全瓷修复材料的性能

1、全瓷修复材料的物理化学性能一、全瓷修复材料介绍全瓷材料自上世纪八十年代开始在临床应用，最早的铝瓷强度很低，加工技术是简单的烤瓷技术，精确度较差。全瓷材料优秀的美观效果和良好的生物相容性使其一经出现便倍受口腔修复医师和广大患者的青睐，逐渐成为最受欢迎的美观修复材料，而其力学性能和加工工艺也得以不断改善以适应更广泛的应用。全瓷修复材料发展至今已经从最初的单层材料发展为叠层复合材料，从玻璃陶瓷发展为氧化物陶瓷，加工工艺从烤瓷、铸造发展为计算机辅助设计和加工的精密切削工艺。现今的全瓷修复体已经具备良好的边缘适合性和较好的力学性能，能够满足大部分的美观修复要求。目前，用于帖面修复的全瓷材料可以为单层全瓷

2、材料，而用于冠桥修复的全瓷材料的主流为叠层复合陶瓷，即由基底瓷和饰瓷两部分组成，基底瓷制作全瓷内冠满足修复体的强度要求，通过适的加工技术提供良好的边缘适合性，外层的饰瓷用以恢复修复体的解剖形态和美观要求。同时，基底瓷的光学性能也直接影响全瓷修复体的美观效果，饰瓷层的结构和力学性能也会影响整个全瓷修复体的强度。最后，两种材料之间的物理化学性能的匹配性直接影响界面质量，关系到全瓷修复体的稳定性和使用寿命。了解和认识各类全瓷材料的物理化学性能有助于正确选择和使用全瓷材料制作及满足美观需求又满足长期生理功能的美观修复体。本章主要介绍目前口腔修复临床常用的全瓷材料的物理化学性能以及与临床应用的关系。（一

3、）全瓷修复材料的化学构成（图）首先基于目前叠层复合材料的应用方式，全瓷修复材料分为用于制作内冠和桥支架的基底瓷和外层的饰瓷。饰瓷材料的化学构成主要是硅酸盐玻璃，主要成分是SiO2,AI2Q,还包括：CaNaK、B等元素用于调节玻璃的熔点、流动性1等物理性能。同时含有微量的稀土元素用于体现不同的颜色特征，玻璃成分中散在分布少量ZrQ或Y2Q微小的晶体结构，用于调节折射率，表现不同的透明度。当前常用的基底瓷材料根据其化学构成有以下几类：1 .玻璃基质陶瓷：玻璃基质内含有不同晶体物质，以增强玻璃的强度和韧性。不同产品产生结晶相的方式不同，所含晶体的化学组成和结构不同。通常具有良好的透光度，通过加入不

4、同比例的金属氧化物可以调整材料的颜色，美观效果较好，但强度较差。可以不经过饰瓷的修饰，直接制作嵌体、贴面和全冠修复体。也可以制作基底冠，通过烧结饰瓷完成最终修复体。1)长石玻璃陶瓷：主要由长石晶体和玻璃基质组成。主要代表产品是MtablocsMarkH(Vitablocs,VitaZahnfabrik,BadS?ckingen,Germany),扫描电子显微镜下显示的微观结构为玻璃基质中不规则地分布着大量透长石(sanidine)晶体，晶体的直径在3-7m依靠CAD/CAMfc术加工，可以使用的系统是Cerec(Sirono,DentalSystemGmbH,Bensheim,Germany)

5、系统。弯曲强度达到105MPa2)云母玻璃陶瓷：主要由晶体相的云母和玻璃基质组成。代表产品Dicor(Dentsply/YorkDivision,York,Pa.)含有55%H硅氟云母和45%ft璃基质。扫描电子显微镜下显示的微观结构是玻璃基质中不规则地分布着大量的盘状云母晶体，晶体的直径在1.0-10NmDicorMGC1工方式是CAD/CAM技术，而Dicor则通过失蜡铸造和微晶化处理的方法加工。可以直接完成嵌体、贴面、双尖牙全冠等修复体的制作，经过上色和上釉完成最终修复体。也可以制作前牙基底冠，通过烧结饰瓷部分完成最终修复体。其他产品包括：OlympusCastableCeramics(

