Sứ nha khoa – Giới thiệu

Sứ nha khoa là một loại vật liệu phục hồi rất giống răng thật, đến mức mà người không chuyên khó có thể nhận thấy khác biệt giữa chúng. Người ta cho rằng nhựa composite cũng đạt độ thẩm mỹ tương tự. Tuy nhiên, có một điểm khác biệt là sứ nha khoa cứng hơn, bền hơn, chống mài mòn và hầu như không thể phân hủy trong môi trường miệng. Chúng trơ với nước bọt và hoàn toàn tương thích sinh học. Bởi vì những tiềm năng to lớn, nó vẫn còn là một lĩnh vực cần nghiên cứu và phát triển thêm. Nhờ những nghiên cứu liên tục, những vật liệu này trước đây chỉ dùng trong việc phục hồi các mão răng đơn lẻ, nay đã được dùng cho cả những phục hình cố định nhiều răng như cầu răng dài, nhiều nhịp cầu.

SỰ PHÁT TRIỂN CỦA SỨ NHA KHOA

Sứ là một trong những vật liệu lâu đời nhất. Các đồ vật bằng sứ có niên đại 20.000 năm đã được tìm thấy ở Trung Quốc. Nguồn gốc của thủy tinh có từ năm 3500 trước Công nguyên ở Mesopotamia. Thuật ngữ “glass” được dùng lần đầu tiên vào thời kỳ cuối của đế chế La Mã. Từ “ceramic” bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp “keramikos”, có nghĩa là đồ gốm và keramos, nghĩa là đất sét của người thợ gốm.

Trước khi sử dụng sứ, mão răng được làm hoàn toàn bằng vàng hoặc các hợp kim khác. Khi nhu cầu về thẩm mỹ tăng lên, vật liệu nhựa cùng màu với răng đã được sử dụng làm lớp phủ bên ngoài kim loại trong các quá trình cần sự thẩm mỹ. Khoảng đầu những năm 1900, mão răng sứ được đưa vào nha khoa bởi Charles Land, người đã đặt ra thuật ngữ mão jacket sứ (porcelain jacket crown – PJC). Việc phục hồi đã được sử dụng rộng rãi sau khi các cải tiến được thực hiện bởi EB Spaulding và được WA Capon công bố rộng rãi. Những mão răng sứ ban đầu này được làm bằng sứ trường thạch (feldspathic porcelains) thường là vật liệu có độ bền kém. Chúng cũng rất khó chế tạo và không đạt hiệu quả cao (lợi nhuận kém).

Để giảm nguy cơ nứt vi mô bên trong trong giai đoạn làm nguội, mão sứ kim loại (porcelain-fused-to-metal PFM) đã được phát triển vào cuối những năm 1950 bởi Abraham Weinstein. Mối liên kết giữa kim loại và sứ đã ngăn chặn sự hình thành các vết nứt trong quá trình định hình. Điều này mở ra kỷ nguyên của sứ kim loại . Trước đó, các phục hình cố định bằng kim loại được dán (phủ) bằng acrylic cùng màu răng để che đi phần kim loại. Những mặt dán mỏng này không tồn tại được lâu và phải được thay thế thường xuyên. Ngoài ra, chúng không thể được sử dụng để phủ bề mặt răng có liên quan đến khớp cắn vì khả năng chống mài mòn kém. Mão và cầu răng sứ kim loại ngay lập tức được chấp nhận vì tính thẩm mỹ cao, khả năng chống mài mòn và độ bền của chúng. Sứ cũng có thể được sử dụng để dán những bề mặt răng có liên quan đến khớp cắn. Vì các đường hoàn tất được làm bằng kim loại nên độ chính xác khá cao. Mặc dù sự thành công của các phương pháp phục hình sứ kim loại khá nhiều, nhưng chúng không được xem là phương pháp phục hồi cuối cùng. Lớp kim loại phủ lớp sứ tạo màu (opaque) bên dưới không cho phép ánh sáng đi qua và tái tạo lại màu răng một cách tự nhiên như răng thật. Trong những điều kiện ánh sáng nhất định, những mão răng này trở nên dày hơn, tối và mờ đục. Đường hoàn tất của phục hình có vẻ sẫm màu, ngay cả khi ẩn bên dưới nướu vì đôi khi nó lộ ra qua nướu (nướu nhiễm thành màu hơi xanh).

