EGE ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJE KESİN RAPORU EGE UNIVERSITY SCIENTIFIC RESEARCH PROJECT REPORT PROJE NO: 2007-DiĢ-019 (Araştırma) TÜM SERAMĠKLERDE YÜZEY PÜRÜZLENDĠRME ĠġLEMĠNĠN BAĞ DAYANIMI ÜZERĠNE ETKĠSĠNĠN DEĞERLENDĠRĠLMESĠ PROJE YÖNETĠCĠSĠ Prof Dr Suna TOKSAVUL ARAġTIRMACI Prof Dr Birgül ÖZPINAR Prof Dr Atilla KESERCİOĞLU Doç Dr Muhittin TOMAN Doç Dr Bülent GÖKÇE Dt Aslı AKIN Dt Levent ÖZGÜR Dt Ece TAMAÇ DiĢhekimliği Protetik DiĢ Tedavisi A.D. Faculty of Dentistry Department of Prosthodontics Bornova-ĠZMĠR 2011
ÖNSÖZ Son yıllarda seramikte ve adeziv alanında görülen hızlı gelişmeler, dişhekimine alternatif tedavi seçenekleri sunmakta ve estetik açıdan oldukça başarılı restorasyonlar yapımına olanak tanımaktadır. Bunlardan bir tanesi olan zirkonya seramik yüksek fiziksel özellikleri sayesinde özellikle arka bölgede metalsiz seramik köprülerin yapımına olanak sağlamaktadır. Sabit protetik restorasyonların uzun dönem klinik başarısını etkileyen en önemli faktörlerden bir tanesi de restorasyon ile diş dokusu arasındaki boşluğu (yaklaşık 100μ) dolduran, adezyonu sağlayan yapıştırıcı ajanlardır. Günümüze kadar çeşitli fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip birçok yapıştırıcı ajan üretilmiş ve dişhekimliğinin kullanımına sunulmuştur. Ancak dental malzemelerin birçoğu ağız ortamında çeşitli biyolojik dokularla ve sıvılarla temas halindedirler. Günümüzde gelinen noktada özellikle klinik ortamında başlangıçta üst düzeyde bir başarıya ulaşılabilirken uzun dönemde yapılan restorasyonların nasıl bir başarı göstereceği önem kazanmıştır. Özellikle kararlı ve stabil bir yapısı olmayan zirkonya seramik kullanılarak hazırlanan restorasyonların adeziv simantasyonu sonrasında zirkonya seramiğin bu özelliğinden dolayı restorasyonlarda simantasyon yüzeylerin değişimler ve bozulmalar görülmektedir. İnvitro olarak planlanan bu araştırmadaki amaç farklı zirkonya seramik yüzey hazırlama sistemlerinin zirkonya seramik ile kompozit rezin siman arayüzeyindeki bağlanma direncini incelemek ve ideale en yakın simantasyon yönteminin belirlenebilmesini sağlamaktır. Bu araştırmada kullanılan malzeme giderleri için değerli katkılarından dolayı Ege Üniversitesi Rektörlüğü Araştırma Fon Saymanlığı na teşekkür ederiz.
İÇİNDEKİLER Şekil Dizini.I Çizelge Dizini...II Özet...III Abstract. IV 1. Giriş...1 2. Literatür Özeti...3 3. Materyal ve Yöntem..25 4. Bulgular.32 5. Tartışma, sonuç ve Öneriler..37 6. Kaynaklar. 41
ŞEKİL DİZİNİ Şekil 1 Tutucusundan ayrıldıktan sonra Zirkonya blok..27 Şekil 2 Sinterizasyon işleminden sonra zirkonya blok..27 Şekil 3 Kompozit örneğin simantasyonu 31 Şekil 4 Tüm gruplar için elde edilen ortalama bağlanma direnci değerleri ve standart sapmalar 34
ÇİZELGE DİZİNİ Çizelge 1: Çalışmadaki gruplar........26 Çizelge 2: Çalışmada kullanılan materyaller ve kimyasal içerikleri....30 Çizelge 3: Tüm gruplar için elde edilen ortalama bağlanma direnci değerleri ve standart sapmalar.. 33 Çizelge 4: Üç yönlü varyans analizi sonuçları. 35 Çizelge 5: Post Hoc Tukey testi sonucu....36
ÖZET Bu araştırmada amaç, zirkonya seramik kullanılarak hazırlanmış olan restorasyonların adeziv simantasyonu için zirkonya seramik yüzeyini hazırlama yöntemlerinin kompozit rezin siman ile zirkonya seramik ara yüzeyindeki bağlanma direnci üzerine etkilerini incelemek ve bağlanma direnci açısından etkili olan en iyi yöntemi belirlemektir. Bu çalışmada, 6 farklı yapıştırma sistemi ile zirkonya altyapı arasındaki bağ dayanımı in-vitro olarak incelendi. Her bir grupta 60 adet örnek olacak şekilde toplam 6 adet grup oluşturuldu. Oluşturulan 6 grup, kullanılan 2 farklı yapıştırma sistemine bağlı olarak 2 alt gruba ayrıldı. Daha sonra alt gruplar da termal döngü uygulanıp uygulanmamasına göre 2 şer alt gruba daha ayrıldı. Böylece her bir yüzey hazırlama sistemi için toplam 4 adet alt grup oluşturuldu. Zirkonya bloklar üretici firmanın önerilerine göre 1500ºC de 8 saat boyunca sinterize edildi. Toplam 360 adet 3 mm çapında ve 4 mm yüksekliğinde kompozit örnek hazırlandı. Simantasyon aşamasında toplam 6 farklı yüzey hazırlama işlemi (Yüzey işlemi yok, Kumlama, Kumlama+Ceramic Primer, Kumlama+Metal/Zirconia Primer, CoJet, Rocatec) uygulandı ve her bir yüzey hazırlama işlemi için 2 farklı kompozit rezin siman (Panavia F ve Multilink Automix) ve her bir siman için termal döngü uygulanıp uygulanmamasına göre 2 alt gruba daha ayrıldı. Kesme deneyi Universal test cihazında keskin uçlu bir aparey ile 0.5 mm/dak hızıyla örnek kırılana kadar yük uygulandı. Elde edilen veriler Labtech Notebook software 6.3 programı ile Newton biriminde kaydedildi. Daha sonra yapıştırılan örneklerin yapışma yüzey alanları hesaplanarak veriler MPa birimine çevrildi. Elde edilen verilerin istatistiksel analizinde üç yönlü varyans analizi yapıldı (p<0.05). Zirkonya seramik yüzeyini hazırlama yöntemlerini tek tek karşılaştırmak için Tukey testi uygulandı (p<0.05). En yüksek bağlanma direnci değeri 18.25 MPa ile kumlama sonrası Ceramic Primer ajanın uygulandığı Multilink ile simante edilen ve termal döngü uygulanmayan örneklerde elde edildi. İstatistiksel olarak en düşük bağlanma direnci değeri hiçbir yüzey hazırlama işleminin uygulanmayıp Multilink ile simante edilen ve termal döngü uygulanan örneklerde elde edildi (p<0.05). Çalışmanın bulgularına göre zirkonya seramik kullanılarak hazırlanan restorasyonların kompozit rezin siman zirkonya seramik ara yüzeyindeki bağlanma direnci açısından uygulanabilecek en iyi yöntemler kumlama işlemi sonrası Ceramic Primer ya da Zirconia Primer ajan uygulamaktır. Anahtar kelimeler: bağlanma direnci, zirkonya seramik, adeziv simantasyon
