氧化鋯陶瓷的表面處理方法的研究進展_氧化鋯陶瓷_口腔修復_口腔科...

2020-11-22 醫脈通

作者：西南醫科大學口腔醫學院（李文豔，李晨軍）；成都軍區總醫院附屬口腔醫院（何勇，李晨軍）

 

氧化鋯陶瓷因同時具備機械力學特性優異、生物相容性良好、性質穩定、美學效果好等其他金屬和陶瓷不能同時具備的優點，受到口腔界學者的關注，已經被廣泛應用於臨床牙冠部的修復、種植體和基臺的修復等。然而，其遠期修復效果不如金屬類修復體，臨床主要問題是固位力差。這主要是因為氧化鋯是一種惰性材料，表面含矽酸鹽很少，玻璃相很少，所以，它與牙齒的粘接效果差。為了解決這個問題，許多學者做了大量研究，主要是從改變氧化鋯陶瓷的表面性質、增加表面粗糙度、研製更好的粘接劑等方面入手。筆者主要對改變表面性質和增加其表面粗糙度這兩個方面的研究進展做一概括。

 

1.改變表面性質

 

1.1上釉

 

上釉是將釉藥（一種低熔陶瓷）塗於氧化鋯陶瓷表面的一種方法。上釉之後的氧化鋯陶瓷表面是長石類陶瓷材料，可以用氫氟酸或矽烷偶聯劑處理。有研究表明，上釉聯合氫氟酸和矽烷偶聯化處理氧化鋯表面，可使氧化鋯與粘接劑的粘接效果大大提升。也有文獻報導，上釉後，氫氟酸處理組與噴砂組對氧化釔穩定的四方相二氧化鋯與樹脂粘接劑的粘接強度相當。

 

由於這是最近提出的新技術，所以，有關在氧化鋯陶瓷表面上釉後，氫氟酸處理表面對粘接效果影響的研究較少。

 

1.2矽塗層

 

矽塗層，即氧化鋯表面用矽覆蓋，使氧化鋯陶瓷能夠與粘接劑反應形成化學鍵。矽塗層處理可增加氧化鋯陶瓷表面的親水性，可增加它的粘接耐久性。將矽塗層製備到氧化鋯表面的方法有化學摩擦法、溶膠-凝膠法、等離子噴塗法，其中，溶膠-凝膠法較另外兩類技術具有經濟、操作簡單和獲得的粘接效果更強的優勢。

 

1.3高壓噴塗偶聯劑

 

高壓噴塗偶聯劑是在壓力的作用下，將鋯瓷偶聯劑分散為細微霧滴，均勻分散於陶瓷表面。但是，不同鋯瓷偶聯劑的組成和物理化學性質不同，這會影響二氧化鋯的粘接強度。王辰等首次將高壓噴塗技術應用於口腔修復學，他研究了在不同氣體壓力噴塗下，Cleafil Ceramic Primer和Z-PrimePlus兩種鋯瓷偶聯劑對二氧化鋯表面形貌和與樹脂粘接劑粘接強度的影響，結果顯示，高壓噴塗獲得的二氧化鋯表面粗糙度顯著高於低壓噴塗，Cleafil Ceramic Primer鋯瓷偶聯劑處理的抗剪切粘接力最高。但是，關於這項技術的研究很少，在粘接耐久性能方面尚無相關報導。

 

2.增加表面粗糙度

 

2.1氫氟酸或矽烷偶聯劑處理

 

氫氟酸能夠溶解玻璃相，破壞矽氧鍵，使矽酸鹽類陶瓷表面形成微溝和小孔，呈蜂窩狀結構，利於與粘接劑形成牢固的機械嵌合。但是二氧化鋯屬於非矽酸鹽類陶瓷，不能用氫氟酸形成此牢固的結合力，單獨使用氫氟酸蝕刻不適用於氧化鋯陶瓷的表面處理。但是，氧化鋯與其他材料的複合物可以用氫氟酸處理，如二氧化鋯增強型矽酸鋰陶瓷（ZLS），它表面有玻璃相的矽氧鍵，用氫氟酸處理可使表面變得更加粗糙，利於微機械固位力的形成。這是表面改性和增加表面粗糙度方法的結合使用。矽烷偶聯劑與氫氟酸相似，常作為矽酸鹽類陶瓷材料的表面處理劑，氧化鋯陶瓷是非極性表面，缺乏Si-OH基團，無法與傳統的矽烷偶聯劑形成化學鍵，所以粘接力差。

