Porównanie generacji tlenku cyrkonu: Rozpakowywanie właściwości tlenku cyrkonu stabilizowanego tlenkiem itru

Wprowadzenie

Kiedy po raz pierwszy zacząłem pracować w stomatologii, tlenek cyrkonu pojawiał się wszędzie jako nowy, wytrzymały materiał, który wszyscy chcieli wypróbować. Dentyści i technicy dentystyczni wokół mnie zawsze mówili o tym, jak wytrzymały jest ten materiał, ale wiele osób narzekało na jego wygląd. Dziesięć lat później cyrkonia bardzo się zmieniła - zmieniłem sposób, w jaki wykonuję korony, mosty, a nawet pracuję z implantami.

W tym artykule podzielę się tym, co dowiedziałem się o różnych rodzajach cyrkonu dentystycznego, koncentrując się na cyrkonie stabilizowanym tlenkiem itru (YSZ). Jeśli kiedykolwiek zastanawiałeś się, jak tlenek itru zmienia te materiały lub utknąłeś w wyborze odpowiedniego tlenku cyrkonu do trudnego przypadku, jesteś we właściwym miejscu. Moim celem jest uproszczenie szczegółów, wskazanie różnic w zwykłych słowach i podzielenie się wskazówkami zarówno z badań, jak i praktycznej pracy.

Nauka stojąca za stabilizowanym tlenkiem cyrkonu (YSZ)

Zanim zacząłem leczyć pacjentów, myślałem, że wszystkie "ceramiki" są do siebie bardzo podobne. Myliłem się. Poznanie prawdziwej historii YSZ całkowicie zmieniło sposób, w jaki używam tlenku cyrkonu.

Fazy cyrkonu: Tetragonalny, jednoskośny i sześcienny

Wyjaśnijmy: cyrkon (dwutlenek cyrkonu lub ZrO₂) w rzeczywistości przyjmuje różne kształty krystaliczne zwane "fazami". Czysty tlenek cyrkonu zmienia te kształty, gdy staje się gorący lub zimny - jak woda zamarzająca lub wrząca.

• Faza jednoskośna: Stabilny w temperaturze pokojowej. Nie jest wystarczająco mocny do prac dentystycznych.
• Faza tetragonalna (t-ZrO₂): Pojawia się powyżej 1170°C. Ten kształt zapewnia wysoką wytrzymałość i nie pęka łatwo. To muzyka dla każdego dentysty.
• Faza sześcienna (c-ZrO₂): Pokazuje powyżej około 2370°C. Faza sześcienna jest bardziej przejrzysta, dzięki czemu tlenek cyrkonu bardziej przypomina prawdziwe szkliwo zębów.

Sztuczka polega na utrzymaniu tych silniejszych, przezroczystych faz w temperaturze pokojowej w ustach.

Rola tlenku itru w cyrkonie dentystycznym

Tutaj do akcji wkracza itria (tlenek itru, Y₂O₃). Mieszając itr z tlenkiem cyrkonu, powstrzymujemy go przed powrotem do słabego kształtu jednoskośnego po ochłodzeniu. Yttria "blokuje" kształt tetragonalny lub sześcienny, w zależności od tego, ile jej dodamy.

• Przy zawartości około 3 mol% itru, większość ziaren pozostaje tetragonalna. Sprawia to, że materiał jest bardzo wytrzymały, ale nieco matowy i kredowy.
• Podkręcenie zawartości itru do 5 mol% spowoduje przejęcie kontroli nad sześciennymi ziarnami. Materiał przepuszcza więcej światła, co wygląda ładnie - zwłaszcza podczas tworzenia przednich zębów - ale traci nieco na wytrzymałości.

Pomyśl o yttrii jak o ustawieniu na tarczy, które pozwala nam wybierać między mocnym a ładnym wyglądem.

A oto fajny fakt: w przypadku formy tetragonalnej, gdy zaczyna się pęknięcie, ziarna mogą pęcznieć i odpychać się od niego, powstrzymując pęknięcie przed zbyt szybkim wzrostem. To dlatego pierwsze materiały z tlenku cyrkonu były tak wytrzymałe.

