齒科氧化鋯陶瓷的研究進(jìn)展

1、vol. 6, no. 19專家筆談齒科氧化錯(cuò)陶瓷的研究進(jìn)展周珊羽 王琳琳 胡琛邵龍泉全瓷材料由于其良好的生物相容性和優(yōu)越的美學(xué) 效杲在口腔科中的應(yīng)用快速增長(zhǎng)。而以往的玻璃陶瓷 基和氧化鋁基的全瓷修復(fù)體雖然美觀性好，但脆性大 的缺點(diǎn)使其難以獲得臨床廣泛應(yīng)用。隨著材料科學(xué)和 口腔臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展，氧化鉛牛物陶瓷因其較高的強(qiáng) 度、優(yōu)越的抗斷裂強(qiáng)度、良好的生物相容性、較低的放 射性、較好的光學(xué)性能以及與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制作 技術(shù)的良好結(jié)合，使其在口腔鄰域得到臨床頁師及患 者的普遍青睞。然而一些加工程序，例如，細(xì)品粒亞穩(wěn) 態(tài)氧化鉗微觀結(jié)構(gòu)的研瞎、拋光、噴砂、熱處理以及飾 瓷等工序可能會(huì)影響其長(zhǎng)期穩(wěn)定性，

2、并可通過影響時(shí) 效敏感性進(jìn)而影響到材料的性能。本文從臨床應(yīng)用出 發(fā)，通過分析影響氧化錯(cuò)性能的臨床因素，總結(jié)其近年 來的臨床應(yīng)用情況及其研究進(jìn)展。一、影響氧化錯(cuò)修復(fù)體性能的臨床因素y唱z p陶瓷的機(jī)械性能與來源于燒結(jié)前氧化鉗粉 末的缺陷或制作過程屮的缺陷密切相關(guān)。應(yīng)用高純度 氧化皓粉末有助于提高水熱穩(wěn)定，這是處于t晶相的 前提條件。而粉體制作屮使用的研磨體或燒結(jié)助劑引 起的晶粒邊緣雜質(zhì)的存在可改變t相的穩(wěn)定性。氧化 鉆不同的制作工序（如溫度和時(shí)間）可影響材料的顯微 結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步影響其對(duì)抗時(shí)效性。一些研究著眼于 不同表面處理對(duì)以二氧化錯(cuò)為基礎(chǔ)的材料強(qiáng)度的影 響，研究發(fā)現(xiàn)材料的斷裂強(qiáng)度與表而及亞表

3、而損害的i1 .研磨：研磨常會(huì)增加亞穩(wěn)態(tài)tzp的強(qiáng)度，這是 因?yàn)閠唱相變一般發(fā)牛在材料表面下兒微米處，此外 還與相變導(dǎo)致體積增大產(chǎn)牛m叔應(yīng)力右關(guān)。這種拉應(yīng) 力可阻止微裂紋的產(chǎn)生與傳播，但表面及亞表面的損 害仍在增加。此時(shí)晶粒拔出產(chǎn)牛的破壞認(rèn)為與體積增 加和相變后微小凹陷的產(chǎn)牛有關(guān)。這會(huì)導(dǎo)致表面粗糙2彩響主耍取決丁轉(zhuǎn)換為m相的數(shù)量，亞穩(wěn)態(tài)的t唱相變，研磨的耕細(xì)度以及局部產(chǎn)熱的溫度。在加工過程 中減少瑕疵可提高材料的穩(wěn)定性。此外，部分燒結(jié)陶 瓷工藝或非研磨成型工藝均可增加修復(fù)體的強(qiáng)度。2.拋光：對(duì)表面磨痕進(jìn)行拋光，會(huì)導(dǎo)致材料殘余應(yīng) 力的產(chǎn)牛。根據(jù)應(yīng)力的類型和數(shù)量，拋光可誘導(dǎo)表面 壓應(yīng)力層的形成，從

