Čes. stomatol. Prakt. zub. lék. (Czech Dental Journal) 2022; 122(1): 11-16 | DOI: 10.51479/cspzl.2022.002

ZIRKONIOVÁ KERAMIKA: VLASTNOSTI A KLASIFIKACE

Kovalský T., Voborná I., Míšová E., Rosa M., Polanská V., Hepová M., Staněk J.
Klinika zubního lékařství, Lékařská fakulta Univerzity Palackého a Fakultní nemocnice, Olomouc

Úvod a cíl: Zirkoniová keramika je aktuálně nejpoužívanějším zástupcem polykrystalických dentálních keramik. Je vysoce ceněna pro svoje mechanické vlastnosti: tvrdost, pevnost a houževnatost. Naopak jako nedostatek zirkoniové keramiky je vnímána její estetika. Její nedostatečná transparence znemožňuje napodobení optických vlastností skloviny, a proto je její indikace v monolitické formě často omezena pouze na laterální úseky. Tento článek pojednává o vlastnostech zirkoniové keramiky a o jejím vývoji. Zvláštní důraz je kladen na chemicko-fyzikální podstatu jevů, které se podílejí na determinaci vlastností zirkoniové keramiky, jako jsou její krystalická struktura, složení, její stabilita případně metastabilita, a dále na omezení indikací jednotlivých generací zirkoniové keramiky.

Závěr: Ekonomický potenciál zirkoniové keramiky se ukazuje jako silný stimulant jejího vývoje. Estetické nedostatky materiálu byly největším omezujícím faktorem pro jeho širší využití. Nejprostším a nejstarším řešením této problematiky se stalo fazetování zirkoniové keramiky pomocí keramiky s vysokým obsahem skla. U této kombinace materiálů byl ovšem zjištěn relativně častý výskyt komplikací spojených s odlamováním povrchových vrstev fazety. Nejvýhodnějším z pohledu mechaniky se ukázalo být využití zirkoniové keramiky v monolitické formě. Proto se vývoj zirkoniové keramiky v posledních deseti letech vydal směrem zvyšování transparence zirkoniové keramiky samotné. Výsledkem těchto snah se stala poslední generace zirkoniové keramiky, která má podstatně zlepšenou estetiku a lze ji využít i v oblastech relativně esteticky exponovaných. Tyto nové materiály si uchovávají pouze část mechanické odolnosti svých předchůdců, a proto jsou jejich indikace omezeny pouze na tříčlenné můstky. Stále však výrazně rozšiřují portfolio možností využití monolitické zirkoniové keramiky a stávají se vhodnou alternativou ke starším materiálům používaným pro zhotovení korunek a můstků.

Klíčová slova: zirkoniová keramika, zirkonia, polymorfismus, metastabilita, transformation toughening, low temperature degradation, 3Y-TZP, 4Y-TZP, 5Y-TZP

ZIRCONIA CERAMICS: PROPERTIES AND CLASSIFICATION

Introduction and aim: Zirconia is currently the most commonly used representative of polycrystalline dental ceramics. It is highly valued for its mechanical properties: hardness, strength and toughness. On the contrary, its aesthetics is percieved as a disadvantage. Its insufficient transparency makes it impossible to mimic the optical properties of enamel, and therefore its indication in monolithic form is often limited to distal sections only. This article discusses the properties of zirconia ceramics and its evolution. Particular emphasis is placed on the chemical-physical nature of the phenomena involved in determining the properties of dental zirconia.

Conclusion: The economic potential of zirconia ceramics is proving to be a strong stimulant of its development. The aesthetic disadvantages of the material were the biggest limiting factor for its wider use. The simplest and earliest solution to this problem was the veneering of zirconia using high glass content ceramics. This combination of materials, however, was found to have relatively frequent complications associated with chipping of the surface layers of the veneer. The use of zirconia ceramics in monolithic form proved to be the most advantageous from a mechanical point of view. Therefore, the development of zirconia ceramics in the last ten years has gone in the direction of increasing the transparency of the zirconia ceramic itself. The result of these efforts has been the latest generation of zirconia ceramics, which have significantly improved aesthetics and can be used even in relatively aesthetically exposed areas. These new materials retain only a fraction of the mechanical durability of their predecessors, and therefore their indications are limited to three-unit bridges. However, they still significantly expand the portfolio of applications for monolithic zirconia ceramics and are becoming a suitable alternative to older materials used for crown and bridge fabrication.

