SỨ NHA KHOA
HỆ THỐNG TOÀN SỨ
NGND. GS. BS. Hoàng Tử Hùng tuhung.hoang@gmail.com www.hoangtuhung.com
DÀN BÀI
Mở đầu: Lịch sử, thuật ngữ Công nghệ vật liệu sứ
Các công nghệ phục hình tòan sứ Tóm tắt
– Sứ thủy tinh – Sứ oxid
MỞ ĐẦU
LỊCH SỬ THUẬT NGỮ
LỊCH SỬ
– Dicor (USA) phát triển vật liệu sứ thủy tinh tăng
1984:
cường mica (KMg2.5Si4O10F2), dùng công nghệ đúc, sau đó được tinh thể hóa trong nhiều giờ.
1991:
– Vita (Germany): sứ thủy tinh tăng cường oxid nhôm
– Ivoclar Vivadent (Liechtenstein): IPS Empress, là một sứ thuỷ tinh tăng cường leucite, dùng công nghệ ép nóng.
THUẬT NGỮ
“Name” và “Nickname” “Phục hình toàn sứ”:
All-ceramic restorations
“Phục hình sứ không kim loại”:
Metal-free ceramic restorations
CÁC CÔNG NGHỆ PHỤC HÌNH TOÀN SỨ
PHỤC HÌNH TOÀN SỨ: NHÌN TỔNG QUÁT Là phục hình được chế tác hoàn toàn bằng sứ, có
thể chia thành hai loại chính:
1. Phục hình có sườn sứ: thường bằng sứ oxyt
(zirconia hoặc alumina) hoặc sứ thủy tinh lithium disilicate (Li2Si2O5), được phủ bên ngoài bằng sứ thủy tinh hoặc porcelain
2. Phục hình đơn khối (monolithic): chỉ gồm một loại sứ nha khoa (porcelain, sứ thủy tinh, sứ oxyt)
CÁC CÔNG NGHỆ PHỤC HÌNH TOÀN SỨ
Có bốn công nghệ trong chế tác phục hình toàn sứ: “Đắp sứ” và thiêu kết: để làm lớp phủ thẩm mỹ. 1. Các công nghệ:
2. Ép nóng (heat/hot pressing, press technology) 3. Trợ giúp vi tính (CAD/CAM (computer-aided
design/~ manufacture)) 4. Đúc trượt (slip casting)
chủ yếu cho việc chế tác sườn (để thay cho sườn kim loại), ép sứ lên sườn hoặc phục hình toàn sứ một khối
CÁC CÔNG NGHỆ PHỤC HÌNH TOÀN SỨ
1- Đắp sứ lên sườn sứ*: Sứ được tạo theo phương
pháp này là porcelain: – Còn nhiều lỗ rỗ, – Các tinh thể không kết nối với nhau, mà bị phân
cách nhau bởi pha thủy tinh. (cid:1) độ bền thấp và rất thay đổi Tuy vậy, có đặc tính thẩm mỹ cao
(cid:1) thường được dùng để thực hiện lớp phủ thẩm mỹ
(esthetic veneer layers) trên sườn phục hình
*xem bài “Những điều dễ nhầm lẫn về sứ nha khoa (phần 2): Hệ thống phục hình sứ: lý và nghịch lý”
CÁC CÔNG NGHỆ PHỤC HÌNH TOÀN SỨ
2- Ép nóng
– Thực hiện mẫu sáp, tạo khuôn từ mẫu sáp – Thỏi sứ ép tiền chế (prefabricated ingot) được xử lí nhiệt trong thiết bị đến nhiệt độ làm chúng trở thành một chất lỏng độ quánh cao và nén ép từ từ vào khuôn.
– Quá trình được kiểm soát chặt chẽ (cid:1)tạo được sản
phẩm sứ đồng nhất, pha tinh thể được phân phối đều khắp trong pha thủy tinh.
– Cấu trúc vi thể của sứ ép (pressable ceramics) trông
giống porcelain nhưng pha tinh thể nhiều hơn và ít lỗ rỗ (khối sứ được làm từ thủy tinh không bọt).
CÁC CÔNG NGHỆ PHỤC HÌNH TOÀN SỨ
• Ưu điểm của công nghệ ép nóng:
– Có thể đạt đến độ chính xác như của vật đúc kim loại theo phương pháp đúc thay thế sáp.
