Ngày nay, có rất nhiều vật liệu CAD/CAM được sử dụng trong phòng khám và phòng lab. Một cột mốc quan trọng trong phát triển vật liệu nha khoa là việc sử dụng zirconia (ZrO2) vào đầu thiên niên kỷ. Nó cho phép chế tạo các cầu đa đơn vị, cầu đơn toàn sứ lần đầu tiên. VITA Zahnfabrik là một trong những nhà tiên phong trong lĩnh vực này và đã cung cấp sườn zirconia cho việc chế tạo CAD/CAM phục hình nha từ năm 2002 (ban đầu được giới thiệu theo thiết kế của VITA In-Ceram YZ).
Ngày nay, phạm vi vật liệu bao gồm bốn mức độ trong mờ (T, HT, ST và XT cho các cầu nguyên khối, một phần và hoàn toàn).
Cường độ uốn 3 điểm của VITA YZ T trong phạm vi kiểm tra nội bộ hàng loạt
Hình 1: Các giá trị cường độ uốn từ 2002 đến 2014; được xác định trong phạm vi kiểm tra chất lượng nội bộ, nguồn: Nghiên cứu nội bộ, VITA R & D, (Gödiker, 09/2014, [1] xem trang 34)
VITA Zahnfabrik cam kết đạt tiêu chuẩn chất lượng rất cao, bao gồm mục tiêu không ngừng nâng cao chất liệu và quy trình.
Một ví dụ là cải thiện các tính chất cơ học của VITA YZ T, chẳng hạn như cường độ uốn 3 điểm (xem Hình 1). Tài liệu này cung cấp một cái nhìn tổng quan về các dữ liệu kỹ thuật và khoa học quan trọng nhất của VITA YZ SOLUTIONS.
1.1 Chemical composition
Thành phần | VITA YZ T | VITA YZ HT | VITA YZ ST | VITA YZ XT |
| ZrO2 | 90 – 95 | 90 – 95 | 88 – 93 | 86 – 91 |
| Y2O3 | 4 – 6 | 4 – 6 | 6 – 8 | 8 – 10 |
| HfO2 | 1 – 3 | 1 – 3 | 1 – 3 | 1 – 3 |
| Al2O3 | 0 – 1 | 0 – 1 | 0 – 1 | 0 – 1 |
| Sắc tố | 0 – 1 | 0 – 1 | 0 – 1 | 0 – 1 |
1.2 Tính chất vật lý/ cơ học
| Thành phần [đơn vị] | VITA YZ T | VITA YZ HT | VITA YZ ST | VITA YZ XT |
| CTE 1) [10-6/K] | 10.5 | 10.5 | 10.3 | 10 |
| Độ tan hóa học 1) [µg/cm²] | < 20 | < 20 | < 20 | < 20 |
| Mật độ thiêu kết 2) [g/cm³] | 6.05 | 6.08 | 6.05 | 6.03 |
| Cường độ uốn 3 điểm 1) [MPa] | 1200 | 1200 | > 850 | > 600 |
| Độ bền rạn nứt 3) (CNB method) [MPa m-0.5] | 4.5 | 4.5 | 3.5 | 2.5 |
| Mô-đun đàn hồi 4) [GPa] | 210 | 210 | 210 | 210 |
| Độ cứng 5) [HV 10] | 12 | 12 | 13 | 13 |
| Mô đun Weibull 1) | 14 | 14 | 13 | 11 |
1) Xác định dựa theo DIN EN ISO 6872:2015
2) Xác định dựa theo DIN EN 623-2:1993
3) Xác định dựa theo ISO 24370:2005
4) Xác định dựa theo DIN EN 843-2:2007
5) Xác định dựa theo DIN EN 843-4:2005
1.3 Tiêu chuẩn sản xuất và chất lượng
Ngày nay, có một số lượng lớn các công ty cung cấp sườn zirconia. Vì vậy, nhiều phòng khám và phòng lab đặt câu hỏi: "Có phải tất cả zirconia đều giống nhau không?" Mặc dù những sườn này không tiết lộ bất kỳ sự khác biệt khi nhìn hay chạm vào ngay từ cái nhìn đầu tiên, sự khác biệt đáng kể trở nên rõ ràng khi xem xét kỹ hơn chất lượng vật liệu và đặc tính.
