抛光高强度陶瓷，如氧化锆和二硅酸锂，一步一步的方法-口腔健康组

根据2016年国家牙科实践研究网络的调查，前牙冠的首选材料是二硅酸锂和层状氧化锆，而后牙冠的首选材料是整体氧化锆。¹抛光高强度陶瓷，如氧化锆和二硅酸锂，由于这些材料的硬度，可能是一个临床挑战。美国牙科协会临床评估小组最近的一项调查报告称，5%的受访者认为抛光的挑战是使用氧化锆的主要缺点。²抛光陶瓷材料对于保持修复体的美观、防止相对珐琅质的磨损、减少牙菌斑在陶瓷上的积累以及保持患者的舒适度是很重要的。本文将回顾抛光的不同方面，包括抛光机的类型，抛光技术和陶瓷抛光对陶瓷性能的影响。

陶瓷抛光机的类型

抛光机通常由嵌入聚合物粘合剂的研磨颗粒组成。磨料颗粒可以由不同的陶瓷材料制成，如钻石、二氧化铝或碳化硅。一般来说，钻石比那些由氧化铝或碳化硅组成的钻石更坚硬，更具有侵略性。磨料颗粒也可以在大小上有所不同，在抛光序列的开始，抛光机中的较大尺寸颗粒(图1)和抛光机中较小的颗粒在抛光序列的后期阶段。（图2)抛光的概念是磨料颗粒会在材料表面产生越来越小的划痕，直到划痕在视觉或触觉上不再可察觉。抛光机还获得了产生更光滑划痕的能力，因为与金刚石旋转钻中磨料的刚性稳定相比，其磨料更松散地粘附在粘合剂中。类似地，抛光膏可能能够实现更高程度的抛光，因为它们是由悬浮在液体膏中的松散研磨颗粒组成的。

图1

图2

抛光机的另一个主要成分是粘合剂，这种材料赋予抛光机形状并保持磨料颗粒。较硬的粘合剂将更积极地抛光，也可能延长抛光机的形状。另一方面，使用较软粘合剂的抛光机将提供较温和的抛光，不太可能使他们正在抛光的表面凹痕。许多抛光机使用由聚氨酯组成的橡胶样粘结剂-聚氨酯粘结剂的刚度可以根据抛光机的品牌进行调整。一些复合抛光机将使用更容易破碎的聚氨酯二甲基丙烯酸酯树脂类粘合剂。橡胶类型的抛光机将持续更长时间，但树脂类抛光机可能能够更积极地抛光，因为随着粘合剂的破碎，新的研磨颗粒将暴露出来。

也有预抛光机，可称为抛光石。抛光石可能由固体的二氧化铝组成，这是一种陶瓷。有一些预抛光机是由镶嵌在相对坚硬的环氧粘合剂中的金刚石颗粒组成的，其硬度与抛光石相似。由于它们的硬粘合剂，这些预抛光机可能具有足够的侵略性来执行调整和牙科陶瓷的形状细化。硬粘合剂还有助于在使用过程中保持预抛光机的形状。由于预抛光机由陶瓷(如氧化铝)或聚合物(如环氧粘合剂)组成，两者都是隔热体，它们比金属基金刚石旋转刺更不可能产生热量。

大多数高强度陶瓷抛光套件用于氧化锆和二硅酸锂，如库特终极抛光器套件(牙科储蓄俱乐部，图3)，由两步组成。第一步是将中等大小的金刚石磨料嵌入相对坚硬的聚氨酯粘合剂中。第二步包含较小的钻石，也嵌入在聚氨酯粘合剂中。Kut终极抛光器套件还包含一个更硬的预抛光器，由嵌入在刚性人造橡胶粘合剂中的钻石组成。

