Μελέτη του δεσμού ενός μεταλλοκεραμικού συστήματος κατάλληλου για εφαρμογή σε οδοντιατρικές αποκαταστάσεις
Creators: name: Θεοδώρου, Γεώργιος Στέφανου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: Βιοϋλικά
Τεχνική κολλοειδούς γέλης
Αστριούχα οδοντιατρικά κεραμικά
Biomaterials
Sol-gel technique
Feldspathic dental ceramics

description: Για την αντιμετώπιση και αποκατάσταση οδοντιατρικών προβλημάτων έχουν μελετηθεί διάφορα μεταλλοκεραμικά συστήματα, τα οποία έχουν μεγάλο προσδόκιμο λειτουργίας, με ποσοστά επιβίωσης μέχρι και 90% για περιόδους από 10 έως 15 έτη. Διάφορες συνθέσεις των αστριούχων κεραμικών με μεγάλο εύρος στο μέγεθος των κρυστάλλων λευκίτη που είναι διάσπαρτοι στο υλικό, παραμένουν τα κύρια υλικά που επιλέγονται για την αισθητική επικάλυψη του αυχενικού ορίου των αποκαταστάσεων, λόγω της υψηλής ικανότητας τους να αποδίδουν σε ικανοποιητικό βαθμό το χρώμα, τη διαύγεια και την ανταπόκριση στις διαφορετικές πηγές φωτός από τη δομή των δοντιών. Επιπλέον της καλής αισθητικής που χρειάζεται να κατέχουν τα οδοντιατρικά κεραμικά, πρέπει να έχουν και ικανή αντοχή για να ανταπεξέλθουν στην κυκλική κόπωση που προκαλείται κατά τη μάσηση. Έτσι, υψηλή αντοχή στην κάμψη είναι επιθυμητή, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί ο κίνδυνος μόνιμης παραμόρφωσης κατά τη μάσηση ή την πλήρη θραύση. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε ένα πρότυπο σύνθετο βιοκεραμικό υλικό, το οποίο θα μπορεί να συνδυάζει τις βέλτιστες μηχανικές ιδιότητες ενός κεραμικού υλικού για οδοντιατρικές αποκαταστάσεις με τη δυνατότητα ανάπτυξης βιολογικού υδροξυαπατίτη μιας βιοϋάλου όπως έχει παρατηρηθεί με σκοπό τη μελέτη μέσω μηχανικών τεστ αρχικά της σκληρότητας του υλικού αυτού και μετέπειτα του δεσμού μετάλλου-κεραμικού, σε ένα μεταλλοκεραμικό σύστημα και ειδικότερα του συστήματος πορσελάνης (IPS InLine) και του κράματος Co-Cr και ταυτόχρονα για το σύστημα DC80 (IPS InLine 80%, 58S 20%) και του ίδιου μεταλλικού κράματος, το οποίο προορίζεται για οδοντιατρικές αποκαταστάσεις. Το σύνθετο υλικό DC80 παρασκευάζεται με τη μέθοδο της κολλοειδούς γέλης όπως περιγράφεται στη βιβλιογραφία, ενώ για την πειραματική διαδικασία απαιτείται η κονιορτοποίηση του σε σκόνη κοκκομετρίας κάτω των 40μm. Η σκληρότητα του υλικού μελετήθηκε με τη κατασκευή συμπαγών δειγμάτων σε μορφή δισκίου μετά την έψησή τους όπως προβλέπεται από τον κατασκευαστή. Ο δεσμός του μεταλλοκεραμικού συστήματος μελετήθηκε με τη δημιουργία διστρωματικών δοκιμίων –σύμφωνα με το ISO 9693 –που αποτελούνταν από το κεραμικό και το μεταλλικό υπόστρωμα μετά την έψησή τους όπως προβλέπεται από τον κατασκευαστή. Για το χαρακτηρισμό των μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος Vickers για τη μελέτη της σκληρότητας του και η μέθοδος κάμψης τριών σημείων ακολουθώντας την πειραματική διαδικασία για την αποκόλληση/θραύση των δοκιμίων, όπως προτείνεται από το ISO 9693 για τη μελέτη του δεσμού των διστρωματικών δοκιμίων. Για την μελέτη της σκληρότητας των κεραμικών υλικών τα αποτελέσματα των μετρήσεων έδειξαν για το DC80 υλικό μία σχετικά καλύτερη συμπεριφορά με μεγαλύτερη αντοχή στη δημιουργία εντυπώσεων σε σύγκριση με το DC υλικό. Για τη μελέτη του δεσμού του μεταλλοκεραμικού συστήματος παρατηρήθηκε και για τα δύο υλικά η επιθυμητή συμπεριφορά μηχανικών ιδιοτήτων, αφου ξεπέρασαν το όριο των 25 MPa που ορίζεται από το ISO 9693 ως το ελάχιστο όριο αντοχής του μεταλλοκεραμικού δεσμού. Στην περίπτωση του DC υλικού, η θραύση των δοκιμίων ξεκίνησε από τα όρια των επιστρώσεων με συνεκτικό τρόπο και συνεχίστηκε κατά μήκος της επίστρωσης με μεικτό τρόπο, ενώ στην περίπτωση των δοκιμίων του DC80 υλικού η θραύση ξεκίνησε από το ένα άκρο τους με συνεκτικό τρόπο θραύσης και συνέχισε με αυτό τον τρόπο μέχρι το άλλο άκρο .
