지르코니아 세라믹 재료의 임상적용

도자기는 200년 이상 구강 수복 재료로 사용되어 왔습니다. 세라믹 재료는 우수한 미관, 높은 기계적 강도(경도, 내마모성, 압축 강도, 굴곡 강도), 높은 안정성 및 강한 투자율의 특성을 가지고 있습니다. 치아 복원에 널리 사용됩니다.

올세라믹 치과 수복 재료의 분류

올세라믹 재료는 재료 의 미세 구조에서 유리상과 결정상의 함량에 따라 세 가지 범주로 나뉩니다 .

① 장석자기. 그것은 주로 천연 장석, 석영 및 카올린의 세 가지 구성 요소에 의해 고온에서 소결되는 유리상입니다. Feldspar Porcelain은 치과에서 사용된 최초의 세라믹 재료이며 광학적 특성은 법랑질 및 상아질과 매우 유사합니다. 그러나 기계적 성질이 좋지 않아 굽힘강도가 보통 60~70MPa에 불과하여 Porcelain fused metal 수복물이나 fusion-bonded ceramic 수복물로 많이 사용된다.

② 유리 세라믹스. 유리상과 결정상을 동시에 포함하는 유리-세라믹은 고온 용융, 성형 및 열처리를 통해 결정상과 유리가 결합된 일종의 복합 재료입니다. 무정형 유리와 비교하여 유리상에 결정질 필러를 추가하거나 성장시키면 열팽창 계수 및 인성 증가, 재료 색상 변경, 유백광 성별 및 투명도와 같은 유리 기반 세라믹의 기계적 및 광학적 특성이 크게 변경됩니다. .

③ 다결정 세라믹스. 유리상과 기상없이 결정에 의해 직접 소결되는 일종의 치밀한 세라믹 재료입니다. 강도와 경도가 높고 CAD/CAM 장비로 가공됩니다. 유리상이 없기 때문에 이러한 재료는 일반적으로 투명도가 낮고 베니어 자기로 장식해야 합니다. 유리상을 주성분으로 하는 유리-세라믹은 심미적 특성은 좋지만 결정수가 증가할수록 강도는 높아지지만 투명도는 나빠진다.

고투명 지르코니아 틀니

이 분류 방법은 세라믹 성분과 적응증의 관계를 암시합니다. 그러나 현재의 다결정 세라믹 미세구조의 개발과 함께 투명도가 감소된 더 반투명한 지르코니아와 더 강한 유리-세라믹의 출현은 이 개념에 도전합니다. 업계에서 세라믹 기술의 근본적인 발전: 이러한 재료의 제조 공정은 천연 성분(예: 장석)에서 합성 세라믹으로 변경되었습니다.

● 올세라믹 재료의 화학적 조성과 미세구조에 따라 올세라믹 재료는 유리계 세라믹, 다결정 세라믹, 수지계 세라믹의 세 가지 범주로 분류됩니다. 전통적인 세라믹 재료와 비교하여 수지 기반 세라믹 재료는 유기 스캐폴드를 포함하기 때문에 특별한 특성을 가지고 있습니다. 다음과 같은 장점이 있습니다. 탄성 계수가 상아질에 더 가깝습니다. 재료의 취성과 경도가 감소하고 절단하기가 더 쉽습니다. 수지 수리가 사용됩니다. 변형 후 강도에 영향을 미치지 않으며 임상 작업이 간단합니다. 자연 치아의 마모는 유리 세라믹보다 훨씬 적습니다. 열 처리가 필요하지 않으며 의자에서 디자인 및 생산을 완료할 수 있습니다.

지르코니아 소재의 구조와 가공방법에 대한 연구가 진행됨에 따라 지르코니아의 성능은 점차 향상되었으며, 우리에게 친숙한 인공고관절, 구강보철물 등 임상적 적용이 더욱 확대되고 있습니다.

