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  • 几种烤瓷冠材料性能的比较

    2014年04月27日 作者:佚名 点击: 【字体:

    陶瓷材料因为近似天然牙的色泽,良好的生物相容性,应用于口腔修复已有200多年历史。回顾其发展历史,不难发现陶瓷发展的一个主要动力始终是如何提高其强度。近几十年来,陶瓷发展尤为迅速,强度越来越高,同时适合性及美观性也不断提高。本文简介了近几十年来常见的的几种金瓷及全瓷冠。并从强度、耐磨性(与天然牙对比)、美观性、及适合性几方面进行了比较。

      [关键词] 陶瓷强度,全瓷冠,烤瓷冠

      牙科陶瓷具有优良的光传播和光反射功能,可以再现自然牙半透明深度和色深度,有良好的生物相容性,在口腔环境中不降解,抛光和上釉的瓷面光洁,菌斑不易附着。因此陶瓷修复体美观,使用安全,深受欢迎。陶瓷材料在口腔修复医学中应用历史悠久,范围广泛。然而陶瓷拉伸行为甚差,在一很低的临界应变点(约0.1~0.2%)即发生断裂[1,2]。其质脆易折裂的问题一直困扰着牙科医生和患者。100多年来,提高牙科陶瓷的强度一直是牙医和陶瓷学家所追求的目标。本文将按顺序回顾几种烤瓷冠的发展,并对其强度、耐磨性(与天然牙对比)美观性及适合性进行比较。全瓷冠因其极佳的美观性能,不断提高的强度,越来越受到青睐,因此本文将重点介绍。

      一、 几种烤瓷全冠修复技术的发展简史:

      1. 1886年C.H.Land 采用铂箔成型技术将一厚约0.02mm的铂箔密贴于代型上形成基底,在其上涂塑瓷粉(该瓷料是以长石为主),烧烤成传统烤瓷甲冠。该种陶瓷色泽与天然牙相近,在美观上是一大进步,[3]但其瓷强度低(60-70MPa)[2]受较大力的部分易破裂或折断。

      2. 1960左右[20]人们初步解决了金瓷匹配问题后,陶瓷修复进入了一个新的阶段。金属因其具有很高的强度,大大提高了烤瓷冠的抗折强度(450-550MPa),广泛应用于前后牙全冠的修复。此外,金瓷冠还具有良好的边缘密合度。然而其牙体预备时切割牙体组织较多,金属基底使修复体色泽不尽理想,且有造成颈缘着色的可能,对敏感病人有过敏反应,还有学者怀疑其中的几种非贵金属具有潜在的毒性。[5]

      3. 1965年Mclean采用含50%三氧化二铝的高瓷铝制成铝瓷全冠。强度较瓷甲冠提高了约50%。[2]

      4. 1973年Southan等发明了一种名为Hi-ceram的瓷甲冠,第一次采用了在耐火代型上直接烧烤铝瓷技术,且提高了瓷甲冠的强度(140-180MPa)和适合性。[5]

      5. 1983年Sozio等发明了Cerestore铝瓷冠,氧化铝含量达到85%。因加入镁氧化物,烧结过程中形成占据较大空间的镁铝晶体,补偿瓷的收缩,在能控制温度和时间的特殊烤炉中烧烤,基本达到未烧烤状态至最后形态之间是不收缩的。边缘密和性有了很大的改善。.然而其制作过程复杂,成本高,相当于金瓷冠。上釉后强度可达270Mpa。[22]

      6. 1984年Corning公司推出的Dicor铸造陶瓷,采用失蜡法铸造。通过微晶化处理处理后具有较好的机械性能(115-150),边缘贴和准确。但其需专门着色,工艺费时复杂。且色泽仍不够理想。[6] 而且陶瓷铸造面临许多困难:诸如陶瓷密度小,铸造压力不足;熔点高,需特殊熔铸设备;导电导热性差,常温只能间接加热,骤冷骤热易产生温度梯度,局部应力;熔体粘度大,铸造性能差;熔融过程中需澄清。1986年推出的IPS-Empress部分克服了陶瓷铸造的困难[4]

      7. 1988年sadoun提出了一种粉浆涂塑的全瓷冠桥修复技术,后由德国Vita公司改进,以商品名In-Ceram推出。是目前应用于临床的强度最高的核心瓷(420-520MPa)。后来Vita公司又相继推出了In-Ceram Spinell,In-Ceram Zirconia及Celay/In-Ceram技术。(将原来的In-ceram产品命名为In-Ceram Alumina)使In-Ceram发展为完整体系。[8]

      8. 1992年瑞士Mikrona公司推出了Celay系统。该系统是用于制作嵌体、贴面等修复体的高精度复制加工系统。该系统是一种类似于配钥匙但有八轴的切削机器。制作方法是先在代型上做暂时修复体,后以暂时修复体为母板在机器上切削出瓷修复体。作为一种加工方法与可切削烤瓷材料结合可制作修复体,如celay/In-ceram.大大节约了修复体制作时间。[9]二、 烤瓷冠的分类:[3,5]

      根据烤瓷冠的材料及制作方法不同,将目前常用的几种烤瓷冠分为以下几类:

      1. 烤瓷熔附金属(PFM):精密铸造出金属基底(贵或非贵金属)于其上涂塑低熔瓷粉(可分不透明瓷,牙本质瓷,釉质瓷)形成适当外形,烧结而成。兼具金属的强度与瓷的美观。为目前临床最常有的金属修复体。