ABSTRACT The aim of this study was to evaluate the effect of conditioning systems on the bond strength between composite resin cement and zirconia ceramic surface and determine the best systems in respect to bond strength. In this study, bond strength between 6 different luting systems and zirconia ceramic surface was investigated. 60 samples were prepared for each group and 6 groups were prepared in respect to surface conditioning system. Each group was divided into 4 subgroups according to thermalcycling and luting agent. Zirconia ceramic blocks were sintered for 8 hours at 1500ºC accoridng to manufacturer s instructions. Totally 360 composite specimens were prepared in 3 mm diameter and 4 mm height. Six different conditioning systems (no conditioning, sand blasting, sand blasting+ceramic Primer, sand blasting+metal/zirconia Primer, CoJet, Rocatec) before cementation procedure. Two different composite resin luting cements (Panavia F and Multilink automix) were used for each surface conditioning system. The shear bond strength were measured with a Shimadzu Universal Testing Machine (Model AG-50kNG). A knife-edge shearing rod at a crosshead speed of 0.5 mm/min was used. The load at failure was recorded by Labtech Notebook software version 6.3. The shear bond strengths of the specimens were calculated and expressed in MPa. Data were statistically analyzed with 3-way ANOVA and Tukey s test was used for post hoc analysis (p<0.05). Specimens that were luted with Multilink after applied sandblasting and Ceramic Primer exhibited highest bond strength value at 18.25 MPa (p<0.05). On the other hand, specimens that were luted with Multilink without surface conditioning after thermal cycling exhibited lowest bond strength value (p<0.05). Within the limitations of this study, in the cementetion procedure applying Ceramic Primer or Zirconia Primer after sandblasting exhibited better result in respect to bond strength between zirconia ceramic and composite resin cement. Key words: bond strength, zirconia ceramic, adhesive cementation
1. Giriş Dişhekimliğinde seramik restorasyonların kullanılması, ilk kez Fransız bir eczacıkimyager Alexis Duchateau tarafından 1776 yılında önerilmiştir. 19. yüzyılın sonlarında tüm seramik restorasyonlar jaket kron ismiyle tanımlanmış ve hazırlanmıştır. Porselen jaket kron yapımı, 1873 lere dayanmaktadır. Porselen kron yapımı da aynı prensip ve temellere göre yapıldı ancak çok daha estetik sonuçlar alınmıştır. 1950 yılında göze çarpan en önemli gelişme porselen yapısına leucite eklenmesidir. Böylece kron ve köprülerin yapımı için altın alaşımıyla birleşmesini sağlamak üzere porselenin termal ekspansiyon katsayısı yükseltilmiş oldu (1). Son 35 yılda dental seramik çalışmaları; metal-seramik sistemlerin iyileştirilmesine yönelik olup, alaşımların, metal-porselen yapışmasının ve porselenin geliştirilmesine çalışılmıştır. 1980 li yıllarda shrink free tüm seramik sistemlerinin (Cerestore, Coors Biomedical, Lakewood, Colo.) ve 1984 yılında dökülebilir cam seramik sistemlerinin (Dicor, Dentsply/York Division, York, Penn.) tanıtılması estetik sonuçlar elde etmede daha fazla seçenek ortaya koymuştur. Ayrıca tüm seramik restorasyonlara yeniden ilginin artmasına neden olmuştur (2). Dental seramikler bütün cam ve seramik materyaller gibi kolay kırılır özelliktedir (3). 1950 lerden sonra kullanılan kolay kırılabilen, amorf borosilicate feldspatik camsı kompozisyon, dental seramiklerin mekanik özelliklerinin geliştirilmesi gerektiğini ortaya koymuştur. 1956 da seramiğin, kron-köprü yapımı için altın alaşımları birleştirilerek kullanılması önemli bir gelişme olmuştur. 1962 de altın alaşımlarıyla birlikte kullanılmak üzere daha gelişmiş bir porselen Weinstein tarafından üretilmiş, daha sonra O Brien ve Ryge tarafından leucite porselen olarak tanımlanmıştır. McLean ve Hughes 1965 te kron yapımında porselen fritin yapısını güçlendirmek için alümina kullanımını önermişlerdir. Alümina, endüstride elektrik yalıtkanlarının üretiminde kullanılan; yüksek kil, düşük feldspar içeren, porselenlerin yapısını güçlendirmek için kullanılıyordu. Alüminyum oksit ilavesiyle seramiğin dayanıklılığı 1214-1430 kg/cm 2 ye kadar yükseltilmiştir (3). Alüminöz kor materyali, 1972 de Jones tarafından elastiklik modülünü; konvansiyonel porseleninkine oranla %50 arttırmak amacıyla kullanılmıştır. Bunun sebebi; tüm dental seramiklerin kırılmadan önce gerilme kuvvetleri karşısında sadece %0,1 lik elastik deformasyona uğraması; dayanıklılık ve 1
sertliğin arttırılmasının tek yolunun ise elastiklik modülünü arttırmak olmasıdır. Alüminöz porselenlerin geliştirilmesiyle porselen jaket kronların dayanıklılığında da önemli bir artış sağlanmıştır ve kısa zamanda alüminöz porselen konvansiyonel porselenin yerini tamamen almıştır. 1983 te Zurih üniversitesinde ısı ve basınç tekniği ile IPS-Empress tüm seramik sistemi geliştirilmiştir. Bu sistemin esası leucite ile güçlendirilmiş cam seramiklerin kontrollü kristalizasyonudur. 1989 da Fransa da Sadoun, yüksek dayanıklılığa sahip çekirdek materyali olan In-Ceram ı tanıtmıştır. Bu sistemlerin ardından yüksek ısılarda ortaya çıkan mikropöröziteleri ve büzülmeleri ortadan kaldırabilmek amacıyla bilgisayar destekli freze sistemleri (Cerec) geliştirilmiştir. 1993 yılında ise Andersson ve Oden tarafından CAD/CAM teknolojisi ile yüksek saflıkta alüminyum oksit kullanılarak Procera AllCeram sistemi uygulanmıştır. 2000 yılında Degusa firmasınca; çok üyeli posterior köprü yapımına imkan sağlayan zirkonyum oksit esaslı Cercon sistemi piyasaya sunulmuştur (4,5). Tüm seramik sistemlerin hızlı gelişimi, restorasyonun dişe nasıl yapıştıralacağı konusunda da ilerlemeler kaydedilmesine liderlik yapmıştır. Yapıştırıcı ajanın etkisiyle de diş-siman-seramik restorasyon kompleksinin dayanıklılığı ve bütünlüğü sağlanmaya ve bu arayüzeylerde oluşabilecek mikrosızıntı azaltılmaya çalışılmıştır. Zirkonya seramik kullanılarak hazırlanan restorasyonların adeziv simantasyonunda 2 farklı arayüzey vardır. Bunlardan bir tanesi olan kompozit rezin siman ve zirkonya seramik arayüzeyidir. Bu noktada amaçlanan restorasyon simante edilediğinde kompozit rezin siman ile zirkonya seramik yüzey arasında yüksek bir bağlanma direnci elde etmek ve elde edilen bu yüksek bağlanma direncinin ağız içerisindeki termal ve mekanik yüklere uzun dönemde dayanmasını sağlamaktır. Bu amaçla günümüze kadar çok fazla sayıda yüzey hazırlama sistemleri geliştirilmesine rağmen hala istenilen düzeyde bir sistem geliştirilmiş değildir. Adeziv simantasyon sistemleri hem klinik olarak başarılı olmalı hem de biyouyumlu olmalıdır. Dokular ve biyomateryallerin biyolojik ortamdaki etkileşimleri çok önemlidir. Dogal bir dokuya suni bir materyalin bağlanması oldukça zordur. 2
