Y-TZP口腔修复材料的低温老化及抗低温老化的相关研究

综合国内外相关研究,了解氧化钇稳定的四方氧化锆多晶陶瓷(Y-TZP)口腔修复材料的低温老化现象,探讨抗Y-TZP修复陶瓷低温老化的方法,展望抗低温老化Y-TZP陶瓷在口腔临床中的应用.抗Y-TZP低温老化的方法包括:稳定剂类型和含量的选择、加工工艺的改善、适宜的表面处理、合成复合陶瓷等,其中Y-TZP/Al2O3复合陶瓷对Y-TZP的低温老化有较大程度的缓解作用,且能明显改善Y-TZP的机械性能,是一种在口腔临床应用中具有发展前景的氧化锆基陶瓷材料.     

着色剂对口腔修复用钇稳定氧化锆 陶瓷粉体制备的影响

目的 探讨着色剂氧化铁（Fe2O3）、氧化铈（CeO2）对口腔修复用钇稳定氧化锆陶瓷（Y-TZP）制备粉体的影响。方法 按照一定比例将口腔修复用Y-TZP粉体和着色剂（Fe2O3 0.15%或CeO2 4%）分别混合,配置成具有一定固含量的Y-TZP喷雾干燥浆料。通过喷雾造粒的方法进行着色和未着色Y-TZP粉体造粒。粉体分成3组,分别为未着色Y-TZP组、0.15%Fe2O3着色Y-TZP组、4%CeO2着色Y-TZP组,分别利用激光粒度分析仪和光学显微镜进行3组粉体粒径和形貌的测量和分析。结果 3组口腔修复用Y-TZP造粒粉体的颗粒D50总体均数差异有统计学意义（P<0.05）。均数两两比较时,0.15%Fe2O3着色Y-TZP粉体D50与未着色Y-TZP粉体、4%CeO2着色Y-TZP粉体D50均数差异有统计学意义（P<0.05）;未着色Y-TZP粉体与4%CeO2着色Y-TZP粉体D50均数差异无统计学意义（P>0.05）。Fe2O3、CeO2作为Y-TZP的内着色剂,粉体大多成球形。结论 CeO2作为口腔修复用Y-TZP的着色剂,对造粒粉料的粒径分布以及成球性能影响不大;Fe2O3作为着色剂进行内着色对颗粒的粒径产生一定的影响。     

HF酸蚀对氧化锆陶瓷与树脂短期粘接性能的影响

目的评价常温下使用HF对Y-TZP陶瓷进行蚀刻提高其与树脂短期粘接强度的效果。方法制作Y-TZP瓷片48枚,分别进行氧化铝喷砂、室温下以40%HF酸蚀90 min和室温下以40%HF酸在超声环境下振荡15 min的方式进行表面粗化,随后在处理表面分别使用2种通用型粘接剂,制作树脂粘接试件,测试24 h水储后的剪切粘接强度。原子力显微镜测试3种粗化方式获得的表面粗糙度,并以扫描电镜观察表明微观形态。结果 2种酸蚀方法获得的表面粗糙度和粘接强度较喷砂处理显著提高。结论室温下以40%HF酸蚀可以取代氧化铝喷砂作为粗化Y-TZP陶瓷的方法。     

纳米氢氧化锆涂层对10-甲基丙烯酰氧癸二氢磷酸酯提高氧化锆陶瓷粘接强度的影响

目的 研究纳米氢氧化锆在氧化锆陶瓷表面形成碱性涂层后对10-甲基丙烯酰氧癸二氢磷酸酯（MDP）与氧化锆陶瓷粘接强度的影响。方法 制作氧化钇稳定四方相氧化锆（Y-TZP）瓷片140枚,氧化铝喷砂后对其表面进行不同的处理,制作粘接试件并测试剪切粘接强度。以X线光电子能谱（XPS）检测Y-TZP陶瓷表面依次经过纳米氢氧化锆涂层和含有MDP的底涂剂处理后的化学键变化。结果 老化前,与对照组相比,两种碱性涂层均能提高短期粘接强度值,纳米氢氧化锆涂层增强效果更显著。老化后,各组粘接强度值差异无统计学意义,但较老化前均显著降低（P<0.05）。XPS在制备纳米氢氧化锆涂层的Y-TZP瓷片表面检测到-OH键,在制备纳米氢氧化锆涂层的Y-TZP陶瓷应用含有MDP的底涂剂处理后检测出-P-O-Zr键。结论 在氧化锆陶瓷表面制备碱性涂层能够使MDP提高氧化锆陶瓷粘接强度。     

