سرامیک دندانی (Dental Ceramic)

دندان جزو سخت‌ترین بافت‌های بدن است که از ترکیبات غیرآلی تشکیل شده است. بسیار سخت است. مینای بیرونی دندان حدودا از ۹۲ درصد هیدروکسی آپاتیت تشکیل شده است.

استفاده از قطعاتی با پایه‌ی فلزی نظیر ایمپلنت‌های تیتانیومی یا آمالگام‌های حاوی مواد فلزی باعث بروز برخی حساسیت‌ها و ناسازگاری در بدن می‌شوند که همین امر باعث شده که تمایل به استفاده از سرامیک های دندانی در طی سال‌های اخیر افزایش یابد.

تاریخچه‌ استفاده از سرامیک‌ دندانی

سرامیک های دندانی برای اولین بار حدود ۲۲۰ سال پیش مورد استفاده واقع شدند. اولین دندان مصنوعی بر پایه سرامیک برای اولین بار توسط دندان پزشکی فرانسوی به نام نیکولاس دوبیوس و داروسازی به نام الکسیس دوشاتئو ساخته شد.

در نیمه دوم قرن بیستم پروتزهای دندانی سرامیکی-فلزی ابداع شدند که ذوب می شدند و به عنوان ماده اصلی دندان مورد استفاده قرار می گرفتند. این مواد گرچه ترکیبی از خواص زیبایی سرامیک‌ ها و استحکام فلزات را همزمان داشتند، اما به دلیل ایجاد مشکلاتی مثل آلرژی و حساسیت سیستم ایمنی بدن، نتوانستند به خوبی خود را در این عرصه مطرح کنند.

به همین دلیل تحقیقات برای توسعه پروتزهای سرامیکی بدون حضور فلز ادامه یافت تا جایی که نام سرامیک های فلدسپاتی بر سر زبان ها افتاد. این سرامیک ها از ترکیب پودرهای بسیار ریز با آب یا مایع مخصوص شکل دهی تولید می شوند. ترکیبی که به صورت خمیری به دست می‌آید، به درون کوره منتقل می شود و تحت عملیات حرارتی قرار می‌گیرد تا تحت فراید زینترینگ، قطعه نهایی تولید شود. امروزه سرامیک های فلدسپاتی و به خصوص پرسلان (چینی) های فلدسپاتی به طور گسترده ای در ساخت ایمپلنت‌ها، مواد پرکننده و روکش‌های دندانی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ویژگی‌های سرامیک دندانی

سرامیک های دندانی به دلیل ویژگی‌هایی مثل خنثی بودن و زیست سازگاری با بدن، چقرمگی شکست بالا و مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی و نیروهای مکانیکی وارد شده، بسیار محبوب شده اند و کاربردهای بسیاری در پزشکی به  خصوص دندان پزشکی پیدا کرده اند.

در بین سیستم‌های موجود برای تولید سرامیک دندانی، سیستم CAD-CAM بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. مزیت اصلی این سیستم این است که می‌توان قطعات تولید شده را به شکل دلخواه درآورد و قطعاتی با اشکال یکسان تولید نمود.

دسته بندی سرامیک های دندانی

سرامیک‌ های دندانی را بر اساس معیارهای مختلفی می‌توان تقسیم‌بندی کرد. مهم ترین این دسته بندی، دسته بندی بر اساس نوع کاربرد، ترکیب شیمیایی، روش ساخت و نحوه‌ی انجام فرایند است.

بر اساس ترکیب شیمیایی، این مواد را می توان در سه دسته کلی جای داد:

سرامیک‌های دندانی پایه‌ سیلیکا (Silica-based ceramics)

اولین پرسلان‌هایی که برای ترمیم (Restoration) دندان به کار رفتند بر پایه‌ی سیلیکا بودند که ترکیبات زیر را شامل می‌شدند:

• پرسلان‌های فلدسپاتی (Feldspar)
• شیشه سرامیک‌های تقویت شده با لوسیت (Leucite)
• شیشه سرامیک های لیتیم دی سیلیکاتی (SiO₂-Li₂O₃)

در حالت کلی، سرامیک‌ های دندانی که حالت آمورف (شیشه‌ای) دارند، ظاهر زیباتری دارند و تطابق خوبی بین دندان و عاج برقرار می‌کنند، اما نسبت به سرامیک‌های کریستالی مقاومت کششی پایین‌تری دارند. در دندان‌سازی هر دو فاکتور استحکام و ظاهر مهم است و باید مورد توجه قرار گیرد.

سرامیک‌های دندانی پایه آلومینا (Alumina-based ceramics)

از اصلی‌ترین موادی که در این سیستم وجود دارند، می‌توان به شیشه‌های آلومینوسیلیکاتی اشاره کرد. در واقع این شیشه‌ها جزو سیستم‌های بر پایه‌ی سیلیکا هستند. این شیشه‌ها هنگام بلوری شدن در حین پخت، مقاومت نشان می‌دهند محدوده‌ی دمایی وسیعی برای پخت دارند. اما اگر دما از حد بهینه بیشتر شود، استحکام و پایداری آن‌ها به شدت افت می‌کند.

