مواد دندانی جلسه 9 PDF
Document Details
Uploaded by UnabashedOnyx5675
2023
احمد رسولی
Tags
Summary
This document appears to be lecture notes or a study guide, discussing dental materials, specifically ceramics, for a dentistry course in 2023. It provides definitions, properties, and classifications of different types of dental ceramics.
Full Transcript
درس :مواد دندانی مبحث :سرامیک های دندانی 1 جلسه: تاریخ: استاد:دکتر بهروزی بخش دندانپزشکی 97 نویسنده:احمد رسولی...
درس :مواد دندانی مبحث :سرامیک های دندانی 1 جلسه: تاریخ: استاد:دکتر بهروزی بخش دندانپزشکی 97 نویسنده:احمد رسولی تایپ:حمید نظری ویرایش :غزال قدیمی 0 اول الزم هست که یک تعریفی از سرامیکها داشتهباشیم همانطور که میدانید یکی از موادی که االن خیلی مطرح است در پروتز در دندانپزشکی زیبایی ،سرامیکها هستند.محدودیتهایی را که بقیه مواد جایگزین کننده ساختار ازدسترفته دندان دارند ،مثل فلزات ،کامپوزیت ها، محدودیتهایی است که سرامیکها تقریبا اکثرا آنها را پوشش داده اند. سازگاری نسجی خیلی خوبی دارند، ثبات رنگ در طوالنیمدت بسیار خوب هست و مقاومت سایشی و توانایی شکل گرفتنشان در اشکال دقیق بهخوبی قابلانجام است. در فلزات ما میدانیم تطابق رنگی خوبی ندارند ،با ساختار دندان و همچنین در مورد کامپوزیت هم میدانیم پلیمر هستند و این زیستسازگاری که سرامیکها دارند و آن ثبات رنگی که سرامیکها دارند کامپوزیت ها از خودشون نشون نمیدن. در تعریف سرامیک ،ترکیباتی متشکل از عناصر فلزی و مواد غیرفلزی هستند.حاال اون مواد غیرفلزی میتواند اکسیدها باشد ،نیترید ها باشد و مواد فلزی هم مثل انواع زیرکونیا آلومینیوم (اکسید آلومینیوم یکی از سرامیک هایی است که مورد استفاده قرار میگیرد). در ساختار سرامیکها باندی که بین اتمها وجود دارد ،باند یونی هست. که این باند یونی قوی ولی جهتدار است قوی بودنش منجر به این میشه که سرامیکها استحکام باال داشته باشند اما جهتدار بودن (آنها جهتدار بودن این باندهای یونی ) باعث میشه که نتونن تغییرات یا disorientationرا بهخوبی تحمل کنند و بنابراین سرامیکها موادی با استحکام باال ولی ترد هستند. شما میبینید که ظروف سرامیکی را ممکن است سالهای سال حتی از مادربزرگها به ارث برسه بدون هیچگونه تغییر یا آسیبی ،برای سالها نگه داریم و مشکلی پیش نیاید ولی همین ظرف سرامیکی که ممکنه برای یک قرن نگه داریم اگر از دستمون بیفته روی زمین و باندهای یونی جهت دارش دچار disorientationشن بشن بهراحتی دچار شکست میشه پس سرامیکها موادی با استحکام باال ولی ترد هستند. *.سرامیکها :گفتیم که ساختار سرامیکها درحقیقت متشکل از عناصر فلزی و غیرفلزی است که ایجاد باندهای یونی بین اونها میشه و در دندانپزشکی ما بیشتر از سرامیک هایی که داریم از ترکیب اکسیژن و فلز بدست میاد فلزاتی که در سرامیکهای مورد استفاده در دندانپزشکی بیشتر به کار برده میشن ،فلزهای سیلیکون زیرکونیوم و آلومینیوم است که اینها معروفترین عناصر فلزی هستند که در ترکیب با اکسیژن در ساختار سرامیکهای دندانی وجود دارند.