VITA Zahnfabrik đã liên tục tối ưu hóa quy trình sản xuất cho chất lượng zirconia VITA và sử dụng các tiêu chuẩn cao về quy trình và các tiêu chuẩn kiểm tra nghiêm ngặt. Chỉ những vật liệu chất lượng hàng đầu mới được sử dụng trong quá trình sản xuất VITA YZ. Để đảm bảo chất lượng, những phép đo tiêu chuẩn về phân bố kích thước, lưu lượng và quá trình nung được thực hiện trên mỗi mẻ nguyên liệu mới, ngoài các kiểm soát chất lượng chi tiết, để đảm bảo độ tin cậy.
Đo nồng độ của các hạt zirconia khác nhau trong phạm vi nhiệt độ kết tủa
Hình 2 : Nghiên cứu đặc tính nung của các hạt VITA YZ khác nhau. Nguồn: Nghiên cứu nội bộ, VITA R&D (Gödiker, 11/2014 [1] xem trang 34)
Mục tiêu của tiêu chuẩn chất lượng cao của VITA Zahnfabrik là cho phép người sử dụng tại phòng khám và phòng lab đạt được kết quả tái sản xuất, độc lập với loại vật liệu được sử dụng. Hạt không màu (ví dụ: VITA YZ HTWhite) và zirconia có màu trước (ví dụ: VITA YZ HTColor) thể hiện các đặc tính nung khác nhau, chịu ảnh hưởng của việc thêm chất màu.
VITA tập trung vào những phương pháp hiện đại và kỹ thuật đo lường (xem Hình 2) để có thể xác định sự khác biệt một cách chính xác. Các hạt được tối ưu hóa trong quy trình công nghiệp (ví dụ: bằng cách quy định vật liệu cụ thể) để các loại khác nhau không khác nhau về khả năng gia công và thiêu kết của chúng, khi chúng được sử dụng trong phòng khám và phòng thí nghiệm.
1.4 Kiểm soát đặc tính nung
Để kiểm soát hoặc điều chỉnh đặc tính nung của zirconia theo cách cho phép phòng khám và phòng lab đạt được kết quả nung chính xác và tái sản xuất, là một thách thức quan trọng đối với mỗi nhà sản xuất. Ví dụ, các thông số thiết yếu là chất lượng của nguyên liệu thô và sự kiểm soát của quá trình tạo khuôn và quá trình nung sơ bộ.
Hình 3: Sơ đồ tổng quát của quá trình ép cho sườn VITA YZ SOLUTIONS
Đầu tiên, hình dạng cơ bản của các sườn zirconia của VITA Zahnfabrik đạt được trong quá trình ép một trục và sau đó những sườn này được ép đẳng tĩnh trong một thùng chứa áp suất cao. Mật độ đồng nhất đạt được là điều kiện tiên quyết cần thiết cho đặc tính nung đồng nhất. Quá trình nung sơ bộ - có nghĩa là, quá trình nung công nghiệp- được điều chỉnh chính xác theo lô tương ứng và hình thái sườn.
Hình 4: Ví dụ về sự co lại sau khi nung (kich thướcX-,Y-,Z-)
Hình 5: Ví dụ về các yếu tố mở rộng được thế hiện trên sườn
Một bước quan trọng khác trong việc truy cập kết quả nung chính xác là xác định chính xác yếu tố mở rộng. VITA Zahnfabrik xác định yếu tố này trong cả ba chiều không gian (X-, Y-, Z-) cho mỗi lô sản xuất và tích hợp thông tin trong bản in sườn (dưới dạng mã vạch hoặc văn bản thuần).
Tuy nhiên, một số nhà sản xuất chỉ cho biết giá trị trung bình. Xác định chính xác độ co lại sau nung và độ chính xác của độ vừa khít của vật thể nha khoa được kết dính dày đặc đặc biệt cần thiết cho các cầu răng nhiều đơn vị.
Hình 6: Ví dụ độ co sau khi nung của zirconia khoảng 20%
Hình 7: Ví dụ về thử nghiệm phù hợp với mô hình làm bằng kim loại
Việc kiểm tra chất lượng cuối cùng tại VITA được thực hiện bằng cách sử dụng phiếu vượt qua hoặc không phù hợp với thử nghiệm. Với mục đích này, một cấu trúc cầu với kích thước tối đa được chỉ định cho vật liệu tương ứng được chế tạo (chế tạo CAD/CAM) sử dụng hệ số phóng to được xác định cho mỗi lô; cấu trúc được nung kết dày đặc và sự phù hợp được kiểm tra (xem 2.8) trên một mô hình thép tiêu chuẩn (xem Hình 7).