description: Various metal ceramic systems have been studied as prosthetic materials, in order to address and restore damaged dental tissue. These metal-ceramic systems maintain high functional sustainability, having a survival rate of upto 90% for a period of time of 10 to 15 years. Various compositions of feldspar ceramics, possessing an adequate width of leucite crystal size scuttered throughout the material remain the main materials used for the aesthetic cover of MC-FPDs (metal-ceramic fixed partial dentures) because of their ability to resemble the colour, transparency and response to different light sources of natural teeth. In addition to the good aesthetic properties of a dental ceramic, it is needed to be able to withstand cyclic fatigue during mastication. Therefore it is essential of dental ceramics to possess high bending toughness in order to minimize the danger of permanent deformation or fracture during mastication. For this purpose a new model composite ceramic material, which can combine optimized mechanical properties of a ceramic material with the formation ability of biological hydroxyapatite of a bioglass as it has been reported. These reports led to the study of the mechanical properties of this model ceramic material initially studying its hardness and afterwards the bond between the ceramic and the metal substrate in a metalceramic system and especially of the system of DC80 (IPS InLine porcelain 80%, 58S 20%) and Co-Cr alloy. Composite material, DC80, can be produced by sol-gel method as described in literature, while the product is sieved to powder under 40μm for the purposes of the experimental procedure. DC80 hardness was studied using disk-shaped samples after being heated as indicated by the manufacturer. The metalceramic bonding was studied by producing a bilayered system –accordingly to ISO 9396 –consisted of the ceramic material and the metal substrate, again after being heated according to the manufacturers’ instructions. For the characterization of the mechanical properties of samples, Vickers Indentation method and the three point bending method following the experimental procedure as indicated by ISO 9693 for the debonding/crack initiation of the samples were used. For the purpose of studying the hardness of the ceramic materials, the results revealed for DC80 ceramic material, relatively higher fracture toughness in comparison to DC ceramic material. For the samples of the metalceramic system was revealed that their mechanical properties had the desired results because of the higher than 25 MPa fracture toughness they revealed as that is the lowest stress value as indicated in ISO 9693 for the fracture toughness of a material. In the case of DC material, sample fracture occurred at the boundary of the ceramic coating with a cohesive nature and propagated throughout the coating with a mixed way of fracture. In the case of DC80 samples, their fracture occurred at one hedge of the coating with a cohesive nature and propagated in the same way to the other end of the coating.
description: Σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Γκρενόμπλ (Γαλλία), το ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος, και το CNRS (Centre National de la Researche Scientifique, Γαλλία)