文摘
摘要本文旨在报告的状态对锂二矽酸盐陶瓷艺术。物理、机械和光学性质综述了这种材料的制造工艺,在体外和体内调查的结果与生存和随着时间的推移,成功率和提示临床适应症的最新文献数据。由于优异的光学性能,高机械阻力,恢复多才多艺,和不同的制造技术,锂二矽酸盐可以被认为是到目前为止最有前途的一个数字牙科的牙科材料。
1。介绍
在过去的十年中,新技术的发展已经与快速进化数字牙科修复材料的rails,打开假牙修复学领域的新视野。的实现在日常实践中最先进的技术,如CAD / CAM、激光烧结/融化,和3 d打印,有增强机械和制造业的协同脉冲性能的新一代的牙科材料:高强度陶瓷、混合复合材料和technopolymers,精密合金,等等。其中,不含金属的陶瓷提供无可匹敌的优势如高审美潜能,惊人的光学特性,可靠的机械性能,良好的精密度和准确度方面的一致性由于制造技术,更低的成本和更方便的生产时间。特别是,锂二矽酸盐在过去几年获得了牙科科学界最大的受欢迎程度,提供不可否认的优势。
2。物理机械性能和制造技术
锂二矽酸盐(SiO2李津2O)在1998年引入了玻璃陶瓷领域的核心材料,通过热压锭(后2,Ivoclar Vivadent, Lichtenstein),与一个过程类似于脱蜡技术用于牙科合金(锂二矽酸盐热挤压在920°),显示最优分布的细长的,小的,针状晶体在玻璃基质孔隙的数量和小尺寸低(1];核心是最终与fluorapatite-based陶瓷贴面,显示明显的半透明,与此同时,更高的抗弯强度(350 MPa)相比,年长的玻璃陶瓷像leucite-based的2,3]。这种材料已经停止自2009年以来,取代市场的升级类型学锂二矽酸盐,IPS e。马克斯媒体(Ivoclar Vivadent Schaan,列支敦士登)、光学和机械性能已经被引入增强技术改进生产流程(4]。水晶是更小、更均匀分布;同时,这种新的、更多功能材料成型生产的可能性,介绍了单片修复,没有镶面陶瓷,只是颜色的表面上;这种创新的迹象已经变得越来越流行在过去几年,高度降低技术豁口和骨折等并发症,主要用于修复后的地区,这样的失败已被证明是更频繁(5- - - - - -11]。为了适应材料诊疗椅边的CAD / CAM生产过程的需要,引入了另一种方法,基于部分的使用,precrystallized块(IPS e。马克斯•CAD Ivoclar Vivadent),包含40%硅酸锂(李2SiO3)晶体和锂二矽酸盐(李2如果2O5)晶体核;可以在不同的色调和半透明的度,取决于晶体的大小和密度。在初始条件,这样可加工的,蓝色块显示中等硬度和强度(约130 MPa);因此,他们更容易磨机,减少磨损的机械加工设备的同时,以明显的优势在诊疗椅边的过程(12]。铣削后,热处理(840 - 850°10分钟)决定的全部结晶材料:锂偏硅酸盐往往演变成锂二矽酸盐(70%)(13),提高抗弯强度MPa (14断裂韧度为2.5 MPa·(15]。相比e。马克斯CAD、热压锂二矽酸盐展品更好的力学性能,如高抗弯强度(440 MPa)和断裂韧性(2.75 MPa·- IPS e。马克斯出版社,Ivoclar Vivadent) [16]。
