Zirkonyum

1- Zirkonyumun yapısal özellikleri

Zirkon mücevher sanayinde kullanılan bir taştır. Kahverengi ve yeşil renkte bulunabilir. Isıtılarak renksiz, mavi ve altın şansı renklerde de elde edilebilir. Zirkonlar basit ve kompleks kristal yapılar arasında yer alabilir.

Son 40 yıldır metal destekli porselen restorasyonlar sabit protetik köprü restorasyonlarında kullanılmaktadır. Alerjik reaksiyonların artması araştırmacıları farklı dental seramik arayışına itmiştir.

Tam seramik restorasyonlar alternatif olarak araştırılmaya başlanmıştır. Tam seramiklerin translusensligi sayesinde doğal diş görüntüsü yakalanabilmektedir. Tam seramik kuron restorasyonlar hem ön bölge hem de arka bölgelerde kullanılmaktadır. Uzun dönem takiplerde bu restorasyonlar çok iyi sonuç verdiği bildirilmiştir. Son dönemlerde tam seramik restorasyonlar köprü restorasyonu olarak kullanılmaya başlanmış. bununla ilgili olarak da hem in vit-ro hem de in vivo çalışmalar yapılmıştır. Tam seramik restorasyonların kırılgan olmaları onların köprü restorasyonu olarak kullanılmalarına engel olmuştur. Bu yüzden alternatif olarak CAD/CAM sistemiyle kullanılabilen "yıttrium oa-de partially-stabilized zirconia" (Y-TZP) kullanılmaya başlanmıştır. Y TZP ortopedide eklem protezi olarak kullanılmaktadır ve diğer seramiklere göre çok daha uyumlu, kırılmaya karşı dirençli olduğu belirtilmiştir. Bu özellikleri premolar ve molar bölgesinde daha rahat kullanılmasını sağlamıştır. Y-TZP seramikleri iki farklı yöntemle elde edilmektedir. Bunlardan biri, yeşil seramiklerden olan homojen zir-konia blokları sintirlendikten ve büzüldükten sonra son boyutları elde edilir. Diğer yöntem ise yoğun sintirlenmiş zirconia bloklar restorasyonların son halinde millenerek elde edilmiştir. Estetik sonuç açısından her iki yöntemde uygun sonuç vermektedir.
Zirkonyum (Zr) kimyasal bir elementtir. Atom numarası 40, atomik ağırlığı 91,22'dir. Heksago-nal kristal formunda bir yapı gösterir. Sıcaklığa ve korozyona karşı çok dirençlidir. Bir çok farklı bileşik halinde bulunabilir. Bunların en önemlisi zirkonyum oksit (ZrCfc) bileşiğidir. Zirkonyum sıcaklığa ve korozyona karşı çok dirençlidir. Bir çok farklı bileşik oluşturabilir. Bunlar zirkonat (ZrOs), zirkonu tuzu (ZrO"!) ve en önemli bileşiği ise zirkonyum oksittir (ZrCh)3.

Zirkonyum metalinin ilk defa 1789 yılında Sri Lanka'da bulunduğu, 1824'teBerzelius tarafından ilk defa potasyumla işlendiği, 1904 yılında bomba yapısı içinde Lely ve Hamburger tarafından kullanıldığı rapor edilmiştir. Fotoflaş tozu, havai fişek veya işaret fişeği ilk kullanım alanlarıdır. 1949 yılında da termal reaktörlerde ısı koru olarak kullanılmıştır. Nükleer sanayide kullanım alanı vardır.