– Sứ chứa nhiều tinh thể, ít lỗ rỗ.
• Sứ ép nóng thường dùng để làm sườn. • Cũng có thể dùng làm lớp phủ (IPS e.max
ZirPress) với mức độ thẩm mỹ phù hợp cho răng sau*
*xem phần thứ tư
CÁC CÔNG NGHỆ PHỤC HÌNH TOÀN SỨ
3- Thiết kế/Chế tạo với trợ giúp vi tính CAD/CAM: Có
hai giai đoạn chính:
Thiết kế (CAD): Nhận dạng mẫu bằng hình ảnh số hóa thu được bằng:
đầu dò tiếp xúc hoặc không tiếp xúc (laser) hoặc camera (dấu quang học)…
Sử dụng phần mềm thích hợp để tạo dạng, thiết kế phục
hình trên máy tính.
Chế tạo (CAM): Chuyển thông tin thiết kế để điều khiển hệ thống cơ khí
mài khối sứ tiền thiêu kết hoặc đã thiêu kết
Thiêu kết sau cùng (đối với khối sứ tiền thiêu kết): phần
mềm tính toán để bù trừ sự co thể tích khối sứ
CÁC CÔNG NGHỆ PHỤC HÌNH TOÀN SỨ
Vật liệu cho CAD/CAM
– Khối sứ tiền thiêu kết: phổ biến cho zirconia,
alumina
– Khối sứ đã thiêu kết tuy không cần giai đoạn thiêu
kết sau cùng nhưng khó mài.
– Thỏi sứ thấm (glass-infiltrated) dạng khối lỗ rỗ
*Việc mài khối sứ bằng máy có thể làm nứt (cid:1) yếu sườn,
(porous ingots), sau khi mài, thấm và tinh thể hóa thủy tinh lỏng (cid:1) thành phần tương tự sứ đúc trượt.
CÁC CÔNG NGHỆ PHỤC HÌNH TOÀN SỨ
4- Đúc trượt (slip casting): gồm các giai đoạn:
– Tạo một khuôn của mẫu vật bằng thạch cao – Trộn bột sứ với nước để có một nhũ tương lỏng
(low-viscosity slurry): vật liệu sứ đúc trượt đều là sứ thủy tinh
– Rót dịch lỏng bột sứ vào khuôn, khuôn hút bớt
nước trong nhũ tương
– Bột sứ dính vào thành khuôn, tạo thành một lớp
mỏng “sứ non” (“green ceramic”),
– Thiêu kết một phần để lấy được sườn (lúc này còn
rất xốp),
Tiếp tục làm thấm với thủy tinh nóng chảy để thiêu kết
hoàn toàn.
CÁC CÔNG NGHỆ PHỤC HÌNH TOÀN SỨ
4- Đúc trượt (tiếp)
Sứ được chế tác bằng đúc trượt có độ bền kháng
– Hiện công nghệ này chỉ có ở ba sản phẩm “sứ thấm” (In-Ceram, Vita Zahnfabrik, Bad Sackingen (Đức).
gãy cao hơn sứ đắp do các tinh thể tăng cường tạo thành một mạng lưới liên tục.
Hạn chế là do: – Qua nhiều bước phức tạp, ảnh hưởng đến độ chính
xác của sản phẩm
– Có thể có những sai sót bên trong sứ do sự thấm
glass không đều
TÓM TẮT Về CÔNG NGHỆ SỨ Và CÔNG NGHỆ PHỤC HÌNH TOÀN SỨ
TÓM TẮT về CÔNG NGHỆ SỨ
Sứ hiện dùng trong nha khoa phục hồi gồm ba loại chính:
– Porcelain (1) – Sứ thủy tinh (2) – Sứ oxid (3)
TÓM TẮT về CÔNG NGHỆ SỨ
(1)Bột sứ (porcelain) được sản xuất từ các nguyên liệu chủ yếu là trường thạch (feldspar) và thạch anh (quartz).
Porcelain có tỷ lệ pha tinh thể thấp (< 30%) và
không đồng nhất, có nhiều lỗ rỗ.