6、OCC,OlympusCo.,Tokyo,Japan),它除云母晶体外，另外含有？锂辉石(？-spodumene晶体。3)白榴石增强玻璃陶瓷：主要由结晶相的白榴石和玻璃基质组成。代表产品IPSEmpressl(Ivoclar-Vivadent,Schaan,Liechtenstein)的微观结构是玻璃基质中均匀分布35-55%四面体白榴石晶体，加热后瓷块可以融化，通过真空压力铸造方法加工。其弯曲强度可达175MPa可以直接完成嵌体、贴面、双尖牙全冠的制作，经过上色和上釉完成最终修复体。也可以制作前牙基底冠，2通过烧结饰瓷部分完成最终修复体。其他产品包括：ProCAD(IvoclarVivade

7、nt,Schaan,Liechtenstein),Optec-HSP(Jeneric/PedtronInc,Wallingford,Conn),Optec-OPC(Jeneric/PedtronInc,Wallingford,Conrj),Cergogold(DegussaDental,Hanau,Germany)等。4)二硅酸锂加强玻璃陶瓷：主要由二硅酸锂晶体和玻璃基质组成。常用产品有IPSEmpressH(Ivoclar-Vivadent,Schaan,Liechtenstein),成品瓷块中有60w切疯条状或长条形二硅酸锂晶体，晶体的直径0.5-5m加工方法和设备与IPSEmpressI

8、相同，具有良好的透光度，颜色可以选择，美观效果较好，其弯曲强度(407MPa较IPSEmpressI明显增加。可以直接完成嵌体、贴面、后牙全冠的制作，也可以制作前牙基底冠和前牙三单位固定桥支架，还有报道用于制作全瓷粘接固定桥的支架。其他产品包括3GOPC(PedtronCoperation,Wallingford,CT)等。5)镁铝尖晶石玻璃陶瓷：主要由镁铝尖晶石和玻璃基质组成。主要产品包括In-CeramSpinel(VitaZahnfabrik,BadSackingen,Germany),扫描电子显微镜下显示的微观结构是玻璃基质中分布着镁铝尖晶石晶体，晶体直径1-5m其加工方式是CAD/C

9、A腋术，可应用的系统是Celaysystem(Mikrona,Spreitenbach,Switzerland)和Cerecsystem(SironoDentalSystemGmbH,Bensheim,Germany。其他产品有Cerestore(CoorBiomedical,Lakewood,Colorado),加工方式是注射法铸造。2 .玻璃渗透氧化物陶瓷1)玻璃渗透氧化铝陶瓷：在疏松多孔的氧化铝中渗透了一定量玻璃成分。主要指In-CeramAlumina(VitaZahnfabrik,BadSackingen,Germany产品，玻璃渗透前的胚体是不完全烧结的多孔高纯度氧化铝，其孔隙率是

10、30%£右，孔隙的大小为1-5小m渗透后的陶瓷微观结构可见氧化铝结构之间充满了玻璃成分。多孔氧化铝胚体制作方法有两种，一种是将氧化铝粉末调和后，利用粉浆涂塑方法在耐火代型上成型，然后在1125c高温下烧结2小时左右，在此温度下的氧化铝烧结是不完全烧结，烧结后形成疏松多孔结构，这种状态下的氧化铝质地较软，韧性较好。另一种方法是CAD/CA极术，可应用的系统是Celaysystem(VitaZahnfabrik,BadSackingen,Germany和Cerecsystem(SironaDentalSystemGmbH,Benshein,Germany),不完全烧结的多孔氧化铝胚体制作

11、成可切削的成品，通过数控车床切削成修复体形态。制作完成的氧化铝胚体在1100c下进行玻璃渗透，渗透所用玻璃粉是锢系玻璃，融化后具有很好的流动性。氧化铝胚体的颜色是纯白色的，玻璃粉有不同颜色，可根据修复体所需的颜色进行选择。高温融化的玻璃进入多孔氧化铝的间隙之中，冷却后通过喷砂去除表面多余的玻璃，玻璃渗透之后，多孔氧化铝成为致密结构，增加了强度，此时氧化铝晶体的含量是85%这种陶瓷材料的弯曲强度高于玻璃陶瓷，其中粉浆涂塑方法制作的弯曲强度是440MPaCAD/CA疝法制作的弯曲强度是594MPa具透明度较玻璃陶瓷有所下降，因此需要增加饰瓷恢复修复体外形和美观效果。用于制作基底冠和前牙三单位固定桥

