,應選擇合適的(de)消(xiao)(xiao)毒(du)方法,如微波消(xiao)(xiao)毒(du)法、戊二醛(quan)溶液浸泡消(xiao)(xiao)毒(du)等。
總結
隨著(zhu)齒科修復材料(liao)學(xue)(xue)的(de)蓬勃發展,齒科氧(yang)化(hua)鋯材料(liao)以其出色的(de)力學(xue)(xue)性能(neng),良好的(de)生物相容性,在齒科全瓷修復領域得到了臨床醫(yi)生和患者的(de)青睞(lai),也吸引了不少(shao)人想進入這片龐大的(de)市場(chang),要(yao)(yao)想做(zuo)出成績的(de)話(hua),這些地方可(ke)都一定要(yao)(yao)注意噢!
資料來源:
醫用氧化鋯(gao)陶(tao)瓷成型體(ti)的制備、燒結及(ji)力(li)學性能(neng)研究,熊(xiong)峰。
全(quan)瓷(ci)(ci)義齒用氧化鋯瓷(ci)(ci)塊的(de)安(an)全(quan)有效性,龔(gong)雪,何文禮,尹(yin)長軍,熊建都。
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