На главную Написать письмо редактору сайта Поиск по сайту
 
 
информационный стоматологический сайт
 
Главная
Новости
Новинки
Статьи
 Ортопедическая
 Терапевтическая
 Зуботехническая
 Имплантология
 Менеджмент
Фотогалерея
Форумы
Конкурс
База
Гостевая
Статистика
Вакансии
Резюме
Запись на прием
СтоматТоп
Справочник
Юмор
Рекламодателям
Поиск по сайту
Контакты
Эксперимент
ДентаВики
Каталог книг
Меценатам
Карта



Новая возможность
- чтобы быть в курсе последних обновлений, Вы можете подписаться на новости нашего сайта.
Подписаться:
E-mail:
 


Рейтинг@Mail.ru





[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ к списку статей ]

Новые материалы диоксида циркония в стоматологии.

Авторы:

Y.Zhang - Department of Biomaterials and Biomimetics, College of Dentistry, New York University, New York, NY, USA (yz21@nyu.edu).

B.R.Lawn - Materials Measurement Laboratory, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA.

Источник: - J Dent Res. 2018 Feb;97(2):140-147. doi: 10.1177/0022034517737483.
Перевод: Асланукова М.А. - врач-ординатор отделения современных технологий протезирования ЦНИИС и ЧЛХ МЗ РФ.

Уханов М.М. - врач стоматолог ортопед.
E-mail: uhanov1@yandex.ru

http://www.datadental.ru/dent/form_1/

Введение

Керамика все чаще пропагандируется как высокопрочный материал для зубных протезов (Denry and Kelly 2008, Kelly and Benetti 2011, Rekow et al., 2011, Zhang et al., 2016, Pieralli et al., 2017; Sulaiman et al., 2017). В век цифровых технологий, появление фрезерного кабинетного станка (Wiedhahn et al., 2016), в сочетании с новой технологией быстрого спекания (Almazdi et al., 2012, Kaizer и др., 2017), делает изготовление стоматологических реставраций более автоматизированным, быстрым и точным. Главной целью является разработка керамики с превосходной эстетикой и долговременной прочностью. Протезирование зубов - это дорогой и прибыльный бизнес в области здравоохранения, поэтому даже незначительные улучшения материалов и технологий изготовления могут иметь большие экономические последствия для поставщика услуг и пациента.

Из всех реставрационных керамик наиболее прочным является тетрагональный поликристаллический оксид циркония, стабилизированный иттрием (Y-TZP). Существует несколько вариантов Y-TZP, в зависимости от примесей и легирующих добавок, профилей спекания и последующей термообработки (Green et al., 1989; Hannink et al., 2000; Kelly and Denry, 2008). Главными достоинствами являются их исключительные механические свойства, а также их биосовместимость и устойчивость к коррозии. Самая большая проблема заключается в том, чтобы создать их более эстетичными для соответствия существующим зубным рядам. В связи с этим Y-TZP должен конкурировать с более прозрачной, но более слабой стеклокерамикой, в частности с литиевыми силикатами (Pieger et al., 2014). Традиционный подход к преодолению эстетических недостатков - это порошковый фарфор на циркониевом каркасе (Rekow et al., 2011), но двухслойные структуры такого типа уязвимы к скалыванию и отслаиванию, усугубляемыми термически индуцированными остаточными напряжениями. Попытки минимизировать эту уязвимость были сделаны путем отдельного фрезерования облицовки и каркаса, а затем соединения их с помощью какого-либо адгезивного композитного цемента (технология Vita Rapid Layer) или интегрирующего обжига (технология Ivoclar IPS e.max CAD-on). Однако, композитные цементы - податливы, что позволяет изгибаться облицовке, а интегрирующий обжиг не устраняет остаточных напряжений. Кроме того, облицовка увеличивает толщину реставрации, что означает, что необходимо больше снимать твёрдых тканей зуба - следовательно, недавно это все создало импульс по направлению к монолитным реставрациям, с целенаправленными попытками по уравновешиванию прочностных и эстетических требований, а также большей простотой в изготовлении и уменьшению требования к толщине материала.