制造过程和机械加工性影响整体的恢复质量锂二矽酸盐玻璃陶瓷。最近的一次调查分析了金刚石刀具磨损,芯片控制,加工力量,和表面完整性的锂二矽酸盐后咬合的调整。最低钻穿但重要芯片积累证明;此外,加工力量明显高于与其他玻璃陶瓷。尽管锂二矽酸盐的最终表面粗糙度与其他玻璃陶瓷、咬合的调整导致晶间和穿晶微裂隙,导致shear-induced塑料变形和penetration-induced脆性骨折;这种行为是独特的锂二矽酸盐和其他玻璃陶瓷非常罕见。因此,锂二矽酸盐应该考虑最难机在玻璃陶瓷intraoral调整(17]。此外,热处理可以影响结晶动力学、晶体微观结构和强度的锂二矽酸盐修复。尤其是扩展温度范围(820 - 840°C和750 - 840°C)和长时间的保持时间(14分钟和7分钟)产生显著更高的弹性模量和硬度但显示,抗弯强度和断裂韧性属性(即类似于控制。,750 - 840°C 7分钟)。快速增长的锂二矽酸盐发生时的最大锂形成偏硅酸盐已经结束(13]。
最近,创新的制造技术提出了改进锂二矽酸盐陶瓷的微观结构。尤其是火花等离子烧结(SPS)是专为发开发的牙科材料。这个制作过程允许精炼锂二矽酸盐的微观结构;其致密化导致变形和细纳米晶体微观结构与主要锂二矽酸盐/硅酸锂阶段和小锂正磷酸盐和方石英/石英阶段(18]。
3所示。机械测试和断裂阻力
由于其固有的脆性行为,锂二矽酸盐遭受疲劳失效在临床服务。微裂隙通常开始在承载和/或应力集中区域,最终融合在动态负载下,创造主要缺陷可能会削弱锂二矽酸盐结构;当最终的机械强度是克服、灾难性故障发生(19- - - - - -22]。
实验室的一些研究调查了抗疲劳强度的锂二矽酸盐单冠(SCs)和固定牙齿假肢(FDPs)评价实验设计和测试参数(20.- - - - - -24]。不同实验室变量被证明影响锂二矽酸盐的抗疲劳强度修复,如负载的大小,数量的周期、桥台和拮抗剂材料,潮湿的环境,和热循环;相反,咀嚼频率,横向运动和老化技术被认为是不影响因素23]。单一载荷疲劳试验(即后断裂。,combination of dynamic and static loading until fracture) reported highly variable ultimate strength values for this material: from 980.8 N to 4173 N for monolithic SCs and from 390 N to 1713 N for posterior FDPs [23,24]。显著的对比数据是不可能的,因为异质性的研究设计和测试模式(24]。
相当一致的协议在体外和体内的结果报道。SCs,经过2年的模拟或真实的服务,100%存活率是注意到在两个实验室25和临床调查26];在体外研究中100%的存活率是报道经过5年的模拟功能(20.,27而改为97.8%在体内临床调查26]。不同,至于FDPs,累计5年生存率在体外(从75%到100%不等28,29日),相当于临床率为78.1% (26];长期的实验室调查模拟10多年的服务显示,70%存活率(30.),与体内累积生存率70.9%经过10年的函数(26]。之间的协议声级体外和体内数据证实,实验室调查可以代表一个好的模拟临床场景;尽管如此,这一结论只被认为是象征,因为不够大的数据量来表示合并临床指南(24]。
最近的一项系统回顾显示显著的异质性导致数据不一致,因为不同的研究设置和测试参数。缺少测试标准化使得它几乎不可能执行一致的对比实验研究。因此,到目前为止,象征和可比数据的动态力学测试锂二矽酸盐修复仍然仍然有争议的;需要进一步的调查与特定的标准化标准(24]。
根据体外动态加载的结果,发锂二矽酸盐SCs应该有至少1.5毫米的厚度能够承受咬合的加载后地区(22]。成为了微晶玻璃,锂二矽酸盐作为牙科材料的最终性能密切相关的胶水泥的类型和过程的准确性(31日]。达到最高microtensile粘结强度(μtbs)值和最佳临床表现,修复必须胶着地琵琶的基板(32,33]。发指令单片后SCs由锂二矽酸盐和琵琶自粘的树脂水泥显示显著的抗疲劳强度高于长石陶瓷修复。尤其是锂二矽酸盐SCs有效生肌负荷的生理范围,主要显示修复骨折。灾难性的失败之后才注意到load-to-failure测试4500 N [33,34]。