Keywords: zirconia ceramic, zirconia, polymorphism, metastability, transformation toughening, low temperature degradation, 3Y-TZP, 4Y-TZP, 5Y-TZP

Přijato: 6. únor 2022; Zveřejněno: 1. březen 2022  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Kovalský T, Voborná I, Míšová E, Rosa M, Polanská V, Hepová M, Staněk J. ZIRKONIOVÁ KERAMIKA: VLASTNOSTI A KLASIFIKACE. Čes. stomatol. Prakt. zub. lék. 2022;122(1):11-16. doi: 10.51479/cspzl.2022.002.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Mounajjed R, Šoukalová H, Azar B, Černý D, Hammal M. Celokeramické náhrady. Čes stomatol Prakt zubní lék. 2018; 118(4): 90-94. Přejít k původnímu zdroji...
    2. Tabatabaian F. Color aspect of monolithic zirconia restorations: A review of the literature. J Prosthodont. 2019; 28(3): 276-287. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    3. Brizuela-Velasco A, Diéguez-Pereira M, Álvarez-Arenal Á, Chávarri-Prado D, Solaberrieta E, Fernández-González FJ, Chento-Valiente Y, Santamaría-Arrieta G. Fracture resistance of monolithic high translucency zirconia implant-supported crowns. Implant Dent. 2016; 25(5): 624-628. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    4. Wang F, Takahashi H, Iwasaki N. Translucency of dental ceramics with different thicknesses. J Prosthet Dent. 2013; 110(1): 14-20. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. Jurišić S, Jurišić G, Zlatarić DK. In vitro evaluation and comparison of the translucency of two different all-ceramic systems. Acta Stomatol Croat. 2015; 49(3): 195-203. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. Zhang Y, Lawn BR. Novel zirconia materials in dentistry. J Dent Res. 2018; 97(2): 140-147. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. Stevenson A. (ed.) Oxford Dictionary of English. 3rd edition. Oxford: Oxford University Press; 2010, 2066.
    8. Krebs R, Robert E. The history and use of our earth's chemical elements. Westport, Connecticut: Greenwood Press; 1998, 98-100. Přejít k původnímu zdroji...
    9. Subbarao EC. Zirconia-an overview. In: Heuer AH, Hobbs LW, editors. Science and technology of zirconia. Columbus, OH: The American Ceramic Society; 1981, 1-24.
    10. Kisi E, Howard C. Crystal structures of zirconia phases and their interrelation. Key Eng Mater. 1998; 153/154: 1-35. Přejít k původnímu zdroji...
    11. Kelly JR, Denry I. Stabilized zirconia as a structural ceramic: an overview. Dent Mater. 2008; 24(3): 289-298. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    12. Evans AG, Heuer AH. Review - transformation toughening in ceramics: martensitic transformations in crack-tip stress fields. J Am Ceram Soc. 1980; 63(5-6): 241-248. Přejít k původnímu zdroji...
    13. Stawarczyk B, Keul C, Eichberger M, Figge D, Edelhoff D, Lümkemann N. Three generations of zirconia: From veneered to monolithic. Part I. Quintessence Int. 2017; 48(5): 369-380.
    14. Zarone F, Di Mauro MI, Ausiello P, Ruggiero G, Sorrentino R. Current status on lithium disilicate and zirconia: a narrative review. BMC Oral Health. 2019; 19(1): 134. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    15. Zarone F, Russo S, Sorrentino R. From porcelain-fused-to-metal to zirconia: clinical and experimental considerations. Dent Mater. 2011; 27(1): 83-96. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    16. Zhu J, Luo J, Sun Y. Study of the fracture behavior of tetragonal zirconia polycrystal with a modified phase field model. Materials (Basel). 2020; 13(19): 4430. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    17. Kobayashi K, Kuwajima H, Masaki T. Phase change and mechanical properties of ZrO2-Y2O3 solid electrolyte after ageing. Solid State Ion. 1981; 3-4: 489-493. Přejít k původnímu zdroji...
