隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)于牙科修復(fù)體美觀與功能的需求越來越高，金屬基底的應(yīng)用導(dǎo)致傳統(tǒng)的金屬烤瓷冠始終存在色彩不佳及齦染色等問題，而牙科陶瓷的應(yīng)用較好的解決了上述問題。在牙科陶瓷中，氧化鋯陶瓷具有較佳的物理性能及力學(xué)性能，Y₂O₃穩(wěn)定的氧化鋯陶瓷(Y- TZP)彎曲強(qiáng)度可達(dá)900~1400MPa，斷裂韌性可達(dá)5~10MPam^1/2，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的玻璃陶瓷，因此可用于三單位及以上的全瓷修復(fù)體。然而，氧化鋯烤瓷冠是以氧化鋯為內(nèi)冠在其表面烤制飾瓷的全瓷修復(fù)體，和傳統(tǒng)的金屬烤瓷冠相比，內(nèi)外結(jié)構(gòu)類似，但是其遠(yuǎn)期修復(fù)效果卻不如金屬烤瓷冠。通常，氧化鋯烤瓷冠的繃瓷率要高于金屬烤瓷冠。由此可見，鋯-瓷結(jié)合強(qiáng)度還不能滿足臨床要求，需針對(duì)其存在的問題，對(duì)氧化鋯進(jìn)行表面處理，來增強(qiáng)氧化鋯與飾瓷、樹脂等材料的結(jié)合強(qiáng)度。

金屬烤瓷冠

氧化鋯烤瓷冠

氧化鋯內(nèi)冠與表面烤制飾瓷結(jié)合的問題

在氧化鋯烤瓷冠制備過程中，提升鋯-瓷結(jié)合步驟的結(jié)合性至關(guān)重要。所謂的鋯-瓷結(jié)合即氧化鋯與飾瓷之間的機(jī)械嵌合與壓縮應(yīng)力結(jié)合，其對(duì)氧化鋯修復(fù)體的長期療效十分重要，影響鋯-瓷結(jié)合的因素較多且存在爭(zhēng)議，主要包括飾瓷對(duì)氧化鋯內(nèi)冠的潤濕性差、兩者的熱膨脹系數(shù)不協(xié)調(diào)、兩者之間很難形成化學(xué)結(jié)合、兩者之間的斷裂韌性和彈性模量失配、氧化鋯內(nèi)冠導(dǎo)熱性差等；并且，氧化鋯陶瓷與樹脂的粘接效果也不甚理想，由于氧化鋯表面惰性強(qiáng)，且不含玻璃相，酸蝕后效果較差，二者之間很難形成化學(xué)結(jié)合。

鋯-瓷結(jié)合性不夠?qū)е卤来?/span>

牙科用氧化鋯陶瓷表面處理工藝

1.噴砂

噴砂是一種成熟的表面處理工藝，以壓縮空氣為動(dòng)力，將噴料高速噴射到物體表面，增加物體表面的粗糙度和清潔度。在金屬烤瓷冠的時(shí)代，通常采用氧化鋁噴砂來粗化金屬基底冠，以獲得更大的表面積，有利于形成更多的化學(xué)結(jié)合，而且熔融的瓷流入表面的凹坑內(nèi)，能夠形成牢固的機(jī)械嵌合力。進(jìn)入氧化鋯陶瓷修復(fù)體的時(shí)代，氧化鋁噴砂依然是生產(chǎn)端最常用的表面處理方式。

常見噴砂機(jī)原理圖

目前，處理氧化鋯陶瓷修復(fù)體使用的噴砂參數(shù)不盡相同，大多使用50~100μm的氧化鋁顆粒，噴砂壓力0. 1~0. 5MPa，噴砂時(shí)間10~30s。

