几种烤瓷冠材料性能的比较

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　几种烤瓷冠材料性能的比较

发表时间：2005-7-26 8:28:00

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[摘要] 陶瓷材料因为近似天然牙的色泽，良好的生物相容性，应用于口腔修复已有200多年历史。回顾其发展历史，不难发现陶瓷发展的一个主要动力始终是如何提高其强度。近几十年来，陶瓷发展尤为迅速，强度越来越高，同时适合性及美观性也不断提高。本文简介了近几十年来常见的的几种金瓷及全瓷冠。并从强度、耐磨性（与天然牙对比）、美观性、及适合性几方面进行了比较。
　　[关键词] 陶瓷强度，全瓷冠，烤瓷冠
　　牙科陶瓷具有优良的光传播和光反射功能，可以再现自然牙半透明深度和色深度，有良好的生物相容性，在口腔环境中不降解，抛光和上釉的瓷面光洁，菌斑不易附着。因此陶瓷修复体美观，使用安全，深受欢迎。陶瓷材料在口腔修复医学中应用历史悠久，范围广泛。然而陶瓷拉伸行为甚差，在一很低的临界应变点（约0.1~0.2%）即发生断裂[1,2]。其质脆易折裂的问题一直困扰着牙科医生和患者。100多年来，提高牙科陶瓷的强度一直是牙医和陶瓷学家所追求的目标。本文将按顺序回顾几种烤瓷冠的发展，并对其强度、耐磨性（与天然牙对比）美观性及适合性进行比较。全瓷冠因其极佳的美观性能，不断提高的强度，越来越受到青睐，因此本文将重点介绍。
　　一、几种烤瓷全冠修复技术的发展简史：
　　1. 1886年C.H.Land 采用铂箔成型技术将一厚约0.02mm的铂箔密贴于代型上形成基底，在其上涂塑瓷粉（该瓷料是以长石为主），烧烤成传统烤瓷甲冠。该种陶瓷色泽与天然牙相近，在美观上是一大进步，[3]但其瓷强度低（60-70MPa）[2]受较大力的部分易破裂或折断。
　　2. 1960左右[20]人们初步解决了金瓷匹配问题后，陶瓷修复进入了一个新的阶段。金属因其具有很高的强度，大大提高了烤瓷冠的抗折强度(450-550MPa)，广泛应用于前后牙全冠的修复。此外，金瓷冠还具有良好的边缘密合度。然而其牙体预备时切割牙体组织较多，金属基底使修复体色泽不尽理想，且有造成颈缘着色的可能，对敏感病人有过敏反应，还有学者怀疑其中的几种非贵金属具有潜在的毒性。[5]
　　3. 1965年Mclean采用含50%三氧化二铝的高瓷铝制成铝瓷全冠。强度较瓷甲冠提高了约50%。[2]
　　4. 1973年Southan等发明了一种名为Hi-ceram的瓷甲冠，第一次采用了在耐火代型上直接烧烤铝瓷技术，且提高了瓷甲冠的强度（140-180MPa）和适合性。[5]
　　5. 1983年Sozio等发明了Cerestore铝瓷冠，氧化铝含量达到85%。因加入镁氧化物，烧结过程中形成占据较大空间的镁铝晶体，补偿瓷的收缩，在能控制温度和时间的特殊烤炉中烧烤，基本达到未烧烤状态至最后形态之间是不收缩的。边缘密和性有了很大的改善。.然而其制作过程复杂，成本高，相当于金瓷冠。上釉后强度可达270Mpa。[22]
　　6. 1984年Corning公司推出的Dicor铸造陶瓷，采用失蜡法铸造。通过微晶化处理处理后具有较好的机械性能（115-150），边缘贴和准确。但其需专门着色，工艺费时复杂。且色泽仍不够理想。[6] 而且陶瓷铸造面临许多困难：诸如陶瓷密度小，铸造压力不足；熔点高，需特殊熔铸设备；导电导热性差，常温只能间接加热，骤冷骤热易产生温度梯度，局部应力；熔体粘度大，铸造性能差；熔融过程中需澄清。1986年推出的IPS-Empress部分克服了陶瓷铸造的困难[4]
　　7. 1988年sadoun提出了一种粉浆涂塑的全瓷冠桥修复技术，后由德国Vita公司改进，以商品名In-Ceram推出。是目前应用于临床的强度最高的核心瓷（420-520MPa）。后来Vita公司又相继推出了In-Ceram Spinell,In-Ceram Zirconia及Celay/In-Ceram技术。（将原来的In-ceram产品命名为In-Ceram Alumina）使In-Ceram发展为完整体系。[8]
　　8. 1992年瑞士Mikrona公司推出了Celay系统。该系统是用于制作嵌体、贴面等修复体的高精度复制加工系统。该系统是一种类似于配钥匙但有八轴的切削机器。制作方法是先在代型上做暂时修复体，后以暂时修复体为母板在机器上切削出瓷修复体。作为一种加工方法与可切削烤瓷材料结合可制作修复体，如celay/In-ceram.大大节约了修复体制作时间。[9]
　　二、烤瓷冠的分类：[3，5]
　　根据烤瓷冠的材料及制作方法不同，将目前常用的几种烤瓷冠分为以下几类：
　　1. 烤瓷熔附金属(PFM)：精密铸造出金属基底（贵或非贵金属）于其上涂塑低熔瓷粉（可分不透明瓷，牙本质瓷，釉质瓷）形成适当外形，烧结而成。兼具金属的强度与瓷的美观。为目前临床最常有的金属修复体。
