TÜRKĠYE CUMHURĠYETĠ ANKARA ÜNĠVERSĠTESĠ SAĞLIK BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
TAM SERAMĠK SĠSTEMLERDE
TEKRARLANAN FIRINLAMA ĠġLEMLERĠNĠN ETKĠSĠNĠN DENSĠTOMETRĠK ANALĠZĠ VE
X-RAY FLORESANS (XRF) DEĞERLENDĠRĠLMESĠ
Fehmi GÖNÜLDAġ
PROTETĠK DĠġ TEDAVĠSĠ ANABĠLĠM DALI
DANIġMAN Doğan Derya ÖZTAġ
ANKARA
TÜRKĠYE CUMHURĠYETĠ ANKARA ÜNĠVERSĠTESĠ SAĞLIK BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
TAM SERAMĠK SĠSTEMLERDE TEKRARLANAN FIRINLAMA ĠġLEMLERĠNĠN ETKĠSĠNĠN DENSĠTOMETRĠK ANALĠZĠ VE X-RAY
FLORESANS (XRF) ĠLE DEĞERLENDĠRĠLMESĠ
Fehmi GÖNÜLDAġ
PROTETĠK DĠġ TEDAVĠSĠ ANABĠLĠM DALI DOKTORA TEZĠ
DANIġMAN
Prof. Dr. Doğan Derya ÖZTAġ
Bu tez Ankara Üniversitesi Bilimsel AraĢtırma Projeleri Müdürlüğü tarafından 11B33344001 proje numarası ile desteklenmiĢtir.
2012 ANKARA
i
ĠÇĠNDEKĠLER
İçindekiler i
Önsöz iv
Simgeler ve Kısaltmalar v
Şekiller viii
Çizelgeler x
1. GĠRĠġ 1
1.1. Dental Porselenlerin Tarihsel Gelişimi 3
1.2. Dental Porselenlerin Yapısı 4
1.2.1. Feldspar 5
1.2.2. Kaolin 6
1.2.3. Kuartz 6
1.3. Dental Porselenlerin Sınıflandırılması 6
1.3.1. Dökülebilir Tam Seramik Sistemleri 8
1.3.2. Refraktör Day Üzerinde Elde Edilen Tam Seramikler 9 1.3.3. Cad/Cam Tekniği İle Hazırlanan Tam Seramikler 9 1.3.3.1. Kopya freze tekniği ile hazırlanan tam seramik sistemler 9 1.3.3.2. CAD/CAM tekniği ile hazırlanan tam seramik sistemler 10 1.3.4. Isı ve Basınçla Şekillendirilen Tam Seramik Sistemleri 10 1.4. Isı ve Basınçla Şekillendirilen Tam Seramik Sistemleri
(IPS e-max Press Tam seramikler) 11
1.5. CAD/CAM Tekniği ile Hazırlanan Tam Seramikler
(Zirkonyum oksit tam seramikler) 13
1.6. Dental Porselenlerin Yapım Teknikleri Ve Fırınlama İşlemleri 16
1.7. Dental Radyoloji 18
1.7.1. X-Işınlarının Tanımı ve Özellikleri 19
1.7.2. Radyografik Görüntü 20
1.7.3. Radyografik Görüntü ile İlgili Kavramlar 21 1.7.4. Restorasyonların Radyografik Açıdan Değerlendirilmesi 25
1.8. Densitometre Tanımı ve Özellikleri 27
1.8.1. Densitometre Türleri 27
1.8.2. Densitometrenin Kullanım Alanları 27
ii
1.8.3. Densitometrenin Çalışma Prensibi 28
1.8.4. Densitometrik Analiz 29
1.9. X-Işını Floresans (XRF) Analizi 32
1.9.1. X-ışınları Yöntemiyle Analiz 33
1.9.2. X-Işınlarının Elektromanyetik Spektrumdaki Yeri 34
1.9.2.1. Radyo Dalgaları 35
1.9.2.2. Mikrodalga 36
1.9.2.3. Terahertz Işınım 36
1.9.2.4. Kızılötesi Işınımları 37
1.9.2.5. Görünür Işık 37
1.9.2.6. Morötesi Işınımları 37
1.9.2.7. X-ışınları 38
1.9.2.8. Gama Işınları 38
1.9.3. Fotoelektrik Olay 39
1.9.4. X-ışını Floresans (XRF) Analiz Yöntemi 40 1.9.5. X-ışını Floresans Spektrometreleri (XRFS) 41
2. GEREÇ VE YÖNTEM 45
2.1. Örneklerin Hazırlanması 46
2.1.1. IPS e-max Press Tam Seramik Örneklerin Hazırlanması 46 2.1.2. Zirkonyum Oksit Tam Seramik Örneklerin Hazırlanması 50
2.2. Radyografların Elde Edilmesi 51
2.3. Densitometrik Analiz İçin Ölçümlerin Yapılması 53 2.4. XRF Analizi İçin Ölçümlerin Yapılması 55
3. BULGULAR 58
3.1. Densitometrik Analiz Sonuçları 59
3.1.1. IPS e-max Press Tam Seramik Örneklerin Densitometrik 59 Analiz Sonuçları
3.1.2. Zirkonyum Oksit Tam Seramik Örneklerin Densitometrik 61 Analiz Sonuçları
3.1.3. Alüminyum Step-Wedge Basamaklarının Densitometrik 64 Ölçümleri
iii
3.2. XRF Analizi Sonuçları 66
3.2.1. IPS E-Max Press Tam Seramik Örneklerin XRF Analizi 66 Sonuçları
3.2.2. Zirkonyum Oksit Esaslı Tam Seramik Örneklerin XRF 78
Analizi Sonuçları
4. TARTIġMA 100
5. SONUÇ VE ÖNERĠLER 117
ÖZET 119
SUMMARY 121
KAYNAKLAR 123
ÖZ GEÇMĠġ 137
iv
ÖNSÖZ
Doktora eğitimim boyunca bana her konuda hem bir hoca ve hem de bir baba gibi davranan, bilgi ve deneyimlerini benimle paylaşarak yol gösteren sayın hocam Prof. Dr.
Derya Öztaş‟a,
Doktora eğitimim süresince her konuda fikir aldığım ve tez çalışmamdaki katkılarından dolayı değerli hocam Prof. Dr. Bengi Öztaş„a,
Tez çalışmamdaki istatistiksel analizlerin yapılmasındaki yardımları için sayın Doç. Dr.
Cemal Atakan‟a,
Lisans ve doktora öğrenciliğim boyunca banden maddi manevi desteklerini esirgemeyen değerli hocalarım Prof. Dr. Yasemin Keskin‟e ve Prof. Dr. Gülay Kansu‟ya,
Beni her konuda maddi ve manevi olarak destekleyen ve eğitimim için büyük fedakârlıklarda bulunan canım ailelerime,
Sevgisi, sabrı, anlayışı ve desteğiyle her zaman yanımda olan biricik eşim Ruzin Gönüldaş‟a,
Kendisini tanıdığımdan bu yana pek çok şeyi paylaştığım kardeşim Serdar Polat, ağabeyim Hakan Yılmaz ve değerli büyüğüm Halim Altunkal‟a,
Doktora eğitimim boyunca değerli yardımlarını esirgemeyen Ankara Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Protetik Diş Tedavisi anabilim dalı başkanı Prof. Dr. Bengül Yurdukoru‟ya, tüm öğretim üyelerine ve asistan arkadaşlarıma…
SONSUZ TESEKKÜRLER.
v
SĠMGELER KISALTMALAR
CAD/CAM Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing (Bilgisayar Destekli Tasarım/Bilgisayar Destekli Üretim)
SiO4 Silisyum Dioksit Tetrahedra K₂O Al₂O₂ 6 SiO₂ Potasyum Aluminyum Silikat Na₂O Al₂O₃ 6 SiO₂ Albit
SiO₂ Silisyum Oksit
Al₂O₃ SiO₂ 2H₂O Alimunyum Hidrat Silikat CaCo₃ Kalsiyum Karbonat
Na₂Co₃ Sodyum Karbonat
K₂Co₃ Potasyum Karbonat Al2O3 Alüminyum Oksit
MgAl204 Magnezyum Alümina Oksit
Y2O3 Yttrium Oksit
Y-TZP Yttrim Oksitle Kısmen Stabilize Edilmiş Zirkonya
ZrO2 Zirkonyum Oksit
l0 Filme Gelen Işının Yoğunluğu lt Filmden Geçen Işının Yoğunluğu
kVp Kilovoltaj
ISO International Organisation of Standardisation
ANSI/ADA American National Standart / American Dental Association ZnOE Çinko Oksit Öjanol
CaOH Kalsiyum Hidroksit XRF X-ray Floresans
μm Milimikron
mA Miliamper
FS Fokal Spot
ppm Parts Per Million
Na Sodyum Elementi
Mg Magnezyum Elementi
Al Alüminyum Elementi
Si Silisyum Elementi
vi
P Fosfor Elementi
S Kükürt Elementi
Cl Klor Elementi
K Potasyum Elementi
Ca Kalsiyum Elementi
Ti Titanyum Elementi
Cr Krom Elementi
Mn Manganez Elementi
Fe Demir Elementi
Co Kobalt Elementi
Ni Nikel Elementi
Cu Bakır Elementi
Zn Çinko Elementi
Se Selenyum Elementi
Br Brom Elementi
Mo Molibden Elementi
I İyot Elementi
Cs Sezyum Elementi
Ce Seryum Elementi
U Uranyum Elementi
Bi Bizmit Elementi
Hg Civa Elementi
Sb Antimon Elementi
Ga Galyum Elementi
Ge Germenyum Elementi
As Arsenik Elementi
Tl Talyum Elementi
Pb Kurşun Elementi
Th Toryum Elementi
Hf Hafniyum Elementi
Ta Tantalyum Elementi
Sn Kalay Elementi
In İndiyum Elementi
Te Tellür Elementi
vii
Rb Rubidyum Elementi
Zr Zirkonyum Elementi
Nb Niobyum Elementi
Y İtriyum Elementi
Ba Baryum Elementi
La Lantal Elementi
Cd Kadmiyum Elementi
Sr Stronsiyum Elementi
W Tungsten (Wolfram) Elementi
F Frekans
XRD X-ray Difractometer
viii
ġEKĠLLER
ġekil 1.1 SiO₄ yapısı
ġekil 1.2. Densitometrenin çalışma prensibi ġekil 1.3. Elektromanyetik spektrum ġekil 1.4. Fotoelektrik olay
ġekil 1.5. K orbitalindeki elektronun koparılması
ġekil 1.6. K yörüngesindeki boşluğu L yörüngesinden bir elektron ile doldurulması.
