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干貨分享 | 陶瓷牙科種植體的金相制備

德國Retsch（萊馳） 2023-10-27 | 閱讀：793

關(guān)于種植牙材料背景知識

鈦及鈦合金是種植牙最常用的材料，已成為牙齒替換的黃金標準。然而，鈦的一個缺點是其淺灰的顏色有時可以通過種植體周圍的粘膜被看到。此外，研究表明，金屬能夠誘導(dǎo)非特異性免疫調(diào)節(jié)和自身免疫。新的一些陶瓷材料可能會克服這些缺點。但是，眾所周知，陶瓷對剪切和拉伸載荷敏感，可能會導(dǎo)致早期材料失效。因此，高強度氧化鋯陶瓷已成為種植牙的首選材料。

在確定植入體的力學和修復(fù)能力時，需要考慮材料特性和加工特性。這意味著單斜和四方相的二氧化鋯(ZrO2)均需被考慮到。與單斜相相比，ZrO2以四方相存在時可以抵抗極端載荷力; 此外，它的高生物相容性使其成為理想的牙科材料。但除了這些正面的特質(zhì)，四方相巨大的剛度卻可能導(dǎo)致在負荷極限時的斷裂。這些特性影響著設(shè)計，主要是關(guān)于生產(chǎn)、應(yīng)用和一段式和兩段式植入系統(tǒng)的性能。

目前市面上存在兩種不同的生產(chǎn)種植體的方法:一段式(螺釘保留)和兩段式ZrO2種植體。一段式ZrO2植入物的優(yōu)點是沒有微間隙。由ZrO2制成的兩段式種植體在種植體和基臺之間的連接處存在斷裂或松動的風險。最新的ZrO2兩段式系統(tǒng)的設(shè)計完全避免了這些風險，與兩段式鈦植入物相比，沒有明顯的缺點。歸功于數(shù)字規(guī)劃等新技術(shù)，加上兩段式ZrO2系統(tǒng)的假體多樣性，可以將適當?shù)募袤w解決方案與手術(shù)上合理的種植體位置結(jié)合起來。由此，可以提前避免錯誤的功能，包括預(yù)期的斷裂風險。

ZrO2樣品的金相制備

二氧化鋯作為牙種植體時需要對其適用性進行檢驗。下面的段落給出了用于確定ZrO2植入物孔隙度的金相樣品制備細節(jié)。孔隙度是影響材料力學穩(wěn)定性和組織長入性能的一個關(guān)鍵因素。

制備方法：

由于樣品在特定壓力極限下才顯示出天然孔隙度和裂紋，因此鑲嵌時應(yīng)避免高壓力的引入，同時應(yīng)考慮陶瓷樣品的高硬度。本案例中使用的是適合較硬材料的QATM KEM 15 plus丙烯酸基樹脂進行鑲嵌，粉末和液體混合比例為1.5:1，最終鑲嵌塊直徑為40毫米。

將鑲嵌好的樣品裝夾在帶有V型槽擋板的Vice 60快速夾具上，然后在QATM Qcut 200A精密切割機上使用適合陶瓷樣品的金剛石切割輪割至目標位置附近。直切的切割參數(shù)為在2500 rpm轉(zhuǎn)速下，恒定進給速度為 0.08 mm/s。Qcut 200A型是一款緊湊、用戶友好的濕式精密切割機。它可以配備多達三個自動軸(X, Y, Z)和多種切割模式，以實現(xiàn)最大的靈活性和理想的空間利用。

表1. 切割參數(shù)

Qcut 200A精密切割機

研磨/拋光：

研磨和拋光過程在Qpol 250 A1-ECO自動磨拋機上進行，使用帶有金剛石磨料的磨光耗材和硬質(zhì)拋光布。第一步是采用74 μm粒度尺寸的金剛石研磨薄膜(或相近粒度的金剛石磨盤如Quasar/Vega），在30 N單點壓力下進行磨平，然后在Galaxy Green或Blue金剛石磨盤上以45 N的單力進行6分鐘的磨光。Qpol 250 A1 ECO磨拋機是一款單盤研磨和拋光機，工作盤尺寸為? 200/250 mm，通過4.3英寸彩色觸摸屏方便地進行操作。

第一步拋光選用適合高硬度材料的Galaxy BETA硬質(zhì)合成拋光布，用9μm Dia-Complete多晶金剛石懸液，以30N的單點力粗拋6分鐘，以便充分去除磨光產(chǎn)生的劃痕及打開孔隙；在該步驟后，樣品用30N的單點力和3μm Dia-Complete多晶金剛石懸浮液在Galaxy DELTA中等硬度絲質(zhì)布上拋光5分鐘；最后用Eposil F氧化物拋光液精拋2分鐘，采用單點力30N，最后20秒用水沖洗。

表2. 磨拋制備參數(shù)

Qpol 250 A1-ECO單盤自動磨拋機

制備效果參見下面的明場像，均采用500倍的放大倍率。需要注意的是，樣品的孔隙率因制造工藝的不同而不同。其中左圖孔隙度比右圖大（種植體的螺紋部分）。

二氧化鋯牙種植體中的孔隙

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旗下五大品牌：德國Retsch（萊馳）粉碎、研磨、篩分設(shè)備，德國Microtrac MRB（麥奇克萊馳）多功能粒度粒形分析儀，Carbolite?Gero（卡博萊特?蓋羅）烘箱、高溫烘箱、箱式馬弗爐、灰化爐、管式馬弗爐、氣氛馬弗爐、真空馬弗爐、高溫馬弗爐及工業(yè)定制爐，Eltra（埃爾特）碳/氫/氧/氮/硫元素分析儀，QATM（奧德鎂）切割機、鑲嵌機、磨拋機、硬度計。

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