牙科陶瓷具有優(yōu)良的光傳播和光反射功
能,可以再現自然牙半透明深度和色深度, 精
確地恢復牙的自然,用于牙的養(yǎng)容時,具有組
織的可容性,完全衛(wèi)生、 牙色、 形狀及結構穩(wěn)
定等特點。 因此陶瓷和金屬,復合樹脂一起構
成義齒和頜面部修復體的三大材料。
但是,陶瓷材料脆弱的撓曲強度一直困
擾著牙科醫(yī)生和患者。而牙科修復學中顏色
的再現問題是影響牙齒及修復體客觀的一個
重要因素。因此牙科陶瓷技術是沿著克服材
料的脆性,精確測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 國外牙科陶瓷技術的現狀
1. 1 提高牙科陶瓷強度
根據到目前為止的有關陶瓷材料結構和
性能關系的理論, 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度的
方法主要是內部增強,表面處理及陶瓷和金
屬的復合。
1. 1. 1 牙科陶瓷的內部增強
其機理主要是將一種加強成份隨機分散
到基質成份中,使裂紋偏斜、 分枝、 中止,從而
使材料韌性增加, 強度提高。目前的產品有:
氧化鋁顆粒增強的陶瓷。 Hi- Ceram, 德
國Vita 公司產品,氧化鋁含量超過50%, 撓
曲強度為140～180L pa。
白榴石結晶增強的陶瓷, 利用白榴石高
熱膨脹系數,使冷卻后的玻璃基質處于壓縮
狀態(tài), 增強其強度。如Opecl Hsp(美國產品)
Ips Empr ess( 列支敦土登產品) , Creapast (奧
地利產品) , VINT AGE(日本松風產品等)。
云母結晶增強陶瓷, 如 Dicor ( 美國
Corning 玻璃公司產品) ,結晶相為四硅氟云
母,結晶相占55%。 Cerec Dico r MGC 結晶相
為氟金云母,結晶占總重量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)
相互滲透結構復合物( CZPC ) 材料的德國
Vita公司產品。這種材料首先用控制了顆粒
分布的氧化鋁成型、 燒結, 形成 0. 21%的線
收縮,大顆粒周圍連續(xù)交聯的多孔組織。 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、 玻璃為組成的兩個連續(xù)
交聯相互纏繞的三維網絡結構。其增強機理
為:由于氧化鋁晶粒作為顆料增強材料分散
于玻璃基質中,起彌散強化作用;氧化鋁和玻
璃基質相互滲透(貫穿)的網絡結構和它們之
間的磨擦鎖結能夠阻止裂紋的發(fā)生和蔓延;
玻璃和氧化鋁的熱膨脹系數不一致所致的壓
應力狀態(tài)導致強度的增加。
1. 1. 2 表面處理
磨光:包括打磨和拋光兩部分。 磨光增強
的機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
生壓變力。
上釉:瓷修復體外表上釉烤燒后,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,利用瓷釉的膨脹系數不同,使表面處于壓
縮應力狀態(tài), 提高瓷的撓曲強度。
離子交換: 通常用于提高長石瓷的撓曲
強度,其機理是用直徑較大的K+
取代直徑
較小的Na
+
。
粘固:瓷修復體內表面的處理。 具有封閉
瓷內表面裂溝, 把基牙與修復體結合為一體
的作用。
1. 1. 3 金屬底層增強
用瓷熔附金屬牙冠制作技術,制出的修
復體稱為金屬陶瓷修復體, 這是目前臨床上
應用最為廣泛,最受歡迎的一類修復體。
目前主要集中于滿足牙科材料生物性評
價要求的合金上。 為了和不同的合金求適應,
需對所需用陶瓷材料和金屬結合的化學力,
熱膨脹系數進行控制。
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,
在天然牙顏色特征的分析和測量上, 國外發(fā)
達國家已研制了一系列測色儀器對影響儀器
測色的主要因素: 被測牙的處理及測色部位,
光照條件,光學幾何條件等進行了研究使得
牙齒的顏色可精確地表征。
為此,對被測的活體牙,除了要求清潔、
完整、 活髓、 無齲壞及充填物,未變色之外, 可
不作特殊處理。
對于離體牙, 需用水,緩沖人工唾液等保
存,需防止離體牙脫水而導致的顏色變化。
牙齒測色部位, 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。
在光學幾何條件中, CIE 推薦 45° / 0° 、
0° / 45° 、 d° / ° 、 0° / d。在牙色測量中,現在典型
的用法量采用d° / 0° 、 45° / 0° 及一種新的幾何
構型0° / 0° 。在45° / 0° 的構型下,測量深度僅
限于0. 5mm, 即所測值代表牙釉質的顏色;
而在0° / 0° 的構型下, 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的光,
故所得值主要代表牙本質顏色。而d/ 0° 的光