ġekil 1.7. XRF Spektrometre Cihazı
ġekil 2.1. Örneklerin hazırlanmasında kullanılan teflon kalıp ġekil 2.2. Mum örneklerin hazırlanması ve tijlenmesi
ġekil 2.3. Mum örneklerin revetmana alınması
ġekil 2.4. Revetmana alınan örneklerin ön ısıtması ve presslemenin tamamlanması ġekil 2.5. Manşetten çıkan örnekler ve kumlama ile temizlenmeleri
ġekil 2.6. IPS e-max press fırını (EP 600 fırını - Ivoclar,Liechtenstein)
ġekil 2.7. IPS e-max press tam seramikler kontrol grubu ve 1 kez fırınlanan örnekler.
ġekil 2.8. Zirkonyum oksit tam seramikler kontrol grubu ve 1 kez fırınlanan örnekler.
ġekil 2.9. IPS e-max press tam seramik örneklerin film üzerine yerleştirilmesi ġekil 2.10. Zirkonyum oksit tam seramik örneklerin film üzerine yerleştirilmesi ġekil 2.11. Radyografların elde edilmesi
ġekil 2.12 IPS e-max press tam seramik örneklerin radyografik görüntüsü ġekil 2.13. Zirkonyum oksit tam seramik örneklerin radyografik görüntüsü ġekil 2.14. Densitometre cihazı (Densonorm 21i)
ġekil 2.15. XRF spectrometrenin çalışma prensibi ġekil 2.16. XRF spectrometre cihazı
ġekil 2.17. Analizi yapılan tam seramik örneklerin XRF cihazına yerleştirilmesi
ġekil 3.1. IPS e-max press tam seramik örneklerin fırınlama sayıları ve densite değerleri.
ġekil 3.2. Zirkonyum oksit tam seramik örneklerin fırınlama sayıları ve densite değerleri.
ġekil 3.3. IPS e-max press tam seramik örneklerde bulunan Fe ve Bi elementlerinin fırınlama sayılarına bağlı değişimleri.
ġekil 3.4. Zirkonyum oksit tam seramik örneklerde bulunan Ca elementinin fırınlama sayılarına bağlı değişimleri.
ġekil 3.5. Zirkonyum oksit tam seramik örneklerde bulunan Cr elementinin fırınlama sayılarına bağlı değişimleri.
ix
ġekil 3.6. Zirkonyum oksit tam seramik örneklerde bulunan Fe elementinin fırınlama sayılarına bağlı değişimi.
ġekil 3.7. Zirkonyum oksit tam seramik örneklerde bulunan Co ve Cu elementlerinin fırınlama sayılarına bağlı değişimleri.
ġekil 3.8. Zirkonyum oksit tam seramik örneklerde bulunan Ga, Ge, As, Pb ve Sr elementlerinin fırınlama sayılarına bağlı değişimleri.
ġekil 3.9. Zirkonyum oksit tam seramik örneklerde bulunan Se, Br, Cs, Rb, W ve Tl elementlerinin fırınlama sayılarına bağlı değişimleri.
ġekil 3.10. Zirkonyum oksit tam seramik örneklerde bulunan Hf elementinin fırınlama sayılarına bağlı değişimi.
ġekil 3.11. Zirkonyum oksit tam seramik örneklerde bulunan Y elementinin fırınlama sayılarına bağlı değişimi.
x
ÇĠZELGELER
Çizelge 1.1. Dental porselenlerin bileşenleri.
Çizelge 1.2 Dental porselenlerin yapım tekniklerine göre sınıflandırılması.
Çizelge 3.1. IPS e-max press tam seramik örneklerin fırınlama sayıları, örneklere ait ortalama densitometrik ölçüm değerleri, standart sapmaları ve standart hataları.
Çizelge 3.2. IPS e-max tam seramik örneklerin gruplar arası ve grup içi densitometrik değerlerin istatistikleri (ANOVA tablosu).
Çizelge 3.3. IPS e-max press tam seramik örneklerin fırınlama sayılarının birbirleriyle ikişerli olarak karşılaştırılması (LSD Tablosu).
Çizelge 3.4. Zirkonyum oksit tam seramik örneklerin fırınlama sayıları, örneklere ait ortalama densitometrik ölçüm değerleri, standart sapmaları ve standart hataları.
Çizelge 3.5. Zirkonyum oksit tam seramik örneklerin gruplar arası ve grup içi densitometrik değerlerin istatistikleri (ANOVA tablosu).
Çizelge 3.6. Zirkonyum oksit tam seramik örneklerin fırınlama sayılarının birbirleriyle ikişerli olarak karşılaştırılması (LSD Tablosu).
Çizelge 3.7. IPS e-max tam seramik örneklerle radyografı alınan alüminyum step-wadge‟in basamakları densitometrik ölçümleri ortalama değerleri.
Çizelge 3.8. Zirkonyum oksit tam seramik örneklerle radyografı alınan alüminyum step- wadge‟in basamakları densitometrik ölçümleri ortalama değerleri.
Çizelge 3.9. IPS e-max tam seramik örneklerle ve Zirkonyum oksit tam seramik örneklerle radyografı alınan alüminyum step-wedge basamaklarının gruplar arası ve grup içi densitometrik değerlerin istatistikleri (ANOVA taplosu).
Çizelge 3.10. IPS e-max press tam seramik örneklerin elementlerin fırınlama sayıları, ortamaları, standart sapmaları ve standart hataları.
Çizelge 3.11. XRF analizi yapılan IPS e-max press tam seramik örneklere ait elementlerin gruplar arası ve grup içi ANOVA taplosu.
Çizelge 3.12. IPS e-max press tam seramik örneklerdeki Fe ve Bi elementlerine ait fırınlama sayılarının birbirleriyle ikişerli olarak karşılaştırılması (LSD Taplosu).
Çizelge 3.13. Zirkonyum oksit esaslı tam seramik örneklerin elementleri, fırınlama sayıları, ortamaları, standart sapmaları ve standart hataları.
Çizelge 3.14. XRF analizi yapılan Zirkonyum oksit esaslı tam seramik örneklere ait elementlerin gruplar arası ve grup içi ANOVA taplosu.
xi
Çizelge 3.15. Zirkonyum oksit esaslı tam seramik örneklerdeki Ca, Cr, Fe, Co, Cu,Ga, Ge, As, Br, Rb, Sr, Y, Cs, Hf, Ta, W, Tl ve Pbelementlerine ait fırınlama sayılarının birbirleriyle ikişerli olarak karşılaştırılması (LSD Taplosu).
1
1. GĠRĠġ
Diş hekimliği tarihi boyunca tüm hekimler ve araştırmacılar estetik amaçlı, diş rengine uygun materyaller kullanarak doğal restorasyonlar elde etmeye çalışmışlardır (Kelly ve ark., 1996; Yılmaz, 2007). Dental seramikler estetik görünümleri, biyolojik açıdan kabul edilebilirlikleri ve kimyasal stabiliteleri nedeniyle günümüzde yaygın olarak kullanılan dental restoratif materyallerdir (Zhang ve ark., 2009).
Yapısını esas olarak silikatların oluşturduğu dental seramikler, bir ya da birden fazla metalin, metal olmayan bir elementle, genellikle oksijenle oluşturduğu bir kombinasyondur.
Büyük olan oksijen atomları bir matriks gibi görev yaparak, daha küçük metal atomları ve yarı metal silikon atomları arasında yer alır (Akın, 1999).
Dental porselen ise yapısında kaolin, kuartz ve feldspar materyallerinin belirli oranlarda karıştırılması ve yüksek ısıda fırınlanması ile elde edilen translusent seramik olarak adlandırılır (Powers ve ark., 2006).
Dental uygulamalarda hastaların estetik beklentilerinin süre gelen zaman içerisinde artmasıyla birlikte, sabit restorasyonlarda metal altyapıların kullanımının azaltılmasına yönelik çalışmalar da hız kazanmıştır.
