全瓷牙技術介紹
長期以來烤瓷牙一直是一種快速,有效的修復變色齲損牙齒的一種方法。但是金屬烤瓷內的金屬離子會對人體產生不良反應,如牙齦變黑,牙齦出血,萎縮;并應其金屬內冠的存在,透光性,色澤和形態與天然牙存在較大差別,更會在燈光下產生“青灰色”的效果。因此口腔醫療界一直在努力改變這一狀態。全瓷牙由于具有良好的生物相容性則完全避免了這些缺陷正逐漸替代傳統的金屬烤瓷牙。過去十年在全球對全瓷修復的需求,尤其是西方國家呈明顯上升的趨勢。德國“口腔陶瓷研究會”調查結果顯示,僅德國02年就有超過一百萬次的牙科修復使用了全瓷材料。
一、首先,從全瓷材料來區分,目前實際工作中應用較多的包括白石榴全瓷、氧化鋰基全瓷、氧化鋯基全瓷等系統,其總體材料性能特征是強度逐漸增強、透光性逐漸下降。應當根據病例的實際情況,綜合評估具體病例對修復效果的美學需求及強度需求,來選擇適當的全瓷材料。
另一方面,全瓷系統的制作工藝也有不同,目前常見的包括熱壓鑄造工藝、滲透陶瓷工藝、計算機輔助切削。制作工藝會對材料系統地適應證選擇也會有一定影響。
全瓷修復體分為單層結構和雙層結構兩類。單層結構是利用機加工切削、熱壓鑄、鑄造工藝直接完成修復體,再通過表面染色滿足臨床需要。單層結構制作簡單快速,主要適應證是瓷嵌體、瓷貼面、瓷核樁、瓷基樁、瓷部分冠、部分單冠,以及前牙短固定橋。單層結構修復體強度較低,透明度較高,層次感較差,適于強度要求低、遮色性能要求低而透光性能要求高的患者。雙層結構則是先加工一個強度高、透明度低的基底冠或橋架,然后再上飾面瓷完成修復體。雙層結構的強度高,層次感強,主要用于固定橋,特別是后牙長固定橋,也用于單冠,以及個別制作的全瓷基樁。
臨床應用:
(一) 適應證與非適應證
1. 適應證
(1).牙冠大部破壞有多處缺損不宜用充填治療者。
(2).前牙切角、切緣缺損,一般修復材料難以獲得良好固位者。
(3).牙冠部分折裂,松動折片已拔除者。
(4).因發育或色澤異常而影響美觀的患牙,如四環素牙、氟斑牙、無髓變色牙、先天畸形牙等。
(5).個別牙高度不足,需升高咬合者。
(6).對金屬或塑料過敏者。
(7).錯位牙、扭轉牙而不宜于正畸治療者。
(8).需要恢復鄰接點的牙。
2. 非適應證
(1).牙齒髓腔過大或髓角過高,牙體預備容易穿髓者。
(2).臨床牙冠過短、牙體過小的牙無法保證修復體的抗力和固位要求者。
(3).嚴重磨耗的牙。
(4).深覆合,咬合緊的患牙。
(5).牙頸部狹窄,影響牙體預備者,或牙體預備后牙體組織抗力不足者。
(6).因其它疾病不適宜作固定修復者,如牙周病等。
注意事項
1.全瓷冠橋的牙體預備遵循金瓷冠牙體預備的基本原則,特殊之處在于頸緣形態預備為直角肩臺或深凹槽型,寬度達0.8~1mm;修復體邊緣設計為齦下邊緣形式,特別是唇緣必須是齦下邊緣;各面的磨除量均較大且較為均勻;咬合面方向的聚合度也比金瓷冠大,一般情況下可達8~10度。基牙預備時,切、咬合面預備間隙應為1.5~2.0mm,頰、舌、鄰面預備間隙為1.2~1.5mm,使瓷有一定的厚度以保證其強度和顏色;頸部做90°肩臺,肩臺內角(與已預備的基牙唇頰舌面壁的夾角)應圓鈍,以抵抗來自切緣方向的力量,防止瓷邊緣折裂。
2.預備完成后的基牙各面應光滑,線角圓鈍,不能有任何尖銳棱角,以免產生應力集中,造成瓷冠折裂。
3.修整全瓷冠外形時,曾用于金屬的打磨器械不可在瓷上使用,以免金屬顆粒埋入瓷孔隙中引起變色。當接近瓷尖銳邊緣時,砂石應從邊緣向體積較厚的部位移動,以防止瓷邊緣破裂。
4.試戴調色時,要讓患者用唾液將瓷冠與鄰牙打濕,在自然光及白熾燈、熒光燈下評估顏色,最好選配一種在各種光照條件下均能良好匹配的顏色。
5.冠粘固前組織面應清潔、酸蝕并用硅烷偶聯劑,以提高粘結強度。粘結劑可用雙聚合樹脂水門汀或磷酸鋅、玻璃離子,由于粘結劑對半透明瓷冠的最終顏色有一定影響,最好選用顏色相匹配的樹脂水門汀(如A2、C2、B1、B2色)。