电子探针观察氧化锆与树脂黏接断面的研究

目的　观察经二氧化硅(silica ,SiO2 )表面处理的摩尔分数为3%的氧化钇稳定的四方多晶氧化锆(3Y -TZP)与树脂黏接后的断面,了解SiO2 表面处理在3Y -TZP与牙科树脂黏接中的作用。方法　用溶胶-凝胶法在4个3Y -TZP试样上制备SiO2 薄膜作为薄膜组;另外4个3Y -TZP试样作为对照组。分别用EPMA 870 5QH2 电子探针和INCAEnergy能谱仪观察两组试样在拉伸剪切试验后的黏接断面。结果　背散射电子形貌像显示两组的3Y -TZP基底面均未破坏,但薄膜组表面残留的树脂黏接剂颗粒较多。电子探针能谱分析显示薄膜组在3Y -TZP表面存在比对照组高的硅峰谱。结论　经SiO2 表面处理后的3Y-TZP可提高与牙科树脂的黏接力。     

烧结温度对牙科氧化锆增韧陶瓷性能的影响

目的 研究烧结温度对牙科氧化锆增韧陶瓷(zirconia toughened ceramic，ZTC)物理性能和弯曲强度的影响。方法 3％摩尔比的三氧化二钇(3mol％ Y2O3)稳定氧化锆粉体干压成型后，分别在1490℃、1530℃、1570℃、1610℃烧结，然后测试其密度、表面气孔率、线收缩率和弯曲强度。结果 从本项实验所得数据中可以看出，随着烧结温度的升高，氧化锆增韧陶瓷的密度和线收缩率呈上升趋势，表面气孔率呈下降趋势，弯曲强度呈现先上升后下降趋势。结论 在所设定的温度范围内，从烧结温度低和强度高的要求进行选择，3mol％ Y2O3稳定氧化锆增韧陶瓷的最佳烧结温度在1570℃左右。     

不同表面处理方式对氧化锆基全瓷崩瓷树脂修补剪切强度的影响

目的：比较不同表面处理方式对氧化锆基底材料与复合树脂粘接剪切强度的影响。方法：将60个钇稳定氧化锆（Y-TZP）试件分为6组,分别接受酸蚀、喷砂、硅烷偶联剂、酸蚀＋硅烷偶联剂、喷砂＋硅烷偶联剂5种表面处理,未处理组作为对照。在处理面粘接复合树脂,经24 h水浴后测试剪切强度。扫描电子显微镜（SEM）观察处理面微观形态。结果：喷砂组（A）（33.45±3.46）MPa、喷砂＋硅烷偶联剂组（AS）（36.95±2.93）MPa两组剪切强度值明显高于其他组（P〈0.01）;未处理组（N）、8%HF酸蚀组（H）、硅烷偶联剂组（S）、8%HF酸蚀＋硅烷偶联剂组（HS）组间剪切强度无统计学差异。相同处理方式下,加入与不加人硅烷偶联剂组间剪切强度无统计学差异。SEM观察酸蚀处理对Y-TZP表面形貌无改变,喷砂处理明显粗化Y-TZP表面。结论：喷砂处理能够有效提高Y-TZP与复合树脂粘接强度;酸蚀及硅烷偶联剂对Y-TZP处理无效。     

