牙科陶瓷材料与修复体制作研究的新进展

于海燕

摘要在牙科材料学的发展和研究中，具有与自然材料相近的高稳定性、高耐用性和美学特性的陶瓷材料受到了人们的欢迎。然而，复合材料本身具有的脆性使其极易作为修复材料，在承受较大的咬合压力时很容易发生断裂或损坏。而近几年，随着人们对牙齿的美学和修复材料的生物安全性要求不断提高，对新型牙科复合陶瓷的开发和新的工艺技术进行了深入的探讨。

关键词  牙科；陶瓷材料；修复体制作

1牙科陶瓷的分类

1.1玻璃陶瓷

玻璃陶瓷是一种以玻璃为基础，并含有一定数量结晶结构的陶瓷材料。传统的粉浆法涂布工艺生产的长石瓷，其抗拉强度在60～80 MPa左右，而用工业预制法生产的长石瓷强度可达160～180 MPa，具有较高的强度和韧性，适用于CAD/CAM的机械加工。近几年，各种颜色的机器加工陶瓷片相继问世，例如3D彩色陶瓷片，其内层1/3为遮色区、1/3为中性区、1/3为半透光区，与Cerec CAD/CAM软件相结合的Cerec CAD/CAM软件可以实现对多层色瓷的切割过程进行可视化的控制，使得其处理后的修复体的色泽与自然的颜色相匹配，2015年一种美学性能更好的IPSe.max Press MT色系的瓷块问世。

1.2复合陶瓷

复合陶瓷是一种将传统陶瓷的特性与新型树脂工艺材料相结合而成的一种新型树脂-陶瓷复合材料，其优势在于可以利用CAD/CAM技术实现。此外，由于复合陶瓷中含有较多的树脂成份，一旦修复体受损，很容易使用树脂进行修复。Lava TM Ultimate是利用纳米技术将纳米氧化硅微粒等转移到纳米树脂中而制成的一种可供CAD/CAM生产的树脂陶瓷复合材料。2014年，Lava Ultimate（3 MESPE）、Vita Enamic（Vita Zahnfabrik）和Cerasmart（GC Dental Products）三种复合陶瓷（Lava Ultimate），在水干燥条件下其三点弯曲强度分别为170 MPa、140 MPa、242 MPa，而上述陶瓷材料在水中及在冷热循环下的拉伸强度均显著下降[1]。

2牙科全瓷修复体材料的选择及制作技术

2.1失蜡热压铸造技术

失蜡热压铸工艺主要是将修复体中的蜡质材料包入一层磷酸盐，加热到一定的温度，然后将其放入陶瓷块中，再盖上氧化铝陶瓷，由加热炉按照所给的程序自动加热，使玻璃或陶瓷材料在合适的压力下浇入到模具中，由此完成陶瓷修补体的成型。

2.2增材制造技术

加材制造（Additive Manufacturing AM）工艺是指通过计算机辅助设计的数据，通过分层积累材料形成實物零件的生产过程。AM工艺无需常规的刀具、夹具、磨头等多个工艺过程，只需根据三维设计资料，将物料自动累积到一个整体的结构中，并且结构越复杂，生产效率就越高。采用增材工艺生产先进陶瓷材料，可明显减少陶瓷材料的能耗，提高陶瓷材料的强度和韧性，其密度已接近理论水平[2]。

3牙科陶瓷的制备

3.1内部增强

使用内部强化剂是目前增强牙科陶瓷硬度的最重要方式之一，牙科陶瓷的内部强化是利用从玻璃基体中扩散第二相晶体、粒子或玻璃纤维来完成的，其原理一般是通过把某种强化组成随意地散布在基体组成中，使裂缝偏斜、分枝、中断，进而使材料的韧性增加、强度提升。以白榴石为主导强化体的牙科陶瓷，由于其具有超高的热膨胀系数和金属优异的热匹配性而受到了人们广泛的关注[3]。

3.2应用高强度底层

长石瓷在烧结后的色彩较美丽，但其挠曲硬度大约在50～80 MPa之间，常需用硬度较好的各种金属、复合材料、瓷器为基础，生产的复合修复体既兼有瓷器的光学特性，也兼有各种金属复合材料及瓷器的高强度，以适应医学应用的需要。最常见的各种金属及复合材料基体为镍铬合金、钯银合金、黄金合金、钴铬合金、纯钛和铝镁合金。早期使用在医学中的全瓷冠，是用在铂箔上以烧结的工艺铝瓷所做成的，通过特殊技术处理将烤过的合金箔和瓷器结合为一体构成新型复合冠，其硬度也明显提高[4]。

