1、全瓷修復材料的物理化學性能一、全瓷修復材料介紹全瓷材料自上世紀八十年代開始在臨床應用，最早的鋁瓷強度很低，加工技術是簡單的烤瓷技術，精確度較差。全瓷材料優秀的美觀效果和良好的生物相容性使其一經出現便倍受口腔修復醫師和廣大患者的青睞，逐漸成為最受歡迎的美觀修復材料，而其力學性能和加工工藝也得以不斷改善以適應更廣泛的應用。全瓷修復材料發展至今已經從最初的單層材料發展為疊層復合材料，從玻璃陶瓷發展為氧化物陶瓷，加工工藝從烤瓷、鑄造發展為計算機輔助設計和加工的精密切削工藝。現今的全瓷修復體已經具備良好的邊緣適合性和較好的力學性能，能夠滿足大部分的美觀修復要求。目前，用于帖面修復的全瓷材料可以為單層全瓷

2、材料，而用于冠橋修復的全瓷材料的主流為疊層復合陶瓷，即由基底瓷和飾瓷兩部分組成，基底瓷制作全瓷內冠滿足修復體的強度要求，通過適的加工技術提供良好的邊緣適合性，外層的飾瓷用以恢復修復體的解剖形態和美觀要求。同時，基底瓷的光學性能也直接影響全瓷修復體的美觀效果，飾瓷層的結構和力學性能也會影響整個全瓷修復體的強度。最后，兩種材料之間的物理化學性能的匹配性直接影響界面質量，關系到全瓷修復體的穩定性和使用壽命。了解和認識各類全瓷材料的物理化學性能有助于正確選擇和使用全瓷材料制作及滿足美觀需求又滿足長期生理功能的美觀修復體。本章主要介紹目前口腔修復臨床常用的全瓷材料的物理化學性能以及與臨床應用的關系。（一

3、）全瓷修復材料的化學構成（圖）首先基于目前疊層復合材料的應用方式，全瓷修復材料分為用于制作內冠和橋支架的基底瓷和外層的飾瓷。飾瓷材料的化學構成主要是硅酸鹽玻璃，主要成分是SiO2,AI2Q,還包括：CaNaK、B等元素用于調節玻璃的熔點、流動性1等物理性能。同時含有微量的稀土元素用于體現不同的顏色特征，玻璃成分中散在分布少量ZrQ或Y2Q微小的晶體結構，用于調節折射率，表現不同的透明度。當前常用的基底瓷材料根據其化學構成有以下幾類：1 .玻璃基質陶瓷：玻璃基質內含有不同晶體物質，以增強玻璃的強度和韌性。不同產品產生結晶相的方式不同，所含晶體的化學組成和結構不同。通常具有良好的透光度，通過加入不

4、同比例的金屬氧化物可以調整材料的顏色，美觀效果較好，但強度較差。可以不經過飾瓷的修飾，直接制作嵌體、貼面和全冠修復體。也可以制作基底冠，通過燒結飾瓷完成最終修復體。1)長石玻璃陶瓷：主要由長石晶體和玻璃基質組成。主要代表產品是MtablocsMarkH(Vitablocs,VitaZahnfabrik,BadS?ckingen,Germany),掃描電子顯微鏡下顯示的微觀結構為玻璃基質中不規則地分布著大量透長石(sanidine)晶體，晶體的直徑在3-7m依靠CAD/CAMfc術加工，可以使用的系統是Cerec(Sirono,DentalSystemGmbH,Bensheim,Germany)

5、系統。彎曲強度達到105MPa2)云母玻璃陶瓷：主要由晶體相的云母和玻璃基質組成。代表產品Dicor(Dentsply/YorkDivision,York,Pa.)含有55%H硅氟云母和45%ft璃基質。掃描電子顯微鏡下顯示的微觀結構是玻璃基質中不規則地分布著大量的盤狀云母晶體，晶體的直徑在1.0-10NmDicorMGC1工方式是CAD/CAM技術，而Dicor則通過失蠟鑄造和微晶化處理的方法加工。可以直接完成嵌體、貼面、雙尖牙全冠等修復體的制作，經過上色和上釉完成最終修復體。也可以制作前牙基底冠，通過燒結飾瓷部分完成最終修復體。其他產品包括：OlympusCastableCeramics(

