牙科陶瓷具有优良的光传播和光反射功
能,可以再现自然牙半透明深度和色深度, 精
确地恢复牙的自然,用于牙的养容时,具有组
织的可容性,完全卫生、 牙色、 形状及结构稳
定等特点。 因此陶瓷和金属,复合树脂一起构
成义齿和颌面部修复体的三大材料。
但是,陶瓷材料脆弱的挠曲强度一直困
扰着牙科医生和患者。而牙科修复学中颜色
的再现问题是影响牙齿及修复体客观的一个
重要因素。因此牙科陶瓷技术是沿着克服材
料的脆性,精确测定牙的颜色并提供组成、 性
能稳定的陶瓷材料的方向发展的。
1 国外牙科陶瓷技术的现状
1. 1 提高牙科陶瓷强度
根据到目前为止的有关陶瓷材料结构和
性能关系的理论, 目前工艺水平和材料在口
腔中使用的状况, 提高牙科陶瓷材料强度的
方法主要是内部增强,表面处理及陶瓷和金
属的复合。
1. 1. 1 牙科陶瓷的内部增强
其机理主要是将一种加强成份随机分散
到基质成份中,使裂纹偏斜、 分枝、 中止,从而
使材料韧性增加, 强度提高。目前的产品有:
氧化铝颗粒增强的陶瓷。 Hi- Ceram, 德
国Vita 公司产品,氧化铝含量超过50%, 挠
曲强度为140～180L pa。
白榴石结晶增强的陶瓷, 利用白榴石高
热膨胀系数,使冷却后的玻璃基质处于压缩
状态, 增强其强度。如Opecl Hsp(美国产品)
Ips Empr ess( 列支敦土登产品) , Creapast (奥
地利产品) , VINT AGE(日本松风产品等)。
云母结晶增强陶瓷, 如 Dicor ( 美国
Corning 玻璃公司产品) ,结晶相为四硅氟云
母,结晶相占55%。 Cerec Dico r MGC 结晶相
为氟金云母,结晶占总重量7. 0%。
其它材料包括:氧化镁铝尖晶石,氧化锆
增韧陶瓷等。
而最新推出的In- Ceram 是采用连续
相互渗透结构复合物( CZPC ) 材料的德国
Vita公司产品。这种材料首先用控制了颗粒
分布的氧化铝成型、 烧结, 形成 0. 21%的线
收缩,大颗粒周围连续交联的多孔组织。 再用
玻璃渗入连续的微孔,最终形成了基本不含
微孔,分别以氧化铝、 玻璃为组成的两个连续
交联相互缠绕的三维网络结构。其增强机理
为:由于氧化铝晶粒作为颗料增强材料分散
于玻璃基质中,起弥散强化作用;氧化铝和玻
璃基质相互渗透(贯穿)的网络结构和它们之
间的磨擦锁结能够阻止裂纹的发生和蔓延;
玻璃和氧化铝的热膨胀系数不一致所致的压
应力状态导致强度的增加。
1. 1. 2 表面处理
磨光:包括打磨和抛光两部分。 磨光增强
的机理主要是可除去瓷表面缺损、 裂缝、 沟
纹,阻止折裂的发生与传播,还可以使表面产
生压变力。
上釉:瓷修复体外表上釉烤烧后,表面形
39
1997 年12 月 陶 瓷 研 究 CERAMIC ST UDIES JOURNAL December . 1997
X 收稿日期: 1997- 09- 05成均匀的玻璃,并可深入瓷表面的裂缝中; 同
时,利用瓷釉的膨胀系数不同,使表面处于压
缩应力状态, 提高瓷的挠曲强度。
离子交换: 通常用于提高长石瓷的挠曲
强度,其机理是用直径较大的K+
取代直径
较小的Na
+
。
粘固:瓷修复体内表面的处理。 具有封闭
瓷内表面裂沟, 把基牙与修复体结合为一体
的作用。
1. 1. 3 金属底层增强
用瓷熔附金属牙冠制作技术,制出的修
复体称为金属陶瓷修复体, 这是目前临床上
应用最为广泛,最受欢迎的一类修复体。
目前主要集中于满足牙科材料生物性评