醋酸及柠檬酸对牙科氧化锆陶瓷性能的影响

目的评价两种典型食用酸(醋酸、柠檬酸)在常温下对牙科氧化钇稳定四方相氧化锆陶瓷(Y-TZP)机械性能和微观结构的影响,探讨食用酸对临床上Y-TZP修复体使用安全性的影响。方法制作30枚条状氧化锆陶瓷试样,随机分为6组,并进行以下处理:阴性对照组(A组)试样不处理;阳性对照组(B组)试样放入高压灭菌器,在134℃、0.2 MPa条件下加速老化20 h;酸溶液浸泡组试样分别于10%醋酸或20%柠檬酸溶液中浸泡7 d(C组、E组)或14 d(D组、F组)。测试表面维氏硬度,计算断裂韧性。各组典型试样以扫描电镜观察表面微观结构。结果醋酸和柠檬酸浸泡并未改变Y-TZP试样的表面维氏硬度。D组断裂韧性显著降低。电镜下未发现6组试样表面微观结构的改变。结论常温下柠檬酸不会影响Y-TZP修复体的机械性能和微观结构;长期接触醋酸会造成Y-TZP断裂韧性的显著降低,影响Y-TZP修复体的临床使用寿命。     

HF室温下对牙科氧化锆陶瓷蚀刻的表面形态学研究

目的通过对常温下HF在不同时间段蚀刻Y-TZP的表面微观形态学观察来分析其提供粗化效果的能力。方法制作Y-TZP瓷片分别接受不处理、氧化铝喷砂、40%HF室温下酸蚀5 min、10 min、30 min、60 min、90 min、24 h后以原子力显微镜测量表面粗糙度,并以扫描电镜观察表面微观形态。结果氧化铝喷砂、HF酸蚀5、10 min获得的表面粗糙度接近,高于不处理者。HF酸蚀30、60、90 min和24 h获得了较高的表面粗糙度,表面呈现海绵状粗化结构形态。结论室温下40%HF能够对Y-TZP蚀刻获得粗化形态。     

牙科纳米材料3Y-TZP的性能及微观结构

目的:探讨纳米3Y-TZP粉体的烧结、力学性能及微观结构.方法:纳米3Y-TZP粉加PVA,搅拌均匀后造粒,双向干压成型,制备圆盘及长条状试件.常压烧结,Archimedes法测试烧结性能,并检测三点抗弯强度、断裂韧性;扫描电镜观察断面形貌;X射线衍射分析晶相组成,比较表面与断面的四方相含量.结果:纳米3Y-TZP在1500℃烧成,结构致密,三点抗弯强度921.7±44.2 MPa;断裂韧性10.2±1.6 MPa·m1/2.微观形貌示烧结后结构均匀致密,缺陷少,晶粒细小,粒径约0.3?m.XRD示表面为t相,无单斜相衍射峰;断面t相81%,m相19%.结论:该材料低温烧结,颜色美观,微观结构致密均匀,强韧性好,适宜做牙科全瓷材料.     

不同频率铒激光对氧化锆陶瓷粘接性能的影响

目的: 评价不同频率铒钇铝石榴石（erbium-doped yttrium aluminum garnet,Er:YAG）激光对氧化锆陶瓷粘接性能的影响。方法: 制作3 mm×3 mm×2 mm的钇稳定四方多晶氧化锆（yttrium-stabilized tetragonal zirconia polycrystals,Y-TZP）试件,随机分为6组,即空白对照组（C组）、喷砂组（SB组）和Er:YAG激光蚀刻组（A1-A4组）,频率分别为5、10、15和20 Hz,IPS e.max Press压铸陶瓷为B组,记录各组扫描电镜图像。将陶瓷试件粘接到牙试件上,37 ℃恒温水浴,保存24 h后进行剪切实验,随后在体视显微镜下观察各个试件的断裂模式。采用SPSS 26.0软件包对实验数据进行统计学分析。结果: 扫描电镜显示,不同频率的Er:YAG激光照射Y-TZP陶瓷后,与C组相比,Y-TZP陶瓷表面变得粗糙。剪切实验结果显示,B组剪切强度值最高,为（13.15±2.97） MPa;其次为SB组[（7.78±0.97） MPa]和A2组[（7.13±0.75） MPa],SB组与A2组相比无统计学差异（P>0.05）。断裂模式结果显示,C组断裂模式以Y-TZP陶瓷与树脂粘接剂界面断裂为主,A1-A4组和SB组断裂模式大多为Y-TZP陶瓷与树脂粘接剂界面断裂,少部分为混合断裂和树脂粘接剂内聚断裂,B组断裂模式全部为混合断裂。结论: 10 Hz Er:YAG激光照射Y-TZP陶瓷可替代110 μm直径的Al₂O₃颗粒喷砂,用于Y-TZP陶瓷的表面改性,增加了Y-TZP陶瓷与树脂粘接剂的粘接强度。     