6、OCC,OlympusCo.,Tokyo,Japan),它除云母晶體外，另外含有？鋰輝石(？-spodumene晶體。3)白榴石增強玻璃陶瓷：主要由結晶相的白榴石和玻璃基質組成。代表產品IPSEmpressl(Ivoclar-Vivadent,Schaan,Liechtenstein)的微觀結構是玻璃基質中均勻分布35-55%四面體白榴石晶體，加熱后瓷塊可以融化，通過真空壓力鑄造方法加工。其彎曲強度可達175MPa可以直接完成嵌體、貼面、雙尖牙全冠的制作，經過上色和上釉完成最終修復體。也可以制作前牙基底冠，2通過燒結飾瓷部分完成最終修復體。其他產品包括：ProCAD(IvoclarVivade

7、nt,Schaan,Liechtenstein),Optec-HSP(Jeneric/PedtronInc,Wallingford,Conn),Optec-OPC(Jeneric/PedtronInc,Wallingford,Conrj),Cergogold(DegussaDental,Hanau,Germany)等。4)二硅酸鋰加強玻璃陶瓷：主要由二硅酸鋰晶體和玻璃基質組成。常用產品有IPSEmpressH(Ivoclar-Vivadent,Schaan,Liechtenstein),成品瓷塊中有60w切瘋條狀或長條形二硅酸鋰晶體，晶體的直徑0.5-5m加工方法和設備與IPSEmpressI

8、相同，具有良好的透光度，顏色可以選擇，美觀效果較好，其彎曲強度(407MPa較IPSEmpressI明顯增加。可以直接完成嵌體、貼面、后牙全冠的制作，也可以制作前牙基底冠和前牙三單位固定橋支架，還有報道用于制作全瓷粘接固定橋的支架。其他產品包括3GOPC(PedtronCoperation,Wallingford,CT)等。5)鎂鋁尖晶石玻璃陶瓷：主要由鎂鋁尖晶石和玻璃基質組成。主要產品包括In-CeramSpinel(VitaZahnfabrik,BadSackingen,Germany),掃描電子顯微鏡下顯示的微觀結構是玻璃基質中分布著鎂鋁尖晶石晶體，晶體直徑1-5m其加工方式是CAD/C

9、A腋術，可應用的系統是Celaysystem(Mikrona,Spreitenbach,Switzerland)和Cerecsystem(SironoDentalSystemGmbH,Bensheim,Germany。其他產品有Cerestore(CoorBiomedical,Lakewood,Colorado),加工方式是注射法鑄造。2 .玻璃滲透氧化物陶瓷1)玻璃滲透氧化鋁陶瓷：在疏松多孔的氧化鋁中滲透了一定量玻璃成分。主要指In-CeramAlumina(VitaZahnfabrik,BadSackingen,Germany產品，玻璃滲透前的胚體是不完全燒結的多孔高純度氧化鋁，其孔隙率是

10、30%£右，孔隙的大小為1-5小m滲透后的陶瓷微觀結構可見氧化鋁結構之間充滿了玻璃成分。多孔氧化鋁胚體制作方法有兩種，一種是將氧化鋁粉末調和后，利用粉漿涂塑方法在耐火代型上成型，然后在1125c高溫下燒結2小時左右，在此溫度下的氧化鋁燒結是不完全燒結，燒結后形成疏松多孔結構，這種狀態下的氧化鋁質地較軟，韌性較好。另一種方法是CAD/CA極術，可應用的系統是Celaysystem(VitaZahnfabrik,BadSackingen,Germany和Cerecsystem(SironaDentalSystemGmbH,Benshein,Germany),不完全燒結的多孔氧化鋁胚體制作

11、成可切削的成品，通過數控車床切削成修復體形態。制作完成的氧化鋁胚體在1100c下進行玻璃滲透，滲透所用玻璃粉是錮系玻璃，融化后具有很好的流動性。氧化鋁胚體的顏色是純白色的，玻璃粉有不同顏色，可根據修復體所需的顏色進行選擇。高溫融化的玻璃進入多孔氧化鋁的間隙之中，冷卻后通過噴砂去除表面多余的玻璃，玻璃滲透之后，多孔氧化鋁成為致密結構，增加了強度，此時氧化鋁晶體的含量是85%這種陶瓷材料的彎曲強度高于玻璃陶瓷，其中粉漿涂塑方法制作的彎曲強度是440MPaCAD/CA疝法制作的彎曲強度是594MPa具透明度較玻璃陶瓷有所下降，因此需要增加飾瓷恢復修復體外形和美觀效果。用于制作基底冠和前牙三單位固定橋