4、而有利于對(duì)抗時(shí)效性。研磨后進(jìn) 行粘細(xì)的拋光可降低表面缺陷的程度和數(shù)量，從而彩 響材料的機(jī)械性能，最終增加材料的撓曲強(qiáng)度"o作者單位：5 10 5 15 廣州，甫方醫(yī)科大學(xué)甫方醫(yī)院口腔科通訊作者：邵龍泉.email： shaolongquan yahoo.o m c n基金項(xiàng)目：廣東省高等學(xué)校高層次人才項(xiàng)目（201 1唱8 ）；教有部高 等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金（2010 4 4 3 3 120 0 0 6；廣州市白 云區(qū)科技計(jì)3 噴砂：對(duì)氧化錯(cuò)陶瓷進(jìn)行噴砂可促進(jìn)水門汀與支架的黏結(jié)，并以降低穩(wěn)定性為代價(jià)增強(qiáng)y唱zp強(qiáng)度。 噴砂后裂紋隨機(jī)排列。然而，轉(zhuǎn)換成m和后較薄的壓縮層可 抵抗強(qiáng)

5、度的減弱。與研精相比，噴砂的溫度較低，應(yīng)力較小，導(dǎo)致t唱相變也較少，因此最終晶相為m相。 研磨后進(jìn)行噴砂可去除一些大的表面裂紋及表面連接脆弱的品粒，并可同時(shí)產(chǎn)牛表面的壓應(yīng)力，從而増加材 料的強(qiáng)度。表面噴砂或打磨更容易引發(fā)表面附近氧化皓的相轉(zhuǎn)變。表面層的相轉(zhuǎn)變使1 01 0 0深度的 表面層受到壓縮應(yīng)力。壓縮應(yīng)力的深度収決丁打磨的強(qiáng)度，如果壓縮應(yīng)力深度大于可增長(zhǎng)臨界裂縫的深度，相比于制品厚度乂很小，材料的增韌就可達(dá)到最 佳4. 表面及熱處理：表面及熱處理對(duì)y唱zp陶瓷的*»著濕研磨和噴砂可有所提高，而隨后的熱處理則會(huì)降低其強(qiáng)度。熱處理可引起反向（m唱）相變，從材料表 面去除m相，減少生

6、成的壓縮區(qū)域，降低了材料的強(qiáng) 度。在臨床條件下，表面有較多m相可増加材料撓曲 強(qiáng)度，而過多的m和則町導(dǎo)致微裂級(jí)的產(chǎn)牛，在酸性和多水的口腔環(huán)境下載荷時(shí)，隨著時(shí)間陷推移，易丁發(fā)生 更快速的潮濕輔助和變。5. 飾面瓷：初步臨床結(jié)果顯示飾面瓷與核瓷的分層（或剝離）丁是氧化錯(cuò)全瓷修復(fù)最常見的問題之一。分 析失敗修復(fù)體或?qū)嶒?yàn)室測(cè)試試樣發(fā)現(xiàn)氧化鉗內(nèi)核與飾 面材料的界面層是其失敗的丄要原因。飾面瓷的熱膨一 6面材料與核瓷是和互匹配的。在冷卻至室溫的過程嚴(yán)重程度即表面粗糙度有很大關(guān)系om狀態(tài)。撓曲強(qiáng)度具有反作用q 一般來說,y唱zp的強(qiáng)度隨和孔隙，從而彫響材料的耐磨性。研磨對(duì)強(qiáng)度值的do i ： 10暢 3 8

7、 7 7 /ma issn 1674 唱785 2 0 12 1 6k 2叟系數(shù)（9暢19暢7指./應(yīng)稍微小于氧化鉛核 瓷（1 °暢8 m / ）。現(xiàn)存y唱zp陶瓷的熱脹系數(shù)1 °1 °暢5）m /不等，目前制造商所提供的飾2 , vol. 6, no. 19中，可導(dǎo)致飾面瓷產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，并以此加強(qiáng)兩種材料 之間的結(jié)合強(qiáng)度。此時(shí)由于核瓷受到拉應(yīng)力，因此相 對(duì)較高的斷裂強(qiáng)度和足夠的厚度都對(duì)其與飾瓷的持久5靠核瓷與飾面瓷層間界面的微機(jī)械嵌合。因此想耍達(dá) 到持久結(jié)合，兩種材料的機(jī)械性能需相互匹配，并有足 夠的表面積。此外，陶瓷微觀結(jié)構(gòu)的缺陷，包括孔隙面 積、燒結(jié)塊、雜質(zhì)