混合溶剂对MDP与Y-TZP相互作用影响的热力学分析

目的:溶剂是MDP和Y-TZP之间形成"P-O-Zr"键的必要条件,考察不同比例的乙醇/丙酮混合溶剂对MDP与Y-TZP相互作用的影响,为粘接产品开发选择溶剂提供依据.方法:分别构建MDP分子、四方相氧化锆晶体(Zr4 O8簇)、MDP-Zr4 O8的化学模型,使用分层计算方法对两者间的相互作用进行研究.在不同溶剂环境中(乙醇、丙酮的体积分数比分别为10:0、9:1、8:2、7:3、6:4),采用热力学方法计算相互作用的吉布斯自由能和平衡常数.结果:总反应的吉布斯自由能分别为-204.43、-206.07、-207.72、-209.35、-210.96 kJ/mol,平衡常数分别为0.68×1036、1.32×1036、2.56×1036、4.96×1036、9.50×1036,说明MDP与Y-TZP在这些溶液环境中均能发生化学结合,且随丙酮浓度升高MDP与Y-TZP之间相互作用越大.结论:丙酮溶剂环境促进了MDP与Y-TZP之间的配位,从而提高了"P-O-Zr"键的强度.     

成型压力和预烧结温度对氧化锆陶瓷可加工性能的影响

目的研究预烧结温度和成型压力对预烧结氧化锆陶瓷可加工性能的影响。方法首先将纳米氧化锆粉体在不同的等静压力下成型,并烧结到不同的温度。然后采用精密线切割机进行切削,在体视显微镜下观察切削面的形貌。结果初烧结温度对3摩尔氧化钇稳定氧化锆陶瓷（3Y-TZP）影响较大,初烧结温度在800～900 ℃之间时,切削件的表面光滑、边缘完整性好。成型压力对3Y-TZP预烧结瓷坯可切削性能的影响较小,但过高的成型压力并不利于切削,可导致切削面的质量下降。结论初烧结温度在800～900 ℃、成型压力在200～300 MPa之间时,预烧结氧化锆瓷坯的可加工性能良好。     

激光表面处理对树脂粘接剂与Y-TZP陶瓷冠粘接强度的影响

目的：为评估不同的表面处理方式对树脂粘接剂和Y-TZP粘接强度的影响。方法：制作直径10mm,厚度0.7mm的盘状Y-TZP氧化锆试件60个,并在其表面上饰瓷,Vita VM9饰面瓷的厚度为1.5mm。所有试样分为6组,对照组不进行任何处理;涂层组-烧结前进行化学硅烷涂层（30-μm SiO2）;打磨组-烧结前使用50-μm Al2O3进行空气打磨;激光组-Er：YAG激光组,Nd：YAG激光组,CO2激光组。试样制作完成后将复合树脂粘接到陶瓷上。应用万能试验机测量全瓷修复体与树脂的平均剪切粘接强度（MPa）。使用one-wayANOVA对表面处理方法的影响进行统计学分析,通过Tukey HSD检验进行多重比较（α=0.05）。结果：各组的平均剪切粘接强度（MPa）分别：对照组=14.3±0.8;涂层组=14.9±0.9;打磨组=20.6±1.0;Er：YAG激光组=26.1±1.5;Nd：YAG激光组=27.2±1.3;CO2激光组=26.6±1.2。不同的表面处理方法对复合树脂与全瓷修复体的剪切粘接强度的影响六组间差异有统计学意义（P〈0.01）。激光组、打磨组与对照组间差异有统计学意义,涂层组与对照组间差异无统计学意义。结论：硅烷涂层处理不能提高复合树脂与Y-TZP间的剪切粘接强度。空气打磨和激光照射能提高复合树脂与Y-TZP间的剪切粘接强度。     