В этой статье рассматривается эволюционное развитие современной и перспективной высокоэффективной эстетической керамики из циркония. Несмотря на то, что Y-TZP может быть изготовлен с ультравысокой прочностью благодаря усовершенствованной обработке, он, тем не менее, по-настоящему хрупкий. Керамика, включая Y-TZP, не соответствует ударной вязкости металлов, а это означает, что трещины могут распространяться от любого дефекта в протезной структуре. Реставрации, как и окружающие зубы, должны выдерживать силы прикуса, которые могут превышать 500 Н во враждебной среде полости рта. Долгосрочные повреждения от различных видов разрушения (рис.1) являются постоянной проблемой (Zhang et al., 2013). Мы сосредоточимся на попытках добиться прозрачности в материалах из циркония без чрезмерного подвергания риску механической целостности.

Рис. 1 – Виды разрушений в керамических протезах от напряжения растяжения на окклюзионной поверхности и в области зацементированной краевой щели. (a) Изображения поломок при лабораторных испытаниях на коронках, расслаивание (слева) и сколов (справа) и (b) соответствующей схематической диаграмме, изображающей различные индивидуальные виды разрушений: полные конусные трещины снаружи (O) и внутри (I) контактной зоны ; срединные трещины (М) под контактом; частичные конические трещины (Р) от скольжения; щелевые трещины (C), прилегающие к боковой стенке; искривлённые радиальные трещины (R) на поверхности цементирования либо ниже контакта, либо у края коронки; расслаивающие трещины (D) на границе раздела цемент / зуб. (c, d) Соответствующее изображение и схематическая диаграмма для несьемного зубного протеза с указанием доминирующих трещин от изгиба (F) на участках соединения. Стрелки указывают на окклюзионную нагрузку. Модифицировано Zhang et al. (2013).

Эволюция диоксида циркония в стоматологии

Современная керамика из диоксида циркония

Появление диоксида циркония (ZrO2) в качестве высокоэффективной керамики основано на классической работе Garvie и др. (1975) и последующих работах других ученых в области материаловедения (Green et al., 1989). Он эволюционировал в несколько вариантов в зависимости от выбора порошка, спекающих добавок, термической обработки и других факторов производства. Чистый диоксид циркония имеет 3 основные фазы: моноклинный (м) при комнатной температуре, тетрагональный (t) выше ~ 1,170 ° C и кубический (c) выше ~ 2,370 ° C. В то время как сама m-фаза не обладает исключительными механическими свойствами, повышенная прочность и трещиностойкость достигаются путем включения легирующих примесей в исходный порошок, так что t-фаза частично стабилизируется внутри микроструктуры при комнатной температуре. Реверсивные t > m превращения, активируемые внешними приложенными напряжениями, приводят к расширению и изменению формы в отдельных зернах, тем самым поглощая энергию и обеспечивая устойчивость к повреждениям. Из используемых различных легирующих примесей, иттрий (Y2O3) оказался наиболее эффективным в обеспечении сочетания высокой прочности и вязкости. Таким образом, тетрагональный поликристаллический оксид циркония, стабилизированный 3 mol% (5,2 wt%) иттрием (3Y-TZP) стал основной стоматологической керамикой для ортопедических конструкций (Denry and Kelly 2008, Kelly and Denry 2008).