2. Literatür Özeti 2.1. Dental Seramiklerin Gelişimi Dental materyal olarak porselenin geçmişi sadece 200 yıl öncesine gitmektedir. 1774 yılında Alexis Duchateau adındaki Fransız bir eczacı uğraştığı kimyasallar yüzünden fildişinden oyulmuş protezlerinde oluşan renklenmelerden memnun değildi. Protezi, pöröz olduğu için ve ağız likitlerini absorbe ettiği için hiç hijyenik değildi. George Washington ın da benzer bir problemi olduğunu ve protezin tadını biraz daha iyi hale getirmek için fildişi protezini bir kap içinde iyice ıslattığını duymuştu. Fransız eczacı kullandığı kimyasalları karıştırdığı, öğüttüğü, cilalanmış seramik kapların lekelenmeye karşı dirençli olduğunu, daha az pöröz bir yüzeye sahip olduğunu ve absorbsiyona da dirençli olduğunu farketmişti ve bu durum porseleni dental restorasyon materyali olarak kullanma fikrini doğurmuştu. Böylelikle Duchateau Saint-Germain-en Laye deki Guerhard Factory deki fransız imalatçıların yardımını alarak kendisine ilk mineral protezi yapmayı başarmıştır (6). Porselenin fırınlanma esnasındaki fazla miktarda olan büzülmesine izin vermeden önce daha çok deneme yapmak ve hataya düşmek gerekiyordu. Bunun için normalden büyük hazırlanmış modeller ve çeşitli minerallerin karıştırılmasıyla ve partiküllerin büyüklüklerinin kontrolüyle, fırınlanmış protezin sonunda doğru boyuta az veya çok kontrakte olması sağlanıyordu. Duchateau Paris te Nicholas Dubois de Chemant adında, fabrikasyon methodlarında epeyce gelişme sağlamış bir diş hekimiyle iş birliği yaptı. Çoğu kez Chemant ın protezleri kopya edilmeye çalışılmışsa da büzülmeyi nasıl en aza indirebildiği çözülememiştir (6, 7). De Chemant ve Duchateau nun çalışması porselenden ilk total protez yapımı olmuşsa da porselenin diş hekimliğindeki ilk kullanımı değildi. Diğer bir Fransız diş hekimi olan Fauchard modern diş hekimliğinin babası 1728 gibi çok önceki bir tarihte pişirilmiş porselenin doğal dişlerin renk ve gölgesine uyumu sağlamak için kullanılabileceğini tarif etmişti (6). Pierre Fauchard çok önemli bir eser olan Le Chirurgien Dentiste de muhtemelen feldspatik porselenden bahsetmiyor olsa da metal protez kaidesine porselen yüklemesini tarif etmiştir ve porselenle diş ve diş eti dokularını taklit edebilmek için çalışmalar yapmıştır (7). 3
İtalyan bir diş hekimi olan Giuseppangelo Fonzi terrometallic dişler adını verdiği ilk kişisel porselen dişleri yapmasıyla modern seri yapay dişlerin bulunuşunu ortaya koydu. Bu dişler porselen içine fırınlanmış platinyum braketlere sahipti ve daha sonraları platinyum kaideye altın ile lehimlenerek kullanıldılar. Bu ilk porselen-metal sistemin kullanılışı dental porselenin gelişiminde bir dönüm noktası olmuştur. 1800 lerden önce Fransa da başlayan ticari porselen diş yapımı ile 1817 de Amerika tanıştı. Yapılan ilk dişler fırınlama işleminin ve ham maddenin içeriğinin kontrolünün eksikliğinden dolayı boyut ve form açısından uniform yapılamıyorlardı. İngiltere de ise porselen diş üretimi 1870 lerde başladı (6). 1880 de Ambles Tess ilk dental porselen fırınlarının dizaynını yapmıştır. Bu sonra gazlı, benzinli ve en sonunda elektrikli olarak geliştirilmiştir (6). Japon diş hekimliği tarihinde; eski dental restorasyonlar içinde porselene rastlanılmamaktadır. Ağaç kaideler, fildişi, hayvan kemikleri, abanoz, pagodite ten yapılmış dişler kullanılmıştır. Bunun sebebi olarak ohaguro (dişleri siyaha boyamak) veya kane, kuroba ve detsushi diye bilinen Japon gelenekleri gösterilebilir. Bu yüzden Japon dental restorasyonlarında doğal dişlerin renk ve şeffaflığına benzer dişler yapma ihtiyacı olmamıştır (6, 8). Porselen tek kron restorasyonlar ilk olarak 1844 te yapılmıştır. 1860 ta İngiliz tubetooth üretildiğinde porselen kronlar daha da popüler hale gelmiştir. Bu tüp dişler fildişi veya metal kaideli tam protezlere perçinlenmelerini sağlayacak bir deliğe sahiptiler. Ayrıca bu delik sayesinde doğal dişlerin köklerine yerleştirilen ceviz ağacından yapılmış pivolar üzerine adapte edilerek bir çeşit post-kor olarak da kullanılmışlardır (8). Porselen jaket kron yapımı, 1873 te Beers of California tarafından maddi destek gören bir fikir olan altın kaplama kronlara dayanmaktadır. Porselen kron yapımı da aynı prensip ve temellere göre yapılmış ancak çok daha estetik sonuçlar alınmıştır. Porselen kronların preparasyon ve üretim aşamaları inleylere göre çok daha karmaşıktı. Bu sebeple ilk dental porselen frit kullanımı 1900-1920 lerde inley yapımı için olmuştur (6). 1886 da Land, yüksek kontrollü ısı kombinasyonu ile parlatılmış platin folyoları altyapı olarak kullanarak ilk feldspatik porselen inley ve kronları yapmıştır (7). Altın folyoları da aynı amaçla denemiş ancak bu durumda porseleni eritmek için çok yüksek 4
ısıya ihtiyaç duymuştur. Oysaki altın folyoyu şekillendirmek ve parlatmak platinden çok daha kolaydı. Bu sebeple Land altın folyo ile uyum sağlayabilecek bir düşük ısı porseleni üretmeyi düşündü ancak tam bir başarı sağlayamadı (6). 1900 da Chicago da Brewster porselenin diş hekimliğinde kullanımını hızlandıracak orta ısı porselenini yapmayı başardı. Aynı zamada Almanya da Jenkins kendi yaptığı düşük ısı porselenini (998 C) tanıtıyordu. 1923 te Wain porselen restorasyonların erimiş porselenin refraktör bir kalıp içine dökülerek yapımını tarif etmiştir (6). Bu yöntemin altın dökümü için kullanılan kayıp mum tekniği ile benzer olduğu söylenebilir (8). Tüm seramik kron sistemi estetik avantajlarının yanında, alüminanın güçlendirici faz olarak kullanılmasına kadar yaygın bir popularite kazanamamıştır (7). 1950 yılında göze çarpan gelişme porselen yapısına lösit eklenmesi olmuştur. Böylece kron ve köprülerin yapımı için altın alaşımıyla birleşmesini sağlamak üzere porselenin termal genleşme katsayısının yükselmesi sağlanmıştır (7). Son 35 yılda dental seramik çalışmaları metal-seramik sistemlerin iyileştirilmesine yönelik olup; alaşımların, metal-porselen yapışmasının ve porselenin geliştirilmesine çalışılmıştır. 1980 yıllarında büzülmeye uğramayan shrink free tüm seramik kron sistemlerinin (Cerestore, Coors Biomedical, Lakewood, Colo.) ve 1984 yılında dökülebilir cam seramik kron sistemlerinin (Dicor, Dentsply/York Division, York, Penn.) tanıtılması estetik sonuçlar elde etmede daha fazla esneklik ortaya koymuş ve yeni üretim methodlarıyla daha gelişmiş seramikler tanıtılmıştır. Ayrıca tüm seramik protezlere yeniden ilginin artmasına neden olmuştur (7). 1938 de Northwestern University Dental School da Fitzgerald değişik tipteki dental porselenleri mekanik ve fiziksel testlerden geçirmiştir. Bu sonuçlara göre yüksek, orta ve düşük ısı porselenlerinin dayanıklılıkları arasında önemli bir fark bulamamıştır. Yüksek düzeyde translusens restorasyonlar yapmak için dental porselenler yüksek oranda cam faz içermek zorundaydaydı. Gelenksel dental porselenlerin çoğu da gerçek seramik veya porselen materyalinden çok cama benzemekteydi. Dental porselenler 1930-1940 larda pişme ısılarına göre şu şekilde sınıflandırılmışlardır: yüksek ısı 1200/1450 C orta ısı 1050/1200 C düşük ısı 850/1050 C 5