12、的支架，也有报道用于制作全瓷粘接固定桥的支架。2)玻璃渗透氧化结陶瓷：多孔氧化铝胚体中加入部分氧化结成分，胚体的孔隙中渗透玻璃成分。主要指In-CeramZirconia(VitaZahnfabrik,BadSackingen,Germany产品，多孔胚体瓷块的主要成分是氧化铝，其中含有35%勺二氧化结，其作用是提高材料的强度和韧性，另外含有16%勺CeO作为稳定剂。加工胚体以及玻璃渗透的方法和过程与In-CeramAlumina相同。玻璃渗透氧化结陶瓷的弯曲强度(630MPa优于玻璃渗透氧化铝陶瓷，可用于制作基底冠和前、后牙三单位固定桥支架。3、氧化物陶瓷1)致密氧化铝陶瓷：主要成分是完全烧

13、结的三氧化二铝，氧化铝含量99.9%,少量的氧化镁添加剂作用是促进氧化铝完全烧结。显微结构是致密排列的三氧化二铝晶体结构。主要产品ProceraAllCeram(NobelBiocare)依靠CAD/CA岐术加工，具体方法后面再做详细介绍。弯曲强度可达690MPa氧化铝陶瓷的颜色可以调节成近似牙本质的颜色，但透明度较差，需要增加饰瓷恢复修复体外形和美观效果。用于制作基底冠和前、后牙三单位固定桥的支架。2)氧化结陶瓷：即含氧化亿稳定剂的二氧化结(Y-TZP),是目前产品种类最多4的牙科陶瓷材料，大多产品含有重量比3-5%的三氧化二亿作为稳定剂，显微结构是多晶像的氧化结晶体结构(tetragona

14、l),晶体颗粒的直径为0.5-1.0mn产品为陶瓷块，加工方式是CAD/CAMK术。这类陶瓷的弯曲强度可达1000MPa上，颜色多为纯白色，个别系统有不同颜色的瓷块供选择，透光度差，需要增加饰瓷恢复修复体外形和美观效果。一般用于制作后牙基底冠和长跨度的固定桥支架，也有用于制作全瓷粘接固定桥支架的报道。常见的产品包括：ProceraAllzircon(NobelBiocare),Cerconsmartceramics(DeguDent,GmbH,Hanau-Wolfgang,Germany,Denzir(Cad.esthetics,AB,Skellefte?,Sweden,EverestZH/Z

15、S-Blank(KaVoDental,Germany,Prozyr(Norton-St.Gobain,Raleigh,NC),Lava(3MESPE,Seefeld,Germany等，以上产品含有3%勺三氧化二亿。而DC-Zirkon(DCSDentalAG,Allschwil,Swizerland),Zirconia-TZP(MetoxitAG,Thayngen,CH,In-CeramYZ(VitaZahnfabrik,BadSackingen,Germany)等产品含有5%勺三氧化二亿。(二)常用的全瓷材料加工方法1.CAD/CAMK术：是指计算机辅助设计和制作技术，目前是全瓷修复材料的主

16、流加工方式。1) CAD/CA般术完成完整修复体典型代表是Cerecsystem(SironaDentalSystemGmbH,Bensheim,Germany,目前已发展至三代产品。系统包括扫描仪和数控车床。制作流程包括，临床制取印模和模型，预备体代型表面喷粉，光学扫描仪采集数字印模，利用软件在计算机上建立数字模型，计算机辅助设计修复体形态。数控车床切削成修复体形态，在模型上试戴，调整外形，磨光，上色，上釉，完成最终修复体制作。可以加工玻璃陶瓷，用于制作嵌体、贴面、全冠修复体。2) CAD/CA岐术完成修复体的基底冠外层的饰瓷部分恢复修复体的形态和美观效果，常规粉浆涂塑和烧结的方法完成饰瓷的

17、制作。Precident-DCSsystem(DCSProductionAG,Allschwil,Switzerland),Prozyr(Norton-St.Gobain,Raleigh,NC,Cerconsystem(DeguDent,GmbHHanau-Wolfgang,Germany,Cad.estheticsCAD/CAMystem(Cad.esthetics,AB,Skellefte?,Sweden22,KaVoEverestCAD/CAMsystem(KaVoDental,Germany),Lavasystem(3MEspe,Seefeld,Germany)等系统都可以通过这种加工

18、方式进行全瓷修复体的制作。这些系统都是小型的CAD/CA陈统，通常包括扫描仪、数控车床等设备，通过扫描模型获得数字模型，由技师在技工所内利用小型CAD/CAMK统完成修复体基底冠的制作。以KaVoEverest系统为例，该系统包括扫描仪、数控车床和结晶烤炉三个主要部分。这一系统的扫描仪设计为多重光束扫描模式，可以识别模型的倒凹。制作流程包括，制取印模和模型，修整代型，扫描仪通过扫描代型采集数字印模，利用软件在计算机上建立数字模型，计算机辅助设计修复体基底冠的形态。数控车床加工基底冠胚体，胚体是不完全烧结的氧化结，质地较软，切削较容易，切削胚体时进行了放大，预留20-30%勺收缩量，在结晶烤炉内