Zirkonyum 2. geçiş serisinin elementlerinden biridir. Elektronu konfigürasyonunda tamamlanmamış iki tane 4d elektronu vardır Zirkonyum, hafniyum ve ütanyum'a benzer özellikler göstermektedir. Hafniyum ve ütanyım gibi zirkonyum elementi de :. ne 3d ve 5d elektronuna sahiptir. Bu üç elementin kimyasal ve fiziksel özellikleri birbirlerine benzer, aralarındaki fark çekirdek yapılarından kaynaklanmaktadır. Zirkonyumun elektronik yapısı normal bir metale uygundur Zirkonyum paslanmaz çelik gibi kuvvetlidir. 200°C'de 8.3X104 MPa olan elastik modülü düşüktür. Zirkonyum metalinin saflığı, mekanik özelliklerini arttırmaktadır. Zirkonyum reaktif bir metal olduğu için, hava veya solüsyon ile temas ettiğinde yüzeyinde hemen oksit tabakası oluşur. Oluşan oksit tabaka zirkonyumun korozyona karşı dirençli olmasını sağlar. Birçok ortamda zirkonyum, titanyum ve paslanmaz çeliğe göre daha dayanıklıdır: 130°C'de, %37 oranındaki hidroklorik asidin korozyon etkisine karşı çok dayanıklıdır, fosforik aside karşı aşınma direnci 65°C'de ve %40 oranına kadar çok iyidir, %0.1'in üzerindeki hidroflo-rik asidin zirkonyuma hızlı yapışma özelliği vardır.

Zirkonyumun elastik modülü düşüktür. Çok reaktif bir madde olup havada ve sıvı içerisinde hemen oksit ile kaplanır ve korozyona dirençli bir hale gelir. Diş hekimliğinde, malzemenin sağlam oluşu ve korozyona olan direncinden dolayı kullanımı gündeme gelmiştir. Implant parçalan, post malzemesi olarak, ortodontik braketlerde, kompozit malzemesi olarak, kuron ve köprü materyali olarak kullanılmaktadır.

Seramik implant çevresinde de canlı destek alveol kemiği ile arada başka hiçbir doku bulunmaksızın, yapısal ve fonksiyonel bağlantı ve bütünleşme sonucu oluşan osse-ointegrasyon görünmektedir. Oluşan bu bağlantının, oluşması farklı, seramik malzemelerinin implant materyali olarak kullanılmasını gündeme getirmiştir. Zirkonyum oksitle kaplanmış implantlarla ilgili in vitro ve hayvan deneyleri yapılmıştır. Grosser-Schreiber ve ark. ZrN ve TiN kaplanmış disklerde plak birikimini karşılaştırmış ve Zr N kaplanmış disklerde plak birikiminin az olduğu belirtilmişlerdir. Bunun da dişeti iltihabına karşı avantaj olacağını rapor etmişlerdir.

2- Seramik "Abutmenf'larda Zirkonyum

Anterior bölgedeki dişsiz boşluklara uygulanacak implantlarda daha iyi estetik sonuçlar elde edebilmek için seramik "abutmenf'lar kullanılmaktadır. Alüminyum oksit ve "yttrium-stajbiüzed" zirkonyum oksitler ile doğal dişlerin renk uyumunu ve implant ile tam marjinal adaptasyonunun sağlandığım, zirkonyum oksidin alüminyum okside göre üç kat daha fazla esnek, iki kat daha dayanıklı, elastik modülünün (0.963 X 10-6 kg/cm) iki kat daha az olduğunu bildirmişlerdir. Zirkonyum oksit, alüminyum okside göre daha radyoopaktır. Dolayısı ile alüminyum oksit bazlı seramik "abutmenf'lar daha estetik görüntü vermektedir. Zirkonyum oksit opak özelliği dolayısı ile dişeti altı ve dişeti üstü preparas-yonlarda yansıma yapmaktadır. Dayanıklı malzeme özelliği zirkonyum oksidin işlenmesini zorlaştırmaktadır.


3- Aşırı Madde Kaybı Olan Restorasyonlarda Zirkonyum

Aşırı madde kaybı ve/veya travma sonucu oluşan korona] kısım kayıplarında post restorasyon-lan kullanılmaktadır. Kozmetik ihtiyaçların ön planda olduğu günümüzde, estetik kaliteyi arttırmak amacı ile seramik postlar kullanılmaya başlanmıştır. Zirkonyumun kırılma direncinin (200°C'de 200-250 MPA) metal alaşımlar kadar yüksek olması, post materyali olarak kullanılmaya başlamasına neden olmuştur. Son dönem araştırmalar, zirkonyum postların klinik kullanımına uygun olduğunu ve uzun dönem başarısının incelenmesi gerektiğini belirtmektedir. Cera post (Lemgo, Germany), Cosmo post(Ivoclar, Vivadent) diş renkli seramik post sistemleri olarak kullanılmaktadır. Zirkonyum postların fiberle kuvvetlendirilmiş postlara göre kırılma dirençlerinin daha düşüktür (152). Zirkonyum postlar için en uygun kor materyalinin alüminyum oksit ve "tıibochemical" sılan (TCS) uygulanmasından sonra uygulanan zirkonyum içeren cam seramik olduğunu bildirmişlerdir.

