WPROWADZENIE

Obecnie w protetyce stomatologicznej uzupełnienia pełnoceramiczne coraz częściej wypierają prace na podbudowie z metalu. Spowodowane jest to przede wszystkim względami estetycznymi. Korona wykonana z metalu licowanego porcelaną nigdy nie uzyska takiej głębi koloru, przezierności i transparencji, jak w przypadku korony pełnoceramicznej. Dodatkowo, występującą czasem niedoskonałością estetyczną, w przypadku prac metalowo-porcelanowych, jest sina obwódka dziąsła wokół tychże koron. Spowodowane jest to przebijaniem ciemnego koloru metalu przez cienki płatek dziąsła brzeżnego, powstający podczas szlifowania u niektórych pacjentów. Migracja jonów metali do tkanek miękkich jamy ustnej może prowadzić do ich reakcji zapalnych lub odczynów alergicznych.

Dawniej prace pełnoceramiczne zarezerwowane były dla pojedynczych koron w odcinku przednim, ze względu na ich niską wytrzymałość mechaniczną. Obecnie, dzięki ceramice tlenku cyrkonu i technologii CAD/CAM, uzyskujemy wytrzymałość mechaniczną równą wytrzymałości metalu.

Celem pracy jest charakterystyka głównych systemów pełnoceramicznych stosowanych w pro­te­tyce stomatologicznej.

CHARAKTERYSTYKA MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH

Na wstępie warto przypomnieć cechy materiałów ceramicznych, dzięki którym znalazły one tak szerokie zastosowanie w protetyce stomatologicznej.

Są to:

• biozgodność,

• duża odporność chemiczna,

• niewielka porowatość i nasiąkliwość,

• mała podatność na odkładanie się płytki nazębnej,

• transparentność,

• stabilność koloru,

• niewielka ścieralność.

Z chemicznego punktu widzenia, ceramika jest materiałem nieorganicznym, w którym połączenia między atomami mają charakter wiązań kowalencyjnych lub/i jonowych. Charakterystyka ceramiki zależy od jej składu chemicznego oraz rodzaju jej atomowej formy przestrzennej. W zależności od składników, ceramika może posiadać nieuporządkowaną strukturę amorficzną (bezpostaciową) lub budowę krystaliczną, w której każdy atom zajmuje ściśle określone miejsce w sieci przestrzennej. Skład chemiczny i wynikająca z niego forma przestrzenna decydują bezpośrednio o optycznych i mechanicznych właściwościach ceramiki oraz wpływają na sposób jej wykorzystania.

Ze względu na skład chemiczny i budowę przestrzenną, ceramikę możemy podzielić na ceramikę zawierającą głównie macierz szklaną o amorficznej budowie i ceramikę krystaliczną ze zredukowaną fazą szklaną, na bazie tlenu glinu lub tlenku cyrkonu.

Pierwsza grupa charakteryzuje się doskonałymi właściwościami optycznymi, wysoką przeziernością, ale równocześnie małą wytrzymałością mechaniczną. Do grupy tej zaliczamy ceramikę skaleniową i ceramikę szklaną.

CERAMIKA SKALENIOWA

Jest to najbardziej popularna ceramika w stomatologii. Głównym jej składnikiem jest dwutlenek krzemu. Ceramika tego typu charakteryzuje się bardzo dobrymi właściwościami optycznymi. Jest przezierna, doskonale transportuje i rozprasza światło. Jej główną wadą są niskie parametry mechaniczne. Wytrzymałość na zginanie wynosi około 80 MPa. Jest ona krucha i mało odporna na złamania. Z tego względu stosuje się ją głównie do napalania na podbudowy metalowe; jako samodzielne uzupełnienie funkcjonuje jedynie jako licówki lub niewielkie wkłady i nakłady w odcinku przednim. Przykładowe systemy zawierające ten typ ceramiki to: Optec HPC i Duceram.

CERAMIKA SZKLANA

Jej podstawowym składnikiem jest również tlenek krzemu. Ma budowę amorficzną. Charakteryzuje się doskonałymi właściwościami optycznymi, a dzięki temu, że macierz szklana wzmocniona jest fazą krystaliczną leucytu, dwukrzemianu litu lub miki, jej wytrzymałość mechaniczna jest lepsza niż ceramiki skaleniowej. Przy jej zastosowaniu możliwe jest już wykonanie pojedynczych koron, a nawet trzypunktowego mostu w odcinku przednim lub bocznym (odbudowującego brak pierwszego zęba trzonowego).

Przykładowe systemy to:

• Dicor – ceramika wzmacniana miką, obecnie już nie stosowana;

• Optec OPC – ceramika wzmacniana leucytem; 

• Empress – ceramika wzmacniana leucytem, wytrzymałość na zginanie około 200 MPa;

• Empress II – ceramika wzmacniana dwukrzemianem litu, wytrzymałość na zginanie około 400 MPa;

• e.max Press – ceramika wzmacniana dwukrzemianem litu, wytrzymałość na zginanie około 400 MPa.

