陶瓷的特性与崩瓷

小嘴

90年代以来，烤瓷修复已成为口腔修复领域的主要技术之一。临床实践表明，目前我国烤瓷修复的质量存在一些问题，令人关注。烤瓷修复的美观效果非常重要，然而，烤瓷修复后的崩瓷(亦称瓷裂)、瓷脱落、色调不佳、透明感差、颈缘变短变色、继发牙髓病根尖周病等是需要认真克服的缺点［1，2］。以下仅根据陶瓷特性结合牙齿的受力情况，着重讨论崩瓷问题。
　　一、陶瓷的机械性能
　　陶瓷在常温下无塑性变形，其抗压强度大，而抗拉、抗弯、抗冲击强度较小，表现为易脆性断裂。根据材料的配比，陶瓷的理论强度很高，但其实际强度只有理论强度的1％左右。原因是陶瓷烧结的条件及工艺不同，其多相结构亦不同。另外，当陶瓷加热到瓷临界温度时可出现蠕变，高温中其蠕变更加明显。即在烧结过程中烤瓷的蠕变常会牵拉金属变形，尤其多单位烤瓷冠桥反复烧结，变形的可能性更大。
　　二、陶瓷的强化
　　由于陶瓷表现为脆性断裂，在口腔环境中不能抵御?力，为此，各国学者均致力于陶瓷的强化研究［3］。目前比较成熟的强化技术有以下几种。
　　1.复合强化：①瓷—瓷结合：利用不同强度的陶瓷材料复合，如氧化铝陶瓷与烤瓷复合烧结。②金—瓷结合：利用金属的韧性和强度在其表面烧附陶瓷，为目前最常用者。③瓷—瓷纤维结合：在陶瓷颗粒中加入瓷纤维，以加强抗破碎力，该方法尚在完善之中。④瓷—牙体结合：应用特殊粘接剂将瓷粘固在牙体上，以利用牙体的强度。如烤瓷贴面、全瓷冠等。
　　2.瓷结晶化：通过陶瓷再加热结晶细微化提高陶瓷强度，如铸造陶瓷冠。
　　3.瓷致密化：陶瓷块成形前或成形中，采用真空、加压等方式，减少陶瓷的气相，提高其强度。目前用于烤瓷的烧结。
　　4.预应力强化：常在陶瓷表面形成预压应力，以达到强化的目的［4］。
　　三、烤瓷的特点
　　在金属表面烧附陶瓷，利用金属的强度同时保留陶瓷的美观性且形态可塑，是陶瓷强化的一种方法。但这种强化措施的效果亦是有限的，主要取决于金瓷的结合力。
　　1.烤瓷与金属的结合：
　　（1）化学结合（氧化作用）：金属中的某些成分加热后形成的氧化膜与烤瓷中的氧化物互相渗透，产生结合力，约占结合力的2/3。该结合力与金属表面氧化膜的厚度有关，而厚度又与合金中诸成分的比例有关。一般认为氧化膜厚度以0.2～2μm最佳，过厚或过薄都会影响金瓷结合力。
　　（2）机械结合（嵌合作用）：金属表面经打磨或喷砂形成粗化面，增加表面积并与陶瓷相互嵌合。另外，烤瓷较厚处金属表面可以形成突起、条纹等，以增加金瓷机械结合。
　　（3）物理结合（环抱作用）：由金瓷间热膨胀系数的差异而形成的结合力，与金属基底的形态关系甚大。为此，在制作金属基底时，对烤瓷包绕的形态、金瓷边缘的接镶方式都要考虑。
　　2.金属烤瓷修复的特殊性：金属与瓷是两种完全不同性质的材料，经过长期的研究，多数学者认为该2种材料的结合力取决于以下条件。
　　（1）金属与烤瓷的膨缩率：金属与瓷在高温下结合，两者从高温到室温每个温度段的冷收缩若差异较大，冷却过程中即会使烤瓷发生隐裂、脱落。当然，两者的收缩率不可能完全一致，一般金属均略大于陶瓷，其差值应在1.08×10-6/℃以内。因此，对金属和瓷粉都应有所选择，并非任何一种合金均能与瓷粉相匹配。一般来说，同一个厂商生产的金属和瓷粉的匹配性较好。另外，多次烧结可使陶瓷中白榴石晶体的含量增加，热膨胀系数增大，从而使金瓷热膨胀系数失配。
　　（2）金属与烤瓷的加热温度：由于瓷在高温烧结中会产生蠕变，同样金属在高温下发生软化易受蠕变的作用而变形，因此，金属的融点应比烤瓷的烧结温度高150～260℃。对于融点较低的合金，应当增加其厚度以抵抗烤瓷的蠕变。
　　（3）金属表面湿润性：瓷在高温烧结下为液态，与固体金属表面的湿润性即两者之间的接触角要小。影响湿润性的因素取决于物体的表面张力、液体状态、陶瓷的粘度和金属表面粗糙度、清洁度等。物体的表面张力和陶瓷的粘度是恒定的，在烤瓷冠桥制作过程中应注意金属基底表面不能过于粗糙，最好用直径0.1mm左右的氧化铝喷砂处理。金属冠在堆瓷前最好用高浓度的乙醇、丙酮或30%的盐酸处理并加用超声波清洗15分钟，可增加金瓷结合和减少烧结气泡。
　　3.金属烤瓷的设计：金属与陶瓷是两种不同性质的材料，前者在压力下有塑性变形而后者则无塑性变形，烤瓷利用金属的强度获得修复效果。
　　（1）金属的强度与弹性：在金属烤瓷冠桥修复时，陶瓷通常作为金属的表面装饰烧结在唇侧、颊侧或咬合面。当桥体较长时在咬合压力的作用下，可发生整个桥面的弯曲变形，此时抗弯强度弱的烤瓷受到过大张应力易发生断裂。因此，应根据冠桥的长度来选择金属材料和适当增加连结体与桥体厚度，以抵抗?力引起的桡曲［5］。
　　（2）金瓷物理结合的形态：烤瓷包绕金属基底增加金瓷的结合力，包绕的面积越大压应力越大。另外，要注意金瓷的接镶方式，通常金瓷分为斜边接镶和平行接镶，前者容易操作，而后者抗力较强。处理接镶部位时，上前牙接镶处应避开下前牙的切缘，颊面烤瓷接镶处应避开功能牙尖，以免崩瓷。
　　（3）金属抗力型设计：多数病例在烤瓷修复时对?是自然牙，咬合力较大。当牙尖斜度在一定角度内前伸、侧向运动时，若接触面为垂直压力则不会崩瓷。但瓷超过一定厚度又缺乏金属的支持，受到前伸、侧向运动的剪切力时就会崩瓷。因此前牙切端烤瓷厚度尽可能不超过2.5mm，后牙牙尖厚度不超过2.0mm。不管牙体缺损和制备量多少，在金属基底制作时应仔细考虑烤瓷的厚度。对于覆盖浅的前牙、牙尖斜度过大的后牙，则应适当增加金属基底的厚度或降低牙尖高度。
　　产生崩瓷问题的原因是多方面的。因此，临床医生在修复前应充分考虑到咬合力、覆?覆盖关系、牙尖高度与斜度、牙体制备量等因素；技工制作时则应考虑材料的选择、金属基底的形态和操作要点