SỨ NHA KHOA
(DENTAL CERAMICS)
NGND. GS. Hoàng Tử Hùng htuhung@yahoo.com
hoangtuhung.com
MỤC TIÊU
Sau khi nghiên cứu bài này, sinh viên có thể: 1. Trình bày được bản chất, định nghiã sứ nha khoa 2. Trình bày được các phân loại sứ nha khoa 3. Mô tả được quá trình chế tạo sứ nha khoa 4. Trình bày được đặc điểm cấu trúc, quang học và
sự co thể tích của sứ nha khoa
5. Trình bày được các phương pháp tăng cường độ
bền của sứ.
hoangtuhung.com
MỞ ĐẦU, LỊCH SỬ
hoangtuhung.com
MỞ ĐẦU, LỊCH SỬ
• Đồ gốm: khoảng 8.000 năm trước công nguyên • Có 3 loại lớn:
gốm & vật liệu chịu lửa, thủy tinh và gốm thủy tinh, ximăng và bê tông.
• Trong nha khoa lần đầu vào cuối 1700,
Jacket sứ khoảng 1900.
• Điều chỉnh chính xác và đặc hiệu độ dãn nở nhiệt của
sứ nhờ điều chỉnh pha tinh thể
• Điều chỉnh độ dãn nở nhiệt của kim loại (bớt chênh lệch) Điều chỉnh sự co do nhiệt của kim loại (lớn hơn của sứ),
hoangtuhung.com
ĐỊNH NGHĨA VÀ THUẬT NGỮ
hoangtuhung.com
ĐỊNH NGHĨA
• Ceramic về mặt hoá học là một hỗn hợp chặt chẽ các nguyên tố kim loại và không kim loại, cho phép xuất hiện các liên kết cộng hóa trị hoặc liên kết ion (Stefen Bayne, Duane Taylor: Dental materials)
• Sứ nha khoa là một sản phẩm dùng trong nha khoa
phục hồi, có bản chất là vật liệu vô cơ không kim loại, trải qua nung ở nhiệt độ cao để đạt được đặc tính mong muốn (J.M. Powers, R.L. Sakaguchi: Craig’s Restorative Dental Materials, 2006)
hoangtuhung.com
ĐỊNH NGHĨA VÀ THUẬT NGỮ
• Dental ceramic: một hợp chất của kim lọai (aluminum-
Al, calcium-Ca, lithium-Li, mangnesium-Mg, potassium-K, sodium-Na, tin-Sn, titanium-Ti, zirconium-Zr) và không kim lọai (silicon-silic-Si, boron- bo-B, fluorine-flo-F, oxygen-oxy-O) Chú ý: tất cả porcelain và glass-ceramic là ceramic, nhưng không phải tất cả ceramic là porcelain hay glass-ceramic
• Glass-ceramic: Sứ thủy tinh: một chất rắn gồm pha
bao bọc thủy tinh (glass) và một hoặc nhiều pha tinh thể được tạo thành bởi sự tạo nhân tinh thể và lớn lên của các tinh thể trong thủy tinh.
hoangtuhung.com
ĐỊNH NGHĨA VÀ THUẬT NGỮ
CERAMIC
PORCELAIN
CERAMIC KHÁC
GLASS- CERAMIC
hoangtuhung.com
Chú ý: tất cả porcelain và glass-ceramic là ceramic, nhưng không phải tất cả ceramic là porcelain hay glass-ceramic
PHÂN LOẠI
hoangtuhung.com
PHÂN LOẠI SỨ NHA KHOA
1- Phân loại cổ điển theo nhiệt độ thiêu kết (nung) Từ những năm 40 của thế kỷ trước, gồm ba loại: • Sứ nung nhiệt độ cao (high-fusing ceramic): 1315
- 1370º C
• Sứ nung nhiệt độ trung bình (medium-fusing
ceramic): 1090 - 1260º C
• Sứ nung nhiệt độ thấp (low-fusing ceramic): 870 -
1065º C
• Sứ nung nhiệt độ cực thấp (ultra-low) 870º C
hoangtuhung.com
PHÂN LOẠI SỨ NHA KHOA
2- Phân loại theo pha tinh thể sứ gồm hai pha: pha thủy tinh (glassy/vitreous phase)
pha tinh thể (crystalline phase).
