Clinical application and prospects of silica based ceramics

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-1366.2021.02.002

Abstract

Abstract:

Silica based ceramics are one of the preferred dental esthetic restorative materials for modern dental clinical treatment, which have been widely used in recent years. Silica based ceramics are mainly glass phase, with excellent esthetic, adhesive properties and biocompatibility, but slightly poor mechanical properties. According to different kinds of material components and processing methods, various restorations can be made to meet the clinical needs. Our research group searched for the articles in PubMed, CNKI, Wanfang databases with the key words of "silica based ceramics; glass ceramic; physical properties; shear bond strength; bonding performance; clinical operation; surface treatment" in Chinese and English. After screening with the inclusion and exclusion criteria, 45 articles were included. Upon the included literature, the types, characters, clinical applications and bonding technologies of silica based ceramic restorations were reviewed and summarized. Furthermore, the future development trend of silica based ceramics was prospected, and new inspiration was obtained by combining the silica based ceramics with the current technology. Silica based ceramics have an ideal application prospect, but the feasibility of more extensive application of silica based ceramics technology needs scientific verification and clinical observation.

Key words: Esthetic, dental, Dental restoration, Dental materials, Silica based ceramic, Lithium disilicate, Glass ceramic, Adhesion

Ruitong Sun, Xiangyi Li, Yichun Hu, Jiayang Gao, Bo Hu, Desong Zhan, Jiale Fu. Clinical application and prospects of silica based ceramics[J]. Chinese Journal of Stomatological Research(Electronic Edition), 2021, 15(02): 72-78.

/ / Recommend

Add to citation manager EndNote|Ris|BibTeX

URL: https://zhkqyxyjzz.cma-cmc.com.cn/EN/10.3877/cma.j.issn.1674-1366.2021.02.002

