Odontologinė keramika
Straipsnis iš OdontologijaWiki.
Odontologijoje naudojama keramika yra lauko špato, kvarco ir kitų kelių pagalbinių medžiagų mišinys. Pagal savo sudėtį ir savybes ji skiriasi nuo kitų keramikos rūšių (Pav. Odontologinės ir kitų rūšių keramikos cheminės sudėties schema). Kaolinas, naudotas odontologinėje keramikoje seniau, šiuo metu nėra naudojamas.
Turinys |
Savybės
Odontologijoje naudojama keramika pasižymi puikiomis estetinėmis savybėmis, nesikeičiančiomis su laiku, bei aukštu cheminiu stabilumu. Šiluminis odontologinės keramikos laidumas ir šiluminis jos plėtimasis labai artimi danties kietųjų audinių analogiškiems rodikliams.
Odontologinės keramikos atsparumas spaudimui yra gana aukštas (350-550 MPa), tačiau atsparumas tempimui yra labai žemas (20-60 MPa) kas paaiškina keramikos trapumą. Maksimali deformacija, kurią gali atlaikyti stiklai be suirimo, neviršija 0,1%. Ypač jautrios šios medžiagos yra paviršinių mikroįskilimų atsiradimui. Atšaldant iki kepimo temperatūros įkaitintą keramiką, skirtingi jos sluoksniai vėsta ir traukiasi skirtingu greičiu. Tai gali būti įtrūkimų priežastimi, kurie, ilgainiui, prives prie visiško konstrukcijos suskilimo.
Keramikinių konstrukcijų klinikinė klasifikacija
Pagrindinis odontologijoje naudojamos keramikos trūkumas yra jos trapumas. Siekiant išvengti šio trūkumo, mėginta eiti dviem keliais: ieškoti keramikinių medžiagų su geresnėmis mechaninėmis savybėmis arba naudoti trapiai keramikai tvirtesnės medžiagos atramą. Šie keliai privedė prie 3 klinikinėje praktikoje naudojamų keramikinių konstrukcijų rūšių, tokių, kaip keramika su nemetalais sutvirtintu keramikiniu karkasu (bemetalė keramika, keramika, skirta fiksacijai polimeriniais adhezyvais ir metalokeramika.
Bemetalė keramika
Atsiradus vakuuminėms krosnims, naudojamoms dantų technikų laboratorijose, pavyko sumažinti keramikos porėtumą ir, tokiu būdu, padidinti jos atsparumą lenkimui nuo 20-30 MPa iki 50-60 MPa. Tačiau ir šio dydžio nepakanka, norint užtikrinti restauracijos tvirtumą. Kadangi keramika linkusi suirti esant tai pačiai kritinei deformacijai, lygiai maždaug 0,1%, padidinti medžiagos tvirtumą galima tik didinant jos Jungo modulį. Jeigu kartu sudaryti kliūtį įtrūkimams didėti, keramika galėtų nesuirdama priešintis gerokai didesnėms deformacijoms.
Buvo išbandyta eilė medžiagų, kurios, kaip manoma, galėtų išspręsti šias keramikos trapumo problemas. Silicio nitridai ir karbidai yra patrauklūs iš mechaninės pusės, tačiau šios medžiagos yra itin sunkiai gaminamos bei neatitinka estetinių reikalavimų. Neseniai atsirado vainikėlių karkasai, pilnai sudaryti iš tankiai sukepto aliuminio oksido.
Keramika aliuminio oksido pagrindu
XX a. 60-ų metų pradžioje buvo pasiūlyta gruntinį vainikėlių sluoksnį sutvirtinti aliuminio oksidu. Šiam tikslui pasiūlyta medžiaga buvo lauko špato stiklas su 40-50% aliuminio oksido. Aliuminio oksido dalelės pasižymėjo gerokai didesniu tvirtumu, nei stiklas, ir gerokai efektyviau stabdė įtrūkimų plitimą, tarsi sudarydamos kliūtis įtrūkimo linijoms (Pav. Aliuminio oksido dalelės stabdo įskilimo plitimą). Jei lauko špato keramikos tvirtumas lenkiant pasiekė, geriausiu atveju, 60 MPa, tai aliuminio oksidu modifikuoto lauko špato keramikos šis rodiklis lygus 100-150 MPa. Nepaisant padidėjusio tvirtumo, kramtomųjų dantų restauravimas tokiais vainikėliais dar nebuvo įmanomas, nekalbant jau apie tiltinius protezus. Aliuminio oksido keramika buvo naudojama tik gruntiniam (opakeriniam) vainikėlio sluoksniui, kadangi aliuminio oksido pridėjimas padarydavo keramiką neskaidria ir blyškia.
In-Ceram
- Plačiau: VITA In-Ceram
Dėl techninių keramikos miltelių gamybos ypatumų į lauko špato keramiką neįmanoma pridėti daugiau, nei 50-60% (pagal tūrį) aliuminio oksido. Tikslu padidinti aliuminio oksido kiekį, buvo sukurta alternatyvi sistema, vadinama In-Ceram (Vita). Pagal šią sistemą pagamintos medžiagos keramikiniams karkasams sudėtyje yra apie 85% aliuminio oksido. Keramikinis karkasas modeliuojamas ant ugniai atsparaus modelio iš plono šlikerio (шликер), kurio sudėtyje yra aliuminio oksido miltelių. Toks procesas vadinamas šlikeriniu liejimu. Išdžiovinus štampuką, jis kepamas 10 val. 1120°C temperatūroje. Kadangi aliuminio oksido lydymosi temperatūra gerokai aukštesnė, įvyksta tik taškinis aliuminio oksido dalelių susilydimas, tarp kurių labai gausu porų. Tokio porėto karkaso tvirtumas yra labai žemas, viso labo 6-10 MPa. Šis porėtas karkasas yra prisodrinamas lantano stiklo, kuris pasižymi labai mažu klampumu, kai yra išlydytas. Lantano stiklas lydomas esant 1100°C 4-6 valandų laikotarpyje. Patekęs į poras, lantano stiklas suformuoja itin tankią keramikinę medžiagą. Karkasas, siekiant vainikėliui priduoti daugiau estetikos, apdailinamas standartine lauko špato keramika. Tokia technologija pagaminta keramika yra itin atspari lenkimui, jos tvirtumas siekia 400-500 MPa. Šia sistema pagaminta medžiaga buvo pavadinta In-Ceram-Alumina.
