Gebruik van zirconia in restauratieve tandheelkunde

Eigenschappen van gestabiliseerd zirkoniumoxide

De buigsterkte van gestabiliseerde zirkoniumoxide-materialen is gerapporteerd in het bereik van 900 tot 1.200 MPa. Dit is ongeveer twee keer zo sterk als aluminaoxide-keramiek dat momenteel op de markt is en vijf keer groter dan standaard glaskeramiek. Nog belangrijker is de breuktaaiheid van het materiaal. De breuktaaiheid meet het vermogen van een materiaal om weerstand te bieden aan de voortplanting van een interne scheur (breuk). Dit is een belangrijke aanwijzing voor de klinische betrouwbaarheid van een materiaal. Klinisch gezien vormen niet-fatale scheuren (scheuren die zich ontwikkelen in de zirkoniumoxide maar niet resulteren in een volledige breuk of falen van de restauratie) door cyclische vermoeidheid, wat kan leiden tot falen van de restauratie als de scheuren zich voortplanten. De breuktaaiheid van Zirconia ligt tussen 8 en 10 MPa, wat bijna twee keer zo hoog is als die van aluminiumoxide-keramiek. Dit is het gevolg van transformational toughening, waardoor yttria-gestabiliseerd zirkoniumoxide zijn unieke mechanische eigenschappen heeft. Vanwege de tetragonale polykristallijne structuur transformeert het materiaal, wanneer zich een scheur ontwikkelt, naar een thermodynamisch gunstigere monokliene vorm. Deze transformatie gaat gepaard met een lokale toename van het volume van 4%, wat een "klemeffect" op de scheur veroorzaakt en de verdere uitzetting ervan stopt.

Bovendien zijn, zonder enige glasmatrix, gestabiliseerde zirkoniumoxide-materialen in het algemeen sterker en bieden meer bestendigheid tegen scheuren dan andere keramische materialen. Verder treedt chemische corrosie op glassubstraten op, wat kan leiden tot klinisch falen. De waterige component in speeksel kan reageren met glas in keramisch materiaal, waardoor corrosie ontstaat. Dit kan de snelheid van scheurvoortplanting verhogen en tot uitval van het materiaal leiden.

Soorten zirkonia

Er zijn drie hoofdtypen zirconia beschikbaar voor gebruik in klinische tandheelkunde. Hoewel ze chemisch identiek zijn, hebben ze enigszins verschillende fysische eigenschappen (bijvoorbeeld porositeit, dichtheid, zuiverheid, sterkte), die (mogelijk) niet klinisch relevant zijn. Er is het volledig gesinterde of HIP-type zirkoniumoxide. HIP staat voor "heet isostatisch persen" en is een sintertechniek die in de keramische industrie wordt gebruikt en die hoge temperaturen en drukken gebruikt om de dichtheid van het materiaal te verhogen.

Het tweede type is een gedeeltelijk gesinterd zirkoniumoxide, en het derde type is niet-gesinterd of "groen" zirkoniumoxide. Vanwege de vergelijkbare fabricage- en fabricageprocessen worden deze beide soorten samen beschouwd (gedeeltelijk gesinterd of niet-HIP-zirkoniumoxide). Blokken van dit soort materialen worden vervaardigd door gebruik te maken van een gesproeidroogd zirkoniumoxidepoeder dat vervolgens isostatisch wordt geperst en onvolledig wordt gesinterd. Deze materialen blijven zachter dan de HIP-zirkoniumoxide en zijn gemakkelijker te malen. Na het malen wordt het zirkoniumoxide vervolgens volledig in een oven bij 1350 ° C tot 1500 ° C gesinterd om de uiteindelijke vorm, sterkte en fysische eigenschappen te bereiken. Voorbeelden van dit type zijn Lava (3M ESPE), Cercon (DENTSPLY Ceramco) en Vita YZ (Vident).

Een ander type zirconiumoxide-product is het product dat wordt gebruikt door het Procera-systeem van Nobel Biocare. Bij deze werkwijze wordt een suspensie van zirkoniumoxide gebruikt die op een overmaatse matrijs wordt aangebracht en vervolgens wordt gesinterd.