牙科CAD-CAM系統(tǒng)可切削氧化鋯的性能研究.pdf

1、近年來(lái)，口腔修復(fù)醫(yī)生和患者對(duì)牙齒美學(xué)修復(fù)的要求越來(lái)越高，從而使得以ZrO2為代表的全瓷修復(fù)材料得到了更多的認(rèn)可和臨床應(yīng)用。優(yōu)秀的仿真美學(xué)效果，極佳的生物安全性，高強(qiáng)度的牙科生物陶瓷材料和更先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制作義齒加工技術(shù)逐步應(yīng)用到口腔修復(fù)領(lǐng)域，體現(xiàn)了其強(qiáng)大的生命力和廣泛的應(yīng)用前景。以前應(yīng)用于臨床的玻璃陶瓷基的全瓷修復(fù)材料雖然美觀性較好，但是其脆性大的缺點(diǎn)極大的阻礙了其應(yīng)用和發(fā)展，而ZrO2陶瓷的出現(xiàn)解決了這些臨床應(yīng)用中的難題。Zr

2、O2以其高強(qiáng)度和高韌性，可以應(yīng)用于口腔任何區(qū)域的修復(fù)工作，可以完美的替代金屬材料進(jìn)行修復(fù)治療。但是ZrO2全瓷冠在臨床應(yīng)用過(guò)程中也暴露了一些問(wèn)題，例如崩瓷，內(nèi)冠折裂、邊緣不密合等。與金屬烤瓷冠相比，臨床崩瓷的發(fā)生率較高。文獻(xiàn)回顧10年的崩瓷發(fā)生率為25％，處于一個(gè)相當(dāng)高的失敗水平。ZrO2全瓷冠崩瓷發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)多在戴用后2-3年的使用期內(nèi)。它的崩瓷的情況與其它幾種玻璃基陶瓷冠瓷有較大區(qū)別。因此本研究的關(guān)注點(diǎn)是在ZrO2陶瓷與表面飾瓷雙層

3、瓷界面的粘結(jié)性能及其影響因素上。從目前的國(guó)內(nèi)外研究看，相關(guān)的因素龐雜，但公認(rèn)的關(guān)鍵因素是ZrO2內(nèi)冠表面的表面飾瓷缺少足夠的內(nèi)冠支撐、ZrO2與表面飾瓷之間彈性模量和斷裂韌性的不匹配、氧化鋯與表面飾瓷熱膨脹的失匹配以及表面飾瓷的粘彈性所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力有關(guān)聯(lián)。在表面飾瓷層的整體殘余應(yīng)力與外加載荷的疊加可能是表面飾瓷發(fā)生崩瓷的重要原因。目前，ZrO2與表面飾瓷的結(jié)合機(jī)理還是不太清楚，掌握雙層瓷的界面結(jié)合機(jī)理對(duì)于新材料的研發(fā)和修復(fù)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4、成功率會(huì)有很大的幫助。
　　低溫時(shí)效會(huì)降低3Y-TZP陶瓷的抗彎強(qiáng)度已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究人員的共識(shí)。也有研究發(fā)現(xiàn)，在較長(zhǎng)時(shí)間的低溫時(shí)效之后，3Y-TZP陶瓷的表面單斜相含量有所升高，但是抗彎強(qiáng)度并沒(méi)有顯著變化。這可以從兩個(gè)方面解釋這一現(xiàn)象:一、相變量太少，僅在材料表層，還沒(méi)有達(dá)到使3Y-TZP陶瓷抗彎強(qiáng)度下降的程度。只有大量四方相轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毕鄷r(shí)，3Y-TZP陶瓷的抗彎強(qiáng)度才會(huì)顯著下降;二、t-m相變產(chǎn)生的體積膨脹會(huì)在3Y-TZP陶瓷

5、表面形成壓應(yīng)力層，能夠抵消3Y-TZP陶瓷表面的微裂紋等缺陷對(duì)抗彎強(qiáng)度的危害，有利于提高其抗彎強(qiáng)度。但還需要更深入地研究低溫時(shí)效對(duì)3Y-TZP陶瓷抗彎強(qiáng)度的影響規(guī)律和機(jī)制。以3YS-E為實(shí)驗(yàn)材料，我們深入研究了低溫時(shí)效對(duì)3Y-TZP陶瓷抗彎強(qiáng)度的影響規(guī)律和機(jī)制，這對(duì)于3Y-TZP陶瓷在口腔應(yīng)用的遠(yuǎn)期成功率具有重要意義。所獲得的結(jié)果比較清晰的回答了ZrO2基底可能發(fā)生斷裂的時(shí)機(jī)，對(duì)牙科ZrO2陶瓷基底的表面飾瓷表面和粘接面的處理具有重要的

6、指導(dǎo)意義，具體結(jié)論如下:
　　(a)表面單斜相含量與相變深度的關(guān)系:低溫時(shí)效時(shí)t-m相變從3Y-TZP陶瓷表面向內(nèi)部進(jìn)行，當(dāng)相變深度超過(guò)X射線(xiàn)穿透深度時(shí)，X射線(xiàn)衍射分析測(cè)得的表面單斜相含量保持恒定，而實(shí)際上相變?nèi)栽谙虿牧蟽?nèi)部擴(kuò)展。
　　(b)低溫時(shí)效產(chǎn)生的相變層的斷裂過(guò)程主要是沿晶斷裂方式（相變層晶粒清晰，顆粒感強(qiáng)），而未相變部分（未相變的區(qū)域比較模糊，幾乎看不到規(guī)則的晶粒）則以穿晶斷裂為主，沿晶斷裂吸收能量小于穿晶斷裂，因

7、此相變層在彎曲過(guò)程中容易產(chǎn)生微裂紋，對(duì)3Y-TZP陶瓷的抗彎強(qiáng)度起破壞作用。
　　(c)低溫時(shí)效對(duì)抗彎強(qiáng)度存在兩方面的影響:當(dāng)表面單斜相含量較少時(shí)，相變產(chǎn)生的體積膨脹和表面壓應(yīng)力能夠使3Y-TZP陶瓷表面的裂紋和孔洞等缺陷縮小甚至彌合，提高3Y-TZP陶瓷的抗彎強(qiáng)度;當(dāng)時(shí)效產(chǎn)生較大量的表面單斜相時(shí)，由于相變層內(nèi)存在大量微觀缺陷，晶體疏松，晶界強(qiáng)度低于未時(shí)效區(qū)域，相變層以沿晶方式斷裂，對(duì)3Y-TZP陶瓷的抗彎強(qiáng)度起到破壞作用。因此，

8、抗彎強(qiáng)度隨表面單斜相含量的增加而呈先升后降的趨勢(shì)。
　　氧化鋯作為基底材料被越來(lái)越多的應(yīng)用于口腔修復(fù)臨床治療，因其具有優(yōu)秀的生物安全性，可與金屬媲美的強(qiáng)度，極佳的美學(xué)仿真效果而得到廣大患者和醫(yī)師的青睞。但目前的可切削氧化鋯材料也存在一些問(wèn)題，如燒結(jié)工藝繁冗，材料的可切削性能不佳等。最突出的是燒結(jié)收縮率較大，燒結(jié)結(jié)晶工藝要求專(zhuān)用高溫?zé)Y(jié)爐，時(shí)間較長(zhǎng)，溫控程序復(fù)雜，并且燒結(jié)4個(gè)以上單位長(zhǎng)橋時(shí)極易發(fā)生變形，從而導(dǎo)致精度降低，甚至臨床失敗