6.對刃咬合的牙齒會在修復體切端產生應力,深覆牙會在冠舌側產生張力致“半月形”折裂,過短牙則固位力不足,因此應盡量避免為對刃、深覆、牙冠過短患者制作全瓷冠。
一、 鑄瓷系統(Empress – 1、2)
Empress鑄造陶瓷冠:IPS-Empress可鑄玻璃陶瓷是由蘇黎士大學冠橋系的總技師Wohlwend提出,并與義獲嘉(Ivoclar)公司共同研制成功,于1986年推出并應用于臨床。它是一種新型的無收縮的熱壓鑄型玻璃陶瓷。
原理和工藝流程:和金屬鑄造原理一樣,采用傳統的失蠟鑄造法,只是把金屬換成了成品的瓷塊,內冠為二矽酸鋰瓷真空高溫鑄壓成型,鑄造過程采用真空鑄壓的鑄造機。鑄瓷材料比較透明,對于顏色較深的牙齦,不適合作鑄瓷修復,后牙也不適合做鑄瓷修復。其大致操作程序為:先用蠟制作并完成蠟型,然后用磷酸鹽包埋料包埋,在電熔爐中除蠟,與Empress瓷錠一同升溫至850攝氏度,然后將瓷錠放入型腔澆鑄口,再放入鑄瓷機中,升溫至1075攝氏度或1180攝氏度(前者為染色烤瓷錠,后者為堆瓷烤瓷錠)。在自動壓力爐預熱20分鐘,經過三氧化而二鋁棒壓鑄(約0.5MP壓力)成型后,驅除鑄件,切割鑄道,表面粗打磨,再進行染色或涂瓷烤瓷等技術操作后,完成修復體。全瓷內冠和外層瓷粉為化學結合,強度高。鑄瓷牙耐磨度與自然牙相接近,不會對對頜牙磨耗太大
Empress陶瓷內合成核劑,在壓鑄及焙燒過程后,即可完成微晶化,因而比較節省操作時間,由于其收縮可通過包埋材料的熱膨脹加以控制,故其邊緣適應性較好。
Empress陶瓷材料鑄瓷染色技術適用于
(1)前牙全冠修復。
(2) 后牙嵌體,高嵌體,前牙貼面及后牙單冠的修復。
(3) 因材料和制作工藝問題,目前還不能用于制作固定橋,但可試用于前牙的鑄瓷樁核。
Empress - 1是白石榴基的全瓷材料,是目前所有全瓷材料中半透明性效果最好的,能達到非常好的美學效果。但是它的強度比較有限,其抗折強度僅為180MPA,所以臨床上早已不用這種材料做冠,目前臨床上大多數僅僅用Empress – 1制做貼面或嵌體。
Empress -2的強度比 Empress - 1有了明顯的提高,達到了360MPA,但半透明比Empress - 1差。Empress-2全瓷內冠,外邊再烤上飾面瓷,這樣就能既保證瓷冠的強度,又能達到很多大半透明美白效果。在年輕患者、希望通過多個牙冠修復達到整體提高微笑美學效果的患者,采用Empress-2鑄瓷冠,能達到最明顯的,同時最接近天然牙,甚者超過天然牙的美學改善的效果。
Empress – 2鑄瓷系統在適當的情況應用可以達到非常優秀的美學效果,是一種成功的美學修復材料。但是,在不適當的情況下應用Empress2鑄瓷材料,也會暴露出一些問題`;
1、強度有限;Empress-2鑄瓷材料的強度在制作常規的單個冠時是足夠的。但是,如果在咬合比較緊的情況下,牙體舌側不能預備足夠的厚度,將會大大降低鑄瓷冠的強度;另一方面,在制作鑄瓷固定橋時,為了達到足夠的強度,需要保證連接體的足夠面積,因此鄰間系不能過分切開,這在很大程度上限制了整體的美學效果.
2、 透明度高; Empress – 2鑄瓷材料的透明度較高,這個特性是其一個重要優勢,在很多修復病例中都可以達到很好的美學效果;但是,由于透明度過高,有時也會發生修復體比天然牙明度底的現象.如果基牙已經制作了金樁核,過高的透明度更會使修復體偏暗.因此有些個別牙修復的情況下采用鑄瓷材料會增加制作難度.
3、熱壓鑄造難度;由于鑄瓷溶液的粘稠性很大,其鑄造過程比金屬鑄造更困難.有些情況下,內冠蠟型一側薄,一側過厚,就可能增加熱壓鑄造的難度,容易造成鑄造失敗.在這種情況下,就應當考慮其他全瓷系統,制作的成功率會更高.
