technik artykul 2012 01 34866, 1-2012
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
TECHNIKA
DENT YST YCZNA
N
OWOCZESNY
T
ECHNIK
D
ENTYSTYCZNY
lek. dent. Anna Szyszkowska
1
, lek. dent. Marta Borys
2
Cyrkon
– historia, definicja i zastosowanie w stomatologii
C
yrkon jest wykorzysty-
W
ŁAŚCIWOŚCI
Cyrkon cechuje się dużą wytrzymało-
ścią na zginanie (900 MPa) i na łama-
nie (9 MPa/m). W badaniach przepro-
wadzonych
in vitro
prawdopodobień-
stwo niepowodzenia wykorzystania
mostów na podbudowie cyrkonowej,
po symulowanych 10 latach użytko-
wania, było bliskie zera.
W warunkach normalnego ciśnie-
nia, w zależności od panującej tempe-
ratury, czysta postać dwutlenku cyr-
konu może przyjmować trzy formy
krystaliczne:
• w temperaturze pokojowej i po
ogrzaniu do 1170°C – forma syme-
trycznej monokliny P2 1/c,
• w temperaturze 1170-2370°C –
struktura tetragonalna P4 2/nmc,
• w temperaturze powyżej 2370°C,
aż do punktu topnienia – forma ku-
biczna (Fm3m) (2).
Pożądaną strukturą jest forma tetra-
gonalna. Absorbuje ona energię po-
wstającą podczas działania dużych
napięć, przechodząc w jednoskośną
fazę kryształów, która dzięki zwięk-
szonemu zapotrzebowaniu na prze-
strzeń prowadzi do zamknięcia rys
i tym samym zapobiega ich rozprze-
strzenianiu. Jak wskazano powyżej,
istnieje ona tylko w zakresie tempe-
ratur od 1170°C do 2370°C. W trak-
cie ochładzania cyrkonu poniżej tem-
peratury 950°C postać tetragonalna
przekształca się w postać monokliny.
Zjawisko to związane jest ze znacz-
nym wzrostem objętości o około 4,5%,
co może prowadzić do silnego działa-
nia niszczącego. Aby uniknąć opisanej
Cyrkon, jako pierwiastek, został od-
kryty w 1789 roku przez Martina
Heinricha Klaprotha, a wyodrębnił
go Jöns Jacob Berzelius w 1824 roku.
Jest to srebrzystobiały metal o gęsto-
ści 6,50 g/cm
3
i temperaturze topnie-
nia 1852°C. W przyrodzie występu-
je w minerałach, takich jak: cyrkon
Zr[SiO
4
] oraz baddeleit ZrO
2
. Jest od-
porny na korozję, nie ulega działaniu
kwasu azotowego (V) i solnego i nie
rozpuszcza się w alkaliach (rozpusz-
czalny jedynie w kwasie fluorowo-
dorowym, siarkowym (VI), wodzie
królewskiej oraz stopionych fluor-
kach alkalicznych). Z tlenem tworzy
biały, trudno topliwy i bardzo odpor-
ny chemicznie tlenek cyrkonu (IV).
ZrO
2
krystalizuje w układzie heksa-
gonalnym, regularnym lub tetrago-
nalnym.
wany w stomatologii
od lat 70. XX wieku, a wska-
zania do jego stosowania
stale ulegają poszerzeniu.
TITLE
Zircon – the history, definition
and application in dentistry
SŁOWA KLUCZOWE
cyrkon, 3Y-TZP,
In-Ceram Zirconia
STRESZCZENIE
Połączenie estetyki,
wytrzymałości i funkcjonalności to cele,
których spełnienie jest wyzwaniem
dla współczesnej stomatologii.
Efektem tego jest ciągłe poszukiwanie
materiału idealnego, spełniającego
wszystkie oczekiwania. W ostatnim
czasie dużym powodzeniem cieszy się
tlenek cyrkonu, charakteryzujący się
biokompatybilnością, estetyką i dużą
wytrzymałością. W poniższym artykule
przedstawiono podstawowe informacje
o tym materiale oparte na najnowszym
piśmiennictwie.
E
STETYKA
I
FUNKCJONALNOŚĆ
W stomatologii tlenek cyrkonu wyko-
rzystywany jest od lat 70. XX wieku.