8、以及大顆粒區(qū)域都可能是飾面瓷分層 的原因。燒結(jié)排氣之詢核瓷表血上瓷不足以及潤(rùn)濕性 因素導(dǎo)致的界面結(jié)構(gòu)缺陷都可推動(dòng)瓷層的斷裂'0除傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)分層堆瓷方法外，近年來開發(fā)出- 種新的飾瓷方法即將飾瓷加熱至其熔點(diǎn),然后壓鑄到 氧化錯(cuò)核瓷表面。由丁外部壓力的應(yīng)用，這種可壓鑄 飾血瓷材料的畸變和冷卻殘余應(yīng)力減少，與氧化皓核增加近兩倍。有限元分析顯示其提高負(fù)荷承受能力的 原因是，減小了低模量梯度的張應(yīng)力，相當(dāng)于提高了材 料強(qiáng)度。該結(jié)果證實(shí)適當(dāng)梯度結(jié)構(gòu)在下一代全瓷修復(fù)體的設(shè)計(jì)中非常 有利。該研 究團(tuán)隊(duì)還對(duì)上述g / / 梯度材料與純氧化誥及氧化誥唱瓷片狀樣品行單一負(fù)荷或多循環(huán)滑動(dòng)加載比較，發(fā)現(xiàn)g /

9、/梯度材料對(duì)單循環(huán)滑動(dòng)破壞的抵抗力是單純氧化鉛的3倍，是氧化 錯(cuò)唱瓷材料的2 5倍；抗滑動(dòng)疲勞破壞性能與氧化錯(cuò) 艄門附o全解剖式氧化錯(cuò)系統(tǒng)（全錯(cuò)修復(fù)體）是解決氧化錯(cuò)曲性能。此外，通過對(duì)其片狀樣品接觸加載彎曲導(dǎo)致 折裂，與未滲透的單純氧化鏈樣品相比，折裂負(fù)荷顯著瓷間能實(shí)現(xiàn)更好的結(jié)合。襯底材料（liner）的應(yīng)用可為 氧化鉛支架提供仿真的牙齒色度。并且襯底材料可增 加壓鑄飾面材料與核瓷的結(jié)合，減低界面率。近年來 國內(nèi)外均有研究顯示界血的飾血瓷一側(cè)的元素能夠滲要是陶瓷在氧化皓表面品粒間的機(jī)械鎖合，界面處形 成的微孔是影響界面結(jié)合的主要因素。二、臨床應(yīng)用及研究進(jìn)展氧化錯(cuò)臨床應(yīng)用1 0年來，現(xiàn)有的臨床應(yīng)

10、用報(bào)告觀 察期多為5年以內(nèi)，大多數(shù)臨床研究報(bào)告了氧化皓用 于后牙缺失的橋體修復(fù)，其修復(fù)體存在率 高達(dá)911復(fù)是一種可靠的修復(fù)方法。且研究顯示氧化鉗全瓷冠 的存在率與烤瓷冠相當(dāng)，認(rèn)為氧化鉗全瓷冠可望替代 傳統(tǒng)的金屬基烤瓷冠。然而在廣泛應(yīng)用的同時(shí)也暴露 價(jià)報(bào)告，將氧化鉗修復(fù)休的臨床并發(fā)癥分為以下兒種 情況：修復(fù)體的橋支架折裂、飾面瓷折裂、繼發(fā)硒、固位喪失、基牙拔除、牙髓問題及牙齦出血等。christensen 等則報(bào)道了 1例5單位上頜固定橋在使用3 8個(gè)月及2例發(fā)生在3 6個(gè)月和4 0個(gè)月的橋支架斷裂。在大 多數(shù)臨床研究中，飾面瓷的折裂是故常見的瓷冠破壞 形式。為了減少氧化鉛全瓷修復(fù)體的失敗率，

