牙科陶瓷材料與修復體制作研究的新進展

于海燕

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

關鍵詞 ?牙科；陶瓷材料；修復體制作

1牙科陶瓷的分類

1.1玻璃陶瓷

玻璃陶瓷是一種以玻璃為基礎，并含有一定數量結晶結構的陶瓷材料。傳統(tǒng)的粉漿法涂布工藝生產的長石瓷，其抗拉強度在60～80 MPa左右，而用工業(yè)預制法生產的長石瓷強度可達160～180 MPa，具有較高的強度和韌性，適用于CAD/CAM的機械加工。近幾年，各種顏色的機器加工陶瓷片相繼問世，例如3D彩色陶瓷片，其內層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軟件相結合的Cerec CAD/CAM軟件可以實現(xiàn)對多層色瓷的切割過程進行可視化的控制，使得其處理后的修復體的色澤與自然的顏色相匹配，2015年一種美學性能更好的IPSe.max Press MT色系的瓷塊問世。

1.2復合陶瓷

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

2牙科全瓷修復體材料的選擇及制作技術

2.1失蠟熱壓鑄造技術

失蠟熱壓鑄工藝主要是將修復體中的蠟質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，由此完成陶瓷修補體的成型。

2.2增材制造技術

加材制造（Additive Manufacturing AM）工藝是指通過計算機輔助設計的數據，通過分層積累材料形成實物零件的生產過程。AM工藝無需常規(guī)的刀具、夾具、磨頭等多個工藝過程，只需根據三維設計資料，將物料自動累積到一個整體的結構中，并且結構越復雜，生產效率就越高。采用增材工藝生產先進陶瓷材料，可明顯減少陶瓷材料的能耗，提高陶瓷材料的強度和韌性，其密度已接近理論水平[2]。

3牙科陶瓷的制備

3.1內部增強

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

3.2應用高強度底層

長石瓷在燒結后的色彩較美麗，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、復合材料、瓷器為基礎，生產的復合修復體既兼有瓷器的光學特性，也兼有各種金屬復合材料及瓷器的高強度，以適應醫(yī)學應用的需要。最常見的各種金屬及復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)學中的全瓷冠，是用在鉑箔上以燒結的工藝鋁瓷所做成的，通過特殊技術處理將烤過的合金箔和瓷器結合為一體構成新型復合冠，其硬度也明顯提高[4]。

3.3表面處理

陶瓷修復體的外表處理過程分為外表面處理過程和內表面處理過程，適當的外表面處理過程能夠明顯地增強陶瓷修復體硬度，使其外表更為光滑，顏色更為真實，使其與基牙結合力更強，進而有利于提升修補體品質，并拉長應用期。外表面處理過程分為打灰、琺瑯質、化學加強和電強化等，最近科學研究證實，通過離子交換的處理過程能夠促進陶瓷測量試樣的抗磨性能增加。黏固是瓷修補的最后階段，一般認為是修補體的內表面處理，選用合適的黏固劑，適當地進行黏固，不僅能夠增加修補體硬度，而且能夠減少并發(fā)癥，如咬合過高、冠面開口過大的問題[5]。

4牙科全瓷冠修復技術

牙科瓷融合到金屬修復體中，既有金屬的強度，又有陶瓷的美麗，它們廣泛應用于牙科領域。然而，中國使用的瓷粉依賴外國進口，價格昂貴，每公斤價格高達數萬元。研究和開發(fā)陶瓷材料以取代與金屬融合的進口瓷器，并在合金（包括不透明瓷和身體瓷）上生產用于瓷冠的陶瓷材料粉末。制造方法采用化學試劑為原料，原料易得、成分準確，用瓷嵌體替代金屬嵌體和樹脂充填，簡單、省力、節(jié)能，用輥磨機研磨不透明瓷和胎瓷的簡單瓷粉，在簡單瓷粉中加入自制顏料研磨進行系列配色，可根據人類天然牙齒的不同顏色進行選擇，顏色逼真美觀。熱壓成形陶瓷的制作方法是把修復體蠟型材料安裝在一種經過特別研制的圓柱型爐模中，并在模中冷卻凝固后再進行脫模[6]。在隨后的陶瓷表面處理中有兩種方式可以得到令人滿意的色澤，一種方法是選用與主體物質成份最接近的表面對釉陶瓷進行著色處理，獲得適當的色澤，釉陶瓷厚度通常在50～60 μm左右。二是在表層飾瓷，當制成形狀完美的蠟型時，先去掉表面已形成透明琺瑯質部分的蠟，只留下部分進行包埋法，然后常規(guī)溫壓成形[7]，最后再在表層用普通的白巖瓷進行飾瓷。高溫壓鑄工藝不但能實現(xiàn)全陶瓷修復體成形，還同時能增加陶瓷的光致密度和白榴石結晶的濃度，進而提高了陶瓷的硬度，這一工藝由于具有操作簡便、省時、造價較低等優(yōu)勢，所以在臨床中也獲得了應用[8]。

5結束語

復合陶瓷運用于牙科有著漫長的發(fā)展歷程，但是對醫(yī)療與臨床應用來說卻是個方興未艾的新領域，并有著重要的市場與社會意義。但目前，全瓷修補體的市場占有率還遠遠不及烤瓷修補體，其成因主要是全瓷的修復材料依靠進口，而且售價昂貴，其硬度和彈性都還存在著缺陷。隨著人類物質生活水平的提高，社會對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

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[2]侯曄坡，高杰.Er：YAG激光照射對牙科陶瓷材料粘接影響的研究進展[J].國際口腔醫(yī)學雜志，2019（1）：68-72.

[3]朱明太.一種新型牙科修復材料——可鑄造玻璃陶瓷 第二部分：修復體的制作[J].國外醫(yī)學.口腔醫(yī)學分冊，1986（1）：66-68.

[4]楊瑟飛，金志浩，郭天文.口腔修復用Y-TZP陶瓷材料制備工藝研究[J].稀有金屬材料與工程，2007（02）：313-317.

[5]駱小平.牙科陶瓷材料及修復體制作技術的新進展[J].口腔材料器械雜志，2016，25（1）：1-4.

[6]李旬科，王忠義，毛勇，劉冰.口腔烤瓷熔附修復中基底支架制作技術應用研究進展[J].國外醫(yī)學：生物醫(yī)學工程分冊，2002（3）：122-126.

[7]陳衛(wèi)衛(wèi).牙科陶瓷表面不同處理對其粗糙度的影響[J].中國醫(yī)藥導報，2015（20）：156-159.

[8]Zheng Kan， Xiao Xingzhi， Liao Wenhe， Liu Hongjie.Experimental study on rotary ultrasonic machining of fully sintered zirconia dental ceramics[J].journal of synthetic crystals，2013，42（09）：1 864-1 869.