Sứ làm từ zirconia được chia thành 3 loại: zirconia nguyên chất, zirconia ổn định hoàn toàn và zirconia ổn định một phần. Zirconia ổn định một phần, đặc biệt là zirconia ổn định bởi yttria (Y-TZP), là loại sứ làm từ zirconia phổ biến nhất trong nha khoa.

Zirconia là tên được đặt cho zirconium dioxide (ZrO2). Zirconia là một vật liệu đa tinh thể, có thể biểu hiện nhiều hơn một cấu trúc tinh thể tùy thuộc vào điều kiện áp suất và nhiệt độ. Zirconia tinh khiết là monoclinic (M) ở nhiệt độ phòng. Pha này ổn định ở nhiệt độ lên tới 1170°C. Nó sẽ chuyển thành pha tứ giác (T) ở nhiệt độ cao hơn và sau đó thành pha lập phương (C) ở 2370°C.

Loại zirconia được sử dụng trong nha khoa là vật liệu đa tinh thể zirconia tứ giác yttria (Y-TZP) là oxit zirconia. Yttria (Y2O3) là một oxit của nguyên tố kim loại yttrium (nguyên tử số 39). Y-TZP là vật liệu sứ đơn pha được hình thành bằng cách thiêu kết trực tiếp các tinh thể với nhau mà không có bất kỳ ma trận can thiệp nào để tạo thành cấu trúc đa tinh thể dày đặc, không có không khí. Yttria được thêm vào zirconia để ổn định cấu trúc và duy trì các đặc tính mong muốn của vật liệu.

Dán vào sứ Zirconia

Mục đích của việc gắn bằng xi măng nhựa (resin cement)

Sứ làm từ zirconia có độ bền cao và do đó, phục hình có thể được gắn bằng xi măng truyền thống hoặc được gắn bằng xi măng nhựa. Nếu cần lưu giữ trên răng nhiều hơn và cần mức độ rò rỉ tối thiểu ở ĐHT (Đường hoàn tất) thì nên gắn bằng xi măng nhựa. Sự bám dính vào cấu trúc răng và phục hình sứ đem lại lợi ích bịt kín ĐHT tốt và tăng sức mạnh cho phức hợp răng – phục hồi để giảm thiểu rò rỉ ĐHT và gãy răng.

Phần này mô tả các kỹ thuật gắn xi măng với ba loại xi măng nhựa, tập trung vào phục hình thẩm mỹ lâu dài.

Thành phần của xi măng nhựa

Xi măng nhựa bao gồm nhựa diacrylate và chất độn thủy tinh. Chúng thường là các loại nhựa trùng hợp kép, có thể được quang trùng hợp và có thể tự trùng hợp. Xi măng nhựa thẩm mỹ và xi măng nhựa dán cần chất dán hoặc lớp primer để bám dính vào cấu trúc răng và lớp primer để bám dính vào bề mặt sứ. Những loại xi măng nhựa này nên được lựa chọn khi mong muốn độ bền liên kết lớn hơn và tính chất cơ học mạnh hơn của xi măng. Xi măng nhựa quang trùng hợp bị chống chỉ định tuyệt đối ở phục hình sứ gốc zirconia vì lớp zirconia không cho phép ánh sáng xuyên qua để trùng hợp đủ.

Xi măng nhựa tự dán được cấu tạo từ nhựa diacrylate với các nhóm axit và chất dán và chất độn thủy tinh. Xi măng nhựa tự dán có các thành phần dán giúp loại bỏ nhu cầu sử dụng chất xoi mòn và primer riêng biệt để liên kết với răng, hợp kim kim loại hoặc sứ làm từ zirconia. Một số sản phẩm khuyên dùng primer sứ cho porcelain. Chúng thường là các loại nhựa được trùng hợp kép, có thể được quang trùng hợp và có thể tự trùng hợp. Trong quá trình đông kết, xi măng nhựa tự dán thường trải qua sự thay đổi độ pH từ axit (pH 2-3) sang ít axit hơn (pH 5-6). Tính axit sớm của xi măng cho phép nó đạt được độ bám dính tự xoi mòn vào cấu trúc răng.

Đặc điểm của xi măng nhựa thẩm mỹ:

• Có thể cần bảo quản lạnh – rồi để nhiệt độ phòng trước khi sử dụng.
• Cần có chất dán tự xoi mòn hoặc xoi mòn toàn phần để gắn vào bề mặt răng.
• Primer sứ cần thiết cho tất cả các loại phục hình bằng sứ.
• Trùng hợp kép – có thể trùng hợp bằng ánh sáng hoặc tự trùng hợp.
• Xi măng quang trùng hợp có sẵn cho mặt dán veneer.
• Tính chất cơ học mạnh hơn xi măng nhựa tự dán.
• Có nhiều shade.
• Hầu hết các loại xi măng nhựa thẩm mỹ đều cung cấp paste thử hòa tan trong nước (try-in paste).