图3

预抛光机和抛光机包括在库特终极抛光机套件和一个精细的钻石旋转仪器被用来抛光3Y氧化锆，轻轻地来回运动30秒。然后用非接触式表面轮廓术对3Y氧化锆试样进行检测，观察每一步后试样的粗糙度。（图4)预抛光机产生的表面比精细的钻石旋转针更粗糙。使用第一步抛光机产生了光滑得多的表面。进入第二抛光机进一步改善了表面粗糙度。

图4

氧化锆表面纹理(左)和地形(右)经过(从上到下):用预抛光器调整，细钻刺，第一步抛光(预抛光)，第二步抛光(高亮度)。

抛光技术

虽然这似乎是显而易见的，但按顺序使用2步高强度陶瓷抛光机对于实现理想的光洁度很重要。第一步是抚平钻石钻耳调整时产生的划痕。而第二步则进一步缩小了划痕的大小。先前的研究表明，与连续的抛光步骤相比，金刚石针调整后的第一步抛光产生的粗糙度降低更显著。^3.此外，如果在使用钻石钻进行调整后立即尝试使用细抛光机(第二步)，则表面将比在调整和细抛光机之间使用中等抛光机(第一步)明显粗糙。⁴

陶瓷抛光的速度可能根据不同抛光机制造商的建议而有所不同。一项实验室研究报告称，每分钟5000转(RPM)和40000转(RPM)的抛光效率都不如每分钟15000转(RPM)的抛光效率。⁵除了效率较低之外，以高于所需的RPM进行抛光将减少抛光机的寿命并产生多余的热量。根据作者的经验，抛光速度在10,000-12,000 RPM左右是最有效的。

水润滑抛光可以提高抛光效果，因为水喷雾可以清除抛光机和研磨陶瓷上的碎屑。此外，如果牙齿还很重要，喷水可以防止牙髓过热。当调节陶瓷修复体时，热量可以从修复体的外表面传递，通过修复体(陶瓷是隔热体而不是导体)，并通过剩余的齿结构传递。在猴子身上，温度升高5.5摄氏度就会发生热髓损伤，⁶然而，对人类牙齿的研究表明，牙髓活力在温度升高17摄氏度时仍能保持。⁷在没有水的情况下抛光1毫米的氧化锆，可以产生大约10摄氏度的温度升高。⁵假设剩余的牙本质厚度增加，牙髓内的温度升高应该更低。因此，在没有水润滑的情况下抛光氧化锆修复体不会将牙髓温度提高到危险水平。然而，用钻石刺来调节干燥的氧化锆可以使温度升高40摄氏度。⁸因此，在使用金刚石刺进行调整时，应始终使用水润滑。
口腔内抛光机通常提供各种形状，如点，杯和圆盘。点用于咬合面，(图5)扣带表面，(图6)前线角和颈缘。杯的内表面可用于杯尖，(图7)颈缘，(图8)和孔洞空间。如果把杯子翻转过来，也可以用来抛光平坦的区域。（图9)齿盘适用于平整的表面，例如前牙的切缘(图10)或后牙近面。（图11)如果在用钻石刺进行口外调整后，需要对陶瓷冠进行大量抛光，则可以使用实验室抛光机。由实验室抛光机提供的增加扭矩和实验室抛光机的更大尺寸使得使用实验室设备更有效。

图5

图6

图7

图8

图9

图10

图11

陶瓷抛光对陶瓷性能的影响

抛光陶瓷最明显的效果是降低陶瓷的粗糙度。陶瓷的粗糙度会影响其收集斑块生物膜的能力。一篇综述论文得出结论，抛光到Ra < 0.2 μm的阈值对于防止牙科材料上生物膜的形成是必要的。⁹抛光陶瓷也能提高病人的舒适度。一项研究报告称，60%的参与者可以正确区分Ra为0.28和0.62 μm的表面，76%的人可以用舌尖区分Ra为0.62和1.29 μm的表面。¹⁰抛光的一个目标是使修复物表面光滑到病人能感觉到的粗糙度。