Analogiškai gaunamas ir magnezinio špinelio (MgAl2O4) bei cirkonio dioksido (ZrO2) pagrindo keramikiniai karkasai. In-Ceram-Spinell pasižymi geresnėmis estetinėmis savybėmis, tačiau kiek mažiau mechaniškai atspari. In-Ceram-Zirconia, pagaminta In-Ceram-Alumina pagrindu, pridėjus apie 33% (pagal masę) cirkonio dioksido, yra gerokai tvirtesnė ir jos atsparumas lenkimui siekia 700 MPa.
Alternatyvia metodika bemetalių keramikinių restauracijų gamybai yra CAD/CAM (kompiuterinio modeliavimo ir kompiuteriu valdomos gamybos) sistemos, naudojančios ir aukščiau minėtus In-Ceram Spinell/Alumina/Zirconia blokelius. Tokių blokelių mechaninės savybės yra dar geresnės, nes jie yra pagaminti sauso presavimo metodika, dėl ko gaunama tankesnė ir homogeniškesnė medžiaga. Tokia technologija naudojama CEREC (Siemens) sistemoje.
Gryno aliuminio oksido keramika
Atsiradus aliuminio oksidu sutvirtintai keramikai, buvo mėginama ieškoti būdų, kaip pagaminti keramikinę restauraciją, sudarytą vien tik iš aliuminio oksido. Vainikėlių karkasus iš gryno aliuminio oksido siūlo Nobel Biocare (Procera All Ceram).
Iš aliuminio oksido pagaminti vainikėliai pasižymi itin dideliu atsparumu lenkimui, apie 700 MPa, kas prilygsta cirkonio dioksido keramikos atsparumui lenkimui.
Aliuminio oksido keramika turi vieną gana didelį trūkumą - ji negali būti efektyviai tvirtinama polimerinių adhezyvų pagalba, kadangi nėra galimybės išėsdinti tokio karkaso paviršių bei nėra rišančių agentų, galinčių efektyviai sujungti šią keramiką su polimerais.
Keramika, skirta fiksacijai polimeriniais adhezyviniais cementais
Atsiradus galimybei sudaryti tvirtą adhezinį ryšį su emaliu ir dentinu bei pastebėjus teigiamą keramikinės restauracijos ėsdinimo vandenilio fluoridu įtaką restauracijos retencijai, buvo plačiai pradėtas taikyti adhezinis keramikinių restauracijų tvirtinimas. Kietųjų danties audinių ir keramikinės restauracijos ryšio tvirtumas tapo pakankamai patikimu, galinčiu apsaugoti trapią keramiką nuo skilimo. Dėka šių technologijų, tapo įmanoma gaminti keramikinius vinyrus, įklotus ir užklotus, kas iki tol buvo nepatikima dėl dažno keramikos skilinėjimo.
Adhezinis ryšys tarp danties kietųjų audinių ir keramikos yra gana sudėtingas ir apima eilę tarpinių medžiagų, kurios tą ryšį sudaro. Dantis yra paruošiamas taip, kaip ir plombavimui kompozicinėmis medžiagomis, išėsdinant jo paviršių bei užtepus adhezyvo. Keramikos vidinis paviršius taip pat išėsdinamas. Ryšys tarp keramikos ir polimerinių kompozicinių medžiagų palaikomas appretų (sujungiančių agentų), kurie savo pagal savo cheminę sudėtį yra silanai.
Keramika, kurią galima adheziniu metodu fiksuoti prie danties kietųjų audinių, vadinama bendru terminu stiklokeramika. Stiklokeramika yra daugiafazinė medžiaga, kurios amorfinėje stiklinėje fazėje yra pasiskirsčiusi kristalinė fazė. Kristalinei fazei susidaryti svarbus yra kristalizacijos centrų susidarymas ir pačių kristalų augimas. Gaminant stiklokeraminę medžiagą iš pradžių siekiama gauti kuo daugiau kristalizacijos centrų, kas įvyksta esant tik tam tikrai temperatūrai. Po to temperatūra keliama tikslu pasiekti optimalaus dydžio kristalų susiformavimo. Norint pasiekti gerų stiklokeramikos savybių, reikia, kad kristalinė fazė būtų tolygiai pasiskirsčiusi stiklo fazės viduje bei kad kristalų kiekis būtų kuo įmanoma didesnis. Paprastai, kristalai stiklokeramikoje užima daugiau, nei 50% medžiagos tūrio.
Trapių kietų kūnų irimas prasideda nuo nedidelio paviršinio ar vidinio defekto, tokio, kaip mikroįtrūkimas. Šioje paviršiaus vietoje koncentruojasi krūvis, kuris ir gali nulemti visišką konstrukcijos suirimą. Jei kristalinė fazė yra pakankamai tvirta, įskilimai susidarys stiklinėje fazėje bei sustos ties riba su kristaline faze. Didesnė kristalinės fazės dalis stiklokeraminėje medžiagoje sąlygos mažesnį įskilimo linijos plitimą bei didesnį medžiagos tvirtumą.
