牙科陶瓷具有優(yōu)良的光傳播和光反射功
能,可以再現(xiàn)自然牙半透明深度和色深度, 精
確地恢復(fù)牙的自然,用于牙的養(yǎng)容時(shí),具有組
織的可容性,完全衛(wèi)生、 牙色、 形狀及結(jié)構(gòu)穩(wěn)
定等特點(diǎn)。 因此陶瓷和金屬,復(fù)合樹脂一起構(gòu)
成義齒和頜面部修復(fù)體的三大材料。
但是,陶瓷材料脆弱的撓曲強(qiáng)度一直困
擾著牙科醫(yī)生和患者。而牙科修復(fù)學(xué)中顏色
的再現(xiàn)問(wèn)題是影響牙齒及修復(fù)體客觀的一個(gè)
重要因素。因此牙科陶瓷技術(shù)是沿著克服材
料的脆性,精確測(cè)定牙的顏色并提供組成、 性
能穩(wěn)定的陶瓷材料的方向發(fā)展的。
1 國(guó)外牙科陶瓷技術(shù)的現(xiàn)狀
1. 1 提高牙科陶瓷強(qiáng)度
根據(jù)到目前為止的有關(guān)陶瓷材料結(jié)構(gòu)和
性能關(guān)系的理論, 目前工藝水平和材料在口
腔中使用的狀況, 提高牙科陶瓷材料強(qiáng)度的
方法主要是內(nèi)部增強(qiáng),表面處理及陶瓷和金
屬的復(fù)合。
1. 1. 1 牙科陶瓷的內(nèi)部增強(qiáng)
其機(jī)理主要是將一種加強(qiáng)成份隨機(jī)分散
到基質(zhì)成份中,使裂紋偏斜、 分枝、 中止,從而
使材料韌性增加, 強(qiáng)度提高。目前的產(chǎn)品有:
氧化鋁顆粒增強(qiáng)的陶瓷。 Hi- Ceram, 德
國(guó)Vita 公司產(chǎn)品,氧化鋁含量超過(guò)50%, 撓
曲強(qiáng)度為140～180L pa。
白榴石結(jié)晶增強(qiáng)的陶瓷, 利用白榴石高
熱膨脹系數(shù),使冷卻后的玻璃基質(zhì)處于壓縮
狀態(tài), 增強(qiáng)其強(qiáng)度。如Opecl Hsp(美國(guó)產(chǎn)品)
Ips Empr ess( 列支敦土登產(chǎn)品) , Creapast (奧
地利產(chǎn)品) , VINT AGE(日本松風(fēng)產(chǎn)品等)。
云母結(jié)晶增強(qiáng)陶瓷, 如 Dicor ( 美國(guó)
Corning 玻璃公司產(chǎn)品) ,結(jié)晶相為四硅氟云
母,結(jié)晶相占55%。 Cerec Dico r MGC 結(jié)晶相
為氟金云母,結(jié)晶占總重量7. 0%。
其它材料包括:氧化鎂鋁尖晶石,氧化鋯
增韌陶瓷等。
而最新推出的In- Ceram 是采用連續(xù)
相互滲透結(jié)構(gòu)復(fù)合物( CZPC ) 材料的德國(guó)
Vita公司產(chǎn)品。這種材料首先用控制了顆粒
分布的氧化鋁成型、 燒結(jié), 形成 0. 21%的線
收縮,大顆粒周圍連續(xù)交聯(lián)的多孔組織。 再用
玻璃滲入連續(xù)的微孔,最終形成了基本不含
微孔,分別以氧化鋁、 玻璃為組成的兩個(gè)連續(xù)
交聯(lián)相互纏繞的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其增強(qiáng)機(jī)理
為:由于氧化鋁晶粒作為顆料增強(qiáng)材料分散
于玻璃基質(zhì)中,起彌散強(qiáng)化作用;氧化鋁和玻
璃基質(zhì)相互滲透(貫穿)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和它們之
間的磨擦鎖結(jié)能夠阻止裂紋的發(fā)生和蔓延;
玻璃和氧化鋁的熱膨脹系數(shù)不一致所致的壓
應(yīng)力狀態(tài)導(dǎo)致強(qiáng)度的增加。