 

但是研究表明，矽烷偶聯劑聯合噴砂處理可以提高氧化鋯與樹脂之間的粘接強度，這也是表面改性和增加表面粗糙度方法的結合使用。

 

2.2噴砂

 

噴砂可去掉二氧化鋯陶瓷表面的玷汙層，使表面變得粗糙，增加粘接面積，增加粘接力。許多研究表明，噴砂可以顯著提高陶瓷與樹脂之間的粘接強度和粘接耐久性。但是也有學者認為，噴砂產生的表面粗糙度與粘結強度和粘接耐久性無正相關關係。張紅等實驗也表明，噴砂對粘接強度的改善是有限的，對粘接耐久性無任何作用。但是，也有許多文獻表明，噴砂能夠引起陶瓷表面損傷，影響粘接效果，並有損二氧化鋯陶瓷的物理性能。綜合來看，噴砂的利大於弊，是臨床較肯定的表面處理方法之一。

 

2.3熱酸蝕

 

熱酸蝕技術是近年來才運用於二氧化鋯表面處理的新技術，其作用方式在某種程度上類似於氫氟酸對矽酸鹽類陶瓷的作用。它通過提高氧化鋯與牙釉質之間的粘接強度，獲得氧化鋯陶瓷與樹脂粘接劑間的穩定的粘接耐久性，且對二氧化鋯的壓縮和撓曲強度無明顯影響。呂品等研究表明，經熱酸蝕處理後的粘接強度遠高於經噴砂處理後，且耐久性較好。但是，這項技術是否會對氧化鋯陶瓷的其他物理性質造成影響，有待進一步研究。

 

2.4雷射蝕刻

 

雷射蝕刻是當雷射光束照射材料表面時，材料吸收所傳導的光電能或光熱能後，發生受壓、熔化、蒸發或燃燒，形成破坑，以此來增加粘接效果。有研究顯示，經雷射蝕刻處理氧化鋯陶瓷表面之後，其粗糙度和抗剪切粘接強度增加。但是，關於其是否影響氧化鋯的機械性、抗老化性及耐疲勞性的研究較少。目前研究的雷射有Nd:YAG雷射、Er:YAG雷射、光纖雷射和水雷射。

 

2.5選擇性滲透酸蝕

 

選擇性滲透酸蝕是利用高溫時氧化鋯顆粒之間的間隙增大，將熔融的玻璃滲透入顆粒之間，然後再用氫氟酸酸蝕，形成牢固的機械固位力。Casucci等研究發現，與經噴砂和氫氟酸處理氧化鋯表面比較時，選擇性滲透酸蝕處理更能夠增加氧化鋯陶瓷表面的粗糙度。許多研究顯示，經選擇性滲透酸蝕處理後的氧化鋯陶瓷可與粘接劑獲得牢固的粘接力。

 

2.6電解蝕刻

 

電解蝕刻（EDM）是通過在電解質溶液中的電火花腐蝕材料創造出想要的形狀。以前由於二氧化鋯是不良導電體，不可以用EDM處理。2010年，在Kucukturk和Cogun改良裝置後，EDM技術才應用於二氧化鋯表面處理。Rona等在Kucukturk和Cogun的研究基礎上，將EDM裝置進一步改進，結果表明，經改良的EDM裝置處理二氧化鋯表面後，粗糙度比噴砂和化學摩擦法矽塗層獲得的表面更加粗糙，且可獲得與雙固化樹脂粘接劑PanaviaF2.0間的更加牢固的粘接力，而且，這種技術對二氧化鋯的機械特性無影響。

 

綜上所述，影響氧化鋯陶瓷與齒科粘接劑之間粘接性的表面處理方法很多，效果各異。其中，有些表面處理方法剛被提出，相關研究較少，尚需進一步的研究。所有的研究應在保證不會影氧化鋯陶瓷深部的物理化學性質的前提下，再來探討對氧化鋯陶瓷表面的粘接性的作用，這樣才能更快地被運用於臨床。

 

來源：李文豔,何勇,李晨軍.氧化鋯陶瓷的表面處理方法的研究進展[J].西南國防醫藥,2017(11):1249-1251.

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