implant-supported修复,虽然这种材料显示,最高极限强度相比,长石陶瓷和树脂nanoceramic到植入钛牙体外,没有发现根据初始和最大断裂阻力值之间的锂二矽酸盐与热循环模拟咀嚼模拟后5年的临床服务35]。
此外,发指令单片锂二矽酸盐SCs时显示一个最佳的体外刚度和强度值在预制钛基牙和定制的氧化锆牙(36]。
4所示。切削加工性能、磨损机制和行为
摩擦磨损的影响锂二矽酸盐自然牙釉质对方也一直在调查,有或没有氟磷灰石涂层,这表明他们在unveneered标本(那么严重37]。最初的表面粗糙度不影响最后穿的地形穿模式影响相应的磨损损失,因为平滑最终磨损方面是降低磨损。此外,表面磨损的锂二矽酸盐被报道敏感环境pH值,显示出较高的摩擦磨损行为基本pH值条件;这是由于这样的事实,润湿性、表面电荷,并pH-dependent锂二矽酸盐的溶解趋势。氟磷灰石的镶面导致的磨损增加锂二矽酸盐冠和反对自然牙齿;因此,镶面咬合的表面应该被避免。
这些结果在最近的协议与另一个体外调查报告,氧化锆穿显示低于锂二矽酸盐;在任何情况下,后者显示咬合的穿相当于声音搪瓷。釉质磨损降低后陶瓷表面抛光,这支持执行后,这个过程是可取的咬合的锂二矽酸盐和氧化锆修复调整。镶面瓷显著提高牙釉质磨损;因此,使用单片氧化锆和锂二矽酸盐应该首选地区强劲的咬合的接触,以限制对方的牙齿的釉质损伤(38]。
摩擦对牙釉质后,锂二矽酸盐和单片氧化锆标本并没有成为长石陶瓷一样粗糙。特别是,当穿效果上比较粗糙,光滑,釉表面处理,最终粗糙锂二矽酸盐成为比细长石瓷(流畅39]。
然而,当类型III黄金相比,锂二矽酸盐更磨料对人牙釉质。搪瓷反对锂二矽酸盐在体外显示裂缝,犁沟,典型的磨损和表面损失机制,导致耐磨性,摩擦系数比在对手面前黄金(40]。
反对滑石在咀嚼模拟,单片锂二矽酸盐产生拮抗磨损,磨损行为高于单片半透明阴影氧化锆,但高达一半搪瓷参考(274.14μ米);特别是,更严重的磨损模式陶瓷和对手观察研磨和抛光后(41]。
初始表面精加工和咬合的负荷显著影响表面粗糙度,摩擦,磨损机制的锂二矽酸盐:随着负载的增加,表面粗糙度变得更加严重,摩擦系数和磨损量增加。磨料磨损过程可分为2类型学:2-body和三体磨料磨损。特别是在2-body磨损是由硬突起的表面滑动在另一个在三体磨损粒子被困2表面但之间自由辊和幻灯片。在锂二矽酸盐的表面光滑,2-body磨损占主导地位的同时,在粗糙表面的情况下,三体磨料磨损更有意义的。穿锂二矽酸盐表面高度敏感,分层,塑性变形和脆性骨折(42]。
双体穿锂二矽酸盐陶瓷被发现与人牙釉质。此外,磨料牙刷显著降低光泽和粗糙度的增加材料除了氧化锆(43]。当评估机械和光学性质,发锂二矽酸盐微晶玻璃(IPS e。马克斯CAD)演示了最优惠的变色率和最低2-body穿在材料方面发复合材料相比,混合材料,和白榴石陶瓷;在这项研究中,分析了磨损率在模拟器使用人类的牙齿咀嚼拮抗剂(44]。
类似于其他玻璃陶瓷、锂二矽酸盐可以intraorally修复凿。体外结果使用树脂复合材料作为修复材料表明,锂二矽酸盐可以有效地修复与氢氟酸腐蚀硅烷化和粘合剂(紧随其后7,8,45]。
5。印象技术和配合精度
传统和数字印象技术都允许制造的锂二矽酸盐修复但结果而言,边际精度仍有争议(46- - - - - -51]。
