Application clinique des matériaux céramiques à base de zircone

La céramique est utilisée comme matériau de restauration buccale depuis plus de 200 ans. Les matériaux céramiques ont les caractéristiques d'une bonne esthétique, d'une résistance mécanique élevée (dureté, résistance à l'usure, résistance à la compression, résistance à la flexion), d'une stabilité élevée et d'une forte perméabilité. Il est largement utilisé dans la restauration dentaire.

Classification des matériaux de restauration dentaire tout céramique

Les matériaux tout céramique sont divisés en trois catégories selon la teneur en phase vitreuse et en phase cristalline dans la microstructure des matériaux :

① Porcelaine feldspathique. Il s'agit principalement d'une phase vitreuse, qui est frittée à haute température par trois composants de feldspath naturel, de quartz et de kaolin. La porcelaine feldspathique est le premier matériau céramique utilisé en dentisterie et ses propriétés optiques sont très proches de celles de l'émail et de la dentine. Cependant, en raison de ses mauvaises propriétés mécaniques, la résistance à la flexion n'est généralement que de 60 à 70 MPa, il est donc souvent utilisé comme restauration en métal fondu en porcelaine ou comme restauration en céramique liée par fusion.

② Vitrocéramique. Contient à la fois une phase vitreuse et une phase cristalline, également connue sous le nom de vitrocéramique, est une sorte de matériau composite combiné avec une phase cristalline et du verre fabriqué par fusion, moulage et traitement thermique à haute température. Par rapport au verre amorphe, l'ajout ou la croissance de charges cristallines dans la phase vitreuse modifie considérablement les propriétés mécaniques et optiques des céramiques à base de verre, telles que l'augmentation du coefficient de dilatation thermique et de la ténacité, la modification de la couleur du matériau, le sexe de l'opalescence et la transparence. .

③ Céramique polycristalline. C'est une sorte de matériau céramique dense directement fritté par le cristal, sans phase vitreuse ni phase gazeuse. Il a une résistance et une dureté élevées et est traité par un équipement CAD/CAM. En raison de l'absence de phase vitreuse, ces matériaux ont généralement une faible transparence et doivent être décorés avec de la porcelaine de placage. La vitrocéramique avec une phase vitreuse comme partie principale a de bonnes propriétés esthétiques, mais avec l'augmentation du nombre de cristaux, sa résistance devient de plus en plus élevée, mais sa transparence se détériore.

Prothèse en zircone haute transparence

Cette méthode de classification implique la relation entre les composants céramiques et les indications. Cependant, l'avènement d'une zircone plus translucide et de vitrocéramiques plus solides avec une transparence réduite avec le développement des microstructures céramiques polycristallines actuelles remet en question ce concept. Développement fondamental de la technologie céramique dans l'industrie : Le processus de fabrication de ces matériaux est passé des composants naturels (c'est-à-dire le feldspath) aux céramiques synthétiques.

● Selon la composition chimique et la microstructure des matériaux tout céramique, les matériaux tout céramique sont classés dans les trois catégories suivantes : céramiques à base de verre, céramiques polycristallines et matériaux céramiques à base de résine. Par rapport aux matériaux céramiques traditionnels, les matériaux céramiques à base de résine ont des propriétés particulières car ils contiennent des échafaudages organiques. Elle présente les avantages suivants : le module d'élasticité est plus proche de celui de la dentine ; la fragilité et la dureté du matériau sont réduites et il est plus facile à couper; La réparation à la résine est utilisée ; la force n'est pas affectée après modification, et l'opération clinique est simple ; l'abrasion des dents naturelles est bien moindre que celle de la vitrocéramique ; aucun traitement thermique n'est requis, et sa conception et sa production peuvent être complétées par la chaise.

Avec les progrès de la recherche sur la structure et les méthodes de traitement des matériaux en zircone, les performances de la zircone se sont progressivement améliorées et ses applications cliniques sont devenues plus étendues, telles que les articulations artificielles de la hanche et les restaurations orales que nous connaissons mieux.

