氧化鋯的特性

     全瓷在美容修復中的作用越來越呈現(xiàn)出其優(yōu)勢，而隨著新型全瓷材料氧化鋯材料的出現(xiàn)，修復已經(jīng)不在是局限于簡單的美容修復。但國內(nèi)對氧化鋯材料的修復仍屬于初級的探索階段，其主要原因是我們的口腔臨床醫(yī)生對材料的相關(guān)知識和氧化鋯的特性了解甚少，同時又缺少相關(guān)的文獻，這使得氧化鋯材料無法廣泛應(yīng)用于臨床。在這里我們查閱了一些氧化鋯的相關(guān)國內(nèi)外文獻及信息，并做了一下總結(jié)，其中有不當之處望加以指正。
     氧化鋯的特性1，鋯，富藏于堿性巖中，質(zhì)純的鋯為透明色且堅硬，常被誤認為鉆石，我們現(xiàn)在臨床修復中所使用的氧化鋯屬于合成鋯類，其材料是以斜鋯石和鋯石英為主。合成類鋯中又分為單斜向體聚晶型鋯、四方向體聚晶型鋯和立方體聚晶相鋯。氧化鋯的熔點在2710度，如果加入Mg、Y、Ca等氧化物，熔點溫度可降低到2500度，在這種溫度下可以將四方晶相鋯有效的存在于常溫下。這就是Y-TZP——即釔穩(wěn)定四方體聚晶氧化鋯，也就是我們臨床常用的氧化鋯的統(tǒng)稱，而氧化鋯優(yōu)良的力學性能正是來源于這種四方向晶型的變化。四方晶相氧化鋯在材料使用中，由于外力的誘導會向單斜晶相轉(zhuǎn)變，以消耗部分能量緩解應(yīng)力，同時相粒子的體積增大效應(yīng)即抑制裂紋的擴展。值得說明的是Y-TZP也分為不同的種類，大體上分為兩種，即HIP和CIP雖然它們的組成成分相同，但由于加工條件及粉末類型選擇的差異，使得它們在強度和透光度性方面都會有不同表現(xiàn)。現(xiàn)有的氧化鋯是依靠CAD/CAM系統(tǒng)進行加工，國內(nèi)常見的CAD/CAM系統(tǒng)有：PROCERA、KAVO和CEREC等（CERCON必須增加EYE設(shè)備才能算的上CAD/CAM系統(tǒng)），用于CAD/CAM系統(tǒng)的切割的是由＂噴濺－干化＂（spary-dried）粉末成型的氧化鋯瓷塊，經(jīng)過研磨后，在1150度～1500度的溫度下進行無壓力燒結(jié)，此時多孔狀的預燒結(jié)氧化鋯型胚會有20％的線性收縮，并開始體現(xiàn)出其強度和透光性的特性。這種技術(shù)我們稱之為＂熱等靜壓壓縮＂——HIP，也就是現(xiàn)在國際上早期推廣的HIP氧化鋯。從工藝上講熱等靜壓是在高溫下通過氣體壓力媒介形成的等靜壓壓制技術(shù)，從而可激活擴散和蠕變現(xiàn)象的發(fā)生，而冷等靜壓是在室溫下通過液體壓力媒介形成的等靜壓壓制技術(shù)。同時使用HIP工藝的氧化鋯粉末量要比傳統(tǒng)的CIP(冷等靜壓壓縮)氧化鋯多一些，其強度也提高了20％以上，目前國內(nèi)的有不超過三種CAD/CAM系統(tǒng)能加工的HIP氧化鋯，但只有Procera使用了HIP類氧化鋯。
        氧化鋯的特性2。雖然都屬于釔穩(wěn)定型氧化鋯，但CIP和HIP強度上的區(qū)分很大。廠家從宣傳角度上往往會夸大自己的產(chǎn)品，所以綜合角度比較來看Girrbach(HIP)>KAVO(HIP)>Procera（HIP）>CEREC YZ-Cubes≥3M LAVA(CIP)>DCS（HIP）>CERCON（CIP），強度*高的接近1500Mpa(Girrbach)，強度*小的900Mpa（CERCON），目前國內(nèi)無Girrbach的加工項目（在這需要說明的是由于測試條件及設(shè)備的原因，結(jié)果會有些出入，特別是3M與DCS的比較）。
       氧化鋯的特性3.強度無論是900Mpa也好1200Mpa也好，理論上這種強度已經(jīng)高于金屬的強度了，但我們?nèi)圆荒芎鲆曈绊懷趸啅姸鹊囊蛩亍?br>疲勞期后的強度下降：任何材料在經(jīng)過使用后會出現(xiàn)疲勞，而強度和韌性都會下降，全瓷也不例外。全瓷材料一般經(jīng)過5年后的疲勞期，其強度會有50%以上的下降，之后其強度會一直穩(wěn)定。