3.3表面处理

陶瓷修复体的外表处理过程分为外表面处理过程和内表面处理过程，适当的外表面处理过程能够明显地增强陶瓷修复体硬度，使其外表更为光滑，颜色更为真实，使其与基牙结合力更强，进而有利于提升修补体品质，并拉长应用期。外表面处理过程分为打灰、珐瑯质、化学加强和电强化等，最近科学研究证实，通过离子交换的处理过程能够促进陶瓷测量试样的抗磨性能增加。黏固是瓷修补的最后阶段，一般认为是修补体的内表面处理，选用合适的黏固剂，适当地进行黏固，不仅能够增加修补体硬度，而且能够减少并发症，如咬合过高、冠面开口过大的问题[5]。

4牙科全瓷冠修复技术

牙科瓷融合到金属修复体中，既有金属的强度，又有陶瓷的美丽，它们广泛应用于牙科领域。然而，中国使用的瓷粉依赖外国进口，价格昂贵，每公斤价格高达数万元。研究和开发陶瓷材料以取代与金属融合的进口瓷器，并在合金（包括不透明瓷和身体瓷）上生产用于瓷冠的陶瓷材料粉末。制造方法采用化学试剂为原料，原料易得、成分准确，用瓷嵌体替代金属嵌体和树脂充填，简单、省力、节能，用辊磨机研磨不透明瓷和胎瓷的简单瓷粉，在简单瓷粉中加入自制颜料研磨进行系列配色，可根据人类天然牙齿的不同颜色进行选择，颜色逼真美观。热压成形陶瓷的制作方法是把修复体蜡型材料安装在一种经过特别研制的圆柱型炉模中，并在模中冷却凝固后再进行脱模[6]。在随后的陶瓷表面处理中有两种方式可以得到令人满意的色泽，一种方法是选用与主体物质成份最接近的表面对釉陶瓷进行着色处理，获得适当的色泽，釉陶瓷厚度通常在50～60 μm左右。二是在表层饰瓷，当制成形状完美的蜡型时，先去掉表面已形成透明珐琅质部分的蜡，只留下部分进行包埋法，然后常规温压成形[7]，最后再在表层用普通的白岩瓷进行饰瓷。高温压铸工艺不但能实现全陶瓷修复体成形，还同时能增加陶瓷的光致密度和白榴石结晶的浓度，进而提高了陶瓷的硬度，这一工艺由于具有操作简便、省时、造价较低等优势，所以在临床中也获得了应用[8]。

5结束语

复合陶瓷运用于牙科有着漫长的发展历程，但是对医疗与临床应用来说却是个方兴未艾的新领域，并有着重要的市场与社会意义。但目前，全瓷修补体的市场占有率还远远不及烤瓷修补体，其成因主要是全瓷的修复材料依靠进口，而且售价昂贵，其硬度和弹性都还存在着缺陷。随着人类物质生活水平的提高，社会对美的需求也日益旺盛，在材料研发的新浪潮中取得历史性突破指日可待。

参考文献

[1]宣永华.陶瓷材料及黏结技术在口腔美容过程中的应用[J].中国组织工程研究，2011（34）：6 420-6 423.

[2]侯晔坡，高杰.Er：YAG激光照射对牙科陶瓷材料粘接影响的研究进展[J].国际口腔医学杂志，2019（1）：68-72.

[3]朱明太.一种新型牙科修复材料——可铸造玻璃陶瓷 第二部分：修复体的制作[J].国外医学.口腔医学分册，1986（1）：66-68.

[4]杨瑟飞，金志浩，郭天文.口腔修复用Y-TZP陶瓷材料制备工艺研究[J].稀有金属材料与工程，2007（02）：313-317.

[5]骆小平.牙科陶瓷材料及修复体制作技术的新进展[J].口腔材料器械杂志，2016，25（1）：1-4.

[6]李旬科，王忠义，毛勇，刘冰.口腔烤瓷熔附修复中基底支架制作技术应用研究进展[J].国外医学：生物医学工程分册，2002（3）：122-126.

[7]陈卫卫.牙科陶瓷表面不同处理对其粗糙度的影响[J].中国医药导报，2015（20）：156-159.

[8]Zheng Kan， Xiao Xingzhi， Liao Wenhe， Liu Hongjie.Experimental study on rotary ultrasonic machining of fully sintered zirconia dental ceramics[J].journal of synthetic crystals，2013，42（09）：1 864-1 869.