二、氧化鋁基全瓷系統
(一)氧化鋁基全瓷系統的分類
常見的氧化鋁基全瓷系統包括Vita-In-ceram 全瓷系統、Wolceram瓷沉積全瓷系統和Procerm全瓷系統三大類。其所用材料均為氧化鋁基全瓷,但制作方法各有不同。
1、Vita In-ceram系統是一種滲透全瓷系統,采用在耐火代模上涂瓷漿,燒制瓷內冠。將氧化鋁、氧化鋯粉漿涂塑于耐火代型上,在1120℃燒結兩小時形成多孔的網絡狀氧化鋁核型,然后在1100℃用熔融的稀土玻璃料滲透充滿氧化鋁核型的孔隙,形成一種氧化鋁與玻璃連續交聯互滲的復合結構,限制了裂紋的擴張,使材料的三維撓曲強度達到了320~600MPa,是一般全瓷材料的3~4倍。臨床上已成功地用于制作單冠及前牙橋的底層支架,以取代金瓷修復體的金屬底層,避免了底層金屬顏色的干擾,同時具有類似天然牙本質的半透明性,從而極大地提高了修復體的美觀性能。Vita公司又開發出了含有氧化鎂的名為In-Ceram Spinell的滲透陶瓷,以增加透明性,用于嵌體,貼面及前牙單冠的制作。以及含有氧化鋯的名為In-Ceram Zirconia 的滲透陶瓷,因含ZrO2增韌,強度比前兩種進一步提高,用于后牙橋底層及核樁的制作。
適用于此類系統的材料主要有In-Ceram尖晶石(撓曲強度300 MPa),In-Ceram氧化鋁(撓曲強度500 MPa),In-Ceram氧化鋯(撓曲強度600MPa),強度依次增強。其中,氧化鋁為最主要,最為常用的材料。I n-Ceram氧化鋁中氧化鋁的含量大于99%,抗彎強度是Dicor瓷和長石瓷的數倍,并且收縮小,邊緣密合好,是較為理想的全瓷修復材料。
此種類型的玻璃滲透料主要由La2O3, SiO2 ,Al2O3和CaO組成。滲透料通過毛細管作用滲入底層微孔中,形成均勻的網狀結構,可以明顯提高強度。
In-Ceram粉漿涂塑冠.粉漿涂塑(slip-casting)的全瓷冠橋修復技術,是由法國的Sadoun于1988年首先報道,以后又有許多學者從不同角度對它進行了全方位的研究和臨床應用。以至從1990年至今,世界各國的學者對它的研究報告不斷見諸各學術期刊,幾乎一致認為它是一種很有前途的全瓷修復材料。
全瓷冠因具有優良的光傳播和光反射特性,可以再現天然牙的半透明深度和色深度(color depth),有良好的生物相容性,在口腔環境中不斷降解等顯著特點,故廣泛應用于牙體缺損及部分牙列缺損的美容修復中。
技術和材料特點:采用設備少。滲透全瓷材料使用氧化鋁。全瓷內冠和外層瓷粉為化學結合,強度高。
In-Ceram粉漿涂塑冠適應證
1、適合于前牙或后牙單冠及上,下前牙3單位橋的制作。
2、后牙嵌體,全瓷黏結橋等。
3、以下幾種情況尤為適合。
3、1美觀要求較高,不允許有金屬外露者;
3、2下切牙:當用金瓷冠修復顯得太大或太反光時;
3、3外傷折斷牙;
3、4根管治療牙或嚴重變色牙;
3、5錯位牙的矯正;
3、6變異牙(小牙畸形);
3、7前牙牙間間隙;
3、8單個種植體或前牙區的3單位種植固定橋;
3、9對金屬過敏的病例;
3、10釉質發育不全牙。
禁忌癥:
1.髓角較高的年輕患者;
2.不能預備出明顯的近遠中向臺階的下前牙;
3.擁擠和牙弓外的異位牙;
4.牙頸部嚴重縮窄者;
5.有進行性牙周病者;
6.深覆頜患者;
7.有夜磨牙等不良習慣者;
8.頜間不能磨除1.2mm間隙者。
In-Ceram材料包括代型材料,鋁瓷粉,液,滲透用玻璃料等。
2)鋁瓷粉 為含99.99%高純度的氧化鋁微粒,粒度大小為2-5微米,熱膨脹系數為7.95*10-6(600攝氏度),燒烤線收縮率為0.21%-0.28%。它與專用液調拌,經過燒結燒烤后,氧化鋁微粒同界面初步熔接,形成一個穩定的多孔的鋁瓷底層。
3)玻璃料 主要由La2O3,SiO2,Al2O3和CaO組成,粒度大小20-300微米,熱膨脹系數為7.95*10-6(600攝氏度),有數種顏色,與蒸餾水調拌成糊狀后,涂布于鋁瓷底層外表面,經過滲透燒烤(infiltration firing),于1100攝氏度熔融,通過毛細管作用滲入氧化鋁底層微孔中,形成均勻的網狀交聯結構,可將氧化鋁底層的抗彎強度提高約13倍,此為該系統的最大特點,In-Ceram亦因此得名。
