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满足美学要求的齿科陶瓷工程设计学(一)

作者:牙易网 出处牙易网

责编:admin 发布2012-7-8 14:07:31 阅读3848  [评论] [推荐] [打印] [关闭]

早自1950年和1960年代以来,人们对长石瓷的研发和改进就始终没有停止过。对于新一代的烤瓷技师来说,要掌握一种烤瓷材料,总得有一个不断反复实践的过程。不同的分层堆塑技术、不同的材料特性,当然还有一连串新的名称和种类,外加一系列表达开发者视觉感受的形容词,其实基本上不外乎乳光瓷、亮体瓷、荧光瓷这几种不变的材料范畴。那些繁杂的词汇通常只是石商的某种销售策略而已,为使我们确信必须坚持采用这种新操作方法,以便推销掉新的套装瓷粉。明白了这些以后,让我们再来思考一个全新的程序和产品,叫做“梯度工程设计陶瓷”。

图1:在德国贺利氏古莎的工厂里,添加了纯石英的独特的精瓷熔融基料。

简而言之,这种程序叫做牙齿的逆向工程设计,且通过计算机开发出一种非常接近自然牙光学特性的材料。

 

这会不会又是一种市场理念呢?那就得由您自己来判断了!

 

厂商们在开发和改进长厂瓷的进程中,已经形成了一种趋势:为帮助我们制作出具有特殊效果的烤瓷冠,专用瓷粉的品程正在一瓶又一瓶地不断增加。然而,贺利氏古莎在研发新型烤瓷材料时,从一开始就立足于齿科陶瓷梯度工程设计理念,其目的是尽量简化目前已知的过于庞杂的技术,便于烤瓷技师轻松地掌握材料的使用方法,技师门不必再抱有非得精于此道不可使用的顾忌了。简单易行即是此种材料的精髓。不再需要化费数小时在冠的体瓷区,小心地添加细微的透明和不透明效果瓷,在透明区添加模拟自然乳光的蓝色和白色,现在我们可以让瓷粉为我们服务了(图2和图3)。
图2:添加了诸多色彩和修饰成分后获得的具有美学观感的冠——11和21。
图3:在该HeraCeram精瓷冠实例中,仅在牙颈区有少许着色,以及添加了一条裂纹以体现自然牙的效果。

 

通过对自然牙结构的逆向工程设计,贺利氏古莎的科学家发现了乳光和荧光之间复杂的交互作用—一个交互作用是由牙本质内部发生的;另一个则是在可见光照射至牙釉质时产生的(图4)。
图4:当我们观察到紫外光和可见光谱的交错作用时,我们能看到奇妙的光的舞动现象。

 

当然,这并不是什么新发现。许多陶瓷原理的开拓者曾发现光的这种错综复杂的舞动现象,且开发出能模拟这种现象的新材料和新技术。问题是他舞总得使用长石瓷——种唾手可得的材料来加以改良。这通常需要在材料中添加新的矿物质,因此往往使得这些经过得新改良的材料在操作时难度大,且缺乏可预见性。而作为全球最大的高纯度石英玻璃生产商,贺利氏古莎在研制一种新型烤瓷材料时具有独特的优势,可以运用他们在该领域的丰富经验(图5和图6)。
图5:贺利氏石英玻璃事业部是世界上最大的生产高品质石英光导纤维和远距离通讯光导电缆的厂商。 图6:1969年人类首次登月时,一台配置着贺利氏石英玻璃梭镜的回射仪被安置于月球上。至今,这台回射仪仍在正常工作,它每天将测距激光束回射到地球。

 

凭借数十年独特的精湛的专业知识和技术,他们能够运用计算机制作出近似于自然牙特性的原型材料。然后,通过高度发展的尖端生产技术,制作出能正确模拟自然界可见光和紫外光交互反射作用的HeraCeram精瓷熔融基料(图7)。
图7:HeraCeram熔融体显示出极为理想的自然光和荧光。

 

通过计算机辅助设计制作熔融料是一次跨越式的发展,这使得陶瓷料学家可以着手进行一项全新的反映真实感的陶瓷材料的开发。他们不必再忙于一项老技术的修修改改,而是设计了一种叫做HeraCeram精瓷的部胎换骨的材料。那么这是否只是一种另类烤瓷材料呢?

 

完全不是!当我们对标准套装初次一瞥时,我们看到的瓷粉有:不透明瓷、体瓷、釉质羝亿以及必备的肩台瓷和染色材料。我们使用的是值得信赖的可靠的堆瓷技术,因此我们可以制作出具有优质观感的、和比色板相匹配的冠。但是,如果我们用打破常规的眼光观察和思考自然牙的结构,我们能够看到不同层面的牙本质和牙釉质由于厚度的不同,它们之间产生的不同程度的交互作用(图8和图9).