지르코니아의 구조와 특성

지르코니아는 특정 온도 조건에서 서로 변환될 수 있는 단사정계(m), 정방정계(t) 및 입방정계(c)의 세 가지 형태를 가진 다결정 물질입니다. 소결된 지르코니아가 실온으로 냉각되면 결정 구조의 변형(정방정상에서 단사정상으로)으로 인해 단사정계 결정의 단위 셀 부피가 정방정계 결정보다 약 4% 더 크며 균열이 발생합니다. 지르코니아 내부에 나타납니다. 지르코니아의 기계적 강도를 감소시킵니다. CaO, MgO, CeO2, Y2O3와 같은 안정적인 산화물을 추가하면 이 공정을 안정화할 수 있습니다. 이트륨 산화물이 첨가된 지르코니아 세라믹은 고유한 응력 유도 상변태 강화 효과가 있어 우수한 기계적 특성을 가지며 굽힘 강도는 900 ~ 1200Mpa에 도달할 수 있습니다. 상온에서 정방정계 지르코니아를 안정화시키는 또 다른 방법은 입자 크기를 줄이는 것입니다(평균 임계 입자 크기 <0.3 μm).

온도에 따른 순수 지르코니아 결정의 상전이

실제 적용에서 필요한 결정 형태와 성능을 얻기 위해 일반적으로 다양한 유형의 지르코니아 세라믹을 만들기 위해 다양한 유형의 안정제가 추가됩니다. 지르코니아 세라믹은 미세 구조에 따라 완전 안정화 지르코니아(FSZ), 부분 안정화 지르코니아(PSZ), 정방정 지르코니아 다결정(TZP)의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 예를 들어 안정제가 CaO, MgO, Y2O3인 경우 각각 Ca-PSZ, Mg-PSZ, Y-PSZ 등으로 표현한다. 치과 재료용 지르코니아는 Y-TZP(Yttria Stabilized Tetragonal Polycrystalline Zirconia)입니다.

지르코니아 일반적으로 사용되는 결정형 안정제-희토류 산화물

지르코니아 세라믹 재료는 우수한 내마모성 외에도 우수한 미적 특성, 우수한 생체 적합성, 우수한 인성, 강도 및 피로 저항성을 가지고 있습니다. 지르코니아의 주요 단점은 결합 과정에서 코팅 재료가 마모되어 세라믹의 강도와 계면의 견고성에 영향을 미친다는 것입니다. 지르코니아의 화학적 불활성도 결합 효과와 수복물의 기능에 영향을 미칩니다. 완전 윤곽 지르코니아 수복물은 불투명하며 저온에서 생체 내에서 분해됩니다. 지르코니아의 표면 처리

현재 클리닉에서 일반적으로 사용되는 세라믹 접착제는 주로 수지 접착제, 글래스 아이오노머 접착제, 레진 플러스 글래스 아이오노머 접착제 및 인산염 접착제의 네 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 그 중 수지 접착제는 주로 화학적 접착과 기계적 결합에 의존하고, 글라스 아이오노머 접착제는 물리적 및 기계적 결합이며, 인산염 접착제는 주로 기계적 결합과 유지에 의존합니다. 그 중 수지 접착제가 지배적입니다.

세라믹 표면 처리는 수지와의 결합력을 향상시킬 수 있으며 일반적인 세라믹 표면 처리는 주로 기계적 방법과 화학적 방법으로 나뉩니다. 일반적으로 샌드 블라스팅, 에칭 기술 및 실란 커플 링제가 가장 일반적인 방법입니다. 그러나 지르코니아 세라믹은 유리 매트릭스가 없는 다결정 세라믹이기 때문에 산 에칭 효과가 제한적입니다. 학자들은 기계적 잠금 및 화학적 결합 성능을 향상시키기 위해 지르코니아, 구성 등의 표면 거칠기를 변경했습니다.

● 샌드블라스팅: 그라인딩 또는 샌드블라스팅은 표면을 4방향 단사정계에서 변화시켜 단사정계 지르코니아 결정의 함량을 급격히 증가시킵니다. 알루미나 입자의 고속 이동은 지르코니아 표면에 강하게 충격을 주어 거칠고 젖은 결합 표면을 형성합니다. 많은 실험에서 50μm 알루미나 입자를 사용하고 0.25MPa 미만의 압력에서 분사하는 것이 가장 적합한 선택임을 입증했으며, 이는 지르코니아 올-세라믹과 레진 접착제 사이의 결합 강도와 내구성을 향상시킬 수 있습니다.