Düşük, orta, yüksek ısılı sinterize edilmiş dental fritlerin asitlenmiş yüzeylerinin mikroskobik görüntüleri karşılaştırılmıştır. Yüksek ısı porseleninin cam matrisindeki kuartz partikülleri açıkça izlenmiştir. Bu yapı 1930 larda kron ve köprü yapımında kullanılmaktaydı. Bunun tersine, daha güncel olan orta ve düşük ısı porselenleri iki fazlı cam yapıya sahiptiler ve kristalize kuartz faz içermemekteydiler (6). 1940-1950 lerde orta ve düşük ısılı porselenler daha populer hale gelmiştir. Modern dental porselenler de orta ve düşük ısı porselenlerinin varyasyonlarıdır. Modern dental porselenlerde homojenize toz kullanımı sinterizasyon döngüsünün daha düşük ısıda ve kısa sürede olmasını sağlamıştır. 1980 lerde diş hekimliğinde düşük ısı porselenlerine daha yakından göz atılmaya başlanmıştır (6). Dental porselenin vakum altında pişirilmesi 1940 larda ortaya çıkmıştır. Düşük atmosfer basıncı altında pişirmenin kabul görmesiyle porselenin translusensliği de geliştirilmiştir. Vines ve arkadaşları vakumla, hatta düşük basınçla porseleni fırınlamış ve çok daha düşük pörözite elde etmişlerdir. Ayrıca vakumla pişirme ve basınçla soğutma tekniğinin kombinasyonları da denenmiştir. Vakumla pişirme tekniğinin ortaya çıkışı, frit materyalindeki partiküllerin boyutlarında değişiklik yapma ihtiyacını da ortaya çıkarmıştır. Vakumla pişirme materyaline kıyasla, normal hava basıncında pişirilen porselen friti daha büyük ve düzensiz partiküllere sahipti. Vakumla (düşük basınç altında) pişirilen porselenlerin dayanıklılığında önemli bir artış olmadığı ancak pörözitesinin oldukça azaldığı görümüştür (6). Dental porselen, doğal dişlerin yerini alabilecek birçok özelliğe sahipti. Bunun yanında porselen bütün cam ve seramik materyaller gibi kolay kırılır özellikteydi (8). 1950 lerden sonra kullanılan kolay kırılabilen, amorf borosilikat feldspatik camsı kompozisyon, dental porselenlerin mekanik özelliklerinin geliştirilmesi gerektiğini ortaya koymuştur. 1956 da porselenin, kron-köprü yapımı için altın alaşımları ile birleştirilerek kullanılması önemli bir gelişme olmuştur. Önceleri metal-seramik restorasyon yapımı için iridoplatinyum ve paladyum alaşımları kullanılmıştı. Porselenaltın kombinasyonu, porselenin estetiği ile altının dayanıklılık, kolay işlenebilirlik ve sertliğini bir araya getirmiştir. Ancak dökümü zor ve adaptasyonu iyi değildi. 1962 de altın alaşımlarıyla birlikte kullanılmak üzere daha gelişmiş bir porselen Weinstein tarafından üretildi, daha sonra O Brien ve Ryge tarafından lösit porselen olarak tanımlandı. 1974 te porselen-metal sistemler için palladyum-gümüş alaşımı tanıtıldı. 6
McLean ve Hughes 1965 te kron yapımında porselen fritin yapısını güçlendirmek için alümina kullanımını önermişlerdir. Alümina, endüstride elektrik yalıtkanlarının üretiminde kullanılan; yüksek kil, düşük feldspar içeren, porselenlerin yapısını güçlendirmek için kullanılıyordu. Alüminyum oksit ilavesiyle seramiğin dayanıklılığı 1214-1430 kg/cm 2 ye kadar yükseltilmiştir (8). Alüminöz core materyali, 1972 de Jones tarafından elastiklik modülünü; konvansiyonel porseleninkine oranla %50 arttırmak amacıyla kullanılmıştır. Bunun sebebi; tüm dental seramiklerin kırılmadan önce gerilme kuvvetleri karşısında sadece %0,1 lik elastik deformasyona uğraması; dayanıklılık ve sertliğin arttırılmasının tek yolunun ise elastiklik modülünü arttırmak olmasıdır. Alüminöz porselenlerin geliştirilmesiyle porselen jaket kronların dayanıklılığında da önemli bir artış sağlanmış ve kısa zamanda alüminöz porselen konvansiyonel porselenin yerini tamamen almıştır. 1983 te O Brien konvansiyonel alüminöz porselenden daha dayanıklı ancak termal genleşme katsayısı daha yüksek olan magnesia-core materyali geliştirmiştir. Bu yeni seramik metal-seramik yapıda kullanılan porselenle uyumlu bir yapıda olup, dayanıklı seramik kron yapımına izin vermekteydi. Bu ekspansif kor materyaline özel bir glaze tabakası uygulanıp, yüzeydeki düzensizliklere penetre olarak internal pörözite azaltılıyordu. Aynı yıl Zurich üniversitesinde ısı ve basınç tekniği ile IPS-Empress tüm seramik sistemi geliştirilmiştir. Bu sistemin esası lösit ile güçlendirilmiş cam seramiklerin kontrollü kristalizasyonudur. 1989 da Fransa da Sadoun, yüksek dayanıklılığa sahip çekirdek materyali olan In-Ceram ı tanıtmıştır. Bu sistemlerin ardından yüksek ısılarda ortaya çıkan mikropöröziteleri ve büzülmeleri ortadan kaldırabilmek amacıyla bilgisayar destekli freze sistemleri geliştirilmiştir. 1993 yılında ise Andersson ve Oden tarafından CAD/CAM teknolojisi ile yüksek saflıkta alüminyum oksit kullanılarak Procera AllCeram sistemi uygulanmıştır. 2000 yılında Degusa firmasınca; çok üyeli posterior köprü yapımına imkan sağlayan zirkonyum oksit esaslı Cercon sistemi piyasaya sunulmuştur (9, 10). Daha sonra günümüze kadar çok sayıda zirkonya seramik sistemi piyasaya sunulmuştur. Geçen 200 yıl boyunca dental porselen restorasyonların standartlarında ve kalitesinde inanılmaz gelişmeler olmuştur. De Chemant, Duchateau, Fauchard, Wedgewood ve diğerleri onların yapay kronlarında bulunmayan şeffaflık ve renk derinliğini şu anki dental restorasyonlarımızda görseler hayretler içinde kalırlardı (6). 7
2.2. Tüm Seramik Kronların Endikasyonları 1. Çürümüş, aşınmış, kırılmış ve renklenmiş dişlerde, 2. Ön dişlerde malpozisyon ve malformasyon varlığında, 3. Kanal tedavisi görmüş dişlerde, çürük veya renklenme görülmesinde, 4. Yeterli kapanış aralığının bulunduğu, ön bölge estetik sorunlarda, 5. Diş yapısının ve periodontal sağlığın mutlak korunması gerektiğinde (11). 2.3. Tüm Seramik Kronların Kontrendikasyonları 1. Diş kesimi sonrası kalan mesafe bir mm den az olduğunda, 2. Periodontal desteğin yetersiz olduğu durumlarda, 3. Önceden, basamaksız kesim yapılmış dişlerde, 4. Örtülü kapanış ve ileri itimin ileri derecede artmış olduğu bireylerde, 5. Bruksizm gibi, alt çene parafonksiyonel aktiviteli bireylerde, 6. Kuvvetli ve aktif bir kas aktivitesi, örneğin, pipo kullanımı veya çeşitli meslek alışkanlıkları olan bireylerde (11). 2.4. Tüm Seramik Kronların Avantajları 1. Tüm seramik kronlarda, metal altyapılı seramik kronlarda seramiğin iç yüzündeki opak tabakasının doğal olmayan yansımaları yoktur. 2. Görünür şekilde, metal bandın olmayışı yeterli estetiği sağlar. 3. Radyolusent olan tüm seramik kronlarda, alttaki dişin kök kanalı veya mevcut dolgular rahatlıkla görülebilir. 4. Metal altyapılı seramik kronlarda, metal alaşıma bağlı olarak görülen, korozyon, toksik ve allerjik etkiler, tüm seramik kronlarda görülmez. 5. Tüm seramik kronların, ısısal ve elektriksel iletkenliklerinin düşüklüğü dayanak dişleri korumaktadır. 6. Altyapı ve üstyapı seramikleri arasında, kabarcık, çatlak veya ayrılma gibi sorunlar, az görülmektedir. 8