体外研究报告了类似的边际精度之间的传统和数码技术(印象μm和μm,分别地)和被发现在不同的方法没有明显的统计学差异(51]。不同,最近的体外研究的结果表明,压和研磨锂二矽酸盐SCs从数字印象内部适合桥台的牙齿比压SCs polyvinylsiloxane印象在总量方面的内部空间,平均厚度的内部空间和内部空间的比例达到或者低于120μ米(50]。同样,另一个体外调查证明了全数字工作流提供保证金符合比传统的制造(48]。这些结果并不与其他调查证明协议的组合polyvinylsiloxane印象和媒体制造技术生产锂二矽酸盐SCs最准确的2 d和3 d边际适合[46),结合数字印象和压锂二矽酸盐SCs产生最精确的内部符合(49]。
到目前为止,在一般情况下,边缘和内部的锂二矽酸盐修复技术显著影响就业数字的印象。尽管几乎所有实际数字印象系统显示精度值的阈值内临床可接受性,显著的健康之间的差异依然明显不同的数字系统(52]。
体外显微镜分析表明,发锂二矽酸盐SCs边际差距明显小于发解剖外形氧化锆修复。绝对的边际差异,锂二矽酸盐SCs显示一些过度扩张的利润率。终点线几何和制造系统显著影响绝对边际差异(53]。
体内的结果通过复制技术表明,发锂二矽酸盐SCs内部轴向和咬合的差距明显高于porcelain-fused-to-metal (PFM) SCs;相反,边际差异没有显著不同。然而,烤瓷和锂二矽酸盐SCs显示临床可接受的边际适合[54]。至于(即恢复适应。,marginal and internal fit) of the different manufacturing techniques, evidence is growing that these parameters are more favourable with the hot-pressing technique than with the precrystallized, CAD/CAM milled blocks [46,55,56]。
6。生物相容性
生物安全的牙科陶瓷是另一个主要话题牙科研究一直集中在过去年;这样的属性可以是不同的甚至在同一类的材料。锂二矽酸盐表现出更严重的体外细胞毒性比牙科合金和复合材料和抛光后变得更加细胞毒性57]。
体外,人牙龈成纤维细胞细胞反应可能反映软组织的变化反应不同的表面材料假肢修复。在一项由太et al .,抛光氧化锆显示更好的整合在尊重其他材料(58]。分析人类上皮组织文化,另一方面,表明锂二矽酸盐显示最好的生物相容性相比,氧化锆和钴铬合金。因此,锂二矽酸盐可以被认为是一个合适的材料甚至对龈下的修复直接联系sulcular上皮组织(59]。体内证据,主要涉及的存在修复没有引起牙周健康的病人的炎症反应;牙龈之间没有差异对锂二矽酸盐的反应和氧化锆修复可以显示60,61年]。
7所示。临床适应症和结果
因其杰出的光学特性、力学特性,易于加工,和腐蚀的可能性/粘合剂,确保微创的方法,锂二矽酸盐玻璃陶瓷迅速成为最受欢迎的修复材料在几乎所有固定假牙修复术的适应症8]。
