Klinische Anwendung von Zirkonoxid-Keramikmaterialien

Keramik wird seit mehr als 200 Jahren als orales Restaurationsmaterial verwendet. Keramische Materialien haben die Eigenschaften guter Ästhetik, hoher mechanischer Festigkeit (Härte, Verschleißfestigkeit, Druckfestigkeit, Biegefestigkeit), hoher Stabilität und starker Permeabilität. Es wird häufig in der Zahnrestauration verwendet.

Klassifizierung vollkeramischer Zahnersatzmaterialien

Vollkeramische Werkstoffe werden nach dem Gehalt an Glasphase und Kristallphase im Gefüge von Werkstoffen in drei Kategorien eingeteilt:

① Feldspatporzellan. Es handelt sich hauptsächlich um eine Glasphase, die durch die drei Komponenten natürlicher Feldspat, Quarz und Kaolin bei hoher Temperatur gesintert wird. Feldspatporzellan ist das früheste keramische Material, das in der Zahnheilkunde verwendet wird, und seine optischen Eigenschaften sind denen von Zahnschmelz und Dentin sehr ähnlich. Aufgrund seiner schlechten mechanischen Eigenschaften beträgt die Biegefestigkeit jedoch normalerweise nur 60–70 MPa, sodass es häufig als schmelzgebundene Metallrestauration oder als schmelzgebundene Keramikrestauration verwendet wird.

② Glaskeramik. Enthält gleichzeitig Glasphase und Kristallphase, auch als Glaskeramik bekannt, ist eine Art Verbundmaterial, das mit Kristallphase und Glas kombiniert wird und durch Hochtemperaturschmelzen, Formen und Wärmebehandlung hergestellt wird. Im Vergleich zu amorphem Glas verändert die Zugabe oder das Wachstum von kristallinen Füllstoffen in der Glasphase die mechanischen und optischen Eigenschaften von Keramik auf Glasbasis stark, wie z. B. Erhöhung des Wärmeausdehnungskoeffizienten und der Zähigkeit, Änderung der Farbe des Materials, Opaleszenzgeschlecht und Transparenz .

③ Polykristalline Keramik. Es ist eine Art dichtes Keramikmaterial, das direkt durch Kristall gesintert wird, ohne Glasphase und Gasphase. Es hat eine hohe Festigkeit und Härte und wird mit CAD / CAM-Geräten verarbeitet. Aufgrund des Fehlens einer glasigen Phase haben diese Materialien normalerweise eine geringe Transparenz und müssen mit Verblendkeramik dekoriert werden. Glaskeramik mit Glasphase als Hauptbestandteil hat gute ästhetische Eigenschaften, aber mit zunehmender Anzahl von Kristallen wird ihre Festigkeit immer höher, aber ihre Transparenz wird schlechter.

Prothese aus hochtransparentem Zirkonoxid

Diese Klassifizierungsmethode impliziert die Beziehung zwischen keramischen Komponenten und Indikationen. Das Aufkommen von durchscheinenderem Zirkonoxid und festeren Glaskeramiken mit reduzierter Transparenz mit der Entwicklung aktueller polykristalliner Keramikmikrostrukturen stellt dieses Konzept jedoch in Frage. Grundlegende Entwicklung der Keramiktechnologie in der Industrie: Der Herstellungsprozess dieser Materialien hat sich von natürlichen Bestandteilen (z. B. Feldspat) zu synthetischer Keramik gewandelt.

● Entsprechend der chemischen Zusammensetzung und Mikrostruktur vollkeramischer Werkstoffe werden vollkeramische Werkstoffe in die folgenden drei Kategorien eingeteilt: glasbasierte Keramiken, polykristalline Keramiken und harzbasierte keramische Werkstoffe. Im Vergleich zu herkömmlichen Keramikmaterialien haben Keramikmaterialien auf Harzbasis besondere Eigenschaften, da sie organische Gerüste enthalten. Es hat folgende Vorteile: Der Elastizitätsmodul ist näher an dem von Dentin; die Sprödigkeit und Härte des Materials werden reduziert und es lässt sich leichter schneiden; Harzreparatur wird verwendet; die Stärke wird nach der Modifikation nicht beeinträchtigt und die klinische Operation ist einfach; der Abrieb natürlicher Zähne ist viel geringer als der von Glaskeramik; Es ist keine thermische Verarbeitung erforderlich, und das Design und die Produktion können vom Stuhl abgeschlossen werden.

Mit dem Fortschritt der Forschung zur Struktur und den Verarbeitungsmethoden von Zirkonoxidmaterialien hat sich die Leistung von Zirkonoxid allmählich verbessert, und seine klinischen Anwendungen sind umfangreicher geworden, wie z. B. künstliche Hüftgelenke und orale Restaurationen, mit denen wir besser vertraut sind.