7. Metal altyapılı seramik kronlarda görülen, translüsens eksikliği, ve seramik üstyapının renk değiştirmesi gibi sorunlar, tüm seramik kronlarda görülmez. 8. Metal altyapılı seramik kronlarda, alaşıma bağlı olarak görülen gri dişeti renklenmesi de, tüm seramik kronlarda yoktur. 9. Metal altyapılı seramik kronlarda gelen ışığın yansıması ve saçılması gibi optik olaylar, tüm seramik kronlarda olmadığından ve gelen ışık, büyük oranda kronun içinden geçebildiğinden, doğal dişe daha yakın bir görünümdedir (11). 2.5. Tüm Seramik Kronların Dezavantajları 1. Diş kesimi, metal altyapılı seramik kronlara oranla daha fazla önem ve ayrıntı gerektirir. 2. Basamaklı kesimin, özellikle üst çene arka bölgede uygulanması zordur. 3. Pahalıdır. 4. Laboratuvar çalışması da ayrı bir özen ve düzen gerektirir (11). 2.6. Tüm Seramik Kronlardaki Başarısızlık Nedenleri 1. Diş desteğinin, seramik restorasyon için yetersiz olması, 2. Seramik kalınlığındaki yerel değişimler, 3. Seramiğin, düzensiz kondansasyonu, pişirilmesi ve termal şok sonucu oluşan mikroçatlaklar, 4. Düzeltilemeyecek derecedeki malokluzyonlu bireyler, 5. Bruksizm, gibi aşırı basınç yaratan, mandibulanın parafonksiyonel hareketlerinin varlığı (11) 2.7. Tüm Seramik Sistemlerin Sınıflandırılması Tüm seramik sistemleri, kimyasal yapılarına ve yapım tekniklerine göre şu şekilde sınıflandırılabilir. 9
2.7.1. Kimyasal Yapılarına Göre Sınıflandırılması A.Cam Seramikler a) Mikabazlı (Tatrasilisik floromika) cam seramikler (Dicor; Dentsply), b) Hidroksi apatit bazlı cam seramikler (Cera Pearl; Kyocera), c) Lösit bazlı cam seramikler (IPS Empress; IvoclarVivadent, Finesse; Ceramco), d) Lityum disilikat bazlı cam seramikler (IPS e-max Press; Ivoclar Vivadent), e) Flor apatit bazlı cam seramikler (IPS d.sign; Ivoclar Vivadent). f) Feldispatik B. Alumina C. Zirkonya (12) 2.7.2. Tüm Seramik Sistemlerinin Yapım Tekniklerine Göre Sınıflandırılması 1. Folyo tekniği: Renaissance, Sunrise, Optec HSP, Flexobond, Plati-deck 2. Isıya dayanıklı refrakter model üzerinde hazırlanan tüm seramik restorasyonlar: Vitadur-N Cerestore, Hi-Ceram, In-Ceram (alumina, zirconia, magnesia), Duceram, Optec, Mirage 3. Dökülebilir cam seramikler: Dicor, Cerapearl 4. Isı ve basınçla şekillendirilen seramikler: IPS-Empress, IPS e-max Press, Finesse, Evopress, Optec 3G, Carrara Press 5. Kopya freze tekniğine dayalı sistemler: Celay, Cercon, ZirkonZahn 6. Bilgisayar destekli freze tekniğine dayalı sistemler (CAD/CAM): Cerec, Procera, Lava, Cicero 2.7.2.1 Vitadur-N Al 2 O 3 alt yapılı alüminöz porselendir. %40-50 Al 2 O 3 ten oluşur. Bu dentin ve mine yapımında kullanılan porselenden %40-50 daha dayanıklıdır. Seramik içerisindeki Al 2 O 3, çatlakların ilerlemesini engeller. Restorasyonunun son şekli bu kor materyalinin 10
ısısal genleşme katsayısına uygun feldspatik porselen ile verilir. Ancak alümina içeren porselenin en büyük dezavantajı mat, opak görüntü vermesi ve pürüzlü yapısıdır (13). 2.7.2.2 Cerestore 1982 yılında kullanıma sunulmuş olan Cerastore sistemi konvansiyonel alümina ile güçlendirilmiş jaket kronlardaki fırınlama büzülmesi ve folyo kronlardaki problemleri azaltmak için geliştirilmiştir. Alümina, Magnezya ve cam firit içeren platisize seramik tablet, bir epoksi materyali üzerinde kalıpla şekillendirilmektedir. Seramik tablet 1515 C ye kadar fırınlanır. Pişirme sırasında magnezya ve alümina arasında bir reaksiyon başlar. Magnezya-alümina spinelleri oluşması ile hacimce genleşme olur. Bu genleşme fırınlama ile tamamen kompanze edilir. Sonuç olarak bitmiş kronda boyutsal değişiklik minimumdur. Bu sistem ile mükemmel estetik ve iyi bir marjinal uyum elde edilirken yeterli dayanıklılık elde edilememiştir (14). 2.7.2.3. In-Ceram Fransa da Soduan tarafından geliştirilen In-Ceram (VITA Zahnfabrik, Bad Sackingen, Germany) sisteminde dişhekimliğinde kullanılan diğer seramiklerden farklı olarak bir cam matriks yoktur. Materyal tamamen kristal yapıdan oluşur. Bu şekilde materyalin ince tanecikli yapısı sayesinde yüksek mekanik dayanıklılık ve adaptasyon yeteneği yanında estetik olarak da tatmin edicidir. Ağırlıkça %85lik bir kısmı oluşturan alüminyum oksit kristalleri birbirleri ile temas halindedir. Böylece ön bölge, arka bölge tüm seramik kronların ve ön bölgede tüm seramik köprü yapımına olanak sağlar. Üç farklı In-Ceram tekniği vardır: - In-Ceram Alümina - In-Ceram Spinell (alümina ve magnezyadan oluşur) - In-Ceram zirkonyum Burada temel prensip bir alüminyum oksit alt yapı oluşturmaktır. Alümina, metal destekli seramiklerdeki metal alt yapının yerini alır. Alt yapı ısıya dayanıklı refraktör model üzerinde pişirilir. Bu aşamadan sonra alt yapı cam infiltrasyonu için ikinci bir pişirmeye tabi tutulur. Bu şekilde seramiklerdeki zayıf noktaları oluşturan pöröziteler hemen hemen tamamen yok edilir. Böylece materyalin bükülme direnci artmış olur. 11
Daha sonra alt yapı üzerine dentin ve mine porselenleri uygulanarak pişirilir. Burada In- Ceram sisteminin en önemli dezavantajı laboratuvar işlemlerinin çok uzun sürmesidir. In-Ceram sisteminin bükülme ve kırılma direnci, yüksek lösit içeren seramiklere oranla 2.5-3.5 kat daha fazladır. In-Ceram sisteminde yüksek alümina ya da zirkonyum içeriğinden dolayı dişe kimyasal olarak bağlanan restorasyonların yapımı çok zordur. Silikat içeriğinin az olması silan uygulamasını sınırlar ve asit uygulayarak mikromekanik retantif alanların oluşmasını engeller. Ancak bir çalışmada restorasyonun yapışma yüzeyinin elmas partikülleri ile kumlanmasının kesme direncini arttırdığı bulunmuştur (15, 16). 2.7.2.4. Hi-Ceram İlk kez 1972 yılında Southan ve Jorgensen tarafından fosfat bağlı revetman üzerinde platin yaprak kullanılmaksızın alümina seramiği fırınlanarak elde edilmiştir. Hi-Ceram güçlendirici faz olarak %50 alümina kristalleri içeren dispersiyon yöntemiyle kuvvetlendirilmiş bir dental porselendir. Güçlendirici fazın hacmi spesifik boyutlu partiküllerin arttırılmasıyla elde edilmiş ve bu sırada estetik özelliklerden ve porselen hamurunun maniplasyon kolaylığından da ödün verilmemiştir. Alümina içeriğinin arttırılması gerilme dayanıklılığını da arttırmıştır. Bükülme kuvvetlerine karşı dayanıklılığı 155 MPa olarak belirlenmiştir (15). 2.7.2.5. Optec Lösit kristal yapısına sahip olan Optec HSP sisteminde çekirdek alt yapı bulunmamaktadır. Platin folyo ya da ısıya dayanıklı refraktör model üzerinde pişirilir. İyi bir estetik ve marjinal uyum elde edilmesine ragmen yeterli bir dirence sahip değildir (14). 2.7.2.6. Mirage 2 Mirage 2 sisteminde (Myron International, Kansas City) feldspatik porselene zirkonya fiberler eklenmiştir. Böylece çatlak oluşumunun azaltılması ve makaslama transformasyonunun inhibe edilmesiyle sertliğin arttırılması sağlanmıştır. Bu ilave, 12
