中国国际医疗器械设计与制造技术展览会(Medtec China)2021

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2022年8月31-9月2日 | 上海世博展览馆1&2号馆

 

医疗器械制造展牙科论坛热议:口腔种植相关的陶瓷材料以及如何选择?

2022-06-20

20世纪以来,口腔医学发生了巨大变革,如今只要患者全身健康并且注重维护口腔卫生,患者的牙齿就基本可以使用终生。如果患者单牙或多牙缺失,种植义齿可以恢复缺失牙。缺牙的修复方式有活动义齿、固定义齿、种植牙等。义齿材料有全瓷、金属、树脂以及树脂基陶瓷等,其中全瓷牙不像烤瓷牙,需在金属内冠上烤上陶瓷。烤瓷牙外面是瓷,里面是金属;而全瓷牙是全部为陶瓷,具有牙龈不变色、不过敏,内外冠结合好,不易产生瓷和金属剥落以及頜牙磨损等特点,有利于牙龈健康。全瓷牙材料按化学组成分为多晶陶瓷(ZrO2、Al2O3)、玻璃陶瓷(微晶玻璃)、树脂基陶瓷;按加工方法分为粉浆涂塑技术(常见的烤瓷牙和饰面瓷)、热压铸造技术(失蜡浇注法)、CAD/CAM技术(计算机辅助设计/高精度数控加工);按修复体结构分为单层全瓷修复体(一种全瓷材料)、双层全瓷修复体(由提供强度的内冠和提供美观的饰瓷)。

循证医学表明,自从骨内种植体应用以来已获得了极高的存活率。但是,最近研究重点正转向生物学、技术学和美学成功的评价。金属基底的修复体往往难以达到可预期的美学效果。牙科材料相关研究也成为各大医疗器械头部展会包括医疗器械制造展Medtec中国展的热门论坛。全瓷材料的不断发展使得修复体在满足耐用性的同时可兼顾特殊色度、饱和度和光折射需求。不过全瓷材料的选择和制作较金属烤瓷更有局限性。今天我们就来聊聊和口腔种植相关的陶瓷材料。现代全瓷材料在两个方面发生巨大改革:二硅酸锂和氧化锆。

二硅酸锂

该类陶瓷在加工过程中形成的主要晶相是二硅酸锂。占据玻璃陶瓷体积的70%。二硅酸锂形成的交联结构增强了陶瓷本身抗折裂性能,是白榴石陶瓷的三倍。这个特性使得此类陶瓷可用于饰瓷基底材料或直接用作修复体。2009年问世的IPS emax(义获嘉)就是二硅酸锂陶瓷的典型代表,临床使用效果和前景良好。临床常用的有热压铸IPS emax或IPS emax瓷块。



(图片来源王汉禹美学种植工作室)

热压铸IPS emax可获得400MPa的抗弯强度。IPS emax CAD是部分结晶的预加工商品,初始抗弯强度为160MPa,颜色为紫色或淡蓝色。部分结晶有利于加工研磨和口内调整,再次烧结后,达到最终修复状态和360MPa的抗弯强度。

热压铸IPS emax在断裂强度上高于IPS emax瓷块10%,韧性上高20%。

氧化锆

口腔氧化锆材料众多,但只有3%氧化钇稳定的氧化锆才是具有代表性的口腔修复体材料。氧化锆材料优点突出,生物相容性好、颜色表达良好、物理化学性能出色,强度足以媲美口腔科常用合金。锆元素在元素周期表中归类为金属,但是在口腔应用领域因其良好的美观性被归类为陶瓷材料。

氧化锆抗弯强度可达1200MPa,是最耐用的口腔陶瓷材料。氧化锆于20世纪90年代后期在口腔市场出现,在最初的10年中,它仅仅被用作颜色媲美牙本质的基底材料,仍需在其上制作饰面瓷。以氧化锆为基底的早期修复体,经常出现崩瓷和饰面瓷脱落的现象。

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(图片来源王汉禹美学种植工作室)

