TỔNG QUAN các LOẠI sứ TRONG PHỤC HÌNH NHA KHOA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI

LÊ VĂN HỒNG

TỔNG QUAN CÁC LOẠI SỨ
TRONG PHỤC HÌNH NHA KHOA

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP BÁC SỸ Y KHOA
KHÓA 2012 - 2018

HÀ NỘI - 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI

LÊ VĂN HỒNG

TỔNG QUAN CÁC LOẠI SỨ
TRONG PHỤC HÌNH NHA KHOA

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP BÁC SỸ Y KHOA
KHÓA 2012 - 2018

Người hướng dẫn khoa học:
TS. Đàm Ngọc Trâm

HÀ NỘI - 2017


LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài này tôi đã nhận được sự
giúp đỡ và tạo điều kiện nhiệt tình từ các thầy cô, gia đình và bạn bè.
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn, biết ơn sâu sắc đến TS Đàm Ngọc Trâm,
người thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực hiện
nghiên cứu này. Thầy là tấm gương sáng về tinh thần làm việc đầy trách
nhiệm để tôi cố gắng học tập theo!
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Đào tạo Răng Hàm Mặt,
Phòng ĐT & QLKH cùng các thầy cô đã giảng dạy, giúp đỡ và tạo điều kiện
học tập cho tôi. Tôi đặc biệt cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Phục Hình, nơi
tôi thực hiện khóa luận tốt nghiệp, đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi hoàn thành
khóa luận.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các bạn trong tổ 32 lớp Y6R đặc
biệt là những người bạn trong “nhóm toàn thánh, nhóm toàn chín” yêu quý đã
luôn giúp đỡ, động viên, khích lệ tôi trong quá trình thực hiện khóa luận.
Cuối cùng tôi xin ghi nhớ công sinh thành, dưỡng dục của cha mẹ, cảm
ơn sự động viên, hỗ trợ của gia đình, những người thân yêu luôn là điểm tựa
vững chắc để tôi có được thành quả như ngày hôm nay!
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2018

Sinh viên thực hiện khóa luận

Lê Văn Hồng


LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Lê Văn Hồng, sinh viên lớp Y6R – Trường Đại học Y Hà Nội,
chuyên ngành Răng hàm mặt, xin cam đoan:
1. Đây là luận văn do bản thân tôi trực tiếp thực hiện dưới sự hướng dẫn
của TS. Đàm Ngọc Trâm.
2. Các số liệu và thông tin trong nghiên cứu là hoàn toàn chính xác, trung
thực và khách quan, đã được xác nhận và chấp thuận của cơ sở nghiên cứu.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật về những cam kết này.
Hà Nội, tháng 12 năm 2017
Người viết cam đoan

Lê Văn Hồng


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

TCN:

Trước công nguyên

SCN:

Sau công nguyên

MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ..................................................................................................1
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................3
1.1. Lịch sử sứ nha khoa................................................................................3
1.2. Định nghĩa sứ nha khoa..........................................................................8
1.2.1. Định nghĩa........................................................................................8
1.2.2. Các thuật ngữ sứ nha khoa ..............................................................9
1.3. Thành phần cấu trúc của gốm sứ............................................................9
1.3.1. Thành phần hóa học..........................................................................9
1.3.2. Cấu trúc..........................................................................................12
1.4. Đặc tính của sứ nha khoa......................................................................13
1.4.1. Đặc điểm chung..............................................................................13
1.4.2. Đặc điểm quang học.......................................................................13
1.4.3. Đặc điểm vật lý...............................................................................14
1.4.4. Đặc điểm hóa học...........................................................................16
1.5. Phương pháp chế tác sứ nha khoa.........................................................16
1.5.1. Chế tạo bột sứ đắp – thiêu kết........................................................17
1.5.2. Chế tạo sứ thủy tinh .......................................................................18
1.5.3. Chế tạo sứ oxide.............................................................................20
1.5.4. Các phương pháp tăng cường độ bền của sứ..................................22
1.6. Phân loại sứ nha khoa...........................................................................24
1.6.1. Phân loại theo nhóm sản phẩm.......................................................24
1.6.2. Phân loại theo nhiệt độ thiêu kết ...................................................25
1.6.3. Phân loại theo pha tinh thể.............................................................25
1.6.4. Phân loại theo kỹ thuật chế tác.......................................................25
1.6.5. Phân loại theo ứng dụng lâm sàng..................................................28
2.1. Phục hình toàn sứ..................................................................................28
2.1.1. Định nghĩa......................................................................................28