一般認(rèn)為，噴砂后氧化鋯表面變得更加粗糙，結(jié)合層飾瓷可流入噴砂產(chǎn)生的孔隙中，產(chǎn)生較好的機(jī)械嵌合作用，在隨后的烤瓷過程中，由于飾瓷粉與結(jié)合層飾瓷化學(xué)成分相同，故二者之間可產(chǎn)生較好的化學(xué)結(jié)合。不過，超過一定強(qiáng)度的噴砂壓力會(huì)導(dǎo)致氧化鋯表面產(chǎn)生單斜晶相和微裂紋，使其彎曲強(qiáng)度明顯降低。而且上述方式依賴于結(jié)合層的媒介作用，而氧化鋯與飾瓷之間是否存在較強(qiáng)的化學(xué)結(jié)合還需深入研究。

2.熱酸蝕

氧化鋯的化學(xué)惰性較高，在常溫下很難酸蝕，通過加熱可以使氧化鋯與多種強(qiáng)酸發(fā)生反應(yīng)，強(qiáng)酸可腐蝕氧化鋯外圍不規(guī)則的高能原子，并在氧化鋯表面形成粗糙面，增加表面積。目前常用的熱酸蝕方案包括HCL與Fe₂Cl₃混合液，HF與HNO₃混合液，H₂SO₄、HF及HNO₃混合液、H₂SO₄與(NH₄)₂SO₄混合液等等。

熱酸蝕表面處理

熱酸蝕處理同樣也可增強(qiáng)氧化鋯與樹脂的粘接強(qiáng)度。與噴砂相比，熱酸蝕可避免微裂紋的產(chǎn)生，且相較于噴砂可以獲得更明顯的表面粗糙度，不過隨著熱酸蝕的時(shí)間延長，氧化鋯的表面粗糙度不再有明顯提高。并且，熱酸蝕也會(huì)引起晶相轉(zhuǎn)變，晶相轉(zhuǎn)變導(dǎo)致的過度體積膨脹會(huì)影響氧化鋯陶瓷的抗折強(qiáng)度。另外，熱酸蝕雖可以增強(qiáng)氧化鋯與飾瓷、樹脂的結(jié)合強(qiáng)度，但是在處理過程中會(huì)用到甲醇、鹽酸等危險(xiǎn)工業(yè)品，實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)的安全性要求高，工藝復(fù)雜，目前尚無成熟可靠的熱酸蝕處理設(shè)備，這限制了熱酸蝕在生產(chǎn)端的推廣。

3.激光

目前，激光較為廣泛地用于口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，主要包括牙齒漂白、牙本質(zhì)脫敏、治療牙周病等，并且應(yīng)用激光處理氧化鋯也成為研究熱點(diǎn)。目前，常用于處理氧化鋯的激光主要有Er: YAG激光、Nd: YAG激光、CO₂激光、飛秒激光。

YAG激光

首先，激光增強(qiáng)氧化鋯粘接作用的原理與噴砂、熱酸蝕相同，都是對(duì)氧化鋯進(jìn)行表面粗化；其次，激光處理對(duì)于氧化鋯晶相無明顯影響，多個(gè)研究證實(shí)飛秒激光處理后氧化鋯表面無明顯晶相轉(zhuǎn)變。

4.硅涂層

氧化鋯陶瓷表面缺乏玻璃相，不含或極少含有氧化硅成分，很難與飾瓷層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。通過各種方法在氧化鋯陶瓷表面制備硅涂層，使其表面化學(xué)成分與玻璃基飾瓷相近，二者之間更容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而增加鋯-瓷結(jié)合強(qiáng)度。

硅涂層處理可明顯提高氧化鋯陶瓷表面自由能、親水性、潤濕性、粗糙度，甚至其表面粗化作用比噴砂更加明顯，相較于噴砂、激光、燒結(jié)襯里，硅涂層是增

強(qiáng)鋯-瓷結(jié)合最穩(wěn)定、最優(yōu)秀的表面處理方式。常用的制備硅涂層的方法有摩擦化學(xué)法、熱硅化、組織面涂層技術(shù)、等離子體沉積、溶膠-凝膠法。