12、的支架，也有報道用于制作全瓷粘接固定橋的支架。2)玻璃滲透氧化結陶瓷：多孔氧化鋁胚體中加入部分氧化結成分，胚體的孔隙中滲透玻璃成分。主要指In-CeramZirconia(VitaZahnfabrik,BadSackingen,Germany產品，多孔胚體瓷塊的主要成分是氧化鋁，其中含有35%勺二氧化結，其作用是提高材料的強度和韌性，另外含有16%勺CeO作為穩定劑。加工胚體以及玻璃滲透的方法和過程與In-CeramAlumina相同。玻璃滲透氧化結陶瓷的彎曲強度(630MPa優于玻璃滲透氧化鋁陶瓷，可用于制作基底冠和前、后牙三單位固定橋支架。3、氧化物陶瓷1)致密氧化鋁陶瓷：主要成分是完全燒

13、結的三氧化二鋁，氧化鋁含量99.9%,少量的氧化鎂添加劑作用是促進氧化鋁完全燒結。顯微結構是致密排列的三氧化二鋁晶體結構。主要產品ProceraAllCeram(NobelBiocare)依靠CAD/CA岐術加工，具體方法后面再做詳細介紹。彎曲強度可達690MPa氧化鋁陶瓷的顏色可以調節成近似牙本質的顏色，但透明度較差，需要增加飾瓷恢復修復體外形和美觀效果。用于制作基底冠和前、后牙三單位固定橋的支架。2)氧化結陶瓷：即含氧化億穩定劑的二氧化結(Y-TZP),是目前產品種類最多4的牙科陶瓷材料，大多產品含有重量比3-5%的三氧化二億作為穩定劑，顯微結構是多晶像的氧化結晶體結構(tetragona

14、l),晶體顆粒的直徑為0.5-1.0mn產品為陶瓷塊，加工方式是CAD/CAMK術。這類陶瓷的彎曲強度可達1000MPa上，顏色多為純白色，個別系統有不同顏色的瓷塊供選擇，透光度差，需要增加飾瓷恢復修復體外形和美觀效果。一般用于制作后牙基底冠和長跨度的固定橋支架，也有用于制作全瓷粘接固定橋支架的報道。常見的產品包括：ProceraAllzircon(NobelBiocare),Cerconsmartceramics(DeguDent,GmbH,Hanau-Wolfgang,Germany,Denzir(Cad.esthetics,AB,Skellefte?,Sweden,EverestZH/Z

15、S-Blank(KaVoDental,Germany,Prozyr(Norton-St.Gobain,Raleigh,NC),Lava(3MESPE,Seefeld,Germany等，以上產品含有3%勺三氧化二億。而DC-Zirkon(DCSDentalAG,Allschwil,Swizerland),Zirconia-TZP(MetoxitAG,Thayngen,CH,In-CeramYZ(VitaZahnfabrik,BadSackingen,Germany)等產品含有5%勺三氧化二億。(二)常用的全瓷材料加工方法1.CAD/CAMK術：是指計算機輔助設計和制作技術，目前是全瓷修復材料的主

16、流加工方式。1) CAD/CA般術完成完整修復體典型代表是Cerecsystem(SironaDentalSystemGmbH,Bensheim,Germany,目前已發展至三代產品。系統包括掃描儀和數控車床。制作流程包括，臨床制取印模和模型，預備體代型表面噴粉，光學掃描儀采集數字印模，利用軟件在計算機上建立數字模型，計算機輔助設計修復體形態。數控車床切削成修復體形態，在模型上試戴，調整外形，磨光，上色，上釉，完成最終修復體制作。可以加工玻璃陶瓷，用于制作嵌體、貼面、全冠修復體。2) CAD/CA岐術完成修復體的基底冠外層的飾瓷部分恢復修復體的形態和美觀效果，常規粉漿涂塑和燒結的方法完成飾瓷的

17、制作。Precident-DCSsystem(DCSProductionAG,Allschwil,Switzerland),Prozyr(Norton-St.Gobain,Raleigh,NC,Cerconsystem(DeguDent,GmbHHanau-Wolfgang,Germany,Cad.estheticsCAD/CAMystem(Cad.esthetics,AB,Skellefte?,Sweden22,KaVoEverestCAD/CAMsystem(KaVoDental,Germany),Lavasystem(3MEspe,Seefeld,Germany)等系統都可以通過這種加工

18、方式進行全瓷修復體的制作。這些系統都是小型的CAD/CA陳統，通常包括掃描儀、數控車床等設備，通過掃描模型獲得數字模型，由技師在技工所內利用小型CAD/CAMK統完成修復體基底冠的制作。以KaVoEverest系統為例，該系統包括掃描儀、數控車床和結晶烤爐三個主要部分。這一系統的掃描儀設計為多重光束掃描模式，可以識別模型的倒凹。制作流程包括，制取印模和模型，修整代型，掃描儀通過掃描代型采集數字印模，利用軟件在計算機上建立數字模型，計算機輔助設計修復體基底冠的形態。數控車床加工基底冠胚體，胚體是不完全燒結的氧化結，質地較軟，切削較容易，切削胚體時進行了放大，預留20-30%勺收縮量，在結晶烤爐內