Tùy vào bản chất và lượng pha tinh thể, • Zirconia (ZrO2) Alumina (Al2O3) • Feldspar (KAlSi3O8) Leucite (KAlSi2O6) Lithium disilicate (Li2Si2O5) • Spinel (MgAl2O4) • Lithium phosphate (Li3PO4)Fluorapatite (Ca5(PO4)3F)
*Sứ cho phục hình sứ không kim loại thường có lượng tỷ lệ tinh
thể cao (từ 35 đến 99%)
hoangtuhung.com
PHÂN LOẠI SỨ NHA KHOA
3- Phân loại theo kỹ thuật chế tác 1.Thiêu kết (nung): phương pháp chế tác truyền thống, thông dụng, các phục hình sứ-kim loại được làm bằng cách thiêu kết. Thiêu kết là quá trình xử lý nhiệt để sứ đạt được sự cứng chắc, điều này đạt được khi nhiệt độ đạt đến sự chảy nhớt (viscous flow) bột sứ.
2.Đúc trượt 3.Ép nhiệt 4.Dùng (bằng) máy (Đối với phục hình sứ không kim loại )
hoangtuhung.com
PHÂN LOẠI SỨ NHA KHOA
4- Phân loại theo ứng dụng
ba ứng dụng chính trong phục hình:
1. Làm mão (chụp) & cầu sứ-kim loại 2. Làm mão, cầu, inlay, onlay, mặt dán toàn sứ 3. Răng giả sứ làm sẵn cho hàm giả.
hoangtuhung.com
Pha crystal PP. chế tác Tên sản phẩm Hãng sản xuất
Ứng dụng
Cercon Dentsply Toàn sứ Machined Zirconia(ZrO2)
Lava 3M ESPE
Procera Nobel Biocare Alumina (Al2O3)
Vident Feldspar (KAlSi3O8) Vita Mark II
Dicor MGC Dentsply
Procad Mica (KMg2.5Si4O10F2) Leucite (KAlSi2O6)
Ivoclar Vivadent
Slip-cast In-Ceram alumina Vident Alumina (Al2O3)
In-Ceram Spinell Vident Spinel (MgAl2O4)
hoangtuhung.com
Vident Zirconia (ZrO2)
In-Ceram Zirconia
IPS Empress Leucite (KAlSi2O6)
Heat- pressed
IPS Empress 2
Ivoclar Vivadent Ivoclar Vivadent Lithium disilicate (Li2Si2O5)
OPC 3G Pentron
IPS Empress Cosmo Ivoclar Vivadent Lithium phosphate (Li3PO4)
Sintered Leucite (KAlSi2O6)
IPS Empress layering ceramic Ivoclar Vivadent
Procera Allceram Nobel Biocare
IPS Empress 2 layering ceramic Ivoclar Vivadent Alumina (Al2O3) Fluorapatite (Ca5(PO4)3F)
Sintered VMK – 95 Vident Leucite (KAlSi2O6)
Sứ-Kim loại
Ceramco Dentsply
hoangtuhung.com
Feldspar Trubyte Dentsply
Manufactur ed Răng giả
QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO
hoangtuhung.com
QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO SỨ NHA KHOA
Trường thạch (fieldspar): • có dạng tinh thể, đục, màu từ xám đến hồng. • thành phần chính của sứ cho phục hình sứ-kim loại • là một silicate nhôm kali (potassium aluminum silicate - K2O•Al2O3•6SiO2). Thành phần hoá học của trường thạch thường gồm: – Silica (SiO2): 64%; – Alumina (Al2O3): 18%; – Soda (Na2O), Potash (K2O): 8-10%.
• nóng chảy ở 1150º C, tạo thành leucite (pha tinh thể)
và thủy tinh nóng chảy.
hoangtuhung.com
QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO SỨ NHA KHOA
• Trường thạch được khai thác từ mỏ, nghiền nhỏ, • Loại bỏ sắt và mica (thường có trong trường
thạch không tinh khiết): chỉ chọn sử dụng những phần trường thạch có màu sáng,
• Nghiền thành bột mịn, loại bỏ những hạt lớn
hoặc quá nhỏ,
• Rung trên một mặt nghiêng có rãnh từ tính để
loại bỏ một lần nữa sắt còn lại.
hoangtuhung.com
QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO SỨ NHA KHOA
Nung đến ~1200º C, Hỗn hợp leucite và thủy tinh được làm lạnh nhanh
trong nước để khối sứ bị rã thành bột
Thêm các chất màu:
• titanium oxide: vàng nâu; • manganese oxide: xanh nhạt pha đỏ; • oxid sắt: nâu; • cerium tạo tính phát huỳnh quang (trước đây dùng uranium
oxide,
• oxide thiếc, titanium, zirconium được dùng để làm các chất
che màu.
hoangtuhung.com
ĐẶC ĐIỂM CỦA SỨ NHA KHOA
hoangtuhung.com
ĐẶC ĐIỂM CỦA SỨ NHA KHOA
Đặc điểm về cấu trúc • Sứ dòn, có hai loại rạn nứt: Các khiếm khuyết trong chế tác:
– trong quá trình chế tác phục hình: đắp sứ & nungkhoảng
hở +“dị vật”
– Lỗ rỗ & vi nứt : là những nứt gãy khởi đầu trong quá trình
nguội do sốc nhiệt khi sứ bị làm nguội quá nhanh.