4)itadur-IV 為常規陶瓷,該瓷粉還用于Vita-Ceram 及Vita-Pt等修復技術中。新近推出的Vitadur-ALPHA為Vitadur-IV的改造型。
2、Wolceram瓷沉積全瓷系統:
原理和工藝流程:WOLCERAM是德國最新的口腔電腦設計制作全瓷冠和全瓷橋的技術,可以使用氧化鋁和氧化鋯二種全瓷材料,采用專利技術的電磁感應的全瓷沉積,類似于金沉積技術。WOLCERAM直接將全瓷材料沉積到工作代型上,代型無須翻制,減少了工序,材料和誤差,全瓷的厚度由電腦控制。
技術和材料特點:沉積一個內冠或4單位的橋,WOLCERAM電沉積制作的全瓷氧化鋁可達1000MPA,氧化鋯可達1200MPA。全瓷內冠和外層瓷粉為化學結合,強度高。
適應癥:可以制作1-4單位的牙橋,前后牙單冠種植橋,各種種植體瓷基臺。死髓牙和重度四環素牙。
3、Procera全瓷系統
Procera全瓷系統是一種計算機輔助掃描、遠程輔助設計+切削的全瓷系統。臨床醫生在為患者牙體預備、取印模、灌制模型后,將模型送到掃描站點。通過特殊的計算機掃描系統,將實體模型轉變為數字模型,再經數字模型通過網絡傳輸到在瑞典的加工中心,采用遠程輔助設計+切削的制作工藝形成內冠。內冠寄回國后,再烤制飾面瓷層。
Procera全瓷系統采用的也是氧化鋁基全瓷材料,從材料本質上看與Vita In-ceram相同。但由于技術室沒有實體模型進行試戴,因此加工后的內冠密合度加工完成當時無法測試,有時會存在內冠過松問題。
(二)氧化鋁基全瓷材料的特點
氧化鋁基全瓷材料的半透明性低于Empress-Ⅱ鑄瓷材料的透明度,因此一般不用于年輕患者的多個前牙的美學修復。但對于一些天然牙透明度不很高、牙齒明度較高的個別前牙美學修復病例,或者存在金屬樁核的個別前牙美學修復病例,可以比Empress-Ⅱ鑄瓷材料更容易地獲得很好的美學修復效果。
由于氧化鋁基全瓷材料的強度達到了600MPA,比Em-pressⅡ鑄瓷材料的抗折強度有非常明顯的提高,因此在做聯冠或較短的固定橋時,可以減小連接體面積,或得更美觀的連接體形態。
另外,由于是一種涂塑+滲透的制作方式,因此多于基牙形態的適應性更廣,一些熱壓鑄造陶瓷材料無法完成的修復體,或者形態過于復雜、計算機輔助切削方式無法完成的修復體,采用氧化鋁基全瓷材料都有可能完成。
三、氧化鋯基全瓷系統
氧化鋯基全瓷材料是一種硬度極高的全瓷材料,不能通過常規的鑄造、燒結等方式加工,必須通過計算機輔助設計與切削系統,即CAD/CAM系統來加工制作。
常見的計算機輔助設計與切削系統包括KAVO公司Evereat CAD/CAM系統、登士柏公司的Ceracon CAD/CAM系統、西門子公司的Cerec CAD/CAM系統等等。這些CAD/CAM系統一般都可以加工多種材料,但其最重要的功能、用途是針對氧化鋯全瓷材料的。
CAD/CAM系統的工作流程,首先是灌注后的實體模型通過掃描系統形成數字模型,再通過計算機輔助設計+切削形成內冠,然后在實體模型上試戴,最后烤制飾面內層。由于掃描與制作在同一技術室,制作過程中有實體模型可以參照,設計、切削中可能發生的問題都可以早期發現。
CAD/CAM機加工陶瓷為預成瓷塊,可在椅旁直接加工完成嵌體和冠修復體。復合機加工涂塑,即機加工預成半燒結的陶瓷塊成為基底冠或者橋架,然后再進行致密化燒結,最后上飾面瓷完成冠橋修復體。復合機加工滲透涂塑則是機加工預成半燒結的氧化鋁塊,然后用玻璃料快速滲透,最后再上飾面瓷完成修復體。
氧化鋯基全瓷材料的抗折強度達到了900MPA,比氧化鋁基全瓷材料又有大幅度的提高,因此,可以制作完成后牙5單位的長固定橋。
但同時,氧化鋯基的全瓷材料的內冠透光性極低,幾乎失去了天然牙及其他全瓷材料的光線透視效果。在個別前牙美學修復中,如果患者有要求、可以將基牙預備到足夠量、使飾面瓷層有足夠的厚度的情況下,采用氧化鋯基的全瓷材料同樣可以取得很好的美學效果。和外層瓷粉為機械物理結合,強度沒有化學結合的高。氧化鋯全瓷有時會有見崩瓷的情況,采用鑄壓飾面瓷可以改善,但是材料和設備成本會增加很多。
適應癥:和上面的相同,只是精密和強度更好。(也有的認為瓷沉積的精密度更好)。
四.全瓷修復體全瓷修復體包括全瓷冠、全瓷橋、瓷嵌體、瓷貼面,瓷樁核及瓷基樁。