Một số nhà sản xuất đã cố gắng giải quyết vấn đề này bằng cách đưa ra giải pháp “đường hoàn tất bờ vai”. Một phần kim loại đã được loại bỏ khỏi vị trí đường hoàn tất này (đường hoàn tất không có kim loại) và được thay thế bằng bờ vai sứ. Tuy nhiên, điều này vẫn không hoàn toàn giải quyết được vấn đề về độ trong mờ của phục hình.

Bước đột phá đầu tiên trong việc phát triển một phương pháp phục hồi toàn sứ là vào năm 1965. McLean và Hughes đã giới thiệu một vật liệu lõi được gia cố nhôm oxit để cải thiện độ bền của sứ. Tuy nhiên, chúng vẫn chưa đủ bền để sử dụng cho răng sau và tất nhiên vấn đề khít sát đường hoàn tất vẫn còn.

Những năm 1990 chứng kiến sự xuất hiện trở lại của mão toàn sứ cũng như các phục hình cố định từng phần. Độ bền của các phục hồi đã được cải thiện thông qua sự ra đời của các loại sứ và kỹ thuật chế tạo mới hơn. Sự khít sát đường hoàn tất giữa vật liệu và răng cũng đã được cải thiện đáng kể khi so sánh với các mão răng toàn sứ thế hệ đầu tiên. Gốm sứ thế hệ mới bao gồm castable glass ceramics (sứ ép), injection molded ceramics, glass infiltrated core ceramics, CAD/CAM, v.v. Khi tăng độ bền, cứng, việc sử dụng phục hình toàn sứ dần dần được mở rộng bao gồm mão cho răng sau và cầu răng. Một lý do chính cho điều này là sự ra đời của sứ zirconia ổn định và sứ CAD/CAM. Công nghệ sứ tiếp tục phát triển do nhu cầu cao về phục hình màu răng thẩm mỹ.

Định nghĩa Sứ là hợp chất của một hoặc nhiều kim loại với một nguyên tố phi kim, thường là oxi. Chúng được hình thành từ các chất ổn định về mặt hóa học và sinh hóa, không dẫn điện, nhiệt, cứng, giòn và trơ (GPT-8).

Lưu ý: Các thuật ngữ Porcelain và Ceramic thường được sử dụng thay thế cho nhau. Tuy nhiên có những khác biệt nhỏ giữa chúng. Gốm sứ (Ceramic) là một thuật ngữ rộng bao gồm đất nung, xương, đồ gốm, gạch, đồ đá, sứ porcelain và bất kỳ sản phẩm nào khác bằng đất sét và được làm cứng bằng nhiệt. Sứ (Porcelain) là một loại của gốm sứ (ceramic) và có đặc tính là cứng, giống thủy tinh và có độ trong mờ. Tất cả các loại sứ (porcelain) đều là gốm sứ (ceramic), nhưng tất cả các loại gốm sứ (ceramic) không phải là sứ (porcelain).

CẤU TRÚC CƠ BẢN

Hầu hết các loại sứ hiện nay bao gồm hai pha:

• Pha thủy tinh — chất nền
• Pha tinh thể — phân tán trong chất nền, cải thiện độ bền và các đặc tính khác của sứ, ví dụ thạch anh, alumin, spinel, zirconia, v.v.