Nứt bề mặt:
- trong gia công bằng máy hoặc mài khi gắn phục hình - lực chức năng, cận chức năng
lan rộng dần vết nứt: nguyên nhân thất bại
hoangtuhung.com
ĐẶC ĐIỂM CỦA SỨ NHA KHOA
Đặc điểm quang học của sứ nha khoa
– Sự phù hợp màu – Màu của phục hình sứ: – Độ trong của sứ – Tính huỳnh quang – Chất dán/gắn phục hình
hoangtuhung.com
ĐẶC ĐIỂM CỦA SỨ NHA KHOA
Đặc điểm vật lý Độ bền uốn Độ bền cắt Độ co Sự co thể tích Đặc điểm nhiệt
Độ bền gãy Hằng số đàn hồi Độ co tuyến tính Mật độ Hệ số dãn nở nhiệt
tuyến tính
hoangtuhung.com
Độ bền uốn (Mpa)
Kỹ thuật chế tác Machined (dùng máy)
Slip-cast (đúc trượt)
Heat-pressed (ép nhiệt)
900 650 105 135 446 378 604 121 350
Sintered (thiêu kết)
164
Sintered ceramic-metal (sứ kim loại thiêu kết)
hoangtuhung.com
Pha crystal Zirconia (ZrO2) Alumina (Al2O3) Feldspar (KAlSi3O8) Leucite (KAlSi2O6) Alumina (Al2O3) Spinel (MgAl2O4) Zircomina (ZrO2) Leucite (KAlSi2O6) Lithium disilicate (Li2Si2O5) Lithium phosphate (Li3PO4) Leucite (KAlSi2O6) Alumina (Al2O3) Fluorapatite (Ca5(PO4)3F) Leucite (KAlSi2O6)
104 139 80 70
CÁC PHƯƠNG PHÁP TĂNG CƯỜNG ĐỘ BỀN CỦA SỨ
hoangtuhung.com
CÁC PHƯƠNG PHÁP TĂNG CƯỜNG ĐỘ BỀN CỦA SỨ
1- Biện pháp nội sinh 1.1. Tăng cường pha tinh thể
Nguyên tắc: đưa vào một pha tinh thể phân tán có độ bền làm
tăng sức đề kháng đối với sự lan & làm lệch vết nứt
1.2.Biến đổi tăng độ bền:
ZrO2 có 2 dạng tinh thể: *tứ giác (tetragonal) bền vững ở khoảng 1170 - 2370o C, *đơn nghiêng (monoclinic) bền vững ở nhiệt độ dưới 1170o C. Cho thêm 3 mole % yttrium oxid (3Y-TZP) Dạng tứ giác trở nên bền vững ở nhiệt độ thườngdo cảm lực (stress-induce): Dưới tác động lực, ZrO2 biến đổi từ pha tứ giác kém bền vững thành pha đơn nghiêng bền vững do đặc tính cơ học cuả (3Y-TZP). hoangtuhung.com
CÁC PHƯƠNG PHÁP TĂNG CƯỜNG ĐỘ BỀN CỦA SỨ 2- Biện pháp ngoại sinh (hoá học) tạo một lớp chịu lực ở bề mặt. 2.1. Tạo lớp ion bề mặt
•
Tạo sự trao đổi ion dựa trên khuyếch tán (diffusion-based ion exchange): ion kiềm nhỏ (như natri) trong mạng pha thủy tinh thành ion lớn hơn (ion kali). Thực hiện trong bồn muối nóng chảy 450 đến 480o C, ứng dụng trong sứ nha khoa từ những năm 90. Độ dày: khoảng 140µm 2.2. Làm láng
• Làm láng(glazing): nướng lại, tạo một lớp sứ láng; không có ý
•
nghĩa để làm tăng độ bền uốn của sứ trường thạch. “Glaze” là loại thủy tinh có độ dãn nở thấp,đặt trên bề mặt sứ, nung ở nhiệt độ cao. Độ co của lớp sứ bên dưới lớn hơn, do đó làm giảm kích thước các rạn nứt
hoangtuhung.com
