牙科氧化锆陶瓷半透明性的影响因素及提高方法的研究进展
随着材料学的发展和人们审美意识的提高,全瓷修复体因其良好的美学性能得到广泛应用。氧化锆陶瓷修复体因其拥有良好的力学性能、生物相容性,以及对放射性医学检查结果影响较小、对对颌天然牙磨损较小等原因,逐渐成为修复后牙缺失缺损的首选。但氧化锆全瓷修复体的基底瓷颜色较单一,半透明性较差,要满足前牙的美学修复以及我国患者人群牙齿颜色的复杂性,需通过饰面瓷来调节。当修复体的颜色与形态可比拟天然牙后,同时拥有较一致的半透明性才能使修复体栩栩如生。如果氧化锆陶瓷的基底冠与牙本质的颜色及半透明性相一致,那么所需要的饰面瓷的厚度就会相对减少,备牙量降低后,既可保护活髓牙又能满足美学修复需要。
目前测量半透明性时常用的参数有:CR(contrast ratio)值,在0-1之间变化,越透明的材料越接近0;半透明性参数(translucency parameter,TP),与人类视觉对半透明性的评价更相关,TP值越大表示材料越拥有越好半透明性。全瓷修复底层材料的半透明性是影响最终修复效果的重要评价指标。熊芳发现牙本质的透射系数范围为0.0418-0.0482mm-1。如果氧化锆陶瓷的透射系数范围可与之相同,对于重建牙齿的3D美学效果修复将会是重大突破。影响氧化锆陶瓷半透明性的因素众多,并且不单独存在而是相互影响。寻找多种影响因素间的平衡关系是目前要突破的重点难点,现就目前已发现的影响氧化锆陶瓷透明性的微观因素,以及目前国内外学者的研究进展作详细综述。
1.氧化锆陶瓷半透明性的影响因素
1.1陶瓷粉体颗粒直径
晶粒的直径尺寸大小会影响透射率。直径小且均匀的颗粒能实现致密排列,这样使得密度增加,气孔数目减少,气孔孔径减小,对半透明性的提高有决定性影响。目前全瓷体系粉体的颗粒直径为0.5-5.0μm,在此范围内,颗粒尺寸对半透明性影响较小。当晶粒的直径与可见光波长(380-780nm)越接近时,光的射散越大,透射率越低;晶粒尺寸小于入射光波长时,透射率较高。若氧化锆粉体中存在过多的杂质或异种金属氧化物颗粒,会致微观颗粒大小不一,折射率也不尽相同,增加了气孔率,晶界结构变得复杂,光的散射增加。因此,减少或消除氧化锆粉体中的杂质、异种氧化物也可提高烧结后氧化锆的光透射率。
1.2烧结温度
最终的烧结温度、保温时间直接影响烧结密度从而影响材料的透射率。烧结密度随温度的升高使陶瓷逐渐致密化,晶粒直径随温度升高长大,密度增加使得陶瓷的透射率提高。但烧结温度要控制晶粒直径在合理的范围内生长。有研究发现,随着烧结温度的增加,透射率提高,特别是90nm的氧化锆粉体最为明显。
1.3气孔率
光的主要射散中心是晶粒间的气孔,且不同的晶粒的折射率差别越大,散射越大,透射率越低。氧化锆晶体的折射为2.20,空气的折射率为1.00,如此大的差别使气孔成为氧化锆陶瓷中最大的散射中心。实验证明如果闭口气孔存在率从0.85%下降到0.25%,透光率将上升33%。应建新发现,当气孔率一定时,透射率随散射粒子直径的增大也呈周期性地出现极大值和极小值,且气孔率越高,透射率随气孔直径的抖动幅度越大;当气孔率逐渐减小,陶瓷透射率随散射因子直径的增大,减小幅度呈现周期性变化,且透射率明显增加。
1.4添加稳定剂种类
透射率受添加相的直接影响小,而是改变了氧化锆陶瓷的相对密度、晶粒直径来调节陶瓷的半透明性。添加相的存在也可能使氧化锆陶瓷的光学均匀性发生改变,即增加了陶瓷微观结构的成分。
1.5添加着色剂种类
天然牙有一定的颜色,因此烧结后的氧化锆块也需要呈现出与天然牙相匹配的颜色。镨离子使氧化锆呈黄色,铁离子使氧化锆呈褐色等。添加CeO2后氧化锆材料的明度为85左右。添加Fe2O3能显著降低氧化锆陶瓷(3Y-TZP)明度。