价要求的合金上。 为了和不同的合金求适应,
需对所需用陶瓷材料和金属结合的化学力,
热膨胀系数进行控制。
1. 2 牙科陶瓷的色泽控制
由于牙齿特殊的形状、 环境及颜色特点,
在天然牙颜色特征的分析和测量上, 国外发
达国家已研制了一系列测色仪器对影响仪器
测色的主要因素: 被测牙的处理及测色部位,
光照条件,光学几何条件等进行了研究使得
牙齿的颜色可精确地表征。
为此,对被测的活体牙,除了要求清洁、
完整、 活髓、 无龋坏及充填物,未变色之外, 可
不作特殊处理。
对于离体牙, 需用水,缓冲人工唾液等保
存,需防止离体牙脱水而导致的颜色变化。
牙齿测色部位, 基本上集中于牙冠唇面
的中部,并避开牙冠表面变色部份。
而光照条件采用CIE 推荐的A 光源、 C
光源、 D65光源。
在光学几何条件中, CIE 推荐 45° / 0° 、
0° / 45° 、 d° / ° 、 0° / d。在牙色测量中,现在典型
的用法量采用d° / 0° 、 45° / 0° 及一种新的几何
构型0° / 0° 。在45° / 0° 的构型下,测量深度仅
限于0. 5mm, 即所测值代表牙釉质的颜色;
而在0° / 0° 的构型下, 则可收集到未被表层牙
体散射面而由深层牙体组织反射回来的光,
故所得值主要代表牙本质颜色。而d/ 0° 的光
学几何构型可基本克服体积反射所导致的边
缘损失。
在精确测量牙齿的颜色之后, 须用
Kubelka- Mank 包含漫射的色料理论,用计
算机进行配色。
从Kubelka- Mank 理论得知牙齿的颜
色由牙本质层、 牙体质层、 牙釉质层中的玻璃
相的光谱吸收率、 折射率, 晶体的光谱吸收
率、 折射率, 晶体的量、 颗粒分布、 着色成份的
光谱吸收、 折射率及牙本质层、 体质层、 釉质
层的厚度所决定。
在烤烧瓷中因烧烤时间很短,烤瓷中的
晶体的溶解、 再结晶也很少。 因此只需制备出
质量稳定的粉体, 就可实现天然牙与修复体
间较完善的反射光谱的匹配, 修复体的颜色
再现。
1. 3 标准技术
目前在牙科陶瓷技术上形成了一系列被
成员国、 美、 英、 法、 德、 俄罗斯、 澳大利亚、 加
拿大等国认可ISO 国际标准。
其主要标准为 ISO - 6872 Dental ce-
ramic (牙科陶瓷) , ISO 9693 Dental cer amic
fused to metal resto raliv e materials 牙科金
属烤瓷修复体瓷材料;另外象 ISO4824 Den-
t ist ry - Ceramic denture teelh 瓷 牙 ISO
3696, Water for analyt ical labor ato ry use-
Specif icat ion and test methods 实验室用水
的规格和试验方法, ISO 6892 Metallic mate-
rials- Tensile test ing 金属材料——拉力试
验, ISO/ TR7405 齿科材料的生物学评价等
标准在ISO- 6872, 9693 中也被引用。
在ISO 6872 中,对牙科陶瓷所使用的各
个概念进行定义: 如低温烧烤温度为小于
1050℃; 中温烧烤为 1050℃- 1200℃; 高温
烧烤为大于 1200℃; 核瓷( coreceramic) , 提
供机械强度和颜色基础的不透明牙科陶瓷。
对牙科陶瓷的物理、 化学性质规定:体收缩不
40