全瓷冠是應用最為廣泛的修復體,其適應證與金屬烤瓷冠基本相同,為變色牙和染色牙、畸形牙,發育不良牙、錯位牙,扭轉牙不宜正畸者,前牙間小間隙。特殊之處是對金屬過敏病例及對前牙全冠頸緣有美觀高要求的患者。制作方法為滲透陶瓷冠、熱壓鑄瓷冠、機加工陶瓷冠以及復合機加工滲透涂塑或復合機加工涂塑。鑄造玻璃陶瓷冠由于強度低,目前已無人使用了。
全瓷橋對材料的抗彎曲強度要求高,遵循Mclean提出的300Mpa以上可以制作橋的基本標準,而實際都在追求更高的抗彎強度,數種氧化鋯陶瓷的強度已超過1000Mpa,目前已能制作5單位的后牙長固定橋。滲透陶瓷通常制作前牙三單位橋,復合機加工陶瓷橋主要用于3—5牙單位固定橋。總之,全瓷橋的適應證為少數牙的間隔缺失。
瓷貼面修復體是采用酸蝕—復合樹脂粘結技術,在保存牙髓活力、少磨除牙體組織的條件下,用瓷材料間接粘結覆蓋的唇面或唇面鄰面修復體。由于磨除的牙體組織少,容易為患者接受。烤瓷貼面的制作采用耐火材料代型技術,熱壓鑄技術,CAD/CAM瓷貼面的制作多采用直接法在椅傍完成,或采用間接法在模型上采集圖像數據。瓷貼面為單個牙貼面和牙列貼面,絕大多數為上前牙貼面,少數為下前牙貼面以及上前磨牙貼面。
瓷嵌體美觀,強度高,磨除的健康牙體組織較少,專用粘結劑的強度高且操作簡單,是有希望替代汞合金填充物的修復體。其缺點是制作難度大,費用高,瓷嵌體對殘余牙尖的保護較全冠差,需要就診的時間遠較汞合金填充時間長。瓷嵌體的制作方法主要有耐火材料代型技術、熱壓鑄技術、CAD/CAM機加工瓷嵌體技術。
瓷核樁美觀、強度高、對全瓷冠的顏色影響小,在患者對美觀要求很高時,是一種極佳的選擇。此外,瓷核樁生物安全性好,X線能夠透射,與根管壁的適合性好。瓷核樁的主要制作方法是熱壓鑄技術。
瓷基樁是指全瓷種植基樁,制作全瓷種植基樁要求種植體的軸向高度大于7mm,軸壁厚度大于0.7mm,而唇向傾斜度小子30°。用全瓷種植基樁替代常規的鈦及鈦合金基樁,最突出的特點是非常美觀,滿足了患者極高的美觀要求。全瓷種植基樁的制作方法是CAD/CAM機加工技術。
全瓷牙技術介紹
長期以來烤瓷牙一直是一種快速,有效的修復變色齲損牙齒的一種方法。但是金屬烤瓷內的金屬離子會對人體產生不良反應,如牙齦變黑,牙齦出血,萎縮;并應其金屬內冠的存在,透光性,色澤和形態與天然牙存在較大差別,更會在燈光下產生“青灰色”的效果。因此口腔醫療界一直在努力改變這一狀態。全瓷牙由于具有良好的生物相容性則完全避免了這些缺陷正逐漸替代傳統的金屬烤瓷牙。過去十年在全球對全瓷修復的需求,尤其是西方國家呈明顯上升的趨勢。德國“口腔陶瓷研究會”調查結果顯示,僅德國02年就有超過一百萬次的牙科修復使用了全瓷材料。廣饒縣人民醫院口腔科裴壯敏
一.全瓷牙制備方式介紹
經過全瓷牙近幾年飛速發展,特別是全瓷牙的材料和制作方法更是層出不窮,令人眼花繚亂。
下面是對于全瓷牙的幾種常規的材料的說明,
1.鑄造陶瓷技術
代表產品:EMPRESS2
原理和工藝流程:和金屬鑄造原理一樣,采用傳統的失蠟鑄造法,只是把金屬換成了成品的瓷塊,內冠為二矽酸鋰瓷真空高溫鑄壓成型,鑄造過程采用真空鑄壓的鑄造機。鑄瓷材料比較透明,對于顏色較深的牙齦,不適合作鑄瓷修復,后牙也不適合做鑄瓷修復。鑄瓷橋最好不要做全瓷橋,只能用于前牙單冠或者兩個單位的連冠。全瓷內冠和外層瓷粉為化學結合,強度高。鑄瓷牙抗折力為420MPA,其耐磨度與自然牙相接近,不會對對頜牙磨耗太大
適應癥:瓷貼面,瓷嵌體,單冠,前牙兩個單位的連冠。
2.滲透全瓷技術
代表產品:VITA INCERAM
采用在耐火代模上涂瓷漿,燒制瓷內冠。將氧化鋁、氧化鋯粉漿涂塑于耐火代型上,在1120℃燒結兩小時形成多孔的網絡狀氧化鋁核型,然后在1100℃用熔融的稀土玻璃料滲透充滿氧化鋁核型的孔隙,形成一種氧化鋁與玻璃連續交聯互滲的復合結構,限制了裂紋的擴張,使材料的三維撓曲強度達到了320~600MPa,是一般全瓷材料的3~4倍。臨床上已成功地用于制作單冠及前牙橋的底層支架,以取代金瓷修復體的金屬底層,避免了底層金屬顏色的干擾,同時具有類似天然牙本質的半透明性,從而極大地提高了修復體的美觀性能。Vita公司又開發出了含有氧化鎂的名為In-Ceram Spinell的滲透陶瓷,以增加透明性,用于嵌體,貼面及前牙單冠的制作。以及含有氧化鋯的名為In-Ceram Zirconia 的滲透陶瓷,因含ZrO2增韌,強度比前兩種進一步提高,用于后牙橋底層及核樁的制作。