2.2.2. Các công nghệ trong phục hình toàn sứ.........................................28
2.2. Phục hình sứ - kim loại.........................................................................36
2.2.1. Đại cương về phục hình sứ - kim loại............................................36
2.2.2. Những tiêu chí của vật liệu phục hình sứ - kim loại ......................39
2.2.3. Cơ chế và nguyên tắc kỹ thuật dán sứ - kim loại...........................40
2.2.4. Cơ chế bong dán sứ - kim loại........................................................42
2.2.5. Thiết kế phục hình sứ - kim loại.....................................................42
2.2.6. Tính chất vật lý phổ biến của phục hình sứ - kim loại...................45
Chương 3: DỰ KIẾN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.....................................46
Chương 4: DỰ KIẾN BÀN LUẬN...............................................................47
DỰ KIẾN KẾT LUẬN..................................................................................47
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1.

So sánh thành phần sứ dân dụng và sứ nha khoa .......................11

Bảng 1.2.

Thành phần của sứ nha khoa ......................................................11

Bảng 1.3.

Thành phần các oxid trong sứ nha khoa .....................................12

Bảng 1.4.

Màu sắc đặc trưng của các ion trong sứ......................................13

Bảng 1.5.

Một số đặc tính vật lý của sứ nha khoa ......................................16

Bảng 1.6.

Phân loại sứ nha khoa theo kỹ thuật chế tác ...............................27

Bảng 2.1.

So sánh đặc tính của EM1 và EM2.............................................32

Bảng 2.2.

Một số loại sứ chế tác theo phương pháp đúc trượt ...................33

Bảng 2.3.

Tên một số sản phẩm của hệ thống CAD/CAM .........................35

Bảng 2.4.

Hệ số giãn nở nhiệt của kim loại và sứ ......................................38

Bảng 2.5.

Thành phần của một số hợp kim làm sườn sứ ............................43


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Quá trình phát triển của đồ sứ từ thời Trung Quốc cổ đại ..............3
Hình 1.2. Schloss Charlottenburg ở Berlin chứa một phần nhỏ bộ sưu tập đồ
sứ Trung Quốc ở Châu Âu ..............................................................4
Hình 1.3. Một trang trong luận án của N. D. de Che'mant..............................6
Hình 1.4. Chụp Jacket sứ của Land.................................................................7
Hình 1.5. Sơ đồ thành phần cơ bản của gốm sứ thông dụng ........................11
Hình 1.6. Quá trình tạo pha thủy tinh ...........................................................19
Hình 1.7. Quá trình xử lý nhiệt lần 2 ............................................................20
Hình 1.8. Ba loại sứ ở Việt Nam ...................................................................23
Hình 1.9. Phân loại gốm sứ theo nhóm sản phẩm ........................................24
Hình 2.1. Hình ảnh cắt ngang điện tử của một chụp có sườn sứ alumina cho
thấy các phân tử Alumina được phân tán trong ma trận thủy tinh....29
Hình 2.2. Sơ đồ lò ép sứ theo phương pháp ép nhiệt.....................................31
Hình 2.3. Thành phần cấu trúc của một phục hình sứ - kim loại...................37