همانطور که در اسالید قبل هم خدمت شما عرض کردم باندهای یونی که بین اینها وجود دارد برخالف باندهای فلز که در فلزات یا باندهای کوواالنسی در ساختار پلیمرها وجود دارد ،در این نوع باندها یونی انتقال کامل الکترون از عنصر فلزی و غیرفلزی که در اینجا اکسیژن هست به وجود میاد و باعث ایجاد یک باند قوی بین اونها بشه. این باند ،باند قوی ای هست که قادر به تحمل disorientationنیست و بنابراین در برابر نیروهای وارده بهصورت ترد عمل میکند.وقتی disorientationتوی ساختار به وجود میاد بهصورت ترد عمل میکند. پس یک ویژگی سرامیکها(در مقیاس اتمی اگر بخواهیم بررسی کنیم) وجود باندهای یونی هست که موجب استحکام ولی تردی در سرامیک ها میشه. 1 ویژگی دیگهی سرامیک ،ساختار کریستالی آنها هست مالحظه کنید در این شکل میبینید که ساختار اتمی بهصورت یک کوبیک هستش که این مکعب داره تکرار میشه یعنی یک ساختار مکعب مکعبی وجود دارد که بهصورت تکرار شونده هست . یعنی چی؟ وقتی اتمها در ساختار قرار میگیرند (حاال هر اتمی که تشکیل دهندهی این ساختار سرامیکی هست) اتمها در جایگاه مشخصی قرار گرفتهاند که اتصال آنها به همدیگر این قرمزها (کرهها) که مالحظه میکنید هر کدامشان بیانگر یک اتم هستند.اینها را که ما به همدیگه وصل میکنیم یک مکعبی داریم که حاال انواع و شکلهای مختلف و ساختارهای کریستالی را داریم که اینجا بحث من نیست که بخوام صحبت کنم ولی درهرصورت این نکته را باید بدانیم در این ساختار ،ساختار منظم و تکرار شونده هست. یک ساختار کریستال هست که همین خصوصیت باعث denseبودن و متراکم بودن و ویژگیهای خاص کریستالها میشه و نظم و انضباطی که اتمها در ساختار دارند. باعث ایجاد یکسری خصوصیات میشه که خصوصیات محصول کریستالها هست در شکل میبینید که یک ساختار کریستالی چه ساختار منظمی داره توی همین ساختار اگر ترتیب قرار گرفتن اتمها از اون حالت نظم خارج بشه ،یکشکل کناری را داریم آمورف که در ساختار آمورف ماده و نظم و انضباطی را که در ساختار کریستالی داریم را دیگه نخواهیم داشت و همین هم هستش که آمورف ها یک سری ویژگیهای مخصوص خودشون دارند که کریستالها را ندارند. برای مثال آمورف ها خیلی راحت میتونن نور را از خودشان عبور بدهند حاال بر اساس اینکه چه میزان ساختار آمورف در یک ترکیب وجود داره نمیتونه عبور کنه برای مثال glassیا شیشه یک ساختار آمورف داره و passingنور خیلی راحت اتفاق میافته ولی فلز یک ساختار کامال کریستال داره و در فلز نمیتوانیم نور را عبور دهیم و فلز بهصورت یک ماده اوپک رفتار میکنه. در سرامیکها آیا کریستال بودن خوب است یا آمورف بودن؟ ما گفتیم وقتی یک ساختاری آمورف باشه مثل glassاست نور رامیتواند از خودش عبور بده. ما در سرامیکها زیبایی میخواهیم چون یکی از اهداف ما در استفاده از سرامیکها زیبایی اونها هست.پس درجاتی از آمورف بودن یا glassبودن را در سرامیکها دوست داریم تا زیبایی الزم را داشتهباشیم اما از طرفی این بیانضباطی اتمها در ساختار که منجر به ایجاد حالت آمورف میشه باعث تاثیرگذاری روی خصوصیات سرامیکها هم میشه پس درجاتی از کریستال بودن را در سرامیکها میخواهیم ،چون ما میخواهیم مادهای که میخواهیم استفاده کنیم هم استحکام خوبی داشته باشه و هم زیبایی خوبی داشته باشه،حاال اینکه آیا هر دوی اینها در کنار هم میتونن قرار بگیرند یا نه انواع مختلفی از سرامیکها را ایجاد میکنیم.