溶膠-凝膠法制備涂層成膜機(jī)制

目前，硅涂層的研究主要集中在增強(qiáng)氧化鋯-樹脂結(jié)合方面，關(guān)于增強(qiáng)鋯-瓷結(jié)合強(qiáng)度的研究相對(duì)較少。目前尚未找到最佳的硅涂層厚度；并且當(dāng)前的硅涂層技術(shù)較多，實(shí)驗(yàn)樣本的制備和實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的檢測(cè)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同研究之間的可比性差；同時(shí)，一些用于制備硅涂層的設(shè)備尚處于實(shí)驗(yàn)室階段，加之硅涂層技術(shù)工藝復(fù)雜，尚不能用于大規(guī)模生產(chǎn)。

5.低溫等離子體

低溫等離子體富含高能電子及激發(fā)態(tài)的離子、原子、分子、自由基等諸多活性粒子，在與物質(zhì)的相互作用中可以產(chǎn)生許多特殊的物理和化學(xué)效應(yīng)，因此被廣泛用于醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、能源等領(lǐng)域，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。低溫等離子體的產(chǎn)生方式主要包括：低頻交流放電、大氣壓等離子體射頻、電暈放電、直流輝光放電、介質(zhì)阻擋放電等等。發(fā)生器產(chǎn)生的等離子體經(jīng)過借助空氣流噴射到材料表面，在材料表面發(fā)生多種物理變化和化學(xué)反應(yīng)，影響材料的表面形貌，引入新的活性基團(tuán)，改善了材料的潤濕性，親水性、生物相容性等。

等離子表面處理機(jī)應(yīng)用

目前，應(yīng)用低溫等離子體增強(qiáng)氧化鋯與飾瓷、樹脂結(jié)合強(qiáng)度的研究相對(duì)較少。其增強(qiáng)效果及應(yīng)用可行性有待進(jìn)一步研究。

總結(jié)

目前氧化鋯的表面處理方法較多，研究深度各不相同。噴砂、熱酸蝕及激光處理均是通過增加氧化鋯表面粗糙度來發(fā)揮作用，噴砂和熱酸蝕在表面粗化的同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致相變，降低氧化鋯彎曲強(qiáng)度，因此采用合適的處理參數(shù)十分必要，而激光處理可避免發(fā)生晶相轉(zhuǎn)變。今后很長一段時(shí)間內(nèi)，噴砂將仍是氧化鋯陶瓷表面處理的重要方式。熱酸蝕的處理效果與噴砂類似，但是工藝復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)安全性低，加之目前尚無成熟可靠的熱酸蝕處理設(shè)備，限制了熱酸蝕工藝的推廣。激光的種類復(fù)雜，研究者使用的處理參數(shù)各不相同，各研究結(jié)果之間的可比性稍差，其應(yīng)用參數(shù)有待進(jìn)一步研究。硅涂層有一定的表面粗化作用，在增強(qiáng)鋯-瓷結(jié)合方面有待深入探索，繼續(xù)尋找最佳的硅涂層厚度，研發(fā)適用于大規(guī)模生產(chǎn)的硅涂層制備設(shè)備。低溫等離子體處理氧化鋯的研究尚在初級(jí)階段，距離生產(chǎn)應(yīng)用還有很長的路要走。總的來說，目前常用的處理方式尚不能滿足臨床需求，探尋經(jīng)濟(jì)且有效的氧化鋯表面處理方法依然是口腔修復(fù)領(lǐng)域亟待解決的問題。

參考來源：

1.牙科用氧化鋯陶瓷的表面處理方法及其研究進(jìn)展，李健、李鋒、柏娜（中華老年口腔醫(yī)學(xué)雜志）；

2.牙科陶瓷材料及修復(fù)體制作技術(shù)的新進(jìn)展，駱小平（口腔材料器械雜志）；

3.提高氧化鋯飾瓷結(jié)合性能的研究進(jìn)展，田蕭羽、田敏、王富（牙體牙髓牙周病學(xué)雜志）。

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