گلس سرامیک بر پایه لیتیوم دی سیلیکات
امروزه دندانپزشکان و لابراتوارهای دندانسازی تمایل دارند برای ساخت پروتزهای دندانی از موادی استفاده کنند که ظاهر مناسب، استحکام بالا و کارایی بهینه داشته باشند. به همین دلیل گلس سرامیک‌های ساخته شده از لیتیوم دی سیلیکات به دلیل ظاهر مناسب و استحکام بالا بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. گلس سرامیک بر پایه لیتیوم دی سیلیکات به صورت یک بلوک بوده و باید با روش‌های کدکم به پروتز دندانی تبدیل شود. همین موضوع باعث افزایش سرعت و دقت در درمان‌های گلس سرامیک شده است.
لیتیوم دی سیلیکات چیست ؟
لیتیوم دی سیلیکات با فرمول شیمیایی Li2Si2O5 ماده اولیه برای ساخت گلس سرامیک‌های مصرفی در دندانپزشکی است و با نام تجاری IPS e.max در بازار شناخته می‌شود. این ماده در درمان‌های دندانپزشکی برای زیبایی یا ترمیم دندان‌های آسیب دیده استفاده می‌شود. دلیل اصلی آن، استحکام و تطبیق پذیری و مهم‌تر از همه شفافیت بالای این ماده است.
لیتیوم دی سیلیکات دارای یک ریزساختار غیرمعمول بوده که از تعداد زیادی کریستال‌های سوزنی کوچک و در هم تنیده با جهت‌گیری‌های تصادفی تشکیل شده است. این ساختار سبب می‌شود ترک‌های موجود بر روی سطح منحرف شده و متوقف شوند و از رشد آن‌ها جلوگیری شود تا دوام بیشتری درون دهان داشته باشند.
تاریخچه
گلس سرامیک بر پایه لیتیوم دی سیلیکات برای اولین بار در سال 1953 مورد بررسی قرار گرفت. بعد از آن دو نوع گلس سرامیک جدید بر پایه آلومینیوم و منیزیم تولید شد. لیتیوم آلومینوسیلیکات به دلیل ضریب انبساط حرارتی پایین در تولید ظروف پخت و پز مورد استفاده قرار گرفت. منیزیم آلومینوسیلیکات نیز در ساخت موشک مورد استفاده قرار گرفت. سپس در دهه 70 میلادی دانشمندان گلس سرامیک‌های شفاف و نانو کریستالی به قطر 50 نانومتر را کشف کردند.
اگرچه از سال 1962 استفاده از فلز به عنوان روکش دندانی مرسوم بوده است اما به دلیل حساسیت برخی بیماران به فلز، در دهه 80 میلادی استفاده از ترمیم‌های سرامیکی رایج شدند و استفاده از فلز به عنوان روکش دندانی کمتر شد.
در سال 1984 اولین تلاش‌ها برای استفاده از گلس سرامیک بر پایه لیتیوم دی سیلیکات به عنوان روکش دندان به ثمر نشست و به دلیل ویژگی‌های بی نظیر این ماده، تحقیقات بر روی آن تا به امروز ادامه دارد زیرا روکش گلس سرامیک به دلیل زیبایی، شفافیت، استحکام کافی، زیست سازگاری، مقاومت در برابر سایش و دوام شیمیایی، برای دندانپزشکان و بیماران بسیار جذاب هستند.
مزایای گلس سرامیک بر پایه لیتیوم دی سیلیکات
- استحکام مکانیکی بالا نسبت به مواد فلزی سنتی و سرامیک‌های قدیمی
- برتری نسبت به سایر گلس سرامیک‌های دندانی از نظر سایه و شفافیت
- دارای بازه رنگی کامل و مطابق با دندان طبیعی انسان
- دارای سه سطح شفافیت کم، متوسط و زیاد برای دندان‌های قدامی یا خلفی
- مقاومت عالی در برابر سایش
- سازگاری بهتر در دهان به دلیل جنس سرامیکی آن
- سرعت اجرا و دسترسی بالا به دلیل استفاده از روش کدکم
خواص و کاربردها
گلس سرامیک‌های ساخته شده از لیتیوم دی سیلیکات به دلیل خواص و ویژگی‌های فوق‌العاده این ماده و به دلیل ترکیب خواص سرامیک‌های کریستالی با خواص شیشه در صنایع مختلفی مانند پزشکی، نظامی، ساختمانی، ساخت اپتیکال (تلسکوپ و ژیروسکوپ)، ظروف آشپزخانه، الکترونیکی و … کاربرد دارند. از دیگر خواص این ماده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ضریب انبساط حرارتی پایین
- مقاومت مکانیکی بالا
- مقاومت بالا در برابر سایش
نکاتی در مورد لیتیوم دی سیلیکات
- پروتزهای ساخته شده از لیتیوم دی سیلیکات نیز همانند دندان‌های طبیعی نیاز به توجه و مراقبت دارند. نخ دندان، مسواک، دهانشویه، مراجعه سالیانه به دندانپزشک برای معاینه و …
- تحقیقات ثابت کرده است که لیتیوم دی سیلیکات ماده بسیار بادوام و مقاومی بوده و ویژگی‌های عملکردی خود را بعد از چندین سال به خوبی حفظ می‌کند که در نتیجه، مراجعات بعدی فرد به دندانپزشک را کاهش می‌دهد.
- گلس سرامیک‌های لیتیوم دی سیلیکاتی برای ماشین‌کاری به روش کدکم به دستگاه میلینگ Wet نیاز دارند.
- مقاومت خمشی این ماده در محدوده 300 تا 400 مگاپاسکال و حتی بالاتر است. این ماده دارای سختی 5.92 گیگاپاسکال و چقرمگی شکست 2.8 تا 3.5 است.
لیتیوم دی سیلیکات در آینده
فاز کریستالی در گلس سرامیک‌های لیتیوم دی سیلیکات در حد میکرومتر است. اگر در آینده فاز کریستالی به نانومتر برسد خواص غیر منتظره‌ای از این ماده مشاهده خواهیم کرد. در این حالت کریستال‌ها شکل سوزنی پیدا خواهند کرد و استحکام، چقرمگی و شفافیت آن بسیار بالا خواهد رفت.
در آینده برای تولید گلس سرامیک‌ها می‌توان از ترکیب پرینتر و دستگاه میلینگ استفاده کرد. در واقع برای جلوگیری از اتلاف مواد اولیه، ابتدا با دستگاه پرینتر یک شکل اولیه از پروتز دندانی تولید می‌شود و تولید محصول نهایی با دستگاه کدکم تکمیل خواهد شد.
امروزه از گلس سرامیک تنها برای روکش دندان استفاده می‌شود اما در آینده گلس سرامیک‌ها برای اباتمنت نیز قابل استفاده خواهند بود تا مشکلات مربوط به وجود فلز در دهان انسان از بین برود.