https://zhkqyxyjzz.cma-cmc.com.cn/EN/Y2021/V15/I02/72

Figures/Tables 4

References 45

[11]	Zhang Z, Yi Y, Wang X，et al. A comparative study of progressive wear of four dental monolithic，veneered glass-ceramics[J]. J Mech Behav Biomed Mater，2017，74：111-117. DOI：10.1016/j.jmbbm.2017.05.035.
[12]	钱冬冬，张蕾，骆小平，等.反复烧结对牙科二硅酸锂玻璃陶瓷颜色和透光性的影响[J].华西口腔医学杂志，2015，33（1）：50-53. DOI：10.7518/hxkq.2015.01.011.
[13]	Hallmann L, Ulmer P, Kern M. Effect of microstructure on the mechanical properties of lithium disilicate glass-ceramics[J]. J Mech Behav Biomed Mater，2018，82：355-370. DOI：10.1016/j.jmbbm.2018.02.032.
[14]	张津京，陆支越.玻璃陶瓷高嵌体断裂强度的影响因素[J].口腔颌面修复学杂志，2020，21（2）：115-118. DOI：10.19748/j.cn.kqxf.1009-3761.2020.02.011.
[15]	黄罡，陶进京，景建龙，等. CAD/CAM数字化瓷贴面在前牙美学修复中的临床应用[J].口腔医学，2020，40（4）：319-323. DOI：10.13591/j.cnki.kqyx.2020.04.007.
[16]	吕继新，于卫强，佘文君，等.不同基牙设计对CAD/CAM全瓷修复体抗折强度的影响[J].上海口腔医学，2019，28（6）：578-580. DOI：10.19439/j.sjos.2019.06.004.
[17]	Yadva K, De Ataided IN, Fernandes M，et al. Endodontic Management of a Mandibular First Molar with Radix Entomolaris and Conservative Post-endodontic Restoration with CAD/CAM Inlay：A Novel Clinical Technique[J]. J Clin Diagn Res，2016，10（11）：ZD13-ZD15. DOI：10.7860/JCDR/2016/22048.8828.
[18]	Choi EK, Lee JH, Baek SH，et al. Gene expression profile altered by orthodontic tooth movement during healing of surgical alveolar defect[J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop，2017，151（6）：1107-1115. DOI：10.1016/j.ajodo.2016.10.039.
[19]	聂廷洪，孙迎春，郑琳，等.瓷贴面和全瓷冠牙科材料修复前牙的效果比较[J].中国组织工程研究，2015，19（8）：1239-1244. DOI：10.3969/j.issn.2095-4344.2015.08.017.
[20]	Sundfeld D, Correr-Sobrinho L, Pini NIP，et al. The Effect of Hydrofluoric Acid Concentration and Heat on the Bonding to Lithium Disilicate Glass Ceramic[J]. Braz Dent J，2016，27（6）：727-733. DOI：10.1590/0103-6440201601024.
[21]	杨丽丽，张新艳，郑艳春，等.不同表面处理对国产口腔二硅酸锂玻璃陶瓷与树脂水门汀粘接强度的影响[J].中华口腔医学杂志，2021，56（1）：80-85. DOI：10.3760/cma.j.cn112144-20200217-00061.
[22]	Meng XF, Yoshida K, Gu N. Chemical adhesion rather than mechanical retention enhances resin bond durability of a dental glass-ceramic with leucite crystallites[J]. Biomed Mater，2010，5（4）：044101. DOI：10.1088/1748-6041/5/4/044101.
[23]	唐仁韬，李欣海，于江利，等.复合树脂与玻璃陶瓷微拉伸粘接强度的体外研究[J].北京大学学报（医学版），2020，52（4）：755-761. DOI：10.19723/j.issn.1671-167X.2020.04.030.
[24]	赵翰，姜婷，葛春玲，等.口腔修复治疗中的并发症及其防范处置措施[J].口腔颌面修复学杂志，2015，16（5）：285-288. DOI：10.3969/j.issn.1009-3761.2015.05.007.
[25]	钱海蓝，任灵燕，聂蓉蓉，等.氢氟酸质量分数对二硅酸锂玻璃陶瓷表面形貌及树脂粘接的影响[J].华西口腔医学杂志，2017，35（6）：593-597. DOI：10.7518/hxkq.2017.06.006.
[26]	孟翔峰，周小陆，骆小平.氢氟酸处理时间对玻璃陶瓷与树脂粘接耐久性的影响[J].中华口腔医学杂志，2010，45（5）：307-312. DOI：10.3760/cma.j.issn.1002-0098.2010.05.014.
[27]	Gehrt M, Wolfart S, Rafai N，et al. Clinical results of lithium-disilicate crowns after up to 9 years of service[J]. Clin Oral Investig，2013，17（1）：275-284. DOI：10.1007/s00784-012-0700-x.
[28]	Papia E, Larsson C, du Toit M，et al. Bonding between oxide ceramics and adhesive cement systems：a systematic review[J]. J Biomed Mater Res B Appl Biomater，2014，102（2）：395-413. DOI：10.1002/jbm.b.33013.
[29]	Malament KA, Natto ZS, Thompson V，et al. Ten-year survival of pressed，acid-etched e.max lithium disilicate monolithic and bilayered complete-coverage restorations：Performance and outcomes as a function of tooth position and age[J]. J Prosthet Dent，2019，121（5）：782-790. DOI：10.1016/j.prosdent.2018.11.024.
[30]	Aziz A, El-Mowafy O, Tenenbaum HC，et al. Clinical performance of chairside monolithic lithium disilicate glass-ceramic CAD-CAM crowns[J]. J Esthet Restor Dent，2019，31（6）：613-619. DOI：10.1111/jerd.12531.
[31]	Rauch A, Reich S, Dalchau L，et al. Clinical survival of chair-side generated monolithic lithium disilicate crowns：10-year results[J]. Clin Oral Investig，2018，22（4）：1763-1769. DOI：10.1007/s00784-017-2271-3.