      2. 粉浆涂塑(powder-slurry)烤瓷:将瓷粉与蒸馏水调和成均匀粉浆,涂塑在耐火代型上,形成适当外形的冠,高温烧烤成全瓷冠。该类产品有Optec HSP及Duceram LFC等

      3. 铸造陶瓷(castable ceramic):是采用失蜡铸造工艺以玻璃态成型,后经热处理产生结晶而瓷化。因此又称玻璃陶瓷。分为两类:一类为云母系玻璃陶瓷:晶化前含SiO2较多,晶化后主晶相为硅氟云母。典型产品有Dicor。另一类为磷酸钙结晶类:晶化前玻璃体含钙磷氧化物较多,晶化后生成物是磷灰石结晶。代表产品是Cerupearl

      4. 热压铸造陶瓷(pressable ceramic):采用专用设备及加热铸造技术,将牙色瓷块熔化加压铸造程修复体。典型产品有IPS-Empress(Ⅰ、Ⅱ型)及Optec Opc

      5. 渗透陶瓷(Infiltrated ceramid):采用In-ceram技术制作。基本原理是在耐火代型上用氧化铝粉浆涂塑形成核冠雏型,置专用炉中烧结两小时后,形成多孔的结构。然后用熔化的玻璃浸入孔隙中,形成一种氧化铝与玻璃连续交联互渗的复合结构,几乎全部消除了微粒间的孔隙。从而限制了裂纹弥散,增强了材料的抗弯强度,较其他全瓷修复体系统等高3~4倍 [10,11]。代表产品是Vita公司的In-ceram。

      6. 可切削陶瓷(machinable ceramic):采用CAD/CAM 系统或Celay机加工可切削陶瓷。该类产品有Cerec Vitablocs MarkⅠ,MarkⅡ, Dicor MGC,Celay等

      三、 几种烤瓷冠性能的比较:

      1. 烤瓷熔附金属:其表面熔附的长石瓷挠曲强度虽可仅为60-70Mpa(应用新型陶瓷可提高一倍左右)[14] ,而瓷金复合体的挠曲强度可达450-550Mpa,优于全瓷冠。其金属基底可达到很好的边缘密合性,适合性好 [7,12] 。只是冠色泽较全瓷冠稍差。

      2. Optec HSP:作为白榴石增强的烤瓷,其强度要比传统长石质烤瓷大很多。甚至可以直接制作全瓷冠而不需核瓷。

      因为白榴石的存在,较天然牙耐磨。其半透明性好。

      3.铸造陶瓷

      1) Dicor:瓷化前为完全透明的玻璃,高温瓷化10小时后变成半透明状,经染色色泽可以有改善,但仍不理想,且易碎。其耐磨性与牙相当。[13]

      2) Cerapearl:强度与Dicor相似,边缘密合性好。抗弯强度可达300Mpa,抗压强度870Mpa。

      5 1)IPS-Empress:IPS-Empress陶瓷是列支敦士登Ivocal公司推出的一种新型无收缩热压铸入型玻璃陶瓷。采用失蜡法,在高温高压下将白榴石增强的玻璃陶瓷软化注入型腔,形成雏冠(reduced crown),表面再上釉着色而成,其挠曲强度可达160-192.7Mpa[14,19]。因其折光性与牙相似,与色瓷或釉料结合可以达到高度的美学效果 [15]且可与牙齿同步磨耗。

      2) ptec opc:为白榴石增强长石质烤瓷,强度好。

      6 In-ceram Aluminum /Spinell/Zirconia:其中,挠曲强度:锆的最高(603MPa),铝次之(446MPa),而透明度尖晶石最高,锆最低 [10.17.24]。采用带模烧烤,且氧化铝仅为初步熔融,所以边缘适合性好,有报道在35~50um之间,远低于100~120um的临床要求 [18] 。

      7 1)Cerec Vitablocs MarkⅠ:强度及耐磨性与金瓷冠长石质烤瓷相似。

      2)Cerec Vitablocs MarkⅡ:增强的长石质烤瓷,与釉质的耐磨性相近。

      3)Dicor MGC:氟云母结晶增强玻璃陶瓷,挠曲强度较Dicor大,耐磨性介于cerec Vitablocs MarkⅡ与cerec Vitablocs MarkⅠ之间。

      4)Celay:是一种微晶长石质陶瓷,可减少对颌牙的磨耗。其机械性能与cerec Vitablocs MarkⅡ相近。

    综上所述,可以得出以下几条结论:

      1. 适合性 :

      无论金瓷还是全瓷,其适合性都能在临床可接受的范围内。
      以金瓷冠最佳。
      传统烤瓷甲冠最差

      2. 强度:

      均可较成功应用于前牙修复
      金瓷要大于全瓷。
      全瓷冠中以In-ceram强度最高,甚至可成功应用于烤瓷桥修复。
      传统长石质烤瓷最低。

      3. 美观:

      全瓷冠因其逼真自然的色泽,要较金瓷冠美学性能更佳。

      4. 耐磨性

      无论何种烤瓷其耐磨性与天然牙相近或稍高于天然牙。

      5. 工艺复杂程度及成本造价:

      金瓷(贵金属)设备普及好,工艺较为简单,但成本较高。贱金属成本则低很多。
      全瓷冠中以In-ceram工艺最为耗时(不少于14小时)且需特殊设备,费用高,影响普及。
      Celay机或CAD-CAM设备昂贵,但省时省力。Celay机加工精度稍差。
      In-ceram与Celay机等工艺结合可大大缩短制作时间。
      IPS-Empress在铸造培烧过程中完成微晶化过程,较DICOR等工艺简化,成本适中。

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