Porównanie generacji cyrkonii: Czego się nauczyłem

Cyrkonia naprawdę zyskała na popularności w stomatologii, gdy materiał ten mógł zarówno wytrzymać długi czas, jak i wyglądać przyzwoicie. Miałem okazję pracować z każdą wersją, od starszych grubych mostów po dzisiejsze super przezroczyste zęby przednie. Przeanalizujmy, co jest czym dla każdego typu.

Cyrkon pierwszej generacji (3Y-TZP)

Kiedy zaczynałem z 3Y-TZP (3 mol% stabilizowany tlenkiem cyrkonu tetragonalny polikryształ), frezowałem ciężkie, białe podbudowy mostów i koron. Ten materiał jest naprawdę wytrzymały - wytrzymałość na zginanie znacznie przekracza 1000 MPa. Niektóre marki chwalą się nawet wynikami przekraczającymi 1200 MPa!

• Dobre strony: Super wytrzymałe dla zębów tylnych i pacjentów, którzy zgrzytają zębami. Korony pełnokonturowe wykonane z materiału 3Y-TZP prawie nigdy nie odpryskują ani nie pękają.
• Złe strony: Największy problem? W ogóle nie prześwituje. Nawet przy świetnym bejcowaniu, nadanie mu naturalnego wyglądu nie było łatwe.
• Kto powinien z niego korzystać? Jeśli masz pacjenta, który szlifuje zęby lub potrzebuje dużego, mocnego mostu, ten materiał jest prawie idealny.

Cyrkon drugiej generacji (4Y-TZP)

Następnie producenci starali się poprawić wygląd cyrkonu. Oczyścili formułę 3Y-TZP lub dodali nieco więcej itru do 4 mol%. Nazywa się to 3Y-TZP HT (wysoka przezierność) lub 4Y-TZP.

• Dobre strony: Wytrzymałość na zginanie wynosi około 700-900 MPa - nie jest tak wytrzymała jak wcześniej, ale nadal jest naprawdę mocna.
• Wygląd: Jest nieco bardziej przezroczysty (30-40%). Zacząłem go używać do niektórych zębów przednich, gdy pacjent chciał zarówno mocnego, jak i w połowie ładnie wyglądającego zęba.
• Wskazówka: Dla osób, które szlifują zęby, ale zależy im na wyglądzie (np. przedtrzonowce lub przednie mosty), 4Y-TZP jest moim środkowym rozwiązaniem.

Tlenek cyrkonu trzeciej generacji (5Y-TZP)

Prawdziwą niespodzianką był dla mnie tlenek cyrkonu 5Y-TZP. Z 5 mol% itru, forma sześcienna jest wiodąca, co oznacza, że materiał ten może być prawie tak przezroczysty jak dwukrzemian litu.

• Przezroczyste: Do (lub więcej niż) 50%. Kiedy użyłem monolitycznej korony 5Y, trudno było zauważyć, że nie jest to prawdziwy ząb.
• Wady: Wytrzymałość na zginanie spada do 550-700 MPa i nie jest tak twardy, więc martwię się o użycie go do większych mostów lub pacjentów, którzy mocno gryzą.
• Najlepsze dla: Stosuję je w przypadku pojedynczych zębów przednich lub licówek, gdy pacjent naprawdę chce, aby wyglądał jak prawdziwy ząb - zwłaszcza gdy trudno jest dopasować kolory.
• Uważaj: Trzymam się z dala od używania 5Y dla dużych mostów lub ludzi, którzy ciężko grindują. Po prostu nie wytrzymuje takich obciążeń.

Cyrkon czwartej generacji (wielowarstwowy/gradowany)

Ostatnio mamy bloki wielowarstwowe. Mogę wybrać blok, który zaczyna się mocniej i trochę mętnie na linii dziąseł (zwykle 3Y lub 4Y), ale jest super czysty w kierunku krawędzi gryzącej (do 5Y).

• Dlaczego mi się podoba: Teraz z jednego materiału mogę wykonać zarówno ładnie wyglądające zęby przednie, jak i wytrzymałe zęby tylne.
• Moja rada: Są świetne, jeśli chcesz mieć zarówno mocną podstawę, jak i ładną, przezroczystą końcówkę na zębie.
• Co nowego: Każda warstwa jest inna, więc należy zaplanować frezowanie tak, aby bity w każdej warstwie znalazły się we właściwym miejscu.