Bu amaçla geliştirilen tam seramik sistemlerin; estetik, translusent ve floresans özellikleri daha üstündür. Biyouyumlulukları, kimyasal ve renk stabiliteleri ve radyografide görünür olmaları kullanımlarını her geçen gün artırmaktadır. Tam seramik kronlar korozyon ve abrazyona dirençlidir. Tam seramik kronların termal genleşme katsayıları ve termal iletkenlikleri mine ve dentine yakındır (Sakaguchi ve Powers;2006).
İlk tam seramik restorasyonlar 1965 yılında McLean tarafından seramiğe %40-50 Al2O3
ilave edilmesiyle elde edilmiştir. Burada amaç dayanıksız olan cam fazın, dayanıklı kristal ilavesi ile kontrollü bir şekilde güçlendirilmesidir. Bu sayede yapı içinde çatlak ilerlemesini engelleyici etki oluşturulmaktadır. Daha sonra yapılan çalışmalarda farklı kristaller de tam seramik sistemlerde kullanılmıştır. Tam seramik sistemlerde en sıklıkla kullanılan kristaller;
2
Alüminyum oksit (Al2O3), Magnezyum alüminyum oksit (MgAl2O4), Lityum disilikat (Li2OSiO2) ve Zirkonyum oksit (ZrO2) olarak örneklendirilebilir.
Kristal ilavesi, tam seramiğin dayanıklılığını artırırken ışık geçirgenliğini azalttığı için seramiğin optik özelliklerini zayıflatmaktadır. Bu nedenle kristal ilavesi ile güçlendirilen tam seramikler, çoğunlukla altyapı malzemesi olarak kullanılabilmektedir. Bu kristallerden ZrO2‟nin diğerlerine göre avantajı daha yüksek dayanıklılığa ve sertliğe sahip olmasıdır.
Elastiklik katsayısı daha düşüktür ve dikkate değer bir faz değişimi özelliğine sahiptir. ZrO2
haricindeki tam seramik sistemler ön-arka bölge kronları ve sadece ön bölge köprü protezleri yapımında kullanılabilmektedir. Ancak son yıllarda, özellikle ZrO2 ve CAD/CAM teknolojisindeki gelişmeler tüm ağız tam seramik restorasyonların yapılabilmesine olanak sağlamaktadır (Sakaguchive Powers 2006; Conrad ve ark., 2007).
Hem materyallerdeki hem de üretim teknikleri ve kullanılan cihazlardaki hızlı gelişmeler sonucunda, tam seramik restorasyonlar estetik ve ekonomik bir tedavi seçeneği olarak hastaya sunulabilecek duruma gelmiştir. Bu gelişmeler, günümüzde yaygın olan
“metalsiz diş hekimliği (metal-free dentistry)” görüşünü doğurmuştur. Restoratif materyal olarak metallere göre daha fazla biyouyumluluk gösterdiği kabul edilen tam seramik altyapıların kullanılmasını savunan ve klinikte metal alaşım kullanmaktan vazgeçen hekimlerin sayısı gün geçtikçe artmaktadır.
Bu görüşün ortaya çıkma sebebi açık olarak seramiklerin metallere karşı olan avantajlarıdır. Bu avantajlar kısaca;
- Işık geçirgenliği özellikleri dolayısıyla daha estetiktirler.
- Seramik yüzeyler, metal yüzeylere oranla daha az plak biriktirirler.
- Preparasyon basamağının supragingivalde bitirilebilmesi, diş kesimi ve ölçü alımı sırasında dişetini travmalardan korur.
- Restorasyonun simantasyonundan sonra bölgenin temizliği kolaylaşır. Servikal bölgede metal yansımasını engellemeye gerek kalmayacağı için overkonturlu restorasyon riskini azaltır (Kawai ve Uruno; 2001).
3 1.1. Dental Porselenlerin Tarihsel GeliĢimi
Yunanca “Keramikos” kelimesinden türetilen “Seramik” kelimesi topraktan yapılma anlamı taşımaktadır. Seramikler yapısal olarak modifiye edilmiş olan, en erken dönem inorganik materyallerdir. Seramik eşyaların ilk imalat örneklerinin M.Ö 2300 yıl kadar eski olduğu belirlenmiştir (Mclean, 1979; Jones, 1985).
18. Yüzyılın ortasına kadar yapay dişlerin ve kaidelerin sığır, at ve su aygırı kemik ve dişlerinden yapıldığı bildirilmiştir. Ayrıca dişlerin mezarlıklar, savaş alanları, idam edilen insanlar ya da para karşılığı gönüllü olarak dişlerini feda eden fakir insanlardan temin edildiği bildirilmiştir.
Dental seramiklerin Avrupa‟daki gelişimleri 18. yüzyılda başlamıştır. İlk kişisel porselen dişler, 1808‟de İtalyan kökenli bir diş hekimi olan Guissepangelo Fonzi tarafından yapılmıştır (Malament ve Grosman, 1987). Parmerly-Brown firması 1844‟te platin-iridyum alaşımlar üzerinde ilk köprü protezini yapmayı başarmıştır. (Claus, 1980; Ersu, 2001).
1899 yılında Detroit‟te C.H. Land‟in porselen jaket kron sistemini sunmasından itibaren günümüze kadar yapılan çalışmalar, metal destekli porselen restorasyonların yerine dental tam seramiklerin kullanılabilmesine olanak sağlamıştır. 1910 ve 1918 yıllarında Fishes ilk defa dental seramik ve diğer materyallerin mekanik özelliklerini bildirmiştir. 1925‟te Albert Le Gro‟nun “Diş Hekimliğinde Seramik” adlı kitabıyla dental seramik kullanımı bir temele oturtulmuştur. Bu dönemlerde dental seramikler için metalle desteklendirme çalışmaları yapılmıştır.
1962‟de Amerika‟da altın alaşımlar kullanılarak ilk defa metal destekli restorasyonlar yapılmıştır. 1964‟te İngiltere‟de McLean Hughes ilk kez alumina ile desteklenmiş kronları geliştirmiştir. Bu çalışma McLean ve Sced tarafından 1976‟da daha güçlü platin bağlı alumina kronun geliştirilmesiyle bir adım ileriye götürülmüştür. 1980‟lerden sonra seramik teknolojisi büyük bir gelişme göstermiştir. Günümüze kadar enjeksiyonla şekil verilebilen dental tam seramikler (Cerestore), magnezyum oksit ile güçlendirilmiş seramikler (magnesia core material), dökülebilir dental seramikler (Dicor ve Cerapearl), dirençleri arttırılmış düşük ısı porselenleri (Optek HSB) ve yüksek alumina içerikli dental seramikler (Vita Hi-Ceram)
4
geliştirilmiştir. Buna ek olarak yeni tam seramik sistemlerin de araştırılması ve geliştirilmesi devam etmektedir. Bu sistemlere örnek olarak; cam infiltre dental seramikler, alumina bazlı dental seramikler ve zirkonya bazlı dental seramikler verilebilir (Hondrum, 1992; Naylor, 1992; Ersu, 2001).
1.2. Dental Porselenlerin Yapısı
Dental seramikler estetik sabit restorasyonların yapımında sıklıkla kullanılan materyallerdir. Yarı şeffaflık ışık iletimi ve biyouyumluluk dental tam seramiklere yüksek düzeyde istenilen estetik özellikleri kazandırmaktadır. Temelde silikon ve oksijen yapısal birimlerinden (SiO4 tetrahedra) oluşan ve kristalin yapıda olmayan, cam sayılan dental tam seramiklerin kırılgan tabiatları nedeniyle kullanımları sınırlıdır. Çizelge 1.1 de dental seramiğin bileşenleri görülmektedir.
Çizelge 1.1. Dental porselenlerin bileşenleri.
Düşük ısılı porselen Orta ısılı porselen
Silikon dioksit % 69,4 % 64,2
Borik oksit % 7,5 % 2,8
Kalsiyum oksit % 1,9 ----
Potasyum oksit % 8,3 % 8,2
Sodyum oksit % 4,8 %1.9
Alüminyum oksit % 8,1 % 19
Lityum oksit ---- % 2,1
Magnezyum oksit ---- % 0,5
Fosforöz pentoksit ---- % 0,7
Dental tam seramiklerin oluşumunda esas teşkil eden kimyasal bağlar, oksijen iyonu ile silisyum arasında tetrahedral yapıda üniteler (Si+4 O-2) oluşturur. Bu üniteler bir ya da birden fazla metalin, metal olmayan bir elementle (genellikle oksijenle) yaptığı bir kombinasyondur.
Burada bir matriks gibi görev yapan oksijen atomları arasındaki boşluklara, daha küçük yapıdaki silisyum atomları yerleşir. Silisyum tetrahedral, dental seramiğin çekirdek yapısını oluşturur (McLean, 1979; MC Cormick ve ark., 1993; Ersu, 2001).
5
Şekil 1.1. Si.
Şekil 1.1. SiO₄ yapısı.
Dental porselenlerin temel yapısı, farklı oranlarda bulunan üç ana maddeden oluşur. Bu maddeler feldspar, kuartz ve kaolindir.
1.2.1. Feldspar
Feldspar, ortoklas (K2OAl2O36SiO2), albit (Na2OAl2O36SiO2) ve anortit (CaOAl2O32SiO2) formlarında bulunur. Dental seramiğe belirli bir şeffaflık veren maddedir.