Đặc điểm của xi măng nhựa dán:

• Có thể cần bảo quản lạnh – để nhiệt độ phòng trước khi sử dụng.
• Cần lớp primer để gắn kết với bề mặt răng.
• Cần Silane coupling agent như một primer cho sứ gốc silica.
• Có thể liên kết trực tiếp với zirconia và các hợp kim kim loại cơ bản mà không cần primer.
• Trùng hợp kép – có thể trùng hợp bằng ánh sáng hoặc tự trùng hợp.
• Có sẵn nhiều shade.
• Có thể giải phóng florua.

Đặc điểm của xi măng nhựa tự dán:

• Có thể cần bảo quản lạnh – để nhiệt độ phòng trước khi sử dụng.
• Tự xoi mòn – không cần axit photphoric hoặc primer đặc biệt để liên kết với bề mặt răng.
• Có thể liên kết trực tiếp với zirconia và các hợp kim kim loại cơ bản mà không cần primer.
• Trùng hợp kép – có thể trùng hợp bằng ánh sáng hoặc tự trùng hợp.
• Có thể giải phóng florua.
• Thường có các màu phổ biến, trong và mờ đục.

Thao tác với xi măng nhựa

Xi măng nhựa thẩm mỹ và xi măng nhựa dán đòi hỏi các bước xoi mòn và primer. Cần phải primer sứ cùng với xi măng thẩm mỹ để dán zirconia. Làm theo hướng dẫn của nhà sản xuất về cách áp dụng các hệ thống dán để có được liên kết chắc chắn và đủ thời gian làm việc. Thời gian làm việc của xi măng có thể được tăng nhanh nhờ lớp primer và chất dán. Hầu hết các loại xi măng được trùng hợp kép này là hệ thống paste-paste với bộ trộn tự động.

Xi măng nhựa tự dán loại bỏ các bước xoi mòn và primer. Hầu hết các loại xi măng nhựa tự dán là hệ thống paste-paste với bộ trộn tự động, nhưng cũng có sẵn các sản phẩm được đóng gói và tự trộn. Tuân theo khuyến nghị của nhà sản xuất khi dùng xi măng nhựa tự dán vào cấu trúc răng. Xi măng dư có thể được lấy dễ dàng sau khi trùng hợp tạm bằng đèn quang trùng hợp.

Đặc tính của xi măng nhựa

Xi măng nhựa thẩm mỹ có độ bền cơ học cao, vì các loại xi măng này được làm từ các monome acrylate đa chức năng được polyme hóa thành ma trận polyme liên kết ngang mà không có các monome axit.

Độ bền uốn của một số loại xi măng nhựa tự dán được so sánh trong Hình 1. Thông thường, xi măng nhựa tự dán có đặc tính cơ học cao hơn khi được quang trùng hợp so với khi tự trùng hợp như trong Bảng 4.

Xi măng nhựa tự dán nhìn chung không bền bằng xi măng nhựa thẩm mỹ. Xi măng nhựa tự dán được báo cáo là có giá trị giãn nở tuyến tính từ 0,5 đến 1,5% trong hai tháng. Việc sử dụng những loại xi măng này với phục hình sứ gốc zirconia không phải là vấn đề đáng lo ngại.

Độ bền dán vào cấu trúc răng

Độ bền liên kết của nhựa và xi măng nhựa tự dán với cấu trúc răng được liệt kê trong Bảng 5, 6 và được thể hiện trong Hình 2. Thông thường, xi măng nhựa tự dán có độ bền liên kết cao hơn khi được quang trùng hợp so với khi tự trùng hợp mà không quang trùng hợp. Việc sử dụng riêng chất dán không được khuyến khích với xi măng nhựa tự dán. Mặc dù các chất dán có thể tương thích với xi măng nhựa tự dán, việc sử dụng chúng làm cho việc thao tác trở nên phức tạp hơn và không cải thiện đáng kể độ bền liên kết với cấu trúc răng. Độ bền liên kết cao hơn với cấu trúc răng có thể đạt được bằng xi măng nhựa thẩm mỹ được liên kết bằng các chất dán hoặc primer riêng biệt.

Hình 2. Shear bond strength to tooth structure.