抛光陶瓷也会影响相对珐琅质的磨损量。氧化锆和二硅酸锂都比瓷质对对立齿结构更友好。¹¹此外，对于二硅酸锂和氧化锆，材料在抛光时比釉面时更耐磨。¹¹瓷器或釉料比抛光的高强度陶瓷造成更大的珐琅磨损的原因是它们的表面在磨损过程中变得粗糙。当瓷器或釉料开始磨损时，材料的较低强度会使其破裂、剥落和变粗糙。高强度陶瓷由于其较高的抗切屑性和较小的微观结构而保持相对光滑。如果用钻石刺进行调整，抛光后的高强度陶瓷也会对相反的珐琅质产生更大的磨蚀作用。然而，如果它们被重新抛光，相反的珐琅质磨损再次降到最低。^11、12

二硅酸锂和氧化锆的强度可能会受到金刚石刺的影响。研磨会在陶瓷表面产生划痕，但也可能会在材料内部产生裂纹。氧化锆与二硅酸锂在研磨损伤时表现不同。氧化锆(特别是3 mol%钇稳定氧化锆)能够发生相变增韧。¹³在这个过程中，氧化锆微结构内的晶体可以在形成裂纹周围扩展。晶体的膨胀阻止了裂纹的增长，这使得氧化锆具有“自愈”能力。对于二硅酸锂，用金刚石刺进行调整会降低材料的强度。^{14、15、16、17}抛光后打磨，似乎并没有提高其强度。¹⁵在一项研究中，二硅酸锂研磨后的强度可以通过热处理来愈合裂缝。¹⁶对于氧化锆，一些研究表明，用金刚石bur进行磨削会降低氧化锆的强度^{18 - 24}而另一些研究表明，研磨不会显著改变其强度(假设它是3 mol%钇稳定的氧化锆)。^23日,24日在一些研究中，经过调整后的抛光氧化锆将恢复其强度。^{18日,23日,25 - 28}

总结

陶瓷抛光机是由金刚石磨料颗粒嵌入粘合剂组成。逐步抛光的步骤涉及越来越小尺寸的金刚石磨料。粘合剂的硬度将决定抛光机去除材料的力度。抛光机需要按顺序使用。用水润滑的抛光速度为10,000-12,000 RPM是理想的。抛光可以干式进行，但是，在没有水润滑的情况下，用金刚石刺进行调整可能会导致热纸浆损伤。不同形状的抛光机适用于不同的陶瓷修复表面。抛光陶瓷可以减少生物膜的粘附，提高患者的舒适度，减少相反的珐琅质磨损，并有助于防止钻石bur调整后的强度降低(对于氧化锆)。