19、完成繼續燒結過程，成為致密的氧化結陶瓷，完成基底冠的制作。數控車床也可以直接切削完全燒結的氧化結，此時不需結晶過程，沒有放大和收縮，直接完成基底冠制作。技師在基底冠上燒結飾瓷部分，最終完成修復體的制作。這一系統還可以加工玻璃陶瓷和鈦金屬。如果牙體預備不均勻導致局部修復間隙過大時，可以通過二次掃描的方法制作基底冠，具體方法是技師在模型上根據需要制作基底冠的蠟形，掃描儀掃描代型后，再掃描蠟形，切削完成的基底冠與技工制作的基底冠蠟形形態一致，目的是使完成的基底冠局部增加厚度，補償過多的牙體預備，避免因局部飾瓷層過厚而增加的崩瓷風險。Procera系統與上述系統不同，它的特點是工業化大規模生產與傳統技

20、工技術相結合。過程如下：制取印模和模型，修整代型，專用接觸式掃描儀在代型上采集數字印模，利用軟件在計算機上建立數字模型，計算機輔助設計修復體基底冠的雛形。所有數據經Internet網絡傳輸到Procera制作中心，在流水線上制作致密氧化鋁陶瓷基底冠，基底冠送回技工室，燒結飾瓷完成修復體。基底冠的加工方法以加工氧化鋁基底冠為例，首先制作放大的代型，目的是彌補氧化鋁的燒結收縮。將氧化鋁粉末通過等靜壓技術，在放大的代型上壓制成為胚體，數控車床切削胚體的表面形態，使之成為基底冠的外表面形態。然后燒結切削后的胚體，氧化鋁在燒結過程存在20%勺收縮，完全燒結后完成基底冠的制作。此系統可以加工氧化鋁和氧化結

21、陶瓷，也可以加工鈦金屬。2 .鑄造法1)失蠟鑄造、結晶化處理代表產品是Dicor(Dentsply/YorkDivision,York,Pa.),制作流程分為兩部分，首先通過失蠟鑄造方法制作半結晶胚體，然后進行高溫結晶化處理，在玻璃基質中形成四氟硅云母晶體，使之成為云母玻璃陶瓷。具體方法如下，制取印模和模型，修整代型，在代型上制作修復體的蠟型，包埋蠟型形成鑄圈，在烤箱中失蠟成為鑄模，融化的玻璃料在1370c離心鑄造成半結晶的透明胚體，胚體在650c開始形成晶核，在1075c下彳持10小時，完成結晶過程。2)真空壓力鑄造代表產品是IPSEmpressH(Ivoclar-Vivadent,Scha

22、an,Liechtenstein)系統,主要設備是鑄瓷爐(包括EP500,EP600)。加工過程如下，制取印模和模型，修整代型，在代型上制作修復體的蠟型，用專用磷酸鹽包埋材料包埋蠟型，利用傳統的失蠟技術形成鑄模，在920c的高溫下，在專用鑄瓷爐中，真空條件下，利用瓷柱加壓鑄造，冷卻后，2-bar的壓力下玻璃珠噴砂去除包埋材料，金剛砂切盤切除鑄道，得到修復體的鑄件。其他系統包括OPC(統(OptimalAutopress,Jeneric/PentronInc.)等。3 .粉漿涂塑、燒結法In-Ceram(VitaZahnfabrik,BadSackingen,Germany)系統制作不完全燒結疏

23、松氧化鋁胚體的方法之一就是粉漿涂塑成型加燒結的方法。制作流程包括：制取印模和模型，修整代型，并翻制特殊的耐火代型，將氧化鋁粉末調和成糊狀，涂塑在耐火代型上成為修復體的雛形，干燥后將其連同耐火代型一起放在烤瓷爐中，1120c高溫下進行2小時左右的燒結，形成不完全燒結的多孔氧化鋁胚體。完成的多孔氧化鋁內冠胚體需經過玻璃滲透過程成為玻璃滲透氧化鋁陶瓷內冠。4 .CAD/CA限術附加真空熱壓鑄CAD/CAMK術完成的氧化結內冠表面壓鑄玻璃陶瓷，是最近出現的全瓷修復體加工新工藝，代表產品是Ivoclar公司生產的IPSe.maxZirPress,這種工藝加工的全瓷修復體結合了氧化結陶瓷高強度和玻璃陶瓷透

