Применение циркония в стоматологии

метки: Коронка, Цирконий, Изготовление, Диоксид, Керамик, Оксид, Ceram, Press

Материалы для несъемного протезирования

Начнем с того, что металлокерамика на цирконии — не совсем верный термин, так как в ней никакого металла на самом деле нет. Каркас для керамики сделан из диоксида циркония, а это никак не металл. Цирконий, точнее диоксид циркония, визуально похож на матовое стекло. Кстати, пусть вас не смущает некоторая путаница в названиях самого материала безмелалловой коронки. Точное химическое название — цирконий диоксид или диоксид циркония, но в стоматологической практике нередко материал называют оксид циркония или даже просто цирконий. Он прочен, но по прочности уступает металлу. Преимущество керамики на цирконии в отсутствии в ней металла. Поэтому она более биоинертна по сравнению с металлокерамикой на металле. Она меньше воздействует на десну, окружающую зуб, никак не окисляется и ни с чем не взаимодействует. Выглядит керамика на цирконии очень естественно, полностью повторяя форму, цвет, оттенки и прозрачность своих зубов.

Керамика из «циркония» делается двумя способами. Вариант первый: изготавливается каркас из циркония, потом он облицовывается керамической массой, индивидуализируя форму и цвет под остальные естественные зубы. Вариант второй: конструкция делается полностью из циркония — без использования керамики — тогда форма зубов делается изначально, а цветовые нюансы раскрашиваются после изготовления.

Таблица. Сравнительная характеристика материалов для несъемного протезирования (Dr. Florian Beuer Ludwig-Maximilians-Universitдt Mьnchen, 2007)

	Металлокерамика (недрагоценный металл)	Металлокерамика (драгоценный металл)	Диоксид циркония
Нет металла во рту
Гипоаллергенность
Естественная эстетика (по цвету и прозрачности)
Долговечность эстетики
Здоровье десен
Защита от кариеса под коронкой
Защита зубов от реакции на холод / тепло
Компьютерная точность конструирования и изготовления

Изделия из оксида циркония стоят немного дороже золота, но их преимущества бесспорны:

• полная биосовместимость материала с организмом человека;
• протезирование на диоксиде циркония рекомендовано в первую очередь тем пациентам, кто имеет заболевания ЖКТ, почек, крови, эндокринной системы;
• кристаллическая решетка оксида циркония способна восстанавливаться после стрессовых нагрузок;
• выполненные из него коронки обладают естественной полупрозрачностью живых зубов;
• изготовление каркасов происходит с использованием специального сканера, что позволяет добиваться точнейшего выполнения каркасов для коронок из этого материала, а, значит, и лучшего ее прилегания к зубу;
• подбор цвета осуществляется не только на уровне керамического покрытия как на металлокерамике, но и на уровне каркаса;
• из-за отсутствия металла во рту, нет процесса гальванизма и аллергических реакций;
• отсутствуют деформации в ходе эксплуатации как у конструкций, в состав которых входит металл, в том числе и благородный;
• прочность ZrO ₂ превышает прочность металла (более 1100МПа) и как следствие срок службы таких протезов увеличивается;

• высокая прочность позволяет изготовить не только конструкции с большой протяженностью, но и делать сложные работы на имплантатах в сочетании с керамическими опорными элементами (аббатментами);
• точность изготовленных каркасов препятствует проникновению микроорганизмов под коронки (менее 30 микрон).

• низкая теплопроводимость ZrO ₂ защищает ткани зуба от резких перепадов температуры (позволяет сохранить зубы «живыми» там, где возможно, то есть нет необходимости депульпировать зубы);

• долговечность эстетики.

Применение циркония в стоматологии

Основным сырьем для производства диоксида циркония является минерал циркон (ZrSiO4).

Оксид циркона получают из него путем химической обработки с помощью добавок. Полученный реагентный порошок смешивается с присадками. Разграничивают агломерационные присадки, которые в особенности оказывают воздействие на характеристики спекания и характеристики готовой керамики, и вспомогательные материалы, которые способствуют формообразованию.