第12 卷第4 期 陶 瓷 研 究 总第48 期得大于40%,或线收缩不得大于16%。抗折
强度:核瓷不得低于100N/ mm2
;牙体质层不
得低于 55( N / mm2
) ; 釉质层不得低 于50N/
mm2
。 对抗热塑性能( Resistance to py roplas-
tic flow )规定了2 分钟, 16 分钟高温保温后
的高度变化值。对化学侵蚀性( chemical Sol-
ubit i ty ) , 抗 沾 污 性 能 ( Resistance to
staining )也规定了合格与否的判定值及相应
的试验方法。
在ISO 9693 中,对牙科陶瓷所使用的金
属,牙遮色层,本质层, 釉质等性能、 成份进行
定义。
对合金组成变化规定了最大允许变化的
幅度。引用ISO 6872 对瓷粉性能,规定了牙
本质、 体质、 釉质抗挠曲强度,最小为50Mp;
本质层和釉质层化学侵蚀性不能大于
0. 05%。 在ISO 9683中规定金属抗拉强度最
小不能小于 250Lpa, 破裂后的百分比伸长率
不得低于2%;对于金属——陶瓷系统,需要
确定合适的金属陶瓷热膨胀、 陶瓷的玻化温
度点,金属和陶瓷的结合状况,为此规定了相
应的检测的方法和这些性能的指标。
2 国内牙科陶瓷技术的现状
国内牙科陶瓷技术和国外发达国家相比
有较大差距。在天然牙色的测量上主要是用
比色板作为颜色标准,与天然牙颜色进行分
析比较。 在瓷粉的商品制备、 供应上只有上海
齿科材料厂和上海硅酸所联合开发推出的系
列瓷粉, 不过目前国内仅几家医院在使用该
瓷粉。 另外在一些论文报告中,也有瓷粉被开
发成功的报导。在标准方面上海齿科材料厂
已负责起草了参照 ISO 4824( 牙科——瓷
牙) 的国家标准 GB 7110 瓷牙, 但与 ISO
6872 牙科陶瓷, ISO 9693 牙科金属烤瓷修复
材料相对应,未见有等同、 等效或参照的国家
标准。
也就是说目前国内牙科瓷所使用的烤瓷
技术产品主要来自于国外; 但在陶瓷制备理
论、 技术, 颜色的测量、 控制技术上国内目前
有了飞速发展。国内测色仪器厂家已能制作
光纤测色仪器; Kubelka- Mank, 理论已用
于印染、 塑料行业的配色,在陶瓷行业的使用
也指日可待;将彻底解决国内经验配色,色差
大的问题。中国——丰富的含铁量小于
0. 03%的陶瓷天然原料, 可直接引入齿科陶
瓷使牙科陶瓷的制备简单易行。最新的测试
仪器, 如X 射线萤光分析仪、 高温X 射线衍
射仪、 激光 X 射线颗粒度测量仪, 在国内不
少陶瓷实验室都有配备,这样牙科陶瓷材料
性能可被控制。 因此,国内已具备了开发牙科
陶瓷的能力。
3 结 论
国内牙科陶瓷技术和国外发达国家相比
尚有较大差距。在发达的城市和地区, 如上
海、 北京、 广东等地已引进了金属烤烧瓷技
术。 仅这三地每月制备的瓷牙有二万多颗,需
40 公斤以上瓷粉。随着国内经济的持续发
展,现代人对牙齿美容、 保健的重视, 需求量
会直线上升。因此,集中资金和技术,制备和
中国这个陶瓷大国名称相符的牙科瓷粉, 进
而获得高额利润是目前可以做到也必须做到
的事。
鸣谢: 本文资料得到了上海铁道医学院口腔医
院技师赵军先生和景德镇市一院牙科医师肖德才先
生的帮助, 在此向他们表示感谢!
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第12 卷第 4期 陶 瓷 研 究 总第48 期