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牙科CAD/CAM用铝瓷材料的性能与渗透着色的研究

温宁  
【摘要】: 随着计算机工业的迅猛发展,牙科CAD/CAM技术已进入临床实用阶段, 但牙科CAD/CAM可切削陶瓷材料的研究进展缓慢,目前可切削陶瓷产品的强度 低(<200MPa),韧性差(<2.OMPam~(1/2)),可切削性不够好(>4.0μm~(-1))。有研究 采用牙科CAD/CAM系统将预成多孔氧化铝加工成基底冠,然后使用In-Ceram 技术将玻璃渗透成氧化铝复合材料替代目前常用的金属基底核心冠,再用Vita 公司的专用瓷粉进行表面饰瓷,即得到理想的类似于天然牙的修复体外形,使 In-Ceram技术与牙科CAD/CAM技术结合起来制作高强度全铝瓷修复体,为全 瓷修复体的临床应用开辟了一条新路。但表面饰瓷的采用增加了手工工作量及 操作难度,延长了修复体制作时间,没有突出CAD/CAM技术高度自动化的方便 快捷性。本研究以高纯度精细α-氧化铝为原料,经冷等静压成型,高速率升 温至1450℃烧结成为可切削的多孔氧化铝坯体,将该坯体经CAD/CAM系统加 工成全冠后,再用自制的多种颜色玻璃粉进行渗透,最终形成不同颜色的氧化 铝玻璃复合体全冠。在材料制备的同时,研究和比较了氧化铝升温速率及烧结 温度对玻璃渗透前后材料的力学性能和微观结构的影响,以期寻求最佳的制备 工艺;并改进渗透玻璃配方,以调控玻璃的热膨胀系数和颜色以及在高温下的 流动性、浸润性。为确保临床使用的安全性和可靠性,本文也对高速率升温至 1450℃氧化铝玻璃复合体的生物学性能进行了测试;另外借助Cerec Ⅱ型 CAD/CAM设备和玻璃渗透技术,用适宜比例混合的有色玻璃渗透氧化铝全冠, 制作高强度全瓷冠,经临床试用后进行初步临床评价。实验结果表明: 1.不同升温速率和烧结温度下,以高速率升温至1450℃烧结的氧化铝 力学性能和可切削性能最为理想; 第四军医大学博士学位论文 2.高速率升温至1450℃烧结的氧化铝的密度、弯曲强度、断裂韧性。 弹性模量及可切肖性分另为2.799/。*’、160MPa、2.liMPm‘’‘、121MPa、1.04 3.加入氧化钵*;)和氧化铁一e八),可以调节渗透玻璃颜色。 4.渗透玻璃的密度、维氏硬度、热膨胀系数、抗弯强度、断裂韧性及弹 性模量分另为2.19g/n’、7.84GP。、6.8 xl口’℃-‘、l* *P。、I.Z3*P枷‘”、98*P*。 5.高速率升温至1450℃烧结并经玻璃渗透的氧化铝玻璃复合体的密度。 维氏硬度、热膨胀系数、抗弯强度、断裂韧性及弹性模量分别为3.8899儿m’、 1口.91Gpd、8.IX 10‘℃‘、422Mp8、4.59MpAN“‘、268Mpd; 6.VITAPAN 3D-MASTER比色板的 26个色片在三维色空间中的明度轴上 呈5个层面分布,在2,3,4层面内,6个色片因色调和彩度的不同围绕中间 色片呈等距环形分布。LI.5和LZ.5色片在组内色空间的色调值偏向黄色,RI.5 和RZ.5色片的色调值偏向红色,M13则介于两者之间。基于多种颜色玻璃粉 以不同比例进行混合而配制出不同颜色的渗透用玻璃质色料,可以赋予试件较 为良好的外观颜色,与天然牙颜色相似。 7.生物学性能测试结果表明氧化铝玻璃复合体具有良好的生物相容性, 无致敏及生物毒性作用,是一种安全可靠的口腔修复材料。 8.采用CAD儿AM和玻璃渗透技术,混合不同比例颜色玻璃渗透的氧化铝 全冠,颜色可以满足后牙全冠修复,其强度、形态、边缘适合性完全满足临床 要求,经临床十余例患者试用半年来无折裂和不良反应。


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