19、完成继续烧结过程，成为致密的氧化结陶瓷，完成基底冠的制作。数控车床也可以直接切削完全烧结的氧化结，此时不需结晶过程，没有放大和收缩，直接完成基底冠制作。技师在基底冠上烧结饰瓷部分，最终完成修复体的制作。这一系统还可以加工玻璃陶瓷和钛金属。如果牙体预备不均匀导致局部修复间隙过大时，可以通过二次扫描的方法制作基底冠，具体方法是技师在模型上根据需要制作基底冠的蜡形，扫描仪扫描代型后，再扫描蜡形，切削完成的基底冠与技工制作的基底冠蜡形形态一致，目的是使完成的基底冠局部增加厚度，补偿过多的牙体预备，避免因局部饰瓷层过厚而增加的崩瓷风险。Procera系统与上述系统不同，它的特点是工业化大规模生产与传统技

20、工技术相结合。过程如下：制取印模和模型，修整代型，专用接触式扫描仪在代型上采集数字印模，利用软件在计算机上建立数字模型，计算机辅助设计修复体基底冠的雏形。所有数据经Internet网络传输到Procera制作中心，在流水线上制作致密氧化铝陶瓷基底冠，基底冠送回技工室，烧结饰瓷完成修复体。基底冠的加工方法以加工氧化铝基底冠为例，首先制作放大的代型，目的是弥补氧化铝的烧结收缩。将氧化铝粉末通过等静压技术，在放大的代型上压制成为胚体，数控车床切削胚体的表面形态，使之成为基底冠的外表面形态。然后烧结切削后的胚体，氧化铝在烧结过程存在20%勺收缩，完全烧结后完成基底冠的制作。此系统可以加工氧化铝和氧化结

21、陶瓷，也可以加工钛金属。2 .铸造法1)失蜡铸造、结晶化处理代表产品是Dicor(Dentsply/YorkDivision,York,Pa.),制作流程分为两部分，首先通过失蜡铸造方法制作半结晶胚体，然后进行高温结晶化处理，在玻璃基质中形成四氟硅云母晶体，使之成为云母玻璃陶瓷。具体方法如下，制取印模和模型，修整代型，在代型上制作修复体的蜡型，包埋蜡型形成铸圈，在烤箱中失蜡成为铸模，融化的玻璃料在1370c离心铸造成半结晶的透明胚体，胚体在650c开始形成晶核，在1075c下彳持10小时，完成结晶过程。2)真空压力铸造代表产品是IPSEmpressH(Ivoclar-Vivadent,Scha

22、an,Liechtenstein)系统,主要设备是铸瓷炉(包括EP500,EP600)。加工过程如下，制取印模和模型，修整代型，在代型上制作修复体的蜡型，用专用磷酸盐包埋材料包埋蜡型，利用传统的失蜡技术形成铸模，在920c的高温下，在专用铸瓷炉中，真空条件下，利用瓷柱加压铸造，冷却后，2-bar的压力下玻璃珠喷砂去除包埋材料，金刚砂切盘切除铸道，得到修复体的铸件。其他系统包括OPC(统(OptimalAutopress,Jeneric/PentronInc.)等。3 .粉浆涂塑、烧结法In-Ceram(VitaZahnfabrik,BadSackingen,Germany)系统制作不完全烧结疏

23、松氧化铝胚体的方法之一就是粉浆涂塑成型加烧结的方法。制作流程包括：制取印模和模型，修整代型，并翻制特殊的耐火代型，将氧化铝粉末调和成糊状，涂塑在耐火代型上成为修复体的雏形，干燥后将其连同耐火代型一起放在烤瓷炉中，1120c高温下进行2小时左右的烧结，形成不完全烧结的多孔氧化铝胚体。完成的多孔氧化铝内冠胚体需经过玻璃渗透过程成为玻璃渗透氧化铝陶瓷内冠。4 .CAD/CA限术附加真空热压铸CAD/CAMK术完成的氧化结内冠表面压铸玻璃陶瓷，是最近出现的全瓷修复体加工新工艺，代表产品是Ivoclar公司生产的IPSe.maxZirPress,这种工艺加工的全瓷修复体结合了氧化结陶瓷高强度和玻璃陶瓷透