Druga grupa, czyli ceramiki krystaliczne, posiadają silnie zredukowaną fazę szklaną, dzięki czemu ich parametry mechaniczne są dużo wyższe, ale jednocześnie ich właściwości estetyczne są gorsze, wykazują mniejszą transparencje świetlną, są białe, nieprzezierne. Z tego względu materiały te funkcjonują jako ceramika strukturalna, na którą napalana jest ceramika licująca o odpowiednich właściwościach estetycznych. Do grupy tej zaliczamy ceramikę opartą na bazie tlenku glinu i ceramikę opartą na bazie tlenku cyrkonu.

CERAMIKA TLENKU GLINU

Wyróżniamy tu dwie podgrupy: ceramika infiltrowana i ceramika czystego tlenku glinu.

Ceramika infiltrowana

Składa się w 70-80% z trójtlenku glinu. Tworzy on porowaty szkielet, w którym wolne przestrzenie wypełnione są szkłem wapniowo-lantanowym. Ma strukturę dwufazową, ziarna kryształów Al2O3 są równomiernie rozmieszczone w osnowie szkła. Wytrzymałość na zginanie osiąga wielkość 350-590 MPa. Ceramika ta umożliwia wykonanie rdzeni koron oraz trzy- i czteroczłonowych mostów. Systemy: In-Ceram Alumina (ceramika trójtlenku glinu infiltrowana szkłem), In-Ceram Zirconia (ceramika trójtlenku glinu, wzmocniona ZrO2, infiltrowana szkłem), In-Ceram Spinell.

Ceramika czystego tlenku glinu

Jest materiałem monofazowym, złożonym w 99,9% z kryształów Al2O3. Wytrzymałość na zginanie wynosi 600-690 MPa. Za pomocą tej ceramiki można wykonać rdzenie koron na zęby przednie i boczne, mosty, nadbudowy implantologiczne. Prace wytwarzane są przy pomocy technologii CAD/CAM. System: Procera.

CERAMIKA TLENKU CYRKONU

W stomatologii znajduje zastosowanie jego postać tetragonalna, stabilizowana tlenkiem irtu (Y-TZP). Jest materiałem o najwyższej wytrzymałości mechanicznej spośród wszystkich ceramik dentystycznych. Jego wytrzymałość na zginanie osiąga wartości 1200-1400 MPa, stąd można go stosować w obszarach o największym obciążeniu (nawet 14-punktowe mosty). Jest on mniej odporny na pękanie niż metale, jednak znacznie bardziej wytrzymały niż twarde tkanki zęba i inne materiały protetyczne. Ceramika cyrkonowa jest całkowicie opakerowa. Stosuje się ją do wykonania: wkładów koronowo-korzeniowych, rdzeni koron i mostów, suprastruktur, implantów. Przetwarzanie tlenku cyrkonu wiąże się z zastosowaniem technologii CAD/CAM. Przykładowe systemy: Lava, Cercon, e.max ZirCAD, Everest, Cerec, ZENO Tec.

Drugi podział systemów pełnoceramicznych, jaki możemy przeprowadzić, to podział ze względu na technologię wytwarzania. Wyróżniamy ceramikę tradycyjną (modelowanie ręczne struktury ze szlikiera na modelu z masy ogniotrwałej), tłoczoną (prasowaną), infiltrowaną i ceramikę wykonywaną przy zastosowaniu techniki CAD/CAM.

CERAMIKA TRADYCYJNA

Wykorzystuje się tu ceramikę skaleniową. Modelowanie ręczne czapeczki z ceramiki połączonej z wodą lub specjalnym płynem do modelowania jest najstarszą metodą wykonywania pełnoceramicznych uzupełnień protetycznych. W tym przypadku, bezpośrednio na model nakładana jest odporna ceramika w określonym kolorze i wypalana w standardowym piecu do wypalania porcelany. Systemy: Optec HPC, Duceram.

CERAMIKA TŁOCZONA

W ten sposób wykonuje się pracę z ceramiki szklanej. Ten system wykonywania prac protetycznych przypomina technikę odlewania metalu, którą określa się techniką traconego wosku. Technik modeluje z wosku przyszłe uzupełnienie, które następnie zatapia się w masie ogniotrwałej. Po wypaleniu wosku, porcelanę wtłacza się poprzez kanały odlewnicze w specjalnym piecu do wtłaczania ceramiki. Obecnie stosuje się półfabrykaty ceramiczne o odpowiednim kolorze, które w określonej temperaturze stają się płynne, a następnie wtłaczane są do formy w warunkach próżniowych. Wytłoczone formy mogą być pełnokonturowymi uzupełnieniami lub stanowić twardą podbudowę, która jest licowana odpowiednią porcelaną. Przykładem takich systemów są: Optec OPC, Empress, Empress II i e.max Press.