(cid:1) Có đặc tính thẩm mỹ cao nhưng độ bền cơ học
thấp
Bột sứ được tạo hình và trải qua nung để chế tác phục hình (dùng cho cả kim loại-sứ và toàn sứ)
TÓM TẮT về CÔNG NGHỆ SỨ
(2) Sứ thủy tinh Là vật liệu thủy tinh được tinh thể hóa có kiểm soát. Các tinh thể liên kết với nhau có qui luật, tạo thành pha tinh thể đồng nhất, có cấu trúc, hầu như không lỗ rỗ. Với tỷ lệ pha tinh thể cao (30 - 90%), sứ thủy tinh có độ bền cơ học tốt, có thể làm sườn cho phục hình đơn lẻ (mão, cầu răng trước, cầu ba đơn vị) hoặc có thể làm lớp sứ ngà-men (theo kỹ thuật ép nóng).
Trong nha khoa, các sứ “tăng cường alumina, leucite,
lithium disilicate, fluoroapatite…” là những loại sứ điển hình của sứ tăng cường pha tinh thể
TÓM TẮT về CÔNG NGHỆ SỨ
(3)- Sứ oxid Zirconia và Alumina được ứng dụng trong nha khoa để làm các loại sườn phục hình cố định, kể cả cầu nhiều đơn vị, cùi implant (abutment)…
Gia công mài vật liệu sứ oxid ở trạng thái tiền thiêu kết phổ biến hơn ở trạng thái đã thiêu kết hoàn toàn vì lý do công nghệ và kinh tế
TÓM TẮT về CÔNG NGHỆ SỨ
Công nghệ sứ nói chung, sứ nha khoa nói riêng là cực
kỳ phức tạp và rất nhạy cảm về quy trình.
Có nhiều hình thức gia công sản phẩm sứ, sự phát triển của phục hình toàn sứ gắn liền với tiến bộ của công nghệ vật liệu và các qui trình gia công tự động hóa • Thực chất của công nghệ ép nóng là quá trình điều
khiển sự tinh thể hóa để tạo ra sản phẩm sứ thủy tinh.
• Thực chất của công nghệ đúc trượt là quá trình điều
khiển sự thấm thủy tinh vào sứ “non”.
Cùng một bản chất hóa học của pha tinh thể, đặc điểm cơ học của sứ có thể khác nhau (xem bảng sau) (cid:1)
Kỹ thuật chế tác Machined
Slip-cast
Độ bền uốn (MPa) 900 650 105 135 446 378 604
Pha tinh thể Zirconia (ZrO2) Alumina (Al2O3) Feldspar (KAlSi3O8) Leucite (KAlSi2O6) Alumina (Al2O3) Spinel (MgAl2O4) Zirconia (ZrO2)
Heat-pressed
121 350 164
Leucite (KAlSi2O6) Lithium disilicate (Li2Si2O5) Lithium phosphate (Li3PO4)
Sintered Sintered ceramic-metal
104 139 80 70
Leucite (KAlSi2O6) Alumina (Al2O3) Fluorapatite (Ca5(PO4)3F) Leucite (KAlSi2O6)
TÓM TẮT về CÔNG NGHỆ PHỤC HÌNH TOÀN SỨ Phục hình toàn sứ sử dụng riêng rẽ hoặc kết hợp công nghệ thiêu kết cổ điển với công nghệ hiện đại (ép nóng, CAD/CAM, đúc trượt) Trên một phục hình toàn sứ, có thể có một, hai hoặc cả ba loại sứ (porcelain, thủy tinh, oxid) nêu trên
KHUYNH HƯỚNG CÔNG NGHỆ PHỤC HÌNH TOÀN SỨ
1. Công nghệ CAD/CAM: đang phát triển nhanh
Các qui trình “CAM” trên zirconia, alumina tiền thiêu kết chiếm ưu thế Hệ thống CAD/CAM tại ghế (CEREC, Sirona)…
2. Công nghệ ép nóng: là công nghệ tiên tiến đang phát
triển khuynh hướng ép nóng một sứ thủy tinh lên sườn zirconia (“Press-on” technique) là công nghệ kết hợp ép nóng và CAD/CAM.
Hai công nghệ ép nóng và CAD/CAM bổ sung cho nhau, kết hợp với nhau và là khuynh hướng của công nghệ phục hình tòan sứ