    18. Chen YW, Moussi J, Drury JL, Wataha JC. Zirconia in biomedical applications. Expert Rev Med Devices. 2016; 13(10): 945-963. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    19. Sorrentino R, Navarra CO, Di Lenarda R, Breschi L, Zarone F, Cadenaro M, Spagnuolo G. Effects of finish line design and fatigue cyclic loading on phase transformation of zirconia dental ceramics: A qualitative micro-raman spectroscopic analysis. Materials (Basel). 2019; 12(6): 863. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    20. Camposilvan E, Leone R, Gremillard L, Sorrentino R, Zarone F, Ferrari M, Chevalier J. Aging resistance, mechanical properties and translucency of different yttria-stabilized zirconia ceramics for monolithic dental crown applications. Dent Mater. 2018; 34(6): 879-890. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    21. Mota YA, Cotes C, Carvalho RF, Machado JPB, Leite FPP, Souza ROA, Özcan M. Monoclinic phase transformation and mechanical durability of zirconia ceramic after fatigue and autoclave aging. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2017; 105(7): 1972-1977. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    22. Yang H, Xu YL, Hong G, Yu H. Effects of low-temperature degradation on the surface roughness of yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal ceramics: A systematic review and meta-analysis. J Prosthet Dent. 2021; 125(2): 222-230. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    23. Pereira GKR, Venturini AB, Silvestri T, Dapieve KS, Montagner AF, Soares FZM, Valandro LF. Low-temperature degradation of Y-TZP ceramics: A systematic review and meta-analysis. J Mech Behav Biomed Mater. 2015; 55: 151-163. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    24. International Organization for Standardization. ISO 6872:2015. [cit. 27. 7. 2021] Dostupné z: https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:6872:ed-4:v1:en nebo https://www.sis.se/api/document/preview/918954
    25. Pang Z, Chughtai A, Sailer I, Zhang Y. A fractographic study of clinically retrieved zirconia-ceramic and metal-ceramic fixed dental prostheses. Dent Mater. 2015; 31(10): 1198-1206. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    26. Larsson C, Vult von Steyern P. Implant-supported full-arch zirconia-based mandibular fixed dental prostheses. Eight-year results from a clinical pilot study. Acta Odontol Scand. 2013; 71(5): 1118-1222. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    27. Sax C, Hämmerle CH, Sailer I. 10-year clinical outcomes of fixed dental prostheses with zirconia frameworks. Int J Comput Dent. 2011; 14(3): 183-202. Přejít na PubMed...
    28. Miyazaki T, Nakamura T, Matsumura H, Ban S, Kobayashi T. Current status of zirconia restoration. J Prosthodont Res. 2013; 57(4): 236-261. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    29. Felberg RV, Bassani R, Pereira GKR, Bacchi A, Silva-Sousa YTC, Gomes EA, Sarkis-Onofre R, Spazzin AO. Restorative possibilities using zirconia ceramics for single crowns. Braz Dent J. 2019; 30(5): 446-452. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    30. Tong H, Tanaka CB, Kaizer MR, Zhang Y. Characterization of three commercial Y-TZP ceramics produced for their high-translucency, high-strength and high-surface area. Ceram Int. 2016; 42(1 Pt B): 1077-1085. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    31. Alraheam IA, Donovan T, Boushell L, Cook R, Ritter AV, Sulaiman TA. Fracture load of two thicknesses of different zirconia types after fatiguing and thermocycling. J Prosthet Dent. 2020; 123(4): 635-640. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    32. Jerman E, Lümkemann N, Eichberger M, Zoller C, Nothelfer S, Kienle A, Stawarczyk B. Evaluation of translucency, Marten's hardness, biaxial flexural strength and fracture toughness of 3Y-TZP, 4Y-TZP and 5Y-TZP materials. Dent Mater. 2021; 37(2): 212-222. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    33. Mao L, Kaizer MR, Zhao M, Guo B, Song YF, Zhang Y. Graded ultra-translucent zirconia (5Y-PSZ) for strength and functionalities. J Dent Res. 2018; 97(11): 1222-1228. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    34. Holman CD, Lien W, Gallardo FF, Vandewalle KS. Assessing flexural strength degradation of new cubic containing zirconia materials. J Contemp Dent Pract. 2020; 21(2): 114-118. Přejít k původnímu zdroji...

    Tento článek je publikován v režimu tzv. otevřeného přístupu k vědeckým informacím (Open Access), který je distribuován pod licencí Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0), která umožňuje nekomerční distribuci, reprodukci a změny, pokud je původní dílo řádně ocitováno. Není povolena distribuce, reprodukce nebo změna, která není v souladu s podmínkami této licence.


    Zpět na obsah