|
Hammasteknikko 1 - 1995 ss.8-16 |
Hll, Ht Jussi Sävelä Hlk, Ht Raimo Mäntykoski va. Prof. Mauno Könönen Helsingin yliopiston hammas- ja leukaprotetiikan osasto
|
Täyskeraamisen In-Ceram materiaalin mahdollisuudet kruunu- ja siltaprotetiikassaHammaslääketieteen hoitomenetelmien kehittyessä ja muuttuessa asetetaan keraamisille materiaaleille yhä suurempia vaatimuksia. Nykyisin myös potilaat haluavat yhä useammin hampaanvärisiä proteettisia rakenteita. Kun kyseessä on esim. yliherkkyydet eri metalliseoksille tai akryyleille, tulevat täyskeraamiset vaihtoehdot harkittaviksi. Artikkelimme käsittelee tarkemmin täyskeraamisen In-Ceram materiaalin mahdollisuuksia ja vertailee sitä muihin täyskeraamisiin vaihtoehtoihin kruunu- ja siltaprotetiikassa.
Katsaus Hammaskeraamien historiaanKeraamisten materiaalien arvellaan olleen ensimmäisiä, joita ihminen on oppinut historiansa aikana valmistamaan. Keramiasta valmis-tettiin ruukkuja, astioita ja koriste-esineitä.Keraamisten aineiden käyttömah-dollisuus hammasteknisenä mate-riaalina sai alkunsa runsas 200 vuotta sitten, kun havaittiin mah-dolliseksi tuottaa väriltään ja läpikuultavuudeltaan luonnollisen kaltaisia hampaita. Vuonna 1774 ranskalainen apteek-kari ja kemisti Alexis Ducháteau oli päivittäisessä työssään havainnut posliinin kestävän hyvin erilaisia kemiallisia yhdisteitä värjäytymättä ja kulumatta. Hänen valmistamiaan olivat ensimmäiset irroitettaviin proteettisiin töihin valmistetut proteesihampaat. Näillä korvattiin norsunluusta veistetyt hampaat, jotka olivat helposti värjäytyviä eivätkä näyttäneet läheskään yhtä luonnollisilta kuin posliinista val-mistetut. Ensimmäiset kiinteät kokokeraa-miset proteettiset työt olivat yk-sittäisiä kokokruunuja (jacket crown). Uranuurtaja koko keraamisten kruunujen kehittämisessä oli Charles Land. Hän kehitteli nykyisen kaltaisia posliinin polttouuneja sekä erilaisia polttotekniikoita. Vuonna 1886 hänen väitetään onnistuneen valmis-tamaan ensimmäiset onnistuneet inlayt ja kruunut kehittämällään platinafolio-tekniikalla ja kaasu-uunilla, jolle hän myös myöhemmin haki patentin. Seuraavat askeleet kehityksessä olivat vuonna 1894 sähköuuni (Custer) sekä matalam-missa lämpötiloissa poltettavat posliinit (Le Gro) 1898. Posliinia korjaavana materiaalina käytettäessä sen ainoita käytännön indikaatioita olivat tässä vaiheessa inlayt. Niidenkin kestävyys suunolo-suhteissa oli rajallista johtuen materiaalien hauraudesta sekä kiinnitysmateriaalien heikkoudesta. Vuonna 1912 kiinnitysmahdollisuu-det paranivat, kun silikaattisementti kehitettiin. Tämä ei kuitenkaan ratkaissut esteettistä ongelmaa, vaan sopivan värin aikaansaaminen tuotti vaikeuksia vielä pitkän aikaa pyrittäessä tyydyttävään loppu-tulokseen. Tästä eteenpäin kehitystä tapahtui lähinnä materiaaleissa sekä laitteissa, itse tekniikka pysyi pääpiirteissään samana. Edistys-askeleina voidaan mainita korkea-kierroksiset porat ja paremmat jäljennöstekniikat (Negocoll 1925; elastiset jäljennösaineet: agar-agar), tärkeimpänä kaikista oli kuitenkin happo-etsaus tekniikka vuonna 1955 (Buonocore). Tämä antoi jälleen uusia mahdollisuuksia kehittää posliinin käyttöä parempien kiinni-tysmahdollisuuksien ansiosta. 