Zwany przez niektórych „niedrogim
białym złotem”, jest obecnie uważany
za jeden z najbardziej estetycznych,
biokompatybilnych i przyjaznych dla
tkanek jamy ustnej materiałów denty-
stycznych. To doskonałe połączenie
estetyki i funkcjonalności, co spra-
wia, iż w ostatnim czasie rozszerzyły
się wskazania do jego stosowania. Je-
dynym ograniczeniem przy wykorzy-
staniu ZrO
2
jest bruksizm (1), wynika
to z faktu, iż tlenek cyrkonu doskona-
le znosi siły powstające podczas aktu
żucia, choć posiada ograniczoną od-
porność na rozciąganie i ściskanie.
KEY WORDS
zircon, 3Y-TZP, In-Ceram
Zirconia
SUMMARY
A combination
of aesthetics, durability and
functionality are the aims,
which fulfilling is a major goal
in contemporary dentistry. As a result
of it the findings of the perfect
material still last. Recently a zirconia
has become a most favourable one.
It is characterized by biocompatibility,
aesthetics and durability. The following
paper presents elementary knowledge
about this material based on most
recent publications.
66
TECHNIKA
DENTYSTYCZNA
1
/2012
przemiany, wzbogaca się czysty tle-
nek cyrkonu tlenkami stabilizującymi
(CaO, MgO, Y
2
O
3
, CeO
2
). Umożliwia
to otrzymanie struktury tetragonalnej
również w temperaturze pokojowej.
Dzięki temu utrzymana zostaje wyso-
ka wytrzymałość materiału.
Od pewnego czasu znane jest zja-
wisko LTD (
Low Temperature De-
gradation
), czyli degradacji tlenku
cyrkonu uzależnionej od niskich
temperatur. Proces ten ulega wzmoc-
nieniu w obecności wody, a jego
skutkami są:
• starzenie się powierzchni z wyłamy-
waniem się ziaren wypełnienia;
• powstanie mikropęknięć;
• obniżenie wytrzymałości mate-
riału.
Oto przykładowe zastosowania
tlenku cyrkonu w stomatologii:
• korony zespolone do 8 punktów;
• pojedyncze korony;
• mosty od 3 punktów do 8 punk-
tów;
• mosty Maryland, również RB-FPDs,
czyli łączone żywicami, stałe pro-
tezy częściowe, które wypełniają
zmodyfikowaną powierzchnię
cyrkonową. Metoda Nobel Bond
cechuje się obecnością licznych
mikroporów o skomplikowanym
układzie, z szerokością pomiędzy
27,3 μm a 69,9 μm i głębokością
od 19,9 μm do 46,9 μm. Dzięki temu
cement na bazie żywicy wypełnia
mikroporowatości, zapewniając
mechaniczne połączenie poprawia-
jące parametry mikromechanicznej
retencji (3).
• inlaye, onlaye;
• mosty na inlayach i onlayach;
• łączniki do implantów;
• korony wewnętrzne do koron tele-
skopowych;
• korony częściowe;
• mosty jednobrzeżne;
• implanty;
• elementy w protezach bezmeta-
lowych, choć w przeciwieństwie
do metalu zasuwa ceramiczna nie
nadaje się na łamacza sił (4).
C
YRKON
W
PROTETYCE
Cyrkon najczęściej jest wykorzystywa-
ny w wykonawstwie podbudowy pod
mosty i korony protetyczne. Do pra-
cowni protetycznej tlenek cyrkonu
dociera w postaci fabrycznie przygo-
towywanych bloczków o różnych roz-
miarach i kolorach. Bloczki te mogą
być twarde (synteryzowane fabrycz-
nie) lub miękkie (po częściowej synte-
ryzacji fabrycznej). Te ostatnie wyma-
gają ostatecznej synteryzacji.
W pracowni protetycznej z blocz-
ków twardych za pomocą twardych
frezów wycinana jest podbudowa
pod mosty i korony. W celu ominięcia
niedogodności związanych z frezowa-
niem gęsto synteryzowanej cyrkonii
wprowadzono nowe techniki obróbki
w miękkiej, presynteryzowanej zielo-
nej fazie (5). Po opracowaniu bloczka
do pożądanego kształtu przeprowa-
67
TECHNIKA
DENT YST YCZNA
N
OWOCZESNY
T
ECHNIK
D
ENTYSTYCZNY
dza się synteryzację do pełnej gęsto-
ści w temperaturze 1500°C, co gwa-
rantuje uzyskanie optymalnych wła-
ściwości materiału. Proces ten jednak
wiąże się ze skurczem, który należy
skompensować poprzez powiększenie
pierwowzoru przed obróbką o 25%.
