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氧化钇稳定四方氧化锆多晶陶瓷在牙科领域的研究现状

氧化钇稳定四方氧化锆多晶陶瓷在牙科领域的研究现状氧化钇稳定四方氧化锆多晶陶瓷在牙科领域的研究现状/高燕等 ??51?? 高燕12,张富强12 1上海交通大学医学院附属第九人民医院,上海200011;2上海市口腔医学研究所,上海200011 与传统牙科陶瓷材料相比,以氧化钇Y2O3为稳定剂的四方氧化锆t- ZrO2多晶陶瓷Y-TZP由于存在介稳的四方氧化锆向单斜氧化锆m- ZrO2 的应力诱导相变增韧作用,具有较高的韧性,而受到了普遍关注。

主要从材料性能、加工性、美学性能等方面对Y-TZP在牙科领域的研究现状作一综述。

氧化锆 Y-TZP 挠曲强度 CAD-CAM Application Status and Development Tendency ofYttria-stabilized Tetragonal Zirconia PolycrystalsY-TZP GAOYan ZHANG Fuqiang 1Department of Prosthetic Dentistry Shanghai 9th People’Hospital Shanghai 200011;2.Shanghai Jiaotong University and Shanghai Institute of Stomotology Shanghai 200011Abstract Compared with traditional dental ceramic Y-TZP is becoming more and morepopular between dentists and patients due to its stress induced t–m ZrO2 transformation.This paper introduces the mechanical propertymachinable andaesthetic property ofY-TZP. Key words zirconiaY-TZPflexture strengthCAD-CAMt 0 与传统的金瓷修复体比较,全瓷冠桥修复体因其在美学和生物相容性方面性能的改善而受到普遍的关注13。

不论是玻璃陶瓷,高铝含量的玻璃渗透陶瓷都不能满足后牙固定局部义齿修复的要求,但是,以氧化钇作为稳定剂的四方氧化锆t- ZrO2多晶陶瓷Y-TZP与传统牙科陶瓷材料相比,由于存在介稳的四方氧化锆向单斜氧化锆m-ZrO2的应力诱导相变增韧作用,具有较高的韧性,即使是高强度的后牙区也可进行全瓷修复4,5,因此受到了普遍关注。

本文主要对近年来Y-TZP在牙科领域的研究进展作一综述。

1 Y-TZP 陶瓷材料具有易碎性和较低的可靠性,这就决定了在选用陶瓷材料制作修复体前必须彻底分析其机械性能和疲劳行为,为保证其长期使用提供依据。

在对牙科材料的机械性能进行评价时,通常要考虑力学概念如:抗断裂性,应力分布有效性,可能积聚的周期性疲劳损坏,以及水在断裂产生过程中发挥的作用等6。

1.1 目前,rozyr是经过烧结后等静压成型。

这些氧化锆颗用于临床的含3摩尔氧化钇的氧化锆P粒尺寸分布相对均匀,平均直径为0.6??m。

在对氧化锆进行的Herzian试验中发现其破坏模式主要类似塑形,这也说明它比氧化铝具有更高的抵御破坏的能力7。

André等8认为Y-TZP能承受剧烈的周期性负荷及口腔磨?狼某笔肪常 ?衔侵谱骱笱蓝嗟ノ还潭ㄇ胖Ъ艿氖实辈牧希灰畛醯幕登慷茸愎桓撸骨盘宓牧档推渥畲笳庞αχ担匝趸Ъ艿亩嗟ノ还潭ㄇ啪涂梢允犹宀糠稚杓坪侠恚褂?0年。

Sundh A等9在水中动态加载表面烤瓷后Y-TZP,结果显示其断裂应力明显提高。

Ohlmann B等10研究结果也显示Y-TZP表面经玻璃聚合物修饰后FPDs 抗断裂性值高达1276 N-1413 N,在理论上可以满足临床需要,Larsson C等11通过临床研究认为采用高强度氧化锆为支架制作的修复体临床成功率在90左右,而出现失败的主要原因是修复体连接体设计得不合理。

1.2 一个全瓷修复体的制作包括研磨、抛光、喷沙和热处理,表面瓷覆盖等过程,加工制作的任何一个过程都可能对修复体的性能产生影响。

临床上我们可以通过调磨来改善修复体的适合性,和通过组织面的喷砂来提高粘结性能。

表面处理对Y-TZP的性能也会产生影响。

目前喷砂和研磨对氧化锆陶瓷材料挠曲强度的影响就存在争议。

Kosmac等1213对干压烧结的Y-TZP进行喷砂,或分别在潮湿和干燥环境下的研磨用高速手机,150mm金刚砂车针,结果发现喷砂比研磨对相变诱导更有效,从而提高了材料的挠曲强度,而研磨能导致强度下降,降低可靠性。