1.6真空环境和烧结次数
在进行饰面瓷堆塑过程中需要反复烧结,李江认为陶瓷试件在真空中反复烧烤超过5次,会出现明度下降,透射率增加。原因是材料中的气孔在热力学范畴内是不稳定的,所有的气孔都趋向于收缩,随烧结温度升高,晶粒长大,气孔受应压力而收缩或者被排除掉。氧化锆烧结末期,团聚体增加,随着开放性气孔数量和孔径减少,对光的散射减少,透射率增加。
1.7晶界
晶界结构对陶瓷的半透明性有较大的影响。氧化锆陶瓷材料的晶界通常不只有一种相,若存在的第二相或多相的晶体与主晶体差别较大,会导致晶界结构复杂化和不连续化,入射光经晶界时会发生不规则的散射、折射、反射,导致透光率下降。若晶界排列规则,光的通路连续,会有效降低入射光的透射损失,材料的半透明性也相对较好。
2.提高氧化锆陶瓷半透明性的研究进展
2.1应用纳米陶瓷粉末
近几年出现了纳米级氧化锆粉体,如日本TOSOH公司推出的氧化锆粉体直径为40nm、90nm。由于粉体粒度小,粒度差别小,粉粒扩散路径均匀,烧结时气孔扩散的路程被缩短,易排除气孔使3Y-TZP陶瓷结构均匀。因为纳米级氧化锆粉的应用,使得改善3Y-TZP陶瓷的半透明性有了新的研究进展。另外在氧化锆构筑的微孔隙支架上渗入其他复合材料如熔融玻璃,能显著提高半透明性。
2.2升温速率
王宇华就升温速率对氧化锆陶瓷半透明性的影响做了研究,发现使用波长为380-720nm的可见光照射下,升温速率为100℃/h组陶瓷的透射率较高,为7.904%,全光透射率也较高,为26.66%。随着升温速率的提高,试件的全光透射率呈下降表现。电镜结果显示,升温速率在100℃/h时,粒径范围在250-350nm居多,且大小较均匀。实验还发现随着升温速率的提高,晶粒的大小呈现两极分化状态。升温越快,越容易出现较大和较小的颗粒共存的情况。本研究的结果表明:如果在常压空气中烧结纳米氧化锆陶瓷,采用100℃/h的升温速率,可烧得具有较好半透明性的氧化锆陶瓷。
2.3添加氧化物稳定剂
部分稳定的氧化锆四方相晶体(t-ZrO2)目前在口腔修复学领域广泛应用,t-ZrO2在1173℃-2370℃时稳定存在,若加入氧化物稳定剂如Y2O3时,四方相晶体可以在常温下稳定存在。稳定的t相晶体具有出色的力学性能。
2.4真空环境
氧化锆在真空的环境下烧结时,气泡易从熔融状态的瓷体中排出,提高了氧化锆的致密度,从而增加了氧化锆的半透明性。
2.5微波烧结的应用
目前,氧化锆陶瓷修复体的常规烧结方法为无压烧结,参数设置为:在烧结过程中按3-8℃·min-1的升温速率升高到1350-1550℃,随后保温2-4h,整个烧结时间约为6-10h。微波烧结是一种整体加热,材料把吸收的微波能转化为材料内部分子的动能和势能,使材料所有分子能同时运动、均匀的加热。在整个加热的过程中,材料内部的温度梯度无或较小,所以材料内部的应力能减少到最小,这样即便升温速率很高也较少导致材料的开裂。Kim等认为微波二次烧结得到的氧化锆致密度更接近理论值6.10g/cm3,得到的晶粒尺寸与常规烧结相比更小也更均匀,晶粒可达到纳米级,大小约为300-400nm。江月梅进行了微波烧结与常规烧结氧化锆陶瓷对比实验,实验结果发现,微波烧结所得的氧化锆陶瓷的密度,相对密度,TP值可达到常规烧结方法所得的各项标准,或是有微小的性能提高,但是否可通过优化微波烧结参数设置得到更优良的性能,仍需进一步探究和实验。
2.6热等静压技术的应用