CERAMIKA INFILTROWANA

W tej technologii najpierw wykonywany jest rdzeń ceramiczny, zastępujący część metalową korony. Na filar gipsowy (powielony ze specjalnego gipsu) nanosi się tlenek (glinu, magnezu lub cyrkonu) w postaci zawiesiny, który następnie poddawany jest procesowi wypalania w specjalnym piecu. Proces ten, zwany synteryzacją, ma na celu zagęszczenie kryształów i przez to stworzenie struktury homogennej. Następnie porowata struktura aluminy zostaje poddana infiltracji płynnym szkłem. Tak przygotowany rdzeń ceramiczny licowany jest odpowiednią ceramiką. Systemy: In-Ceram Alumina, In-Ceram Zirconia, In-Ceram Spinell.

CERAMIKA WYKONYWANA PRZY ZASTOSOWANIU TECHNIKI CAD/CAM

To systemy ceramiczne, których projektowanie i proces wytwarzania są wspomagane komputerowo. Elementem wspólnym dla wszystkim metod CAD/CAM jest wprowadzanie danych dotyczących wycisków do specjalnego programu komputerowego (odbywa się to poprzez skanowanie modelu), za pomocą którego projektowana jest struktura lub gotowe uzupełnienie, łącznie z powierzchnią żującą. Program ten następnie steruje maszyną frezującą, która wycina z bloczku półproduktu uzupełnienie. Używane do frezowania bloczki tlenku glinu lub cyrkonu mogą być porowate lub gęsto spieczone. Bloczki porowate mają tę zaletę, że są łatwiejsze w obróbce i powodują mniejsze zużycie narzędzi. Z drugiej strony, po obróbce mechanicznej, trzeba je poddać czasochłonnemu procesowi wypalania. Podczas tego procesu następuje skurcz do 20%. Przykładowe systemy to: Lava, Procera, Cerec, KaVo, Cicero, Zeno.

PODSUMOWANIE

Reasumując, można stwierdzić, że obecnie w protetyce stomatologicznej największym powodzeniem wśród prac pełnoceramicznych cieszy się ceramika szklana i ceramika tlenku cyrkonu. Pierwsza zyskała takie uznanie, dzięki najwyższym właściwościom estetycznym. Korony wykonane w systemie Empress II czy e.max Press charakteryzują się najlepszymi właściwościami optycznymi, swoją estetyką dorównują naturalnym tkankom zęba. Ceramika tlenku cyrkonu zaś to najlepsze właściwości mechaniczne przy bardzo dobrej estetyce, dlatego jest najczęściej wybierana przy wykonywaniu uzupełnień bocznych lub rozległych mostów w odcinku przednim. Dzięki rozwijającemu się coraz prężniej materiałoznawstwu i najnowszym technologiom laboratoryjnym, metal jest coraz częściej z powodzeniem zastępowany przez inne, bardziej estetyczne materiały.

..............................................................................................................................................................

PIŚMIENNICTWO

1.     Dejak B., Kacprzak M., Suliborski B., Śmielak B.: Struktura i niektóre właściwości ceramik dentystycznych stosowanych w uzupełnieniach pełnoceramicznych w świetle literatury. Prot Stom 2006; LVI, 6: 471-477.

2.     Czerniecki P.: Współczesne materiały do prac pełnoceramicznych. Podział, charakterystyka i zakres zastosowania. As Stomatologii 2008; 3-4.

3.     Lasek K., Okoński P., Mirzwińska-Nastalska E.: Tlenek cyrkonu – właściwości fizyczne i zastosowanie kliniczne. Prot Stom 2009; LIX, 6: 415-422.

4.     Rosak P., Rój R., Sobczyk-Rosak B.: Uzupełnienia stałe na bazie tlenku cyrkonu. Twój Prz Stom 2010; 1-2: 27-31.

5.     Feder T., Mirzwińska-Nastalska E.: Zastosowanie systemu ceramicznego IPS e-max w wykonawstwie stałych uzupełnień protetycznych – postępowanie kliniczne i laboratoryjne. Prot Stom 2008; LVIII, 3: 194-201.

6.     Majewski S., Gronkiewicz K.: Zastosowanie nowych technologii wytwarzania stałych protez zębowych w odniesieniu do konstrukcji wkładów, licówek, koron i mostów na zębach własnych i filarach implantowanych. Implantoprotetyka 2007; VIII, 1-2: 49-56.

7.     Majewski S.: Nowe technologie wytwarzania stałych uzupełnień zębowych: galwano forming, technologia CAD/CAM, obróbka tytanu i współczesne systemy ceramiczne. Prot Stom 2007; LVII, 2: 124-137.

8.     Gładkowska M., Montefka P., Okoński P.: Porównanie systemów CAD/CAM stosowanych we współczesnej protetyce stomatologicznej. Prot Stom 2008; 58, 2: 105-113.

9.     Walasik-Cholewa A.: Komputerowe projektowanie uzupełnień stałych w systemie CAD/CAM. Mag Stom 2010; 2: 12-17.

..............................................................................................................................................................

Adres do korespondencji:

Iwona Wysocka
Poradnia Protetyki Stomatologicznej
Mazowieckie Centrum Stomatologii
00-301 Warszawa, ul. Nowy Zjazd 1

Pracę nadesłano: 26.02.2011 r.
Przyjęto do druku: 29.03.2011 r.