بعضی از سرامیکها هستند که ساختارشون غالبا glassهستش یعنی که بخش آمورف شون بیشتره ،بخشی که بی نظم گرفتن ،بیشتره درنتیجه این سرامیکها سرامیکهای زیبا تری هستند ولی خصوصیات استحکامی خوبی ندارند و همینطور بهترتیب تا میرسیم به اینکه سرامیک هایی که تقریبا غالب ساختارشون کریستالی هستش یعنی غالب ساختار بهگونهای هستش که اتمها دارای نظم در ساختار هستن خب طبیعتا این سرامیکها عبور نور خوبی ندارند ،پس زیبایی خوبی ندارند و بهصورت یک ماده اوپک رفتار میکنند ولی از طرفی خصوصیات استحکامی خوبی دارند و خیلی جاها ما مجبور هستیم که یا در ساختار یک سرامیک هر دوی اینها را که در کنار هم ایجاد بکنیم یا اینکه بیاییم این سرامیک محکمتر هست در زیر بهعنوان سرامیک coreاستفاده بکنیم که اساسا شکلگیری allceramها هستش که یعنی سرامیک هایی که تماما سرامیک هستند که در این سرامیکها ما ماده coreیا زیر ساختار را یک سرامیک کریستال استفاده 2 میکنیم.و رویش را با یک سرامیک که زیباتر هست و ساختار گالسش بیشتر حذف پوشش میدهیم که بتونیم هم از زیبایی و هم از استحکام استفاده بکنیم. *.با توضیحاتی که در اسالید قبل عرض کردم طبق بندی ما براساس ساختار اتمی برای سرامیک ها داریم برای سرامیک ما طبقهبندیهای مختلفی داریم طبقهبندی بر اساس ساختار اتمی هست که آیا منظم هستند یا منظم نیستند که همون اساس شکلگیری کریستال و گالس هست. طبقهبندی دیگر براساس فاز کریستالی شدن هست که میتونه انواع فاز کریستال را داشته باشد که توی این شکل بهصورت صورتی رنگ میبینید leuciteداره spinelداره و ترکیبات مختلف دیگه زیرکونیا آلومینیوما که میتونه فاز کریستالی سرامیکهای مورد استفاده در دندانپزشکی را تشکیل بده یا براساس نحوه ساختنشون ما آنها را تقسیمبندی کنیم که من در مورد چند تا از این طبقهبندیها برای امروز و این جلسه و جلسه دیگر توضیح میدهم که یک کلیتی از سرامیکها را داشته باشید. *.براساس ساختار اتمی یا آنچه که توضیح دادم براساس محتوای glassبودن یا کریستال بودن ما چهار گروه از سرامیکها را داریم: .1سرامیک هایی که ساختار گلسی دارند (سرامیکهای فلدسپاتیک ترادیشنال)،سرامیک هایی که بهصورت روتین در انواع متصل شونده به فلز یا برای پوشش دادن تمام سرامیک هایی که coreاز یک سرامیک با استحکام باال تشکیل شده میتونن مورد استفاده قرار بگیرن. .2گروه دوم سرامیک هایی که ساختارشون غالبا گالسه هست توی این شکل شما میبینید که گروه اول که ساختار گالسی دارند این هستههایی که در شکل( شکل اسالید پنج) میبینید بخش کریستالی را داره نشون میده و این ناحیه صورتی رنگ که میبینید بخش آمورف یا همان بخش گلسی را نشان میدهد. 3 همانطور که در شکل مشاهده میکنید شکل aبیشتر ساختار گلس یا امورف هست و هستههای خیلی کوچک از کریستال را در ساختار مالحظه میکنید در مورد اینکه این فاز کریستال چه فازی هست در اسالید بعدی توضیح میدهم. گروه دوم گروه غالبا گلس همانطور که در شکل bمیبینید تعداد هستههای کریستال نسبتبه گروه اول بیشتر است ولی کماکان ساختار گلس در این نوع سرامیک قالب هست که حاال در مورد ویژگیهای این گروه هم توضیح خواهم داد .3گروه سوم گروه غالبا کریستالی هست که در شکل Cمشاهده میکنید تعداد هستههای کریستال خیلی زیاد شده این نوع سرامیکها ترکیبشون غالبا کریستالی هست ،بخش کوچکی از فاز آمورف یا گالس هم دارند. .4گروه آخر که گروه چهارم ساختار کامال کریستالی و در شکل dمیبینید کامال ساختار از شکلگیری اتمهای منظم (قرارگیری منظم اتمها) تشکیلشده. *.