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Chất lượng cuộc sống ngày càng được nâng cao, nhu cầu điều trị các bệnh
răng miệng của mọi người cũng cao hơn. Bên cạnh các yêu cầu về chức năng
ăn nhai tốt, độ bền tốt thì vấn đề thẩm mỹ cũng được các bệnh nhân đặc biệt
quan tâm khi đến điều trị. Điều đó, đòi hỏi các nha sỹ phải có cái nhìn tổng
quát về các vật liệu nha khoa để lựa chọn và đưa ra các chỉ định phù hợp làm

hài lòng bệnh nhân.
Sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật trong y học, đã thúc đẩy
các vật liệu mới ra đời, đặc biệt là trong lĩnh vực nha khoa. Sự phát triển của
các hệ thống sứ trong phục hình cũng không ngoại lệ. Mặc dù gốm sứ xuất
hiện từ rất sớm trong lịch sử loài người nhưng ứng dụng sứ trong nha khoa
phục hồi mới xuất hiện vào cuối những năm 1700 và phát triển rầm rộ vào
những năm 60 của thế kỷ XX. Sứ ra đời thay thế cho các vật liệu kim loại
trước đó nhờ đặc tính thẩm mỹ tuyệt vời, tính ổn định hóa học và sự tương
hợp về sinh học của nó [2],[5],[13].
Hầu hết các sứ nha khoa đều cứng, dễ nứt vỡ, trơ về mặt hóa học, không
phóng thích các yếu tố gây hại, đạt được thẩm mỹ cao nhất so với các loại
phục hình hiện dùng [1],[5]. Với nhiều đặc tính ưu việt như vậy, hiện nay có
rất nhiều các loại sứ nha khoa thuộc nhiều hệ thống khác nhau xuất hiện trên
thị trường như sứ có hàm lượng Alumina cao (In-Ceram Alumina) (Vident),
IPS Impress (Ivoclar Vivadent), Cercon (Dentsply), Lava (3M ESPE), Procera
(Nobel Biocare)… Cùng với đó, các kỹ thuật chế tác sứ cũng phát triển theo,
ngoài những phương pháp truyền thống như đắp sứ - thiêu kết, ép nhiệt…gần
đây, công nghệ chế tác sứ với sự trợ giúp của máy tính (CAD/CAM) đã tạo ra
các sản phẩm sứ với độ chính xác cao hơn, sự nứt vỡ thấp hơn và màu sắc đẹp
hơn. Chính sự đa dạng và phát triển của các loại sứ đã tạo ra thách thức không
nhỏ đối với các nhà lâm sàng.


2

Trên thế giới, đã có nhiều nghiên cứu về thành phần, đặc tính, độ bền và
tương thích sinh học như của Sorbinho(1998), Vanort, Crag và Powers (2002),
Anusavice (2003), G. Helvey (2013), P. Babu (2015)…. hay ở Việt Nam từng
có những công trình nghiên cứu của Hoàng Tử Hùng nhưng có rất ít nghiên
cứu cụ thể về các loại sứ hiện nay và độ bền, độ tương thích của nó. Chính vì

vậy, chúng tôi tiến hành đề tài nghiên cứu về “Tổng quan các loại sứ trong
phục hình nha khoa” với hai mục tiêu:
1. Trình bày tổng quát về định nghĩa, thành phần, cấu trúc, đặc tính và
phân loại các loại sứ hiện nay ở Việt Nam.
2. Đưa ra các nghiên cứu về độ bền và sự tương thích của sứ.


3

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Lịch sử sứ nha khoa
Từ Ceramic có nguồn gốc từ chữ Hy Lạp “keramos” có nghĩa là đồ gốm
hoặc vật liệu cháy [2]. Gốm là vật liệu nhân tạo được sử dụng sớm nhất trong
lịch sử loài người. Ở Tiệp Khắc, đồ gốm đã xuất hiện vào khoảng 24000 năm
trước công nguyên. Người ta đã tìm thấy những đồ gốm có niên đại vào
khoảng 8000 năm truớc công nguyên ở Iran và Syria [1]. Về măt lịch sử, ba
loại vật liệu gốm cơ bản đã được phát triển đó là: Đồ gốm được đốt ở nhiệt độ
thấp và tương đối xốp; Đồ đá xuất hiện ở Trung Quốc khoảng 100 năm trước
công nguyên, được nung ở nhiệt độ cao hơn, trong cả hai vật liệu, việc nung
bằng lửa làm tăng độ cứng chắc và làm cho nó không thấm nước. Vật liệu thứ
ba là đồ sứ, thu được bằng cách thổi đất sét trắng với đá Trung Quốc để sản
xuất đá trắng mờ. Đồ sứ được phát triển ở Trung Quốc vào khoảng 100 năm
sau công nguyên [2]. Đến thế kỉ thứ X đã có sản phẩm sứ cao cấp, bền chắc
và trắng như tuyết, sản phẩm mỏng 2 – 3 mm, đến mức có thể cho ánh sáng
xuyên qua và gõ kêu vang như chuông [1],[4].