1960-luvulla kehitettiin USA:ssa metal-lokeramia. (Hedin M., Söremark R., Den Odontologiska protetikens historia, 1969).1960-luvulta 1980-luvulle metallokeraamien käyttö prote-tiikassa on lisääntynyt merkittävässä määärin(Br. Dent J, 166, 1989). Seuraava todellinen kehitysaskel tapahtui vasta 1980-1990 aikana, jolloin materiaalien käsittelytekniikka oli niin pitkälle edennyt, että pystyttiin kehittämään valettavia keraamisia materiaaleja (esim. Dicor, Empress, Kyocera, Cerapearl). Nämä mate-riaalit olivat kovuudeltaan huomat-tavasti lähempänä hampaan kiilteen kovuutta ja näinollen kudosystäväl-lisempiä. Tekniikan kehitys on johtanut tietokoneisiin pohjautuviin menetelmiin, jolloin voidaan vas-taanottotiloissa valmistaa sopiva posliinipaikka potilaalle saman käynnin aikana. Menetelmät perus-tuvat optiseen jäljentämiseen tele-visioruudun ja suussa liikuteltavan kameran avulla (Cerec®) tai hampaassa olevavaan preparointiin valmistettavan muovisen paikan työstämiseen keraamisesta palasta (Celay®),(Operative Dentistry, 1990, 15, 61-70).
Nykyään käytettävien materiaalien kehitysKokokeraamisten kruunujen yliver-taisuus esteettisempänä sekä kudosystävällisempänä materiaalina on tiedostettu jo pitkään. Keraa-misten materiaalien ongelmana hauraus, heikko kuormituksen ja vetolujuuden sietokyky ovat olleet esteenä keraamisten materiaalien laajemmalle käytölle, mutta toisaalta haasteina keraamisia materiaaleja kehittäneille tutkijoille. Läpimurtona voidaan pitää 1980-lukua, jolloin markkinoille ilmestyi useita erilaisia menetelmiä, joiden ainoana käyt-tötarkoituksena oli kokokeraamisten kruunujen ja mahdollisesti pienten siltojen valmistaminen. Vähintäänkin kymmenen eri valmistajan sys-teemiä ilmaantui markkinoille ky-seisellä vuosikymmenellä, jokainen näistä puolustaen oman järjes-telmänsä paremmuutta muihin verrattuna.Yhteistä järjestelmille olivat kuitenkin niiden vaatimat kalliit työmenetel-mät (erikoisuunit, valulingot, valu-massat ja materiaalit) ja vahva keraaminen runko .Keraamisten runkomateriaalien tarkoituksena on vastata metallokeraamisen kruunun metallista vaippaa, jonka päälle värin muodostava posliinimassa kerros-tetaan, muutamissa keraamisissa menetelmissä väri maalataan runko-materiaalin päälle ohuena kerrok-sena. Keraamisen rungon valmis-tamisessa on useita eri vaihtoehtoja, joista muutama markkinoiden par-haimmin tunnetuista oheisessa taulukossa esimerkkeinä. Tuotteista on osa jäänyt pois markkinoilta niissä havaittujen heikkouksien takia tai niitä valmistanut firma on kyennyt tuottamaan materiaalin, joka on ominaisuuksiltaan edeltäjäänsä parempi. Tällä hetkellä laajemmassa käytössä menetelmistä Suomessa ovat, Dicor, Empress sekä In-ceram, joihin perehdymme hieman tarkemmin.