● 커플링제: 공유 결합을 통해 계면 사이에 견고한 결합을 이루는데, 현재 주로 10-메타크릴로일옥시데실 포스페이트(10-MDP)를 포함하는 프라이머와 실란 프라이머 두 가지 유형이 있습니다.

● 레이저 에칭: 지르코니아 올-세라믹 표면의 미세-기계적 특성을 개선하여 지르코니아 표면과 레진 사이의 미세-기계적 연결을 형성하고 지르코니아 올-세라믹의 접착 효과를 향상시킵니다.

지르코니아의 임상적 적용

① 베니어 포세린을 사용한 지르코니아 하부 크라운

연구 결과 지르코니아 수복물의 생존율은 식립 1년 후 95.3%, 2년 후 80.2%로 알려진 재료 중 가장 좋은 결과를 보였다. 임상적으로 지르코니아 수복 실패의 주된 원인은 Porcelain Veneer의 균열이다. 도자기 장식은 미적 효과가 좋지만 지르코니아 기반 도자기 베니어 수복물의 도자기 균열 가능성이 더 높으며(3년 후 6%-25%), 이는 유리 올-세라믹 수복물 또는 금속-세라믹 수복물보다 높습니다. . 특히 파괴 인성, 굽힘 강도, 열팽창 계수 및 탄성 계수의 불일치는 지르코니아에 대한 포세린 베니어의 결합에 영향을 미칠 수 있습니다.

PRETTAUANTERIOR(Zirkonzahn) 소재 특성

재료의 발달로 지르코니아 재료의 투명도를 향상시키는 새로운 고투과성 올 지르코늄 수복물이 등장하고 있습니다. 예를 들어 2014년에 출시된 PRETTAUANTERIOR(Zirkonzahn)는 리튬 디실리케이트 글라스-세라믹과 동일한 광투과율을 갖고 강도는 글라스-세라믹(>670MPa)보다 월등히 높아 심미적으로 글라스-세라믹을 대체할 수 있습니다. 앞니 복원.

전통적인 지르코니아 바닥 크라운 및 베니어 도자기와 비교하여 전체 지르코니아 수복물은 치아 준비량이 적고 더 많은 치아 조직을 유지하며 도자기 붕괴로 인한 수복 실패를 방지하여 수복 성공률을 더욱 향상시킵니다.

② 지르코니아 포스트코어 크라운

지르코니아 세라믹 재료는 더 나은 생체 적합성과 방사선 불투과성, 더 나은 탄성 및 경도를 가지고 있습니다. 금속 재료는 안정성과 기계적 강도가 좋지만 깨지기 쉽고 부식되기 쉽고 임상 MRI에서 인공물이 있습니다. 복원을 위해 지르코니아 포스트 코어를 사용하면 치아 무결성 및 색상 측면에서 장기적으로 더 나은 효과가 있으며 복원 후 포스트 코어 크라운의 손상이 적습니다.

섬유 포스트와 코어는 반투명하고 내식성이 우수하며 자가 치아와 매우 유사합니다. 그들은 최근 몇 년 동안 전치부 수복에 자주 사용됩니다. 치아 결손 부위가 넓은 경우 지르코니아 포스트와 코어의 고유한 금속 기계적 장점이 반영되도록 높은 교합력이 요구됩니다. 연구에 따르면 지르코니아 포스트 코어 크라운은 넓은 면적의 치아 결함을 수리하는 데 섬유 포스트 레진 코어보다 우수하며 섬유 포스트 레진 코어는 상악 전치부와 같이 교합 강도가 낮은 작은 면적 결함에 선택할 수 있습니다.

③ 지르코니아 어버트먼트

지르코니아 어버트먼트는 금속에 비해 표면 자유 에너지와 표면 습윤성이 낮아 세균 부착을 줄이고 임플란트 주변 질환의 위험을 줄입니다. 지르코니아 어버트먼트는 환자의 심미적 요구 사항에 더 부합하고 더 나은 생체 적합성을 갖습니다. 티타늄 및 금속 어버트먼트는 임플란트 주변의 연조직을 통해 보일 수 있으며, 그 결과 변연 조직이 희어지고 심미성이 떨어집니다.