[32]	Silva NR, Thompson VP, Valverde GB，et al. Comparative reliability analyses of zirconium oxide and lithium disilicate restorations in vitro and in vivo[J]. J Am Dent Assoc，2011，142 Suppl 2：4S-9S. DOI：10.14219/jada.archive.2011.0336.
[33]	Nazirkar GS, Patil SV, Shelke PP，et al. Comparative evaluation of natural enamel wear against polished yitrium tetragonal zirconia and polished lithium disilicate - An in vivo study[J]. J Indian Prosthodont Soc，2020，20（1）：83-89. DOI：10.4103/jips.jips_218_19.
[34]	Toman M, Toksavul S. Clinical evaluation of 121 lithium disilicate all-ceramic crowns up to 9 years[J]. Quintessence Int，2015，46（3）：189-197. DOI：10.3290/j.qi.a33267.
[35]	Yang Y, Yu J, Gao J，et al. Clinical outcomes of different types of tooth-supported bilayer lithium disilicate all-ceramic restorations after functioning up to 5 years：A retrospective study[J]. J Dent，2016，51：56-61. DOI：10.1016/j.jdent.2016.05.013.
[36]	冯路，何峰，许少平.自粘接树脂水门汀与两种粗化处理的二硅酸锂陶瓷的粘接性能评价[J].口腔医学，2019，39（11）：993-997. DOI：10.13591/j.cnki.kqyx.2019.11.007.
[37]	华文兵，黄争美，王宁涛，等.不同树脂粘接剂对IPS e.max CAD玻璃陶瓷粘接性能影响的研究[J].口腔颌面修复学杂志，2019，20（1）：26-31. DOI：10.19748/j.cn.kqxf.1009-3761.2019.01.007.
[38]	刘清，孟翔峰，丁虹，等. 2种可切削玻璃陶瓷树脂粘接强度及耐久性的比较研究[J].华西口腔医学杂志，2011，29（2）：129-131，135. DOI：10.3969/j.issn.1000-1182.2011.02.005.
[39]	Guazzato M, Proos K, Quach L，et al. Strength，reliability and mode of fracture of bilayered porcelain/zirconia（Y-TZP）dental ceramics[J]. Biomaterials，2004，25（20）：5045-5052. DOI：10.1016/j.biomaterials.2004.02.036.
[40]	Kern M, Sasse M. Ten-year survival of anterior all-ceramic resin-bonded fixed dental prostheses[J]. J Adhes Dent，2011，13（5）：407-410. DOI：10.3290/j.jad.a22096.
[41]	Komine F, Blatz MB, Matsumura H. Current status of zirconia-based fixed restorations[J]. J Oral Sci，2010，52（4）：531-539. DOI：10.2334/josnusd.52.531.
[42]	Blatz MB, Vonderheide M, Conejo J. The Effect of Resin Bonding on Long-Term Success of High-Strength Ceramics[J]. J Dent Res，2018，97（2）：132-139. DOI：10.1177/0022034517729134.
[1]	中华口腔医学会口腔美学专业委员会，中华口腔医学会口腔材料专业委员会.全瓷美学修复材料临床应用专家共识[J].中华口腔医学杂志，2019，54（12）：825-828. DOI：10.3760/cma.j.issn.1002-0098.2019.12.007.
[2]	Kelly JR, Benetti P. Ceramic materials in dentistry：historical evolution and current practice[J]. Aust Dent J，2011，56 Suppl1：8496. DOI：10.1111/j.18347819.2010.01299.x.
[3]	Gracis S, Thompson VP, Ferencz JL，et al. A new classification system for all-ceramic and ceramic-like restorative materials[J]. Int J Prosthodont，2015，28（3）：227-235. DOI：10.11607/ijp.4244.
[4]	赵信义.口腔材料学[M]. 6版.北京：人民卫生出版社，2020：139-171.
[5]	Zhang Y, Kelly JR. Dental ceramics for restoration and metal veneering[J]. Dent Clin North Am，2017，61（4）：797-819. DOI：10.1016/j.cden.2017.06.005.
[6]	骆小平.牙科陶瓷材料及修复体制作技术的新进展[M].口腔材料器械杂志，2016，25（1）：1-4. DOI：10.11752/j.kqcl.2016.01.01.
[7]	Awada A, Nathanson DJ. Mechanical properties of resin-ceramic CAD/CAM restorative materials[J]. J Prosthet Dent，2015，114（4）：587-593. DOI：10.1016/j.prosdent.2015.04.016.
[8]	张祖太.漫谈——口腔用陶瓷材料[J].口腔材料器械杂志，2016，25（4）：169-172. DOI：10.11752/j.kqcl.2016.04.01.
[9]	赵铱民.口腔修复学[M]. 8版.北京：人民卫生出版社，2020：41-84.
[10]	Quinn JB, Sundar V, Lloyd IK. Influence of microstructure and chemistry on the fracture toughness of dental ceramics[J]. Dent Mater，2003，19（7）：603-611. DOI：10.1016/s0109-5641(03)00002-2.
[43]	Thompson JY, Stoner BR, Piascik JR，et al. Adhesion/cementation to zirconia and other non-silicate ceramics：where are we now？[J]. Dent Mater，2011，27（1）：71-82. DOI：10.1016/j.dental.2010.10.022.
[44]	项东，林红.口腔氧化锆陶瓷粘接预处理方法的研究进展[J].中华口腔医学杂志，2020，55（5）：348-352. DOI：10.3760/cma.j.cn112144-20191128-00426.
[45]	李睿，孙迎春，周晖，等.口腔氧化锆陶瓷的粘接方法[J].中国组织工程研究，2015，19（3）：478-482. DOI：10.3969/j.issn.2095-4344.2015.03.027.