Hình 1.1. Quá trình phát triển của đồ sứ từ thời Trung Quốc cổ đại [3]

4

Trái với sự phát triển nhanh chóng của sứ Trung Quốc, người châu Âu
được cho là đã vươn tới “khám phá đồ sứ “ nhưng không thành công nhiều
[3], do đó Châu Âu đã nỗ lực để bắt chước ngành sản xuất đồ sứ của Trung
Quốc. Vào đầu những năm 1700, nhiều nhà cai trị châu Âu đã chi tiêu rất
nhiều tiền nhập khẩu đồ sứ từ Trung Quốc và Nhật Bản. Chỉ riêng hơn 50
năm từ giữa năm 1604 đến năm 1657, hơn ba triệu sản phẩm đồ sứ từ Trung
Quốc được nhập khẩu đến đến châu Âu.

Hình 1.2. Schloss Charlottenburg ở Berlin chứa một phần nhỏ bộ sưu tập
đồ sứ Trung Quốc ở Châu Âu [3]
Vấn đề sao chép đồ sứ Trung Quốc chủ yếu là lựa chọn vật liệu và
phương pháp chế tác. Một trong những thí nghiệm đầu tiên về sản xuất đồ sứ
ở châu Âu là của Von Tschirnhaus được trình bày tại một cuộc họp của Viện
Hàn lâm Khoa học Paris. Một phương pháp Von Tschirnhaus đã sử dụng liên
quan đến việc đưa các khoáng chất lên nhiệt độ cao (dễ dàng vượt quá 1436
C) được sản xuất trong một “ống kính cháy” (đường kính lên đến một mét).
Ông thêm vào đó cát và vôi (Calci oxide), khi nung tạo ra được các sản phẩm
không giống đồ sứ. Sau này, vì biết được rằng đất sét là một thành phần chính
trong đồ sứ Trung Quốc, Bottger, người có chuyên môn về hóa học vào lúc
đó, nhận ra rằng đồ sứ phải có một thành phần thủy tinh trong đất sét và có
phản ứng nhiệt rất cao. Dựa vào thí nghiệm của Von Tschirnhaus, Bottger đã


5

thêm vôi vào đất sét và bước đầu tạo ra được sản phầm mà họ cho là “đồ sứ
trắng” [3] nhưng sản phẩm của họ gần giống với đồ đá Trung Quốc phía Bắc
hơn. Sự khác biệt lớn giữa đồ gốm và đồ sứ là sứ là màu trắng và người Châu

