Dental Seramik Materyaller

Dt. Melike Aygün TUTAN’a bu yazıya olan katkılarından dolayı teşekkür ederim.

Başlamadan önce belirtmem gereken önemli bir nokta var. Diş hekimliği literatüründe malzeme kelimesinin karşılığı her zaman materyal olarak kullanılmaktaymış.

Dental seramikler, diş hekimliğinde çok önemli bir materyal grubudur. Seramiklerin yapısı gereği, yapay diş uygulamaları için uygun davranış sergileyebilecek aday materyaller oldukça fazladır. Metal ve polimer birçok materyal de diş hekimliğinde kullanım alanına sahiptir ancak biz bu yazıda sadece seramikleri anlatmak istiyoruz. Diğer materyaller, değişen üretim yöntemleri ve hekimlerin değişen iş yapıları hakkında gelecekte birçok yazı yazmak niyetindeyiz. Özellikle dijital diş hekimliği kavramının ortaya çıkmasına sebep olan 3D yazıcıların ve 3D tarayıcıların diş hekimliğine entegrasyonu, aynı gün dişçilik (same-day-dentistry) ve 3D yazıcılar için bir yarış halinde yeni materyal üretmeye çalışan firmaları anlatmayı önemli görüyoruz. Bu konseptler ve üretim yöntemleri, geleceğin tedavi yaklaşımını değiştireceği gibi hastaların da diş hekimine gittiklerinde yaşayacaklarını hayli değiştirecektir. Şimdilik seramik materyallere, sınıflandırılmalarına ve üretim yöntemlerine bakalım.

1. Dental Seramikler Nedir?

Dental seramikler, eksik veya hasarlı diş dokularının yerini almak üzere kullanılan dental protezler üretmek amacıyla tasarlanmış sistemlerin bir parçası olan materyallerdir. [1] Seramik terimi, metalik olmayan inorganik bir materyalin genellikle yüksek sıcaklıklarda pişirilerek üretilmesine denir. Daha özel bir terim olan porselen ise kaolin (hidratlanmış alüminosilikat), kuvars (silika) ve feldispatlar (potasyum ve sodyum alüminosilikatlar) karıştırılarak ve yüksek sıcaklıkta ateşlenerek yapılan spesifik bir bileşimsel seramik materyal aralığına karşılık gelmektedir.  Metal-seramik restorasyonlar için dental seramikler bu bileşim aralığına aittir ve genellikle dental porselen olarak adlandırılır. [2]

2. Dental Seramiklerin Sınıflandırılması

Literatürde dental seramik materyaller için; materyallerin kompozisyonlarına (Tablo-1), üretim yöntemlerine, fırınlama sıcaklıklarına, mikroyapılarına, ışık geçirgenliklerine, kırılma tokluklarına, aşındırıcı özelliklerine ve uygulama alanlarına göre sınıflandırmalar yapılmıştır. [3]

Seramiklerin diş hekimliğinde iki ana uygulaması vardır:

 1) Metal-seramik kronlar ve köprü uygulamaları için seramikler

 2) Tüm-seramik kronlar, inlayler, onleyler, veneerler ve köpruler. Ayrıca seramik ortodontik braketler, dental implant abutmentleri ve seramik protez dişleri de mevcuttur. [2]

Dental seramikler; camsı seramikler, alümina esaslı seramikler ve zirkonya esaslı seramikler olmak üzere 3 altyapı kompozisyonuna ayrılabilirler. [5]

3. Camsı Seramikler

3.1. Lösit ile güçlendirilmiş camsı seramikler:

Lösit kristalleri camsı seramiği güçlendirmek için yapıya eklenmiştir. Lösit materyalin yarı geçirgen bir görünüşü vardır ve bu sebeple yüksek estetik özelliğe sahip restorasyonlar üretilebilir. Isı ve basınç kullanan sıkıştırma yöntemleri ile veya bilgisayar destekli tasarım ve üretim (CAD/CAM) yöntemi ile üretilebilir. Ortalama olarak 120-160 MPa eğilme kuvvetlerine dayanabilir. Yüzey özellikleri geliştirildiğinde ise bu değer 200 MPa olabilir. Kırılma tokluğu ise 1.5-1.7 MPa m^1/2 aralığındadır. Dayanıklılığı düşük olduğundan dolayı kullanımı ön bölgede tek bir diş restorasyonu ile sınırlıdır. IPS Empress (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein), Optimal Pressable Ceramic/Optec OPC (Jeneric Pentron, Wallingford, Conn), IPS ProCAD (Ivoclar Vivadent Schaan, Liechtenstein) ve Mirage (Charmeleon Dental Products) firmaları tarafından üretimi yapılmaktadır. [5]