La structure et les caractéristiques de la zircone

La zircone est un matériau polycristallin de trois formes : monoclinique (m), tétragonale (t) et cubique (c), qui peuvent se transformer l'une dans l'autre sous certaines conditions de température. Lorsque la zircone frittée est refroidie à température ambiante, en raison de la transformation de la structure cristalline (de la phase tétragonale à la phase monoclinique), et que le volume de cellule unitaire du cristal monoclinique est environ 4% plus grand que celui du cristal tétragonal, les fissures apparaissent à l'intérieur de la zircone. Réduit la résistance mécanique de la zircone. L'ajout d'oxydes stables tels que CaO, MgO, CeO2, Y2O3 peut stabiliser ce processus. Les céramiques de zircone additionnées d'oxyde d'yttrium ont un effet unique de durcissement par transformation de phase induite par la contrainte, ce qui lui confère d'excellentes propriétés mécaniques et la résistance à la flexion peut atteindre 900 ~ 1200 MPa. Une autre façon de stabiliser la zircone tétragonale à température ambiante consiste à réduire la taille de grain (taille de grain critique moyenne < 0,3 μm).

Transition de phase des cristaux de zircone pure avec la température

Dans les applications pratiques, afin d'obtenir la forme cristalline et les performances requises, différents types de stabilisants sont généralement ajoutés pour fabriquer différents types de céramiques de zircone. Les céramiques de zircone peuvent être divisées en trois types selon leur microstructure : la zircone entièrement stabilisée (FSZ), la zircone partiellement stabilisée (PSZ), la zircone polycristalline tétragonale (TZP). Par exemple, lorsque le stabilisant est CaO, MgO, Y2O3, il est exprimé respectivement par Ca-PSZ, Mg-PSZ, Y-PSZ, etc. La zircone pour les matériaux dentaires est la zircone polycristalline tétragonale stabilisée à l'Yttria (Y-TZP)

Zircone couramment utilisé comme stabilisateur de forme cristalline-oxyde de terre rare

Les matériaux céramiques à base de zircone ont de bonnes propriétés esthétiques, une bonne biocompatibilité et une excellente ténacité, résistance et résistance à la fatigue, en plus d'une excellente résistance à l'usure. Le principal inconvénient de la zircone est l'usure du matériau de revêtement lors du processus de collage, qui affecte la résistance de la céramique et l'étanchéité de l'interface. L'inertie chimique de la zircone affecte également l'effet de liaison et donc la fonction de la restauration. Les restaurations complètes en zircone sont opaques et se dégradent in vivo à basse température. Traitement de surface de la zircone

À l'heure actuelle, les adhésifs céramiques couramment utilisés en clinique peuvent être principalement divisés en quatre catégories : les adhésifs à base de résine, les adhésifs verre ionomère, les adhésifs résine plus verre ionomère et les adhésifs phosphate. Parmi eux, les adhésifs à base de résine reposent principalement sur l'adhérence chimique et l'ajustement mécanique, les adhésifs verre ionomère sont une liaison physique et mécanique, et les adhésifs au phosphate reposent principalement sur l'ajustement et la rétention mécaniques. Parmi eux, les adhésifs à base de résine dominent.

Le traitement de surface en céramique peut améliorer la force de liaison avec la résine, le traitement de surface en céramique commun est principalement divisé en méthode mécanique et méthode chimique. D'une manière générale, le sablage, la technologie de gravure et l'agent de couplage au silane sont les méthodes les plus courantes. Cependant, les céramiques de zircone étant des céramiques polycristallines sans matrice vitreuse, l'effet d'attaque à l'acide est limité. Les chercheurs ont modifié la rugosité de surface de la zircone, sa composition, etc. pour améliorer ses performances de verrouillage mécanique et de liaison chimique.

● Sablage : Le meulage ou le sablage entraînera un changement de surface monoclinique à quatre voies, de sorte que la teneur en cristaux de zircone monoclinique augmentera fortement. Le mouvement à grande vitesse des particules d'alumine impacte fortement la surface de la zircone pour former une surface de liaison rugueuse et humide. Un certain nombre d'expériences ont prouvé que l'utilisation de particules d'alumine de 50 μm et le sablage sous une pression inférieure à 0,25 MPa est le choix le plus approprié, ce qui peut améliorer la résistance et la durabilité de la liaison entre la zircone tout céramique et l'adhésif en résine.

