Aplicación clínica de materiales cerámicos de zirconio

La cerámica se ha utilizado como material de restauración oral durante más de 200 años. Los materiales cerámicos tienen las características de buena estética, alta resistencia mecánica (dureza, resistencia al desgaste, resistencia a la compresión, resistencia a la flexión), alta estabilidad y fuerte permeabilidad. Es muy utilizado en restauración dental.

Clasificación de los materiales de restauración dental de cerámica sin metal

Los materiales totalmente cerámicos se dividen en tres categorías según el contenido de fase vítrea y fase cristalina en la microestructura de los materiales:

① Porcelana de feldespato. Es principalmente una fase de vidrio, que se sinteriza a alta temperatura por tres componentes de feldespato natural, cuarzo y caolín. La porcelana de feldespato es el material cerámico más antiguo utilizado en odontología y sus propiedades ópticas son muy parecidas a las del esmalte y la dentina. Sin embargo, debido a sus malas propiedades mecánicas, la resistencia a la flexión suele ser de solo 60-70 MPa, por lo que a menudo se usa como restauración de metal fundido con porcelana o restauración de cerámica unida por fusión.

② Vitrocerámica. Contiene fase de vidrio y fase de cristal al mismo tiempo, también conocida como vitrocerámica, es un tipo de material compuesto combinado con fase de cristal y vidrio fabricado mediante fusión, moldeo y tratamiento térmico a alta temperatura. En comparación con el vidrio amorfo, la adición o el crecimiento de rellenos cristalinos en la fase de vidrio cambia en gran medida las propiedades mecánicas y ópticas de las cerámicas a base de vidrio, como el aumento del coeficiente de expansión térmica y la tenacidad, el cambio de color del material, la opalescencia, el sexo y la transparencia. .

③ Cerámica policristalina. Es un tipo de material cerámico denso sinterizado directamente por cristal, sin fase vítrea ni fase gaseosa. Tiene alta resistencia y dureza, y es procesado por equipos CAD/CAM. Debido a la falta de una fase vítrea, estos materiales suelen tener poca transparencia y necesitan ser decorados con porcelana de revestimiento. La vitrocerámica con fase de vidrio como parte principal tiene buenas propiedades estéticas, pero con el aumento del número de cristales, su resistencia aumenta cada vez más, pero su transparencia empeora.

Prótesis de zirconio de alta transparencia

Este método de clasificación implica la relación entre los componentes cerámicos y las indicaciones. Sin embargo, el advenimiento de la zirconia más translúcida y las vitrocerámicas más resistentes con una transparencia reducida con el desarrollo de las microestructuras cerámicas policristalinas actuales desafía este concepto. Desarrollo fundamental de la tecnología cerámica en la industria: El proceso de fabricación de estos materiales ha cambiado de componentes naturales (es decir, feldespato) a cerámicas sintéticas.

● De acuerdo con la composición química y la microestructura de los materiales totalmente cerámicos, los materiales totalmente cerámicos se clasifican en las siguientes tres categorías: cerámica a base de vidrio, cerámica policristalina y materiales cerámicos a base de resina. En comparación con los materiales cerámicos tradicionales, los materiales cerámicos a base de resina tienen propiedades especiales porque contienen andamios orgánicos. Tiene las siguientes ventajas: el módulo de elasticidad es más cercano al de la dentina; la fragilidad y la dureza del material se reducen y es más fácil de cortar; Se utiliza reparación de resina; la fuerza no se ve afectada después de la modificación y la operación clínica es simple; la abrasión de los dientes naturales es mucho menor que la de las vitrocerámicas; no se requiere procesamiento térmico, y la silla puede completar su diseño y producción.

Con el progreso de la investigación sobre la estructura y los métodos de procesamiento de los materiales de zirconia, el rendimiento de la zirconia ha mejorado gradualmente y sus aplicaciones clínicas se han vuelto más extensas, como las articulaciones artificiales de cadera y las restauraciones orales con las que estamos más familiarizados.

La estructura y características de la zirconia.

