Pourquoi les terres rares peuvent-elles être utilisées pour la coloration dentaire ?

Lazircone stabilisée à l'yttrium est l'un des matériaux céramiques les plus courants dans notre vie quotidienne. Elle possède d'excellentes propriétés mécaniques à température ambiante, une grande biosécurité et une faible conductivité thermique, ce qui en fait un matériau céramique idéal pour les restaurations dentaires. Cependant, s'il n'est pas traité avec un colorant, il présentera une couleur crayeuse, qui ne peut pas répondre aux exigences cliniques de la correspondance des couleurs dentaires.

Afin d'obtenir l'effet de couleur des dents naturelles, le matériau sera coloré lorsqu'il sera utilisé en clinique. Les éléments des terres rares ont des propriétés optiques uniques, une bonne coloration des cheveux et une couleur stable, et ont été largement utilisés dans les céramiques. Toutefois, lorsqu'ils sont appliqués à la coloration des matériaux dentaires, il convient de tenir compte de la gamme de chromaticité conforme aux dents naturelles et de la limitation des propriétés de certains éléments. Actuellement, il n'y a pas beaucoup d'éléments de terres rares appliqués à la coloration des matériaux dentaires, principalement Ce, Pr, Er, Nd, etc.

Méthode de coloration des colorants à base de terres rares

Coloration par immersion

Afin d'obtenir l'effet de rendu des couleurs des dents naturelles, la méthode d'immersion du corps pré-cuit est souvent utilisée dans la pratique clinique pour colorer la prothèse, c'est-à-dire pour colorer les ébauches en zircone après le pré-frittage. La méthode de coloration est simple à mettre en œuvre, mais elle est facilement irrégulière, ce qui affecte grandement l'opération. À l'heure actuelle, de nombreuses solutions de teinture sur le marché sont principalement composées d'éléments des terres rares.

Mélange de poudres

La méthode de mélange des poudres consiste à mélanger l'agent colorant à la poudre initiale avant le frittage à haute température de la zircone. À haute température, les ions colorants pénètrent dans le réseau ZrO2 sous la forme d'une solution solide et se colorent. Cette méthode évite la coloration inégale causée par différents facteurs, tels que l'épaisseur du corps préchauffé, la microstructure et le processus de coloration clinique, et a peu d'effet sur la luminosité du matériau. Cependant, les propriétés des matériaux frittés sont affectées par la modification de la poudre de zircone lorsque l'agent colorant est dopé.

Effets de la coloration par les terres rares sur les propriétés des matériaux

En clinique, les céramiques dentaires doivent répondre à deux exigences importantes : d'une part, les propriétés mécaniques et, d'autre part, la sécurité biologique. Les céramiques de zircone ont d'excellentes performances dans ces deux domaines, mais les propriétés de la phase cristalline et la densité des matériaux sont affectées par le dopage du colorant. Il est donc nécessaire de minimiser l'impact sur les propriétés des matériaux tout en les embellissant avec un colorant à base de terres rares.

Modifications des propriétés mécaniques

Des études ont montré que la force de morsure maximale des dents postérieures humaines peut atteindre 700 N ou plus, de sorte que la résistance à la flexion des matériaux céramiques utilisés dans les prothèses cliniques doit être supérieure à 800 MPa. Selon les résultats de la présente étude, l'ajout d'oligo-éléments peut avoir un certain impact sur les propriétés mécaniques de la zircone. Cependant, tant que la teneur en oxyde coloré est contrôlée correctement, son effet clinique ne sera pas affecté, et parfois certaines taches augmenteront ses propriétés mécaniques.

Étude sur la cytotoxicité des matériaux colorés

Avant toute application clinique, les biomatériaux médicaux doivent être soumis à des tests scientifiques de biosécurité, et la cytotoxicité est l'un des indices importants de la biosécurité. Les terres rares utilisées pour la coloration des matériaux dentaires tout-céramique appartiennent principalement au groupe des terres rares légères. Bien que les terres rares légères puissent présenter une certaine toxicité, leur faible concentration a des effets anticancéreux et antimutagènes significatifs, et leur ajout en tant que colorant est extrêmement mineur.