24、明度好的優點。所使用的壓鑄用玻璃陶瓷瓷塊是氟磷灰石玻璃陶瓷，微觀結構是玻璃質中含有不同晶粒大小的氟磷灰石晶體。通過調節晶粒的大小來控制材料的透明度、乳光性和亮度。可用于制作單冠、固定橋和種植體上部結構。具體方法：將清潔的氧化培基底冠表面涂界面劑并燒結，然后在氧化結基底冠表面制作蠟型，制作完成的蠟型連同氧化培基底冠用專用包埋材料包埋，失蠟后形成鑄模，在專用鑄瓷爐中真空熱壓鑄成型，可以一次通過壓鑄直接完成修復體的形態，通過上色技術完成修復體的制作，也可以壓鑄一定厚度的玻璃陶瓷，再通過在表面燒結飾瓷完成最終修復體的制作，利用這種技術完成的修復體表現為三層復合陶瓷結構。二、不同全瓷修復材料的光學性能特

25、點全瓷冠的美觀效果與基底瓷的選擇，飾瓷的制作，基牙的狀態，粘接劑的選擇相關。針對不同的基牙狀態和患者的要求應選擇不同的基底瓷材料，運用適當的修復方法，配合正確的粘接材料。飾瓷材料的主要成分是玻璃基質，通過添加少量不同化合物可以調節顏色、透明度，也可以表現出自然牙的乳光效果、熒光效果，可以較好的模擬自然牙的美觀效果。主要影響修復美觀效果的因素是飾瓷部分的厚度和均勻度。通常認為0.7mm；上厚度的飾瓷可以提供模擬天然牙的自然美觀效果。基底瓷材料受材料化學結構的限制顏色和透明度的調節范圍明顯少于飾瓷材料，不同基底瓷材料的所能達到的顏色和透明度有所不同。其中透明度的差異對全瓷修復體美觀效果的影響較為明

26、顯。陶瓷材料的透明度主要取決于對光的透射，如果大部分光線被散射或反射，材料表現不透明。如果僅有少量的光線被反射或散射，大部分透射，材料表現出透明效果。玻璃陶瓷類具有很好的透明度，8同時可以調節出接近牙本質的色澤，更容易模擬透明度較大的天然牙效果，特別是牙體預備量較小，飾瓷部分較薄的情況之下也可以達到較好的美觀效果。白榴石增強玻璃陶瓷的透光效果最好，可以不經過飾瓷修飾通過簡單的上色技術直接完成的修復體，最適合制作瓷帖面修復體，可以在較小的牙體預備量的基礎上達到較好的美觀效果。但是由于這類陶瓷的透明度較大，對于基牙顏色的遮蓋效果有限，不適合用于經過金屬樁核修復的基牙，以及變色嚴重的死髓牙，如果用于

27、這類基牙需要適當增加內冠的厚度，在選色時選擇顏色飽和度略底的內冠，并在與基牙顏色一致的代型上制作修復體，選擇使用具有遮色效果的粘接劑。總的來說，玻璃陶瓷材料更適合牙本質顏色正常的活髓牙，更易模擬透明度較高的天然牙，此時也要注意選擇粘接劑的顏色，避免使用白色不透明的磷酸鹽和竣酸鹽水門汀，特別是修復體的透明度較高時，粘接劑的顏色可以影響修復體的美觀效果。目前市場上應用的口腔修復氧化結透明度很小，當內冠厚度達到0.6mnW,幾乎不透明，未經處理的氧化結為純白色，經過添加鐵或稀土元素后可以呈現淡黃色，但顏色的調整范圍非常有限，不能完全的模擬不同的牙本質顏色特點。因此氧化結內冠具有良好的遮色作用，適用于

28、金屬樁核和變色嚴重的基牙，氧化培內冠需要足夠的飾瓷厚度，特別需要注意修復體頸1/3飾瓷的厚度，避免頸緣處的生硬表現。由于氧化結內冠不能很好表現牙本質的顏色特點，可以在內冠表面做顏色修飾，以更好的模擬牙本質的顏色特點，經過仔細的飾瓷修飾氧化培全瓷修復體可以達到很好的美觀效果。但是對于模擬透明度很高的天然牙，或修復很小的基牙，無法達到足夠的修復體厚度時，應慎重選擇氧化培全瓷修復體。目前應用于口腔修復的致密氧化鋁顏色為乳白色，經過添加微量的鐵元素，可以呈現淡棕黃色。其透明度優于氧化結，低于玻璃陶瓷。應用于前牙時，通常的內冠厚度為0.3-0.4mm,此時的透明度可以模擬天然牙的自然美觀效果，必須經過飾