24、明度好的优点。所使用的压铸用玻璃陶瓷瓷块是氟磷灰石玻璃陶瓷，微观结构是玻璃质中含有不同晶粒大小的氟磷灰石晶体。通过调节晶粒的大小来控制材料的透明度、乳光性和亮度。可用于制作单冠、固定桥和种植体上部结构。具体方法：将清洁的氧化培基底冠表面涂界面剂并烧结，然后在氧化结基底冠表面制作蜡型，制作完成的蜡型连同氧化培基底冠用专用包埋材料包埋，失蜡后形成铸模，在专用铸瓷炉中真空热压铸成型，可以一次通过压铸直接完成修复体的形态，通过上色技术完成修复体的制作，也可以压铸一定厚度的玻璃陶瓷，再通过在表面烧结饰瓷完成最终修复体的制作，利用这种技术完成的修复体表现为三层复合陶瓷结构。二、不同全瓷修复材料的光学性能特

25、点全瓷冠的美观效果与基底瓷的选择，饰瓷的制作，基牙的状态，粘接剂的选择相关。针对不同的基牙状态和患者的要求应选择不同的基底瓷材料，运用适当的修复方法，配合正确的粘接材料。饰瓷材料的主要成分是玻璃基质，通过添加少量不同化合物可以调节颜色、透明度，也可以表现出自然牙的乳光效果、荧光效果，可以较好的模拟自然牙的美观效果。主要影响修复美观效果的因素是饰瓷部分的厚度和均匀度。通常认为0.7mm；上厚度的饰瓷可以提供模拟天然牙的自然美观效果。基底瓷材料受材料化学结构的限制颜色和透明度的调节范围明显少于饰瓷材料，不同基底瓷材料的所能达到的颜色和透明度有所不同。其中透明度的差异对全瓷修复体美观效果的影响较为明

26、显。陶瓷材料的透明度主要取决于对光的透射，如果大部分光线被散射或反射，材料表现不透明。如果仅有少量的光线被反射或散射，大部分透射，材料表现出透明效果。玻璃陶瓷类具有很好的透明度，8同时可以调节出接近牙本质的色泽，更容易模拟透明度较大的天然牙效果，特别是牙体预备量较小，饰瓷部分较薄的情况之下也可以达到较好的美观效果。白榴石增强玻璃陶瓷的透光效果最好，可以不经过饰瓷修饰通过简单的上色技术直接完成的修复体，最适合制作瓷帖面修复体，可以在较小的牙体预备量的基础上达到较好的美观效果。但是由于这类陶瓷的透明度较大，对于基牙颜色的遮盖效果有限，不适合用于经过金属桩核修复的基牙，以及变色严重的死髓牙，如果用于

27、这类基牙需要适当增加内冠的厚度，在选色时选择颜色饱和度略底的内冠，并在与基牙颜色一致的代型上制作修复体，选择使用具有遮色效果的粘接剂。总的来说，玻璃陶瓷材料更适合牙本质颜色正常的活髓牙，更易模拟透明度较高的天然牙，此时也要注意选择粘接剂的颜色，避免使用白色不透明的磷酸盐和竣酸盐水门汀，特别是修复体的透明度较高时，粘接剂的颜色可以影响修复体的美观效果。目前市场上应用的口腔修复氧化结透明度很小，当内冠厚度达到0.6mnW,几乎不透明，未经处理的氧化结为纯白色，经过添加铁或稀土元素后可以呈现淡黄色，但颜色的调整范围非常有限，不能完全的模拟不同的牙本质颜色特点。因此氧化结内冠具有良好的遮色作用，适用于

28、金属桩核和变色严重的基牙，氧化培内冠需要足够的饰瓷厚度，特别需要注意修复体颈1/3饰瓷的厚度，避免颈缘处的生硬表现。由于氧化结内冠不能很好表现牙本质的颜色特点，可以在内冠表面做颜色修饰，以更好的模拟牙本质的颜色特点，经过仔细的饰瓷修饰氧化培全瓷修复体可以达到很好的美观效果。但是对于模拟透明度很高的天然牙，或修复很小的基牙，无法达到足够的修复体厚度时，应慎重选择氧化培全瓷修复体。目前应用于口腔修复的致密氧化铝颜色为乳白色，经过添加微量的铁元素，可以呈现淡棕黄色。其透明度优于氧化结，低于玻璃陶瓷。应用于前牙时，通常的内冠厚度为0.3-0.4mm,此时的透明度可以模拟天然牙的自然美观效果，必须经过饰