Последовательные поколения коммерческих материалов оксида циркония в стоматологии приведены в таблице. 3Y-TZP первого поколения содержали 0,25 wt% оксида алюминия (Al2O3) в качестве синтерезирующей добавки и демонстрировали прочность свыше 1 ГПа при изгибе. Однако эти материалы циркония обладали высокой непрозрачностью из-за неустранимого двойного лучепреломления некубических фаз циркония, что приводило к рассеиванию света на границах зерен, порах и дополнительных включениях. В основном они были предназначены для каркасных материалов в облицованных фарфором коронках и несъёмных зубных протезов в задней и передней областях. Долгосрочные клинические степени неудач, главным образом из-за сколов, но в некоторых случаях из-за межфазного расслоения, были выше, чем у аналогов с металлическим каркасом (Christensen 2009, Sax et al., 2011; Larsson and Vult von Steyern, 2013; Pang et al., 2015). 3Y-TZP также был предложен в качестве альтернативы титановым имплантатам и абатментам благодаря более естественной окраске, большей износостойкости и коррозионной стойкости, улучшенной биосовместимости и интеграции мягких тканей, уменьшению прикрепления бактериальной бляшки и снижению количества периимплантитов. Однако клинические исследования показали, что показатели ранних переломов имплантатов из циркония выше, чем из титана (Cionca et al., 2017; Pieralli et al., 2017), поэтому улучшение механической целостности становится главной проблемой.

При попытке улучшить в монолитной керамике полупрозрачность, производство следующего поколения 3Y-TZP было значительно изменено за счет резкого снижения концентрации добавки оксида алюминия и устранения пористости путем спекания при более высокой температуре. Это привело к умеренному улучшению прозрачности (Tong et al., 2016). Такой материал подходил для монолитных реставраций в боковом отделе, но цирконий второго поколения все еще недостаточно эстетичен для использования в области передних зубов, но, по крайней мере, был проложен путь к дальнейшим улучшениям.

Следующим этапом развития монолитного диоксида циркония стал переход к включению какой-то прозрачной фазы в конечный продукт для уменьшения непрозрачности. Это было достигнуто за счет использования более высокого содержания иттрия для получения частично стабилизированного циркония, 4 мол.% (4Y-PSZ) или 5 мол.% (5Y-PSZ), с увеличенным количеством не обладающей двойным лучепреломлением с—фазы (таблица). Это заметно улучшило прозрачность, но прочность и трещиностойкость были уменьшены, поскольку кубический цирконий не подвергается трансформации под действием стресса (Zhang et al., 2016). Наиболее прозрачные материалы 5Y-PSZ показаны для широкого использования в качестве коронок и несъёмных мостовидных протезов в области передних зубов. Однако недавнее исследование показало, что частота неудач в передней зоне > 2% в течение 5 лет (Sulaiman et al., 2016). Использование в минимально-инвазивных реставрациях, таких как виниры, вкладки и накладки, еще предстоит оценить. Соответственно, необходимо соблюдать особую осторожность при установке реставраций из этого класса циркония (Christensen 2016).

Механические свойства для этих вариантов Y-TZP приведены в таблице. Как сообщают производители, по большей части значения измерялись стандартными методами лабораторных испытаний. Особо следует отметить значительное снижение прочности и ударной вязкости в последующих, более полупрозрачных поколениях, что предупреждает о необходимости проявлять большую осторожность при клинической реализации. Типичные размеры зерен первого и второго поколений лежат в диапазоне от 0,5 до 1 мкм, охватывая спектр длины волны видимого света и, таким образом, являются причиной (наряду с двойным лучепреломлением Т фазы) характерной непрозрачности. Более крупный размер зерна (~ 1,5 мкм) с большим содержанием c-фазы объясняет улучшенную прозрачность материалов третьего поколения.

Таблица. Поколения стоматологического диоксида циркония и стеклокерамики.

Данные собраны от производителей и литературных источников.

3Y-TZP - поликристаллический тетрагональный диоксид циркония частично стабилизированный 3 mol% иттрия;

4Y-PSZ - диоксид циркония частично стабилизированный 4 mol% иттрия;

5Y-PSZ - диоксид циркония частично стабилизированный 5 mol% иттрия;

E - модуль эластичности;

LMS - метасиликат лития;

LS - силикат лития;

LS2 - дисиликат лития;

S - прочность на изгиб;

Т - сопротивление на излом;

ZrO2 - диоксид циркония;

а - кубическая (с) фаза в диоксиде циркония; содержание ZrO2 в стеклокерамике.



Далее: [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ к списку статей ]

Copyright by Dental-revue © 2001