Feldspar, ısıya daha dayanıklı bileşenleri tutar, birbirine bağlar ve camlaşmış bir birleştiricilik görevi yapar. Feldspar hiçbir zaman saf değildir. İçerisinde daima ortoklas ve albit değişik oranlarda bulunur. Optik kaliteye katkısı bulunmayan Na2O içerikli feldspar, dental porselenin pişirme ısısını düşürüp proplastik akışı arttırır. Diş hekimliğinde genellikle yüksek potasyum oksit (K2O) içerikli feldspar tercih edilir. K2O içerikli feldspar, dental seramiğin şeffaflık kalitesini arttırırken, proplastik akışını engeller (Callister, 1997).
Feldspat 1530 °C‟de tamamen erir. 1250 °C - 1300 °C ısı aralığında eridiğinde, sodyum ve potasyum oksit alkalileri (Na2O ve K2O), silika (SiO2) ve alumina (Al2O3) ile birleşip sodyum veya potasyum alumina silikat oluşur. Porselenin yapısında yaklaşık olarak %70-90 oranında bulunur (Mc Lean, 1979).
6 1.2.2. Kaolin
Kaolin (Al2O32SiO22H2O), dental seramiğe modelaj kolaylığı sağlayan alüminyum silikat kilinin saf şeklidir. Çin kili olarak da bilinir. Çok ince, yumuşak ve kilsi bir maddedir.
Kuartz ve feldspat arasında bağlayıcı ve opaklaştırıcı olarak rol alır. Porselenin yapısında yaklaşık olarak %1-10 oranında bulunur. Şekillendiricilik ve bağlayıcılık özelliğinden yararlanılır (Mc Lean, 1979; Zaimoğlu ve ark, 1993).
1.2.3. Kuartz
Kuartz (SiO2), yeryüzünde yaygın olarak dağılmış olup bazı kayalardan, deniz kumu ve çakıllardan elde edilir. Dental seramiklerde desteklik görevi yapar ve büzülmeyi kontrol eder.
Kütleye stabilite sağlayarak dayanıklılığını artırır. Porselenin yapısında yaklaşık olarak %11- 18 oranında bulunur. Aynı zamanda materyale şeffaf bir görünüm verir (Mc Lean, 1979;
Zaimoğlu ve ark, 1993).
1.3. Dental Porselenlerin Sınıflandırılması
Dental porselenlerin sınıflandırılmasıyla ilgili literatürler incelendiğinde henüz tam olarak kabul edilmiş bir sınıflandırma olmamakla birlikte birçok sınıflandırma yöntemi mevcuttur. Bunlar şöyle özetlenebilir;
A- Fırınlama ısılarına göre dental porselenlerin sınıflandırılması: Bu sınıflandırma yöntemi daha çok üst yapı porseleni için kullanılmaktadır. Düşük ısı porseleni, orta ısı porseleni ve yüksek ısı porseleni olarak sınıflandırılmaktadır.
B- Dental seramiklerin yapılarına göre sınıflandırılması: Bu sınıflandırma yöntemi daha çok tam seramik restorasyonlar için kullanılmaktadır. Kelly, 2008 yılında dental seramikleri, yapılarına göre 3 grupta sınıflandırmıştır:
1- Cam seramikler (Predominantly glass): Yüksek cam içeriğine sahip, az miktarda doldurucu partiküller içeren seramiklerdir.
7
2- Doldurucu içeren cam seramikler (Particle-filled glass): Temel cam içeriğine kristalin veya erime ısısı yüksek camlar gibi doldurucu partiküller eklenerek mekanik özellikleri geliştirilmiş seramiklerdir.
3- Polikristalin seramikler (Polycrystalline): Hiç cam içermeyen, alüminyum oksit veya zirkonyum oksit matriks içinde, “dopant” adı verilen modifiye edici atomlardan oluşan seramiklerdir (Kelly, 2008).
C- Dental porselenlerin yapım tekniklerine göre sınıflandırılması: En çok tercih edilen yöntemlerden biridir. Bu yöntemin detaylı olarak sınıflandırılması ve tam seramik sistemlerin marka adları çizelge 1.2‟de gösterilmiştir (Kelly ve ark., 1996; Shillingburg ve ark., 1997;
Mclean ve Odont, 2001; Rudolph ve ark., 2003; Mörmann ve Bindl, 2002).
Çizelge 1.2. Dental porselenlerin yapım tekniklerine göre sınıflandırılması.
Dental Porselenlerin Sınıflandırılması A- Metal Destekli Porselen Restorasyonlar
B- Tam seramik Restorasyonlar 1- Dökülebilir Tam
Seramikler
2- Refraktör Day Üzerinde Elde Edilen Tam Seramikler
3- CAD/CAM tekniği ile hazırlanan Tam Seramikler
4- Isı ve basınçla şekillendirilen Tam Seramikler a- Dökülebilir tam
seramikler
Dikor
Cera Pearl
Olympus Castable Ceramics b- Enjeksiyonla şekillenen seramikler
Cerestore sistemi
Feldspatik porselenler
Folyo tekniğiyle elde edilen aluminöz porselenler
Folyo tekniğiyle elde edilen magnesia kor
Optec HSP
Hi-Ceram, In- Ceram Alumina, In-ceram
Zirconia, In-ceram Spinell
Mirage II Techceram
Procera AllCeram
Lava®
Bego
Medifacturing
Cicero®
Ce.novation
Pro 50TM, CynovadTM
DCS Precident®
Cercon® smart ceramics
Etkon
GN-I
DiGident
ZFN-Verfahren, Xawex
Dentalsystem
Everest®
CELAY®
Triclone 90
CEREC®
WOL-CERAM
IPS Empress
IPS Empress 2
IPS e-max press
Finesse All- Ceramic
Cergo Pressable Full
Ceramic
Cerpress SL®
Cerpress II Pressable Ceramic
CZR (Cerabien Zirkonyum) Pres
HeraCeram‟s Pressable Ceramics
Optimal Pressable Ceramic
Authentic®
Pressable Ceramics
DiamondCrown MPC
Pressable
8 1.3.1. Dökülebilir Tam Seramikler
Genellikle katı seramik ingotlar halinde bulunurlar. Altyapı ya da tüm restorasyon, 1370 ºC‟ de kayıp mum ve santrifüjlü döküm tekniği kullanılarak elde edilen bir tam seramik sistemidir. Bu materyaller genellikle tek renkte olup, final restorasyonun istenen renk ve karekterizasyonu boyanarak sağlanmaktadır. Eğer sadece altyapı olarak hazırlanmışsa, restorasyon geleneksel feldspatik porselenle tabakalanarak tamamlanır (Zaimoglu ve Can, 2004; Türk, 2007).
Dökülebilir tam seramiklerin kırılma dirençleri düşüktür ve genellikle tek üyeli restorasyonlarda kullanılırlar. Fiziksel ve estetik özelliklerini artırmak için ek ısıl işlemler gerektirirler, ancak bu durum ilave büzülmeyle sonuçlanır (Pekkan, 2005; Özgüneş, 2008). Bu grubun önde gelen örnekleri Dicor ve Cera Pearl tam seramiklerdir.
1.3.2. Refraktör Day Üzerinde Elde Edilen Tam Seramikler
Bu gruptaki tam seramiklerin hazırlanması ısıya dayanıklı refraktör day üzerinde dental seramiğin tabakalanarak şekillendirilmesi ve fırınlanması esasına dayanır. Bu sistem kullanılarak altyapı materyali veya altyapısı olmayan tam seramik restorasyon hazırlanabilmektedir. En çok laminate veneer, inley ve onley yapımında kullanılan seramikler bu teknikle yapılmaktadır. Günümüzde kullanımı yaygındır (Mc Lean, 2001; Blatz ve ark., 2003). Bu grupta ise Hi-ceram, In-ceram Zirkonia ve In-ceram Alümina en çok kullanılan tam seramiklere örnek verilebilir.
1.3.3. CAD/CAM Tekniği ile Hazırlanan Tam Seramikler
Freze tekniği ile hazırlanan tam seramik sistemler esas olarak iki grupta incelenebilir.
1.3.3.1. Kopya freze tekniği ile hazırlanan tam seramikler: Bu teknikle çalışan sistemlerin ana prensibi, anahtarcı tornalarının prensibine çok benzemektedir. Sistemin okuma odasına
9
yerleştirilen modelajın kopyası, sistemin diğer bir bölgesinde aşındırılarak oluşturulmaktadır.
Kopyalama bölümünde, aşındırma özelliği olmayan özel tarayıcı uçlar modelajın yüzeyinde dolaşırken, aşındırma bölümünde özel frezler ve diskler tarayıcı uca uyumlu olarak seramik bloğu şekillendirir (Blatz,2002; Türk, 2007; Özgüneş, 2008).
1.3.3.2. CAD/CAM tekniği ile hazırlanan tam seramikler: Sistemin temelini; bilgisayarda verilerin toplanması, bu verilerle tasarımların gerçekleştirilmesi ve tasarımlar doğrultusunda seramik blokların aşındırılmasıyla üretimin gerçekleştirilmesi oluşturmaktadır. Farklı renklerde, tam seramik bloklar halinde bulunurlar ve bilgisayar destekli dizayn – bilgisayar destekli üretim “CAD-CAM” prosedürleri ile üretilirler. Bu yöntemle hazırlanan restorasyonlar, daha sonra boyanıp glazelenerek istenilen karakterizasyon sağlanabilir ya da aynı teknikle altyapı hazırlanarak uygun renkte ve karakteristik özelliklerde tabakalama tekniği ile restorasyon tamamlanabilir (Blatz,2002; Türk, 2007; Özgüneş, 2008). Bu sistemde restorasyon elde etmek için kullanılan seramik bloklar; sinterlenmemiş zirkonyum bloklar ve sinterlenmiş zirkonyum bloklar olarak iki gruba ayrılır. Sinterleme işlemindeki sıcaklık değeri üretici firmaların tavsiyelerine göre yapılmaktadır. Günümüzde en çok kullanılan zirkonyum oksit tam seramikler bu grubun önde gelen örnekleridir.