گروه اول سرامیکها سرامیک هایی هستند که دارای ساختار غالب گالس هستند بهشون گفته میشه با ساختار گالس یا سرامیکهای پرسلن فلدسپاتیک همانطور که گفتیم این سرامیکها بهطور غالب ساختارشون فاز آمورف است که در شکل هم میبینید و برای ساخت پودر پرسلن فلدسپاتیک ،کارخونه سازنده میاد اجزای سازنده آن را که شامل فلدسپار هست فلدسپار فرمولش به این صورت که K2O-Al2O3- SiO2هست و هم چنین سودا اینها را با هم مخلوط میکنه و یک مقدار اکسیدهای فلزی هم برای تنظیم و کنترل خصوصیات این پرسلن فلدسپاتیک بهش اضافه میکنه که به اونها فالکس گفته میشود. کار این فالکس ها اینه که میان در ساختار یکپارچگی را از بین میبرند و یکسری خصوصیات را تغییر میدهند حاال خصوصیات استحکامی را تغییر میدهند یا دمای فیوزینگ را کاهش بدن و همچنین باعث ایجاد transparencyبیشتر در ساختار میشن. این ترکیباتی که اساس ساختار پرسلن فلدسپاتیک را تشکیل میدهند میان در کارخونه مخلوط میکنند و ذوب میکنند و توی ذوب کردن که اینها با همدیگه یکپارچه شدن ناگهان اونها سرد میکنند و این سرد شدن ناگهانی باعث ایجاد استرسهای زیادی داخل ساختار میشه و ترکهای گستردهای در ساختار شکل میگیره که بهراحتی میشه ساختار رو آسیاب کرد و بهصورت یک پودر نرم تهیه کرد و در اختیار البراتوار دندانپزشکی قرار بدن. ترکیبی که درحقیقت به این شکل به دست میاد fritگویند و این فرایند را fritingمینامند. فاز کریستالی که در این ساختار شکل میگیره (یک مقدار فاز کریستالی ما اینجا داریم فاز لوسایت هست. *.در این اسالید شما فرمول شیمیایی فاز لوسایت را مشاهده میکنید K AlSi2O6خدمت شما عرض کردم که طی این فرآیند فاز لوسایت بهعنوان فاز کریستالی شکل میگیرد و این لوسایت باعث ایجاد استحکام بیشتر در ساختار میشه ولی از طرفی opacityرا هم افزایش میده و این نوع سرامیک که شکل میگیره یا پرسلن فلدسپاتیک ,درحقیقت بین انواع سرامیک هایی که در دندانپزشکی مورد استفاده قرار میگیرند زیباترین ولی ضعیفترین سرامیک هستش که کاربرد آن را در نواحی خلفی دچار چالش میکند و بیشتر استفاده این نوع سرامیکها در پوشش coreهای فلزی و coreهای سرامیکی هست 4 *.سرامیکهای پرسلن فلدسپاتیک همانطور غیر از موادی که قبال عرض کردم میزانی اکسیدهای فلزی بهعنوان رنگدانه دارند که میتونه رنگدانهها با ترتیبهای مختلفی باشه که حاال در کارهای دندانپزشکی و همچنین البراتوارهای دندانپزشکی ما یکرنگ بندی بر اساس اصول رنگشناسی داریم غیر از عوامل رنگدانه عواملی برای ایجاد فلوئورسنسی که شما در بحث رنگ با بحث فلوئورسنسی هم آشنا شدید اضافه میکنند تا زیبایی بهتری را به آن ساختار سرامیکی بدن همانطور که در اسالید قبل عرض کردم در حال حاضر بیشتر استفاده این نوع سرامیک ها که پرسلن فلدسپاتیک هست بیشتر برای ونیر کردن یا پوشش دادن کور های فلزی و سرامیکی به کار میروند و همچنین میتونم بهعنوان ونیروهایی که مستقیما روی ساختار دندان قرار میگیرند مورد استفاده قرار بگیرند بهویژه در دندانهای قدامی باال که ممکنه نیاز به استحکام باال توی این ناحیه نباشه و استحکام مورد نیاز را در این حالت از ساختار دندان