氧化锆生物陶瓷的临床应用

氧化锆生物陶瓷的临床应用

由于其良好的生物适应性和良好的美学效果，全瓷材料在牙科应用中的应用迅速增加。而以往的玻璃陶瓷基和氧化铝基的全瓷修复体虽然美观性好,但脆性大的缺点使其难以获得临床广泛应用。随着材料科学和口腔临床医学的发展,氧化锆生物陶瓷因其较高的强度、优越的抗断裂强度、良好的生物相容性、较低的放射性、较好的光学性能以及与计算机辅助设计和制作技术的良好结合,使其在口腔邻域得到临床医师及患者的普遍青睐。然而一些加工程序,例如,细晶粒亚稳态氧化锆微观结构的研磨、抛光、喷砂、热处理以及饰瓷等工序可能会影响其长期稳定性,并可通过影响时效敏感性进而影响到材料的性能。本文从临床应用出发,通过分析影响氧化锆性能的临床因素,总结其近年来的临床应用情况及其研究进展。一、t相稳定和样品稳定性Y-TZP陶瓷的机械性能与来源于烧结前氧化锆粉末的缺陷或制作过程中的缺陷密切相关。应用高纯度氧化锆粉末有助于提高水热稳定,这是处于T晶相的前提条件。而粉体制作中使用的研磨体或烧结助剂引起的晶粒边缘杂质的存在可改变T相的稳定性。氧化锆不同的制作工序(如温度和时间)可影响材料的显微结构,并进一步影响其对抗时效性。一些研究着眼于不同表面处理对以二氧化锆为基础的材料强度的影响,研究发现材料的断裂强度与表面及亚表面损害的严重程度即表面粗糙度有很大关系1.相增加的拉应力研磨常会增加亚稳态TZP的强度,这是因为T-M相变一般发生在材料表面下几微米处,此外还与相变导致体积增大产生的拉应力有关。这种拉应力可阻止微裂纹的产生与传播,但表面及亚表面的损害仍在增加。此时晶粒拔出产生的破坏认为与体积增加和相变后微小凹陷的产生有关。这会导致表面粗糙和孔隙,从而影响材料的耐磨性2.有利于对抗时效性和抗氧化性对表面磨痕进行抛光,会导致材料残余应力的产生。根据应力的类型和数量,抛光可诱导表面压应力层的形成,从而有利于对抗时效性。研磨后进行精细的抛光可降低表面缺陷的程度和数量,从而影响材料的机械性能,最终增加材料的挠曲强度3.表面压缩层对材料表达的影响对氧化锆陶瓷进行喷砂可促进水门汀与支架的黏结,并以降低稳定性为代价增强Y-TZP强度。喷砂后经显微镜观察可发现一个均匀的表面粗化,微裂纹随机排列。然而,转换成M相后较薄的压缩层可抵抗强度的减弱。与研磨相比,喷砂的温度较低,应力较小,导致T-M相变也较少,因此最终晶相为M相。研磨后进行喷砂可去除一些大的表面裂纹及表面连接脆弱的晶粒,并可同时产生表面的压应力,从而增加材料的强度。表面喷砂或打磨更容易引发表面附近氧化锆的相转变。表面层的相转变使10～100μm深度的表面层受到压缩应力。压缩应力的深度取决于打磨的强度,如果压缩应力深度大于可增长临界裂缝的深度,相比于制品厚度又很小,材料的增韧就可达到最佳状态4.表面和加热设备表面及热处理对Y-TZP陶瓷的挠曲强度具有反作用5.氧化锆核瓷ror初步临床结果显示饰面瓷与核瓷的分层(或剥离)是氧化锆全瓷修复最常见的问题之一。分析失败修复体或实验室测试试样发现氧化锆内核与饰面材料的界面层是其失败的主要原因。饰面瓷的热膨胀系数[(9.1～9.7)×10除传统的标准分层堆瓷方法外,近年来开发出一种新的饰瓷方法即将饰瓷加热至其熔点,然后压铸到氧化锆核瓷表面。由于外部压力的应用,这种可压铸饰面瓷材料的畸变和冷却残余应力减少,与氧化锆核瓷间能实现更好的结合。衬底材料(liner)的应用可为氧化锆支架提供仿真的牙齿色度。并且衬底材料可增加压铸饰面材料与核瓷的结合,减低界面率。近年来国内外均有研究显示界面的饰面瓷一侧的元素能够渗透进入氧化锆侧几个微米范围内二、氧化锆陶瓷材料氧化锆临床应用10年来,现有的临床应用报告观察期多为5年以内,大多数临床研究报告了氧化锆用于后牙缺失的桥体修复,其修复体存在率高达95%为了减少氧化锆全瓷修复体的失败率,Zhang等全解剖式氧化锆系统(全锆修复体)是解决氧化锆全瓷修复体崩瓷问题的另一方案。全锆修复体是由单一氧化锆原料直接制作出全解剖形态的修复体,无需先磨削出基底冠,也不需要进行饰瓷等工艺,避免了饰面瓷崩瓷的问题,通过配套的染色液染色可达到良好的美学效果。主要用于后牙冠及桥,也可用于前牙修复。在国际市场,从2010年开始,几个大厂家,纷纷推出了自己的全锆综合解决方案,并在市场上大力推广全锆修复体。其中,包括美国Glidewell的Bruxzir,意大利Zirkonzahn的Prettau以及德国Wieland的Zenostar,而在国内市场,爱尔创UPCERA的Upzir,都得到了市场的高度认可。氧化锆的较高遮光性可有效遮盖染色基牙和金属桩核,然而这对于正常天然牙的美学修复效果则影响较大。因此学者开始对氧化锆的透光性进行研究,近年来氧化锆透光性已经有了很大的改善,有研究表明氧化锆陶瓷透光性高于氧化铝陶瓷。Beuer等氧化锆具有很高的断裂强度和表面硬度,因此有学者担心这可能会导致对牙合牙牙釉质的损伤,而Jung等在全瓷修复中,氧化锆陶瓷材料的性能、制作工艺及临床应用观察结果都提示该材料具有很好的临