Dwutlenek cyrkonu jest stosowany od niedawna w protetyce stomatologicznej do wytwarzania podbudowy uzupełnień stałych w systemach pełnoceramicznych. Spośród wszystkich porcelan tlenkowych cyrkon cechuje się najwyższą wytrzymałością mechaniczną; odporność na złamanie osiąga wartości do 2000N. Nie stwierdzono negatywnych skutków oddziaływania cyrkonu na organizmy żywe, działania mutagennego, czy kancerogennego. Dzięki temu, że jest biokompatybilny, znalazł zastosowanie w medycynie.
Czym jest cyrkon? Z promu kosmicznego do dentysty.
Czysty cyrkon jest metalem, w układzie okresowym pierwiastków należy do grupy tytanowców, w temperaturze pokojowej jest ciałem stałym barwy srebrzystoszarej. Łatwo pokrywa się na powierzchni ochronną warstwą tlenków, które zapobiegają dalszemu utlenianiu. Pierwiastek cyrkon odkryty został w 1789 r. przez niemieckiego chemika Martina Heinricha Klaprotha, który podczas badań nad minerałami otrzymał tlenek cyrkonu. Jednak nie wyizolował on nigdy tego metalu w czystej postaci. Dokonał tego Jons Jacob Berzelius dopie- ro w 1824 r. (2). Otrzymywanie metalu w stanie wolnym jest trudne, gdyż łatwo tworzy on związ- ki z węglem, azotem i tlenem. Tlenek cyrkonu jest wybitnie ogniotrwały (temp. topnienia 2700°C), względnie odporny na korozję w kwaśnym środo- wisku, ma dużą twardość, wytrzymałość mecha- niczną, dobre właściwości izolacyjne oraz ma małą zdolność do pochłaniania promieniowania jonizu- jącego. Wykorzystuje się go do produkcji wysokiej jakości narzędzi tnących, silników spalinowych, osłon w reaktorach jądrowych i osłon zewnętrznych promów kosmicznych.
Cyrkon w stomatologii
Dzięki dużej wytrzymałości materiał znalazł zastosowanie w konstrukcji protez stałych, zwłaszcza w odcinkach bocznych łuku zębowego, gdzie siły zgryzowe są największe. Czysty cyrkon jako pierwiastek należy do grupy metali, jako dwutlenek ma postać polikrystaliczną. Kryształy cyrkonu tworzą drobne ziarna. Występuje on w trzech odmianach strukturalnych: jednoskośnej, tetragonalnej i kubicznej. W stomatologii znajduje zastosowanie postać tetragonalna, która nie zawiera dodatku fazy szklistej. Przetwarzanie tlenku cyrkonu wiąże się z za- stosowaniem najnowocześniejszych procedur laboratoryjnych – komputerowo wspomaganego projektowania (CAD) i cyfrowo sterowanej produkcji (CAM)
Ze względu na wysoką wytrzymałość na zgina- nie uzupełnienia na bazie z tlenku cyrkonu można stosować w bocznych odcinkach łuku zębowego do wykonywania mostów uzupełniających braki zębów przedtrzonowych i trzonowych. Najnowsze systemy CAD/CAM umożliwiają wycinanie kon- strukcji na bazie tlenku cyrkonu uzupełniających braki nawet całego łuku zębowego mostami okrężnymi. Precyzja i dokładność tak przygo- towanych struktur jest najwyższa ze wszystkich technik dotychczas stosowanych w tego typu konstrukcjach.
Wytrzymałość i badania
Z racji relatywnie krótkiego okresu stosowania, brak jest długookresowych badań klinicznych nad wytrzymałością stałych uzupełnień protetycznych na bazie tlenku cyrkonu takich, jak w przypadku uzupełnień na podbudowie metalowej, gdzie trwałość wykonanych prac oceniana była w okresach 20-letnich.
Większy koszt leczenia
Zastosowanie nowoczesnych technologii wywarzania można również traktować w kategoriach wady, gdyż powoduje ono generowanie wyższych kosztów, co ostatecznie przekłada się na zwiększenie kosztów leczenia. Pracownia protetyczna musi być wyposażona w odpowiedni sprzęt do obróbki materiału, komputery i oprogramowanie.
Starzenie cyrkonu to nie jedyny problem
Bardzo istotną, niekorzystną cechą tlenku cyrkonu jest podatność na tzw. „starzenie”. Zjawisko to polega na spontanicznej przemianie fazowej postaci tetragonalnej w monokliniczną, bardziej stabilną w niskich temperaturach i jest określane również jako „degradacja niskotemperaturowa”. Towarzyszy temu wzrost objętości materiału o 3% i powstawanie mikropęknięć. Niekorzystny wpływ tego procesu ten zaobserwowano w ortopedii. Na wytrzymałość tego typu uzupełnień wpływać może m.in. wilgoć obecna w środowisku jamy ustnej. Również różne sposoby wytwarzania, a więc frezowanie miękkich bloczków materiału i następcze spiekanie podbudowy może powodować powstawanie powierzchownych rys i naprężeń, odmiennych niż te, powstające przy frezowaniu gotowych bloków z ostatecznie zsynteryzowanego materiału.
Kolejnym czynnikiem niekorzystnie wpływają- cym na trwałość cyrkonu jest wysoka temperatura występująca na etapie jego licowania porcelaną.
Wytwarzanie uzupełnień całoceramicznych w oparciu o technologię CAD/CAM jest najbardziej zaawansowanym procesem technologicznym sto- sowanym w stomatologii. Podbudowa ceramicz- na z tlenku cyrkonu zapewnia najwyższą wytrzy- małość mechaniczną spośród wszystkich ceramik dentystycznych. Tak jak w każdym przypadku przed przystąpie- niem do leczenia protetycznego, konieczne jest dokładne badanie pacjenta i wnikliwa ocena wa- runków w jamie ustnej.
Na podstawie: PROTET. STOMATOL., 2009, LIX, 6, 415-422
Dodaj komentarz