1.5 Chất lượng vật liệu và cấu trúc
Chất lượng cấu trúc là một yếu tố quan trọng cho khả năng chịu lực cao của việc phục hồi zirconia. Nó chủ yếu được đảm bảo bởi chất lượng vật liệu và quy trình sản xuất phù hợp với nguyên liệu thô. Nếu các bước quá trình, chẳng hạn như đúc, kết dính và nung sơ bộ được kết hợp với nhau, đạt được một cấu trúc đồng nhất. Kết quả là, người sử dụng tại phòng khám và phòng thí nghiệm sẽ nhận được một khoảng trống chất lượng cao. Nếu điều này không được đảm bảo, các khiểm khuyết có thể xảy ra trong cấu trúc, có thể ảnh hưởng đến sự ổn định lâu dài trong sử dụng lâm sàng.
1.6 Nghiên cứu cấu trúc vi mô
- Vật liệu và phương pháp
Phân tích ảnh SEM của cấu trúc các mẫu nung kết dày đặc được làm từ VITA YZ T và zirconia của đối thủ cạnh tranh sau khi đánh bóng và khắc nhiệt.
- Nguồn
Nghiên cứu nội bộ, VITA R & D, (Gödiker, 11/2014, [1] xem trang 34)
- Kết quả
Hình 8: VITA YZ với độ phóng to 20.000x
Hình 9: Zirconia của đối thủ cạnh tranh ở độ phóng to 20.000x
- Kết luận
Dựa trên các tiêu chuẩn chất lượng cao, VITA YZ có vi cấu trúc đồng nhất không có lỗ hở hoặc khiếm khuyết (xem hình 8). Vi cấu trúc nung kết có kích thước hạt trung bình xấp xỉ. 500nm. Đôi khi có thể tìm thấy các khiếm khuyết về vệ sinh và cấu trúc (xem Hình 9) trong các sườn zirconia chất lượng thấp (thường là các sản phẩm giá thấp). Tuy nhiên, một số lỗi chỉ có thể được phát hiện ở độ phóng đại cao. Tùy thuộc vào kích thước và vị trí trong cấu trúc, các khiếm khuyết có thể làm giảm tính chất cơ học.
1.7 Vi cấu trúc của những loại màu trong mờ khác nhau
- Vật liệu và phương pháp
Phân tích ảnh SEM cấu trúc của các mẫu nung kết dày đặc được làm bằng
VITA YZ T, HT, ST và XT sau khi nung theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Việc phân tích được thực hiện sau khi đánh bóng và khắc nhiệt.
- Nguồn
Nghiên cứu nội bộ, VITA R & D, (Gödiker, 03/2017, [1] xem trang 34)
- Kết quả
Figure 10: VITA YZ T at 20,000x magnification
Figure 11: VITA YZ HT at 20,000x magnification
Figure 12: VITA YZ ST at 20,000x magnification
Figure 13: VITA YZ XT at 20,000x magnification
- Kết luận
Kích thước hạt (và với tỷ lệ các viền hạt) có ảnh hưởng trực tiếp đến khúc xạ ánh sáng, và kết quả là, tạo ra độ trong mờ của các vật liệu khác nhau. Các hạt càng lớn, số viền bị ánh sang khúc xạ càng nhỏ. Bề ngoài tương đối mờ của vật liệu, chẳng hạn như VITA YZ T (kích thước hạt ~ 1.0µm), có thể dẫn tới hiện tượng này. Thành phần hóa học, đặc biệt là hàm lượng oxit yttrium và nhôm oxit (Al2O3) gia cường tại các viền hạt, ảnh hưởng đến tính chất khúc xạ ánh sáng.
VITA YZ T, với tỷ lệ khoảng gần bằng. 0,25, có tỷ lệ Al2O3 cao hơn đáng kể so với ba loại VITA YZ khác và có kích thước hạt xấp xỉ. 0,5µm. Do đó, loại này nhìn tương đối mờ đục.