translusensliğini azaltmıştır. Fakat bu durum, eğer renklenmiş diş yapısı maskelenmek isteniyorsa bir avantaj sayılabilir (15). 2.7.2.7. Dicor ve Cera Pearl Dökülebilir cam-seramiklerden olan ve 1985 yılında kullanıma sunulmuş Dicor (Dentsply, Burlington, UK) sistemi üzerine çok sayıda çalışma yapılmıştır. Yine aynı yıllarda aynı fiziksel ve kimyasal yapıda olan Cera Pearl (Kyocera Bioceram; San Diego, USA) sistemi piyasaya sunulmuştur. Kristal fazın mika kristallerinden oluştuğu Dicor ve hidroksilapatitten oluşan Cera Pearl sisteminde kaybolan mum tekniği ile restorasyonlar santrifüjde dökülür. Dicor sistemi için döküm ısısı 1360 C iken, Cera Pearl sistemi için 1460 C dir. Döküm işlemi tamamlandıktan sonra gerekli düzenlemeler yapılır ve kristalizasyon aşamasına geçilir. Kristalizasyon işlemi Cera Pearl için 870 C de 12 saat sürerken, Dicor için ise 1070 C de 6 saat sürmektedir. Bu işlem sonucunda kristalize kalsiyum oksilapatit oluşumu tamamlanmış olur ve kristalizasyon ısısından daha düşük bir ısıda iki defa ısıtılarak doğal mineye çok benzeyen kimyasal ve fiziksel yapı kazandırılır. (17, 18, 19). 2.7.2.8. IPS Empress Lösit ile güçlendirilmiş bir cam seramik olan IPS Empress sistemi (Ivoclar-Vivadent, Schaan, Liechtenstein) geliştirilmiştir. In-Ceram seramik alt yapı yapımında slip-cast teknolojisine güvenmekte iken; IPS-Empress, Cerestore dakine benzer bir injectionmolding tekniği kullanmaktadır. Yüksek alümina içerikli kor materyali yerine IPS- Empress sadece birkaç mikrometre çaplı latent çekirdekleştirici ajanlar içeren özel bir camdır. Bu materyalin dayanıklılığı cam matris içindeki kontrollü kristalizasyon sayesindedir. Kayıp mum tekniği ile pres döküm tekniğinin birlikte kullanıldığı bir tekniktir. Lösit ile kuvvetlendirilmiş cam seramik tabletler ısı ile yumuşatılarak yavaş yavaş preslenir. 850 o C ye kadar ısıtılarak mum uzaklaştırılır. Döküm yoluna seramik blok ve alüminyum piston yerleştirilir. Manşet EP500 isimli özel fırına yerleştirilir. Isı 1150 o C ye çıktıktan sonra 20 dk. süre ile yumuşamış seramik blok 5 bar basınç ile yavaş yavaş vakum altında preslenir. Daha sonra soğutularak revetmandan çıkarılan kron kumlama ile temizlenerek model üzerinde kontrol edilir. Estetiğin önemli olduğu ön bölge restorasyonların tabakalama, anatomik özelliklerin önem kazandığı arka bölge 13
restorasyonlarında, inley ve onley uygulamalarında boyama tekniği uygulanabilir. Anterior restorasyonlar cut-back yöntemiyle küçültülerek lösit ile güçlendirilmiş cam seramiğin toz formu, konvansiyonel sinterizasyon tekniği ile yüzeye uygulanır. Enamel ve traslusens tabakalar uygulanıp, fırınlanır. Restorasyon, gerekli renklendirme ve makyajlar yapılıp, glazelenir. Boyama tekniğinde ise restorasyonun ful-kontur olarak mum modelajı yapılır ısı ve basınç altında preslenir. IPS-Empress renkli porselenleri ile renklendirilir. IPS-Empress sisteminde hem Ivoclar hem de Vita renkleri kullanılabilir. IPS-Empress cam seramiğin üretimi için öncelikle, kontrollü kristalizasyon için önem taşıyan baz cam eritilir. Çekirdeklenmenin ve ilk kristalizasyonun başlaması için, ısıtıldıktan sonra öğütülür. Bu toza stabilizatörler, katkı maddeleri, floresan ajanlar ve pigmentler eklenir; daha sonra preslenerek cam seramik bloklar (ingot) oluşturulur. Bu ingotlar yaklaşık 1200 C de sinterize edildikten sonra kullanıma hazır hale gelir. IPS- Empress çekirdeğinin yapısal özelliklerini sağlamada, bu baz camın önemi çok büyüktür. Konvansiyonel cam seramiklerde kullanılan camdan belirgin farklılık gösterir ve kontrollü hacimsel kristalizasyon ile cam seramiğe dönüştürülemez. Bu nedenle, IPS-Empress cam seramiğini üretmede kontrollü yüzey kristalizasyonu mekanizması kullanılmaktadır. Hacimce % 30-40 oranında lösit kristali içeren IPS-Empress sistemi ile hazırlanan inley, onley, kron ve lamina gibi restorasyonlar ile başarılı sonuçlar elde edilmektedir. Yüksek translusensi, floresans, opalesans gibi optik özellikler açısından bu malzeme ile doğal dişe yakın bir estetik sağlanır (20, 21, 22). 2.7.2.9. IPS-Empress 2 IPS Empress 2 nin kimyasal yapısı IPS Empress in kimyasal yapısından tamamen farklıdır. IPS Empress 2 lityum disilikat cam-seramiktir ve kimyasal yapısı SiO 2 - Li 2 O dur. Bir cam-seramiği diğer materyallerden ayıran özellikler; cam-seramiğin en az bir cam fazı ve bir kristal fazından oluşan camsı, kristalli bir materyal oluşudur. Temel materyali kontrollü çekirdekleşme ve kristalleşme ile içerisinde kristallerin oluştuğu camdır. Son halini alan cam-seramikte en az tek tip bir özel kristal, en az bir cam matris içerisine gömülmüştür. Lityum disilikat cam-seramikler ilk defa 1950 li yıllarda Stookey tarafından geliştirilmiştir. Bu buluş sonrası lityum disilikat cam-seramikler üzerine çok sayıda 14
araştırma yapılmıştır. Ana lityum disilikat fazının kristalleşme kinetiği ve çekirdekleşme mekanizması üzerinde daha fazla durulmuştur. Ancak, o yıllarda bulunan lityum disilikat cam-seramiğinin kimyasal stabilitesinin zayıf olması gibi bir dezavantajı vardı. Lityum disilikat cam-seramikler üzerine yapılan çalışmalar sonucunda Beall ve Echeverria kimyasal olarak stabil olan lityum disilikat cam-seramikleri geliştirmişlerdir. Bu yeni lityum disilikat cam-seramiği aşağıdaki özelliklerle ayırt edilir: - SiO 2 ve Li 2 O arasında, ana kristal fazı oluşturan lityum disilikat ın oluşumuna yardım eden özel bir ilişki vardır, - Ana kristal fazın çekirdekleşmesini başlatan yeni komponentler vardır, - Cam matrisi oluşturan yeni ilave komponentler vardır. Bu komponentler cam-seramiğin kimyasal stabilitesini sağlamak için özel olarak seçilmiştir. Dişhekimliğinde kullanılan daha önceki lityum cam-seramikler ile karşılaştırıldığında IPS Empress 2 gelişmiş kimyasal özellikler ve yüksek translüsens sergiler. Mikroyapısında ise mikro çatlaklar oluşmaz. Aynı zamanda, materyal EP500 fırınında 920 C de visköz akıcılığa ulaşır ve 5 barlık basınç ile preslenir (23, 24). 