1.3.4. Isı ve Basınçla ġekillendirilen Tam Seramikler
Bu sistem, metal döküm tekniğine benzer şekilde uygulanmaktadır. Fabrikasyon olarak önceden hazırlanan tam seramik ingotların yüksek sıcaklık ve vakum altında, manşetteki döküm boşluğuna basınçla gönderilmesi esasına dayanmaktadır (Conrad ve ark 2007). Bu teknik için geliştirilen seramik materyali esas olarak feldspatik seramik olup, lösit kristalleri veya lityum disilikat kristalleri ile güçlendirilmiştir. Seramik ingotlar ısı ve basınç altında şekillendirildikten sonra tabakalama veya boyama tekniği kullanılarak restorasyona son hali verilmektedir.
Preslenebilen porselenler birçok nedenle dental restoratif uygulamaların en popüler ürünlerinden birisidir. Bu sistemi popüler yapan nedenler;
1- Üretim kolaylığı (geleneksel kayıp mum teknigi)
10 2- Marjinal bütünlük
3- Yarı şeffaflık (translüsensi) 4- Üstün mekanik özellikleri
5- Presleme ile net bir formun oluşturulması
6- Azalmış pörözite şeklinde özetlenebilir (Albakry ve ark., 2003).
Isı ve basınçla şekillendirilen tam seramikler 1990‟lı yılların başında geliştirilen, lösitle ve lityum disilikat ile güçlendirilmiş bir cam seramik sistemidir. Bu sistem inley, onley ve kronlar gibi tek üye restorasyonların yapımı için geliştirilmiştir (Albakry ve ark., 2003). IPS Empress I, IPS Empress II ve IPS e-max press bu grubun örnekleridir.
Tez çalışmamızda kullandığımız ısı ve basınçla şekillendirilen tam seramikler (IPS e- max press tam seramikler) ve CAD/CAM tekniği ile hazırlanan tam seramikleri (zirkonyum oksit tam seramikler) daha detaylı olarak incelersek;
1.4. Isı ve Basınçla ġekillendirilen Tam Seramikler (IPS e-max press tam seramikler)
IPS e-max press tam seramikler kimyasal içeriğine göre cam seramiklerdir. Yapım tekniklerine göre tam seramiklerin sınıflandırılmasında, ısı ve basınçla şekillendirilen tam seramikler grubunda yer almaktadır. IPS Empress I, IPS Empress II ve IPS e-max press temelde birbirlerine benzer sistemlerdir çünkü yapım teknikleri aynıdır. Kronolojik üretim sırasına göre yapısı güçlendirilerek üretilmiştir. İlk olarak 1991 yılında piyasaya sunulan IPS Empress sistemi, ısı ile presleme tekniği ile diş hekimlerinin estetik taleplerini karşılayabilecek, biyolojik olarak uyumlu, metal altyapısı olmayan inley-onley ve kron restorasyonlarının yapımına olanak sağlamıştır (Giordano, 1996; IPS Empress System, 2003).
Sistemde kullanılan lösit esaslı cam seramik materyal temel olarak silisyum oksit (SiO2), alüminyum oksit (Al2O3) ve potasyum oksitten (K2O) meydana gelmektedir (Özgüneş, 2008). Silikat cam matris hacminin %30–40 kadarını, 1–5 μm büyüklüğündeki lösit kristal fazı oluşturmaktadır. (Kelly ve ark., 1996). Materyalin yarı geçirgenlik özelliği ve aşındırma etkisi doğal dişe benzerken, bükülmeye karşı direnci ise 160 MPa‟dır (Giordano, 1996).
11
Lösit kristalleri ile güçlendirilmiş seramiklerin bükülmeye karşı direncinin, sistemin sadece ön bölge kron restorasyonlarında kullanılmasına olanak sağlamasının ardından; 1998 yılında ön ve arka bölge kron protezi ve 3 üyeli köprü protezi yapımında da kullanılabilecek lityum disilikat kristalleri ile güçlendirilmiş IPS Empress II tam seramik sistemi geliştirilmiştir (IPS Empress System, 2003).
Bu teknikle hazırlanan restorasyonlar ön grup dişlerin restorasyonunda ve gülme hattı geniş olan hastalarda birinci premolar dişin restorasyonunda uygulanabilmektedir.
Restorasyonun ağız içindeki kuvvetler karşısında devamlılığını sağlayabilmesi için gövde ile destek dişin kronu arasındaki bağlantı bölgeleri okluzogingival olarak en az 4-5 mm, bukkolingual olarak en az 3-4 mm kalınlıkta hazırlanmalıdır (Sorensen 1999). Bu sistemde de ısı ve basınçla şekillendirme veya CAD/CAM tekniğinde kullanılmak üzere hazırlanmış farklı lityum disilikat ingotlar mevcuttur (Usanmaz, 2005).
IPS e-max press, 2005 yılında lityum disilikat cam seramik bloklar halinde basınçlı döküm tekniği için üretilmiştir ve genellikle altyapı seramiği olarak kullanılmaktadır.
Fabrikasyonu, bilinen Empress tekniğiyle aynı olduğu için teknisyene kolaylık sağlamaktadır.
400 MPa‟a yakın bükülme dayanıklılığı dolayısıyla ön bölgede tek kronlar, 3 üyeli ön bölge köprü restorasyonları ve teleskop kron uygulamaları için endikedir (Yılmaz, 2007).
IPS e-max press, esas kristal faz olarak, 0,5–4 μm büyüklüğünde lityum disilikat (Li2O2SiO2 ), ikinci faz olarak ise 0,1–0,3 μm büyüklüğünde lityum ortofosfat (Li3PO4) kristalleri içermektedir (IPS Empress System, 2003). Seramik yapının, hacminin en az % 60‟ı kadarını oluşturan lityum disilikat sayesinde, bükülme kuvvetlerine karşı direnci 350-450 MPa olarak bildirilmiştir (VanNoort 2002; IPS e-max information for the dentist 2007).
Bununla birlikte lityum disilikat kristalinin ışık geçirgenliğinin daha az olması ve yapı içerisindeki oranının fazla olması nedeniyle daha çok altyapı materyali olarak kullanılmaktadır. Ancak tek tabaka halinde boyama tekniği ile de tam seramik restorasyonlar hazırlanabilmektedir. Tabakalama tekniği ile elde edilen restorasyonlarda üst yapı olarak, sistemle birlikte kullanılmak üzere geliştirilmiş feldspatik seramikler kullanılmaktadır (Conrad ve ark 2007).
IPS e-max press, IPS Empress II ile karşılaştırıldığında basınca daha dayanıklıdır ve fiziksel özellikleri geliştirilmiştir (Raptis ve ark., 2006; Stappert ve ark., 2006).
12
1.5. CAD/CAM Tekniği ile Hazırlanan Tam Seramikler (Zirkonyum oksit tam seramikler)
Zirkonyum oksit tam seramikler, diş hekimliğinde kullanılan diğer seramiklere kıyasla daha yüksek mekanik özelliklere sahip olması nedeniyle son yıllarda üzerinde en çok araştırma yapılan restoratif materyaller arasında yer almaktadır. Zirkonyum oksit tam seramiklerin mekanik özelliklerinin yüksek olması, arka grup dişlerin kron ve köprü protezlerinde altyapı olarak kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Ayrıca altyapı kalınlığının daha az olabilmesi nedeniyle estetik ve dayanıklı restorasyonlar yapılabilmesi mümkün olmaktadır (Denry ve Kelly 2007).
Zirkonyum, ismini Arapça altın rengi anlamına gelen “Zargun”dan almıştır. İlk olarak 1789 yılında Alman kimyager Martin Heinrich Klaproth tarafından zirkon taşının ısıtılmasıyla elde edilmiştir. Zirkonyum parlak, gri-beyaz renkte olup periyodik cetvelin 4B grubunda yer alan geçiş elementlerindendir.
Erime derecesi 1800 °C, kaynama derecesi ise 4300 °C‟dir. Zirkonyum ile ilgili ilk biyomedikal çalışma 1969‟da Hemler ve Driskell tarafından yapılmıştır. Zirkonyumun biyomedikal bir malzeme olarak kullanıldığı ilk çalışma ise, Christ ve arkadaşları tarafından yapılan kalça protezleri çalışması olmuştur (Piconi ve Maccauro 1999). Zirkonyum diş hekimliğinde uzun seneler diğer oksitlerle birlikte, seramik renklendirici olarak kullanılmıştır.
Günümüzde düşük ısı iletkenliği, dayanıklılığı ve korozyona karşı oldukça dirençli olması nedeniyle pek çok alanda kullanılmaktadır. Bu alanlar; biyomedikal sektör, çelik elde edilmesi, flaş ampulleri, patlayıcılar ve yapay ipeğin elde edilmesi olarak sayılabilir.
Radyasyona karşı çok dirençli olduğu için nükleer reaktör yakıtlarının yalıtımında kullanılır.
