Dental Keramik Dewi 2018 [PDF]

Citation preview

DENTAL CERAMIC Drg. Dewi Puspitasari, M.Si



Introduction • Ceramic is defined as product made from nonmetallic material by firing at a high temperature. • Application of ceramic in dentistry is promising – Highly esthetic – stronger, wear resistant, – impervious to oral fluids and absolutely biocompatible



What are ceramic?      



Metal-nonmetal compound Crystalline and amorphous compound Inertness Relative lack of toxicity Very low leach rates Mechanical characteristic







Porosity



• Strong • Hard • Brittle



Advantages & Disadvatages



• Advantages



– Biocompatible as it is chemically inert. – Excellent esthetic. – Thermal properties are similar to those of enamel and dentine



• Disadvatages – High hardness - abrasion to antagonist natural dentitions and difficult to adjust and polish. – Low tensile strength so it is brittle material



Dental ceramic digunakan pertama kali digunakan dlm dentistry akhir th 1700-an.  Mahkota porcelain mulai berkembang pada tahun 1900an.  Teknologi keramik gigi adalah salah satu bidang yang cepat berkembang.  Pada akhir abad ke 20, sudah banyak sistim inovasi untuk pembuatan all ceramic dental restoration.  Bahan baru untuk restorasi keramik berkembang setiap tahun dan menambah daftar populasi keramik yang digunakan untuk KG. 



Keramik Kedokteran Gigi material kedokteran gigi yang juga disebut porselain yang mempunyai estetik tinggi, namun brittle (rapuh). → Biasanya digunakan sebagai gigi tiruan tetap seperti jembatan, crown, atau sebagai anasir gigi tiruan lepasan → Sifat keramik tidak bisa bereaksi dengan akrilik.  →







KELEBIHAN dan KEKURANGAN KERAMIK KEDOKTERAN GIGI



KELEBIHAN  Biokompatibilitas baik  Terlihat natural (hasilnya)  Daya tahan tinggi terhadap pemakaian dan distorsi  Sebagai isolator panas dan listrik yang baik  Tahan terhadap serangan kimia  Mempunyai daya kompresif strength yang lebih tinggi



KEKURANGAN  Rapuh  Mengeluarkan suara klicking saat gigi berkontak  Tidak dapat dihaluskan dengan cepat setelah digrinding  Terlalu lemah untuk pembuatan mahkota penuh tanpa inti  Tidak ada pengikat untuk dasar akrilik denture dan memerlukan alat tambahan  Koefisien termal ekspansion tidak sebanding  Kekuatan tarik rendah 







Sifat keramik didapat melalui campuran kaolin, quartz, dan feldspar pada proses heat treatment → temperatur tinggi (firing)



KAOLIN



→ masa batuan yg tersusun dr material lempung + kandungan besi yg rendah, umum → berwarna putih atau agak keputihan.



 Kaolin



 Kaolin



mempunyai komposisi hidrous alumunium silikat (2H2O.Al2O3.2SiO2), dgn disertai mineral penyerta.



KAOLIN



QUARTZ



kuarsa → batu kristal mineral yg terbuat dari silicon dioxide (ketika silicon dan oxygen menyatu)



 Batu



 Merupakan



mineral kedua (setelah feldspar) → paling banyak & paling umum ditemukan di kerak kontinen bumi (mencakup 12% dari keseluruhan).



FELDSPAR



Sebagai mineral silikat pembentuk batuan, felspar mempunyai kerangka struktur tektosilikat yang menunjukkan 4 (empat) atom oksigen dalam struktur tetraheral SiO2 yang dipakai juga oleh struktur tetraheral lainnya.



DENTAL KERAMIK: Keramik yang diaplikasikan dalam bidang kedokteran gigi.  Pertama kali dipergunakan pada akhir tahun 1700-an.  Porselen jaket crown mulai dipergunakan pada awal tahun 1900-an.  Penggunaannya berkembang hingga pada saat ini dikenal berbagai macam keramik dan kaca keramik: Biokeramik. 