29、瓷的修飾，并保證飾瓷的足夠厚度，以達到優秀的美觀效果。如果用于變色基牙需要增加內冠的厚度。玻璃滲透氧化物陶瓷的透明度與氧化鋁和滲透玻璃的折射率有關，如果所使用滲透玻璃的折射率與氧化鋁不同，其透明度很差，但是通過調節滲透玻璃的顏色可以比較容易的獲得內冠的顏色特征。這類陶瓷只能制作內冠，必須經過飾瓷修飾才能滿足修復體的美觀要求，適合模擬透明度不大的天然牙，對于基牙顏色有較好的遮蓋效果，如果用于表現較高的透明度需要增加飾瓷的厚度。三、全瓷修復材料的力學性能全瓷修復體的碎裂、折斷是口腔修復臨床實踐中最常見的失敗原因，認識全瓷修復材料的力學性能特點是分析失敗原因進而避免失敗的基礎。（一）飾瓷和基底瓷的基

30、本力學性能強度是陶瓷材料最重要的力學性能參數，陶瓷材料屬于脆性材料，特點是耐受壓應力，而不耐受拉應力。對于陶瓷等脆性材料通常測定彎曲強度，以代表抗拉強度，在彎曲過程中，在試件的一個表面達到最大拉應力，在另一個表面達到最大壓應力，脆性材料的破碎通常由于拉力，因此彎曲實驗實際上提供了材料的抗拉強度的信息。另外表現陶瓷材料力學性能的重要參數包括斷裂韌性和彈性模量，斷裂韌性代表材料抵抗裂紋擴展的能力，斷裂韌性越大，材料抵抗裂紋擴展的能力越強。彈性模量代表材料抵抗彈性變形的能力，彈性模量越大材料越不容易產生彈性形變。近年來一些學者運用Hertzian接觸實驗評價口腔修復陶瓷的抗損傷能力，Hertzian

31、接觸實驗是基于189阿Hertzian發明的用于理想脆性固體材料的Hertzian破碎實驗的改良。Hertzian接觸實驗的基本方法很簡單，就是利用一個堅硬的球在材料表面壓一個凹痕，但卻可以有效地洞察材料的損傷模式。Hertzian接觸實驗也可以通過重復單次的接觸延伸成為疲勞實驗。試樣的損傷發生在短裂紋區域，這與材料的強度和抗磨損能力等對微觀結構敏感的特性是一致的。對于理想的脆性材料，接觸失效開始于由拉應力單一大范圍從接觸點向外擴張的錐形或環狀裂紋，稱之為脆性模式。對于韌性好一些的陶瓷材料，失效是開始于由剪切應力引起的小范圍裂紋或裂隙帶在接觸點表面下方的擴散演變，稱之為準彈性模式。Hertzi

32、an接觸實驗對于演示在這兩種截然不同的破壞模式中，微觀結構的重要作用是很有價值的。1 .飾瓷的基本力學性能10飾瓷材料的主要成分是硅酸鹽玻璃，目前市場上常用的飾瓷材料抗彎強度在60-120Mpa,斷裂韌性小于1Mpa/m：彈性模量約為90GPa。強度明顯低于基底瓷和牙釉質，彈性模量接近牙釉質。飾瓷材料是典型的脆性材料，抵抗裂紋擴展的能力很低，在接觸載荷作用下，接觸失效呈現典型的從接觸點向外擴張的錐形或環狀裂紋。2 .基底瓷材料的力學性能不同的基底瓷材料的力學性能有所不同，玻璃陶瓷的抗彎強度最低，范圍在150-400Mpa,彈性模量與飾瓷材料接近，斷裂韌性較飾瓷材料有所提高，可以達到2.5-3M

33、pa/m1/20其斷裂模式仍然是脆性模式。玻璃滲透氧化鋁陶瓷的彎曲強度可以達到500Mpa,斷裂韌性較玻璃陶瓷進一步提高，達到4Mpa/m1/2。致密氧化鋁陶瓷的彎曲強度可以達到700Mpa,斷裂韌性達到5Mpa/m1/2。但氧化鋁陶瓷的彈性模量遠遠大于牙釉質，達到380GPa,因此產生彈性形變的可能性較小，不能緩沖應力，其斷裂模式屬于脆性模式。氧化培陶瓷是目前應用的口腔修復陶瓷中力學性能最優秀的。其抗彎強度可以達至IJ900-1200Mpa,斷裂韌性可達到10Mpa/m：彈性模量小于氧化鋁陶瓷，為210GPa,具有一定產生彈性形變的能力，可以適當緩沖應力，其斷裂模式屬于準彈性模式。（二）疊層