他们的主要用途是处理单冠(SCs)。第一个进行了临床研究的早期类型学锂二矽酸盐(IPS皇后,Ivoclar Vivadent)和报告很有前途的短期结果贴面克朗(62年,63年];尤其是,马夸特医生和Strub,冠和前瞻性临床试验前FDPs,显示对SCs后5年生存率100%的临床服务63年]。Gehrt et al。6]分析了74年的中长期临床性能锂二矽酸盐),前部和后部冠后至少5年的服务时间;所有的框架,用热压技术从陶瓷锭(IPS e。马克斯出版社),至少0.8毫米厚,最终被氟磷灰石陶瓷贴面。5年后存活率为97.4%和94.8%,此前8年的临床服务;技术并发症,3冠导致受小碎屑。存活率的研究显示,不会受到胶结类型(常规和粘合剂)或皇冠位置(前部和后部);另一方面,在体外研究已清楚地表明,锂二矽酸盐能承受高应力条件下,像在后冠(64年,65年]。Esquivel-Upshaw et al。66年)进行了三年的临床研究比较贴面锂二矽酸盐的性能(后2),单片锂二矽酸盐(e-Max出版社,釉),和金属陶瓷冠(IPS d。单板迹象);他们观察到相似的、高度积极的结果,尽管更高程度的表面粗化的贴面中检测锂disilicate-based冠,金属陶瓷相比,年2和3之间。这个问题可能是由于退化/水腐蚀釉陶瓷。另一个回顾,多中心研究860年锂二矽酸盐修复,牙齿和implant-supported,包括完整的冠,层压板贴面板,镶上,报道累积生存和成功率超过95%的观测时间从12到72个月(8]。这种分析修复都是双层和单片类型。最近,其他的回顾性研究,更长的观测时间,证实了低失败率和累积生存率非常有利与锂二矽酸盐克朗(65年,67年,68年]。积极的临床结果锂二矽酸盐强化玻璃陶瓷已经证实了最近的一项系统回顾(11),显示,5年存活率的主要涉及SCs锂二矽酸盐或氧化物陶瓷制成的(即。、氧化铝和氧化锆)类似于金本位,金属陶瓷的花冠。full-anatomic的广泛扩散在日常实践中,单片锂二矽酸盐修复,以有利的力学性能,结合制造业的可能性低厚度修复胶着地连着牙基质,介绍了使用镶嵌,镶上,和这种材料制成的“桌面”后网站,利用微创的方法和抗,生物相容性的陶瓷(数字1- - - - - -4)。在那项研究中,骨折率低是报道:0.91%,单片为1.83%,双层单冠(单片)的两倍;单片FDPs 4.55%;1.3%的单片;双层贴面板和1.53%(数据5- - - - - -9)。猜et al。69年)进行了7年潜在“split-mouth”研究压锂二矽酸盐(IPS e。马克斯出版社,Ivoclar Vivadent)和CAD / CAM leucite-reinforced微晶玻璃(ProCAD, Ivoclar Vivadent)的部分修复。准备进行减少整个咬合的表面2毫米厚度,创建一个对接的设计水平不支持尖点和圆的肩膀支持尖点。作者报道高存活率与这两种类型的修复,建议他们延长病变的最低限度积极治疗后的牙齿。在最近的一次在体外研究中,水闸et al。70年)建议锂二矽酸盐的需要的最小厚度0.7 - -1.0毫米nonretentive时,基尼胶着地保留咬合的薄木片。至于3-unit FDPs,根据制造商的建议,使用锂二矽酸盐应该局限于更换前牙和前磨牙。临床数据在这个很有争议的话题。早期,短期/中期研究,主要进行后2双层锂二矽酸盐桥,建议一定谨慎等表明:Taskonak和Sertgoz71年]在2年存活率50%;马夸特医生和Strub的前瞻性临床试验显示骨折率30%,此前5年的临床服务63年]。Makarouna et al。72年),在一个随机对照试验,6年后观察锂二矽酸盐FDPs的存活率为63%,而一个更有利的对照组(金属陶瓷FDPs)的95%。
在10年的前瞻性研究由皇后2 FDPs Sola-Ruiz等人,发现71.4%的存活率,最常见的并发症是术后敏感性,衰退,边际变色(73年]。单片的引入,成型锂二矽酸盐FDPs最近把实现更有利的结果。