2.7.2.10. Finesse Yine ısı ve basınçla şekillenebilen sistemlerden olan Finesse All Ceramic sistemi (Dentsply) de kaybolan mum tekniği esasına dayanır ve lösit kristali içermektedir. Burada temel düşünce ısı ve basınçla şekilleme işlemi 850 C de gerçekleştirilir. Bu sistemde de boyama ve tabakalama olmak üzere iki farklı teknik vardır. Diğer sistemlerle karşılaştırıldığında ise laboratuvar işlemleri daha düşük ısıda gerçekleştirilir. Materyalin sertliğini azaltmak için lösit kristali içeriği %8-10 arasında tutulmuştur. Seramik alt yapı hazırlandıktan sonra tabakalama tekniği için düşük ısıda, yani 750 C de Finesse seramiği pişirilir. Laboratuvar işlemlerinin düşük ısıda gerçekleşmesinin bazı yararları vardır: - Marjinal uyumu daha iyi olan restorasyonlar yapılabilir, - Isı ve basınçla şekilleme sonrası revetman artıkları restorasyon yüzeyinde kalmaz, 15
- Klinikte polisaj lastikleri ile cila yapılabilir, - Aşınması doğal dişin aşınmasına yakındır, - Karşıt dişte aşınma meydana getirmez. Finesse All Ceramic sistemi inley, onley, lamina ve kron tipi restorasyonlar için endikedir. 2.7.2.11. IPS e-max 2005 yılında piyasaya sunulan IPS e-max, daha estetik ve daha dirençli restorasyonların yapılabilmesi için homojenize edilmiş lityum disilikat cam seramik şeklinde üretilmiştir. Firma materyali 2 farklı şekilde kullanıma sunmuştur. IPS emax CAD bloklar CAD/CAM tekniği kullanılarak altyapıların hazırlanmasında kullanılırken, IPS e-max Press ingotlar basınç altında enjeksiyonla altyapıların hazırlanmasında kullanılırlar. IPS e-max seramik materyali florapatit kristallerinin farklı konsantrasyonlarını içermektedir. Bu apatit kristallerin, cam seramik restorasyonun ışık geçirgenliğinde gelişme sağlayarak daha doğal görünüm sağladığı ve translusensi arttırdığı söylenmektedir. Bükülmeye direnci 360-400 MPa olarak bildirilmiştir. IPS e-max altyapıları anterior ve posterior bölgede tek kron ve köprülerin yapımına izin vermektedir (25). 16
2.8. Zirkonyum Zirkonyum ilk olarak 1789 yılında Sri Lanka da Martin Heinrich Klaproth tarafından bulunmuştur. 1824 yılında Jons Jakob Berzelius tarafından potasyumla işlenerek izole edilmiştir. Medikal alanda ilk olarak kullanımı 1969 yılında ortopedi alanında olmuştur. Ancak bu ilk çalışmalar in vitro teknolojinin yetersizliği nedeniyle terk edilmiş; 1990 yıllarına kadar kemik ve kaslar üzerine yeni çalışmalar devam etmiştir. Bu yıllarda yapılan araştırmalar sonucunda zirkonyum oksit tin sitotoksik olmadığı, in vitro çalışmalarda anlaşılmıştır. (26) Zirkonya, seramikler arasında üzerinde en çok çalışma yapılan metal oksididir. Zirkonya, medikal planlamaların yapılandırılması için gerekli özelliklere sahip bir seramik materyalidir.(26) Arka bölgelerde premolar ve molar dişlerin yerini alacak köprülerin yapılmasına izin verir ve kor kalınlığında yeterli inceltmelere olanak sağlar. Bu özellikler protetik dişhekimliğinde kuvvet ve estetik bakımından oldukça önemlidir. (27) 2.8.1. Zirkonyum Oksitin Kullanım Alanları Dişhekimliğinde, zirkonyum oksit estetik görünüm, korozyon direnci, yüksek gerilim direnci, doku dostu olması, gren çapının düşük olması gibi özellikleri ile diğer seramik sistemlerine göre üstünlük göstermiş ve bu nedenle dişhekimliğinde geniş bir kullanım alanı elde etmiştir. (28) Başlıca; Seramik formunda implant ve abutment materyali olarak Sabit restorasyonlarda; kor materyali olarak Sabit restorasyonlarda post kor materyali olarak Ortodontik braket olarak kullanılmaktadır. Ayrıca; Korozyona dayanıklılığı nedeniyle birçok aletin yapımında Düşük sıcaklıklardaki süper iletimi nedeniyle süper iletken mıknatıs yapımında (zirkonyum-niobyum) Erime noktasının yüksek olması nedeniyle ateşe dayanıklı malzemelerin yapımında Yanıcı özelliği nedeniyle askeriyede 17
Korozyona dayanıklılık ve nötron absorpsiyonu özellikleri nedeniyle nükleer reaktör yapı malzemeleri üretiminde kullanılmaktadır. (29) 2.8.1. Zirkonyumun Yapısal Özellikleri Zirkonyum (Zr) atom numarası 40, atom ağırlığı 91,22 olan kimyasal bir elementtir ve periyodik tablonun metaller grubunda yer alır. Doğada serbest olarak bulunamayan bu metalin rengi gri-beyazdır. Zirkon olarak bilinen zirkonyum silikat (ZrSiO 4 ) minerali ve zirkonyum oksit adıyla bilinen zirkonyum oksit (ZrO 2 ) minerali vardır. Sözcük olarak birbirine benzeyen bu iki mineralin kimyasal özellikleri oldukça farklıdır, bu nedenle karıştırılmaması gereklidir. (29) Zirkonyum, ZrCl 4 bileşiğinin Mg (magnezyum) veya Ca (kalsiyum) ile indirgenmesi sonucu elde edilir. Çok reaktif bir maddedir. Zirkonyum, oksijen ile temasa geçtiği zaman biyolojik olarak uyumlu olan zirkonyum oksite dönüşür. Su veya hava ile temasında oksitle kaplanarak korozyona dirençli hale gelir.(29) ZrO 2 (Zirkonyum oksit), iyi kimyasal ve boyutsal stabiliteye, yüksek mekanik dirence ve sertliğe ve paslanmaz çeliğe benzer Young modülüne sahiptir.(30) Zirkonyum oksit içerikli seramiklerin oldukça fazla formu vardır ancak dişhekimliğinde en çok 3 formu kullanılır; Yttriyum ile desteklenmiş tetragonal zirkonyum oksit polikristalleri (Y- TZP) Magnezyum ile desteklenen kısmen sabitlenmiş zirkonyum oksit (Mg- PSZ) Zirkonyum oksit ile sertleştirilmiş alüminyum (ZTA).(31) Biyomedikal alanda kullanılan tetragonal zirkonyum oksit polikristali, %3 mol yttriyum (Y 2 O 3 ) ile muamele edildiğinde Y-TZP bileşiği oluşur. Yttrium oksit saf zirkonyumun oda sıcaklığında sabit kalabilmesi için eklenen bir stabilizasyon oksididir. Bu oksit saf zirkonyum içinde, oda sıcaklığında stabilizasyon sağlayarak kısmi stabilize edilmiş zirkonyum olarak adlandırılan çok fazlı malzemeyi oluşturmak amacıyla eklenir. Muamele esnasında ısı artışıyla bileşikte stabilizasyon sağlanır. Saf zirkonyum oksit oda sıcaklığında ve 1170 o C altında, normal atmosfer basıncında mono kliniktir (m). Birçok firmaca zirkonyanın bu fazına hatalı olarak green zirkonya- 18