Niyobyumla (Nb) birleştiğinde, düşük sıcaklıklarda süper iletken özellik gösterir. Zirkonyum oksit, ısı şokuna dayanıklı laboratuar malzemeleri üretiminde, metalürjik fırınların kaplanmasında ve ısıya dayanıklı madde olarak cam-seramik endüstrisinde kullanılır. Ayrıca, vurmalı çalgıların ve fırın tuğlalarının yapımında da zirkonyumdan faydalanılır. Ustalıkla kesildiği takdirde fazlasıyla ışıltı vermesi nedeniyle aynı zamanda elmasa en yakın taştır ve kuyumculukta taklit elmas yapımında kullanılmaktadır (Piconi ve Maccauro 1999).
13
Zirkonyumun mikro yapısını, stabil olmayan saf zirkonyum, kısmi stabilize edilmiş zirkonyum ve tam stabilize zirkonyum olmak üzere üç form oluşturur. Stabil olmayan saf zirkonyum, kübik faz, tetragonal faz ve monoklinik fazda bulunabilen polimorf bir yapıya sahiptir. Saf zirkonyum oda ısısında monoklinik fazdadır ve 1170 °C‟a kadar stabildir. Bu derecenin üstüne çıkıldığında tetragonal forma, 2370 °C‟ın üzerine kadar ısıtıldığında ise kübik forma geçmektedir. Soğuma işlemi sırasında ise, 1070 °C‟da tetragonal monoklinik faz değişimi gerçekleşir. Bu değişim sırasında ise %3-4‟lük hacim büyümesi oluşur. Genleşme ile oluşan stres, saf zirkonyum içinde çatlakların oluşmasına sebep olur, oda sıcaklığına düşürüldüğünde ise yapı parçalara ayrılır (Özgüneş, 2008). Hacimsel genleşmeyi kontrol etmek ve oda sıcaklığında tetragonal fazı stabilize etmek amacıyla saf zirkonyuma yttrium- oksit (Y2O3 %3 mol) eklenir. Kısmen stabilize olmuş zirkonyum, yüksek esneme direncine ve kırılma dayanıklılığına sahiptir. Bu direncin 1000 MPa civarında olduğu bildirilmiştir.
(Conrad ve ark., 2007).
Faz değişimleri, saf zirkonyumun birçok alanda kullanımını imkânsız hale getirmektedir. Saf zirkonyum çoğunlukla aşındırıcı olarak kullanılmaktadır (Özgüneş, 2008).
Zirkonyumun faz değişimi sırasında çatlaklar meydana gelmektedir (Kosmac ve ark., 1999). Hacim artışı, oluşan bu çatlak hattında eksternal gerilim streslerine karşı koyan sıkıştırıcı baskılar yaratmaktadır. Bu olgu “transformasyon dayanıklılığı” olarak adlandırılmakta ve çatlak yayılımını azaltmaktadır. Yüksek baskılarda, bu çatlak yayılımı devam eder. Bu dayanıklılık mekanizması çatlak yayılımına izin vermez, sadece çatlağın çoğalmasına karşı onu daha güçlü kılar (Raigrodski, 2004(b); Luthardt ve ark., 1999; Kohal ve Klaus, 2004).
Zirkonyum oksiti kısmen stabilize eden yttrim oksit (Y-TZP), restoratif diş hekimliği için ilgi çekici bazı mekanik özelliklere sahiptir. Kimyasal ve boyutsal stabilitesi, yüksek mekanik gücü ve kırılmaya karşı gösterdiği direnç bu özelliklerdendir (Aboushelib ve ark., 2005). Zirkonyum oksit altyapı, metal altyapı ile karşılaştırıldığında marjinal bütünlüğün radyografik olarak izlenebilmesi, artık simanın değerlendirilmesi ve tekrarlayan çürüklerin teşhisi açısından daha iyi bir radyopasiteye sahiptir (Raigrodski, 2004(b)). Y-TZP‟nin elde edilmesinde bilgisayar destekli tasarım ve bilgisayar destekli üretim teknolojileri (CAD/CAM) kullanılmaktadır. Bu yöntemde genişletilmiş bir altyapı tasarlanır ve zirkonyum oksit esaslı homojen seramik soft bloğundan kazıma yöntemiyle elde edilir (Sundh ve ark.,
14
2005). Altyapı tasarlanan son boyutlarına ulaşıncaya kadar, sinterleme işlemi sırasında %20- 25 oranında büzülme eğilimine sahiptir. Daha yumuşak, sinterlenmemiş bir materyal ile sadece kazıma işlemi süresi kısalmaz, aynı zamanda kazıma aletlerindeki tahribat da azalır (Piwowarczyk ve ark., 2005; Devigus ve lombardi, 2004). Zirkonyum oksit tam seramik altyapılar, tamamen sinterlenmiş prefabrike bloklardan direkt olarak final boyutlarında freze edilebilir ve boyama tekniği ile restorasyona son şekli kazandırılabilir. Ancak tamamen sinterlenmiş zirkonyum oksit tam seramiklerin kazıma işlemine tabi tutulması mikro yapıyı ve materyalin direncini olumsuz olarak etkilemektedir (Luthardt ve ark., 2004; conrad ve ark., 2007).
1.6. Dental Porselenlerin Yapım Teknikleri ve Fırınlama ĠĢlemleri
Dental tam seramik restorasyonlar için farklı malzemeler ve üretim sistemleri kullanılmaktadır. Protetik amaçlı dental tam seramik restorasyonların elde edilmesinde iki ana seçenek vardır. Bunlar;
1- Tek bir tabaka halinde elde edilmiş ve boyama tekniği ile yapılan tam seramik restorasyonlar,
2- Yüksek dirençli altyapı üzerinde, daha kırılgan olan dental seramiğin tabakalama yöntemi kullanılarak elde edildiği tam seramik restorasyonlardır.
Tam seramik sistemlerde restorasyonlar elde edilirken fırınlama prosedürü restorasyonun yapım şekline göre değişir. Boyama tekniği ile tek tabaka olarak elde edilen tam seramik restorasyonlara en az 1 kez glaze fırınlaması uygulanır. Dirençli altyapı üzerine tabakalama tekniği ile hazırlanan tam seramik restorasyonlara ise genellikle 2 ya da 5 kez fırınlama işlemleri uygulanır. İki kez fırınlama işleminde birinci fırınlama feldspatik tabakalama porseleni için yapılırken, ikinci fırınlama işlemi glaze fırınlaması için yapılır. Beş kez fırınlama ise tabakalama tekniği ile her feldspatik porselen tabakası için yapılır. Beşinci fırınlama glaze fırınlamasıdır.
Tam seramik sistemlerde fırınlama işlemleri yüksek sıcaklıklarda (750–900 °C) ısıtmayı ve soğutmayı içeren bir fırınlama prosedürüne sahiptir. Fırınlama işlemleri ve uygulanan ısıl prosedürün tam seramik altyapı özellikleri üzerinde nasıl bir etki gösterdiği tam olarak bilinmemektedir. Daha önceki çalışmalar; fırınlama prosedürü sırasındaki ısıl işlemin, dental
15
seramik altyapının sinterleme sıcaklığından daha düşük olmasına rağmen, seramik altyapıyı çeşitli şekillerde etkilediğini göstermiştir (Balkaya ve ark., 2005; Sundhve ark., 2005; Marit ve ark., 2008).
Yaklaşık olarak 800 °C‟de yapılan tekrarlanan fırınlamaların etkisi, klinik olarak feldspatik porselenle kaplanmış dental seramik restorasyonlar için henüz tam olarak aydınlatılamamıştır (Chevalier, 2006; Marit ve ark., 2008).
Dental porselen yapım tekniklerinden, tek tabaka halinde boyama tekniği ile elde edilen tam seramik rastorasyonlarda klinik kontrollerden sonra bir kere glaze fırınlaması uygulanır (Marit ve ark., 2008). Geleneksel metal destekli porselenler ve tam seramik altyapı üzerine tabakalama tekniği ile hazırlanan restorasyonların fırınlama işlemleri üretici firmanın tavsiyeleri doğrultusunda olmalıdır. Genel olarak metal destekli seramiklerin fırınlama işlemleri aşağıdaki gibi yapılmaktadır (Yılmaz ve ark., 2009);
1- Birinci opak fırınlaması
2- Düzeltici (ikinci) opak fırınlaması 3- Birinci dentin fırınlaması
4- Düzeltici (ikinci) dentin fırınlaması
5- Mine porseleni fırınlaması (üçüncü dentin) fırınlaması 6- Glaze fırınlaması
Tam seramik restorasyonlarda ise metal kullanılmadığı için opak fırınlamalar elimine edilmiştir ve diğer fırınlama basamakları aynen geçerlidir. Düşük ısı porselenleri kullanıldığında altyapı üzerine liner uygulanarak bir kez daha fırınlanır. Liner, tabakalanan feldspatik porselenin altyapıya daha iyi bağlanmasını sağlayan ve gerektiğinde renk üzerinde değişiklik amaçlı uygulanan krem kıvamındaki porselendir. Aşağıda tam seramiklerin fırınlama sıraları verilmiştir (Marit ve ark., 2008).
1. Liner fırınlaması
2. Birinci dentin fırınlaması 3. İkinci dentin fırınlaması
4. Mine porseleni fırınlaması (üçüncü dentin fırınlaması) 5. Glaze fırınlaması
16
Yukarıda yazılan hem metal destekli porselen restorasyonlar için hem de dental tam seramik restorasyonlar için fırınlama sayıları, fırınlama süreleri ve sıcaklık dereceleri üretici firmanın önerilerine göre yapılmaktadır. Üretici firmalar arasında uygulama farklılıkları olabilmektedir. Yukarıdaki bilgiler genel bilgilerdir.