34、全瓷材料的力學性能相容性由于目前全瓷修復體多采用疊層復合陶瓷的應用形式，其力學性能不僅到基底瓷和飾瓷的多種力學性能，同時它們之間的性能匹配、應力傳導、界面狀態、損傷擴散方式等問題。只強調基底瓷的強度是一個誤區。實驗發現氧化結或氧化鋁疊層復合陶瓷材料的明顯強度低于單層氧化鋁或氧化結陶瓷，說明表面玻璃陶瓷的存在降低了氧化鋁或氧化結復合陶瓷的強度。臨床應用中發現不同類型的陶瓷冠橋修復體的破碎形式有所不同，氧化鋁全瓷冠發生了基底冠11和飾瓷的疊層材料的共同破碎。氧化培全瓷冠修復后，有一定數量的病例發生崩瓷現象，即表面飾瓷破碎，而基底冠完好，為什么會發生這樣的現象？問題不僅在于疊層材料的界面結合，同時涉

35、及不同材料之間力學性能相容性。力學性能相容性指組成疊層復合材料的不同材料之間力學性能之間的匹配性，以及由不同陶瓷材料間的力學性能不匹配所產生的界面應力傳導、裂紋擴展方式等問題。在陶瓷材料的損傷分析中，明確斷裂源是了解破碎原因的基礎，斷裂源指造成最終損傷的臨界裂紋的起始點。臨界裂紋是指能夠造成裂紋擴展的最小尺寸的裂紋。由于不同陶瓷材料抵抗裂紋擴展的能力不同，也就是斷裂韌性不同，臨界裂紋的尺寸在不同的陶瓷材料中有所不同，同時裂紋的擴展方式也有所不同。目前全瓷修復體的應用方式是疊層復合材料陶瓷，此時存在兩種或兩種以上不同材料的界面，即飾瓷和基底瓷材料之間的界面。由于飾瓷和基底瓷是兩種具有不同化學結構

36、的材料，力學性能存在很大差異，裂紋在擴展過程中遇到兩種材料的界面時，界面兩側材料之間力學性能差異的大小不同，裂紋的擴展方式不同。因此不同的疊層復合全瓷修復體存在不同的破碎方式。1 .不同疊層復合全瓷修復體的破碎方式通常疊層全瓷修復體在咬合應力的作用下可以發生三種形式的破碎（圖）。1）完全斷裂斷裂源位于基底瓷，通常臨界裂紋起源于內冠的內表面，裂紋沿基底瓷擴展，并穿越界面，在飾瓷中繼續穿行，最終造成修復體的完全短裂。這種斷裂方式下，斷裂源的具體位置與修復體的咬合力分布和應力集中、基底瓷的厚度、基底瓷的內部缺陷等相關。2）內冠脫瓷修復體發生較大面積的飾瓷破碎，斷裂面可以見到內冠暴露。這種破碎方式可能

37、緣自兩種不同的裂紋源和裂紋擴展方式。一種情況斷裂源位于咬合接觸區的飾瓷表面，壓應力造成的臨界裂紋首先在飾瓷材料中擴展，當擴展至界面時裂紋發生12轉向，開始沿界面向界面兩側擴展，最終造成飾瓷部分崩脫，內冠暴露。另一種情況斷裂源位于界面，拉應力造成的臨界裂紋在界面擴展，裂紋在界面擴展的同時擴展至飾瓷，最終造成飾瓷的廣泛崩脫。3）飾瓷崩瓷修復體只發生小范圍的飾瓷表面破碎，斷裂面沒有發生內冠暴露。斷裂緣通常位于咬合接觸區的飾瓷表面，裂紋完全在飾瓷中擴展，沒有涉及界面。這種方式破碎通常發生于咬合力在沒有基底瓷支持的飾瓷上產生了應力集中，與患者的咬合狀態以及內冠的設計相關。解決方式是仔細分析患者的咬合狀態

38、，調整不利的咬合接觸區，設計不均勻厚度的內冠，避免在咬合接觸區形成沒有基底瓷支持的飾瓷，在不利咬合接觸區無法解除的病例，全瓷修復應被認為是禁忌。通常這類破碎可以通過臨床設計得以避免。2 .基底瓷和飾瓷材料力學相容性對疊層復合全瓷修復體破碎方式的影響基底瓷材料力學性能的不斷提高，例如，目前主要應用的氧化結陶瓷的強度最高可以達到1200MPa同時具有較好的抵抗裂紋擴展能力，在正常的咬合力作用下不會對氧化培陶瓷造成導致失效的傷害。但是臨床上仍然存在一定修復體破碎失敗病例。氧化培全瓷修復體的破碎通常為飾瓷崩瓷和內冠脫瓷，這一現象已經成為造成氧化培全瓷修復失敗的普遍問題，是目前急于解決的全瓷修復中的瓶頸