29、瓷的修饰，并保证饰瓷的足够厚度，以达到优秀的美观效果。如果用于变色基牙需要增加内冠的厚度。玻璃渗透氧化物陶瓷的透明度与氧化铝和渗透玻璃的折射率有关，如果所使用渗透玻璃的折射率与氧化铝不同，其透明度很差，但是通过调节渗透玻璃的颜色可以比较容易的获得内冠的颜色特征。这类陶瓷只能制作内冠，必须经过饰瓷修饰才能满足修复体的美观要求，适合模拟透明度不大的天然牙，对于基牙颜色有较好的遮盖效果，如果用于表现较高的透明度需要增加饰瓷的厚度。三、全瓷修复材料的力学性能全瓷修复体的碎裂、折断是口腔修复临床实践中最常见的失败原因，认识全瓷修复材料的力学性能特点是分析失败原因进而避免失败的基础。（一）饰瓷和基底瓷的基

30、本力学性能强度是陶瓷材料最重要的力学性能参数，陶瓷材料属于脆性材料，特点是耐受压应力，而不耐受拉应力。对于陶瓷等脆性材料通常测定弯曲强度，以代表抗拉强度，在弯曲过程中，在试件的一个表面达到最大拉应力，在另一个表面达到最大压应力，脆性材料的破碎通常由于拉力，因此弯曲实验实际上提供了材料的抗拉强度的信息。另外表现陶瓷材料力学性能的重要参数包括断裂韧性和弹性模量，断裂韧性代表材料抵抗裂纹扩展的能力，断裂韧性越大，材料抵抗裂纹扩展的能力越强。弹性模量代表材料抵抗弹性变形的能力，弹性模量越大材料越不容易产生弹性形变。近年来一些学者运用Hertzian接触实验评价口腔修复陶瓷的抗损伤能力，Hertzian

31、接触实验是基于189阿Hertzian发明的用于理想脆性固体材料的Hertzian破碎实验的改良。Hertzian接触实验的基本方法很简单，就是利用一个坚硬的球在材料表面压一个凹痕，但却可以有效地洞察材料的损伤模式。Hertzian接触实验也可以通过重复单次的接触延伸成为疲劳实验。试样的损伤发生在短裂纹区域，这与材料的强度和抗磨损能力等对微观结构敏感的特性是一致的。对于理想的脆性材料，接触失效开始于由拉应力单一大范围从接触点向外扩张的锥形或环状裂纹，称之为脆性模式。对于韧性好一些的陶瓷材料，失效是开始于由剪切应力引起的小范围裂纹或裂隙带在接触点表面下方的扩散演变，称之为准弹性模式。Hertzi

32、an接触实验对于演示在这两种截然不同的破坏模式中，微观结构的重要作用是很有价值的。1 .饰瓷的基本力学性能10饰瓷材料的主要成分是硅酸盐玻璃，目前市场上常用的饰瓷材料抗弯强度在60-120Mpa,断裂韧性小于1Mpa/m：弹性模量约为90GPa。强度明显低于基底瓷和牙釉质，弹性模量接近牙釉质。饰瓷材料是典型的脆性材料，抵抗裂纹扩展的能力很低，在接触载荷作用下，接触失效呈现典型的从接触点向外扩张的锥形或环状裂纹。2 .基底瓷材料的力学性能不同的基底瓷材料的力学性能有所不同，玻璃陶瓷的抗弯强度最低，范围在150-400Mpa,弹性模量与饰瓷材料接近，断裂韧性较饰瓷材料有所提高，可以达到2.5-3M

33、pa/m1/20其断裂模式仍然是脆性模式。玻璃渗透氧化铝陶瓷的弯曲强度可以达到500Mpa,断裂韧性较玻璃陶瓷进一步提高，达到4Mpa/m1/2。致密氧化铝陶瓷的弯曲强度可以达到700Mpa,断裂韧性达到5Mpa/m1/2。但氧化铝陶瓷的弹性模量远远大于牙釉质，达到380GPa,因此产生弹性形变的可能性较小，不能缓冲应力，其断裂模式属于脆性模式。氧化培陶瓷是目前应用的口腔修复陶瓷中力学性能最优秀的。其抗弯强度可以达至IJ900-1200Mpa,断裂韧性可达到10Mpa/m：弹性模量小于氧化铝陶瓷，为210GPa,具有一定产生弹性形变的能力，可以适当缓冲应力，其断裂模式属于准弹性模式。（二）叠层

