Dental zirkonya genellikle tek bir malzeme gibi adlandırılır, ancak aslında birkaç önemli bileşenden oluşan bir seramiktir. Ana bileşen zirkonyumdur. Zirkonyum, oksijen ile birleşerek zirkonyum dioksit (ZrO₂), yani zirkonya oluşturur. Ancak bu malzemeye eklenen başka bileşenler de vardır. Bu ek bileşenler, zirkonyanın özelliklerini değiştirmek amacıyla bilerek eklenir. Bu önemli bileşenler şunlardır: itriya, hafniya ve alümina. Her birinin dental zirkonya üzerindeki etkisi farklıdır.
1. İtriya (Y₂O₃) – Ana Stabilizatör
Görevi:
İtriya, zirkonyanın kristal yapısını oda sıcaklığında kararlı tutmak için eklenir. İtriya eklenmezse, sinterleme işlemi sonrası soğuma sırasında zirkonya daha zayıf bir forma dönüşür. Bu da malzemenin genleşip çatlamasına neden olur.
İtriya miktarının etkileri:
- Işık geçirgenliği (translusenslik): Daha fazla itriya, daha fazla ışık geçirgenliği sağlar.
- Dayanıklılık (mukavemet): Daha fazla itriya genellikle daha düşük dayanıklılık anlamına gelir. Bu yüzden yüksek ışık geçirgenliğine sahip ön bölge zirkonyaları genellikle daha düşüktür.
İtriya miktarı nasıl ölçülür:
- Ağırlık yüzdesi (wt%): Genellikle güvenlik belgelerinde veya ürün etiketlerinde bulunur.
- Mol yüzdesi (mol%): Bilimsel yayınlarda ve artık birçok ürün etiketinde yaygınlaşmıştır.
Yaklaşık dönüşümler:
- 5,5 wt% itriya ≈ 3 mol% (geleneksel yüksek translusent zirkonyalarda)
- 9,3 wt% itriya ≈ 5 mol% (ön bölgede kullanılan süper translusent zirkonyalarda)
2. Hafniya (HfO₂) – Doğal Bir Eşlikçi
Görevi:
Hafniya, zirkon mineralleriyle birlikte doğada bulunan bir oksittir. Saflaştırma işlemlerine rağmen tamamıyla uzaklaştırılması zordur. Genellikle nihai üründe yaklaşık %1 oranında kalır.
Son ürüne etkisi:
Hafniya zirkonyanın özelliklerini değiştirmez. Dayanıklılığı, ışık geçirgenliğini veya biyouyumluluğu etkilemez. Kristal yapısı zirkonyaya çok benzediği için zirkonya kristal yapısına zarar vermeden yerleşir. Zararsız bir bileşen olarak kabul edilir.
3. Alümina (Al₂O₃) – Yaşlanmaya Karşı Koruma
Sorun – Yaşlanma (Düşük Sıcaklıkta Bozulma):
Zirkonya zamanla nemi, özellikle vücut sıcaklığı gibi ortamlarda, emebilir. Bu su, kristaller arasındaki boşluklara (tane sınırları) girer.
Sonuç:
Su, kristal yapının bozulmasına neden olur. Sert seramik malzeme zamanla parçalanıp toz haline gelir. Bu sürece "düşük sıcaklıkta bozulma" veya "yaşlanma" denir.
Çözüm – Alümina eklenmesi:
1980'lerde üreticiler, az miktarda alümina ekleyerek bu yaşlanmanın önlenebileceğini keşfetmiştir. Alümina, tane sınırlarını stabilize eder ve suyun girmesini engeller.
Geçmişteki oranlar:
İlk çıkan zirkonya ürünleri (örneğin Lava veya porselen kaplanan eski sistemler) yaklaşık %0,25 alümina içeriyordu. Bu oran yaşlanmayı durduruyordu ama malzemeyi çok beyaz ve opak yapıyordu.
Modern kullanım:
Tam zirkonya kronlarda (monolitik restorasyonlarda) yüksek ışık geçirgenliği tercih edilir. Bu nedenle üreticiler zamanla alümina oranını düşürmeyi öğrendi.
Günümüzdeki oranlar:
Modern monolitik zirkonya ürünleri genellikle %0,05 alümina içerir. Bu oran, yaşlanmayı engellemek için yeterli ama ışık geçirgenliğini çok fazla etkilemeyecek kadar düşüktür.
Uyarı:
Bazı üreticiler alüminayı tamamen çıkarmıştır. Bu durum malzemeyi yaşlanmaya karşı savunmasız bırakır ve önerilmez.
4. Malzeme İçeriğinin Özeti
Dental zirkonya aşağıdaki dört ana bileşenden oluşur:
- Zirkonya (ZrO₂): Ana seramik malzeme
- İtriya (Y₂O₃): Kristal yapıyı stabilize eder, translusensliği ve dayanıklılığı etkiler
- Hafniya (HfO₂): Doğal olarak bulunan, zararsız bileşen
- Alümina (Al₂O₃): Uzun vadede bozulmayı önlemek için kritik bir katkı
İtriya ve alümina oranları ile bu maddelerin nasıl eklendiği, ürünün mukavemeti, ışık geçirgenliği ve uzun süreli ağız içi dayanımı üzerinde büyük etkiye sahiptir.
Özet
Dental zirkonya sadece zirkonyum dioksitten oluşmaz. Bu malzeme, dikkatle formüle edilmiş bir karışımdır.
- İtriya, mukavemet ile ışık geçirgenliği arasında denge sağlar.
- Hafniya, doğal olarak bulunan ve zararsız bir bileşendir.
- Alümina ise malzemeyi zamanla bozulmaktan korur.
Bu bileşenlerin her birinin rolünü anlamak, güvenilir ve dayanıklı dental restorasyonlar üretmenin arkasındaki mühendislik hassasiyetini anlamamıza yardımcı olur. Ayrıca piyasadaki farklı zirkonya türlerinin neden farklı performanslar gösterdiğini de açıklar.