39、問題。疊層全瓷修復體的破碎方式直接涉及到基底瓷和飾瓷之間的力學性能匹配性，也就是力學相容性問題。化學構成是物理性能的基礎，玻璃陶瓷由玻璃基質和散在其中的晶體組成，與同為玻璃的飾瓷材料在化學結構上最為近似。其力學性能在各類基底瓷中也最接近飾瓷材料，玻璃陶瓷與飾瓷的力學性能匹配性最好，裂紋在遇到兩者之間的界面時通常會穿越界面，不會產生裂紋走向的改變。玻璃滲透氧化鋁陶瓷與玻璃陶瓷的化學結構相近，也是玻璃基質和氧化鋁品體，所不同的是玻璃陶瓷中的晶體是在陶瓷合成過程中在玻璃基質中生成，而玻璃滲透氧化鋁陶瓷是先有氧化鋁晶體，再加入玻璃。具與飾瓷材料的力學性能匹13配性仍然較好，但略弱于玻璃陶瓷，裂紋通常穿

40、越界面。因此，臨床上發現的玻璃陶瓷修復體破碎方式通常為修復體完全斷裂。這種完全短裂的最終原因是基底瓷材料的強度不足以抵抗咬合力的作用。因此在咬合力較大的后牙區，以及估計可能存在較大側向應力的前牙修復病例，應該避免應用強度較低的玻璃陶瓷全瓷修復體。在咬合力較大的后牙區，以及前牙固定橋病例，應該謹慎應用玻璃滲透氧化鋁陶瓷全瓷修復體。氧化鋁陶瓷的化學結構是致密排列的氧化鋁晶體，與飾瓷之間的化學結構沒有近似之處，兩者的力學性能存在較大差異，匹配性低于玻璃陶瓷和玻璃滲透氧化鋁陶瓷。裂紋在穿越界面的同時，也可能部分沿界面擴展，裂紋在界面擴展的可能性與基底瓷和飾瓷的厚度比有關，當飾瓷的厚度明顯小于基底瓷，也

41、就是飾瓷很薄時更容易發生裂紋在界面的擴展。因此，在臨床上可以發現氧化鋁全瓷冠的完全斷裂，同時也會發現一些內冠脫瓷或同時發生。臨床應注意修復體飾瓷的厚度和均勻度。氧化培陶瓷雖然是目前力學性能最優的基底瓷材料，但由于其強度遠遠大于飾瓷材料，并且與飾瓷材料具有不同的損傷模式，飾瓷為脆性模式，氧化結為準彈性模式，兩者之間的力學性能匹配性最差。因此，臨床通常發生內冠脫瓷或飾瓷崩瓷，而很少有氧化結內冠斷裂發生。這一問題目前還沒有很好的解決方式，提高飾瓷材料的力學性能是理想的解決方式，但是目前應用的飾瓷材料主要化學結構是玻璃，強度等力學性能的提高很有限，有待發現更理想的替代材料。在氧化培內冠表面壓鑄一層玻璃

42、陶瓷，最后在燒結飾瓷，形成三層結構也是一種嘗試，但所填加的玻璃陶瓷力學性能與氧化結之間仍然存在很大差異，但壓鑄的方式減少了界面缺陷的產生，有助于提高界面的質量。3 .基底瓷和飾瓷的熱膨脹匹配性能疊層復合全瓷修復體的損傷還與基底瓷和飾瓷之間的熱膨脹性能匹配相關，由于飾瓷的熱膨脹系數與基底瓷不同，此時在基底瓷和飾瓷中都存在熱殘余應力，通常基底瓷的熱收縮膨脹系數略大于飾瓷時，基底冠表面燒結的飾瓷材料冷卻過程中產生的收縮略小于基底瓷材料，少量的熱殘余應力有利于兩者的界面結14合，但當殘余應力過大時可能產生不利影響使飾瓷容易崩脫，這一點與金屬烤瓷冠中金屬基底冠和飾瓷的結合近似。飾瓷內部存在殘余壓應力，殘余應力在界面處最大，向表面逐漸減小，這種應力在一定范圍內可以抵消外加拉應力，但當外加應力大于臨界值以后，內部殘余應力加速其破碎過程。同時這種殘余應力在基底瓷材料表現為拉應力，近來的研究認為殘余拉應力對基底瓷材料的抗損傷能力存在負面影響，建議基底瓷材料和飾瓷材料之間的熱膨脹系數嚴格匹配，最好為零失配。（三）基底瓷和飾瓷的界面狀態（圖）影響全瓷修復體力學性能的另外一個薄弱環節是基底冠和飾瓷的界面狀態，它影響應力傳