In-Ceram materiaalin rakenneIn-Ceram on täyskeraaminen kruu-nu- ja siltamateriaali, jonka kehittäjä on ranskalainen hammaslääkäri M. Sadoun. Materiaali perustuu Al2O3 kiteistä muodostuvaan lujaan run-koon, joka infiltroidaan lasimassalla. Lasimassa muodostuu suspensios-ta, jossa on hienoja liukenemattomia partikkeleita nesteessä.Runkomassa koostuu erittäin hie-noksi jauhetusta Al2O3-jauheesta, jonka hiukkaskoko on 2-5µm, keskimääräisen hiukkasten halkai-sijan ollessa n. 3µm. Suspensio, johon Al2O3-hiukkaset sekoitetaan, tehdään tarkoitukseen erityisesti valmistetusta nesteestä ultraso-nicissa sekoittaen, jolloin seoksesta saadaan mahdollisimman tasalaa-tuinen . Alumiinioksidinen runko sintrataan ensimmäisen polttovaiheen aikana, jonka jälkeen lasimassa imeytetään toisessa, infiltraatiopoltossa, run-komateriaalin huokosiin. Nämä kaksi työvaihetta yhdistettynä antavat In-Ceram komposiittimateriaalille sen lujat ominaisuudet. Infiltraatio-vaiheen aikana Al2O3 hiukkaset kiteytyvät halkaisijaltaan keski-määrin 5µm ja paksuudeltaan 2µm paksuisiksi lautasmaisiksi kiteiksi (kuva 1),(Quintessenz Zahntech 1990;16:35). Tiiviisti pakkautuneet Al2O3 partikkelit estävät halkeamien etenemisen, infiltroiminen poistaa käytännöllisesti katsoen kaiken huokoisuuden runkomateriaalista. Pyyhkäisy-elektronimikroskoopilla otetut kuvat In-ceram rungosta, sintratusta ja infiltroidusta runkomateriaalista näyttävät materiaalin hienoraken-teen (kuvat 2-4)(Quintessenz Inter-national Volume 23, Number 1/1992).
Sintrausvaiheen aikana Al2O3 partik-kelit ovat liittyneinä toisiinsa vain heikoin sidoksin. Mikäli materiaali pääsee kerrostusvaiheessa kuivu-maan syntyy runkomateriaaliin kerrostunut, "sipulinkuorimainen", rakenne, joka voi aiheuttaa mate-riaalin heikentymistä (kuva 5). Työvaiheiden jälkeen aikaansaatu komposiittirunko vastaa metallista valetun kruunun- tai siltaproteettisen runko-osaa.
Alumiinioksidista tehdyn rungon päälle voidaan kerrostaa Vitadur N posliinimassasta halutun värinen ja muotoinen hammas tavanomaisin menetelmin.
Korkeat lujuusarvot kokokeraa-misissa proteesitöissä perustuvat halkeamien etenemisen pysäyt-tämiseen. Tämän mahdollstaa erittäin homogeeninen materiaali.
Leusiittikiteet supistuvat jääh-tymisvaiheen aikana enemmän kuin peruslasimateriaali (johtuen leu-siittikiteiden korkeammasta läm-pölaajenemiskertoimesta). Leu-siittikiteiden faasin muuttuminen kontrolloidun jäähdytyksen aikana kuutiomaisista tetragonaaliseen muotoon moninkertaistaa mate-riaalin lujuuden.
Jäähdytysvaiheen aikana matrix sekä leusiittikiteet pysyvät tiiviisti kontaktissa. Runkomateriaalin jähmettyessä kohdistuu leusiitti-kiteisiin puristusvoima. Tätä puris-tusvoimaa vastaan kohdistuu kiteen laajentuessa syntyvät voimat. Voimat yhdistyneinä aikaansaavat tiiviin rakenteen.
Kontraktion viimevaiheessa leusiit-tikiteisiin syntyy mikrofraktuuroita. Kiteeseen kohdistuvat vetävät voimat tulevat suuremmiksi kuin leusiittikidettä koossa pitävä kohee-siovoima. Samanaikaisesti lasinen matrix irtoaa osittain kiteestä. Kuitenkin matrixin puristusvoima kiteeseen on suurempi kuin irtoa-miseen pyrkivä voima, jolloin fraktuurojen eteneminen pysähtyy. Näin spontaani fraktuurojen syn-tyminen estyy alkuvaiheessa, kiteeseen vaikuttavien puristavien voimien vaikutuksesta. Heterogee-ninen rakenne kiteiden pinnalla johtaa voimien jakautumiseen ja siirtyneen energian heikentymiseen. Kiteiden sisäiset mikrofraktuurat, jotka ovat kärjistään pyöristyneitä rajoittavat ja estävät fraktuuroiden kehittymistä. (Ivoclar-Vivadent Report nr.6 September 1990)