1. 1. 2 表面處理
磨光:包括打磨和拋光兩部分。 磨光增強(qiáng)
的機(jī)理主要是可除去瓷表面缺損、 裂縫、 溝
紋,阻止折裂的發(fā)生與傳播,還可以使表面產(chǎn)
生壓變力。
上釉:瓷修復(fù)體外表上釉烤燒后,表面形
39
1997 年12 月 陶 瓷 研 究 CERAMIC ST UDIES JOURNAL December . 1997
X 收稿日期: 1997- 09- 05成均勻的玻璃,并可深入瓷表面的裂縫中; 同
時(shí),利用瓷釉的膨脹系數(shù)不同,使表面處于壓
縮應(yīng)力狀態(tài), 提高瓷的撓曲強(qiáng)度。
離子交換: 通常用于提高長(zhǎng)石瓷的撓曲
強(qiáng)度,其機(jī)理是用直徑較大的K+
取代直徑
較小的Na
+
。
粘固:瓷修復(fù)體內(nèi)表面的處理。 具有封閉
瓷內(nèi)表面裂溝, 把基牙與修復(fù)體結(jié)合為一體
的作用。
1. 1. 3 金屬底層增強(qiáng)
用瓷熔附金屬牙冠制作技術(shù),制出的修
復(fù)體稱為金屬陶瓷修復(fù)體, 這是目前臨床上
應(yīng)用最為廣泛,最受歡迎的一類修復(fù)體。
目前主要集中于滿足牙科材料生物性評(píng)
價(jià)要求的合金上。 為了和不同的合金求適應(yīng),
需對(duì)所需用陶瓷材料和金屬結(jié)合的化學(xué)力,
熱膨脹系數(shù)進(jìn)行控制。
1. 2 牙科陶瓷的色澤控制
由于牙齒特殊的形狀、 環(huán)境及顏色特點(diǎn),
在天然牙顏色特征的分析和測(cè)量上, 國(guó)外發(fā)
達(dá)國(guó)家已研制了一系列測(cè)色儀器對(duì)影響儀器
測(cè)色的主要因素: 被測(cè)牙的處理及測(cè)色部位,
光照條件,光學(xué)幾何條件等進(jìn)行了研究使得
牙齒的顏色可精確地表征。
為此,對(duì)被測(cè)的活體牙,除了要求清潔、
完整、 活髓、 無(wú)齲壞及充填物,未變色之外, 可
不作特殊處理。
對(duì)于離體牙, 需用水,緩沖人工唾液等保
存,需防止離體牙脫水而導(dǎo)致的顏色變化。
牙齒測(cè)色部位, 基本上集中于牙冠唇面
的中部,并避開牙冠表面變色部份。
而光照條件采用CIE 推薦的A 光源、 C
光源、 D65光源。
在光學(xué)幾何條件中, CIE 推薦 45° / 0° 、
0° / 45° 、 d° / ° 、 0° / d。在牙色測(cè)量中,現(xiàn)在典型
的用法量采用d° / 0° 、 45° / 0° 及一種新的幾何
構(gòu)型0° / 0° 。在45° / 0° 的構(gòu)型下,測(cè)量深度僅
限于0. 5mm, 即所測(cè)值代表牙釉質(zhì)的顏色;
而在0° / 0° 的構(gòu)型下, 則可收集到未被表層牙
體散射面而由深層牙體組織反射回來(lái)的光,
故所得值主要代表牙本質(zhì)顏色。而d/ 0° 的光
學(xué)幾何構(gòu)型可基本克服體積反射所導(dǎo)致的邊
緣損失。
在精確測(cè)量牙齒的顏色之后, 須用
Kubelka- Mank 包含漫射的色料理論,用計(jì)
算機(jī)進(jìn)行配色。
從Kubelka- Mank 理論得知牙齒的顏
色由牙本質(zhì)層、 牙體質(zhì)層、 牙釉質(zhì)層中的玻璃
相的光譜吸收率、 折射率, 晶體的光譜吸收
率、 折射率, 晶體的量、 顆粒分布、 著色成份的
光譜吸收、 折射率及牙本質(zhì)層、 體質(zhì)層、 釉質(zhì)
層的厚度所決定。
在烤燒瓷中因燒烤時(shí)間很短,烤瓷中的
晶體的溶解、 再結(jié)晶也很少。 因此只需制備出
質(zhì)量穩(wěn)定的粉體, 就可實(shí)現(xiàn)天然牙與修復(fù)體
