牙科CAD/CAM用玻璃渗透氧化铝陶瓷的着色研究

【摘要】： 将口腔修复体CAD／CAM技术和玻璃渗透技术结合起来，制作高强度玻璃渗透铝瓷修复体，为修复体的自动化加工和高强度全瓷冠桥的制作开辟了一条新的途径。本研究在已经取得的高强度牙科CAD／CAM用多孔氧化铝材料的研究成果基础上，重点解决玻璃渗透铝瓷着色的问题。研究了不同着色金属氧化物对渗透玻璃及渗透铝瓷的着色规律，探索了渗透铝瓷基底与表面饰瓷具有良好颜色匹配性的解决方案，针对颜色匹配的关键问题——基底材料的明度，经过优选着色氧化物的成分与含量，独立成功制备了4种具有特定颜色的渗透用玻璃粉。考察了玻璃渗透后铝瓷的颜色及稳定性，并与Vita In-Ceram作对比，研究了用自行研制的玻璃粉渗透铝瓷后的颜色与Vitadur Alpha饰面瓷的颜色匹配性，测试了渗透玻璃及玻璃渗透铝瓷的物理及力学性能，使CAD／CAM用玻璃渗透氧化铝陶瓷达到临床应用水平。并且在牙科陶瓷颜色匹配理论与实践方面取得了一些研究进展。具体研究结果如下： 1．选用氧化镧、氧化硼、氧化硅、氧化铝及着色氧化物等作为原料，经1400℃熔融后，成功制备出具有特定颜色的4种渗透玻璃粉。玻璃的热膨胀系数α为6.41×10~(-6)℃~(-1)，密度为2.21g／cm~3，三点弯曲强度为112.08±10.58MPa，断裂韧性为2.01±0.09MPam~(1/2)，维氏硬度为6.39±0.12GPa。 2．采用经1450℃烧成的CAD／CAM用氧化铝块制备玻璃渗透铝瓷，密度为3.88g／cm~3，热膨胀系数为7.68×10~(-6)℃~(-1)，断裂韧性为3.70±0.13MPam~(1/2)，三点弯曲强度为386.99±27.72MPa，维氏硬度为9.89±0.18GPa。 3．氧化铈可以有效的赋予渗透玻璃黄色品，但对降低玻璃渗透铝瓷明度和增加a值的作用较弱。氧化铈、氧化铒合用后，随氧化铒含量的增大颜色向黄红方向偏移，降低材料明度的能力仍然比较小；若氧化铈、氧化铒等质量 第四军医人学博十学位论文 比变化，颜色参数变化与质量比之问有很强的线性关系；总质量不变，氧化 铆、氧化饵质量相对变化时，相当于色料总摩尔数发生变化，颜色的变化规 律与两种氧化物之间相对添加量的多少有关。在前两种氧化物的基础上，再 加入氧化铁后，试验结果表明氧化铁在渗透铝瓷中主要起降低明度，增加红 色品的作用。 4．对比色板的研究表明：Vita 3D－Master比色板几乎全部涵盖了Vita Classical比色板的明度和饱和度范围，并且能够更好的覆盖中国人牙色卡 色度范围。3D卜色板的L范围为 55．39～68．44，a范围为0．52～ 5．58，b范围 为7．22～21．57；In－Ceram渗透铝瓷技工比色板的L范围为67．68～79．03，a 范围为一0．11～3．94，b范围为13．sl～24．75。临床比色板较技工比色板明 度范围约低9～12，提示这一差别主要是山渗透铝瓷上的饰瓷材料来消除的。 5．以lmm厚度样本为标准，Vita In－Ceram玻璃粉渗透后铝瓷的颜色参数，卜 范围为69．39～78．41，a范围为1．82～4．02，b范围为18．35～24．42。自制渗 透玻璃粉渗透后铝瓷的颜色参数，L范围为68．80～78．44，a范围为1．32～ 4．75，b范围为16．86～ZI．86。颜色的总体分布情况与Vita In－Ceram渗透铝 瓷和Vita In－Ceram技工比色板近似。不同的是No．3铝瓷的b值和饱和度较 AL3铝瓷低，B值较高：NO．1和NO．2铝瓷的b值和饱和度较从和ALZ铝瓷偏低。 自制玻璃粉较好地拟合了Vita玻璃粉的反射光谱曲线。 随着渗透时间的延长和渗透温度的升高，铝瓷颜色的明度值略有降低， a值和b值略有升高，但色差变化较小，基本上在人眼不可觉察或恰可觉察 的范围内。本研究主要以N。2色玻璃粉和ALZ色玻璃粉为例，两种核瓷基 底材料在构筑至 0．4mm牙本质瓷后的色差（八 E＝0．58）己经在人眼不易分 辨的范围内。在研究中发现使用两种材料的其它三种颜色玻璃粉渗透后，铝 瓷的颜色变化规律与此相同。 实验证明，自行独立研制的4种具有特定颜色的玻璃粉能够有效地配合 ．3－ 第四军医人学博十学位论文 VitBdur Alpha饰面瓷完成对自然牙颜色的复现，使牙科CAD几AM用玻璃渗 透氧化铝陶瓷的整体性能达到了临床应用水平。