3Y- TZP 的颜色和半透明性研究

3％mol氧化钇（Y2O3）作为稳定剂的四方相ZrO2陶瓷（3Y-TZP）具有优良的力学性能,其抗弯强度超过1000MPa,是理想的长固定桥和后牙区修复材料.在牙科修复中,除要考虑材料的力学性能外,还要重视材料的色泽和美观的要求.市售的氧化锆陶瓷材料多为白色,如果氧化锆基底瓷的半透明性和颜色与牙本质一样,就可减少饰面瓷的厚度.本文就氧化锆材料颜色和半透明性的性质和影响因素等方面做一综述.     

飞秒激光诱导氧化锆陶瓷微结构及对其粘结性能的影响

目的:研究飞秒激光加工对氧化钇稳定四方氧化锆多晶陶瓷(Y-TZP)表面微结构及其与自粘型树脂水门汀粘接性能的影响.方法:选取120例烧结氧化锆陶瓷试件随机分为6个研究组,分别对其进行如下处理.A组:对照组,不做处理;B组:氧化铝喷砂;C～F组:表面飞秒激光线性沟槽加工,加工重复次数分别为2、4、6和10次;激光共焦显微...     

改良液式冲蚀对3Y-TZP氧化锆基底与饰面瓷结合强度的影响

目的:探讨采用改良液式冲蚀方式对3Y-TZP氧化锆基底表面进行冲蚀后,对其与饰面瓷间结合强度的影响.方法:制作[8 mm×8 mm×3 mm(±0.02)]氧化锆试件块174个,根据不同尺寸的刚玉磨粒、不同的喷砂压强、不同的喷砂时间,采用传统喷砂方式进行分组处理(实验组),在氧化锆处理面上饰面瓷.表面未做处理的氧化锆试件直接上饰面瓷作为对照组,应用电子万能测力计检测各组试件与饰面瓷间的最大剪切力,计算剪切强度.分别用传统干式喷砂、改良液式冲蚀方式在相同条件下(150 μm,0.6 MPa,30 s)处理氧化锆试件块,用扫描电镜下观察处理面,再上饰面瓷,计算剪切强度,与对照组进行组间比较.采用SPSS17.0软件包对数据进行统计学分析.结果:采用传统干式喷砂方式,在0.4 MPa压强作用下,以110 μm A12O3喷砂粉喷砂20 s时,氧化锆与饰面瓷之间的剪切强度最大,显著大于对照组(P＜0.05);改良液式冲蚀组饰面瓷的结合强度显著大于传统干式喷砂处理组及对照组(P＜0.01).扫描电镜下可见,采用改良液式冲蚀的试件表面呈现均匀的粗糙面:采用传统干式喷砂处理的试件表面呈现不均匀的粗糙面,部分位置可见微裂纹.结论:对3Y-TZP氧化锆表面喷砂,能够增强其与饰面瓷间的结合强度;改良液式冲蚀比传统干式喷砂更适用于3Y-TZP氧化锆的表面处理.     

牙科氧化锆陶瓷表面不同浓度硅溶胶改性对其粘接强度的影响

目的:探讨氧化锆陶瓷表面不同浓度硅溶胶涂层对其粘接强度的影响.方法:采用溶胶凝胶法用质量浓度分别为20%、30%、40%的硅溶胶在经喷砂的氧化锆陶瓷基片表面制备硅涂层,扫描电镜、X射线能谱仪分析涂层后结构变化.经烧结、抛光、喷砂的32 片氧化锆陶瓷片随机分为4 组,分别采取以下处理:(1)硅烷偶联剂;(2)20%硅溶胶涂层 硅烷偶联剂;(3)30%硅溶胶涂层 硅烷偶联剂;(4)40%硅溶胶涂层 硅烷偶联剂,制作陶瓷/复合树脂粘接体,室温下蒸馏水中放置24 h后,测定陶瓷和树脂的抗剪强度.结果:溶胶凝胶法制得氧化锆陶瓷表面纳米硅涂层.3 种浓度硅溶胶改性后氧化锆陶瓷表面硅元素含量都有明显增加.氧化锆陶瓷表面硅涂层可以提高陶瓷的粘接强度,与单纯硅烷偶联剂组相比差异有统计学意义(P<0.05),其中30%硅溶胶处理组的粘接强度最大为(5.27±0.37) MPa,与20%、40%组相比差异有统计学意义(P<0.05).结论:3 种浓度硅溶胶改性后氧化铝陶瓷表面硅元素含量均有明显增加.纳米硅涂层可以显著提高氧化铝陶瓷表面的粘接强度,30%浓度的硅溶胶效果最好.     