Для применения в стоматологии оксид циркония сплавляют с иттрием, чтобы стабилизировать так называемую тетрагональную фазу. При разных температурах оксид циркония существует в разных кристаллических фазах. Наибольший интерес для практической стоматологии представляют, прежде всего, такие фазы как тетрагональная и моноклинальная фаза. Тетрагональная фаза имеет объем на 4 % меньше чем моноклинальная. В каркасе из оксида циркония присутствуют обе фазы, причем материал стремится, прежде всего, к моноклинальной фазе при комнатной температуре. Если в каркасе развивается трещина, стабилизированные иттрием тетрагональные частицы превращаются в моноклинальные, что приводит к повышению объема. Благодаря подобному фазовому преобразованию в керамике возникает напряжение сжатия, которое в идеале приводит к прекращению прогрессирования трещины. Этот процесс определяют, как трансформационное усиление или «эффект подушки безопасности» цирконий оксида. После стабилизации порошка циркона иттрием происходит прессование. Различают следующие виды прессования:

По температуре:

1) холодное (при комнатной температуре)

2) горячее прессование (нагревание до 700 ?С — 900 ?С в атмосфере аргона).

По осям сжатия:

1) одноостное (пресс только сверху и движется вниз);

2) двуостное (прессы движутся навстречу друг другу);

3) изостатическое (прессы движутся со всех сторон к центру).

От типа прессования зависит структура прессованного блока (количество и размер микропромежутков в блоке), а значит, и равномерность и объем усадки при спекании, а значит, и качество конечного продукта. Наиболее приемлемым видом прессования является изостатическое горячее прессование (ИГП).

Этот процесс наиболее технологически сложный и дорогостоящий, но позволяет добиться лучшего результата на выходе.

Заготовки из диоксида циркония (блоки циркония) изготавливаются путем различных методик. В то время, как агломерирующие добавки остаются в оксиде циркона, вспомогательные материалы, которые, кроме воды, являются в основном легкоиспаряющимися органическими соединениями, удаляются из отливки оксида циркона перед процессом агломерации, не оставляя никаких следов. И хотя этот материал подвергается процессу предварительного спекания, материал остается способным к обработке с помощью боров, сделанных из карбида вольфрама. Объект вырезается фрезой из блока циркона, мягкого как мел, размер которого примерно на 25 % больше, чем размер этого объекта. Потом выполняется окончательная агломерация при температуре 1500 ?С, и, таким образом, достигается его конечная консистенция. Во время этого процесса объект дает усадку на 20 %. Только в процессе окончательной агломерации структуры действительно приобретают свои подлинные характеристики. Уплотнение частиц порошка оксида циркона происходит путем уменьшения удельной поверхности. протезирование цирконий еmах керамика

Это получают с помощью термозависимых диффузионных процессов с изменением частей поверхности, межзёренной границы и диффузионного объема. Если твердотельная диффузия проходит слишком медленно, процесс агломерации может проводиться под давлением. Это называется горячим прессованием или горячим изостатическим прессованием («HIP процесс») циркона. Характеристики такой цирконовой керамики зависят в большей степени от химического состава материала и процесса изготовления.

Различают полностью стабилизированный диоксид циркония (FSZ) и частично стабилизированный диоксид циркония (PSZ).

Частичная стабилизация может быть достигнута с использованием добавки 3-6 % CaO, MgO или Y ₂ O₃ . В зависимости от условий изготовления стабилизироваться может кубическая, тетрагональная или моноклиническая модификация. Частично стабилизированный диоксид циркония имеет высокую термостойкость, и, таким образом, также подходит для использования при высоких температурах в машиностроении.

Препарирование для каркаса из оксида циркония должно проводиться с отчетливо видимой границей. Допустимые варианты придесневого препарирования — выраженный закругленный уступ (pronounced chamfer) или плечевой уступ (shoulder) с закругленным внутренним линейным углом (переход плеча в боковую стенку).

Принципиально возможно также тангенциальное препарирование. Толщина слоя облицовочной керамики сходна с аналогичными показателями для металлокерамики. Представление о необходимости более глубокого препарирование с иссечением большего объема тканей для цельнокерамических конструкций сегодня можно назвать предубеждением. Поскольку изготовление каркасов из оксида циркония проводится путем вытачивания из цельной заготовки, это обстоятельство следует учитывать в ходе препарирования протезного поля. Недопустимо сохранение острых переходных линейных углов, особенно в области фронтальной группы зубов. Толщина слоя для колпачка из оксида циркония может быть сокращена до 0,3 мм для одиночных коронок во фронтальном отделе. Для одиночных коронок в боковой области и для любых опорных зубов желательная минимальная толщина коронки составляет 0,5 мм. При этом толщина слоя облицовочной керамики должна составлять от 0,6 до 1,0 мм (аналогично металлокерамике).

