牙科陶瓷材料與修復(fù)體制作研究的新進(jìn)展

于海燕

摘要在牙科材料學(xué)的發(fā)展和研究中，具有與自然材料相近的高穩(wěn)定性、高耐用性和美學(xué)特性的陶瓷材料受到了人們的歡迎。然而，復(fù)合材料本身具有的脆性使其極易作為修復(fù)材料，在承受較大的咬合壓力時(shí)很容易發(fā)生斷裂或損壞。而近幾年，隨著人們對(duì)牙齒的美學(xué)和修復(fù)材料的生物安全性要求不斷提高，對(duì)新型牙科復(fù)合陶瓷的開(kāi)發(fā)和新的工藝技術(shù)進(jìn)行了深入的探討。

關(guān)鍵詞 ?牙科；陶瓷材料；修復(fù)體制作

1牙科陶瓷的分類(lèi)

1.1玻璃陶瓷

玻璃陶瓷是一種以玻璃為基礎(chǔ)，并含有一定數(shù)量結(jié)晶結(jié)構(gòu)的陶瓷材料。傳統(tǒng)的粉漿法涂布工藝生產(chǎn)的長(zhǎng)石瓷，其抗拉強(qiáng)度在60～80 MPa左右，而用工業(yè)預(yù)制法生產(chǎn)的長(zhǎng)石瓷強(qiáng)度可達(dá)160～180 MPa，具有較高的強(qiáng)度和韌性，適用于CAD/CAM的機(jī)械加工。近幾年，各種顏色的機(jī)器加工陶瓷片相繼問(wèn)世，例如3D彩色陶瓷片，其內(nèi)層1/3為遮色區(qū)、1/3為中性區(qū)、1/3為半透光區(qū)，與Cerec CAD/CAM軟件相結(jié)合的Cerec CAD/CAM軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多層色瓷的切割過(guò)程進(jìn)行可視化的控制，使得其處理后的修復(fù)體的色澤與自然的顏色相匹配，2015年一種美學(xué)性能更好的IPSe.max Press MT色系的瓷塊問(wèn)世。

1.2復(fù)合陶瓷

復(fù)合陶瓷是一種將傳統(tǒng)陶瓷的特性與新型樹(shù)脂工藝材料相結(jié)合而成的一種新型樹(shù)脂-陶瓷復(fù)合材料，其優(yōu)勢(shì)在于可以利用CAD/CAM技術(shù)實(shí)現(xiàn)。此外，由于復(fù)合陶瓷中含有較多的樹(shù)脂成份，一旦修復(fù)體受損，很容易使用樹(shù)脂進(jìn)行修復(fù)。Lava TM Ultimate是利用納米技術(shù)將納米氧化硅微粒等轉(zhuǎn)移到納米樹(shù)脂中而制成的一種可供CAD/CAM生產(chǎn)的樹(shù)脂陶瓷復(fù)合材料。2014年，Lava Ultimate（3 MESPE）、Vita Enamic（Vita Zahnfabrik）和Cerasmart（GC Dental Products）三種復(fù)合陶瓷（Lava Ultimate），在水干燥條件下其三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度分別為170 MPa、140 MPa、242 MPa，而上述陶瓷材料在水中及在冷熱循環(huán)下的拉伸強(qiáng)度均顯著下降[1]。

2牙科全瓷修復(fù)體材料的選擇及制作技術(shù)

2.1失蠟熱壓鑄造技術(shù)

失蠟熱壓鑄工藝主要是將修復(fù)體中的蠟質(zhì)材料包入一層磷酸鹽，加熱到一定的溫度，然后將其放入陶瓷塊中，再蓋上氧化鋁陶瓷，由加熱爐按照所給的程序自動(dòng)加熱，使玻璃或陶瓷材料在合適的壓力下澆入到模具中，由此完成陶瓷修補(bǔ)體的成型。

2.2增材制造技術(shù)

加材制造（Additive Manufacturing AM）工藝是指通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)，通過(guò)分層積累材料形成實(shí)物零件的生產(chǎn)過(guò)程。AM工藝無(wú)需常規(guī)的刀具、夾具、磨頭等多個(gè)工藝過(guò)程，只需根據(jù)三維設(shè)計(jì)資料，將物料自動(dòng)累積到一個(gè)整體的結(jié)構(gòu)中，并且結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，生產(chǎn)效率就越高。采用增材工藝生產(chǎn)先進(jìn)陶瓷材料，可明顯減少陶瓷材料的能耗，提高陶瓷材料的強(qiáng)度和韌性，其密度已接近理論水平[2]。

3牙科陶瓷的制備

3.1內(nèi)部增強(qiáng)

使用內(nèi)部強(qiáng)化劑是目前增強(qiáng)牙科陶瓷硬度的最重要方式之一，牙科陶瓷的內(nèi)部強(qiáng)化是利用從玻璃基體中擴(kuò)散第二相晶體、粒子或玻璃纖維來(lái)完成的，其原理一般是通過(guò)把某種強(qiáng)化組成隨意地散布在基體組成中，使裂縫偏斜、分枝、中斷，進(jìn)而使材料的韌性增加、強(qiáng)度提升。以白榴石為主導(dǎo)強(qiáng)化體的牙科陶瓷，由于其具有超高的熱膨脹系數(shù)和金屬優(yōu)異的熱匹配性而受到了人們廣泛的關(guān)注[3]。