技術和材料特點:采用設備少。滲透全瓷材料使用氧化鋁。全瓷內冠和外層瓷粉為化學結合,強度高。
適應癥:單冠,前后牙三單位橋。
3.瓷沉積技術
代表產品:WOLCERAM
原理和工藝流程:WOLCERAM是德國最新的口腔電腦設計制作全瓷冠和全瓷橋的技術,可以使用氧化鋁和氧化鋯二種全瓷材料,采用專利技術的電磁感應的全瓷沉積,類似于金沉積技術。WOLCERAM直接將全瓷材料沉積到工作代型上,代型無須翻制,減少了工序,材料和誤差,全瓷的厚度由電腦控制。
技術和材料特點:沉積一個內冠或4單位的橋,WOLCERAM電沉積制作的全瓷氧化鋁可達1000MPA,氧化鋯可達1200MPA。全瓷內冠和外層瓷粉為化學結合,強度高。
適應癥:可以制作1-4單位的牙橋,前后牙單冠種植橋,各種種植體瓷基臺。死髓牙和重度四環素牙。
4.計算機CAD/CAM全瓷技術(現在為止最良好的技術)。
代表產品:CEREC,CERCON,EVEREST,DCS,LAVA,PROCERA
原理和工藝流程:計算機全瓷輔助設計和機加工系統,采用的原理基本相同,把工業上使用的CAD/CAM小型化,計算機全瓷制作過程分為:代模掃描,成像設計,內冠研磨,內冠燒制過程。
技術和材料特點:計算機全瓷技術,設備昂貴,材料成本高,技術先進,加工制作時間有待提高。計算機全瓷技術使用的材料大多為預成的氧化鋁和氧化鋯瓷塊,經過計算機的掃描模型,設計處最合理的邊緣、形態、頜關系等,并程控電腦車床根據計算機的指示車出氧化鋯或者氧化鋁的內冠。和外層瓷粉為機械物理結合,強度沒有化學結合的高。氧化鋯全瓷有時會有見崩瓷的情況,采用鑄壓飾面瓷可以改善,但是材料和設備成本會增加很多。
適應癥:和上面的相同,只是精密和強度更好。(也有的認為瓷沉積的精密度更好)。
二.全瓷牙CAD/CAM系統介紹
CAD/CAM 系統制造設備通常由激光攝像系統、數據處理系統和小型數控機床三個部分組成。其技術特點是將應用材料獲取“物理印模”和“物理模型”(Physical impression and phycical die) 技術轉變為應用光電原理和數字化處理系統獲取光學印模和模型。將應用材料制作修復體坯型(蠟型或塑料型) 轉變為用光標移動在監視屏上繪制修復體圖形。將石蠟鑄造術、充填技術制作修復體轉變為由圖形數字化處理形成的指令控制的數控機床銑出修復體【1-3】,病人一次就診就可以完成修復治療。主要有法國的Duret 系統、美國明尼蘇達大學的Rekow 系統、荷蘭的Cicero 系統、瑞士的Cerec 系統、瑞典的Procera 系統、美國3M公司的Lava系統等。不同系統之間在技術上不盡相同,操作的難度和速度,使用的材料,修復體的精確性和美觀性也不同。
1.1 Duret 系統
由法國牙醫Duret 等發明, 是最早開發出的牙科CAD/CAM 系統, 由攝像部分、數據處理部分和修復體加工部分組成。是在口腔內照相, CCD 對攝取的牙面反射激光產生的信號進行排列,將攜光量信息數字化并輸入、存貯在計算機中, 這樣就獲取了“光學印模”。用于“取模”的激光掃描器分辯率為20um。數據處理部分也就是CAD 部分, 采用編碼技術直接在屏幕的“模型”上通過移動光標來設計假牙, 整個過程僅需2-10min。CAM 部分, 依據存貯在Eulid 軟件中的指令用陶瓷或復合樹脂塊切削出嵌體、3/4冠、全瓷冠等。病人在一次就診中就能裝上修復體, 整個療程約30-60min。
1.2 Cerec 系統
Cerec系統問世至今已開發出四代產品,第4 代產品制成的牙修復體精確度與牙科精密鑄造的合金修復體類似【4】。工作時將照相機鏡頭置于預備牙上方, 獲得該牙的三維影像。王華蓉等【5】研究認為臨床上用Cerec2 CAD/CAM制作全瓷底層冠時可應用間接法采集印模,間接印模法對CAD/CAM全瓷底層冠適合性無影響。
目前CAM/CAD已能成功地制作嵌體、貼面、冠、固定橋等固定修復體。但正確的咬合關系的建立一直是CAD的難點。因為計算機系統中的數據庫提供的是正常牙體形態, 而CAD/CAM 修復的患者為各種年齡, 牙體牙合面形態有多種變化, 咬合關系各不相同,如牙齒牙合面有磨耗、缺損, 因此計算機加工制作出的修復體牙合面需在口內進行調磨。Cerec 系統是少有的幾個能進行修復體牙合面設計的CAD/CAM 系統之一, 牙合面設計有推斷法、相關法和功能法等方法[6、7]。有研究【8】認為Cerec2系統對正常咬合關系患者可采用推斷法進行全瓷冠牙合面設計, 咬合關系異常者可采用功能法進行牙合面設計。