Cơ chế dán của sứ Zirconia

Zirconia là loại sứ không chứa silic và do đó không bị xoi mòn bằng các phương pháp truyền thống. Khả năng lưu giữ phục hình sứ gốc zirconia phụ thuộc vào độ nhám cơ học của bề mặt và liên kết hóa học với monome dán trong lớp primer đặc biệt hoặc xi măng nhựa. Một monome dán có tính axit như MDP cho thấy liên kết hóa học với sứ zirconia. Nhóm este photphat của monome axit tạo ra liên kết hóa học với các oxit kim loại (MxOy, bề mặt bị oxy hóa của hợp kim kim loại cơ bản), sứ làm từ zirconia và các loại sứ khác.

Sẽ hiệu quả hơn khi sử dụng xi măng nhựa tự dán hoặc chất dán có chứa monome dán để gắn phục hình. Trong trường hợp xi măng nhựa thẩm mỹ, lớp primer sứ bao gồm monome dán có tính axit là cần thiết để tiền xử lý.

Kỹ thuật tiền xử lý zirconia Các kỹ thuật tiền xử lý để tăng cường liên kết với sứ zirconia bao gồm mài mòn hạt khí (air-particle abrasion) và phủ silica bằng tribochemical. Những phương pháp tiền xử lý này được sử dụng trước khi dán hóa học với một silane coupling agent, primer sứ, xi măng tự dán hoặc xi măng dán. Nếu sử dụng primer sứ, xi măng tự dán hoặc xi măng dán có chứa monome dán có tính axit, mài mòn hạt khí là cách dễ nhất để tạo thành bề mặt nhám nhằm tăng khả năng giữ cơ học.

Tribochemical Tribochemistry (Hóa ma sát) là nghiên cứu về các phản ứng hóa học và lý hóa được tăng cường do ma sát hoặc va chạm cơ học. Tribochemical bề mặt kim loại hoặc zirconia có tác dụng như một chất xúc tác cơ học để cải thiện phản ứng vật lý hoặc hóa học.

Lớp phủ silicat hóa học với năng lượng va chạm của các hạt silicat tạo ra liên kết giữa silicat và bề mặt mục tiêu bằng phản ứng cơ hóa. Sau phản ứng cơ hóa, silane coupling agent được sử dụng để đạt được liên kết hóa học với bề mặt zirconia đã phủ silica.

Cơ chế dán của 10-MDP vào zirconia Mặc dù nhiều nghiên cứu đã đề cập đến hiệu quả liên kết của 10-MDP với zirconia và một số cố gắng trình bày các sơ đồ lý thuyết về các tương tác giữa 2 vật liệu, nhưng có rất ít bằng chứng về các tương tác hóa học như vậy được chứng minh.

Trong một nghiên cứu của Nagaoka, N., Yoshihara, K., Feitosa, V. et al (2017), nhóm tác giả đã đề xuất ba mô hình khả thi làm cơ chế tương tác của 10-MDP với zirconia (Hình 3):

• Mô hình bên trái (A) chỉ ra rằng monome 10-MDP được hấp phụ trên bề mặt zirconia thông qua liên kết hydro giữa P=O (nhóm oxo) và nhóm Zr-OH.
• Mô hình thứ hai (B) chỉ ra rằng monome 10-MDP có thể tương tác với zirconia thông qua liên kết ion.
• Mô hình bên phải (C) chỉ ra rằng ngoài liên kết ion giữa 10-MDP và zirconia, các monome 10-MDP được hấp phụ còn có tương tác liên kết hydro với zirconia thông qua P=O (nhóm oxo).

Nghiên cứu hiện tại cho thấy không chỉ có liên kết ion giữa 10-MDP và zirconia mà còn có cả liên kết hydro. Do đó, giả thuyết cho rằng tương tác hóa học của 10-MDP chỉ dựa vào tương tác ion của 10-MDP− với zirconi tích điện dương một phần đã bị bác bỏ.

Hình 3. Schematic explaining the interactions of 10-MDP with zirconium and with the hydrated layer at the zirconia surface.

Lực dán vào sứ Zirconia khi dùng Tribochemical Silica Coating

Độ bền liên kết của xi măng nhựa với Zirconia đã được cải thiện bằng cách mài, đánh bóng và bằng lớp phủ silica tribochemical (so với phun cát bằng oxit nhôm 60-um). Lớp phủ silica tribochemical giúp cải thiện độ bền liên kết của xi măng nhựa trong quá trình chịu nhiệt trong ống nghiệm. Kết quả này chỉ ra rằng các hạt silica liên kết với bề mặt sứ zirconia và silane coupling agent liên kết với bề mặt phủ silica.