Anlattığımız fırınlama sayıları normal olarak kabul edilmektedir. Bu sayıya ilave yapılan her fırınlama işlemi tekrarlanan fırınlamalar olarak kabul edilmektedir.
Tez çalışmamızın konusunu tam seramik sistemlerde tekrarlanan fırınlama işlemlerinin etkisinin densitometrik analizi ve x-ray floresans ile değerlendirilmesi oluşturmaktadır. Her iki yöntemde de x-ışınları, analizler ve incelemeler üzerinde doğrudan etkilidir. Bu nedenle dental radyoloji ve x-ışınlarını incelemek bu anlamda faydalı olacaktır.
1.7. Dental Radyoloji
Radyoloji veya radyodiagnostik, hastalıkların teşhisi için uzun yıllardır hizmet eden bir tıp ve diş hekimliği bilim dalıdır. 1980‟li yıllar ve öncesinde sadece konvansiyonel röntgen cihazlarıyla sağlanan bu hizmet, 2000‟li yıllardan sonra bilgisayar teknolojisindeki gelişmelerin de giderek artmasıyla çok çeşitli ve gelişmiş cihazlar kullanılarak gerçekleştirilmektedir.
Modern radyoloji teknikleri sayesinde diş hekimliği uygulama alanında pek çok avantaj elde edilmiştir. Günümüzde geliştirilmiş bu teknikler sayesinde artık üç boyutlu analizler yapılabilmektedir. Bunun yanı sıra maruz kalınan x-ışını miktarı ve harcanan süre kısalmakta, daha etkin tanı ve tedaviler yapabilabilmektedir. Ancak modern görüntüleme tekniklerinin bu kadar gelişmesine rağmen, hala pek çok durumda konvansiyonel radyografiler ilk başvurduğumuz standart teknikler olarak geçerliliğini korumaktadır (Dentcare, 2010).
Hem modern hem de konvansiyonel cihazlar x-ışını kullanarak görüntü oluştururlar. X- ışınları ve onların insan dokularına penetre olma özelliği Roentgen tarafından 1985 yılında bulunmuştur. O zamanlar özelliği bilinmediği için de bilinmeyen ışın anlamında “x-ışını”
17
olarak adlandırılmıştır. Aslında x-ışını yüksek enerji elektromanyetik formudur ve elektromanyetik spektrumun bir parçasıdır (Whaites, 2002).
1.7.1. X-IĢınlarının Tanımı ve Özellikleri
X-ışını; elektrik yükü taşımayan, belirli bir frekansta dalgalar halinde ışık hızıyla hareket eden enerji (foton) paketi olarak tanımlanabilir. X-ışını fotonları penetre olduğu materyallerle etkileşerek materyalde iyonizasyona neden olur (Haring ve Jansen, 2000).
X-ışınlarının özellikleri;
1- X-ışınları elektromanyetik titreşimler olup, hızları boşlukta 300.000 km/sn‟dir.
2- X-ışınları dalgalar halinde yayılır.
3- X-ışınları foton adı verilen enerji paketleri şeklindedirler.
4- X-ışınlarının şiddeti, ışın kaynağından uzaklaştıkça azalır.
5- X-ışınları içerisinden geçtikleri cisimlerde o cisimlerin yoğunlukları, hacimleri, cisimleri meydana getiren elemanların atom numaraları ve ışınların dalga boyları ile orantılı olarak absorbsiyona uğrarlar.
6- X-ışınları gözle görülmezler. Ancak bazı element ve bileşiklerle etkileştiklerinde, bu maddenin ışık yaymasına neden olurlar. Buna “luminisens” denir.
7- X-ışınları çarptıkları cisimlerde sekonder ışınların meydana gelmesine neden olurlar.
8- X-ışınları fotoğraf plaklarını ve röntgen filmlerini etkilerler.
9- X-ışınlarının iyonizasyon yapma özelikleri vardır.
10- X-ışınlarının biyolojik etkileri vardır.
11- X-ışınlarının elektrik yükleri olmadığı için elektromanyetik alanda yön değiştirmezler (Harring ve Jansen,200; Brocklebank, 2001).
X-ışınları gözle görülmeyen enerji dalgaları veya demetleridir. Sahip oldukları özellikleri nedeniyle uygulandıkları objelerin densiteleri arasındaki farklılıkları görmemize olanak sağlarlar. Bu sayede x-ışınlarının kullanımı dental diagnozun önemli bir kısmını oluşturmaktadır. X-ışınları diş hekimliği ve tıpta pek çok diagnostik görüntüleme sisteminde kullanılmaktadır (Frommer ve ark., 2005).
18 1.7.2. Radyografik Görüntü
Radyografik görüntü, bir objeden geçen ve filmdeki fotografik emülsiyonla etkileşen x- ışınları ile oluşur. Bu etkileşim, filmde koyu alanların oluşmasına neden olur. Bu koyu alanların miktarı, filme ulaşan x-ışınlarına ve dolayısıyla objenin yoğunluğuna bağlıdır.
Sonuçta oluşan görüntü; birçok siyah, beyaz ve gri alanlardan oluşan iki boyutlu bir resim olarak tanımlanır (Whaites, 2002).
Radyograflar x-ışınları ile dokuların etkileşimi sonucunda ortaya çıkan iki boyutlu görüntülerdir. Bunlar maddenin atom numarasına, yoğunluğuna ve kalınlığına bağlıdır.
Bir radyografın oluşabilmesi için aşağıdaki unsurlara ihtiyaç vardır.
1- X-ıĢını kaynağı: X-ışınları, belirli materyallerin hızla hareket eden atomlarının bu materyalle çarpışması sonucu hızlarını kaybetmeleriyle oluşur.
2- X-ıĢını ve obje arasındaki etkileĢim: X-ışını fotonunun materyalden geçişi sırasında dört farklı olasılık söz konusudur.
a) X-ışınları hiçbir değişikliğe uğramadan materyalden direkt geçebilirler.
b) X-ışınları tümüyle materyal tarafından tutulabilirler.
c) X-ışınlarının enerjileri azalarak ve yönleri değişerek saçılabilirler.
d) X-ışınlarının enerjilerinde bir değişiklik olmadan yönlerini değiştirebilirler.
3- Ġncelenecek bir obje: Dental radyolojide incelenecek temel objeler; dişler, çeneler ve çevre yumuşak dokulardır.
4- Uygun bir görüntü reseptörü: Dental radyografide en çok kullanılan görüntü reseptörleri, intraoral filmlerle ekstraoral kasetlerdeki screen filmlerdir.
5- Görüntünün oluĢturulduğu sistem: Kimyasal işlemlerle görüntünün oluşturulması ve sabitlenmesini içerir. Bu işlem manuel olarak yapılabildiği gibi otomatik banyo cihazlarıyla da yapılabilir.
6- Gözleme sistemi: Radyografik görüntüler radyografın içinden geçen ışıkta incelenmelidir. Bu durum, farklı seviyelerdeki griliklerin ayırt edilmesini mümkün kılar (Brocklebank, 2001; Türk, 2007).
X-ışını madde ile etkileşiminde, enerjisinin tümünü veya bir kısmını kaybeder ve daha düşük enerji seviyesinde bu radyasyon etkilenen maddeden yansır. X-ışını demetinin tümünün veya bir kısmının, geçtiği madde tarafından absorbsiyonu zayıflama olarak adlandırılır ve
19
objenin atom numarası, yoğunluğu, kalınlığı ve de x-ışın demetinin enerjisinden etkilenir. Diş ve kemik gibi yüksek atom numaralı veya yoğun yapılar, kas veya cilt gibi düşük atom numaralı ve daha az yoğun yapılara oranla daha fazla x-ışını tutar.
Yansıyan ışınların oluşumu şöyle olmaktadır: Başlangıçtaki x-ışın demetinden dokulara gelen ışınların bir kısmı dokular tarafından tutulur. X-ışınlarının geriye kalan kısmı dokulardan geçer ve yansıyan ışınlar oluşur. Bu ışınlar “remnant demeti” vaya “remnant radyasyon” olarak adlandırılır. Remnant demetindeki değişen enerji yoğunlukları görüntü reseptörleriyle etkileşerek bir görüntü oluşur. Görüntü, radyolusent olarak adlandırılan koyu alanlar ile radyoopak olarak adlandırılan daha açık alanlardan oluşur. Işını tutarak zayıflatan dokular açık veya radyoopak görüntü oluştururlar, çünkü görüntü reseptörü ile kalan az sayıdaki ışının etkileşimi söz konusudur. Yoğunluğu az olan dokular ise daha fazla ışının görüntü reseptörü ile etkileşimine olanak sağlayarak, daha koyu veya radyolusent alanların ortaya çıkmasına neden olacaktır (Razmus ve Williamson, 1996; Türk, 2007).
1.7.3. Radyografik Görüntü ile Ġlgili Kavramlar
Radyoopak Görüntü: Işığı daha güçlü emen yoğun (dens) cisimler radyografik görüntünün daha açık olmasına neden olur ve bu görüntüler film üzerinde beyaz renkte izlenir. Bu tür görüntüler radyoopak olarak tanımlanır.