Die Struktur und Eigenschaften von Zirkonoxid

Zirkonoxid ist ein polykristallines Material mit drei Formen: monoklin (m), tetragonal (t) und kubisch (c), die unter bestimmten Temperaturbedingungen ineinander umgewandelt werden können. Wenn das gesinterte Zirkoniumdioxid auf Raumtemperatur abgekühlt wird, kommt es aufgrund der Umwandlung der Kristallstruktur (von der tetragonalen Phase in die monokline Phase) zu Rissen, wenn das Einheitszellenvolumen des monoklinen Kristalls etwa 4 % größer ist als das des tetragonalen Kristalls erscheinen im Inneren des Zirkonia. Reduziert die mechanische Festigkeit von Zirkonoxid. Die Zugabe von stabilen Oxiden wie CaO, MgO, CeO2, Y2O3 kann diesen Prozess stabilisieren. Mit Yttriumoxid versetzte Zirkonoxidkeramik hat einen einzigartigen spannungsinduzierten Phasenumwandlungszäheffekt, wodurch sie hervorragende mechanische Eigenschaften aufweist und die Biegefestigkeit 900 bis 1200 MPa erreichen kann. Eine andere Möglichkeit, tetragonales Zirkonoxid bei Raumtemperatur zu stabilisieren, besteht darin, die Korngröße zu reduzieren (durchschnittliche kritische Korngröße < 0,3 μm).

Phasenübergang von reinen Zirkonoxidkristallen mit der Temperatur

In praktischen Anwendungen werden zur Erzielung der erforderlichen Kristallform und -leistung üblicherweise verschiedene Arten von Stabilisatoren zugesetzt, um verschiedene Arten von Zirkonoxidkeramiken herzustellen. Zirkonoxidkeramiken können entsprechend ihrer Mikrostruktur in drei Typen eingeteilt werden: vollstabilisiertes Zirkonoxid (FSZ), teilstabilisiertes Zirkonoxid (PSZ), tetragonales Zirkonoxid-Polykristall (TZP). Wenn der Stabilisator beispielsweise CaO, MgO, Y 2 O 3 ist, wird er jeweils als Ca-PSZ, Mg-PSZ, Y-PSZ usw. ausgedrückt. Zirkonoxid für Dentalmaterialien ist mit Yttriumoxid stabilisiertes tetragonales polykristallines Zirkonoxid (Y-TZP)

Zirkonia wird häufig als Stabilisator in Kristallform verwendet - Seltenerdoxid

Zirkonoxid-Keramikmaterialien haben gute ästhetische Eigenschaften, eine gute Biokompatibilität und eine ausgezeichnete Zähigkeit, Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit zusätzlich zu einer ausgezeichneten Verschleißfestigkeit. Der Hauptnachteil von Zirkonoxid ist der Verschleiß des Beschichtungsmaterials während des Verbindungsprozesses, der die Festigkeit der Keramik und die Dichtigkeit der Grenzfläche beeinträchtigt. Auch die chemische Trägheit von Zirkonoxid beeinflusst die Haftwirkung und damit die Funktion der Restauration. Vollanatomische Restaurationen aus Zirkonoxid sind opak und zersetzen sich in vivo bei niedrigen Temperaturen. Oberflächenbehandlung von Zirkonoxid

Gegenwärtig können die üblicherweise in der Klinik verwendeten Keramikkleber hauptsächlich in vier Kategorien eingeteilt werden: Harzkleber, Glasionomerkleber, Harz plus Glasionomerkleber und Phosphatkleber. Darunter beruhen Harzklebstoffe hauptsächlich auf chemischer Haftung und mechanischer Befestigung, Glasionomerklebstoffe auf physikalischer und mechanischer Bindung, und Phosphatklebstoffe beruhen hauptsächlich auf mechanischer Befestigung und Retention. Darunter dominieren Harzklebstoffe.

Die keramische Oberflächenbehandlung kann die Bindungskraft mit Harz verbessern, die übliche keramische Oberflächenbehandlung wird hauptsächlich in mechanische Verfahren und chemische Verfahren unterteilt. Im Allgemeinen sind Sandstrahlen, Ätztechnik und Silan-Haftvermittler die gängigsten Verfahren. Da es sich bei Zirkonoxidkeramiken jedoch um polykristalline Keramiken ohne Glasmatrix handelt, ist die Säureätzwirkung begrenzt. Gelehrte änderten die Oberflächenrauheit von Zirkonoxid, Zusammensetzung usw., um seine mechanische Verriegelung und chemische Bindungsleistung zu verbessern.

● Sandstrahlen: Durch Schleifen oder Sandstrahlen ändert sich die Oberfläche von vierfach monoklin, sodass der Gehalt an monoklinen Zirkonoxidkristallen stark ansteigt. Die Hochgeschwindigkeitsbewegung von Aluminiumoxidpartikeln wirkt stark auf die Oberfläche von Zirkonoxid ein, um eine raue und nasse Verbindungsoberfläche zu bilden. Eine Reihe von Experimenten hat bewiesen, dass die Verwendung von 50-μm-Aluminiumoxidpartikeln und Sandstrahlen unter einem Druck von weniger als 0,25 MPa die am besten geeignete Wahl ist, wodurch die Festigkeit und Haltbarkeit der Verbindung zwischen Zirkonoxid-Vollkeramik und Harzkleber verbessert werden kann.