yeşil zirkonyum oksit denmiştir. 1170 o C ve 2370 o C sıcaklık arasında materyal tetragonal (t) hal alır ve ardından 2716 o C ile karşılaşıncaya kadar kübik (c) yapı göstermeye başlar. (27, 31) Tetragonal formdaki zirkonyum oksit daha kararlıdır Kübik yapıdaki zirkonyum oksit elmas görünümündedir ve mücevherat yapımında kullanılır. Y-TZP dişhekimliğinde dental kronların ve protezlerin üretimi için uygundur. (31) Y-TZP esaslı sistemlerin yüksek direnci ve kırılma dayanımları, kısmi stabilize edilmiş zirkonyumun fiziksel özelliklerinden ileri gelir. Mikro çatlakların ucuna uygulanan gerilme kuvvetleri, zirkonyum oksit kristalinin tetragonal geometriden monoklinik geometriye dönüşümüne sebep olur. Bu yapısal dönüşüm nedeniyle kristal hacminde %3-5 arasında bir artış oluşur. Hacimdeki bu artış, çatlakların çevresinde; çatlakların ucunda etkili olan eksternal gerilme kuvvetlerine karşı koyabilecek bölgesel kompresif kuvvetlerin oluşmasında etkili olur. Bu fiziksel özellik dönüşüm sertleşmesi (transformation toughening) olarak adlandırılır. Seramiklerin uzun dönemli dayanıklılığı çatlak yayılımına, tükürüğün içindeki suyun camla reaksiyona girmesiyle oluşan stres korozyonuna bağlıdır. Tükürük cam etkileşimi cam yapısının dekompozisyonu ile sonuçlanır ve çatlak yayılımında artış gözlenir. Fakat Y-TZP alt yapı cam içermediğinden ve monokristalin yapıya sahip olduğundan bu fenomenden etkilenmez. (32, 33) Zirkonyanın ısı karşısında gösterdiği değişikliklerin meydana gelmeye başladığı değerlere martensitik başlangıç (Ms) ve sona erdiği değerlere martensitik bitiş (Mf) sıcaklıkları adı verilmektedir. Kübik formdan tetragonal forma geçiş sırasında %2,31 hacimsel değişim olurken, tetragonal formdan monoklinik forma geçişte %4,5 hacimsel değişim meydana gelmektedir.(27) Zirkonyum oksit 1450 o C de 2 saat tutulduğunda partiküllerde büyüme ve kübik forma geçiş gözlemlenmiştir. 700 900 o C gibi daha düşük sıcaklıklarda, özellikle su buharının varlığında, zirkonyum oksit yüzeyinin termal yaşlandırma sürecine maruz kaldığı rapor edilmiştir. (34) Mikroskobik düzeyde, yüzey yükseltilerinin yapılanmasındaki termal yaşlandırma sonuçlarında; partiküller birbirinden uzaklaşmış ve ayrılmış ve partikül sınırlarının kalınlığı artmıştır. (34) Zirkonyanın 1350 o C de 12 dakika termal asitlenmesi süresinde, yüzey yükseltileri, partikül yüzey dalgalanmaları ve partikül sınırlarındaki vertikal yivler, atomik kuvvet mikroskobu kullanılarak rapor edilmiştir.(34) 19
Farklı kristaller arasındaki tüm değişimler zirkonyum oksit yüzeyi üzerindeki kuvvetle ilgilidir ve bu prosedürler stresin uygulandığı alandaki hacimsel bir değişimdir. Zirkonyum oksit yüzeyine bir kuvvet uygulandığında, çatlama enerjisi t den m ye değişimi uyarır.(35) Strese neden olan t den m ye olan değişimin kontrolü, tetragonal formun kararlılığının korunması; çatlak oluşumunu önlemek ve dayanıklılığın arttırılması bakımından yararlıdır (27). Tetragonal formdan monoklinik forma değişim yaklaşık olarak 950 o C soğuklukta başlar. Saf zirkonyaya, oda sıcaklığında tetragonal ve kübik formun kararlılığının korunması için CaO (kalsiyum oksit). MgO (magnezyum oksit), Y 2 O 3 (yitriyum oksit) veya CeO gibi oksitlerin eklenmesi gereklidir.(27) Zirkonyanın mekanik özellikleri muamele edilen bu metallere benzemektedir.(35) Y-TZP nin mekanik özellikleri yüksek oranda, partikül büyüklüğüne bağlıdır. Kritik partikül büyüklüğünün üzerinde, Y-TZP, daha az stabildir ve kendiliğinden t formundan m formuna kolaylıkla dönüşebilir; partikül boyutları küçüldükçe (<1µm) değişime uğrama oranı azalır. Ortalama 0,2µm boyutlarında kırılma dayanıklılığında azalma olacağından değişim mümkün değildir. Sonuç olarak, sinterizasyon koşulları stabilizasyon ve ürünün mekanik özellikleri üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Yüksek sinterizasyon sıcaklığı ve uzun sinterizasyon süresi daha büyük partikül boyutuna neden olur, bu da zirkonyanın mekanik ve yapısal özelliklerini olumsuz etkiler.(31, 36) Yapılan in-vitro çalışmaların sonucunda dental uygulamalar için kullanılan Y-TZP seramiklerini diğer seramik sistemlerinden daha üstün hale getiren özellikler aşağıdaki şekilde sıralanabilir; En uygun partikül büyüklüğü 0,2 0,5 µm Elastiklik direnci 900 1200 MPa Kırılma dayanımı 9 10 MPa Statik yükleme altında sıkışma direnci yaklaşık 2000 MPa dır. (31, 36) Y-TZP esaslı kor sistemlerinin bükülme dirençleri 900 1200 MPa olduğundan kırılma dayanımları alüminöz kor sistemlerinin yaklaşık 2, lityum disilikat içeren sistemlerin ise yaklaşık 3 katı kadardır. 20
2.9. Zirkonya seramik ile hazırlanmış restorasyonların simantasyonu Zirkonya seramik ile hazırlanmış restorasyonların simantasyonunda günümüze kadar çok çeşitli ajanlar kullanılmış ve hali hazırda tam bir görüş birliğine varılmış değildir. Zirkonya seramik restorasyonların simantasyonu konvansiyonel ve adeziv olmak üzere temel olarak 2 farklı yöntem kullanılarak yapılır. Zirkonya seramikten hazırlanmış restorasyonlar zirkonyanın fiziksel özelliklerinin yüksek olması nedeniyle konvansiyonel olarak yapıştırılabilmektedir. Bir başka deyişle adeziv simantasyon işleminin diğer cam seramik sistemleri ile hazırlanmış restorasyonların fiziksel özelliklerini arttırdığı gibi zirkonya seramikten hazırlanmış restorasyonların fiziksel özelliklerini arttırmaları gibi bir etkileri yoktur. Ancak günümüze kadar yapılmış çok sayıda çalışmanın sonuçlarına göre adeziv simantasyon ile yapıştırılmış restorasyonlarda uzun dönemde konvansiyonel yöntemle yapıştırılmış restorasyonlara göre daha az mikrosızıntı olduğu görülmüştür. Buradan yola çıkarak zirkonya seramik restorasyonların adeziv simantasyonu için çeşitli sistemler kullanılmıştır ve hala bu çalışmalar devam etmektedir. Zirkonya seramik kullanılarak yapılan tüm seramik restorasyonlar adeziv simantasyon tekniği ile simante edilmek istendiğinde, hidroflorik asidin ve kumlama işleminin zirkonya seramiğin yüzeyinde pürüzlendirme yapamadığı ve silika içeriğinin çok az olması nedeniyle silan ajanları ile seramik yüzeyinin yeterli bir reaksiyona giremediği bulunmuştur.(37, 38) Zirkonya seramiklerin %1 in altında iken cam seramiklerin silika içeriği hacimce %50-60 arasındadır.(39, 40) Buradan yola çıkarak adeziv simantasyon için ilk basamak zirkonya seramiklerin yüzeyinin silan ile reaksiyona girebilecek şekilde silika ile kaplanması ve silan ajanının uygulanmasıdır. Seramik yüzeyini silika ile kaplama yöntemleri: - Tribokimyasal silika kaplama - Pirokimyasal silika kaplama 2.9.1 Tribokimyasal Silika Kaplama Asitleme işlemi ile pürüzlendirilemeyen ve yapısında silika içeriği çok az olan zirkonya seramiklerin yüzeyi tribokimyasal yöntem ile silika kaplama işleminde silika kaplı alumina kumları belirli bir sıcaklık ve basınç altında ilgili seramik yüzeyine püskürtülür ve yüzey silika ile kaplanmış olur.(41) Dental laboratuarda uygulanan 21