В целом, эта техника является, вероятно, даже более щадящей в отношении тканей зуба по сравнению с металлокерамикой, так как здесь не требуется маскировка металлического каркаса.

Современные технологии, работающие с оксидом циркония, позволяют изготавливать каркасы как для одиночных коронок, так и для мостовидных конструкций протяженностью, в зависимости от вида оксида циркония, от 3 до 16 единиц. Область применения оксида циркония включает широкий спектр показаний:

• дефект твердых тканей зуба;
• дефекты зубных рядов;
• состояние после имплантации при полном отсутствии зубов.

Потенциальные противопоказания для применения безметалловой керамики на основе оксида циркония:

• наличие низкой клинической высоты естественных зубов (мелкие зубы) в области коннекторов мостовидного протеза;
• глубокий прикус;
• бруксизм;

Площадь зон сочленения отдельных элементов в каркасе мостовидного протеза не должна быть менее 9 мм ² .

Вывод: Зубные коронки из диоксида циркония — один из удачных выборов! Идеальны и точны по размерам, прочны, не вызывают аллергии. Высокая эстетичность, прочность и биосовместимость оксида циркония делает его идеальным материалом для протезирования передних и жевательных зубов.

еМах — семья продуктов керамики разработана для систем «All ceramic» несъемных протезов. содержит 5 компонентов:

1. eMax Press;

2. eMax ZirPress;

3. eMax ZirCAD;

4. eMax CAD;

5. eMax Ceram.

eMax Press + CAD состоят из керамики группы Lithium Disilicate (360-400MPa).

eMax ZirCAD состоит из ZrO (900-1200MPa) и предназначен для систем CAD/CAM. eMax ZirCAD+Ceram состоят из керамики группы NanoFluoroApatite (90-120MPa).

eMax Press/ZirPress — предназначены для изготовления методом прессовки, когда Press позволяет создавать как колпачки, облицовки так и монолитные конструкции ZirPress предназначен для прессовки на колпачок из ZrO (например, Emax. ZirCAD).

eMax ZirCAD — позволяет создавать как монолитные конструкции, так и колпачки из ZrO которые далее должны покрыться облицовкой (например, eMax ZirPress).

eMax CAD — позволяет создавать как монолитные конструкции, так и колпачки из Lithium Disilicate которые далее должны покрыться облицовкой (например, eMax Ceram).

eMax Ceram — предназначена для облицовки общепринятым методом «свободной руки на керамических колпачках».

Зачем столько групп?

Как правило, колпачки из ZrO не обладают «транслюценцией», то есть нет естественной прозрачности ну и эстетики вообще. поэтому существуют системы облицовочной керамики как например eMax ZirPress / eMax Ceram которые обладают эстетическими свойствами, но отступают по физическим параметрам как сила на изгиб, которая составляет 360-400 мПА в системе Lithium Disilicate и 90-120мПА в системах Nanofluoroapatite.

Высокопрочный оксид циркония (ZrO2) в полной мере проявляет свои возможности при изготовлении мостовидных протезов большой протяженности. Это один из наиболее эффективных цельнокерамических материалов для применения в стоматологии. Оксид циркония IPS e.max отличается очень хорошей биосовместимостью и малой теплопроводностью.

Каркасы до 12 единиц из оксида циркония IPS e.max ZirCAD облицовываются высокоэстетичной керамикой IPS e.max Ceram или на них напрессовывается прессовочная керамика IPS e.max ZirPress.

Новинкой является то, что каркасы IPS e.max ZirCAD можно комбинировать с высокопрочной стеклокерамикой из дисиликата лития (LS2) IPS e.max CAD. При этом облицовочная структура из IPS e.max CAD с помощью инновационной соединительной стеклокерамики соединяется с каркасом из оксида циркония.

При работе с имплантами впечатляет точность высокопрочного абатмента анатомической формы Straumann Anatomic IPS e.max Abutment* из оксида циркония. Гомогенный цветовой переход между коронкой и абатментом подтверждает превосходную эстетику IPS e.max.