Lực dán vào sứ Zirconia khi dùng mài mòn khí và primer

Một phương pháp khác để thúc đẩy liên kết hóa học với sứ zirconia là sử dụng primer sứ. Primer sứ có thể có nền là silan và/hoặc monome dán có tính axit. Chỉ riêng các silane coupling agents không thúc đẩy liên kết hóa học với sứ zirconia. Điều quan trọng là sử dụng lớp primer sứ có chứa monome dán có tính axit, chẳng hạn như MDP để primer cho sứ zirconia.

Phun cát bề mặt thiêu kết của zirconia bằng 50 μm alumina ở áp suất 30 psi mang lại độ bền liên kết cao hơn so với độ mài mòn bằng mũi khoan kim cương mịn. Quá trình phun cát bằng alumina tạo ra bề mặt sứ nhám (Hình 4), trong khi mài mòn bằng kim cương mịn tạo ra lớp mùn mịn hơn trên bề mặt sứ (Hình 5). Cả hai loại xử lý cơ học đều mang lại độ bền liên kết cao hơn so với liên kết với bề mặt trơn nhẵn của sứ zirconia.

Dán với các chất nền sứ khác

Nói chung, phục hình được làm từ sứ thủy tinh lithium disilicate (Emax) và sứ được gia cố bằng leucite nên được liên kết bằng xi măng nhựa. Xi măng nhựa được khuyên dùng vì tính chất cơ học cao hơn và độ bền liên kết cao hơn với cấu trúc răng. Một số nhà sản xuất xi măng nhựa tự dán khuyên dùng loại xi măng này để gắn các phục hồi sứ thủy tinh lithium disilicate đã xử lý bằng primer silane.

Kỹ thuật được Ivoclar Vivadent đề xuất để xoi mòn sứ gia cố leucite (IPS Empress), với gel HF 5% dẫn đến độ bền liên kết giảm so với nhóm đối chứng không xoi mòn. Gel HF có thể xoi mòn có chọn lọc pha thủy tinh của sứ gây ra nồng độ ứng suất làm giảm độ bền liên kết.

Nghiên cứu lâm sàng

Một loại sứ zirconia (Lava Crowns and Bridges/ 3M ESPE) đã được THE DENTAL ADVISOR nghiên cứu lâm sàng trong khoảng thời gian ba năm. Sáu mươi sáu đơn vị được đặt cho 42 bệnh nhân vào năm 2003. Tất cả các phục hồi đều được gắn bằng xi măng nhựa tự dán. 80% phục hình không có dấu hiệu bị ố màu ở ĐHT, trong khi 20% có màu xám nhẹ.

Xi măng nhựa tự dán và xi măng dán có tỷ lệ nhạy cảm (sau gắn) và độ nhuộm màu ở ĐHT thấp hơn so với xi măng truyền thống. Một cuộc khảo sát gần đây đã chỉ ra rằng xi măng nhựa tự dán được lựa chọn phổ biến nhất để gắn các phục hình toàn sứ (gốc zirconia).

Sử dụng xi măng nhựa trên lâm sàng

Xi măng nhựa tự dán là sự lựa chọn tốt nhất cho phục hình sứ zirconia, khi phục hồi không yêu cầu độ lưu giữ cao nhất. Chúng ít nhạy cảm về mặt kỹ thuật hơn so với dán bằng xi măng nhựa dán hoặc nhựa thẩm mỹ và mang lại khả năng lưu giữ tốt hơn cũng như hàn kín ĐHT tốt hơn so với xi măng glass ionomer truyền thống. Không cần chất dán riêng biệt, giảm nhiều thời gian và công sức, đồng thời dễ dàng làm sạch xi măng dư.

Khi cần lưu giữ nhiều hơn do mão lâm sàng ngắn hoặc cùi răng quá thuôn nhọn, xi măng nhựa dán hoặc xi măng nhựa thẩm mỹ lưỡng trùng hợp hoặc tự trùng hợp có thể được sử dụng để gắn phục hình. Cả hai loại này thường bao gồm primer hoặc chất dán riêng biệt. Nếu zirconia được phun cát bằng các hạt oxit nhôm hoặc được phun bằng lớp phủ silica tribochemical trước khi dùng primer sứ, sự liên kết của xi măng nhựa với phục hình sẽ được cải thiện đáng kể.

Xi măng nhựa trùng hợp kép và tự trùng hợp thường không tương thích với các chất dán quang trùng hợp do tính axit của monome. Điều quan trọng là phải làm theo hướng dẫn của nhà sản xuất để gắn kết phục hình đúng cách với cấu trúc răng.

Nguồn tham khảo: Tuhocrhm.