ジルコニアセラミック材料の臨床応用

セラミックスは、200 年以上にわたって口腔修復材料として使用されてきました。セラミック材料は、美観に優れ、機械的強度（硬度、耐摩耗性、圧縮強度、曲げ強度）が高く、安定性が高く、透過性が高いという特徴があります。歯の修復に広く使用されています。

オールセラミック歯科修復材料の分類

オールセラミック材料は、材料の微細構造におけるガラス相と結晶相の含有量に応じて、次の 3 つのカテゴリに分類されます。

①長石磁器。主にガラス相で、天然の長石、石英、カオリンの3つの成分を高温で焼結させたものです。長石磁器は、歯科で使用された最も初期のセラミック材料であり、その光学特性はエナメル質や象牙質に非常に近いものです。しかし、機械的性質が悪いため、曲げ強度は通常 60 ～ 70MPa に過ぎないため、ポーセレン融着金属修復物や融着セラミック修復物として使用されることがよくあります。

②ガラスセラミックス。ガラス相と結晶相を同時に含み、ガラスセラミックとも呼ばれ、高温で溶解、成形、熱処理して作られた結晶相とガラスを組み合わせた一種の複合材料です。アモルファスガラスと比較して、ガラス相への結晶フィラーの追加または成長は、熱膨張係数と靭性の増加、材料の色の変化、乳光性と透明性の変化など、ガラスベースのセラミックの機械的および光学的特性を大きく変化させます。 .

③多結晶セラミックス。これは、ガラス相と気相を含まない、結晶によって直接焼結された一種の緻密なセラミック材料です。強度と硬度が高く、CAD/CAM設備で加工されています。ガラス相がないため、これらの素材は通常透明度が低く、ベニヤ磁器で装飾する必要があります。ガラス相を主成分とするガラスセラミックは審美性に優れていますが、結晶数が増えるほど強度は高くなりますが、透明度は低下します。

高透明ジルコニア義歯

この分類方法は、セラミック成分と適応症との関係を暗示しています。しかし、現在の多結晶セラミック微細構造の開発に伴い、より半透明のジルコニアと透明度が低下したより強力なガラスセラミックの出現は、この概念に挑戦しています。産業におけるセラミック技術の根本的な発展: これらの材料の製造プロセスは、天然成分 (長石など) から合成セラミックに変わりました。

●オールセラミックス材料は、 その化学組成と微細構造により、ガラス系セラミックス、多結晶セラミックス、樹脂系セラミックス材料の3つに分類されます。従来のセラミック材料と比較して、樹脂ベースのセラミック材料は、有機足場を含むため、特別な特性を持っています。それには次の利点があります。弾性率は象牙質の弾性率に近いです。材料の脆性と硬度が低下し、切断が容易になります。樹脂修理が使用されます。変更後も強度に影響がなく、臨床操作が簡単です。天然歯の摩耗は、ガラス セラミックの摩耗よりもはるかに少ないです。熱加工が不要で、椅子だけで設計・製作が完了します。

ジルコニア素材の構造や加工方法の研究が進むにつれ、ジルコニアの性能は徐々に向上し、人工股関節や身近な口腔修復物など、臨床応用も広がっています。

ジルコニアの構造と特徴

ジルコニアは、単斜晶 (m)、正方晶 (t)、立方晶 (c) の 3 つの形態を持つ多結晶材料であり、特定の温度条件下で互いに変換することができます。焼結ジルコニアが室温に冷却されると、結晶構造の変換 (正方晶相から単斜晶相へ) により、単斜晶の単位セル体積が正方晶のそれよりも約 4% 大きくなり、クラックが発生します。ジルコニアの中に現れます。ジルコニアの機械的強度を低下させます。 CaO、MgO、CeO2、Y2O3 などの安定した酸化物を添加すると、このプロセスを安定させることができます。酸化イットリウムを添加したジルコニア セラミックスは、独自の応力誘起相変態強化効果があり、優れた機械的特性を持ち、曲げ強度は 900 ~1200Mpa に達する可能性があります。室温で正方晶ジルコニアを安定化させるもう 1 つの方法は、粒子サイズを小さくすることです (平均臨界粒子サイズ <0.3 μm)。

純ジルコニア結晶の温度による相転移

実際の用途では、必要な結晶形と性能を得るために、通常、さまざまな種類の安定剤を添加して、さまざまな種類のジルコニア セラミックを製造します。ジルコニア セラミックスは、その微細構造に応じて、完全安定化ジルコニア (FSZ)、部分安定化ジルコニア (PSZ)、正方晶ジルコニア多結晶 (TZP) の 3 つのタイプに分けることができます。例えば、安定剤が CaO、MgO、Y2O3 の場合、それぞれ Ca-PSZ、Mg-PSZ、Y-PSZ などと表します。歯科材料用ジルコニアは、イットリア安定化正方多結晶ジルコニア (Y-TZP) です。

ジルコニア一般的に使用される結晶形態安定剤 - 希土類酸化物

ジルコニア セラミック材料は、優れた美的特性、優れた生体適合性、および優れた靭性、強度、および耐疲労性に加えて、優れた耐摩耗性を備えています。ジルコニアの主な欠点は、接合プロセス中のコーティング材料の摩耗であり、セラミックの強度と界面の気密性に影響を与えます。ジルコニアの化学的不活性も結合効果に影響を与え、修復物の機能に影響を与えます。フルコンター ジルコニア修復物は不透明で、生体内で低温で劣化します。ジルコニアの表面処理

