Izboljšanje zanesljivosti monolitne dentalne keramike iz cirkonijevega oksida
Oznaka in naziv projekta
J2-9222 Izboljšanje zanesljivosti monolitne dentalne keramike iz cirkonijevega oksida
J2-9222 Towards reliable implementation of monolithic zirconia dental restorations
Logotipi ARRS in drugih sofinancerjev
Projektna skupina
Vodja projekta: Andraž Kocjan
Sodelujoče raziskovalne organizacije: Povezava na SICRIS
Sestava projektne skupine: Povezava na SICRIS
Vsebinski opis projekta
Materiali, ki izkazujejo izjemno vzdržljivost, so ključnega pomena v inženirstvu, letalski in vesoljski industriji, medicini ter stomatologiji. Polikristalinično keramiko iz tetragonalnega cirkonijevega oksida (3Y‐TZP), ki je stabilizirana s 3 mol.% itrijevega oksida, smatramo kot eno izmed izjemnejših naprednih strukturnih keramik, predvsem zaradi njene visoke trdnosti in žilavosti. Poleg odličnih mehanskih lastnosti nudi keramika 3Y‐TZP v primerjavi s kovinskimi zlitinami boljši estetski izgled, hkrati pa je bolj biokompatibilna. Kot taka je keramika 3Y‐TZP prepoznana kot idealna kandidatka za polnokeramične protetične konstrukcije skladne z današnjo nekovinsko paradigmo. Sprva se je keramika 3Y‐TZP uporabljala za izdelavo protetičnih ogrodij, ki so bila obdana s prosojnim porcelanom. Nastali problem krušenja porcelana od ogrodja je bil hitro pragmatično rešen z razvojem monolitne keramike 3Y‐TZP brez porcelana. Z razvojem in uveljavitvijo tehnološkega postopka oblikovanja CAD/CAM (»computer‐aided design/computer‐aided manufacturing«) je monolitna keramika 3Y‐TZP doživela razširjeno uporabo v zobozdravstvu za razne protetične konstrukcije, kot na primer za prevleke, inleje/onleje, mostičke in dentalne implantate. Ob uveljavitvi monolitne 3Y‐TZP v stomatološki protetiki pa so se razkrili nekateri problemi, ki ta trenutek omejujejo njen popoln razcvet, predvsem pa zanesljivo ter dolgotrajno implementacijo. Klinična uveljavitev monolitne keramike 3Y‐TZP je namreč mogoča le ob povečanju njene prosojnosti, da bo primerljiva s prosojnostjo trdih zobnih tkiv. Delna stabilnost keramike 3Y‐TZP je ključna za njene izjemne mehanske lastnosti, vendar pa ima metastabilnost tudi slabo plat, saj povzroča staranje, ki pa bo v primeru monolitne variante zaradi izpostavljenosti površine okolijskim dejavnikom potencialno nevarnejša kot pri tistih prevlečenimi s porcelanom. Še več, keramike 3Y‐TZP ni mogoče adhezijsko cementirati, zato je velik izziv zagotoviti robusten in trajen spoj v zahtevnih kliničnih pogojih, še posebej v času doktrine minimalno invazivne oskrbe pacientov. 3YTZP je tudi dovzetna na razvoj zaostalih mikronapetosti tekom postopkov priprave protetičnih restavracij, razvoj katerih je zelo kompliciran in težko obvladljiv.
Namen projekta je v direktnem naslavljanju opisanih problemov, v sodelovanju z Medicinsko fakulteto, Univerze v Ljubljani, Univerzo v Stockholmu, Švedska, ter s slovenskim zagonskim podjetjem, z uporabo inovativnih raziskovalnih postopkov in koncepta translacijske medicine, ki bodo omogočili izdelavo časovno in stroškovno učinkovitih, minimalno invazivnih, monolitnih dentalnih restavracij 3Y‐TZP z izboljšano estetiko in zanesljivostjo. Načrtovali bomo protokole hitrega sintranja za pripravo finozrnave, translucentne keramike 3Y‐TZP. Doseči nameravamo preboj v raziskovanju procesa staranja te keramike v relevantnem, agresivnem okolju ustne votline ter tako preseči trenutni »state‐of‐the‐art«. Tako bomo kot prvi postavili realno projekcijo odvisnosti staranja in‐vitro/in‐vivo. Skladno z doktrino minimalno invazivnega zobozdravstva bomo raziskali in implementirali nov, neinvaziven ter aditiven koncept cementne vezave 3Y‐TZP z uporabo nanostrukturne prevleke iz aluminijevega oksida, kjer načrtujemo tako in vitro kot tudi in vivo študijo. Poleg tega bomo preučili razvoj nastanka notranjih, zaostalih mikronapetosti v 3Y‐TZP kot posledico laboratorijske in klinične priprave ter obdelave ter ocenili njihov vpliv na mehanske lastnosti oziroma tveganje na zanesljivost keramike.
Poleg posluževanja translacijske medicine za zagotovitev najboljših rezultatov, kjer bomo povezali raziskave, klinično prakso in potrebe pacientov, bodo načrtovane raziskave potekale na način, da bodo rezultati/dosežki projekta enostavno in hitro uresničlljivi v praksi, saj ne bodo občutno posegali v uveljavljeno vsakodnevno laboratorijsko ter klinično prakso.
Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani. Povezava na SICRIS.
Faze projekta
- Faza
- Faza
- Faza
Bibliografske reference
- Reference 2- The Effect of Airborne-particle Abrasion and Regeneration Firing on the Strength and Reliability of Translucent Zirconia Dental Ceramics
- Reference 3- In vivo ageing of zirconia dental ceramics – Part I: biomedical grade 3Y-TZP
- Reference 4- Impact Strengthening of 3Y-TZP Dental Ceramic Root Posts
- Reference 5- In vivo ageing of zirconia dental ceramics – Part II: highly-translucent and rapidsintered 3Y-TZ