Do licowania podbudowy najlepiej
stosować ceramikę o współczynniku
ekstensji termicznej odpowiadają-
cym cyrkonii, tj.: 11 x 10
-6
K
-1
. Pozwala
to uniknąć niepotrzebnych naprężeń,
a w konsekwencji pęknięć napalonej
ceramiki.
Na dobry pod względem estetycz-
nym efekt końcowy ma wpływ nie tyl-
ko skład samej podbudowy, ale także
rodzaj materiału stosowanego do li-
cowania. Choć według niektórych au-
torów żaden z dostępnych na rynku
systemów ceramicznych na podbu-
dowie z tlenku cyrkonu nie oddaje
w pełni gry światła, jak widoczne jest
to na zębach naturalnych (6). Obrób-
ka twarda prowadzi do powstania
fragmentów zawierających struktury
monoklinalne, co może skutkować
mikropęknięciami, wzrostem podat-
ności na degradację i zmniejszeniem
wytrzymałości materiału.
Istnieją trzy rodzaje systemów cera-
micznych zawierających ZrO
2
, wyko-
rzystywanych w stomatologii:
• ZrO
2
o strukturze tetragonalnej po-
likrystalicznej, stabilizowany tlen-
kiem itru (3Y-TZP);
• ZrO
2
stabilizowany tlenkiem ma-
gnezu (Mg-PSZ);
• dwutlenek aluminium wzmocniony
dwutlenkiem cyrkonu (ZTA).
3Y-TZP jest najczęściej stosowany
w stomatologii, od późnych lat 80.
używany był do wytwarzania głów
protez stawu biodrowego. System ten
zawiera tlenek itru w ilości 3-5% mo-
lowych, który służy, jak wcześniej
wspomniano, do stabilizacji bardzo
odpornej mechanicznie fazy tetrago-
nalnej kryształów ZrO
2
(7). Jego wła-
ściwości mechaniczne są uzależnione
od rozmiarów ziarna:
• powyżej krytycznej wielkości ziarna
stabilność materiału ulega zmniej-
szeniu i zwiększa się podatność
na spontaniczne przemiany t-m;
• mniejsza wielkość ziarna (poniżej
1 μm) zmniejsza prawdopodobień-
stwo przemian;
• wielkość poniżej 0,2 μm – całko-
wity brak przemian i zmniejszenie
wytrzymałości na złamanie.
Warunki spiekania wpływają na wiel-
kość ostateczną ziarna, co ma znacze-
nie, jeżeli chodzi o wytrzymałość ma-
teriału. Wzrost temperatury i dłuższe
spiekanie gwarantuje ziarna o więk-
szych rozmiarach, a optymalną tempe-
raturą spiekania jest 1350-1550°C.
W dwutlenku cyrkonu częściowo
stabilizowanym tlenkiem magnezu
(Mg-PSZ) zawartość tlenku magnezu
wynosi 8-10% molowych. Przykła-
dem Mg-PSZ jest Denzir-M. Charak-
teryzuje się on porowatością przy
równocześnie dużej wielkości ziarna
(30-60 μm), co jest przyczyną szybsze-
go zużywania materiału. Oprócz tego
wymaga on wysokiej temperatury
spiekania (1680-1800°C) oraz precy-
zyjnej procedury chłodzenia, co jest
dodatkowym utrudnieniem.
Przykładem systemu zawierającego
dwutlenek aluminium wzmocniony
dwutlenkiem cyrkonu jest In-Ceram
Zirkonia wytwarzany wyjściowo
z In-Ceram Alumina poprzez dodatek
33% objętościowych ZrO
2
(z dodat-
kiem 12% molowych tlenku ceru).
W przeciwieństwie do 3Y-TZP nie
podlega obróbce twardej, jedynie
miękkiej lub procesowi odlewania.
Materiał ten podlega wstępnemu spie-
kaniu w temperaturze 1100°C przez
dwie godziny. Jego niewątpliwą za-
letą jest nieznaczny skurcz, jednak
porowatość materiału sięga 8-12%,
czego efektem są słabsze parametry
mechaniczne niż 3Y-TZP.