34、全瓷材料的力学性能相容性由于目前全瓷修复体多采用叠层复合陶瓷的应用形式，其力学性能不仅到基底瓷和饰瓷的多种力学性能，同时它们之间的性能匹配、应力传导、界面状态、损伤扩散方式等问题。只强调基底瓷的强度是一个误区。实验发现氧化结或氧化铝叠层复合陶瓷材料的明显强度低于单层氧化铝或氧化结陶瓷，说明表面玻璃陶瓷的存在降低了氧化铝或氧化结复合陶瓷的强度。临床应用中发现不同类型的陶瓷冠桥修复体的破碎形式有所不同，氧化铝全瓷冠发生了基底冠11和饰瓷的叠层材料的共同破碎。氧化培全瓷冠修复后，有一定数量的病例发生崩瓷现象，即表面饰瓷破碎，而基底冠完好，为什么会发生这样的现象？问题不仅在于叠层材料的界面结合，同时涉

35、及不同材料之间力学性能相容性。力学性能相容性指组成叠层复合材料的不同材料之间力学性能之间的匹配性，以及由不同陶瓷材料间的力学性能不匹配所产生的界面应力传导、裂纹扩展方式等问题。在陶瓷材料的损伤分析中，明确断裂源是了解破碎原因的基础，断裂源指造成最终损伤的临界裂纹的起始点。临界裂纹是指能够造成裂纹扩展的最小尺寸的裂纹。由于不同陶瓷材料抵抗裂纹扩展的能力不同，也就是断裂韧性不同，临界裂纹的尺寸在不同的陶瓷材料中有所不同，同时裂纹的扩展方式也有所不同。目前全瓷修复体的应用方式是叠层复合材料陶瓷，此时存在两种或两种以上不同材料的界面，即饰瓷和基底瓷材料之间的界面。由于饰瓷和基底瓷是两种具有不同化学结构

36、的材料，力学性能存在很大差异，裂纹在扩展过程中遇到两种材料的界面时，界面两侧材料之间力学性能差异的大小不同，裂纹的扩展方式不同。因此不同的叠层复合全瓷修复体存在不同的破碎方式。1 .不同叠层复合全瓷修复体的破碎方式通常叠层全瓷修复体在咬合应力的作用下可以发生三种形式的破碎（图）。1）完全断裂断裂源位于基底瓷，通常临界裂纹起源于内冠的内表面，裂纹沿基底瓷扩展，并穿越界面，在饰瓷中继续穿行，最终造成修复体的完全短裂。这种断裂方式下，断裂源的具体位置与修复体的咬合力分布和应力集中、基底瓷的厚度、基底瓷的内部缺陷等相关。2）内冠脱瓷修复体发生较大面积的饰瓷破碎，断裂面可以见到内冠暴露。这种破碎方式可能

37、缘自两种不同的裂纹源和裂纹扩展方式。一种情况断裂源位于咬合接触区的饰瓷表面，压应力造成的临界裂纹首先在饰瓷材料中扩展，当扩展至界面时裂纹发生12转向，开始沿界面向界面两侧扩展，最终造成饰瓷部分崩脱，内冠暴露。另一种情况断裂源位于界面，拉应力造成的临界裂纹在界面扩展，裂纹在界面扩展的同时扩展至饰瓷，最终造成饰瓷的广泛崩脱。3）饰瓷崩瓷修复体只发生小范围的饰瓷表面破碎，断裂面没有发生内冠暴露。断裂缘通常位于咬合接触区的饰瓷表面，裂纹完全在饰瓷中扩展，没有涉及界面。这种方式破碎通常发生于咬合力在没有基底瓷支持的饰瓷上产生了应力集中，与患者的咬合状态以及内冠的设计相关。解决方式是仔细分析患者的咬合状态

38、，调整不利的咬合接触区，设计不均匀厚度的内冠，避免在咬合接触区形成没有基底瓷支持的饰瓷，在不利咬合接触区无法解除的病例，全瓷修复应被认为是禁忌。通常这类破碎可以通过临床设计得以避免。2 .基底瓷和饰瓷材料力学相容性对叠层复合全瓷修复体破碎方式的影响基底瓷材料力学性能的不断提高，例如，目前主要应用的氧化结陶瓷的强度最高可以达到1200MPa同时具有较好的抵抗裂纹扩展能力，在正常的咬合力作用下不会对氧化培陶瓷造成导致失效的伤害。但是临床上仍然存在一定修复体破碎失败病例。氧化培全瓷修复体的破碎通常为饰瓷崩瓷和内冠脱瓷，这一现象已经成为造成氧化培全瓷修复失败的普遍问题，是目前急于解决的全瓷修复中的瓶颈