間較完善的反射光譜的匹配, 修復(fù)體的顏色
再現(xiàn)。
1. 3 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)
目前在牙科陶瓷技術(shù)上形成了一系列被
成員國(guó)、 美、 英、 法、 德、 俄羅斯、 澳大利亞、 加
拿大等國(guó)認(rèn)可ISO 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
其主要標(biāo)準(zhǔn)為 ISO - 6872 Dental ce-
ramic (牙科陶瓷) , ISO 9693 Dental cer amic
fused to metal resto raliv e materials 牙科金
屬烤瓷修復(fù)體瓷材料;另外象 ISO4824 Den-
t ist ry - Ceramic denture teelh 瓷 牙 ISO
3696, Water for analyt ical labor ato ry use-
Specif icat ion and test methods 實(shí)驗(yàn)室用水
的規(guī)格和試驗(yàn)方法, ISO 6892 Metallic mate-
rials- Tensile test ing 金屬材料——拉力試
驗(yàn), ISO/ TR7405 齒科材料的生物學(xué)評(píng)價(jià)等
標(biāo)準(zhǔn)在ISO- 6872, 9693 中也被引用。
在ISO 6872 中,對(duì)牙科陶瓷所使用的各
個(gè)概念進(jìn)行定義: 如低溫?zé)緶囟葹樾∮?BR>1050℃; 中溫?zé)緸?1050℃- 1200℃; 高溫
燒烤為大于 1200℃; 核瓷( coreceramic) , 提
供機(jī)械強(qiáng)度和顏色基礎(chǔ)的不透明牙科陶瓷。
對(duì)牙科陶瓷的物理、 化學(xué)性質(zhì)規(guī)定:體收縮不
40
第12 卷第4 期 陶 瓷 研 究 總第48 期得大于40%,或線收縮不得大于16%。抗折
強(qiáng)度:核瓷不得低于100N/ mm2
;牙體質(zhì)層不
得低于 55( N / mm2
) ; 釉質(zhì)層不得低 于50N/
mm2
。 對(duì)抗熱塑性能( Resistance to py roplas-
tic flow )規(guī)定了2 分鐘, 16 分鐘高溫保溫后
的高度變化值。對(duì)化學(xué)侵蝕性( chemical Sol-
ubit i ty ) , 抗 沾 污 性 能 ( Resistance to
staining )也規(guī)定了合格與否的判定值及相應(yīng)
的試驗(yàn)方法。
在ISO 9693 中,對(duì)牙科陶瓷所使用的金
屬,牙遮色層,本質(zhì)層, 釉質(zhì)等性能、 成份進(jìn)行
定義。
對(duì)合金組成變化規(guī)定了最大允許變化的
幅度。引用ISO 6872 對(duì)瓷粉性能,規(guī)定了牙
本質(zhì)、 體質(zhì)、 釉質(zhì)抗撓曲強(qiáng)度,最小為50Mp;
本質(zhì)層和釉質(zhì)層化學(xué)侵蝕性不能大于
0. 05%。 在ISO 9683中規(guī)定金屬抗拉強(qiáng)度最
小不能小于 250Lpa, 破裂后的百分比伸長(zhǎng)率
不得低于2%;對(duì)于金屬——陶瓷系統(tǒng),需要
確定合適的金屬陶瓷熱膨脹、 陶瓷的玻化溫
度點(diǎn),金屬和陶瓷的結(jié)合狀況,為此規(guī)定了相
應(yīng)的檢測(cè)的方法和這些性能的指標(biāo)。