分类	主要晶相、工艺	挠曲强度（MPa）（三点弯曲强度测试）
牙本质	-	34~98
Vita BLOCS瓷立方	长石瓷	154 ± 15
Vita SUPRINITY锆增强型硅酸锂陶瓷	锆加强型二硅酸锂瓷	420~580
Vita ENAMIC弹性瓷	陶瓷与树脂双重网状结构	150~160
IPS Express	IPS Empress白榴石铸瓷CAD	185
IPS e.max	二硅酸锂铸瓷/CAD瓷块	500~530
Upcare UP.press/CAD爱尔创锂瓷	二硅酸锂铸瓷/CAD瓷块	400
Aidite Cameo Dental Glass Ceramic爱迪特科美玻璃陶瓷	二硅酸锂CAD/CAM瓷块	420 ± 60
3M Lava Ultimate Lava优韧瓷	纳米复合陶瓷	360~400
GC Initial LiSi Press	二硅酸锂铸瓷	462.61 ± 23.48

分类	主要晶相、工艺	挠曲强度（MPa）（三点弯曲强度测试）
牙本质	-	34~98
Vita BLOCS瓷立方	长石瓷	154 ± 15
Vita SUPRINITY锆增强型硅酸锂陶瓷	锆加强型二硅酸锂瓷	420~580
Vita ENAMIC弹性瓷	陶瓷与树脂双重网状结构	150~160
IPS Express	IPS Empress白榴石铸瓷CAD	185
IPS e.max	二硅酸锂铸瓷/CAD瓷块	500~530
Upcare UP.press/CAD爱尔创锂瓷	二硅酸锂铸瓷/CAD瓷块	400
Aidite Cameo Dental Glass Ceramic爱迪特科美玻璃陶瓷	二硅酸锂CAD/CAM瓷块	420 ± 60
3M Lava Ultimate Lava优韧瓷	纳米复合陶瓷	360~400
GC Initial LiSi Press	二硅酸锂铸瓷	462.61 ± 23.48