Kruunu valmistetaan vahaamalla mallin päällä tarkasti halutun muotoinen vaha-aihio, joka upo-tetaan valumassaan. Valussa käytettävä materiaali on ominai-suuksiltaan hyvin lähellä kiilteen kimmomoduulia. Valuvaiheen jäl-keen kruunu läpikäy useita tunteja kestävän kristallisointivaiheen, jolloin materiaalille ominaiset lujuus-ominaisuudet lopullisesti syntyvät. Kruunun lopullinen väri aikaan-saadaan kerrostamalla tai poltta-malla haluttu maaliväri sen pintaan. (Perspectives in dental ceramics / Jack D. Preston)
Taivutuslujuus testattiin in-vitro tutkimuksella, jossa testattiin me-kaanisen kestävyyden lisäksi sopi-vuus käytettäväksi kolmen hampaan silloissa etualueella.Murtolujuutta mitattiin kolmenpisteen taivutus kokeella (DIN 13,927), jossa koe-kappaletta kuormitettiin maksi-maalisesti vertikaalisella kuormalla. Mittauksissa saatu maksimaalisen kuorman kesto mitattiin silloin, kun säröjä syntyi koekappaleena ollee-seen kolmen hampaan siltaan. Koemenettelyä varten valmistettiin testattavista materiaaleista identtiset kappaleet, kolmen hampaan silta-rungot (dd.25-27). Jokaista koekap-paletta varten tehtiin suunolosuhteita vastaava koepenkki.Metallista hiotut pilarit ympäröitiin kumirenkailla jonka jälkeen ne upotettiin Palavit-G:stä valmistettuun blokkiin. Blokki laitettiin metalliseen laatikkoon jolloin se ei päässyt joustamaan sivusuuntaan. Näin jäljiteltiin hampaiden luon-nollista liikkumista suun olosuh-teissa. In-Ceram siltaan syntyi säröjä kuormitus arvoilla 1000-1350 N. Kokeessa käytetty kuormitusarvo on jopa neljä kertaa suurempi kuin vastaavat arvot muilla keraamisilla materiaaleilla.
Kokeessa vertailtiin myös mitä vaikutusta siltapilarien liikkumat-tomuudella on kestävyyteen. Silta-runko laitettiin liikkumattomien pilarien päälle(pilarit upotettu kipsiin) tai siltarunko laitettiin liikkumaan pääsevien pilarien päälle(pilarit upotettuina silikoniin). Tulokset taulukosta:"Siltatyön kestävyys, riippuen tappien upotustavasta." (Dtsch Zahnärtztl Z 46 129-131 [1991] 2).
Kokeessa käytettiin kolmea eri kruunun valmistusmenetelmää: 1) metallokeraaminen, 2) posliini poltettuna lasikeraamiseen runkoon (Dicor) sekä 3) posliini poltettuna keraamiseen runkomateriaaliin(Hi-Ceram ja In-Ceram). Koetta varten valmistettiin tarkalleen samanlaiset koekappaleet, joille poltettiin väri normaaliin tapaan. Värin kerros-tamiseen käytettiin muotteja ja mekaanista vibraattoria, jolloin saatiin aikaiseksi tarkalleen saman-malliset ja -kokoiset kruunut koetta varten.
Kruunujen valmistamista varten tehtiin ruostumattomasta teräksestä muotti, jonka mukaan koekappaleet valmistettiin. Kruunujen hiontaraja oli kauttaaltaan kaarroshionta.
Ensimmäisessä mittauksessa, jolloin kruunujen rungot mitattiin olivat metallokeraaminen sekä In-Ceram kliinisesti hyväksyttävissä rajoissa. Kun taas Willi Glas ja Hi-Ceram eivät yltäneet yhtäläiseen istuvuuteen mitattavalle hionta-rajalle. Osasyy huonompaan istu-vuuteen saattaa olla valmistus-menetelmissä, joissa koemenettelyä varten standardoitu tekniikka ei välttämättä anna kaikkia mahdolli-suuksia materiaalin ominaisuuksien hyväksikäyttöön.
Metallokeraaminen kruunu pysyi muuttumattomana toisen polton jälkeen. Marginaaliset avautumiset olivat merkki epätäydellisestä istuvuudesta, mikä syntyi ensim-mäisen ja toisen termisen prosessin aikana. Muutokset kuitenkin stabi-loituivat polttokertojen määrän kasvaessa. Kokeessa saadut tu-lokset ovat yhteneviä aikaisemmin julkaistujen tulosten kanssa, joissa on mitattu metallokeraamisten kruunujen istuvuutta olkapää-hionnalla.