1. 3 Procera系統
CAD為Procera識讀器或數字化儀,包括Procera掃描儀,IBM兼容儀,設計軟件,彩色顯示器,傳送媒介。Procera掃描儀掃描預備體代型并記錄下數據,約需3-5min。廠家提高的設計軟件可將數字化代型和底層冠放大12℅-20℅,以補償氧化鋁15℅-20℅的燒結收縮。
設計后的數據組成數據文件通過傳送媒介傳送到Procera Sandivk AB 制造廠的Procera工作站。CAM為計算機化Procera精密加工機,它根據傳送來的數據精確地將放大的數字化代型加工成機制代型,其另一個作用是調改氧化鋁底層冠坯體的外形。
1.4 Cicero 系統
計算機整合的陶瓷重建技術(computer integrated ceramic reconstruction, CICERO)制作全冠主要包括以下步驟:掃描石膏代型獲得電腦數字化的資料,設計全瓷冠的層次組合、加壓、燒結、計算機連續切割核瓷、牙本質瓷和切端瓷。由于Cicero方法是在比色的、高強度的立基于氧化鋁的核瓷上,分層次涂塑牙本質瓷和切端瓷,并且通過計算機模擬下頜三維運動,有效去除所有的牙合干擾,故制作的全瓷修復體具有良好的美觀性、足夠的機械強度以及靜態和動態時最廣泛的牙合接觸。Cicero全瓷冠的整體臨床效果是令人滿意的【9】。
1. 5 Lava全瓷系統
通過掃描模型獲得資料。有杰出的機械性能和美學特性,適于單冠和前后牙3-4單位的橋體。氧化鋯陶瓷支架有7種顏色供選擇。
2.CAD/CAM專用的切削陶瓷
用于牙科CAD/CAM專用的切削材料,研究進展相當緩慢,最早使用的是含有高強度填料的預成復合樹脂和牙科烤瓷。80年代末才研制出商品化的切削陶瓷,如Dicor MGC、Vita Mark Ⅱ。但這兩種材料強度低(<180MPa) 、韌性差(<210MPa.m1/2) ,只能用于前牙貼面、后牙嵌體的修復,不能作為牙科全瓷冠橋的修復材料【10】 。1996 年, Rinke 和Huls【11】及Bindl【12】 和Mormann分別采用Celay 系統和Cerec Ⅱ型CAD/CAM系統將預成多孔氧化鋁加工成基底冠,然后,采用In-Ceram 技術完成了高強度全瓷冠修復體的制作。CAM 技術和In-Ceram 技術結合,為牙科高強度全瓷修復體的制作開辟了新途徑。近年來氧化鋯增韌陶瓷以其高強度、高韌性、良好的生物相容性引起人們的關注,成為后牙冠橋修復開發的熱點【13】。
可切削陶瓷主要有四種:①長石質可切削陶瓷,如Vita MarkⅡ;②可切削玻璃陶瓷,其中云母基玻璃陶瓷有Macor-M、Dicor MGC、MGC-F等,羥基磷灰石陶瓷Bioram-M,熱壓鑄陶瓷IPS-Empress;③氧化鋁(Al2O3)陶瓷【11】,有Procera-Allceram 鋁瓷,Celay/In – CeramAlumian 瓷塊④氧化鋯(Zirconia)陶瓷【13-14】。
2.1 長石類陶瓷和玻璃陶瓷
Dicor MGC、Vita Mark Ⅱ。這兩種材料強度低、韌性差 ,只能用于前牙貼面、后牙嵌體的修復,不能作為牙科全瓷冠橋的修復材料【10】。
IPS-Empress是Ivoclar與蘇黎世大學共同研制的一種白榴石熱壓鑄玻璃陶瓷,它具有良好的半透明性和折光性、與牙釉質相似的磨耗強度以及邊緣適合性好等優點。該公司推出IPS-Empress2,是二硅酸鋰強化型玻璃陶瓷,機械強度較IPS-Empress提高3倍。可用于三單位固定橋的修復。
嚴格的操作后,我們看到了鑄瓷的美觀效果
2.2 Procera-Allceram 鋁瓷
Procera-Allceram是Anderson和 Oden Nobel Biocare AB 和AB Sandivk Hard Materials公司(瑞典)開發的技術。采用純度99.9℅以上的氧化鋁粉末,應用工業技術以極高的壓力將氧化鋁細粉壓在機械代型上形成坯體(干法加壓成形),巨大的壓力給予了材料高堆積密度,明顯降低氣孔率,減少燒結時間,減緩晶粒長大,是其底層冠材料優良力學性能的主要因素。其外表面通過Procera CAM 研磨而成。底層坯體從機械代型上取下,在1550℃以上燒結,燒結收縮15℅-20℅后,底層形態和厚度就與計算機上設計的一樣了。此時氧化鋁底層冠呈半透明象牙色,具有很好的邊緣適合性。氧化鋁底層冠的專用飾面瓷Procera-Allceram是低膨脹烤瓷。