制作工艺	材料	优点	缺点	应用
烧结	白榴石增强长石质	美观性高，颜色丰富，半透性好	强度一般	通过粘接性粘固的前牙冠
烧结	增加氧化铝	增加氧化铝含量，较高强度	美观性较差	制作单个前牙及后牙的基底冠
热压铸	白榴石晶体	边缘适合性好，形态准确、美观，粘接性能好，颜色和牙齿更接近	强度较低，与饰瓷结合差	单个前牙及后牙冠
热压铸	二硅酸锂晶体	拥有较强的物理性能，显著提高强度和断裂韧性	半透明性不如白榴石增强铸瓷	通过非粘接性粘固的单个前牙后牙修复体
粉浆堆涂成型	氧化铝基玻璃渗透瓷	具有较高强度	透明性较差约只有牙本质一半	单个前后牙冠的基底核
	尖晶石基玻璃渗透瓷	弯曲强度低	半透明性高于玻璃渗透氧化铝瓷	前牙全瓷冠的内冠
	氧化锆增韧氧化铝玻璃渗透全瓷	弯曲强度最高	透明度较差	对美观要求不高的后牙修复体
CAD/CAM切削成型（三者都是玻璃基陶瓷）	长石基切削瓷	对天然牙的磨损程度小	强度和韧性较差	前牙贴面、冠、后牙嵌体的修复体
	二硅酸锂基切削瓷	颜色变成牙齿样颜色，力学性能显著提高	强度略低于相应铸瓷	前后牙的冠
	玻璃渗透切削瓷	致密度、力学性能高于粉浆堆涂玻璃渗透瓷	透光率低，饰瓷和核瓷结合力低	氧化铝基玻璃渗透切削瓷：前后牙的内冠；尖晶石基玻璃渗透切削瓷：前牙牙冠、贴面修复、后牙嵌体；氧化锆基玻璃渗透切削瓷：后牙修复体

制作工艺	材料	优点	缺点	应用
烧结	白榴石增强长石质	美观性高，颜色丰富，半透性好	强度一般	通过粘接性粘固的前牙冠
烧结	增加氧化铝	增加氧化铝含量，较高强度	美观性较差	制作单个前牙及后牙的基底冠
热压铸	白榴石晶体	边缘适合性好，形态准确、美观，粘接性能好，颜色和牙齿更接近	强度较低，与饰瓷结合差	单个前牙及后牙冠
热压铸	二硅酸锂晶体	拥有较强的物理性能，显著提高强度和断裂韧性	半透明性不如白榴石增强铸瓷	通过非粘接性粘固的单个前牙后牙修复体
粉浆堆涂成型	氧化铝基玻璃渗透瓷	具有较高强度	透明性较差约只有牙本质一半	单个前后牙冠的基底核
	尖晶石基玻璃渗透瓷	弯曲强度低	半透明性高于玻璃渗透氧化铝瓷	前牙全瓷冠的内冠
	氧化锆增韧氧化铝玻璃渗透全瓷	弯曲强度最高	透明度较差	对美观要求不高的后牙修复体
CAD/CAM切削成型（三者都是玻璃基陶瓷）	长石基切削瓷	对天然牙的磨损程度小	强度和韧性较差	前牙贴面、冠、后牙嵌体的修复体
	二硅酸锂基切削瓷	颜色变成牙齿样颜色，力学性能显著提高	强度略低于相应铸瓷	前后牙的冠
	玻璃渗透切削瓷	致密度、力学性能高于粉浆堆涂玻璃渗透瓷	透光率低，饰瓷和核瓷结合力低	氧化铝基玻璃渗透切削瓷：前后牙的内冠；尖晶石基玻璃渗透切削瓷：前牙牙冠、贴面修复、后牙嵌体；氧化锆基玻璃渗透切削瓷：后牙修复体

Please choose a citation manager

Content to export