La zirconia es un material policristalino con tres formas: monoclínica (m), tetragonal (t) y cúbica (c), que se pueden convertir entre sí bajo ciertas condiciones de temperatura. Cuando la zirconia sinterizada se enfría a temperatura ambiente, debido a la transformación de la estructura cristalina (de fase tetragonal a fase monoclínica), y el volumen de la celda unitaria del cristal monoclínico es aproximadamente un 4 % más grande que el del cristal tetragonal, se producirán grietas. aparecen dentro de la zirconia. Reduce la resistencia mecánica de la zirconia. Agregar óxidos estables como CaO, MgO, CeO2, Y2O3 puede estabilizar este proceso. Las cerámicas de zirconio añadidas con óxido de itrio tienen un efecto de endurecimiento de transformación de fase inducido por tensión único, por lo que tienen excelentes propiedades mecánicas y la resistencia a la flexión puede alcanzar 900 ~ 1200 Mpa. Otra forma de estabilizar la zirconia tetragonal a temperatura ambiente es reducir el tamaño de grano (tamaño de grano crítico medio <0,3 μm).

Transición de fase de cristales de zirconia pura con temperatura.

En aplicaciones prácticas, para obtener la forma de cristal y el rendimiento requeridos, se suelen agregar diferentes tipos de estabilizadores para fabricar diferentes tipos de cerámicas de óxido de circonio. Las cerámicas de zirconia se pueden dividir en tres tipos según su microestructura: zirconia totalmente estabilizada (FSZ), zirconia parcialmente estabilizada (PSZ), policristal de zirconia tetragonal (TZP). Por ejemplo, cuando el estabilizador es CaO, MgO, Y2O3, se expresa como Ca-PSZ, Mg-PSZ, Y-PSZ, etc. respectivamente. La zirconia para materiales dentales es zirconia policristalina tetragonal estabilizada con itria (Y-TZP)

Estabilizador de forma de cristal de uso común de circonio: óxido de tierras raras

Los materiales cerámicos de zirconio tienen buenas propiedades estéticas, buena biocompatibilidad y excelente tenacidad, resistencia y resistencia a la fatiga, además de una excelente resistencia al desgaste. La principal desventaja de la zirconia es el desgaste del material de recubrimiento durante el proceso de unión, lo que afecta la resistencia de la cerámica y la hermeticidad de la interfaz. La inercia química de la zirconia también afecta el efecto adhesivo y, por lo tanto, la función de la restauración. Las restauraciones de zirconio de contorno completo son opacas y se degradan in vivo a bajas temperaturas. Tratamiento superficial de zirconia

En la actualidad, los adhesivos cerámicos de uso común en la clínica se pueden dividir principalmente en cuatro categorías: adhesivos de resina, adhesivos de ionómero de vidrio, adhesivos de resina más ionómero de vidrio y adhesivos de fosfato. Entre ellos, los adhesivos de resina se basan principalmente en la adhesión química y el ajuste mecánico, los adhesivos de ionómero de vidrio son unión física y mecánica, y los adhesivos de fosfato se basan principalmente en el ajuste y la retención mecánicos. Entre ellos, dominan los adhesivos de resina.

El tratamiento de superficie de cerámica puede mejorar la fuerza de unión con la resina, el tratamiento de superficie de cerámica común se divide principalmente en método mecánico y método químico. En términos generales, el chorro de arena, la tecnología de grabado y el agente de acoplamiento de silano son los métodos más comunes. Sin embargo, dado que las cerámicas de óxido de circonio son cerámicas policristalinas sin matriz de vidrio, el efecto de grabado ácido es limitado. Los académicos cambiaron la rugosidad de la superficie de la zirconia, la composición, etc. para mejorar su bloqueo mecánico y el rendimiento de la unión química.

● Chorro de arena: el pulido o el pulido con arena harán que la superficie cambie de monoclínica de cuatro vías, de modo que el contenido de cristales de zirconia monoclínica aumente considerablemente. El movimiento de alta velocidad de las partículas de alúmina impacta fuertemente la superficie de zirconia para formar una superficie de unión áspera y húmeda. Una serie de experimentos han demostrado que el uso de partículas de alúmina de 50 μm y el pulido con chorro de arena a una presión de menos de 0,25 MPa es la opción más adecuada, lo que puede mejorar la resistencia y la durabilidad de la unión entre la cerámica de zirconio y el adhesivo de resina.