这种现象曾一度归因于长石类饰面陶瓷与氧化锆热膨胩系数的不一致,但后来的研究证实,移出烧结炉后修复体的快速冷却导致的残留应力才是崩瓷的主要原因。

在氧化锆基底饰瓷的初衷是它与PFM有着相同的特点和适应证并可以制作美观的修复体。氧化锆饰瓷后崩瓷和饰面瓷脱落现象近年来已少见。由于环形应力原因崩瓷主要发生于咬合面下方。这提示我们注意降低轴壁高度,从而保证咬合面瓷层厚度,以减少咬合应力的重要性。

陶瓷材料的应用

基台

二硅酸锂基台虽有研发,但目前临床研究和体外实验都没有可靠证据。氧化锆基台临床应用较常见,分为“one-piece”和“two-piece” 两种类型。一体加工氧化锆基台临床使用与种植体平台连接可靠程度存疑。

氧化锆与金属直接接触,细微的氧化锆加工难度提升,如因加工精度不达标导致的基台种植体连接不佳产生微动,可能产生两个常见不良后果。

1. 氧化锆基台内连接部分和钛种植体发生摩擦,发生金属磨损,这种磨损容易导致软组织被钛的碎屑污染。
2. 连接不佳也容易导致基台折断的严重后果,给临床修复带来很大麻烦。



(图片来源王汉禹美学种植工作室)

两段式基台兼顾了美学要求和机械加工稳定性。使得基台和种植体之间保持“钛-钛连接”,并确保中央螺丝位于钛结构内。稳定性高,钛基底种植修复基台在美学区种植大量应用。



(图片来源王汉禹美学种植工作室)

单冠与固定义齿修复体

美学区是决定笑容质量的关键区域,因此该部位必须选择合适的基台以使全瓷冠达到最佳美学效。

一般来讲,氧化锆基台可以为全瓷修复体提供合适的视觉效果。氧化锆基台的最大优点是可以渲染牙本质色。如果选择氧化锆修复体,饰瓷可以选择玻璃陶瓷或多晶陶瓷。

尽管多种新材料面世带来新的选择,但是目前这两种类型的材料是提供合适美学和满足正常咬合下物理性能的修复体的理想选择。后牙单冠因咬合力较大,物理性能考虑占优,美观考虑稍欠。所以后牙区种植修复多以氧化锆全冠加钛基台作为首选搭配。

椅旁快速修复系统越来越普及,很多厂家开发了可以高效研磨并保持理想强度、光泽、美观,且易于调整和修复的材料。这些材料的目的是联合陶瓷和树脂的特性,因此被称作“混合陶瓷”或“纳米陶瓷”。

这种材料被归类为改良的树脂颗粒充填复合体。目前,医疗器械制造展Medtec中国展提醒仅有有限的关于这些材料临床成功率的体内研究。有硏究评估聚合基底CAD/CAM研磨瓷块的机械性能,结果它们表现出较传统材料高的抗弯强度和平滑边缘。不过传统树脂基材料具有较低的抗磨损和低的抗弯强度。新型混合陶瓷和纳米陶瓷宣称具有较传统树脂基陶瓷更好的抗磨损率。最近的体外研究,将自粘接树脂粘接于钛基台的树脂纳米陶瓷冠。 在5年的模拟咀嚼力加载下功能正常。不过厂商并不推荐将该材料用于全冠。需要大量研究使这种新型材料达到理想修复体的物理和美学目标并便于修理。

固定修复体中建议二硅酸锂修复体可在三单位的跨度内使用,并保证连接体截面积至少应为16mm²。大跨度或后牙区固定义齿应考虑使用氧化锆材料。除物理性能更为优良外,也能保证美观效果。全瓷材料发展迅速,在口腔各类修复中承担着重要的角色,了解不同材料的特色和特性才能更好的选择合适的全瓷修复体并获得长期美学和功能的稳定。



(图片来源王汉禹美学种植工作室)

来源:王汉禹美学种植工作室