楊雪
摘?要:氧化鋯陶瓷因其良好的生物力學性能在口腔臨床中應(yīng)用廣泛,隨著納米技術(shù)和3D打印技術(shù)的蓬勃發(fā)展,新一代數(shù)字化三維膠態(tài)成形一體全瓷氧化鋯作為一種新興的氧化鋯材料開始應(yīng)用于口腔臨床。其理化性能及生物性能的進一步提升,使得其臨床效果有了極大的提升,為口腔材料發(fā)展及口腔臨床提供了新的進展。本文就釉鋯的性能及其在口腔臨床的應(yīng)用現(xiàn)狀進行綜述,并展望其應(yīng)用前景及發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:釉鋯;口腔醫(yī)學;發(fā)展;性能
氧化鋯以其優(yōu)良的生物相容性、穩(wěn)定性、絕緣性、適宜的力學性能及接近自然牙的美學效果在口腔臨床中應(yīng)用廣泛。隨著數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)的發(fā)展,沈志堅教授率領(lǐng)的團隊將純形制造原理與功能梯度化技術(shù)和納米化技術(shù)相結(jié)合,制作出了釉鋯一體全瓷修復體[1],使其無需飾瓷上釉即能達到最接近天然牙的美學效果,更使其生物相容性、力學性能及化學性能進一步提高。
1、釉鋯的性能
1、1力學性能
穩(wěn)定的 ZrO2抗壓強度為 2.1 KMPa,撓曲強度>1 GPa,斷裂韌性(KIC)9~10 nm/m3/2[2],彈性模量達(2374±22)GPa[3],種植體的斷裂強度為725~820 N[4]。釉鋯在保證普通氧化鋯力學性能穩(wěn)定的同時,其三點彎曲強度超過 1200MPa,韋伯模數(shù) m>16,遠高于其他全瓷修復體。臨床修復體為達到所需穩(wěn)定性,牙備量常>=1.2mm,冠(牙合)面所需最小厚度為1.5 mm,須磨除較多牙體組織。釉鋯由于其一體化的工藝程序,保證其在有足夠強度的同時只需切削比傳統(tǒng)氧化鋯更少的牙體組織(>=0.6mm)。
傳統(tǒng)氧化鋯在臨床應(yīng)用時進行飾瓷上釉以保證其美學效果,增加了牙體預備量的同時,飾瓷與基底冠之間的雙層結(jié)構(gòu)是其薄弱環(huán)節(jié),以及在修復體飾面前常會進行噴砂處理,表面殘留的氧化鋁晶粒會改變核瓷在飾面時熱脹系數(shù),對界面結(jié)合產(chǎn)生負性影響[5]。釉鋯冠的特殊加工方式不同于傳統(tǒng)的數(shù)字化切削全鋯冠的加工方式,以納米晶體粒子層層疊加,使其表面無需人工飾瓷,單純的上釉即可具有類似天然牙的色澤,相比于傳統(tǒng)飾瓷氧化鋯全冠,避免了兩種異質(zhì)界面導致崩瓷的風險。
目前臨床上全瓷冠多種多樣,傳統(tǒng)氧化鋯晶粒尺寸大且不均勻,平均粒徑300nm,而釉鋯作為一種完全數(shù)字化3D純形增材制造的全瓷一體氧化鋯,具有傳統(tǒng)氧化鋯不具備的納米梯度結(jié)構(gòu),其晶粒尺寸均勻,平均粒徑150nm[1]。梯度技術(shù)預成微納結(jié)構(gòu)粘接面使釉鋯粘接面成為均勻細小的納米級粗糙的凹凸表面,提高表面粗糙度,大大增加粘接表面積,不需臨床噴砂及酸蝕等特殊處理即可達到較好的粘接效果。因其納米級的晶體粒徑和獨特的制作工藝,相比較高度拋光的傳統(tǒng)氧化鋯全冠,釉鋯冠具有與天然牙更接近的摩擦系數(shù),減小了其表面粗糙度,相應(yīng)地減小對頜天然牙的磨耗[6]-[7]。
1、2抗老化性能
相比于傳統(tǒng)氧化鋯,釉鋯在經(jīng)歷20小時實驗室老化處理后(1小時老化處理相當于口內(nèi)使用3年),其相變量是拋光的普通氧化鋯的一半[8],說明釉鋯更加持久強韌。釉鋯經(jīng)疲勞實驗以30-300N,15Hz的方式進行數(shù)萬次疲勞實驗,疲勞實驗前后的強度均高于傳統(tǒng)瓷塊加工制造的產(chǎn)品。以上實驗說明釉鋯的抗老化及抗疲勞性能可能優(yōu)于傳統(tǒng)氧化鋯,由于該方面的文獻研究較少,等待進一步實驗研究情況。
1、3美學性能
顏色及透光度對于牙科材料來說是十分重要的兩個美學要素,二氧化鋯全瓷牙幾乎與患者天然牙具備相同的透光性,因而能夠使患者獲得良好的美觀度[9]。傳統(tǒng)氧化鋯內(nèi)部殘留大量氣孔和堆積缺陷,密度均勻性較差,光在瓷體內(nèi)部散射量增大。納米技術(shù)降低了釉鋯的晶粒尺寸,提高其立方相含量,使其透光率增加,0.5mm釉鋯直線光透光率達到25%[8]。傳統(tǒng)數(shù)字化切削全鋯冠需采用飾瓷使其顏色更接近天然牙,同時需人工調(diào)整飾色瓷材料以保證其美觀效果,釉鋯獨特的透度梯度遮色方案使修復冠的顏色設(shè)計更加個性化,尤其對于中重度變色牙的修復更具有美學意義。
2、臨床應(yīng)用
臨床對牙體或者牙列缺損進行修復時,修復材料選擇很可能直接影響口腔修復效果。合金修復體雖然強度大、耐磨損,但美觀條件差,且易出現(xiàn)牙齦染色、過敏等情況,無法滿足患者的需求。隨著口腔修復材料的發(fā)展,釉鋯的誕生一方面可以滿足患者對牙齒強度的需求,另一方面還可幫助患者在口腔修復結(jié)束后獲得滿意的美學效果[10]。釉鋯增強了傳統(tǒng)氧化鋯的生物及力學性能,使其基本可應(yīng)用于傳統(tǒng)氧化鋯的所有領(lǐng)域。有研究將釉鋯應(yīng)用于(牙合)齦距離不足的牙列缺損病例,實驗結(jié)果表明[11],釉鋯全瓷冠可以較好的解決低咬合距離修復中存在的問題,在保證較好美觀效果和足夠強度的同時,避免了崩瓷的風險,同時減少了牙體預備的空間和對對頜牙的磨耗,更適用于(牙合)齦距離過低時的種植義齒修復。在以釉鋯作為材料的全冠修復中[12],釉鋯全瓷冠的表面光潔度與天然牙相似,調(diào)合后易拋光,邊緣密合性、機械強度和韌度良好,顏色相對豐富,可以滿足后牙臨床機械強度和美觀的需要。
3、小結(jié)與展望
目前,釉鋯已逐漸取代傳統(tǒng)氧化鋯進入口腔臨床之中,其優(yōu)于傳統(tǒng)氧化鋯的生物性能及力學性能降低了全瓷冠的崩瓷風險,使氧化鋯修復材料應(yīng)用范圍更加廣闊,如低(牙合)齦距離Bicon種植修復[11]等。關(guān)于釉鋯的臨床應(yīng)用方面相關(guān)研究較少,期待后期的進一步臨床研究結(jié)果。
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