Bài giảng Sứ nha khoa - Mở đầu, lịch sử - Hoàng Tử Hùng

hoangtuhung.com 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 PORCELAIN GLASS- CERAMIC CERAMIC KHÁC CERAMIC Chú ý: tất cả porcelain và glass-ceramic là ceramic, nhưng không phải tất cả ceramic là porcelain hay glass-ceramic hoangtuhung.com 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) • Spinel (MgAl2O4) Lithium disilicate (Li2Si2O5) • 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 Ứng dụng PP. chế tác Pha crystal Tên sản phẩm Hãng sản xuất Toàn sứ Machined Zirconia(ZrO2) Cercon Dentsply Lava 3M ESPE Alumina (Al2O3) Procera Nobel Biocare Feldspar (KAlSi3O8) Vita Mark II Vident Mica (KMg2.5Si4O10F2) Dicor MGC Dentsply Leucite (KAlSi2O6) Procad Ivoclar Vivadent Slip-cast Alumina (Al2O3) In-Ceram alumina Vident Spinel (MgAl2O4) In-Ceram Spinell Vident Zirconia (ZrO2) In-Ceram Zirconia Vident hoangtuhung.com Heat- pressed Leucite (KAlSi2O6) IPS Empress Ivoclar Vivadent Lithium disilicate (Li2Si2O5) IPS Empress 2 Ivoclar Vivadent OPC 3G Pentron Lithium phosphate (Li3PO4) IPS Empress Cosmo Ivoclar Vivadent Sintered Leucite (KAlSi2O6) IPS Empress layering ceramic Ivoclar Vivadent Alumina (Al2O3) Procera Allceram Nobel Biocare Fluorapatite (Ca5(PO4)3F) IPS Empress 2 layering ceramic Ivoclar Vivadent Sứ-Kim loại Sintered Leucite (KAlSi2O6) VMK – 95 Vident Ceramco Dentsply Răng giả Manufactur ed Feldspar Trubyte Dentsply hoangtuhung.com 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 & nungkhoảng 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 gãy Độ bền cắt Hằng số đàn hồi Độ co Độ co tuyến tính Sự co thể tích Mật độ Đặc điểm nhiệt Hệ số dãn nở nhiệt tuyến tính hoangtuhung.com Kỹ thuật chế tác Pha crystal Độ bền uốn (Mpa) Machined (dùng máy) Slip-cast (đúc trượt) Heat-pressed (ép nhiệt) Sintered (thiêu kết) Sintered ceramic-metal (sứ kim loại thiêu kết) 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) 900 650 105 135 446 378 604 121 350 164 104 139 80 70 hoangtuhung.com 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 thường do 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