2 國(guó)內(nèi)牙科陶瓷技術(shù)的現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)牙科陶瓷技術(shù)和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比
有較大差距。在天然牙色的測(cè)量上主要是用
比色板作為顏色標(biāo)準(zhǔn),與天然牙顏色進(jìn)行分
析比較。 在瓷粉的商品制備、 供應(yīng)上只有上海
齒科材料廠和上海硅酸所聯(lián)合開發(fā)推出的系
列瓷粉, 不過(guò)目前國(guó)內(nèi)僅幾家醫(yī)院在使用該
瓷粉。 另外在一些論文報(bào)告中,也有瓷粉被開
發(fā)成功的報(bào)導(dǎo)。在標(biāo)準(zhǔn)方面上海齒科材料廠
已負(fù)責(zé)起草了參照 ISO 4824( 牙科——瓷
牙) 的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 7110 瓷牙, 但與 ISO
6872 牙科陶瓷, ISO 9693 牙科金屬烤瓷修復(fù)
材料相對(duì)應(yīng),未見(jiàn)有等同、 等效或參照的國(guó)家
標(biāo)準(zhǔn)。
也就是說(shuō)目前國(guó)內(nèi)牙科瓷所使用的烤瓷
技術(shù)產(chǎn)品主要來(lái)自于國(guó)外; 但在陶瓷制備理
論、 技術(shù), 顏色的測(cè)量、 控制技術(shù)上國(guó)內(nèi)目前
有了飛速發(fā)展。國(guó)內(nèi)測(cè)色儀器廠家已能制作
光纖測(cè)色儀器; Kubelka- Mank, 理論已用
于印染、 塑料行業(yè)的配色,在陶瓷行業(yè)的使用
也指日可待;將徹底解決國(guó)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)配色,色差
大的問(wèn)題。中國(guó)——豐富的含鐵量小于
0. 03%的陶瓷天然原料, 可直接引入齒科陶
瓷使牙科陶瓷的制備簡(jiǎn)單易行。最新的測(cè)試
儀器, 如X 射線螢光分析儀、 高溫X 射線衍
射儀、 激光 X 射線顆粒度測(cè)量?jī)x, 在國(guó)內(nèi)不
少陶瓷實(shí)驗(yàn)室都有配備,這樣牙科陶瓷材料
性能可被控制。 因此,國(guó)內(nèi)已具備了開發(fā)牙科
陶瓷的能力。
3 結(jié) 論
國(guó)內(nèi)牙科陶瓷技術(shù)和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比
尚有較大差距。在發(fā)達(dá)的城市和地區(qū), 如上
海、 北京、 廣東等地已引進(jìn)了金屬烤燒瓷技
術(shù)。 僅這三地每月制備的瓷牙有二萬(wàn)多顆,需
40 公斤以上瓷粉。隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)
展,現(xiàn)代人對(duì)牙齒美容、 保健的重視, 需求量
會(huì)直線上升。因此,集中資金和技術(shù),制備和
中國(guó)這個(gè)陶瓷大國(guó)名稱相符的牙科瓷粉, 進(jìn)
而獲得高額利潤(rùn)是目前可以做到也必須做到
的事。
鳴謝: 本文資料得到了上海鐵道醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)
院技師趙軍先生和景德鎮(zhèn)市一院牙科醫(yī)師肖德才先
生的幫助, 在此向他們表示感謝!
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第12 卷第 4期 陶 瓷 研 究 總第48 期