Cam fiber ve zirkonyum postlar arasında dayanıklılıkta bir farklılık olmadığı, zirkonyum postlar, titanyum postlardan daha fazla kırılma direncine sahipken kuartz fiber postların daha az kırılma direncine sahip, olduktan bildirilmiştir. Zirkonyum post ve kompozit kor grubunun, post-seramik grubundan daha az kırılma direncine sahip olduklarını, zirkonyum post ve seramik kuronun daha az dikey tanklara neden olduğunu belirtmişlerdir. O'Keefe ve ark yaptıkları in vitro çalışmada Panavia 21 (Kura-ray J. Morita, Tustin, California) ile zirkonyum postlar arasında en yüksek kimyasal bağlantı elde edildiğini açıklamışlardır. Zirkonyum postlann simantasyonunda, postların yüzeyinin alüminyum oksit ile kumlanmasını takiben Panavia 21 (Kuraray, J. Morita, Tustin, California) rezin siman kullanılmıştır.

4- Sabit Protetik Restorasyon Yapımında Zirkonyum

Yoğun sintirlenmiş biyoma-teryalden biri de "yttria-tetrago-nal" zirkonia polikristaldir (Y-TZP). Bu tip seramikler Zr02 ve Y203 sintirlenmesi ve tetragonal yapının oda sıcaklığında sabit kalmasıyla elde edilir. Y-TZP, tetragonal kristal yapıdan daha monoklinik yapıdan, hacimli yapıya dönüşebilen seramik yapıdır. Bu özelliklende kırılmaya karşı direnç, sağlamlık ve doygunluk özelliği kazandırır. Y-TZP diğer seramiklerle karşılaştırıldığında onlara göre daha dirençli ve doygundur. Y-TZP bu özelliğinden dolayı post, braket olarak kullanıldığı gibi ortopedik implant olarak kullanılmaktadır. Dirençli olması ve yüksek doygunluğa sahip olması Y-TZP'nin inlay, kuron ve köprü restorasyonu olarak kullanımı zorlaştırmıştır. Bu yüzden de farklı CAD/CAM sistemleri geliştirilerek Y-TZP dişle uyumunun klinik olarak uygun üretimi yapılmaya çalışılmaktadır. Zirkonyum restorasyonlarda başarılı olabilmek için destek dişin preparasyonunda dikkat edilmesi gereken biı takım özellikler mevcuttur. Yapılacak restorasyonlarda dişin her yerinde basamak kalınlığı eşit olarak hazırlanmalıdır. Zirkonyum alt yapı için en az 0,4 mm, üst yapı için en az 0,7 mm olmak üzere 1,2-1,5 mm genişliğinde cham-fer tarzı basamak kalınlığına ihtiyaç vardır. Hazırlanacak diş preparasyonu yuvarlatılmış yan duvarla en az 6 derece olmalıdır. Ok-lüzal yüzey preparasyonu ise 120-140 dereceler arası olmalıdır (CER-CON Smart, DeguDent GmbH, Germany).

Tüm seramik restorasyonlarda başarısızlığın en önemli nedeninin sement ve diş dokusu arasında başlayan radikal çatlaklar olduğunu, metal alt yapılı porselen sistemlerde metalin dayanıklılık özelliği ile bu sorunla karşılaşılmasının engellendiği ve tüm seramik sistemlerde alt yapıda meydana gelen radikal çatlakların fark edilmemesinden dolayı seramik sistemlerde tankların tasa dönemde ortaya çıktığını belirtmişlerdir. Radikal tankların en önemli meydana geliş sebebi tüm seramik alt yapının yeterli kalınlığa sahip olmamasıdır.