In-Ceram kruunu osoitti mittauksissa runsasta marginaalista muutosta ensimmäisen polton jälkeen, kui-tenkin tämän jälkeen muutokset tasaantuivat. Muutokset metallo-keramialla ja In-Ceram:illa olivat samankaltaiset, joskin In-Ceram:illa muutokset olivat suuremmat. Vertai-lussa olleisiin kahteen muuhun materiaaliin, Willi Glas sekä Hi-Ceram, syntyi jokaisen polttovaiheen jälkeen yhä suurempi vertikaalinen muodonmuutos hiontarajalle.
Kokeen johtopäätöksinä voidaan todeta metallokeraamisen kruunun olevan vähemmän herkkä termisille muodonmuutoksille. Keraamisten kruunujen ollessa selvästi herkempiä muodonmuutoksille peräkkäisissä posliininpolttovaiheissa kuin metallo-keraamisen kruunun. Keraamisten kruunujen istuvuutta voidaan paran-taa laboratorioteknisin keinoin. Hyvin harjaantuneet hammasteknikot, voivat parantaa istuvuut tarken-tamalla hiontarajaa posliinipolton eri vaiheissa. Tällöin voidaan kom-pensoida muutoksia, jotka syntyvät polttovaiheiden aikana. ( J Prosthet Dent 1994;72:360-6)
In-Ceram runkomassamateriaalit tuovat esille sellaisen läpikuul-tavuuden, joka on huomattavasti parempi kuin Vitadur-runkomassan materiaalit. Kuitenkaan läpikuulta-vuus ei johda hampaan pilarin tai sementin näkymiseen, joka yleisesti vaikuttaisi kruunun pohjaväriin.
Metallokeraamisessa kruunussa valon läpäisyn estää metallinen vaippa, mutta In-ceram materiaalit johtavat valon hampaan juurialu-eelle,josta se vaikuttaa myös gingivaalialueella. Olematta liian opaakkinen tai valoaläpäisevä, In-Ceram materiaali antaa mahdol-lisuuden maksimaaliseen esteet-tisyyteen proteettisissa ratkaisuissa (H.J. Maier,J-Can Dent Assoc, Jun 1991).
In-Ceram kruunujen istuvuutta hiontarajalle tutkittiin kokeellisesti: Marginaalinen istuvuus hiontarajalla eri hiontatyypeillä In-Ceram kruu-nuilla. (4 hiontatyyppiä): 1) "viiste" feather-edge (ohennettu terävä reuna) 2) kaarros 3) olkapää 4) olkapää viisteellä.
In-Ceram rungot istutettiin kipsi-malleille ja kerrostettiin Vitadur N posliinilla. Kruunut sementoitiin sinkkifosfaattisementillä varsinaisille hopea-tapeille. Elektronimikros-koopilla skannattiin, linguaali-, bukkaali, ja mesiodis-taalipinnoilta ja mitattiin hiontaraja (raot) digitaa-lisella mikroskoopilla. Tulos osoitti, että kaarros ja olkapäähionnat antavat parhaimman istuvuus-tuloksen, featheredge hionta antoi epäsäännöllisen sauman (over-contoured margin).
Saumarakojen suuruudet:
Paras istuvuus hiontarajalla saa-vutettiin olkapää- ja kaarros hion-noilla (J Dent Res 69,Special Issue 279 ,Abstract no.1365, 1990).
Koekappaleita säilytettiin 150 päivää keinotekoisessa syljessä, 37°C lämpötilassa.Hiekkapuhalletun tai silanoidun In-Ceram kruunun kiinnit-tymissidoksessa Bis GMA resiinin Panavia EX:llä ei havaittu mitään muutosta tarkkailun aikana. Käy-tettäessä, konventionaalista Bis-GMA resiini, Microfill-pontic:ia sekä silanoitua In-Ceramia Rocatec menetelmällä, saatiin aikaan pa-rempi kiinnityssidos kuin käyttämällä silaania. Käyttämällä 70% rikki-happoa havaittiin sen olevan sopi-maton pitkäaikaiselle kestävälle kiinnityssidokselle (Deutsch Zahn-ärztl. Z 46, 758-761 [1991] 11).