К тому же классический мостовидных протез на вкладках типа Inlay можно изготавливать минимально инвазивно из цельной керамики. При этом прочность каркаса из материала IPS e.max ZirCAD оптимально сочетается с эстетикой и точностью керамики для напрессовывания IPS e.max ZirPress.

Преимущества системы IPS e.max в следующем:

• наличие большого опыта применения такой керамики во всем мире;
• высокая эстетичность конструкций достигается благодаря широкому цветовому спектру, высокой светопроводимости;
• со временем керамика не изменяет свой внешний вид;
• высокая прочность керамики;
• обладает высокой биосовместимостью;
• простота и легкость в уходе за конструкцией. Не накапливает налет и зубной камень;
• отсутствие необходимости сильной обточки зубов;
• долговечность конструкции;
• отсутствие металла придает особую легкость конструкции;
• не дает аллергическую реакцию.

Показания:

• для изготовления цельнокерамических коронок;
• при восстановлении зубов с помощью керамических вкладок. Керамическая вкладка E-MAX превосходит по гигиеничности, прочности и эстетичности и другим характеристикам гелиокомпозитную пломбу;
• если необходимо установить цельнокерамическую коронку на зубные импланты;
• колпачки коронок;
• каркасы мостовидных протезов большой протяженности (передняя и боковая группы зубов);
• первичные части телескопов;
• супраструктуры имплантов;
• для устранения зубных дефектов с помощью виниров.

При изготовлении виниров из керамики е макс, снимается от 0,3 до 0, 6 мм. эмали с поверхности зуба. При таком подходе зуб выглядит достаточно натурально.

Тщательное препарирование является решающим фактором для длительного срока службы и точности реставрации. Важным является точное формирование края с циркулярным уступом, а также скругленные внутренние кромки. Следует избегать переходов с острыми краями и поднутрений. При адгезивной фиксации можно препарировать, ориентируясь на геометрию дефекта. Чтобы реставрация была достаточно стабильной, необходимо соблюдать требования к минимальной толщине. При работе с системой IPS e.max следует учитывать рекомендуемые области показаний, рекомендации по препарированию и толщине соединительного элемента в зависимости от используемого материала (LS ₂ или ZrO₂ ).

Пару слов за биомеханику:

«Flexural Strength»(сила на изгиб) не есть ултимативный фактор, влияющий на поломку.

Существует и «компрессионная сила» и эластический модуль Юнга материалов.

• компрессионная сила эмали 384MPa, дентина 297MPa.
• эластический модуль эмали 84GPa, дентина 17GPa, a ZrO, 210-350GPa т.е.

эмаль более чем в-2 раза эластичнее ZrO. (Craig’s Dental Materials 13ed).

Согласно статьи [«Chipping behaviour of all-ceramic crowns with zirconia framework and CAD/CAM manufactured veneer.» Schmitter M, Mueller D, Rues S. 2012] где проверяли 2 вида ZrO каркасов, в первой гр. — покрывали полевошпатной керамикой (стандартным ручным методом).

во второй гр. каркасу была приготовлена облицовка, изготовленная CAD/CAM из литиум дисиликата (e.max CAD), соединена к каркасу с последующим обжигом для слияния. в результате тестов на нагрузки после симуляции процессов старения ротовой среды и 1.2 миллиона жевательных циклов- пришли к выводам:

1. В первой гр. поломки наступали довольно рано (из-за повышенной чувств. к процессам старения).

2. Во второй гр. (e.max CAD) — не выявили связь поломок с процессами старения, и поломки наблюдались лишь при огромной силе давления — 160 кг.

Рис. Прочность различных типов керамики

Таким образом, более «устойчивая» группа была та в которой ZrO каркас был покрыт облицовкой, изготовленной в e.max CAD соединенной с Zr. с помошью «glass fusion ceramics», то есть показали, что Lithium disilicate сильнее чем Feldspathic ceramics.

Ретроспективные данные о «выживаемости» цельнокерамических КОРОНОК дают одинаковые проценты за одинаковое время службы на ряду с металлокерамическими коронками (Walton et al. 2002).

в настоящее время выживаемость цельнокерамических мостовидных протезов ниже чем металлокерамических, но с каждой новой «циркониевой» системой она увеличивается и несомненно сравняется с ними, также на современном стоматологическом рынке уже есть наличие более эстетических систем циркония. но еще нет полных литературных данных о их статистическом успехе.