39、问题。叠层全瓷修复体的破碎方式直接涉及到基底瓷和饰瓷之间的力学性能匹配性，也就是力学相容性问题。化学构成是物理性能的基础，玻璃陶瓷由玻璃基质和散在其中的晶体组成，与同为玻璃的饰瓷材料在化学结构上最为近似。其力学性能在各类基底瓷中也最接近饰瓷材料，玻璃陶瓷与饰瓷的力学性能匹配性最好，裂纹在遇到两者之间的界面时通常会穿越界面，不会产生裂纹走向的改变。玻璃渗透氧化铝陶瓷与玻璃陶瓷的化学结构相近，也是玻璃基质和氧化铝品体，所不同的是玻璃陶瓷中的晶体是在陶瓷合成过程中在玻璃基质中生成，而玻璃渗透氧化铝陶瓷是先有氧化铝晶体，再加入玻璃。具与饰瓷材料的力学性能匹13配性仍然较好，但略弱于玻璃陶瓷，裂纹通常穿

40、越界面。因此，临床上发现的玻璃陶瓷修复体破碎方式通常为修复体完全断裂。这种完全短裂的最终原因是基底瓷材料的强度不足以抵抗咬合力的作用。因此在咬合力较大的后牙区，以及估计可能存在较大侧向应力的前牙修复病例，应该避免应用强度较低的玻璃陶瓷全瓷修复体。在咬合力较大的后牙区，以及前牙固定桥病例，应该谨慎应用玻璃渗透氧化铝陶瓷全瓷修复体。氧化铝陶瓷的化学结构是致密排列的氧化铝晶体，与饰瓷之间的化学结构没有近似之处，两者的力学性能存在较大差异，匹配性低于玻璃陶瓷和玻璃渗透氧化铝陶瓷。裂纹在穿越界面的同时，也可能部分沿界面扩展，裂纹在界面扩展的可能性与基底瓷和饰瓷的厚度比有关，当饰瓷的厚度明显小于基底瓷，也

41、就是饰瓷很薄时更容易发生裂纹在界面的扩展。因此，在临床上可以发现氧化铝全瓷冠的完全断裂，同时也会发现一些内冠脱瓷或同时发生。临床应注意修复体饰瓷的厚度和均匀度。氧化培陶瓷虽然是目前力学性能最优的基底瓷材料，但由于其强度远远大于饰瓷材料，并且与饰瓷材料具有不同的损伤模式，饰瓷为脆性模式，氧化结为准弹性模式，两者之间的力学性能匹配性最差。因此，临床通常发生内冠脱瓷或饰瓷崩瓷，而很少有氧化结内冠断裂发生。这一问题目前还没有很好的解决方式，提高饰瓷材料的力学性能是理想的解决方式，但是目前应用的饰瓷材料主要化学结构是玻璃，强度等力学性能的提高很有限，有待发现更理想的替代材料。在氧化培内冠表面压铸一层玻璃

42、陶瓷，最后在烧结饰瓷，形成三层结构也是一种尝试，但所填加的玻璃陶瓷力学性能与氧化结之间仍然存在很大差异，但压铸的方式减少了界面缺陷的产生，有助于提高界面的质量。3 .基底瓷和饰瓷的热膨胀匹配性能叠层复合全瓷修复体的损伤还与基底瓷和饰瓷之间的热膨胀性能匹配相关，由于饰瓷的热膨胀系数与基底瓷不同，此时在基底瓷和饰瓷中都存在热残余应力，通常基底瓷的热收缩膨胀系数略大于饰瓷时，基底冠表面烧结的饰瓷材料冷却过程中产生的收缩略小于基底瓷材料，少量的热残余应力有利于两者的界面结14合，但当残余应力过大时可能产生不利影响使饰瓷容易崩脱，这一点与金属烤瓷冠中金属基底冠和饰瓷的结合近似。饰瓷内部存在残余压应力，残余应力在界面处最大，向表面逐渐减小，这种应力在一定范围内可以抵消外加拉应力，但当外加应力大于临界值以后，内部残余应力加速其破碎过程。同时这种残余应力在基底瓷材料表现为拉应力，近来的研究认为残余拉应力对基底瓷材料的抗损伤能力存在负面影响，建议基底瓷材料和饰瓷材料之间的热膨胀系数严格匹配，最好为零失配。（三）基底瓷和饰瓷的界面状态（图）影响全瓷修复体力学性能的另外一个薄弱环节是基底冠和饰瓷的界面状态，它影响应力传