Badanie właściwości YSZ na przestrzeni pokoleń

Zrozumienie tego, co dzieje się na małym poziomie, naprawdę pomaga wyjaśnić dlaczego Jeden rodzaj cyrkonu działa lepiej w niektórych przypadkach. Oto, co powinieneś wiedzieć.

Właściwości mechaniczne: Wytrzymałość, ciągliwość i zużycie

Wytrzymałość na zginanie

• Pierwsza generacja (3Y-TZP): 1000-1200+ MPa. Zasadniczo niezniszczalne w ustach.
• Druga generacja (4Y-TZP): 700-900 MPa. W większości przypadków jest to nadal wystarczająca wytrzymałość.
• Trzecia generacja (5Y-TZP): 550-700 MPa. Znacznie bliżej zwykłej ceramiki.
• Wielowarstwowość: Zależy od tego, gdzie patrzysz na blok, zwykle między 600-1100 MPa.

Kiedy widzę pacjenta, który szlifuje zęby lub potrzebuje dużego mostu, ta bardzo wysoka wytrzymałość sprawia, że mniej się martwię. W przypadku cienkich zębów przednich (licówek) i jednego zęba na raz, 600 MPa jest więcej niż wystarczające.

Wytrzymałość na pękanie i odporność na pęknięcia

Starszy 3Y-TZP uratował mnie w niejednym trudnym przypadku. Sposób, w jaki te ziarna mogą pęcznieć, aby zablokować pęknięcie, zrobił różnicę. Wraz ze wzrostem zawartości sześciennej traci się ten bonus.

• 3Y-TZP: 6,0-9,0 MPa√m
• 4Y-TZP: 4,0-6,0 MPa√m
• 5Y-TZP: Tylko 2,0-3,5 MPa√m
• Wielowarstwowość: 3,0-7,0 MPa√m, w zależności od miejsca przecięcia bloku

Odporność na zużycie

Dowiedziałem się jeszcze czegoś: gładkość wykończenia cyrkonii ma większe znaczenie niż marka, którą kupujesz. Szorstki tlenek cyrkonu będzie żuć zęby, z którymi się styka, ale gdy jest wypolerowany na gładko, jest w rzeczywistości delikatny. Zawsze mówię mojemu laboratorium, aby poświęciło więcej czasu na polerowanie, szczególnie w przypadku pełnych koron cyrkonowych.

Właściwości optyczne: Przezroczystość i estetyka

Nie można chwalić się "idealną" koroną, jeśli wygląda ona jak kawałek gipsu. Oto jak tlenek itru i ziarna zmieniają to, co widzi oko:

• Przezroczyste (%)
  • 3Y-TZP: 20-25% (dość mętny)
  • 4Y-TZP: 30-40%
  • 5Y-TZP: 45-50% lub lepszy
  • Wielowarstwowy: Mieszanki do 50%+

W moich metamorfozach (uśmiechy "przedniej szóstki") cała ta dodatkowa przezroczystość zrobiła prawdziwą różnicę. Nadal czasami zmagam się z dopasowywaniem reakcji materiałów na różne światła, ale staje się to coraz łatwiejsze.

Biokompatybilność: jak cyrkon zachowuje się w jamie ustnej

To, co wciąż robi na mnie wrażenie: wszystkie rodzaje cyrkonu dentystycznego są przyjazne dla dziąseł i tkanek. Widziałem ludzi, którzy przez lata mieli zdrowe dziąsła obok dobrze wykonanego cyrkonu. Prawie nigdy nie powodują one podrażnień. Czasami klej lub kompozyt zawodzi, ale tkanka wokół cyrkonu prawie zawsze pozostaje szczęśliwa.

Dobre zdrowie tkanek i mniejsze odkładanie się płytki nazębnej pomagają w utrzymaniu zdrowia dziąseł, co jest dużym krokiem naprzód w porównaniu ze starymi koronami metalowo-ceramicznymi.