《口腔健康》欢迎这篇原创文章。

参考文献

Makhija SK, Lawson NC, Gilbert GH, Litaker MS, McClelland JA, Louis DR, Gordan VV, Pihlstrom DJ, Meyerowitz C, Mungia R, McCracken MS;全国牙科PBRN合作小组。单单元牙冠的牙医材料选择:来自国家牙科实践研究网络的发现。J Dent. 2016年12月55:40-47。doi: 10.1016 / j.jdent.2016.09.010。Epub 2016年9月28日。PMID: 27693778;PMCID: PMC5125852。
Lawson NC, Frazier K, Bedran-Russo AK, Khajotia S, Park J, Urquhart O;科学事务委员会。氧化锆修复:美国牙科协会临床评估小组调查。中国机械工程学报。2021年1月;152(1):80-81.e2。doi: 10.1016 / j.adaj.2020.10.012。Epub 2020 11月26日。PMID: 33250170。
Preis V, Schmalzbauer M, Bougeard D, Schneider-Feyrer S, Rosentritt M.整块氧化锆牙齿调整处理后的表面性能及体外磨损模拟。中华医学杂志。2015年1月;43(1):133-9。doi: 10.1016 / j.jdent.2014.08.011。Epub 2014年8月28日PMID: 25174949。
Pfefferle R, Lümkemann N, Wiedenmann F, Stawarczyk B.氧化锆的不同抛光方法:对表面、光学和机械性能的影响。临床口腔研究。2020年1月;24(1):395-403。doi: 10.1007 / s00784 - 019 - 02953 - 6。Epub 2019 5月18日。PMID: 31102049。
查瓦利R，林CP，劳森NC。牙科氧化锆不同抛光系统和速度的评价。中华口腔修复杂志。2017七月;26(5):410-418。doi: 10.1111 / jopr.12396。Epub 2015年11月30日PMID: 26618785;PMCID: PMC4885804。
扎克·L，科恩·G.外施热对牙髓的反应。口腔外科，口腔医学，口腔病理，1965年4月19:515-30。0030 - 4220 . doi: 10.1016 /(65) 90015 - 0。PMID: 14263662。
张志刚，张志刚，张志刚，等。热损伤阈值的临床和组织学研究。中华口腔康复杂志。1997年11月24日(11):791-801。doi: 10.1046 / j.1365-2842.1997.00566.x。PMID: 9426160
Is, eri U, Ozkurt Z, yalnuz A, Kazazoˇg lu E.不同磨削工艺对氧化锆抗弯强度的比较。中华口腔医学杂志。2012 5;107(5):309-15。doi: 10.1016 / s0022 - 3913 (12) 60081 - x。PMID: 22546308。
Teughels W, Van Assche N, Sliepen I，等。材料特性和/或表面形貌对生物膜发展的影响。临床口腔种植Res. 2006;17(增刊2):68-81。
Jones CS, Billington RW, Pearson GJ。在体对修复体粗糙度的感知。邓杰。2004;(1):42 - 45。
Lawson NC, Janyavula S, Syklawer S, McLaren EA, Burgess JO。牙釉质的磨损经过氧化锆和二硅酸锂的调整、抛光和上光。中华医学杂志，2014年12月;42(12):1586-91。doi: 10.1016 / j.jdent.2014.09.008。Epub 2014 9月23日。PMID: 25257823。
立bana K, Atsuta I, Tsukiyama Y, Kuwatsuru R, Morita T, Yoshimatsu H, Matsushita Y, Narimatsu I, Ayukawa Y, Sawae Y, Koyano K.对抗牙磨损的氧化锆假体需要抛光和咬合调整。登特脱线J. 2021年5月29日;40(3):650-656。doi: 10.4012 / dmj.2020 - 190。Epub 2021 1月15日。PMID: 33456027。
张飞，李文华，张志刚，张志刚。氧化锆和锂-二硅酸玻璃陶瓷整体修复材料的抗断裂性和透明性的平衡。生物学报，2019 6月;91:24-34。doi: 10.1016 / j.actbio.2019.04.043。Epub 2019 4月26日。PMID: 31034947。
陈雪萍，项正喜，宋晓峰，尹磊。氧化锆增强硅酸锂玻璃陶瓷与二硅酸锂玻璃陶瓷的切削性能。中国机械工程学报。2020年1月;101:103435。doi: 10.1016 / j.jmbbm.2019.103435。Epub 2019 9月20日。PMID: 31586883