● Agent de couplage : grâce à des liaisons covalentes pour obtenir une liaison solide entre les interfaces, il existe actuellement principalement deux types d'amorces contenant du 10-méthacryloyloxydecyl phosphate (10-MDP) et des amorces de silane.

● Gravure au laser : améliore les propriétés micromécaniques de la surface tout céramique en zircone, ce qui est bénéfique pour former une connexion micromécanique entre la surface en zircone et la résine, et améliore l'effet de liaison du tout céramique en zircone.

Application clinique de la zircone

① Couronne inférieure en zircone avec porcelaine de placage

L'étude a révélé que le taux de survie des restaurations en zircone était de 95,3 % après 1 an d'implantation et de 80,2 % après 2 ans, ce qui est le meilleur résultat parmi les matériaux connus. Cliniquement, la principale raison de l'échec de la restauration en zircone est la fissuration de la facette en porcelaine. Bien que la décoration en porcelaine ait un bon effet esthétique, la probabilité de fissuration de la porcelaine des restaurations de facettes en porcelaine à base de zircone est plus élevée (6 % à 25 % après trois ans), ce qui est supérieur à celui des restaurations tout céramique en verre ou des restaurations céramo-métalliques . Des décalages dans la ténacité à la rupture, la résistance à la flexion, le coefficient de dilatation thermique et le module d'élasticité, entre autres, peuvent affecter la liaison du placage de porcelaine à la zircone.

Caractéristiques du matériau PRETTAUANTERIOR (Zirkonzahn)

Avec l'évolution des matériaux, de nouvelles restaurations tout zirconium à haute perméabilité voient le jour, ce qui améliore la transparence des matériaux en zircone. Par exemple, PRETTAUANTERIOR (Zirkonzahn) a été lancé en 2014, qui a la même transmission lumineuse que la vitrocéramique au disilicate de lithium, et sa résistance est beaucoup plus élevée que la vitrocéramique (> 670 MPa), qui peut largement remplacer la vitrocéramique en tant qu'esthétique. restauration des dents antérieures.

Par rapport à la couronne inférieure en zircone traditionnelle et à la porcelaine de placage, la restauration entièrement en zircone a une plus petite quantité de préparation dentaire, retient plus de tissu dentaire et évite les échecs de restauration causés par l'effondrement de la porcelaine, améliorant encore le taux de réussite de la restauration.

② Couronne post-core en zircone

Les matériaux céramiques à base de zircone ont une meilleure biocompatibilité et des propriétés radio-opaques, ainsi qu'une meilleure élasticité et dureté. Les matériaux métalliques ont une bonne stabilité et une bonne résistance mécanique, mais ils sont faciles à casser et à corroder, et il existe des artefacts dans l'IRM clinique. L'utilisation de post-core en zircone pour la restauration a de meilleurs effets à long terme en termes d'intégrité et de couleur des dents, et la couronne post-core après restauration est moins endommagée.

Les tenons et les noyaux en fibre sont translucides, ont une bonne résistance à la corrosion et sont très similaires aux dents autogènes. Ils sont souvent utilisés dans la restauration des dents antérieures ces dernières années. Lorsqu'il y a une grande zone de défaut dentaire, la force occlusale doit être élevée afin que les avantages mécaniques uniques du métal du tenon et du noyau en zircone soient reflétés. Des études ont montré que les couronnes post-core en zircone sont supérieures aux noyaux en fibre post-résine pour réparer les défauts dentaires de grande surface, et les noyaux en fibre post-résine peuvent être sélectionnés pour les défauts de petite surface à faible résistance occlusale, tels que les dents antérieures maxillaires.

③ Pilier en zircone

Les piliers en zircone ont une énergie libre de surface et une mouillabilité de surface inférieures à celles des métaux, ce qui réduit l'adhérence bactérienne et réduit le risque de maladie péri-implantaire. Le pilier en zircone est plus conforme aux exigences esthétiques des patients et présente une meilleure biocompatibilité. Les piliers en titane et en métal peuvent apparaître à travers les tissus mous entourant l'implant, ce qui entraîne un grisonnement des tissus marginaux et des résultats moins esthétiques.