KLASIFIKASI DENTAL KERAMIK: 



Berdasarkan temperatur fusi: (1) (2) (3) (4)







high-fusing ceramics: 1315-1370oC. medium-fusing ceramics: 1090-1260oC. low-fusing ceramics: 870-1065oC. ultralow-fusing ceramics: di bawah 870oC.



Temperatur fusi bergantung pada komposisi triaksial yaitu quartz (kuarsa), feldspar, dan kaolin (lempung)



Classification of Dental Ceramics by Sintering Temperature



Basic Structure



• Basically porcelain is a type of glass - three dimensional network of silica (silica tetrahedral) • Since Pure glass melts at too high a temperature – Modifiers added to lower the fusion temperature – Sodium or potassium



• But this weakens the strength and make it brittle



Composition (Percentage by Weight) of Selected Ceramics)



facebook.com/not esdental



Basic Constituents: feldspathic porcelain



1. Feldspars are mixtures of (K2o. Al2o3.6SiO2) and (Na2o. Al2o3.6SiO2), fuses when melts forming a glass matrix. 2. Quartz (SiO2), remains unchanged during firing, present as a fine crystalline dispersion through the glassy phase. 3. Fluxes used to decrease sintering temperature. 4. Kaolin act as a binder. 5. Metal oxides: provide wide variety of colors



MEDIUM & HIGH FUSING → gigi tiruan. ULTRA LOW FUSING fiting < 870c → Mahkota, jembatan LOW OR MEDIUM FUSING → ceramic-metal atau all ceramic fixed restoration. Low firing temp berperan dlm fusion porcelain to metal → perbedaan koefisien expansi-nya dapat membentuk ikatan lbh baik. High-fusing porcelain → strength terkuat, tdk dpt larut, translusens, & menjaga keakuratan bentuk dlm proses firing yg berulang.



KLASIFIKASI DENTAL KERAMIK



Berdasarkan teknik fabrikasinya:  Terlihat pada Tabel 



KLASIFIKASI DENTAL KERAMIK Fabrikasi ALL-CERAMIC



Fase Kristalin



Machined



Zirconia (ZrO2) Alumina (Al2O3) Feldspar (KAlSi3O8) Mica (KMg2.5Si4O10F2)



Slip Cast



Alumina Spinel (MgAl2O4)



Heat-pressed



Leucite (KAlSi2O6) Lithium disilicate (Li2Si2O5)



Sintered



Alumina Leucite



CERAMIC-METAL



Sintered



Leucite



DENTURE-TEETH



Manufactured



Feldspar



Fusion temperature



aplikasi Ceramic KG Fabrication technique



Fasa kristalin



High fusion Medium fusion Low fusion



1.Ceramic metal crown dan partial 2.All ceramic crown, onlay,Inlay, veneer dll 3.Ceramic denture teeth SINTERED ALL CERAMIC MATERIAL HEAT-PRESSED ALLCERAMIC MATERIAL SLIP-CAST ALL-CERAMIC MATERIAL MACHINABLE ALLCERAMIC MATERIAL



RESTORASI ALL CERAMIC Tdd fase kristaline sbg agen penguat yg menyeluruh & 99 % vol btk kristaline. SINTERED ALL CERAMIC MATERIAL Tdd : 1. Alumina based Ceramic. 2. Leucite-reinforced ceramic. HEAT-PRESSED ALL-CERAMIC MATERIAL 1. Leucite-Based 2. Lithium Disilicate-Based SLIP-CAST ALL-CERAMIC MATERIAL 1. Alumina Based Ceramic 2. Spinnel & Zirconia Based MACHINABLE ALL-CERAMIC MATERIAL



Sintered All-Ceramic Materials • Two main types of all-ceramic materials • Alumina-Based Ceramic – developed by McLean in 1965 – aluminous core ceramic used in the aluminous porcelain crown – high modulus of elasticity and relatively high fracture toughness, compared to feldspathic porcelains