學幾何構型可基本克服體積反射所導致的邊
緣損失。
在精確測量牙齒的顏色之后, 須用
Kubelka- Mank 包含漫射的色料理論,用計
算機進行配色。
從Kubelka- Mank 理論得知牙齒的顏
色由牙本質層、 牙體質層、 牙釉質層中的玻璃
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、 折射率及牙本質層、 體質層、 釉質
層的厚度所決定。
在烤燒瓷中因燒烤時間很短,烤瓷中的
晶體的溶解、 再結晶也很少。 因此只需制備出
質量穩(wěn)定的粉體, 就可實現天然牙與修復體
間較完善的反射光譜的匹配, 修復體的顏色
再現。
1. 3 標準技術
目前在牙科陶瓷技術上形成了一系列被
成員國、 美、 英、 法、 德、 俄羅斯、 澳大利亞、 加
拿大等國認可ISO 國際標準。
其主要標準為 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 實驗室用水
的規(guī)格和試驗方法, ISO 6892 Metallic mate-
rials- Tensile test ing 金屬材料——拉力試
驗, ISO/ TR7405 齒科材料的生物學評價等
標準在ISO- 6872, 9693 中也被引用。
在ISO 6872 中,對牙科陶瓷所使用的各
個概念進行定義: 如低溫燒烤溫度為小于
1050℃; 中溫燒烤為 1050℃- 1200℃; 高溫
燒烤為大于 1200℃; 核瓷( coreceramic) , 提
供機械強度和顏色基礎的不透明牙科陶瓷。
對牙科陶瓷的物理、 化學性質規(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
強度:核瓷不得低于100N/ mm2
;牙體質層不
得低于 55( N / mm2
) ; 釉質層不得低 于50N/
mm2
。 對抗熱塑性能( 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。對化學侵蝕性( 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
的試驗方法。
在ISO 9693 中,對牙科陶瓷所使用的金
屬,牙遮色層,本質層, 釉質等性能、 成份進行
定義。
對合金組成變化規(guī)定了最大允許變化的
幅度。引用ISO 6872 對瓷粉性能,規(guī)定了牙
本質、 體質、 釉質抗撓曲強度,最小為50Mp;
本質層和釉質層化學侵蝕性不能大于
0. 05%。 在ISO 9683中規(guī)定金屬抗拉強度最
小不能小于 250Lpa, 破裂后的百分比伸長率
不得低于2%;對于金屬——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,金屬和陶瓷的結合狀況,為此規(guī)定了相
應的檢測的方法和這些性能的指標。
2 國內牙科陶瓷技術的現狀
國內牙科陶瓷技術和國外發(fā)達國家相比
有較大差距。在天然牙色的測量上主要是用
比色板作為顏色標準,與天然牙顏色進行分
析比較。 在瓷粉的商品制備、 供應上只有上海
齒科材料廠和上海硅酸所聯合開發(fā)推出的系
列瓷粉, 不過目前國內僅幾家醫(yī)院在使用該
瓷粉。 另外在一些論文報告中,也有瓷粉被開
發(fā)成功的報導。在標準方面上海齒科材料廠
已負責起草了參照 ISO 4824( 牙科——瓷
牙) 的國家標準 GB 7110 瓷牙, 但與 ISO
6872 牙科陶瓷, ISO 9693 牙科金屬烤瓷修復
材料相對應,未見有等同、 等效或參照的國家
標準。
也就是說目前國內牙科瓷所使用的烤瓷
技術產品主要來自于國外; 但在陶瓷制備理
論、 技術, 顏色的測量、 控制技術上國內目前
有了飛速發(fā)展。國內測色儀器廠家已能制作
光纖測色儀器; 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;將徹底解決國內經驗配色,色差
大的問題。中國——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單易行。最新的測試
儀器, 如X 射線螢光分析儀、 高溫X 射線衍
射儀、 激光 X 射線顆粒度測量儀, 在國內不
少陶瓷實驗室都有配備,這樣牙科陶瓷材料
性能可被控制。 因此,國內已具備了開發(fā)牙科
陶瓷的能力。
3 結 論
國內牙科陶瓷技術和國外發(fā)達國家相比
尚有較大差距。在發(fā)達的城市和地區(qū), 如上
海、 北京、 廣東等地已引進了金屬烤燒瓷技
術。 僅這三地每月制備的瓷牙有二萬多顆,需
40 公斤以上瓷粉。隨著國內經濟的持續(xù)發(fā)
展,現代人對牙齒美容、 保健的重視, 需求量
會直線上升。因此,集中資金和技術,制備和
中國這個陶瓷大國名稱相符的牙科瓷粉, 進
而獲得高額利潤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