بدست می اورند الزمه که اینجا بگم که اصوال ما در بحث سرامیکها استحکام را از سه ناحیه بگیریم یکی از ساختار دندان میتونیم بگیریم که در این حالت به ونیر کردن هست که توی شکل هم میبینید یا از کور فلزی میتونیم بگیریم که سرامیک را میان پوشش میدهند روی ساختار فلز که من در جلسه آخر خدمت شما عرض خواهم کرد که اتصال سرامیک با فلز چگونه ایجاد خواهد شد. و یا اینکه میان سرامیک را روی یک سرامیک یعنی سرامیک پرسلن فلدسپاتیک را روی یک سرامیکی که دارای استحکام باال هست مثل انواع سرامیکهای زیروکنیا یا آلومینیا یا حاال لیتیوم سیلیکاتها که دارای استحکام باالتری هستند قرار میدهند اصوال اگر بخواهیم نام فاز کریستالی را نبریم بر روی سرامیکهای کریستالی و غالب کریستالی پوشش میدهند تا بتونن استحکام خودشون را بهاینترتیب به دست بیارم پس استحکام را سرامیکهای ضعیف و زیبایی مثل پرسلن فلدسپاتیک یا از ساختار دندان میگیرند که مستقیما متصل میشن به ساختار دندان یا از کور فلزی زیرین خودشون میگیرند یا از کور زیر خودشون که دارای استحکام باالیی هست به دست میآورد. *.یه سوالی که خیلی مطرح میشه اینه که پرسنل و سرامیک یکی هستند یا خیر؟ دوتا واژه سرامیک و پرسنل معموال مترادف هم بکار میرود درحالیکه بکار بردن آنها با یک مفهوم اشتباه است چراکه در مورد سرامیکها به شما گفتم که به ترکیبی متشکل از باندهای اکسیژن فلز اطالق میشه یا حاال فلز و غیرفلز که حاال بحثمون اینجا بیشتر اکسیژن فلز هست ،درحالیکه پرسلن فلدسپاتیک که توی مبحث قبلی به شما گفتم نوع خاصی از سرامیک که همانطور که گفته شد امروزه ترکیبی شامل فلدسپار ،سیلیکیا و آلومینا هست که حاال این فرمولهای شیمیاییاش هست (فرمولهای اسالید نه) پس درحقیقت پر سلن یک زیرمجموعه از سرامیک هست و سرامیک یک تعریف مشخص داره باند فلزی غیرفلزی و فلزی اکسیژن برای ما بهطور اختصاصی ولی پرسنل نوع خاصی از سرامیک هست که تر کیب بشم خدمتتون عرض کردم حاال در ادامه اسالید خدمتتون نوشتم که در گذشته ترکیبی از کائولین هم در ساختارهای پرسلن فلدسپاتیک ها استفاده میشد که بهعنوان یک بایندر .بود برای یکنواخت و یکپارچه کردن پرسلن به آن اضافه میشد اما بعدا دیدیم که چون خیلی ماده اوپکی هست زیبایی را دچار مشکل میکنه بعد ترانسلوسنسی را کاهش میدهد بههمین خاطر کمکم از ساختارهای پرسلنی ،کائولین حذف شد . *.خب پس با گروه اول یعنی سرامیکهای گالس یا سرامیکهای پرسلن فلدسپاتیک آشنا شدید گفتیم که پرسلن یک نوعی از سرامیک هست. 5 گروه دوم سرامیک هایی هستند که ساختارشون غالبا گالسی هست که توی این شکل مشاهده میکنید در این نوع سرامیک ها بخش کریستالی افزایش پیدا کرده نسبتبه نوع قبلی دو نوع فاز کریستالی را ما اینجا داریم فلوئورواپاتیت و لوسایت.خاطرتون باشه در انواع گلس ما فاز کریستالین لوسایت را داشتیم اینجا فلوئوروآپاتیت هم هست. در این سرامیکها میزان فاز کریستالی همانطور که عرض کردم در مقایسه با سرامیکهای گالس افزایش پیدا کرده کریستالها میتونن لوسایت باشند یا فلوئور آپارتایت باشند. در جلسه بعد در مورد این نوع فازهای کریستالی توضیح خواهم داد که حاال فلوئور و آپاتیت چه ویژگیهایی داره بههرحال آنچه که مهمه یک ترکیب شیمیایی هست با ویژگیهای خاص خودش. افزایش میزان فاز کریستالی در این سرامیکها موجب افزایش استحکام ساختار سرامیک میگردد من قبال گفتم که هرچقدر بخش کریستالی نوع ما افزایش پیدا کنه خصوصیات استحکامی ما افزایش پیدا میکنه ،زیبایی ما کاهش مییابد.