• Leucite-Reinforced Ceramic – 45% by volume tetragonal leucite – higher flexural strength (104 MPa) and compressive strength – increased resistance to crack propagation



VITA In-Ceram® ZIRCONIA GLASS POWDER



VITA In-Ceram® SPINELL GLASS POWDER



VITA In-Ceram® ALUMINA facebook.com/notesdental GLASS POWDER



Heat-Pressed All-Ceramic Materials • Application of external pressure at high temperature to sinter and shape the ceramic • Produce all-ceramic crowns, inlays, onlays, veneers, and more recently, fixed partial prostheses. • Ceramic ingots are brought to high temperature in a phosphate-bonded investment mold produced by the lost wax technique.



Heat-Pressed All-Ceramic Materials



Heat-Pressed All-Ceramic Materials • Leucite-Based Ceramic



– First-generation heat-pressed ceramics contain leucite (KAlSi2O6 or K2O • Al2O3 • 4SiO2) as reinforcer – Heat-pressing temperatures: 1150° and 1180° C for 20 minutes. – ceramic ingots: variety of shades – amount of porosity in the heatpressed ceramic is 9 vol %



• Lithium Disilicate–Based Materials



– second generation of heat-pressed ceramics contain lithium disilicate (Li2Si2O5) – major crystalline phase: 890° to 920° C temperature range – 65% by volume of highly interlocking prismatic lithium disilicate crystals – amount of porosity after heat-pressing is about 1 vol % – Higher resistance to crack propagation



Slip-Cast All-Ceramic Materials



• Introduced in dentistry in the 1990s • Condensation of a porcelain slip on a refractory die aqueous slurry containing fine ceramic particles. • Porosity of the refractory die helps condensation by absorbing the water from the slip by capillary action. • Restoration is incrementally built up, shaped • Finally sintered at high temperature on the refractory die • Usually the refractory die shrinks more than the condensed slip • Restoration can be separated easily after sintering • Sintered porous core is later glass-infiltrated



Slip-Cast All-Ceramic Materials • Alumina and Spinel-Based Slip-Cast Ceramics – alumina content of the slip: more than 90%, with a particle size between 0.5 and 3.5 μm – 1st stage: drying at 120° C for 6 hrs – 2nd stage: sintering for 2 hours at 1120° C and 2 hours at 1180° C – 3rd stage: porous alumina coping is infiltrated with a lanthanum-containing glass during a third firing at 1140° C for 2 hours – 68 vol% alumina, 27 vol% glass, and 5 vol% porosity – Indication: short-span anterior fixed partial prostheses



Slip-Cast All-Ceramic Materials



Slip-Cast All-Ceramic Materials • Zirconia-Toughened Alumina Slip-Cast Ceramics – Zirconia-toughened alumina slip-cast – 34 vol% alumina, 33 vol% zirconia stabilized with 12 mol% ceria, 23 vol% glassy phase, and 8 vol% residual porosity. – alumina grains appear in darker contrast whereas zirconia grains are brighter



• Main advantage of slip-cast ceramics: high strength; • Disadvantages: high opacity



Machinable All-Ceramic Materials



• Machining can be done by either 2 ways • Soft Machining Followed by Sintering



– Some all-ceramic materials can also be machined in a partially sintered state and later fully sintered – Requires milling of an enlarged restoration to compensate for sintering shrinkage – ceramics that are difficult to machine in the fully sintered state, such as alumina and zirconia



Machinable All-Ceramic Materials: Hard Machining



• Milled to form inlays, onlays, veneers, and crowns using CAD/CAM technology • produce restorations in one office visit • 3M ESPE Lava Chairside Oral Scanner C.O.S., 3M ESPE; CEREC AC, Sirona Dental Systems, LLC; E4D Dentist, D4D Technologies; iTero, Cadent, Inc



Computer Aided Designing/Computer Aided Milling (CAD/CAM)