其撓曲強度為601-687Mpa,是傳統長石瓷(約65Mpa)的10 倍以上,也高于玻璃滲透鋁瓷In-Ceram Alumina(約352Mpa),其斷裂韌性約為4.48Mpa.m1/2與In-Ceram(4.49Mpa.m1/2)接近。是目前所知(除氧化鋯陶瓷外)強度最高的牙科陶瓷材料。
2.3 Celay/In - Ceram 瓷塊
Vita公司已推出Celay/In - Ceram Alumina 和In - Ceram Spinell瓷塊,將推出Zirconia瓷塊。In - Ceram Alumina block瓷塊是牙科CAD/CAM 技術和In - Ceram 技術結合的修復材料。預成Vita In - Ceram Alumina block 瓷塊經牙科CAD/ CAM系統切削成底層冠、橋架后,采用配套的玻璃滲透形成氧化鋁玻璃復合體底層冠、橋架,提高了強度和韌性,最后在底層冠、橋架上堆塑面瓷完成修復體的制作,該材料可用于制作全瓷冠和前牙三單位固定橋,制作加工時間短,臨床應用前景好[3-5]。
2.4 氧化鋯陶瓷
氧化鋯陶瓷是新型生物材料,于20 世紀60 年代晚期,多用于制作關節假體的關節頭,近年來在牙科種植和修復領域的應用日漸廣泛。氧化鋯陶瓷是以斜鋯石(ZrO2)和鋯英石(ZrO2-SiO2)為主料通過成形燒結等一系列工藝制成的瓷制品。它具有良好的生物相容性、優良的力學性能,尤其是斷裂韌性遠高于氧化鋁陶瓷其高強度和高韌性,成為牙科陶瓷開發的重點。氧化鋯優秀的力學性能來自于它的多晶形相變【15】。氧化鋯有3種晶形:單斜相晶形、四方相晶形及立方相晶形。3 種晶形分別存在于不同的溫度范圍并可相互轉化,其中單斜相晶形與四方相晶形之間的轉變是馬氏林相變,相變過程中伴有3%-5% 的剪切應力改變和體積改變,純氧化鋯烙點在2710℃,通常室溫下僅以單斜相形式存在,但加入適量有利于穩定的四方相的MgO2、Y2O3、CaO及La2O3等氧化物時,其熔點可降至2500℃左右,并可使四方相氧化鋯穩定地存在于室溫甚至于室溫之下;而常溫下穩定的四方相,在材料使用過程中由于外力誘導會向更穩定的單斜相轉變,從而消耗部分能量,緩解應力場,同時相變粒子體積增大的效應在一定程度上會抑制裂紋的進展。另一方面,如果相變使材料內部產生微裂紋,只要裂紋的尺寸足夠小,且均勻分布的微裂紋起到應力分散的作用,也可以提高材料的韌性。其中以氧化釔(Y2O3)穩定的四方相氧化鋯多晶陶瓷(Y-TZP)性能最佳。
氧化鋯陶瓷有穩定的氧化鋯陶瓷、部分穩定的氧化鋯陶瓷、四方氧化鋯多晶陶瓷、氧化鋯增韌復合陶瓷、氧化鋯增韌玻璃陶瓷等,近年來氧化鋯陶瓷材料的研究不斷發展。
2.4.1 氧化鋯增韌氧化鋁玻璃復合體
李江等【16】在氧化鋁中添加ω(ZrO2)=5% 做為增韌劑改善多孔氧化鋁及其玻璃復合體(Alumina Glass Composit,AGC)的力學性能,提高可切削氧化鋁燒結體的強度和韌性。
2.4.2 氧化鋯增韌納米復合滲透陶瓷
在部分穩定的氧化鋯陶瓷中加入少量的AL2O3可提高氧化鋯的強度和韌性,巢永烈等【17】將相變增韌陶瓷部分穩定氧化鋯(Partially Stabilized Zirconia,PSZ)及具有高韌性、低溫超塑性的納米陶瓷相結合開發研制了新型的Al2O3-nZrO2高強韌的納米復合滲透陶瓷材料。
2.4.3 聚甲基丙烯酸甲酯-氧化鋯復合材料
李石保等【18】等以部分燒結氧化鋯陶瓷( partially sintered Zirconia compacts ,PSZC) 為基體,將預聚甲基丙烯酸甲酯(MMA) 經真空浸漬滲透其中,原位聚合固化,制備出一種新型的聚甲基丙烯酸甲酯-氧化鋯(PMMA2ZrO2)材料,是有機-無機復合材料,具有優秀的綜合性能,并有一定的美觀性及良好的表面拋光性和耐磨性,可用于牙科CAD/CAM 系統一次加工,直接制備出牙科修復體。
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