11、zh a形成g / /三層梯度結(jié)構(gòu)材料，使外表面模量降低。 jt研究表明這種低模址的玻璃表面可冇效抵消彎曲應(yīng) 力，梯度氧化誥唱瓷材料比單純的氧化鉗有更好的彎全瓷修復(fù)體崩瓷問題的另一方案。全皓修復(fù)體是由單 一氧化錯(cuò)原料直接制作出全解剖形態(tài)的修復(fù)體，無需 先磨削出基底冠，也不需耍進(jìn)行飾瓷等工藝，避免了飾 面瓷崩瓷的問題，通過配套的染色液染色可達(dá)到良好 的美學(xué)效果。主要用于后牙冠及橋，也可用于前牙修 復(fù)。在國際市場(chǎng)，從2 0 10年開始，幾個(gè)大廠家，紛紛推 出了埸卿夠僚僉斛方夯帝爾環(huán)保i暢結(jié)合主耍 全錯(cuò)修復(fù)體。其中,包括美國glidewell的b r u x z i r，意大 利 zirkonzah

12、n的 p r e t t a u 以及德國 wieland 的 z e n o $ t a r, 而在國內(nèi)市場(chǎng)，愛爾創(chuàng)upc era的u p z i r ,都得到了市 場(chǎng)的高度認(rèn)可。氧化鉆的較高遮光性可有效遮蓋染色基牙和金屬 樁核，然而這對(duì)于正常天然牙的美學(xué)修復(fù)效果則彩響 較大。因此學(xué)者開始對(duì)氧化鉛的透光性進(jìn)行研究，近 年來氧化錯(cuò)透光性已經(jīng)有了很大的改善，有研究表明c 1 8 4種氧化鉛修復(fù)體的透光度（氧化鉛基底上手工堆瓷， 氧化鉛基底上飾瓷燒結(jié)，全鉗牙上釉，全鉆牙拋光），結(jié) 果顯示拋光后的全鏈牙透光度顯著高于其余3組，認(rèn) 為全錯(cuò)牙作為一種新型修復(fù)體，可替代傳統(tǒng)的氧化錯(cuò) 較了 8透程不氟化跚淤

13、滾觥甌化餓的遡池鑿曲暢界mm 和0暢5畫箱琴騒瞭隹頁秦的常斂e, ip&右.顧胸辦i缽v i t ayz, proc era allzircon, d i g i z o n, dc zircon, ce r con base）, 并以二硅酸鋰玻璃陶瓷為對(duì)照組，結(jié)果顯示在氧化鉛氧化鉗陶瓷透光性高于氧化鋁陶瓷。b e u e r等 比較全瓷修復(fù)體（氧化錯(cuò)基底+飾瓷）。b a 1 d i s s a r acc ad / am系統(tǒng)中，lava系統(tǒng)的氧化鏈透光度最高，但 c ad / am系統(tǒng)的氧化鏈透光度仍顯著性低于二硅酸 鋰玻璃陶瓷。氧屬具有。很蜩加總鋤腿邯加占全瓷修學(xué)者擔(dān)心這可能會(huì)導(dǎo)致