現在、臨床で一般的に使用されているセラミック接着剤は、主に樹脂接着剤、グラスアイオノマー接着剤、樹脂とグラスアイオノマー接着剤、リン酸塩接着剤の 4 つのカテゴリに分類できます。その中で、樹脂接着剤は主に化学的接着と機械的フィッティングに依存し、グラスアイオノマー接着剤は物理的および機械的接着であり、リン酸塩接着剤は主に機械的フィッティングと保持に依存しています。その中でも樹脂系接着剤が主流です。

セラミック表面処理は樹脂との結合力を向上させることができますが、一般的なセラミック表面処理は主に機械的方法と化学的方法に分けられます。一般的に言えば、サンドブラスト、エッチング技術、シランカップリング剤が最も一般的な方法です。しかし、ジルコニアセラミックスはガラスマトリックスを含まない多結晶セラミックスであるため、酸エッチング効果には限界があります。 Scholars は、ジルコニアの表面粗さ、組成などを変更して、機械的なロックと化学結合の性能を向上させました。

● サンドブラスト:研磨またはサンドブラストにより、単斜晶ジルコニア結晶の含有量が急激に増加するように、表面が四方単斜晶から変化します。アルミナ粒子の高速運動がジルコニアの表面に強く衝突し、ざらざらした濡れた接合面を形成します。多くの実験により、50μm のアルミナ粒子を使用し、0.25MPa 未満の圧力でサンドブラストすることが最も適切な選択であることが証明されており、ジルコニア オールセラミックと樹脂接着剤の間の結合の強度と耐久性を向上させることができます。

● カップリング剤：界面間を強固に結合させる共有結合により、現在、主に 10-メタクリロイルオキシデシルリン酸（10-MDP）を含むプライマーとシランプライマーの 2 種類があります。

● レーザー エッチング:ジルコニア オール セラミック表面のマイクロ機械特性を改善します。これは、ジルコニア表面と樹脂の間のマイクロ メカニカル接続を形成するのに有益であり、ジルコニア オール セラミックの結合効果を改善します。

ジルコニアの臨床応用

①ベニヤ磁器付きジルコニア底クラウン

この研究によると、ジルコニア修復物の生存率は、埋め込みの 1 年後に 95.3%、2 年後に 80.2% であり、既知の材料の中で最高の結果であることがわかりました。臨床的には、ジルコニア修復の失敗の主な理由は磁器ベニヤのひび割れです。ポーセレン装飾は美的効果に優れていますが、ジルコニア ベースのポーセレン ベニア修復のポーセレン クラックの確率は高く (3 年後に 6% ～ 25%)、これはガラス オール セラミック修復またはメタル セラミック修復よりも高くなります。 .とりわけ、破壊靭性、曲げ強度、熱膨張係数、および弾性係数の不一致は、ジルコニアへの磁器単板の結合に影響を与える可能性があります。

PRETTAUANTERIOR（ジルコンザン）素材の特徴

材料の開発に伴い、ジルコニア材料の透明性を向上させる新しい高透過性のオールジルコニウム修復物が登場しています。たとえば、2014 年に発売された PRETTAUANTERIOR (Zirkonzahn) は、二ケイ酸リチウム ガラス セラミックと同じ光透過率を持ち、その強度はガラス セラミック (>670MPa) よりもはるかに高く、美的感覚としてガラス セラミックを大幅に置き換えることができます。前歯の修復。

従来のジルコニア ボトム クラウンおよびベニア ポーセレンと比較して、オール ジルコニア修復物は歯の準備量が少なく、より多くの歯組織を保持し、ポーセリンの崩壊による修復の失敗を回避し、修復の成功率をさらに向上させます。

②ジルコニアポストコアクラウン

ジルコニアセラミック材料は、生体適合性と放射線不透過性に優れているだけでなく、弾力性と硬度にも優れています。金属材料は安定性と機械的強度に優れていますが、壊れやすく腐食しやすく、臨床 MRI ではアーチファクトが発生します。修復にジルコニアポストコアを使用すると、歯の完全性と色の点で長期的な効果が向上し、修復後のポストコアクラウンは損傷が少なくなります。

ファイバーポストとコアは半透明で耐食性に優れ、自生歯に非常によく似ています。近年、前歯の修復に多く使用されています。歯牙欠損部が大きい場合、ジルコニアポストとコアの金属特有の機械的利点が反映されるように、咬合力を高くする必要があります。研究によると、ジルコニア ポスト コア クラウンは、大面積の歯の欠損の修復においてファイバー ポスト レジン コアよりも優れており、ファイバー ポスト レジン コアは、上顎前歯などの咬合強度の低い小面積の欠損に対して選択できることがわかっています。

③ジルコニアアバットメント

ジルコニア製アバットメントは、金属に比べて表面自由エネルギーと表面湿潤性が低いため、細菌の付着を減らし、インプラント周囲疾患のリスクを軽減します。ジルコニア アバットメントは、患者の審美的要件により合致しており、生体適合性が優れています。チタン製および金属製のアバットメントは、インプラント周囲の軟部組織から透けて見える場合があり、その結果、周辺組織が灰色になり、審美性が低下します。