تقویت داخلی - روشی برای بهبود استحکام و چقرمگی مواد سرامیکی دندان

تقویت داخلی سرامیک های دندانی با پراکندگی کریستال های فاز دوم، ذرات یا الیاف در ماتریکس به دست می آید. این مواد فاز دوم در ماتریس پراکنده می شوند که می تواند باعث جابجایی، انشعاب، کند شدن یا توقف ترک های ایجاد شده شود و در نتیجه استحکام و چقرمگی مواد را افزایش دهد. مواد فاز دوم معمولاً مورد استفاده شامل ذرات Al2O3، ذرات ZrO2، ذرات تیتانیوم، کریستال های مادر تترا فلوئوروسیلیکون، کریستال های گارنت، کریستال های MgO، کریستال های آلومینیومی منیزیم، کریستال های آپاتیت، کریستال های ولاستونیت، کریستال های ولاستونیت، کریستال های بدون استهل، کریستال های فلوئورو سیلیکون، کریستال های فلوئورو سیلیسی و غیره است. که Al2O3 می تواند استحکام و چقرمگی ماتریس را با مهار رشد ذرات ZrO2 بهبود بخشد. هنگامی که محتوای Al2O3 به 30٪ (کسر جرمی) می رسد، استحکام خمشی سرامیک کامپوزیت 986 مگاپاسکال است و چقرمگی شکست 13.7 Mpa · m1/2 است.

(2) درمان سطحی

شکستگی ترد ترمیم های سرامیکی اغلب به دلیل ایجاد و گسترش ریزترک های سطحی ایجاد می شود. بنابراین، درمان سطح خاصی از ترمیم می تواند ریزترک های سطحی ایجاد شده در حین آماده سازی را بهبود بخشد. درمان سطح شامل پرداخت، لعاب، افزایش شیمیایی و افزایش حرارت است. لعاب دهی به دو روش لعاب سرامیکی و خود لعاب دهی وجود دارد. لعاب لعاب سرامیکی به این صورت است که پرسلن لعاب متخلخل را روی سطح یک ترمیم سرامیکی به درستی آسیاب شده برای تشکیل یک لایه نازک شیشه ای یکنواخت اعمال می کند. خود لعاب به این صورت است که ترمیم سرامیکی را دوباره در یک کوره چینی قرار دهید، دما را بالاتر از دمای انتقال شیشه ای قرار دهید، به طوری که یک لایه جریان شیشه ای روی سطح سرامیکی برای ترمیم ریزترک های سطح ایجاد شود. علاوه بر این می توان از لیزر درمانی سطح سرامیکی نیز برای بهبود استحکام آن استفاده کرد. پس از درمان سطح سرامیکی دندان با لیزر XeCl 308rm، زبری به میزان قابل توجهی کاهش یافت و زبری سطح در زمانی که قدرت 6.28J/cm2 بود در مقایسه با قدرت 1.57J/cm2 و 3.14J/cm2 برای همان کاهش یافت. زمان به عنوان همان مواد سرامیکی. اما به دلیل وجود برخی ریزترک ها و حباب ها در سطح آن، سرامیک های دندانی درمان شده با لیزر XeCl نیاز به درمان بیشتری دارند. در بررسی اثرات عملیات سطحی و عملیات حرارتی بر استحکام سرامیک های دندانی دریافتند که به دلیل لایه تنش فشاری ناشی از تغییر فاز، نمونه های صیقلی و سندبلاست شده پس از عملیات حرارتی از استحکام بالاتری برخوردارند. علاوه بر این، نمونه هایی با جهت آسیاب موازی با محور خمشی نمونه، قوی تر از نمونه هایی با جهت آسیاب عمود بر محور خمشی نمونه هستند.

تقویت شیمیایی عمدتاً از فناوری تبادل یونی استفاده می کند که به آن پر کردن یون نیز می گویند. معمولاً برای تبادل پرسلن فلدسپات از یون های سدیم با قطر کمتر استفاده می شود. مکانیسم سخت شدن تبادل یونی عمدتاً شامل دو نکته زیر است: یون‌ها را با یون‌های بزرگ‌تر با یون‌های کوچک‌تر در دمایی کمتر از دمای نرم شدن شیشه جایگزین کنید. سفتی مواد مانع از آزاد شدن تنش وارد شده و تشکیل یک لایه فشار روی سطح می شود. ② برای کاهش ضریب انبساط حرارتی لایه سطحی ماده، یون‌های سدیم را با یون‌های لیتیوم جایگزین کنید، به طوری که لایه سطحی سرامیک در طول فرآیند خنک‌سازی در حالت فشرده قرار گیرد که باعث افزایش انرژی مورد نیاز برای انتشار ترک می‌شود. اثر تبادل یونی تحت تأثیر عواملی مانند زمان تبادل، دما و غلظت یون است. رایج ترین مورد استفاده خمیری است که جزء اصلی آن K2HPO4 یا نیترات پتاسیم است که روی سطح چینی اعمال می شود و در کوره آزمایشگاهی دندانپزشکی استاندارد حرارت داده می شود تا واکنش تبادل یونی کامل شود.

نتیجه گیری تحقیق از زمانی که مواد سرامیکی وارد عرصه ترمیم دندان شدند، به دلیل زیست سازگاری خوب و اثرات زیبا و واقعی مورد استفاده گسترده قرار گرفتند، اما عیوب ذاتی آنها مانند استحکام ناکافی و شکنندگی بالا کاربرد آنها را در ترمیم دندان بسیار محدود کرده است. بنابراین، کارگران مواد برای سخت‌کردن و تقویت سرامیک‌های دندانی کارهای زیادی مانند تقویت داخلی، عملیات سطح، سخت‌سازی ذرات، سخت‌سازی تغییر فاز و غیره انجام داده‌اند و بر اساس تحقیقات تئوری، یک سری مواد سرامیکی سخت‌شده و تقویت‌شده را توسعه داده‌اند. محصولات مرتبط توسعه‌یافته نیز به نتایج کاربردی بالینی خوبی دست یافته‌اند، مانند سیستم InCeram که توسط شرکت VITA آلمان راه‌اندازی شده است و سرامیک‌های نفوذی شیشه‌ای Al2O3 نوع GLⅡ که توسط دانشگاه پزشکی نظامی چهارم کشور من ساخته شده است. در این میان سیستم In-Ceram اثرات بالینی کوتاه مدت و بلند مدت بهتری دارد و کاربرد بالینی آن از تاج های قدامی به تاج ها و بریج های خلفی گسترش یافته است.

به عنوان مواد ترمیم تاج و پل با استحکام بالا، مردم امید زیادی به سرامیک های Al2O3، سرامیک های ZrO2، سرامیک های کامپوزیت Al2O3-ZrO2 و سرامیک های با پوشش هیدروکسی آپاتیت دارند. همانطور که همه ما می دانیم، ساختار یک ماده، عملکرد آن را تعیین می کند. چگونگی افزایش مکانیسم جذب انرژی در ریزساختار سرامیکی و افزایش مسیر انتشار ترک موضوع اصلی بهبود چقرمگی سرامیک ها است. با بهبود خواص مکانیکی مواد سرامیکی و افزایش قابلیت اطمینان، استفاده از مواد سرامیکی در ترمیم دندان مطمئناً پیشرفت و توسعه زیادی خواهد داشت.