● Agente de acoplamiento: a través de enlaces covalentes para lograr una unión firme entre las interfaces, actualmente existen principalmente dos tipos de cebadores que contienen 10-metacriloiloxidecil fosfato (10-MDP) y cebadores de silano.

● Grabado láser: mejora las propiedades micromecánicas de la superficie de cerámica de zirconio, lo cual es beneficioso para formar una conexión micromecánica entre la superficie de zirconio y la resina, y mejora el efecto de unión de la cerámica de zirconio.

Aplicación clínica de la zirconia

① Corona inferior de zirconio con revestimiento de porcelana

El estudio encontró que la tasa de supervivencia de las restauraciones de zirconia fue del 95,3 % después de 1 año de la implantación y del 80,2 % después de 2 años, que es el mejor resultado entre los materiales conocidos. Clínicamente, la razón principal del fracaso de la restauración de zirconio es el agrietamiento de la carilla de porcelana. Aunque la decoración de porcelana tiene un buen efecto estético, la probabilidad de que la porcelana se agriete en las restauraciones de carillas de porcelana a base de zirconio es mayor (6%-25% después de tres años), que es mayor que la de las restauraciones de cerámica sin metal o las restauraciones de metal-cerámica. . Los desajustes en la tenacidad a la fractura, la resistencia a la flexión, el coeficiente de expansión térmica y el módulo de elasticidad, entre otros, pueden afectar la unión de la carilla de porcelana con la zirconia.

Características del material PRETTAUANTERIOR (Zirkonzahn)

Con el desarrollo de materiales, están surgiendo nuevas restauraciones totalmente de zirconio de alta permeabilidad, lo que mejora la transparencia de los materiales de zirconia. Por ejemplo, PRETTAUANTERIOR (Zirkonzahn) se lanzó en 2014, que tiene la misma transmisión de luz que la vitrocerámica de disilicato de litio, y su resistencia es mucho mayor que la vitrocerámica (>670MPa), que puede reemplazar en gran medida a la vitrocerámica como estética. restauración de dientes anteriores.

En comparación con la corona inferior de zirconio tradicional y la porcelana de revestimiento, la restauración totalmente de zirconio tiene una menor cantidad de preparación dental, retiene más tejido dental y evita el fracaso de la restauración causado por el colapso de la porcelana, lo que mejora aún más la tasa de éxito de la restauración.

② Corona posnúcleo de zirconio

Los materiales cerámicos de zirconio tienen mejor biocompatibilidad y propiedades radiopacas, así como mejor elasticidad y dureza. Los materiales metálicos tienen buena estabilidad y resistencia mecánica, pero son fáciles de romper y corroer, y hay artefactos en la resonancia magnética clínica. El uso de post-núcleo de zirconia para la restauración tiene mejores efectos a largo plazo en términos de integridad dental y color, y la corona post-núcleo después de la restauración tiene menos daño.

Los postes y muñones de fibra son translúcidos, tienen buena resistencia a la corrosión y son muy similares a los dientes autógenos. Se utilizan a menudo en la restauración de dientes anteriores en los últimos años. Cuando hay un área grande de defecto dental, se requiere que la fuerza oclusal sea alta para que se reflejen las ventajas mecánicas únicas del metal del poste y el núcleo de zirconia. Los estudios han encontrado que las coronas de post-núcleo de zirconia son superiores a los núcleos de resina con poste de fibra para reparar defectos dentales de área grande, y los núcleos de resina con poste de fibra pueden seleccionarse para defectos de área pequeña con baja resistencia oclusal, como los dientes maxilares anteriores.

③ Pilar de zirconio

Los pilares de zirconio tienen menor energía libre superficial y humectabilidad superficial en comparación con los metales, lo que reduce la adhesión bacteriana y reduce el riesgo de enfermedad periimplantaria. El pilar de zirconio se ajusta más a los requerimientos estéticos de los pacientes y tiene mejor biocompatibilidad. Los pilares de titanio y metal pueden verse a través de los tejidos blandos que rodean el implante, lo que da como resultado un encanecimiento del tejido marginal y resultados menos estéticos.