• After the tooth is prepared • The preparation is optically scanned and the image is computerized • Restoration is designed with the aid of a computer • Restoration is then machined from ceramic blocks by a computer-controlled milling machine



CEREC AC, Sirona Dental System



facebook.com/not esdental



SUMMARY



facebook.com/not esdental



ALL CERAMIC RESTORATION



MACHINED CAD-CAM 



(COMPUTER AIDED DESIGN/ COMPUTER ASSISTED MANUFACTURING)



Keramik ini berbentuk blok kecil, yg kemudian diasah menjadi inlay, onlay, veneer,& crown Pd saat ini CEREC sistem yg dpt memproses CAD-CAM dgn cepat



Keuntungan dr CEREC adalah menghindari kunjungan yg berulang sehingga tidak memerlukan temporari restorasi  Kekurangannya adalah high cost, memerlukan pelatihan utk menggunakannya 







CEREC



ALL CERAMIC RESTORATION



SLIP CAST Keuntungan : memiliki kekuatan yg baik Kekurangan : opasitas tinggi 



ALL CERAMIC RESTORATION



HEAT PRESSED Keuntungannya : - Logamnya lebih kecil - Ketepatannya sangat baik - Estetik yg baik Kekurangannya : - Potensi utk mengalami fraktur pd gigi posterior 



ALL CERAMIC RESTORATION SINTERED Keramik inti alumina (IN Ceram) 



Indikasi: Restorasi single crown anterior Bridge anterior 3 unit Pasien yang alergi logam Keuntungannya : - Berkurangnya logam - Ketepatan sangat baik - Translusensi yg baik



Kekurangannya : - Ketidaktepatan pd daerah tepi, krn penurunan volumetrik pd saat sintering



DENTAL SINTERING



APLIKASI DALAM KEDOKTERAN GIGI Berdasarkan aplikasi utama dalam bidang kedokteran gigi:  (1) Keramik untuk mahkota logam dan fixed-GTS.  (2) Mahkota all-ceramic, inlay, onlay, dan veneers, yaitu pada saat estetika menjadi pertimbangan utama perawatan.  (3) Gigi tiruan keramik. 



KRISTALINITAS Berdasarkan fase kristalinitasnya:  Fase glassy (yang dikelilingi oleh fase kristalin)  Kekuatan dan translusensinya bergantung pada jumlah fase kristalin (leucite) 



KUALITAS DENTAL KERAMIK Kualitas keramik bergantung kepada pilihan komposisi, proporsi masing-masing bahan, dan kontrol saat proses pemanasan/ firing.  Feldspar: (1) Kristal berwarna opaq dengan warna antara abu-abu dengan merah jambu; (2) Potasium aluminium silikat (K2O-Al2O36SiO2); (3) Temperatur fusinya 1125-1170oC;med fusing, bergantung pada kemurniannya.  Biasanya pada feldspar terdapat bahan pengotor besi dan mika. Besi harus dihilangkan karena oksida logamnya dapat menyebabkan pewarnaan pada keramik. 



MANUFAKTUR DENTAL KERAMIK Feldspatik dental keramik biasanya terdiri atas potasium feldspar (K2O.Al2O3.6SiO2) dan sedikit kuarsa (SiO2).  Butiran yang telah dihaluskan dicampur secara seksama.  Alkali metal karbonat ditambahkan sebagai flux dan kemudian campuran dipanaskan pada suhu sekitar 1200oC. 



MANUFAKTUR DENTAL KERAMIK Feldspar kemudian akan terdekomposisi membentuk fase glassy dengan struktur amorf.  Fase kristal (mineral) terdiri atas leusit KAlSi2O6 atau K2O-Al2O3-4SiO2.  Campuran antara fase glassy dan fase kristal didinginkan secara cepat (quenching) sehingga membentuk fragmen kecil yang disebut frit.  Kemudian frit digerus untuk memperoleh distribusi partikel yang tepat. 