14、對(duì)牙合牙牙沏質(zhì)的板傷,ifi jung等通過制作3組不同試件（鑄瓷飾瓷后拋光組，氧 化錯(cuò)拋光組，氧化錯(cuò)拋光后上釉組）比較其對(duì)對(duì)牙合牙磨 耗情況，結(jié)果表明鑄瓷組対對(duì)於牙的純量塢蜒冗決的|片床評(píng)組大4唏暢臟皓靱陽嘖曲歸表醴木評(píng) 行使功能時(shí)對(duì)天然牙列更有利。z i r k o n z a h n實(shí)驗(yàn)室運(yùn)等 通過對(duì)y唱zp氧化鉆瓷兩邊用硅酸鹽玻璃滲透,vol. 6, no. 19用pmma樹脂磨頭對(duì)天然牙、i ce z i r k o n陶瓷 p r e t t a u 全錯(cuò)牙3種不同材料進(jìn)行3 0 2 4 0周期加壓，發(fā)現(xiàn)天然hl牙對(duì)pmma樹脂的磨耗量平均為10(m、ice z i r k onl

15、ion origins o f b i 1 a y e r c e r tmi c conij o $ i t e $ f o r dental restorations j e陶瓷為2 8 m,而p r e t t a u全餡牙的蘑耗量則接 近為0 fm0 wieland實(shí)驗(yàn)室也進(jìn)行類似的研究，其結(jié)果表明 zeno s t a r全冠耐脾性好，并且對(duì)對(duì)胎的磨稚小。bcuc r 等制備了 4科j不間藥氧化錯(cuò)全瓷冠,氧化齬基底+ 手工堆瓷，氧化鈾基底+飾瓷燒結(jié)，全鉛牙上釉，全鉛 牙拋光；分別比較這4種不同氧化鉗全瓷冠的接觸損 傷性能和負(fù)荷強(qiáng)度。結(jié)果顯示拋光后的全鉛牙接觸損 傷較小而對(duì)對(duì)牙合牙接觸

16、損傷較人；上釉后的全錯(cuò)牙對(duì) 對(duì)牙合牙接觸損傷與手工堆瓷的氧化鉆全瓷冠相當(dāng)；手 工堆瓷的氧化錯(cuò)全瓷冠負(fù)荷強(qiáng)度較低。在全瓷修復(fù)中，氧化鉗陶瓷材料的性能、制作工藝 及臨床應(yīng)用觀察結(jié)果都提示該材料具冇很好的臨床應(yīng) 用前景。f1前關(guān)于氧化皓材料的研究，仍集屮在材料 機(jī)械性能以及更佳的美觀效果方面。如何提高氧化錯(cuò)唱 飾血瓷修復(fù)體的黏結(jié)強(qiáng)度、實(shí)現(xiàn)與金屬匹敵的斷裂韌 性，達(dá)到相當(dāng)鑄造陶瓷高度透明的美學(xué)效果等，是今后 研究者們尚待進(jìn)一步研究的課題。參考文獻(xiàn)1 denry i l. pegcockjj. holloway j a. effect of h e 11 t rea tmeot after a7 殷家悅

17、，張忠提，艾紅軍，等鎧穩(wěn)定氧化鉆基底材料與飾血瓷結(jié)合性能的實(shí)驗(yàn)研究華西口腔醫(yī)學(xué)雜志，2 0 0 9, 2 7 : 6 6 9唱72.8 kwon j e. lee sh. l i m hn. et a 1. bonding characteristics between49 sorrentino r, de simone g, teds, et al. f i v a r prospective c i in i c a istudy o f posterior i h r e elgn i t z i r c o n i atoa $ e i fixed dental p r o s 1 h

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19、es： f ou re a r clinical results .ini j112 滔 zkurt z, ka i a z o gyl u e. c i i n i c a i success of zirconia in dental ap p 1i c 8瞄6christ enxnrp, p i o e g e r b j. a clinical comparison of zirconia, mand alumina fixedrosthesis f r a m e w o r k s veneered with layeredo rpressed ceramic： a t h r e

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21、al. zirconia i n d e n t i $t r y：part 1. discovering 1 h e nature o f a n upcoming b i oc e rami c eu r j es t h e'1n3 mocha 1 e 5 c, ma e r t e n a, rack a. e t al. monoclinic phase t r a n s f o tora 唱4rma唱 1 5 j ren l, j a n a 1 mn. zhang y. sliding contact fatigue of graded z i r (ions of z

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