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氧化锆陶瓷在牙科修复材料领域的应用
文章来源:武汉因泰莱激光科技有限公司    人气:1398    发表时间:2020-06-04

  牙齿缺损是一种常见的口腔创伤,不仅影响人们的容貌美观,还会影响人体健康。牙科修复材料的发展经历了漫长的过程,从最初使用异体牙齿、动物牙齿进行“简单粗暴”地替代,到现代牙科中,广泛应用到的金属、树脂、陶瓷等材料。


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因泰莱激光氧化锆陶瓷牙冠


  如今,随着经济、文化的发展,牙科修复材料除了需要满足基本的物化条件、生物相容性条件外,对于便捷性、美观性等人文条件同样提出了要求。


  在这之中,氧化锆陶瓷修复材料由于生物相容性、美观性、稳定性等诸多独特优点,成为具有广泛应用前景的口腔修复材料之一。


  目前,牙科常用的氧化锆陶瓷包括:四方相氧化锆陶瓷(Y-TZP)、氧化锆增韧陶瓷、部分稳定氧化锆陶瓷及纳米氧化锆与氧化铝复合陶瓷。这四种氧化锆陶瓷都含有稳定的四方相,都通过马氏体相变增韧,但微观结构却各不相同,这便决定了其不同的性能及与之适配的加工工艺。下面我们简单下介绍下这四种体系的氧化锆。


  四方相氧化锆陶瓷由单一细小的四方相氧化锆晶粒组成,力学性能较高并且稳定,其中以氧化钇作为稳定剂的四方相氧化锆陶瓷(Y-TZP)的应用最为广泛,牙科常用四方相氧化锆陶瓷晶粒尺寸为0.2-0.5um,弯曲强度为800-1000MPa,断裂韧性为6-8MPa·m0.5。


  用途方面,四方相氧化锆陶瓷可用作单冠和固定桥的修复材料,主要产品体系包括Cercon(Dentsply)、Lava(3MESPE)、In-CeramYZ(Vita)和DCZirkon(DCSPrecident)。


  修复体的制作工艺是通过CAD/CAM技术的集成,具体加工流程包括以下两种,一种将预烧结氧化锆瓷块,经机械加工后再进行结晶化烧结。影响这一工艺流程的因素较多,如模型扫描的精确度及氧化锆坯体的收缩率等。另一种是直接机械铣削致密烧结的氧化锆瓷块成底冠,而氧化锆瓷块成型常采用热等静压法(HIP),此工艺对于机械加工的设备要求高。


  四方相氧化锆陶瓷的机械性能主要取决于晶粒尺寸,如晶粒小于1um,相变率较低,力学性能相对稳定,如晶粒过小(<0.2um),基本不发生相变,韧性将下降。因此,烧结条件影响晶粒尺寸,将直接决定氧化锆陶瓷的稳定性和机械性能,烧结温度过高和时间过长都会导致晶粒的长大。目前,根据不同的产品体系氧化锆坯体的最终烧结温度不同,基本在1350~1500范围内,这一温度范围可能影响晶粒尺寸和晶相的稳定性。


  氧化锆坯体经机械加工再烧结后,可以阻止应力诱导相变的发生,氧化锆陶瓷表面无单斜相。一般牙科用氧化锆坯体烧结成型后不推荐表面的喷砂和抛光处理,以避免相变,并且可能形成表面缺陷,降低修复体的抗疲劳性。对于直接进行机械加工的氧化锆陶瓷来说,含有大量的单斜相氧化锆,表面存在微裂纹,易出现疲劳现象。尽管氧化锆具有较高的力学性能,但机械性能的长期稳定性不容忽视。