افزایش استحکام در این سرامیکها باعث میشه که این نوع سرامیکها را در روکشهای تمام سرامیک نواحی قدامی که تحت بار زیادی نیستند استفاده کنیم .پس خاطرمون باشه سرامیک هایی که دارای ساختار غالب گالسی هستن میتونن بهعنوان پوشش کامل مورد استفاده قرار بگیرند اما در نواحی که بار زیادی بر روی آنها وارد نشه ولی همونطور که اینجا نوشتم هرچند استحکام این سرامیکها به اندازهی کافی نیست که بتونه برای روکشها و بریج های نواحی خلفی مورد استفاده قرار بگیره. *.گروه سوم سرامیکها از نظر ساختار اتمی سرامیک هایی با ساختار غالب کریستالی هستند همانطور که خدمت شما عرض کردم سرامیکهای این غالب ساختارشون کریستالی هست بخش کوچکی فاز آمورف دارند یعنی بیشترشان بیشتر ساختار دارای آرایش منظم اتمی هست در این نوع سرامیکها گفتهشده که هفتاد درصد حجم ساختار فاز کریستالی هست در بین فاز کریستالی که وجود داره میزان کمی فاز آمورف در بین کریستالها قرارگرفته فاز کریستالی که میتونه در این نوع سرامیکها وجود داشته باشه اسپاینل( )MgAl2O4زیرکونیم( )ZrO2آلومیناAl2O3و یا لیتیوم دی سیلیکات هست که اسپانیل درواقع اکسید آلومینیم و منیزیم هست و زیرکونیا هم اکسید زیرکونیوم و آلومینا هم اکسید آلومینیوم هست. در بین انواع فازهای کریستالی که تو این سرامیکها وجود داره مستحکمترین شون فاز زیرکونیا و آلومینیوم هست و ضعیفترین فاز اسپانیل هست و طبیعتا این نوع سرامیکها چون ساختارشون غالبا کریستالی هست زیبایی مناسبی برای استفاده نمای قدامی ندارند تنها استثنا این نوع سرامیکها لیتیوم دی سیلیکات ها هستند که هم دارای زیبایی مناسب برای برخی استفاده در نواحی قدامی و همچنین استحکام کافی دارد که به بتوانند در نواحی خلفی قرار بگیرند و در حقیقت یکی از سرامیک هایی که کاربرد چندگانه دارد در این نوع از سرامیکها لیتیوم دی سیلیکات ها هستند که هم میتونند با اهداف زیبایی و هم اهداف استحکامی مورد استفاده قرار بگیرند ،که حاال علتش هم در جلسه آینده خواهم گفت (بهخاطر ساختار میکروسکوپی آنها هست که آرایش اون کریستالها به چه صورت قرار گرفتهاند) بیشتر این نوع سرامیکها بهعنوان مورد استفاده قرار میگیرند یعنی بهعنوان یک سرامیک با هدف زیبایی استفاده نمیشوند بلکه بهعنوان هسته استفاده میشود که توسط سرامیکها با ساختار کالسیک غالبا گالسی پوشش داده میشوند. 6 *.گروه آخر سرامیک ها ازنظر اتمی سرامیک هایی با ساختار کریستالین هستند که فاز کریستالین که در این نوع وجود دارد فاز زیرکونیوم و آلومینیوم هست استحکام بسیار خوبی دارند ولی زیبایی ندارند که حاال برای بهبود خصوصیات انواع زیرکونیا در جلسات آینده خواهم گفت که از عناصری مثل منیزیم یا ایتریوم میتونند استفاده کنند تا به ساختار خصوصیات مکانیکی بهتری بدهند . طبیعتا این نوع سرامیکها بهعنوان سرامیکهای کور در نواحی مختلفی از دهان میتونن در نواحی که تحت بار زیادی هست مورد استفاده قرار بگیرند طبیعتا اگر بخواد زیبایی برای اونها ایجاد بشه حتما باید توسط یکی از انواع سرامیک هایی که دارای زیبایی هست پوشش داده بشه. 7