      氧化鋯的特性4.線性收縮與橋橫截面：一般氧化鋯在燒結(jié)后都會出現(xiàn)20%~50%的收縮，通過釔氧化物的加入（增加強度）及致密度加工會將鋯的收縮率控制在20%，但過長的橋體線性收縮加大仍會使強度下降。同時橋體的橫截面大小也決定橋的強度，傳統(tǒng)全瓷橋的橫截面積為4X4（16）平方毫米，而氧化鋯可以做到前（牙）8后（牙）９平方毫米大小的橫截面，但超過兩個橋體時需要設(shè)計為9-12-9。（注：CEREC和KAVO的氧化鋯每個瓷塊都經(jīng)過了詳細的計算，可以**到小數(shù)點后５位數(shù)，而Procera使用的是HIP氧化鋯，不回再次收縮。另外HIP類氧化鋯不會受線性收縮影響。）。
      噴砂與技工修改：噴沙以及使用較細粒度的研磨工具一般不會對氧化鋯的強度產(chǎn)生影響，但是使用超過125~150um顆粒的砂石研磨或氧化鋁噴砂壓力超過3.5巴則會造成強度下降； 而研磨工具顆粒缺損嚴重，造成在修復體出現(xiàn)大量的表面缺陷，此時也將會降低了氧化鋯修復體的總體強度。因此我們應(yīng)盡量避免對內(nèi)冠進行修改。
氧化鋯的透光度：波特蘭大學，得出的幾種全瓷透光度的排名： InCeram Spinell > Empress2 > Procera(致密燒結(jié)氧化鋁)>LAVA Zirconia> InCeram Alumina > InCeram Zirconia，從以上數(shù)據(jù)可以看到，通過工藝的改變氧化鋯透光效果將會越來越好。
美觀性比較：需要注意的是，氧化鋯不具備自然牙所能體現(xiàn)的熒光性，所以必須要依靠飾面瓷來完成。如果按1.2mm的基牙預備量完成的冠來比較，效果*好的是應(yīng)該是Procera，我想國內(nèi)見過NobelRondo瓷粉的畢竟是少數(shù)，見過的就會吃驚，即使再薄的飾面空間通過該瓷粉的修飾也會出現(xiàn)非常不錯的效果（因為Procera氧化鋯是國內(nèi)**使用HIP類的）；其次就應(yīng)該是KAVO了，KAVO的優(yōu)勢主要是因為氧化鋯內(nèi)冠可以染色，除５種染色劑外，再加上基本的乳白色，一共有６種顏色的內(nèi)冠（指KAVO的CIP氧化鋯）。
       放射性：氧化鋯有一定的放射性，主要是鋯物質(zhì)中的氡會對人造成吸入輻射，并產(chǎn)生致癌作用，但這是一個氡含量的問題。而口腔臨床使用的鋯中遠遠達不到對人體有致病作用的這種放射量。(卡瓦氧化鋯胚塊是**通過ISI 10993-1生物認證的材料）
       氧化鋯的分辨：高純度的氧化鋯全瓷價格應(yīng)該在800到1500元(國內(nèi)的價格)，在這里希望認清氧化鋯的基本特征，高純度的氧化鋯表面光滑細致，由于全部采用CAD/CAM系統(tǒng)加工后結(jié)晶，內(nèi)冠厚度十分均勻沒有任何粗糙感，光照后會體現(xiàn)出較強的光亮感和半透明感。WOL-CERAM和IN-CERAM為30％氧化鋯填加產(chǎn)品，更多的成分仍為氧化鋁。其內(nèi)冠表面粗糙質(zhì)感差，且無半透明效果，而強度在５年后無法保證在600Mpa以上（WOL-CERAM和IN-CERAM強度５年后應(yīng)該在200Mpa左右，但強度只有在400Mpa以上的才能應(yīng)用于牙橋。）。
      通過以上的資料我們可以大致了解到氧化鋯的特性及氧化鋯在加工中的一些信息，不同的CAD/CAM系統(tǒng)所加工出的氧化鋯在強度（致密度）及透光性上仍會有存在質(zhì)的不同，因此正確地選擇氧化鋯類型，以及優(yōu)化工藝流程（CAD/CAM）的選擇是至關(guān)重要的，目前國內(nèi)規(guī)模較大的義齒生產(chǎn)企業(yè)越來越多的使用高速五軸加工中心配合ZECHA鉆石涂層氧化鋯加工刀具以達到較高的生產(chǎn)水準。至于醫(yī)生在臨床，應(yīng)熟練的掌握基牙的預備、適應(yīng)癥選擇、大量臨床經(jīng)驗和材料學的常識了解氧化鋯的特性。