卡多尔-罗德里格斯AC, Machry RV, Zucuni CP, Pereira GKR, Valandro LF。由氧化锆多晶和二硅酸锂玻璃陶瓷制成的整体简化修复体内表面的研磨和抛光:对结合修复体疲劳承载能力的影响。中国机械工程学报。2021年9月11日;124:104833。doi: 10.1016 / j.jmbbm.2021.104833。Epub提前打印。PMID: 34562764
洪春英，黎丽丽，谢丽丽，池莉，李世珊。模拟临床磨削及后续热处理对二硅酸锂陶瓷微裂纹愈合的影响。中华口腔修复杂志。2008 11 - 12;21(6):496-8。PMID: 19149064
5月MM, Fraga S, 5月LG。铣削、装配调整和氢氟酸刻蚀对CAD-CAM微晶玻璃强度和粗糙度的影响:系统综述和荟萃分析J义肢凹痕。2021年4月14日:S0022-3913(21)00134-7。doi: 10.1016 / j.prosdent.2021.02.031。Epub提前打印。PMID: 33865557
李志勇，张格武，朴二，许玉良，孙明明。表面磨削和抛光对氧化锆相变和弯曲强度的影响。中华口腔修复杂志2019 Feb;11(1):1-6。doi: 10.4047 / jap.2019.11.1.1。Epub 2019 2月26日。PMID: 30847043;PMCID: PMC6400711
郭志刚，李志刚，李志刚，李志刚。表面磨削和喷砂对Y-TZP氧化锆陶瓷抗弯强度和可靠性的影响。登脱。1999 11月15(6):426-33。doi: 10.1016 / s0109 - 5641(99) 00070 - 6。PMID: 10863444
柯蒂斯AR，赖特AJ，弗莱明GJ。表面改性技术对Y-TZP牙科陶瓷性能的影响。
中华医学杂志。2006年3月34日(3):195-206。doi: 10.1016 / j.jdent.2005.06.006。Epub 2005年8月19日。PMID: 16112791
Manawi M, Ozcan M, Madina M, Cura C, Valandro LF。表面处理对陶瓷氧化锆弯曲强度和断裂韧性的影响。Gen Dent. 2012 mar - april;60(2):138-42。PMID: 22414507
Coldea A, Fischer J, Swain MV, Thiel N.间接修复材料(包括PICN)模拟刀具调整后的损伤容忍度。Dent Mater. 2015 Jun;31(6):684-94。doi: 10.1016 / j.dental.2015.03.007。Epub 2015年4月6日PMID: 25858782
Botelho MG, Dangay S, shik, Lam WYH。表面处理对牙用氧化锆的影响:双轴弯曲强度、表面粗糙度及相变分析。J Dent. 2018年8月;75:65-73。doi: 10.1016 / j.jdent.2018.05.016。Epub 2018年5月26日。PMID: 29842902
Pereira GK, Silvestri T, Camargo R, Rippe MP, Amaral M, Kleverlaan CJ, Valandro LF。整体修复用Y-TZP陶瓷的力学行为:磨削和低温时效的影响。科学与工程学报2016年6月;63:70-7。doi: 10.1016 / j.msec.2016.02.049。Epub 2016年2月22日。PMID: 27040197
Zucuni CP, Guilardi LF, Rippe MP, Pereira GKR, Valandro LF。为了改善Y-TZP陶瓷的力学性能，必须对其进行抛光处理。2018年9月- 10月;29(5):483-491。0103 - 6440201802044 . doi: 10.1590 /。PMID: 30517448。
李瑞雷，崔兴昌，许玉良，李俊杰，孙明明。不同磨削毛刺对氧化锆物理性能的影响。中华口腔修复杂志，2016 04;8(2):137-43。doi: 10.4047 / jap.2016.8.2.137。Epub 2016年4月21日PMID: 27141258;PMCID: PMC4852266。
mohammadi - basir M, Babasafari M, Rezvani MB, Jamshidian M.粗磨、上釉和2个抛光系统对钇稳定四方氧化锆弯曲强度、表面粗糙度和相变的影响。中华口腔医学杂志。2017年11月;118(5):658-665。doi: 10.1016 / j.prosdent.2016.12.019。Epub 2017年4月3日勘误:J Prosthet Dent. 2019年2月;121(2):365。PMID: 28385438。
陈建民，陈建民，陈建民，等。单片氧化锆抗折强度的研究进展。中华口腔医学杂志。2018年6月;19(6):987-993。doi: 10.1016 / j.prosdent.2017.08.007。Epub 2017 10月14日。PMID: 29042115。