MANUFAKTUR DENTAL KERAMIK 



Pewarna biasanya dimasukkan untuk memperoleh warna yang sesuai dengan gigi asli. Kuning kecoklatan: Titanium oksida. Lavender (keunguan): Mangan oksida. Coklat: Besi oksida atau nikel oksida. Biru: Kobalt oksida. Hijau: Tembaga (Copper) oksida atau kromium oksida.



MANUFAKTUR DENTAL KERAMIK 







Dahulu uranium oksida digunakan juga untuk memperoleh fluoresensi, namun karena radioaktivitasnya zat tersebut diganti dengan lantanid oksida. Sedangkan untuk memperoleh efek opasitas(x ditembus cahaya) ditambahkan timah, titanium, atau zirkonium.



Struktur dua dimensi sodium silikat glass



CONTOH APLIKASI:



CONTOH APLIKASI:



CONTOH APLIKASI:



CONTOH APLIKASI:



Aplikasi Umum Ceramic di Restorative Dentistry CERAMIC-METAL CROWNS & FIXED PARTIAL DENTURE. Keuntungan : 1. Warna stabil. 2. Dpt diterima jaringan. 3. Biocompatible. 4. Tahan lama. 5. Difusi thermal rendah.



Machinable All-Ceramic Material  



inlays, onlays dan veneer Menggunakan CAD/ CAM (computer assisted design/ machining).



Keuntungan :  Dental ceramic selesai dlm 1 kali kunjungan. Kerugian :  Biaya mahal.  Tepi restorasi tdk akurat, gap values 100150mm  Opasiti tinggi.



ALL-CERAMIC CROWNS, INLAYS, ONLAYS DAN VENEER Keuntungan inlay & onlay : Tahan abrasi diband dgn composite posterior → tahan lama. Kerugian inlay & onlay :  Oklusal adjustment sulit.  Dpt merusak gigi antagonis bila tidak dipoles.  Marginal gap > gold inlay/ onlay.  Tdk diindikasikan u/ deep bite.



Laminate veneer lapisan keramik yang terikat pada permukaan fasial dari gigi yang dipreparasi.  Ceramic veneer → custom made & dibuat di lab.  Terbuat dari feldspathic porselen dan disinter.  Adesi cukup → enamel gigi dietsa dengan asam fosoforik dan permukaan ikatan dari keramikdietsa asam hydrofluorik 5-9% dan diberi silane coupling agent.  Porcelain veneer menggunakan composite u/ berikatan dg enamel 



APLIKASI UMUM DARI KERAMIK DALAM KEDOKT GIGI PROSTO / RESTORATIVE inlays, onlays, veneers dan crowns  perkembangan high strength zirconia-based system → fabrikasi dental implan abutment dan fixed partial prostheses  Denture teeth 



Pembagian secara grs besar:  CERAMIC-METAL CROWNS & FIXED PARTIAL DENTURE.  ALL-CERAMIC CROWNS, INLAYS, ONLAYS



Keramik zirkonia



Lithium disilicate



• Sebelum di Onlay



setelah diOnlays



• sebelum di Inlays



setelah diInlays



METAL CERAMIC RESTORATIONS • Also known as Porcelain fused to metal (PFM) • It has the advantage of being esthetic as well as adequate strength. • Most commonly used



Parts of PFM Core: cast metallic framework. Also known as coping



• • Opaque Porcelain: first layer consisting of porcelain modified with opacifying oxides. – Mask the darkness of the oxidized metal framework – metal-ceramic bond



• Final buildup of dentin and enamel porcelain



facebook.com/not esdental



METAL-CERAMIC BOND • Most important requirement for good long-term performance. • The bond is a result of chemisorption by diffusion between the surface oxide layer on the alloy and the porcelain. • Roughening of surface interface also increases the bond strength – increases surface area of wetting for porcelain. – Micromechanical retention



• Noble metal alloys, which are resistant to oxidizing – easily oxidising metal like indium (In) and tin (Sn): form an oxide layer



SINTERING FURNACE



facebook.com/not esdental



TERIMA KASIH