图8:如果我们应用该普遍原理,用同一种方法堆筑,就会转化出惊人的效果:以我们的意愿制作的冠转眼之间蜕变成为生动的自然牙。只要在堆筑时,通过调节不同厚度体瓷的简单方法,即可使冠体现出完全不同的效果,这确实是一个奇迹。

图9:牙釉质不同层厚的示意图。

为了更好地掌握我们该如何堆筑这些瓷层,我们需要了解一些基本要蹼:关于牙齿光的相互作用,即所谓的乳光和荧光。
图10:这些颜色是由乳光造成的,而不是在牙釉质内确实有桔色和蓝色代表大会。但是在过去,我们总是试图将这些颜料掺入我们的冠中,却时常无法达到自然的效果。大部分长石瓷不能自然地产生这种乳光效应,必须经过修饰方可取得这种相同的效果。而用来制作HeraCeram牙釉质瓷的熔融基料具有显示乳光的特性,因此不必掺入任何特别的添加剂。

 

乳光主要出现在牙齿的釉质层,它是由光的反射所造成的,釉层的内部结构会对乳光产生影响,这是由于釉质自身能反射某些波长的光波,而其他的光波则会通过牙齿产生透射。要完全理解这些现象是如何发生的,因本文篇幅有限而无法详细解释这些复杂的现象,不过,知道了下面一点就足够了:当光投射到一颗牙齿上,可见光的光谱中蓝色一端的大部分波长的光被牙面反射,要么改变方向,通过牙齿产生透射后,或射入牙本质,或射入口腔。这就是为什么我们看到牙齿的切端呈蓝色和桔色的原因(图10和图11)。
图11:右边的HeraCeram精瓷冠显示出和左边自然牙完全等量的乳光,从而赋予其完美的栩栩如生的外观。
图12:从以上的样品中可以看到,按不同的亮度显示出不同的荧光。从左至右依次为A1-A4。

其他唯一须做的事是确定透明的程度以及乳光的强度。即使们使用基础套装内的普通釉质瓷,亦无须使用任何特别的修饰,我们即可以看到烤瓷体的乳光效应。贺利氏古莎还有一套特别的套装,不过,我将在下一期的文章中作详细的讲解。

 

当我们使用HeraCeram精瓷,或任何一种瓷粉时,另一个必须考虑的基本要素是荧光。这是紫外光照射到牙齿上时产生的,可使牙齿显得较亮或较暗,且最终影响到牙齿的亮度(图12)。
图13:自然牙各部位显示出不同的荧光度,牙髓外的荧光为最强。

当我们在考虑一个冠,以及紫外光将如何作用于我们烤瓷体时,我们务必尽可能使用一种能显示某种程度的荧光的材料,且这种荧光必须仅出现在与自然牙发出荧光的相同部位(图13).

图14:一开始我们就使用遮色层——一种与自然荧光极其匹配的材料,且我们拥有与自然乳光极其匹配的釉质材料,那么唯一需要考虑的只是体瓷结构了。而这部分恰恰就是体现贺利氏古莎梯度工程设计理念的精髓所在。如果我们观察一颗牙的尚未覆盖釉质层的潜伏的牙体质层时,我们看到某些部位是粗糙的,高低不骨的遮色程度各异的不透明层,即所谓的发育叶区。如果我们用相同的方法堆塑HeraCeram体瓷材料,且使得较厚的体瓷部分反射略微多一些光,较厚的釉质部分具备有乳光的宣染力度,那么我们就可以看到这些层次之间的交互影响,以及由潜伏的遮色层的荧光在亮度上所产生的微妙的影响。

图15:为复制出自然牙的荧光效果,我们必须从一开始主使用一种荧光遮色材料,因为牙齿的大部分荧光来自于牙齿的深层部位。

我们现在知道,由紫外光引发的荧光在牙齿的深层部位最为强烈,所以我们在制作冠时,是从HeraCeram遮色剂—一种显示类似荧光的遮色材料开始的。我们亦可通过料来控制牙齿其它部位荧光的强弱,这些内容我将在一期作进一故作多情阐述。贺利氏。贺利氏古莎凡在设计一种材料时,都会将使用方便这一条置于首位—如果我们不想做太多富有想象力的荧光效果的话,那么我们就可将此留给荧光遮色材料—一种有自然影响力的材料,来补偿牙文化部的自然荧光(图14)。
图16:成品。

 

所有这些累积起来,能够使得我们简化体瓷和釉质瓷各层次的堆塑过程,通过烤瓷材料具有模拟与光的交互作用,使其来为我们工作(图16)

若我们希望在技术上更上一楼,从而余缺出逼真的模拟大自然鬼斧神工的烤瓷冠,那么在下一期的文章中,让我们来探讨HeraCeram Matrix套装中的特种材料是如何赋予我们对众多的牙齿发现的更具影响效果的控制能力的。

 

作者:Ray Sharkey ,在昆兰拥有自己的技工所

深圳牙科门诊的口腔专家在线咨询:QQ:2280633310

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