Podczas opracowywania tkanek
twardych zęba pod cyrkonowe uzu-
pełnienia protetyczne obowiązują
następujące zasady:
• zachowanie minimalnej grubości
ścianek;
• uzyskanie zaokrąglonych kształ-
tów;
• zakazane jest stosowanie preparacji
stycznej lub schodkowej z zaostrzo-
nymi krawędziami.
Cechy prawidłowej preparacji
to stopień typu
champfer
o kącie
rozwartym lub stopień o kącie pro-
stym z zaokrąglonymi krawędziami,
o szerokości 1,2 mm. Obie powinny
przebiegać okrężnie i mieć głębo-
kość co najmniej 1 mm. Kąt prepa-
racji powinien wynosić 6-8°, a dla
kłów 10°. Minimalna grubość ścia-
ny podbudowy to 0,4-0,5 mm przy
wysokości kikuta 4 mm. Licowanie
powinno mieć jednakową grubość
(co najmniej 1 mm) oraz podparcie
w postaci anatomicznie zmniejszonej
podbudowy (usunięcie 1,5-2 mm tka-
nek zęba). Zalecana grubość przęseł
to 7 mm2 dla mostów 3-punktowych,
9 mm2 dla 4-punktowych, 11 mm
2
dla 5-punktowych. W przypadku ko-
ron w odcinku przednim redukcja
brzegu siecznego powinna wynosić
1,5 mm, zaś powierzchni przedsion-
kowych i językowych – 1,2 mm.
Ważne jest, aby pozostawiony brzeg
sieczny preparowanego zęba w wy-
miarze wargowo-językowym miał
minimum 1 mm grubości (8). Koro-
ny na zęby trzonowe i przedtrzono-
we wymagają redukcji powierzchni
żującej o 1,2 w przypadku koron po-
jedynczych oraz o 1,5 w przypadku
mostów.
Powierzchnia żująca koron musi
posiadać pełne licowanie, bez wyspy,
jak przy metalo-ceramice, gdyż cyr-
kon ma zbyt dużą twardość i może
doprowadzić do uszkodzenia zębów
antagonistycznych. Prace oparte
na tlenku cyrkonu cementowane
są konwencjonalnie cementami glas-
sjonomerowymi, opartymi na fosfora-
nie cynku. Istnieje możliwość cemen-
towania prac cyrkonowych na próbę
na 4 tygodnie.
68
TECHNIKA
DENTYSTYCZNA
1
/2012
W
ADY
I
ZALETY
Najczęstszym niepowodzeniem
w przypadku prac opartych na cyr-
konie są odpryski ceramiki licującej.
Według części autorów występują
one równie często jak w przypadku
prac metalowo-ceramicznych, inni
natomiast są zdania, iż pojawiają się
częściej. Odpryski licowania dotyczą
najczęściej zębów bocznych, co jest
spowodowane częstym błędem w po-
staci występowania kontaktów przed-
wczesnych.
Inną przyczyną może być brak pod-
parcia olicowania w obrębie guzków
lub niewłaściwa grubość warstwy ce-
ramiki (ponad 1,5 mm). Ryzyko od-
prysków zwiększa również różnica
pomiędzy współczynnikami rozsze-
rzalności cieplnej podbudowy cyrko-
nowej i ceramiki licującej.
Pomimo niewątpliwych zalet tlenku
cyrkonu zdarzają się niepowodzenia.
Wynikają one z błędów lekarza lub
technika dentystycznego, a nie z wła-
ściwości materiału. Do najczęstszych
należą:
• mniejsza niż minimalna grubość
ścianki w przypadku czapeczek ko-
rony lub podbudowy filaru mostu;
• zbyt słabe wymodelowanie łącz-
nika;
• zbyt odważne oszlifowanie gotowej
podbudowy.
Warunkiem powodzenia przy
wykonywaniu mostów jest długość
struktury nie przekraczająca 47 mm.
W piśmiennictwie istnieją doniesie-
nia o eksperymentalnych pracach
w postaci mostów dzielonych o róż-
nej rozpiętości oraz struktur moco-
wanych na implantach.
1
Poradnia Protetyki, Wielospecjalistyczna
Przychodnia Stomatologiczna
Łódź, ul. Roosevelta 18
2
Zakład Protetyki Stomatologicznej,
Uniwersytecki Szpital Kliniczny nr 6
UM w Łodzi, ul. Pomorska 251
Piśmiennictwo dostępne w redakcji.
69
[ Pobierz całość w formacie PDF ]