Radyolusent Görüntü: Düşük densitedeki cisimler zayıf emicilerdir. Bu cisimler fotonların büyük bir çoğunluğunun cisimden geçmesine neden olur ve az yoğunluktaki cisimlere karşılık gelen yerde film üzerinde koyu bir alan meydana gelir. Bu tür görüntüler radyolüsent görüntü olarak tanımlanır.
Radyografik Densite: Işınlanmış bir filmde radyografın göstermiş olduğu koyuluk derecesi radyografik densite olarak tanımlanır. Bir filmin densitesi, x-ışınlarının ilgili nesnenin farklı bölgelerinden relatif geçişi sonucu, emülsiyondaki Ag bromid kristallerine değişik etkileri yoluyla belirlenir. Bu densite, x-ray filminin bir alanının optik densitesi olarak ölçülebilir.
20
Densite, bir objeye gelen ışık ünitesinin, filmden geçen ışık ünitesine oranının 10 (on) tabanına göre logaritmik ifadesidir.
Optik densite = log10 lo/lt
lo: filme gelen ışının yoğunluğu (negatoskoptan) lt: filmden geçen ışının yoğunluğu
Bu nedenle film densitesinin ölçülmesi aynı zamanda filmin opasitesinin de ölçümüdür.
Optik densite „0‟ olduğunda ışının %100‟ü emilmiştir.
Optik densite „1‟ olduğunda ışının %10‟u emilmiştir.
Densite büyüdükçe koyuluk artar. Diş hekimliğinde 0,5-2 arasında densiteye sahip radyograflar okunur. Bu sınıra diagnostik açıdan “yararlı densite aralığı” denir. Bu sınırın 0,7- 1,25 aralığı daha efektiftir. 0,5-2 sınırlarının dışında kalan kısımlar diagnostik olarak ya çok siyah ya da çok beyaz olduğu için değerlendirilemez. Filmin densitesi, filmin hızı, filmin kontrastı ve ekspozur genişliği arasındaki ilişki, filmin karakteristik veya sensitometrik eğrisi ile gösterilir (Harorlı ve ark, 2006).
Densite aşağıdaki faktörlere bağlıdır:
1. Cihazın kilovoltajı: Diğer faktörler sabit tutulup, kVp artırılırsa densite artar. Kilovoltaj, röntgen ışınlarının penetrasyon gücünü kontrol eder. Kilovoltajdaki artış ile yüksek enerjili x- ışınları oluşur ve filmin densitesi artar.
2. Miliamper-saniye: İmaj densitesi en iyi miliamper-saniye ile kontrol edilir. Filmin densitesi, film emülsiyonu tarafından absorbe edilen fotonların sayısına bağlıdır. Miliamper ve ekspozur zamanındaki artış, filme ulaşan fotonların sayısını artırır ve bunun sonucunda radyografın densitesi artar.
3. Film hızı: Film hızı, standart densiteye sahip bir görüntü sağlamak için gerekli olan radyasyon miktarını gösterir. Diğer faktörler sabit tutulup, filmin hızı artırılırsa densite artar.
21
4. Banyo faktörleri: Diğer faktörler sabit tutulup, birinci banyoda bekleme zamanı arttırılırsa densite artar. Banyo ısısı arttırılırsa densite artar. Diğer faktörler sabit tutulup, ikinci banyoda bekleme süresi çok fazla arttırılırsa, densite azalır.
5. Cismin kalınlığı: Diğer faktörler sabit tutulup, cismin kalınlığı arttırılırsa densite azalır.
Cismin kalınlığı ne kadar fazla olursa, cisim o kadar fazla x-ışını fotonunu absorbe eder ve oluşan radyografik görüntü o kadar açık olur. Erişkinler için planlanan ekspozur faktörleri, çocuklar, yaşlılar veya dişsiz hastalarda kullanılırsa, radyograf koyu çıkar. Diş hekimi, ideal densiteye sahip radyografları elde etmek için hastanın vücut yapısına göre ekspozur faktörlerini değiştirmelidir.
6. Fokal spot-film mesafesi: Diğer faktörler sabit tutulup, tüp-film mesafesi artırılırsa densite azalır.
7. Cismin yoğunluğu: Maddenin yoğunluğu densiteyi etkiler. Oral kavitedeki yapıların densiteleri farklıdır. Densite açıktan koyuya doğru sırayla; mine, dentin, sement, kemik, yumuşak doku, yağ ve hava şeklindedir. Restoratif metal objeler mineden daha beyaz görüntü verirler. Radyografta beyaz görüntü veren kısımlar “radyoopak”, siyah görüntü veren kısımlar ise “radyolusent” olarak adlandırılır (Harorlı ve ark, 2006).
Kontrast: Bir radyograftaki görüntünün değişik bölgeleri arasındaki densite farkıdır.
Kontrast, radyograf üzerinde incelenen yapının densitesi ile çevresindeki yapının densitesi arasındaki farktır.
Eğer siyah ve beyaz kısımlar arasında ara geçiş tonları yoksa, radyografta sadece çok açık ve çok koyu kısımlar varsa buna “kısa skala, yüksek kontrast” adı verilir. Çünkü burda ara geçiş tonları olmadığından birkaç basamaklı görülür. Eğer siyah ve beyaz kısımlar arasında ara tonlar varsa buna “uzun skala, düşük kontrast” denir. Kontrast ne kadar yüksek olursa, kenar keskinliği o kadar fazla olur. Düşük kontrast netliği olumsuz etkiler. Kontrastı göstermek için step-wedge kullanılır (Harorlı ve ark, 2001).
22 Kontrasta etki eden faktörler şunlardır:
Film kontrastı: Film kontrastı, radyografik kontrastı etkileyen film özelliklerini ifade eder. Kontrastı etkileyen film özellikleri, filmin yapısal özellikleri ve film banyosunu içerir.
Filmin yapısal özellikleri, film imalatçısının kontrolü altında olup, hekimlerin buna müdahalesi söz konusu değildir.
Film kontrastı genellikle, karakteristik eğrinin diagnostik olarak faydalı kısmının ortalama eğimi olarak hesaplanır. Bu bölgelerdeki eğrinin ortalama eğimi ne kadar artarsa, film kontrastı da o kadar artar.
Film banyosu: Filmin kontrastını etkileyen diğer bir faktör film banyosudur. Film banyosu hekimin kontrolü altındadır. Banyo süresi ve banyo solüsyonunun sıcaklığı dental radyografın kontrastını etkiler. Banyo süresi ve banyo sıcaklığındaki artış, radyografın kontrastını artırır.
Filmi yüksek sıcaklıkta depolama, parlak güvenlik ışığına maruz bırakma, karanlık odaya ışık sızması, son kullanma tarihi geçmiş ya da hatalı hazırlanmış kimyasallar da kontrasta etki eder.
Cismin kontrastı: Cismin bazı özellikleri radyografik kontrasta etki eder. Cisim kontrastı, cismin kalınlığı, densitesi ve bileşimi (atom numarası) ile belirlenir. Cisim kontrastı kVp‟ nin azalması veya artırılması ile değiştirilebilir.
Kilovoltaj: Düşük kilovoltaj kullanıldığında (50 kVp) x-ışını demetinin etkili enerjisi azalır ve radyografik görüntünün kontrastı artar. Yüksek kontrastlı imaj, çürük veya yumuşak doku kalsifikasyonlarını incelemek için kullanılır. Kilovoltaj artarsa (70 kVp), x-ışını demetinin etkili enerjisi de artar. Radyografik görüntünün kontrastı azalır. Düşük kontrastlı radyograf, bir cismin densitesindeki daha küçük farklılıkları görme imkanı tanır.
Cihazın mA‟da yapılan değişiklikleri radyografik densite üzerinde etkilidir. Ancak kontrast üzerinde fazla etkili değildir (Harorlı ve ark, 2001).
23
1.7.4. Restorasyonların Radyografik Açıdan Değerlendirilmesi
Restorasyonların radyografik olarak değerlendirilmesinde aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir:
Restoratif materyalin tipi ve radyodensitesi (amalgam, döküm metal, kompozit veya cam iyonomer gibi diş rengindeki materyaller)
Aşırı konturlu (overkontur) restorasyonlar
Yetersiz konturlu (underkontur) restorasyonlar
Kontakt noktarı
Restoratif materyalin kaviteye adaptasyonu
Protetik restorasyonların marjinal uyumu
Aşırı uzun kenarlı restorasyonlar
Yapıştırma simanlarının restorasyonların marjinal bölgedeki taşkınlığı veya eksikliği
Lining (astarlama) materyalinin radyodensitesi
Restorasyonların altında kalan dokuların değerlendirilmesinde ise şu hususlara dikkat edilmelidir:
Tekrarlayan çürükler
Rezidüel çürükler
Pulpa odasının boyutu
İnternal rezorpsiyon
Pulpa odasında kalan dolgu materyalinin varlığı
Pin veya postların varlığı ve pozisyonları
Yapıştırma simanlarının kalınlığı (Whaites, 2002; Türk, 2007).
Radyoopasite protez kaide materyalleri, protez linerleri (astar ve cila), elastomerik ölçü maddeleri, endodontik sealerler (kapatıcı), post materyalleri, direkt dolgu restoratif materyalleri ve rezin siman yapıştırma ajanları gibi tüm intraoral materyaller için istenen bir özellik olarak kabul edilmektedir (Watts ve McCabe, 1999; Türk, 2007).