Cấu trúc của sứ tương tự như cấu trúc của thủy tinh (Bảng). Do đó, cấu trúc cơ bản của sứ gồm một mạng lưới ba chiều của silica (tứ diện silica). Thủy tinh nguyên chất nóng chảy ở nhiệt độ rất cao được sử dụng trong nha khoa. Việc thêm vào một số hóa chất nhất định làm giảm nhiệt độ nóng chảy bằng cách phá vỡ mạng lưới silica. Thủy tinh có được đặc tính giống như sứ khi mạng lưới silica bị phá vỡ bởi các chất kiềm như natri và kali. Điều này cũng làm giảm nhiệt độ nóng chảy. Những chất hóa học này được gọi là modifiers hoặc fluxes của thủy tinh. Các chất khác hoạt động như chất điều chỉnh thủy tinh là alumin (Al2O3) và oxid boric (B2O3). Oxid boric tạo thành mạng lưới riêng biệt giữa mạng lưới silica. Việc thêm vào một số chất làm mờ (opacifers) nhất định làm giảm độ trong suốt và hoàn thành quá trình chuyển đổi sang sứ nha khoa.

Bảng: So sánh thủy tinh và sứ

Thủy tinh	Sứ
Cấu trúc vô định hình (không tinh thể) ngẫu nhiên	Cấu trúc tinh thể có thứ tự trong pha thủy tinh
Trong suốt	Mờ đục
Thành phần chủ yếu là silica	Chứa silica và các pha tinh thể khác

CẤU TẠO CƠ BẢN

Các thành phần cơ bản của sứ trường thạch (feldspathic porcelains) là

• Feldspar – Chất nền / pha thủy tinh cơ bản
• Kaolin (gốm đất nung/sét trắng – kaolin là silicate nhôm ngậm nước) – Chất kết dính giai đoạn sớm
• Thạch anh – Filler và opacifer
• Alumina – được thêm vào quá trình hình thành và nung thủy tinh
• Alkalies – Chất điều chỉnh (biến tính) thủy tinh (flux)
• Sắc tố màu – Điều chỉnh màu
• Opacifers – Giảm độ trong suốt

• Trường thạch (FELDSPAR)

Nó là một khoáng chất có trong tự nhiên và là thành phần cơ bản của sứ trường thạch. Hầu hết các thành phần cần thiết để làm sứ nha khoa được tìm thấy trong feldspar. Nó chứa kali (K2O), natri oxit (Na2O), alumin (Al2O3) và silica (SiO2). Nó là chất tạo thành thủy tinh cơ bản trước đây. Khi nung chảy ở nhiệt độ cao (trong quá trình sản xuất), nó tạo thành một loại thủy tinh fenspat có chứa mica (kali feldspar K2O.Al2O3.6SiO2) hoặc felspat natri (Na2O.Al2O3.6SiO2). Thủy tinh trường thạch nguyên chất không màu và trong suốt. Như đã giải thích trước đó, các chất biến tính (điều chỉnh) thủy tinh và chất làm mờ khác nhau được thêm vào để thay đổi nhiệt độ thiêu kết, độ nhớt, hệ số giãn nở nhiệt (CTE) và hình dạng của nó.

• Sét trắng (KAOLIN)

Kaolin còn được gọi là cao lanh, là một vật liệu giống như đất sét trắng (silicat nhôm ngậm nước). Cao lanh được đặt theo tên của ngọn đồi ở Trung Quốc (Kao-ling), nơi nó được khai thác trong nhiều thế kỷ. Nó hoạt động như một chất kết dính khi bị ướt, giúp tạo hình cho sứ giai đoạn đầu. Nó cũng tạo độ mờ cho cả khối. Một số nhà sản xuất sử dụng đường hoặc tinh bột thay vì cao lanh.

• Thạch anh (QUARTZ)

Thạch anh là một dạng của silica. Thạch anh đất đóng vai trò như một khung xương chịu lửa, cung cấp độ bền và độ cứng cho sứ trong quá trình nung. Nó vẫn tương đối không thay đổi trong và sau khi nung.

• Nhôm oxit

Nhôm oxit (alumin) thay thế một số silica trong mạng lưới thủy tinh. Nó tạo độ bền và độ mờ cho sứ. Nó làm thay đổi nhiệt độ nóng chảy và tăng độ dẻo của sứ trong quá trình nung.