Odporność na starzenie: Lekcje na temat degradacji w niskich temperaturach

Był to efekt krzywej - tlenek cyrkonu może z czasem ulegać zużyciu (tzw. degradacja niskotemperaturowa, LTD). Woda i temperatura w ustach mogą sprawić, że ziarna zmienią się w słabszy typ jednoskośny w miarę upływu lat.

• Cyrkonia 3Y/4Y: Jeśli są dobrze wykonane, starzenie się nie stanowi większego problemu.
• Cyrkonia sześcienna 5Y: Większa zawartość sześcienna oznacza mniej zmian ziarna, ale wadą jest to, że pęknięcia mogą rosnąć powoli zamiast dużych nagłych pęknięć.

Producenci stale pracują nad lepszymi rozmiarami ziaren i metodami wypalania. W moim gabinecie zawsze dokładnie sprawdzam, jakiego rodzaju tlenku cyrkonu używam i postępuję zgodnie ze wskazówkami dotyczącymi wykończenia i cementowania. Zachowanie ostrożności pozwala uniknąć późniejszych kłopotów.

Dane ze świata rzeczywistego, porady kliniczne i spostrzeżenia dotyczące przypadków

Lubię dane, ale tak naprawdę liczy się ich wykorzystanie w biurze.

Skrócona tabela porównawcza

Moje doświadczenia kliniczne i laboratoryjne

Przypadek 1: Mostek na tylne zęby dla szlifierki
Kiedyś naprawiłem ciężką szlifierkę do zębów z długim dolnym mostkiem. Wybrałem 3Y-TZP pierwszej generacji. Pięć lat później nadal jest mocny - żadnych odprysków, żadnych pęknięć. Ta wysoka wytrzymałość i efekt blokowania pęknięć naprawdę działa.

Przypadek 2: Metamorfoza uśmiechu
Dla młodego klienta potrzebującego dobrze wyglądających zębów przednich, nic nie przebije naturalnych zmian koloru wielowarstwowego bloczka 5Y. Pojedyncze korony idealnie się wtopiły. Nadal otrzymuje komplementy.

Cementowanie i sztuczki powierzchniowe
W przypadku przeziernych cyrkonii (5Y) cement żywiczny sprawia, że krawędź wygląda na gładszą i mocniejszą. W przypadku 3Y/4Y zwykłe cementy są zwykle w porządku. Bez względu na rodzaj, zawsze czyść wnętrze (czyść strumieniowo-ściernie, jeśli możesz) i użyj odpowiedniego podkładu cyrkonowego, jeśli to konieczne.

O zużyciu i przeciwstawnych zębach
Jedna z pacjentek przyszła zdenerwowana z powodu ścierających się krawędzi zębów. Jej górne korony były wykonane z szorstkiego tlenku cyrkonu. Wypolerowałem je na gładko - jej zęby przestały się ścierać i od razu poczuła się lepiej. Zawsze poleruj cyrkonie. Nie pomijaj tej czynności!

Wnioski: Wybór najlepszej cyrkonii dla sukcesu klinicznego

Patrząc wstecz, naprawdę wyróżnia się to, jak bardzo zmieniły się cyrkonie dentystyczne. Od mętnych starych mostów, których używałem, po błyszczące, naturalnie wyglądające korony, które wykonuję teraz, istnieje typ dla prawie każdego przypadku.

Jeśli jest jedna rzecz, którą powiedziałbym innym:

• W przypadku dużych mostów lub szlifierek nadal króluje klasyczny 3Y-TZP.
• W przypadku prac, w których wymagany jest zarówno wygląd, jak i wytrzymałość, szczególnie w przypadku zębów z przodu, wybierz 4Y-TZP.
• Jeśli naprawdę chcesz, aby wyglądał jak prawdziwy ząb, użyj 5Y-TZP lub przezroczystych warstw w wielowarstwowym bloku, ale nie naciskaj ich zbyt mocno.

Należy również sprawdzić fakty, przestrzegać zasad producenta i wybrać cyrkon, który pasuje do każdego przypadku. Ciągle się uczę, ale wiedza o tym, jak tlenek itru zmienia tlenek cyrkonu, sprawiła, że moja praca i uśmiechy moich pacjentów są lepsze.

Życzymy więcej wspaniałych zębów i koron, które są naprawdę trwałe!