3.2. Lityum disilikat ile güçlendirilmiş cam seramikler:

Seramik bloklar, hacimce kristal bileşenin %60’ından fazlasını üreten lityum disilikat cam seramiklerinden oluşur. Bu materyal; mumun çıkarılması, ısı ile presleme ve prefabrik blokların frezlenmesi ile hazırlanır. 300-400 MPa eğilme dirençlerine dayanabilir. 2.8-3.5 MPa m^1/2 kırılma tokluğuna sahiptir. Bu tip restorasyonlar kesici dişlerden ikinci premolar dişlere kadar yapılabilir. IPS Empress 2 (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein), IPS e.max Press (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) firmaları üretimini yapmaktadır. [5]

3.3. Feldspatik cam seramikler:

%60-64 SiO₂ ve %20-23 Al₂O₃ bileşimine sahiptirler. Mikromekanik tutunma sağlama için yüzeyi pürüzlendirilebilir ve kompozit rezin siman ile simante edilebilir. Vitablocks Mark II (Vita Zahnfabrik, Bad Sackingen, Almanya), Vita Triluxe Bloc (Vita Zahnfabrik, Bad Sackingen, Almanya), Vitablocks Esthetic Line (Vita Zahnfabrik, Bad Sackingen, Almanya) ürünleri mevcuttur. [5]

4. Alumina Esaslı Seramikler

In-Ceram Alumina, In-Ceram Spinell ve In-Ceram Zirconia (Vita Zahbfabrik, Bad Sackingen, Almanya), Synthoceram (CICERO Dental Systems, Hoom, Hollanda) ve Procera (Nobel Biocare AB, Goteborg, İsveç) firmalarının ürünleri mevcuttur. In-Ceram Alumina slip döküm yöntemi ile üretilir. %70-80 Al₂O₃ içerir. 1989 yılında piyasaya sunulan In-ceram Alumina sistemi, anterior bölgede üç üyeli sabit protez yapımına izin veren ilk tam seramik sistemdir.

In-Ceram Spinell opak yapıda olan In-Ceram Alumina materyale alternatif olarak üretilmiştir. Magnezyum ve alüminyum oksit (MgAl₂O₄) karışımı ışık geçirgenliğini arttırmak için kullanılmıştır. Eğilme direnci In-Ceram Alumina’dan daha düşüktür. Bu da kullanımını ön bölge ile kısıtlar. Slip döküm veya blok materyalin frezlenmesi ile üretilir.

In-Ceram Zirconia ise sisteme %35 kısmi stabilize Zirkonya eklenmesi ile elde edilmiştir. Bu eklenti ile materyalin mekanik özellikleri iyileştirilmiştir. Yarı sinterlenmiş blokların frezlenmesi veya slip döküm ile üretilirler. Ardından, feldspatik porselen ile veneer prosesi gerçekleştirilir. Eğilme direnci 421-800 MPa aralığındadır. Mekanik özellikler artsa da opasitedeki artış materyalin sadece kron veya köprü alt yapısında, posterior bölgede kullanılabilmesine olanak sağlar. [5]

5. Zirkonya Esaslı Seramikler

Zirkonya doğal bir mineraldir. Bu mineral %80-90 oranında zirkonyum oksit (ZrO₂) içermektedir. Zirkonya üç farklı kristal yapıda bulunmaktadır. Oda sıcaklığında monoklinik, 1200°C üzerinde tetragonal ve 2370°C kübik yapıdadır. Tetragonal yapı, mekanik özellikler bakımından daha değerli olması sebebiyle oda sıcaklığında stabilize edilmeye çalışılmıştır. Bu amaçla yapıya kalsiyum ve itriyum kütle olarak %3-8 oranında katılmıştır. Bu sayede fırınlama sıcaklığında tetragonal yapıdaki zirkonya, itriyum tarafından kısmı stabilize edildiği için oda sıcaklığında da tetragonal fazda bulunacaktır. Toz materyal üretimi teknolojisinin gelişimi ve bilgisayar destekli seramik üretiminin gelişimi sayesinde zirkonya, sabit protezler için kullanılabilir hale gelmiştir.

Zirkonya seramikler, mekanik özellikler bakımından feldspatik porselenlerden yaklaşık 6 kat, alümina seramiklerden ise yaklaşık 2 kat daha güçlüdür. Esneme dirençleri 900-1200 MPa ve kırılma direnci ise 9-10 MPa seviyesindedir. Zirkonya seramiklerin yüksek boyutsal ve kimyasal stabiliteleri ve mekanik özelliklerinin daha iyi olmasından dolayı posterior bölgedeki restorasyonlarda kullanılabilirler. [9]

Lava System (3EM ESPE, st. Paul, Minn.), Cercon System (Almanya), DC Zirconica System (İsviçre), Denzir System (İsveç), Celay System (İsviçre), Cerec In Lab System (Almanya), Everest System (Almanya), Zeno Tec System (Almanya) ve Zirkonzahn System (İtalya) firmalarının üretimleri mevcuttur.