　　2. 粉浆涂塑（powder-slurry）烤瓷：将瓷粉与蒸馏水调和成均匀粉浆，涂塑在耐火代型上，形成适当外形的冠，高温烧烤成全瓷冠。该类产品有Optec HSP及Duceram LFC等
　　3. 铸造陶瓷(castable ceramic)：是采用失蜡铸造工艺以玻璃态成型，后经热处理产生结晶而瓷化。因此又称玻璃陶瓷。分为两类：一类为云母系玻璃陶瓷：晶化前含SiO2较多，晶化后主晶相为硅氟云母。典型产品有Dicor。另一类为磷酸钙结晶类：晶化前玻璃体含钙磷氧化物较多，晶化后生成物是磷灰石结晶。代表产品是Cerupearl
　　4. 热压铸造陶瓷(pressable ceramic)：采用专用设备及加热铸造技术，将牙色瓷块熔化加压铸造程修复体。典型产品有IPS-Empress(Ⅰ、Ⅱ型)及Optec Opc
　　5. 渗透陶瓷(Infiltrated ceramid)：采用In-ceram技术制作。基本原理是在耐火代型上用氧化铝粉浆涂塑形成核冠雏型，置专用炉中烧结两小时后，形成多孔的结构。然后用熔化的玻璃浸入孔隙中，形成一种氧化铝与玻璃连续交联互渗的复合结构，几乎全部消除了微粒间的孔隙。从而限制了裂纹弥散，增强了材料的抗弯强度，较其他全瓷修复体系统等高3~4倍 [10，11]。代表产品是Vita公司的In-ceram。
　　6. 可切削陶瓷(machinable ceramic)：采用CAD/CAM 系统或Celay机加工可切削陶瓷。该类产品有Cerec Vitablocs MarkⅠ,MarkⅡ, Dicor MGC,Celay等
　　三、几种烤瓷冠性能的比较：
　　1. 烤瓷熔附金属：其表面熔附的长石瓷挠曲强度虽可仅为60-70Mpa（应用新型陶瓷可提高一倍左右）[14] ，而瓷金复合体的挠曲强度可达450-550Mpa，优于全瓷冠。其金属基底可达到很好的边缘密合性，适合性好 [7，12] 。只是冠色泽较全瓷冠稍差。
　　2. Optec HSP：作为白榴石增强的烤瓷，其强度要比传统长石质烤瓷大很多。甚至可以直接制作全瓷冠而不需核瓷。
　　因为白榴石的存在，较天然牙耐磨。其半透明性好。
　　3．铸造陶瓷
　　1) Dicor:瓷化前为完全透明的玻璃，高温瓷化10小时后变成半透明状，经染色色泽可以有改善，但仍不理想，且易碎。其耐磨性与牙相当。[13]
　　2） Cerapearl:强度与Dicor相似，边缘密合性好。抗弯强度可达300Mpa,抗压强度870Mpa。
　　5 1）IPS-Empress：IPS-Empress陶瓷是列支敦士登Ivocal公司推出的一种新型无收缩热压铸入型玻璃陶瓷。采用失蜡法，在高温高压下将白榴石增强的玻璃陶瓷软化注入型腔，形成雏冠（reduced crown）,表面再上釉着色而成，其挠曲强度可达160-192.7Mpa[14，19]。因其折光性与牙相似，与色瓷或釉料结合可以达到高度的美学效果 [15]且可与牙齿同步磨耗。
　　2） ptec opc：为白榴石增强长石质烤瓷，强度好。
　　6 In-ceram Aluminum /Spinell/Zirconia：其中，挠曲强度：锆的最高（603MPa），铝次之(446MPa)，而透明度尖晶石最高，锆最低 [10.17.24]。采用带模烧烤，且氧化铝仅为初步熔融，所以边缘适合性好，有报道在35~50um之间，远低于100~120um的临床要求 [18] 。
　　7 1)Cerec Vitablocs MarkⅠ:强度及耐磨性与金瓷冠长石质烤瓷相似。
　　2)Cerec Vitablocs MarkⅡ:增强的长石质烤瓷，与釉质的耐磨性相近。
　　3)Dicor MGC:氟云母结晶增强玻璃陶瓷，挠曲强度较Dicor大，耐磨性介于cerec Vitablocs MarkⅡ与cerec Vitablocs MarkⅠ之间。
　　4)Celay:是一种微晶长石质陶瓷，可减少对颌牙的磨耗。其机械性能与cerec Vitablocs MarkⅡ相近。
综上所述，可以得出以下几条结论：
　　1. 适合性：
　　无论金瓷还是全瓷，其适合性都能在临床可接受的范围内。
　　以金瓷冠最佳。
　　传统烤瓷甲冠最差
　　2. 强度：
　　均可较成功应用于前牙修复
　　金瓷要大于全瓷。
　　全瓷冠中以In-ceram强度最高，甚至可成功应用于烤瓷桥修复。
　　传统长石质烤瓷最低。
　　3. 美观：
　　全瓷冠因其逼真自然的色泽，要较金瓷冠美学性能更佳。
　　4. 耐磨性
　　无论何种烤瓷其耐磨性与天然牙相近或稍高于天然牙。
　　5. 工艺复杂程度及成本造价：
　　金瓷（贵金属）设备普及好，工艺较为简单，但成本较高。贱金属成本则低很多。
　　全瓷冠中以In-ceram工艺最为耗时（不少于14小时）且需特殊设备，费用高，影响普及。
　　Celay机或CAD-CAM设备昂贵，但省时省力。Celay机加工精度稍差。
　　In-ceram与Celay机等工艺结合可大大缩短制作时间。
　　IPS-Empress在铸造培烧过程中完成微晶化过程，较DICOR等工艺简化，成本适中。----

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