热等静压技术(HIP)是一种使陶瓷粉末在烧结过程中不断致密化的技术。HIP主要用于消除烧结体中的剩余气孔从而提高材料性能。3M公司的Lava氧化锆全瓷材料就是采用此种方法来实现3Y-TZP的致密化。在HIP作用下,晶界开始扩散移动,随之气孔被动的不断的沿着晶界做扩散运动,并相互融合、消失;气孔在表面张力的作用下球化而成球形,并不断地减小直至消失。宏观表现为烧结试样的致密度不断增大,几乎达到理论密度。然而,晶粒内部的气孔不会随着晶界的运动而被完全排除,故陶瓷中还会有很少量的残留气孔存在。李树先认为最佳的热等静压烧结参数为:1300℃×1h,压力150MPa,此时氧化锆快达到最佳力学性能,HV和KIC分别为14.2MPa和17.7MPa·m1/2。用XRD和SEM分析3Y-TZP陶瓷的组织结构发现,烧结后3Y-TZP陶瓷中ZrO2几乎全部以四方相形式存在,且ZrO2平均晶粒尺寸在1-3μm之间,主要的断裂模式是沿晶断裂,并伴随有少量的穿晶断裂。
氧化锆电脑全瓷类
氧化锆电脑全瓷 --A
优点:
尖端科技智能产品,神奇计算机设计与制作;
Cercon氧化锆已成功用于航天飞机的热屏蔽和保时捷汽车的制动盘;
独一无二的强度和抗裂性能,大大优于其它任何全瓷冠;
完美超越其他全瓷和金属的所有缺陷,已成为当代牙科令患者最为满意的选择。
缺点:
费用高
氧化锆电脑全瓷--B
优点:
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缺点:
费用高
三D烤瓷冠
◆瓷粉特性:
▼高值瓷粉
▼等距离覆盖,呈三维立体高度美感
▼抗腐蚀、耐受力好
◆对患者的好处:
▼近似天然牙釉质,不易磨耗对颌牙
▼牙体逼真、协调
▼拥有26种精细色系,让您极易选定颜色,更准确找到您的真正需要
产品名称:铸瓷产品类别:固定义齿 --- 全瓷系列产品说明:对人体有着极佳的亲和力,不受人体排斥,色泽自然,美观效果相当显著,无金属成分,具有极高的强度及耐抗力.绝佳的生物相溶性,并匹配专用的低温瓷粉,透光性极好,可通过X光透射检查牙髓
铸瓷的优点是什么?
由于材料的不同,铸瓷和烤瓷牙有了本质的不同,出现了如下优异的表现:
透明:这是烤瓷牙不可能完成的任务,因为金属内冠的不透明,需用不透明瓷遮盖金属基底,影响修复体的透明度,使得烤瓷牙美容后有明显的白垩色,苍白,虚假,在牙颈部更有金属基底造成的黑线影响美观。铸瓷则用良好的透明性与折光性而高强度的内冠解决了这一美容顽症,使牙颈部也能达到良好的美观效果。
牙龈健康:镍铬金属又称贱金属,对牙龈有较严重的刺激,部分人(尤其是女性)对其过敏,造成牙龈肿胀、出血,甚至有患者对贵金属也过敏;铸瓷则基本没有发现敏感病例。
牙龈变色:贱金属在口腔内氧化形成灰色氧化物,散在沉积到牙龈边缘,引起原因变灰,影响美观;铸瓷没有这种问题。
内外冠结合:金属和瓷的结合是薄弱的一环,经常可以见到瓷和金属剥离,露出灰黑的金属的情况。铸瓷因为内外冠都是瓷,而瓷和瓷的结合肯定是最好的。
烤瓷冠的硬度大于牙釉质,可造成对颌牙的磨损。而铸瓷的硬度梢低于牙釉质,可以有效保护对颌牙。没有金属干扰,对今后可能的核磁检查没有影响。在特殊场合(迪厅、晚宴等)光线下不会有异常的蓝色。
全瓷牙系列氧化铝烤瓷牙:氧化锆烤瓷牙:二氧化铝烤瓷牙:二氧化锆烤瓷牙:
产品名称:聚合瓷产品类别:固定义齿 --- 全瓷系列产品说明: 用于制作MKL固定部分,在套筒冠外选用聚合瓷可避免制作烤瓷引起的崩瓷,聚合瓷可制作各类冠桥修复体;精密附着体固定部分选用聚合瓷能有效避免崩瓷引起的麻烦。 贴面修复体具有色泽好,耐磨耗,抗染色性强与邻牙协调的特点,和烤瓷牙相比,还有对牙龈组织无刺激和磨牙体组织少等优点。正规的备制与高技术的技工,正规粘结,达到最佳效果。