3.2應(yīng)用高強(qiáng)度底層

長(zhǎng)石瓷在燒結(jié)后的色彩較美麗，但其撓曲硬度大約在50～80 MPa之間，常需用硬度較好的各種金屬、復(fù)合材料、瓷器為基礎(chǔ)，生產(chǎn)的復(fù)合修復(fù)體既兼有瓷器的光學(xué)特性，也兼有各種金屬?gòu)?fù)合材料及瓷器的高強(qiáng)度，以適應(yīng)醫(yī)學(xué)應(yīng)用的需要。最常見(jiàn)的各種金屬及復(fù)合材料基體為鎳鉻合金、鈀銀合金、黃金合金、鈷鉻合金、純鈦和鋁鎂合金。早期使用在醫(yī)學(xué)中的全瓷冠，是用在鉑箔上以燒結(jié)的工藝鋁瓷所做成的，通過(guò)特殊技術(shù)處理將烤過(guò)的合金箔和瓷器結(jié)合為一體構(gòu)成新型復(fù)合冠，其硬度也明顯提高[4]。

3.3表面處理

陶瓷修復(fù)體的外表處理過(guò)程分為外表面處理過(guò)程和內(nèi)表面處理過(guò)程，適當(dāng)?shù)耐獗砻嫣幚磉^(guò)程能夠明顯地增強(qiáng)陶瓷修復(fù)體硬度，使其外表更為光滑，顏色更為真實(shí)，使其與基牙結(jié)合力更強(qiáng)，進(jìn)而有利于提升修補(bǔ)體品質(zhì)，并拉長(zhǎng)應(yīng)用期。外表面處理過(guò)程分為打灰、琺瑯質(zhì)、化學(xué)加強(qiáng)和電強(qiáng)化等，最近科學(xué)研究證實(shí)，通過(guò)離子交換的處理過(guò)程能夠促進(jìn)陶瓷測(cè)量試樣的抗磨性能增加。黏固是瓷修補(bǔ)的最后階段，一般認(rèn)為是修補(bǔ)體的內(nèi)表面處理，選用合適的黏固劑，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行黏固，不僅能夠增加修補(bǔ)體硬度，而且能夠減少并發(fā)癥，如咬合過(guò)高、冠面開(kāi)口過(guò)大的問(wèn)題[5]。

4牙科全瓷冠修復(fù)技術(shù)

牙科瓷融合到金屬修復(fù)體中，既有金屬的強(qiáng)度，又有陶瓷的美麗，它們廣泛應(yīng)用于牙科領(lǐng)域。然而，中國(guó)使用的瓷粉依賴(lài)外國(guó)進(jìn)口，價(jià)格昂貴，每公斤價(jià)格高達(dá)數(shù)萬(wàn)元。研究和開(kāi)發(fā)陶瓷材料以取代與金屬融合的進(jìn)口瓷器，并在合金（包括不透明瓷和身體瓷）上生產(chǎn)用于瓷冠的陶瓷材料粉末。制造方法采用化學(xué)試劑為原料，原料易得、成分準(zhǔn)確，用瓷嵌體替代金屬嵌體和樹(shù)脂充填，簡(jiǎn)單、省力、節(jié)能，用輥磨機(jī)研磨不透明瓷和胎瓷的簡(jiǎn)單瓷粉，在簡(jiǎn)單瓷粉中加入自制顏料研磨進(jìn)行系列配色，可根據(jù)人類(lèi)天然牙齒的不同顏色進(jìn)行選擇，顏色逼真美觀。熱壓成形陶瓷的制作方法是把修復(fù)體蠟型材料安裝在一種經(jīng)過(guò)特別研制的圓柱型爐模中，并在模中冷卻凝固后再進(jìn)行脫模[6]。在隨后的陶瓷表面處理中有兩種方式可以得到令人滿(mǎn)意的色澤，一種方法是選用與主體物質(zhì)成份最接近的表面對(duì)釉陶瓷進(jìn)行著色處理，獲得適當(dāng)?shù)纳珴桑蕴沾珊穸韧ǔＴ?0～60 μm左右。二是在表層飾瓷，當(dāng)制成形狀完美的蠟型時(shí)，先去掉表面已形成透明琺瑯質(zhì)部分的蠟，只留下部分進(jìn)行包埋法，然后常規(guī)溫壓成形[7]，最后再在表層用普通的白巖瓷進(jìn)行飾瓷。高溫壓鑄工藝不但能實(shí)現(xiàn)全陶瓷修復(fù)體成形，還同時(shí)能增加陶瓷的光致密度和白榴石結(jié)晶的濃度，進(jìn)而提高了陶瓷的硬度，這一工藝由于具有操作簡(jiǎn)便、省時(shí)、造價(jià)較低等優(yōu)勢(shì)，所以在臨床中也獲得了應(yīng)用[8]。

5結(jié)束語(yǔ)

復(fù)合陶瓷運(yùn)用于牙科有著漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程，但是對(duì)醫(yī)療與臨床應(yīng)用來(lái)說(shuō)卻是個(gè)方興未艾的新領(lǐng)域，并有著重要的市場(chǎng)與社會(huì)意義。但目前，全瓷修補(bǔ)體的市場(chǎng)占有率還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及烤瓷修補(bǔ)體，其成因主要是全瓷的修復(fù)材料依靠進(jìn)口，而且售價(jià)昂貴，其硬度和彈性都還存在著缺陷。隨著人類(lèi)物質(zhì)生活水平的提高，社會(huì)對(duì)美的需求也日益旺盛，在材料研發(fā)的新浪潮中取得歷史性突破指日可待。

參考文獻(xiàn)

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