Al2O3-氮化硼纳米晶包覆的3%氧化钇稳定的四方氧化锆多晶复合陶瓷粉体的制备

目的 研究非均相沉淀法制备3%氧化钇稳定的四方氧化锆多晶陶瓷(3Y-TZP)/3%Al₂O₃复合粉的最佳pH值;3Y-TZP/3%Al₂O₃/10%BN双相包覆中,合成Al₂O₃及非晶氮化硼（BN）的最佳热处理温度。方法 不同pH值（6.5、7.5、8.5、9.5）下,通过非均相沉淀法合成Al₂O₃前驱体包覆3Y-TZP粉,通过透射电镜（TEM）选出包覆形貌较均匀的一组。将此pH下制备的复合粉经不同的温度（800、1 000、1 200、1 400 ℃）处理后,硼酸尿素反应烧结法（N₂保护下,850 ℃煅烧5 h,850 ℃煅烧3 h及800 ℃煅烧5 h,800 ℃煅烧3 h）合成10%BN包覆3Y-TZP/3%Al₂O₃粉,通过TEM、能谱分析及X射线衍射（XRD）选出形貌及相组成最佳的一组。结果 当pH值为8.5时,3%Al₂O₃前驱体均匀地包覆在3Y-TZP颗粒周围;3%Al₂O₃前驱体经1 200 ℃煅烧,再包覆10%BN,在N₂保护下800 ℃煅烧5 h,此时可见3Y-TZP颗粒周围包覆Al₂O₃及非晶BN,3Y-TZP/3%Al₂O₃/10%BN复合粉中Al-B-O化合物较少,且t-ZrO₂所占的比例最多。结论 合成Al₂O₃前驱体包覆3Y-TZP的最佳pH值为8.5;双相包覆中,Al₂O₃前驱体的最佳处理温度为1 200 ℃,合成非晶BN的适宜条件为N₂保护下800 ℃煅烧5 h。     

口腔氧化锆纳米粉体的制备及性能研究

目的:探讨盐助溶液燃烧法(Salt-assisted solution Combustion Synthesis ,SSCS)的工艺条件,制备性能优良的3mol%氧化钇(Y2O3)稳定四方相多晶体氧化锆(3Y-TZP)纳米粉体。方法:以硝酸氧锆和尿素为原料,采用SSCS法和冷冻干燥法制备3Y-TZP纳米粉体。利用热重-差热分析(TG-DTA)、 X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)检测分析粉体表征。采用正交试验考察了锆离子的浓度(A)、尿素和金属硝酸盐摩尔比(B)、KCL和金属硝酸盐摩尔比(C)、前驱体的引燃温度(D)对粉体晶粒度的影响。结果:前驱体引燃温度和尿素加入量是最重要的影响因素,最佳的工艺条件是A:0.085 mol/L ,B:1,C:3,D:400 ℃。产物经XRD检测分析为四方相多晶体氧化锆,晶粒度(DXRD)为2.9~9.0 nm。TEM观察在最优工艺水平下制备的粉体形貌为球形、高分散的、低团聚的、平均粒径约为5.38 nm的纳米粉体,与DXRD基本一致。并且随着引燃温度的增加粉体粒径变大,而且团聚加重。结论:通过盐助溶液燃烧法可以制备性能良好的3Y-TZP纳米粉体。