进一步研究显示900?退火1h 后经喷砂的Y-TZP的单斜向氧化锆的成分降至不足2,退火引起逆向相变而释放压应力从而降低挠曲强度。

而Guazzato M等14认为喷砂和湿性研磨可以提高Y-TZP的挠曲强度,但前提是之后不进行热处理,他们还发现抛光和热处理也会降低Y-TZP的挠曲强度.Zhang Y等15认为喷砂在Y-TZP瓷表面形成瑕疵及其它缺陷而导致强度下降。

Andrew R. Curtis等16研究则显示粗研磨明显降低了挠曲强度,而细研磨区域则无明显改变。

这取决于研磨区域表面破坏的情况,可能与研磨后相变的氧化锆的体积百分比有关。

材料导报网刊 2007年12月第5期 ??52?? 1.3 磨损是影响牙科材料寿命的非常重要的因素。

高磨损率常导致修复体的早期失败。

临床上,通常将磨损分两种类型:1牙齿和修复体接触引起的磨损,2咬合面上的食物颗粒和修复体的磨损。

前者可以采用简单的钉-盘Pin-on-disk摩擦计的模拟来研究超微结构和磨损机制之间的关系17。

众所周知,陶瓷摩擦引起的磨损取决于材料的结合、机械特性硬度和韧性的结合、超微机构晶粒大小、孔隙性、相成分和分布、接触区的热-机械应力状态和与周围环境相对湿度、水或其它润滑剂的相互作用。

大多数磨损方面的研究是对数种相当的牙科材料,通过模拟口腔状况用磨损检测仪对其进行研究。

根据磨损区域形态分析说明低韧性的Y-TZP磨损的主要机制是轻微磨损,对于高韧性的Y-TZP陶瓷磨损的主要机制是微裂纹辅助散裂18。

2 Y-TZP Y-TZP的特点在于具有高断裂强度1000 MPa、高断裂韧性10 MPa??m1/2和显著的减缓慢裂缝产生的行为,但其高强度和高韧性同时给修复体的加工带来了很大的困难。

计算机辅助设计和计算机辅助加工CAD/CAM技术是年代引入欧洲的,是用可加工陶瓷进行的一种快速加工制作修复体的工艺20世纪80技术。

CAD/CAM 的出现,不仅使Y-TZP在牙科领域的应用成为可能1920 ,而且在Y-TZP冠、固定桥修复体的加工过程中发挥越来越重要的作用。

目前Y-TZP 修复体的加工方式有两种:1将初步烧结的氧化锆生坯体进行切削,切削后的体积比最终修复体的体积略大,然后通过烧结收缩达到最终修复体的尺寸19;2采取高致密烧结,即热等静压烧结后,直接将瓷块切削至修复体的最终尺寸20,然后在其表面涂塑适合Y-TZP的长石质或玻璃陶瓷来完成修复体制作2122。

Persson A 等采用激光扫描仪和触探式扫描仪扫描初步烧结的Y-TZP全冠,然后通过CAD系统对获取的数字化信息进行评价,结果显示在准确性方面两者相似,但前者的可重复性比后者好23。

采用CAD/CAM技术加工的修复体,其适合性取决于整个加工过程的质量。

在CAD/CAM 冠加工过程中,由于研磨可在致密烧结的Y-TZP修复体的组织面形成表面瑕疵和微裂纹,从而引起Y-TZP 的强度和可靠性下降24。

只通过改变研磨参数,以上问题是无法解决的。

为了解决提高CAD/CAM制作Y-TZP的冠桥修复体的强度和可靠性,应该发展如加工部分烧结陶瓷和不研磨外形的方法。

3 Y-TZP 采用陶瓷材料来制作修复体应该尽可能地复制出与患者天然牙颜色一致的修复体,以满足患者的美学要求。

Y-TZP的特点不仅在于其高断裂强度1000 MPa,同时它还具有高断裂韧性10 MPa??m1/2和显著的减缓慢裂缝产生的行为,而且这种有色的氧化锆陶瓷具有更佳的美观性,能与人类的牙齿色泽很好地匹配25。

氧化锆的基本颜色是从白色到象牙色。

在修复体加工过程中,我们可以采用烤瓷工艺在其表面覆盖饰面瓷使其颜色与邻牙更匹配来达到更好的修复效果。

目前有学者在Y-TZP瓷支架表面涂塑不同厚度0mm、0.5mm、1mm的基底瓷后,采用分光测光仪观察放置患者口腔中及模型上的修复体的亮度、彩度和饱和度,结果显示用Y-TZP制作的支架瓷在色彩上很容易适合牙体组织的基色,同时降低饰面瓷的厚度就可达到预期的想要获得的颜色2627 。

但是,如果修复体支架瓷的基色能与邻牙的颜色匹配,特别是特殊牙色的患者,如四环素牙、氟斑牙,则修复后最终效果会更好,但目前有关氧化锆着色方面的相关文献还未见报道。

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