● Haftvermittler: Durch kovalente Bindungen, um eine feste Bindung zwischen den Grenzflächen zu erreichen, gibt es derzeit hauptsächlich zwei Arten von Primern, die 10-Methacryloyloxydecylphosphat (10-MDP) und Silan-Primer enthalten.

● Laserätzen: Verbesserung der mikromechanischen Eigenschaften der Zirkonoxid-Vollkeramikoberfläche, was vorteilhaft ist, um eine mikromechanische Verbindung zwischen der Zirkonoxid-Oberfläche und dem Harz zu bilden, und Verbesserung der Bindungswirkung der Zirkonoxid-Vollkeramik.

Klinische Anwendung von Zirkonoxid

① Untere Krone aus Zirkonoxid mit Verblendkeramik

Die Studie ergab, dass die Überlebensrate von Zirkonoxid-Restaurationen nach 1 Jahr Implantation 95,3 % und nach 2 Jahren 80,2 % betrug, was das beste Ergebnis unter den bekannten Materialien ist. Klinisch gesehen ist der Hauptgrund für das Versagen von Zirkonoxid-Restaurationen die Rissbildung in der Porzellanverblendung. Obwohl die Porzellandekoration eine gute ästhetische Wirkung hat, ist die Wahrscheinlichkeit von Porzellanrissen bei Zirkonoxid-basierten Porzellan-Veneer-Restaurationen höher (6%-25% nach drei Jahren) und damit höher als bei Vollkeramik-Restaurationen aus Glas oder Metallkeramik-Restaurationen . Fehlanpassungen in Bruchzähigkeit, Biegefestigkeit, Wärmeausdehnungskoeffizient und Elastizitätsmodul können unter anderem die Bindung von Porzellanverblendung an Zirkonoxid beeinträchtigen.

PRETTAUANTERIOR (Zirkonzahn) Materialeigenschaften

Mit der Entwicklung von Materialien entstehen neue hochdurchlässige Vollzirkonium-Restaurationen, die die Transparenz von Zirkonoxid-Materialien verbessern. Beispielsweise wurde 2014 PRETTAUANTERIOR (Zirkonzahn) auf den Markt gebracht, das die gleiche Lichtdurchlässigkeit wie Lithium-Disilikat-Glaskeramik und eine viel höhere Festigkeit als Glaskeramik (> 670 MPa) aufweist, die Glaskeramik als Ästhetik weitgehend ersetzen kann Wiederherstellung von Frontzähnen.

Verglichen mit der traditionellen Zirkonoxid-Krone und dem Veneer-Porzellan weist die Vollzirkonoxid-Restauration eine geringere Menge an Zahnpräparation auf, bewahrt mehr Zahngewebe und vermeidet Restaurationsversagen durch Porzellankollaps, wodurch die Erfolgsrate der Restauration weiter verbessert wird.

② Post-Core-Krone aus Zirkonoxid

Zirkonoxid-Keramikmaterialien haben eine bessere Biokompatibilität und röntgendichte Eigenschaften sowie eine bessere Elastizität und Härte. Metallmaterialien haben eine gute Stabilität und mechanische Festigkeit, aber sie sind leicht zu brechen und zu korrodieren, und es gibt Artefakte in der klinischen MRT. Die Verwendung von Zirkonoxid-Stiftkernen für die Restauration hat bessere Langzeiteffekte in Bezug auf Zahnintegrität und Farbe, und die Stiftkernkrone nach der Restauration weist weniger Schäden auf.

Faserstifte und -aufbauten sind transluzent, haben eine gute Korrosionsbeständigkeit und sind autogenen Zähnen sehr ähnlich. Sie werden in den letzten Jahren häufig in der Frontzahnrestauration eingesetzt. Wenn ein großer Bereich von Zahndefekten vorhanden ist, muss die Okklusionskraft hoch sein, damit die einzigartigen metallmechanischen Vorteile des Zirkonoxid-Stifts und -Kerns widergespiegelt werden. Studien haben ergeben, dass Stiftkernkronen aus Zirkonoxid Faserstift-Harzstiften bei der Reparatur großflächiger Zahndefekte überlegen sind, und Faserstift-Harzstifte für kleinflächige Defekte mit geringer okklusaler Festigkeit, wie z. B. Oberkiefer-Frontzähne, ausgewählt werden können.

③ Zirkonoxid-Abutment

Zirkonoxid-Abutments haben im Vergleich zu Metallen eine geringere freie Oberflächenenergie und Oberflächenbenetzbarkeit, wodurch die Anhaftung von Bakterien und das Risiko periimplantärer Erkrankungen verringert werden. Das Zirkonoxid-Abutment entspricht eher den ästhetischen Anforderungen der Patienten und weist eine bessere Biokompatibilität auf. Titan- und Metallabutments können durch das das Implantat umgebende Weichgewebe durchscheinen, was zu einer Vergrauung des Randgewebes und weniger ästhetischen Ergebnissen führt.