In-Ceram systeemin marginaalinen istuvuus hiontarajalla oli 12 (±10)µm. Perinteinen metallokeraaminen silta osoitti hiontarajlla 9(±10)µm raon.
Potilastyössä In Ceram systeemillä istuvuus oli 38(±12)µm ja metallo-keraamisessa työssä 44(±19)µm. Tällainen arvojen nousu potilas-töissä johtuu hiukkaskoon suure-nemisesta kiinnityssementissä (kokeessa käytetty, Harvard Ce-ment). Todettiin, että ainakin yksi lakkakerros kipsitapilla on tarpeen kompensoimaan posliinin kutistuma ja erikoismassan laajeneminen. Kahta kerrosta suositellaan yksit-täisissä kruunutöissä ja kolmin-kertainen lakkaus siltatöissä (H.F. Kappert, A.Altvater Deutsch Zahn-ärztl Z 46 [1991]).
Helsingin Yliopiston Hammaslää-ketieteen laitoksen hammas- ja leukaproteesiopin osastolla poti-lastöinä tehtyjen kruunujen istuvuus hiontajalla työstetyillä kipsimalleilla. Istuvuus oli tiiviimmillään 10(±10)µm ja suurin rako oli 22(±10)µm. (kuvat 11-13)
Kruunuja valmistettiin seuraavasti: 20 yläleuan etualueelle, 18 yläleuan taka-alueelle, 1 alaleuan etualueelle ja 22 alaleuan taka-alueelle.
Potilaat kutsuttiin säännöllisesti tarkastukseen kaksi kertaa vuo-dessa. Kruunut tarkastettiin käyttäen peiliä ja kiinnittäen huomiota seu-raaviin seikkoihin:
Lähes kolmen vuoden seurannan tuloksena voidaan todeta kokoke-raamisen kruunun olevan kliinisesti riittävän luja, mikäli käytössä on suun olosuhteisiin tarpeeksi kestävä materiaali. Seurannan aikana ei havaittu eroja etu- tai taka-alueen kruunujen kestävyydessä.
Täyskeraamisten kruunujen vaatima tila hampaan preparoinnissa on riskitekijä hammasytimen vaurioi-tumiselle. Tätä oletusta tuki kolmen hampaan vitaliteetin menetys, seuranta ajan kuluessa. (The International Journal of Prostho-dontics, Vol 6, Number 3, 1993)
Toinen julkaistu seuranta on suo-ritettu Berliini Humboldt-Yliopis-tossa, suorittajana Tri c. Stöcker. Oheisessa taulukossa seurannassa olleet työt, jonka jälkeen tulosten arviointi. Dtsch Stomatol. 41 [1991], 411-413)
Seurannan aikana ilmeni kaksi epäonnistunutta työtä joista toinen oli etualueen silta ja toinen taka-alueen silta. Etualueen sillan rikkoutumisen syyksi todettiin liian matala väliosan liitos kruunuosaan, jolloin runko ei ollut riittävän kestävä. Taka-alueen sillassa epäonnis-tuminen johtui liian matalalaksi hiotusta kruunusta, jolloin väliosan liitos tuli myös liian heikoksi (Dtsch. Stomatol. 41 [1991]11).
Molemmissa tapauksissa epä-onnistuminen johtui kliinisessä työvaiheessa tehdystä virhestä.
|
|
Helsingin Yliopiston Hammas-klinikalla tehdyissä potilastöissä olivat potilaina 45-vuotiaat mies- ja naispotilaat, joille tehtiin In-Ceram kruunut yläleukaan etualueelle. Kolmeen hampaaseen tehtiin nasta-pilari kullasta ja yhteen In-Ceram nastapilari. Kaikki tehdyt kruunut olivat In-Ceram vaippakruunuja. DD 22-12 In-Ceram Kruunut kiinnitettiin Panavia EX:llä ja d 11:n kruunu fosfaattisementillä. dd 22-12 hion-tatyyppinä käytettiin suoraa olka-päähiontaa (n.90°) ja d.11 hion-tatyyppinä kaarroshionta (n 120°). 24 kuukauden seurannassa ei ole havaittu halkeamia, reunavuotoja eikä kulumista vastapuolen ham-paissa.
|
Kirjallisuutta
|