优点:色泽美观,强灯下无痕制作完成,还可以能过黏结剂调整颜色。
产品名称:全瓷义齿产品类别:固定义齿 --- 全瓷系列产品说明:优点:1.绝佳的生物相溶性
2.边缘密合性好,无刺激不易发黑
3.透肖性好,色泽逼真自然
4.对X光部人分阻射
5.耐耐磨性与天然牙接近
适应性:1.适于前牙和后牙,单冠及上下三个单位桥,嵌体,贴面
2.自身工齿偏黑发黄,需要遮盖
3.外伤折断,前牙间隙过大,釉质发育不全,畸形牙
4.对金属过敏者的最佳选择
产品名称:氧化锆产品类别:固定义齿 --- 二氧化锆产品说明:二氧化锆的优点:
1.超强抗压强度;
2.数安化制作,确保精密度;
3.生物相溶性极佳;
4.匹配换用瓷粉效果出众;
5.高贵典雅,修复体的极品;
二氧化锆烤瓷牙具有极高的品质,说其品质高不仅因为其材料,设备昂贵,更因为其运用了当今最先进的计算机辅助设计、激光扫描,再由计算机程序控制研磨制作而成,尽显完美。您知道吗?如果您口腔中镶嵌的假牙是含金属的烤瓷冠,在您需要做头颅x线、CT、核磁共振检查时,将会受到影响甚至拆除。非金属的二氧化锆对x线却无任何阻挡,只要镶入二氧化锆烤瓷牙,日后需头颅x线、CT、核磁共振检查时都不需要拆掉假牙,省去很多麻烦。除此之外,还有其他全瓷牙也不需拆除,如瓷沉积烤瓷牙,但只有二氧化锆烤瓷强度最高,最适和后牙.
基于以上优点,二氧化锆烤瓷牙已集万千宠爱于一身,展望未来,这种高品质陶瓷材料必将成为今后牙齿美容修复的潮流
Procera瑞典瓷(氧化锆)牙桥修复
瑞典全瓷Procera
强度高、色泽逼真
抗破裂性及破裂后强韧的固化性能,同时可制作14个单位的全瓷牙桥
依托最新的扫描、CAD/CAM和制造技术,可以提供极其舒适的牙冠、贴面、基台和牙桥的完全个性化的修复,对X线务任何阻挡
Procera制造技术与氧化铝氧化锆陶瓷结合,可以保证获得绝佳的生物相容性和美丽且坚固的修复效果,对牙龈无刺激、无过敏反应
Procera瑞典瓷(氧化锆)牙桥修复前
Procera瑞典瓷(氧化锆)牙桥修复中
Procera瑞典瓷(氧化锆)牙桥修复后
氧化锆材料的烤瓷牙是一种比较高端的材料,氧化锆是自然界中以斜锆石存在的一种矿物,是一种耐高温、耐磨损、耐腐蚀的无机非金属材料。那么氧化锆烤瓷牙多少钱?
氧化锆烤瓷牙的价格在几千元之间。
1、工艺:每一个义齿加工工厂的制作方法都不一样,患者在做烤瓷牙前可与医生充分沟通,选择适合自己的烤瓷牙,烤瓷牙价格肯定也是不一样的。
2、医院:虽然很多整形机构都开展全瓷牙的项目,但医院的医疗设备条件、技术水平、服务环境等还是有很大的差距的。
3、地域:地域差异、加工工艺等直接影响了全瓷牙的效果,也就影响了全瓷牙的价格。一般来讲,烤瓷牙有分国产和进口两种。
氧化锆全瓷牙优点
全瓷牙按照材料和加工方式的不同,也可以分为很多种,氧化锆全瓷牙就是其中的一种。那么,深圳氧化锆全瓷牙的优点有哪些呢?
氧化锆全瓷牙
全瓷牙按照材料的不同,可以分为氧化铝全瓷牙、铸造全瓷牙以及二氧化锆全瓷牙。其中二氧化锆全瓷牙因其内部结构材料为氧化锆陶瓷而被称为氧化锆全瓷牙。深圳氧化锆全瓷牙的优点主要有以下几点:
1、透光性可与真牙相匹配,并且色泽自然,同天然牙一样,很难区分。并且,由于不含金属,因此不会造成牙龈边缘黑线等问题,无厚重感,无牙龈红肿出血现象,也不会对CT、x光线以及核磁共振检查产生影响。
2、生物相容性好,不会对牙龈造成刺激、过敏问题,并且强度高,完全不必担心瓷崩裂的问题。
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