Một nguyên tố có trong thủy tinh khác là oxit boric (B2O3) tạo thành mạng lưới riêng của nó xen kẽ giữa mạng lưới silica.

• Chất điều chỉnh

Các chất kiềm như natri, kali và canxi được gọi là chất điều chỉnh thủy tinh. Chất điều chỉnh (biến tính) thủy tinh: Làm giảm nhiệt độ nóng chảy và tăng nhiệt độ của sứ trong quá trình nung. Chúng cũng làm tăng hệ số giãn nở nhiệt (Coefficient of Thermal Expansion – CTE) (quan trọng trong sứ kim loại). Tuy nhiên, nồng độ chất điều chỉnh (biến tính) thủy tinh quá cao sẽ không tốt cho sứ vì:

-Nó làm giảm độ bền hóa học của sứ

-Nó có thể làm cho thủy tinh bị làm mờ (kết tinh)

• Chất làm mờ

Vì sứ trường thạch nguyên chất không màu, nên các chất làm mờ được thêm vào để tăng độ mờ của nó nhằm mô phỏng giống như răng tự nhiên. Oxit của zirconi, titan và thiếc là những chất làm mờ thường được sử dụng.

• Chất điều chỉnh màu

Răng tự nhiên có rất nhiều màu sắc khác nhau. Thêm vào đó, chúng có thêm các vết ố trên men từ môi trường bên ngoài. Do đó, cần phải có các chất điều chỉnh màu để điều chỉnh sắc thái của sứ nha khoa. Các oxit kim loại khác nhau cung cấp nhiều màu sắc khác nhau, ví dụ: oxit titan (nâu vàng), oxit niken (nâu), oxit đồng (xanh lá cây), oxit mangan (màu tím lavender), oxit coban (xanh lam), v.v. Chúng kết hợp với feldspar thông thường, sau đó trộn lại và pha với nhau để tạo ra nhiều loại màu sắc.

PHÂN LOẠI VÀ MÔ TẢ HỆ THỐNG SỨ

Các phục hình bằng sứ hiện nay có thể được kết hợp với kim loại hoặc được làm hoàn toàn bằng sứ. Dựa trên cấu trúc nền hoặc vật liệu lõi được sử dụng, có hai nhóm cơ bản. Chúng phần lớn được phân loại dựa trên phương pháp chế tạo.

A. Sứ – kim loại

1. Cast metal-ceramic restorations
– Cast noble metal alloys
– Cast base metal alloys
– Cast titanium (ultra low fusing porcelain).

2. Burnished foil metal ceramic restorations
– Capillary casting [sintered gold alloy foil coping Renaissance, Captek)]
– Bonded platinum foil coping.

B. Toàn sứ

1. Platinum foil matrix condensed porcelain restorations
– Conventional feldspathic porcelain restorations
– Porcelain restorations with aluminous core
– Ceramic jacket crown with leucite reinforced core (Optec HSP)
2. Castable glass ceramics (Dicor)
3. Pressable glass-ceramics
– Leucite reinforced glass-ceramics (IPS Empress)
– Lithia disilicate reinforced glass-ceramics (IPS Empress 2)
4. Glass infltrated core porcelains
– Glass infiltrated aluminous core (In-Ceram)
– Glass infiltrated spinel core (In-Ceram Spinell)
– Glass infiltrated zirconia core (In-Ceram Zirconia)
5. Ceramic restorations from CAD/CAM ceramic blanks
– Feldspathic porcelain blanks (Vitablocs Mark II)
– Lithia disilicate glass ceramic blanks (IPS e max CAD, Kavo)
– Glass infiltrated blanks (Alumina, Spinell, Zirconia)
– Partially sintered zirconia blanks (Vita In-Ceram YZ)
– Sintered zirconia blanks (Everest ZH blanks)
6. Ceramic restorations from copy milled ceramic blanks
– Alumina blocks (Celay In-Ceram)
– MgAl2O4 blocks (In-Ceram spinell).

Nguồn: Manappallil, J. J. (2016). Basic dental materials. Jaypee.