سرامیک‌های دندانی پایه‌ زیرکونیا (Zirconia-based ceramics)

سرامیک های زیرکونیایی در بین مواد سرامیکی پایه دندانی بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌‌اند. زیرا استحکام خمشی آن‌ها بسیار بالاست (بیش از سه برابر سرامیک‌های فلدسپاتی!)، سفتی پایین تری نسبت به آلومینا دارند و سطح صاف تری را ایجاد می‌کنند. امروزه زیرکونیا جایگزین کوپلینگ‌های فلزی و چارچوب‌های (Framework) ایمپلنت فلزی شده است.

گرچه سرامیک های دندانی بسیاری بر پایه زیرکونیا وجود دارند، اما سه نوع آن هستند که امروزه بیشتر در دندان پزشکی استفاده می‌شوند:

زیرکونیای تقویت شده با آلومینا (ZTA)

این سیستم دارای دو فاز است که از ذرات منتشر شده در ساختار آلومینا تشکیل شده است که با تکنیک ریخته‌گری دوغابی (Slip–casting) تولید می‌شوند.

زیرکونیای پایدار شده با منیزیم (Mg–PSZ)

در این سیستم اکسید منیزیم به عنوان تثبیت‌کننده عمل می‌کند. به علت وجود تخلخل‌های زیاد و خواص مکانیکی ضعیف، این سیستم کاربرد زیادی در دندان‌سازی ندارد.

زیرکونیای پایدار شده با ایتریوم (Y-TZP)

این سیستم از کریستال‌های تتراگونال تثبیت شده با مقادیر کمی ایتریوم ساخته شده و دارای تخلخل اندک و دانسیته‌ی بالاست که در حال حاضر به طور گشترده ای در دندان پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

به منظور بهبود خواص مکانیکی و کنترل اثرات اپتیکی در سیستم‌های سرامیکی، گاهی لازم است موادی تحت عنوان پرکننده‌های کریستالی به آن‌ها اضافه شوند که باعث مات شدن، رنگی شدن یا شفافیت قطعات می‌گردند. به طور کلی سرامیک‌های پلی‌کریستال دارای ماتی بیشتری نسبت به سرامیک‌های شیشه‌ای هستند اما خواص مکانیکی بهتری دارند.

کاربردهای سرامیک دندانی

ایمپلنت دندانی

امروزه تمایل به استفاده از ایمپلنت‌های تیتانیومی اندکی کاهش یافته است. دلیل آن استعداد تیتانیوم به تشکیل لایه اکسیدی است که باعث جنبش بین بافت استخوان و ایمپلنت می شود. این امر به مرور سایش و خوردگی ایمپلنت را افزایش می دهد که باعث پخش شدن یون های سمی در بدن می شود.

همان طور که در قسمت قبل اشاره کردیم، ایمپلنت های زیرکونیایی استفاده بیشتری در دندان سازی دارند. دلایل محبوبیت این اپیملنت‌، استحکام بالا، مقاومت بالا در برابر خوردگی، زیست سارگاری آن ها با بافت بدن و زیبایی ظاهری آن‌هاست. در مقابل، این ایمپلنت‌ها قیمت بالاتری دارند و چون به صورت یک پارچه تولید می‌شوند، در صورت اشتباه قرار دادن، امکان اصلاح آن‌ها وجود ندارد.

پر کردن دندان

برای پر کردن دندان به روش سنتی از آمالگام دندانی استفاده می‌شود که شامل نقره، جیوه و قلع است. مواد سرامیکی به دلیل نداشتن سمیت و زیبایی به طور وسیعی در پر کردن دندان استفاده می شوند. این رزین‌ها به طور معمول شامل ۸۵-۳۵ درصد شیشه‌ی سدیم سیلیکات، سیلیکای کلوئیدی یا کوارتز هستند.

روکش دندانی

روکش‌های دندان معمولی عمدتا مواد پایه‌ فلزی هستند که روی آن‌ها پوشش پرسلانی اعمال می‌شود. عیب این روکش‌ها کدر بودن و تیره شدن در قسمت لثه است که در روکش‌های تمام سرامیکی این مشکل وجود ندارد. علاوه بر این، روکش سرامیکی رنگ طبیعی دارند و باعث ساییدگی دندان‌های دیگر نمی‌شوند.

منابع

ضیایی؛ سید علی . (۱۳۹۴) . بررسی اثر ۴ نوع رستوریشن زیرساخت مختلف بر رنگ نهایی سرامیک اینفیلتره شده با پلیمر (PICN) به وسیله اسپکتروفوتومتر . دانشکده ی دندان پزشکی جندی شاپور اهواز