Zirkonia seramik restorasyonlarda alt yapı ile destek dişin marjinal uyumunun tam olması gerektiğini, seramik materyalinin yeterli kalınlıkta olması için restorasyon kalınlığının en az 2 mm olarak hazırlanmasını, okluzal indirgeme yapılmasının gerekliliğini ve yapıştırıcı simanın dentin ile yeterli bağlantı sağlayabilmesi için, kuron içinde her yerde aynı film kalınlığında olması gerektiğini bildirmişlerdir.

Zirkonyumun 600-800 MPa direnci ile In-Ceram malzemesinin içine konularak dayanıklılık özelliğinin arttırıldığım ve zirkonyum alt yapılı seramik sisteminin orta derece translüsensliği ile yeterli basamak kalınlığına sahip anterior restorasyonlarda ve fonksiyonun estetik kaliteden daha önemli olduğu posterior restorasyonlarda güvenle kullanılabileceğini açıklamıştır.

Diş hekimliğinde kullanılan her tip restorasyonların başarısı restorasyonların marjinal uyumu ile yakından ilişkilidir. Klinik olarak 100 um marjinal açıklığın kabul edilebilir olduğu belirtilmiştir.CAD/CAM sistemiyle yapılan alümina ve zirkonyum içeren sabit restorasyonlardaki invitro marjinal uyumu karşılaştırmışlar ve marjinal uyumu 60.5-74.0 um, marjinal aralığı 42.9-46.3 um, dikey uyumu 20.9-48.0 um ve yatay uyumu 42.0-58.8 um bulmuşlardır.

Ayrıca 25-75 um altındaki marjinal aralıklarda simanların çözünürlüğünün önemli olmadığı belirtmişlerdir. Bu çalışmalar
da CAD/CAM sisteminin başarılı sonuç verdiği belirtilmiştir. Luthardt ve ark. Y-TZP'nin dayanıklılığı yanında yüzey pürüzlülüğünün kontrol edilmesini, CAD/CAM sistemi kullanılarak elde edilen restorasyonlarda mümkün oldukça değişiklik yapılmaması gerektiğini bildirmişlerdir.

4. 1.3.4. Zirkonyum ve Simantasyon

Günümüzde, Cercon (Dentsply, Amherst, N.Y.), DCS sistem (DCS Dental AC-, Allschvvil, Svvitzerland), LAVA (3M ESPE) ve Procera AllZirkon (NobelBiocare) gibi zirkonyum oksit seramik sistemleri kullanılmaktadır. In-vitro ve sonlu elemanlar analizi kullanılarak yapılan çalışmalarda zirkonyum alt yapılı restorasyonun simantasyonunda kullanılacak malzeme ile ilgili olarak kesin bir açıklama yoktur. Zirkonyum oksit kuronlar veya köprüler aohesiv simantasyon gerektirmeyebilir. Tutuculuğun yetersiz veya destek dişin kuron boyunun tasa olduğu vakalarda adeziv simantasyon gerekebilir. Klasik asitlemenin zirkonyum oksit seramikler üzerinde başarılı bir etkisi yoktur. Fosfat modifiye rezin kompozit içeren Panavia 21 (Kuraray, J. Morita, Tustin, Ca-lifornia) veya Panavia (Kuraray, J. Morita, Tustin, Calüornia) kullanılarak yapılan simantasyon işleminin başanlı sonuç verdiğini bildirmişlerdir. Farklı yüzey uygulamalarını karşılaştırdıkları çalışmalarında (Superbond C&B; Sun Medi-cal) belirgin ölçüde yüksek bağlanma elde etmişlerdir. Bu iki çalışma farklı yüzeylerde bağlantıda farklı iki yorum ortaya sürmüşlerdir (Derand P" 2000). 2001 yılında yaptıkları invitro çalışmada, fosfat simanla yapıştırdıklar DC-Zir-konların en yüksek dayanıklılığa ulaşmış olduğunu bildirmişlerdir.