6. Üretim Yöntemleri

Seramik materyaller; toz halinde sıcaklık ve presleme yardımıyla şekillendirilme, slip döküm yöntemi ile şekillendirme ve bilgisayar destekli tasarım ve üretim (CAD/CAM) ile şekillendirme işlemlerine tabi tutulabilirler. Tabloda üretim yöntemleri ve uygulanan materyaller özetlenmiştir.

Diş hekimliğinde CAD/CAM teknolojisi, geleneksel döküm tekniklerine alternatif olarak sürekli gelişmeye devam etmektedir. CAD/CAM ile hastaya tek seansta protez teslim edilir. İnsan emeği azalır ve yüksek kalitede ürün üretilir. En önemli özellik olarak ise CAD/CAM sayesinde geleneksel yöntemlerde kullanılamayan materyaller kullanılabilir. Seramik materyallerin diş hekimliğinde kullanılabilmesi bu teknoloji sayesinde mümkün olmuştur. CEREC, Duret, Denzir, Rekow, Procera, Comet, CICERO, Cercon, Lava ve Celay gibi birçok sistem geliştirilmiştir. [12] CAD/CAM sistemlerinde feldspatik seramiklere, camsı seramiklere, infiltrasyon seramiklerine, oksit seramiklere, nanoseramiklere, hibrit seramiklere ve zirkonya ile güçlendirilmiş lityum silikat seramiklere işlem uygulanabilir. [13]

Üretilen tam seramik restorasyonlara elmas döner aletlerle pürüzlendirme, kumlama, asitle pürüzlendirme, tribokimyasal silika kaplama, silan uygulaması, lazer ile pürüzlendirme ve plazma sprey yöntemi gibi yüzey işlemleri de uygulanabilir. Bu sayede adeziv bağlantı dayanımı arttırılır. [14]

KAYNAKÇA

1. A. Shenoy ve N. Shenoy, «Dental ceramics: An update,» Journal of Conservative Dentistry, cilt 13, no. 4, 2010.
2. J. Powers ve R. Sakaguchi, «Chapter 11 – Restorative Materials-Ceramics,» %1 içinde Craig’s Restorative Dental Materials (14th Edition), Elsevier, 2018, p. 253.
3. G. Helvey, «Classification of Dental Ceramics,» Insider Dentistry , p. 62, 2013.
4. G. Schmalz ve M. Federlin, «PARTIAL CERAMIC CROWNS. ESTHETIC AND TISSUE CONSERVATIVE RESTORATIONS – PART I: POSTERIOR TEETH,» Stomatology Edu Journal, p. 270, 2017.
5. Ö. Kırmalı, «Dental ceramics used in dentristry,» Cumhuriyet Dental Journal, cilt 17, no. 3, p. 316, 2012.
6. https://www.ivoclarvivadent.com/en/p/dental-professional/products/all-ceramics/ips-emax-dentist/ips-emax-lithium-disilicate (son ziyaret: 21.07.2020)
7. http://www.umich.edu/~nbumictr/Restorative-procera/allceram/allceram_bridge/reports/strength_bridge.html (son ziyaret: 21.07.2020)
8. Y. Han ve J. Zhu, «ChemInform Abstract: Surface Science Studies on the Zirconia-Based Model Catalysts,» Kasım 2013. [Çevrimiçi]. Available: https://www.researchgate.net/figure/Crystal-structures-of-ZrO-2-a-cubic-b-tetragonal-and-c-monoclinic-Red-and-blue_fig1_257669922. [Erişildi: 18 Mayıs 2020].
9. A. E. Ersoy, «Tam seramik restorasyonlar,» %1 içinde Diş Hekimliğinde Sabit Protezler, Akademisyen Kitabevi, 2015, p. 129.
10. https://blog.ddslab.com/history-of-zirconia (son ziyaret: 21.07.2020)
11. I. Denry ve J. A. Holloway, «Ceramics for Dental Applications: A Review,» Materials – Open Access Journal, no. 3, p. 352, 2010.
12. İ. Yöndem ve F. Aykent, «Dental Ceramics Made by Using Computer Technology (CAD/CAM),» Hacettepe Diş Hekimliği Fakültesi Dergisi, cilt 32, no. 3, p. 79, 2008.
13. H. Kılınç, S. Turgut, E. A. Ayaz ve B. Bağış, «GÜNCEL NANOSERAMĠK VE HĠBRĠT CAD/CAM MATERYALLERĠ,» Atatürk Üniv. DiĢ Hek. Fak. Derg., cilt 28, no. 4, p. 592, 2018.
14. H. Sevmez, M. B. Güngör ve H. Yılmaz , «Tam Seramik Restorasyonlarda Uygulanan Yüzey İşlemleri,» Ege Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Dergisi, cilt 39, no. 3, p. 148, 2018
15. https://pocketdentistry.com/in-office-dental-cadcam-technology/ (son ziyaret: 21.07.2020)
16. https://www.bccourier.com/global-dental-cad-cam-materials-systems-market-strategic-assessment-swot-analysis-2020-2026-3m-amann-girrbach-danaher-dental-wings/ (son ziyaret: 21.07.2020)