一些体外研究[29日,74年,75年)指出,锂二矽酸盐单片冠FDPs, CAD / CAM和热压,更耐疲劳断裂与双层相比,手贴面的,表现出更高的断裂载荷(1900 N),与金属陶瓷的标准。缺乏审美,弱镶面材料允许厚大部分高强度二矽酸盐;在任何情况下,至于FDPs,它必须指出,他们的力学性能是多因素疾病,被强烈与许多因素有关,如形状的结构和大小和半径的连接器。
在一段长期的前瞻性研究,Kern et al。5评估3-unit的临床表现,单片锂二矽酸盐FDPs (IPS e。马克斯出版社,Ivoclar Vivadent)。在本研究中,桥梁不仅用于替换的前牙和前磨牙(建议)也为失踪的臼齿。5年之后,生存和成功率分别为100%和91.1%,分别;十年后,他们分别降低到87.9%和69.8%。考虑到10年生存率已报告87.0 - 89.2%的“参考”金属陶瓷FDPs一些系统评价(11,76年),主要的灾难性故障发生最近FDPs取代错过臼齿(超出了制造商的建议),这些证据建议单片锂二矽酸盐可以被视为一个有前途的候选人为短取代金属陶瓷独立式的桥梁。
在过去的几年内,根据最小invasivity的概念,经济,和长期耐久性,替代治疗策略前单牙替换已经变得越来越流行,利用材料的高强度和可靠的粘合剂牙基质的可能性。尤其是悬臂,全、树脂、固定局部义齿(RBFPD)越来越多地获得批准牙科社区,提供一个可行的替代植入治疗在许多情况下,特别是当适应症植入治疗不存在,由于一般,解剖、经济、或病人的依从性的因素。在这种情况下,而不是一个完整的皇冠,一个单板胶着地连着支持牙齿的舌侧可以使用;仔细咬合的检查是必需的,为了得到一个合适的应力分布和应力限制在悬臂牙齿,避免在桥体侧和突出的联系人。对于这种修复,临床结果非常鼓舞人心,虽然数据相当有限的中期研究和案例系列(77年- - - - - -80年]。
在过去的年里,诊疗椅边的生产工作流程在口腔领域正在获得越来越多的利益,交货速度和降低成本的SCs和镶嵌。第一个临床试验报告令人鼓舞的结果。在帝国的研究和Schierz,除了4年后的存活率为96.3%,少数生物并发症(继发龋低于皇冠,感性知觉的改变)和技术并发症(颈需要复合填充)观察81年]。
最近,Sulaiman et al。82年]分析了临床结果不同的IPS e。马克斯锂二矽酸盐假肢(SCs, FDPs,贴面、镶嵌、裱贴),双层和单片形式,在总共四年回顾性研究21.340修复。在那项研究中,骨折率低是报道:0.91%,单片为1.83%,双层单冠(单片)的两倍;单片FDPs 4.55%;为双层贴面板单片为1.3%和1.53%;1.01%,单片镶嵌/裱贴。最后,在最后一年,使用锂二矽酸盐单冠保税到CAD / CAM氧化锆牙已经变得越来越普遍,利用氧化锆的高强度和生物相容性,在高软组织接触,一起假锂二矽酸盐的多功能性和光学特征。体外研究表明这些假体解决方案表现出高断裂负荷[27,83年),与此同时,短期临床研究表明相当积极成果(84年),也在整体氧化锆种植体(间谍)。另一个临床方法,也支持通过有利的短期结果,利用氧化锆implant-supported full-arch框架(“植入桥梁”)单片锂二矽酸盐冠胶着地保税(7,85年]。
8。结论
这是一个远离无可争辩的事实,所有的创新的解决方案提供的锂二矽酸盐是扩大恢复场景越来越多;由于优异的光学性能,高机械阻力,独特的恢复性多才多艺,和不同的生产技术,这是毫无疑问的一个最有前途的牙科材料在数字牙科领域,虽然更多的光仍会有一些临床和技术方面。
相互竞争的利益
作者宣称没有利益冲突。
确认
作者要感谢主牙科技师路易吉·德·斯特凡诺先生(那不勒斯,意大利)技术支持,数字技术,在假肢制造和承诺。