Âu chỉ tạo ra được đồ gốm mà thôi.
Năm 1717, M. de Réaumur, một nhà khoa học người Pháp đã xác định
các thành phần được sử dụng bởi người Trung Quốc, như cao lanh, silica và
fenspat. Cao lanh, được gọi là đất sét china, là một silicat alumino-hydrat. Các
silica có dạng thạch anh và các fenspat là một hỗn hợp của natri và kali-nhôm
silicat. Chúng được trộn với tỉ lệ từ 25-30% fenspat, 20-25% thạch anh và
50% cao lanh. Nghệ thuật tạo ra đồ sứ không liên quan đến hóa học phức tạp,
vì quá trình này là một hỗn hợp ba khoáng chất khá phổ biến (cao lanh,
fenspat và thạch anh) và nung chúng ở nhiệt độ cao. Một khi bí ẩn đã được
tháo gỡ, không mất nhiều thời gian đồ sứ đã được phát triển ở châu Âu.
Chẳng bao lâu họ có thể làm nó trong theo bất kỳ màu sắc nào và nhờ độ
trong của nó mà tiềm năng nha khoa của vật liệu này đã được công nhận [4].
Ban đầu là các vật dụng được chế tạo từ đất sét, kaolin, sau này là các
sản phẩm sứ, các vật liệu oxide () hoặc chất vô cơ không phải là oxide (SiO).
Từ nửa sau của thế kỉ XX, gốm kỹ thuật bắt đầu xuất hiện và phát triển. Các
sản phẩm sứ trở nên đa dạng về chủng loại với nhiều đặc tính kỹ thuật như
tính bán dẫn, từ tính… và vật liệu gốm ngày càng chiếm vị trí quan trọng
trong đời sống con người Việt Nam. Ở Việt Nam, từ gốm sứ được sử dụng
rộng rãi và thường để chỉ các sản phẩm dân dụng [1].
Sứ nha khoa được giới thiệu vào cuối những năm 1700 [1]. Năm 1774,
Dược sĩ người Pháp, Alexis Duchateau, đã giới thiệu hàm răng giả đầu tiên. Tuy
nhiên, hàm răng dễ nhuộm màu và hấp thụ chất lỏng miệng, ông đã tìm kiếm sự
trợ giúp từ Nha sĩ Nicholas Dubois de Che'mant. Sau khi làm việc với công thức
sứ và lò nung công nghệ cao của Nhà máy Guehard Porcelain Factory, họ đã


6

thành công trong việc chế tạo một hàm răng giả có sứ hoàn chỉnh cho Duchateau
[2],[3]. Năm 1788, N.D.de Che'mant công bố luận văn “ A Dissertation on

Artificial Teeth” mô tả việc thực hiện răng sứ từ bộ dẻo khoáng chất. Năm 1808,
Giuseppangelo Fonzi, một nha sĩ người Ý, đã phát minh ra một chiếc răng sứ
được giữ bằng một pin bạch kim. Sáng chế này cho phép răng được cố định trên
khung kim loại giúp dễ sửa chữa và tăng tính thẩm mỹ [3].

Hình 1.3. Một trang trong luận án của N. D. de Che'mant [4]
Planteau một Nha sĩ người Pháp đưa răng sứ đến Hoa Kỳ vào năm 1817,
và Peale, một nghệ sĩ ở Philadelphia, đã phát triển một quy trình nướng sứ
vào năm 1822 [3]. Năm 1886, Tiến sĩ Charles Land đã giới thiệu thành công
đầu tiên thành công chiếc chụp sứ kim loại cho nha khoa. Chụp được chế tạo
với thân bằng gốm bọc ngoài một lá nhôm platin sau khi kiểm soát nhiệt nung
ở một lò khí. Những chụp này thể hiện tính thẩm mỹ tuyệt vời nhưng nghiên
cứu tương đối về tính chất vật lý của gốm sứ cho thấy sức bền uốn thấp của
đồ sứ dẫn đến tỷ lệ thất bại cao. Kể từ đó, chụp sứ kim loại đã được được sử
dụng trong các bộ phận răng giả trong hơn 35 năm [2]. Năm 1884, M. L.
Logan người Mỹ, được cấp bằng sáng chế mão toàn sứ. Khoảng năm 1903,
Land (1847 – 1919) đã giới thiệu chụp Jacket sứ lần đầu tiên [4]. Veneer sứ
được mô tả lần đầu tiên vào năm 1938.


7

Hình 1.4. Chụp Jacket sứ của Land (1903) [4]
Sự phát triển của trường thạch chứa leucite, đồng thời với việc chế tạo
thành công những hợp kim có độ giãn nở tương thích đã khắc phục những
thất bại trước đây của phục hình sứ kim loại. Những năm cuối thế kỉ XX và
đầu thế kỉ XXI, nhờ tiến bộ của khoa học công nghệ, hàng loạt hệ thống sứ
không kim loại đã ra đời [1]. Cùng với sự phát triển của hệ thống sứ nha khoa,
các phương pháp chế tác sứ cũng dần dần được hoàn thiện và hiện đại hơn.
Từ giữa những năm 1980 đến cuối những năm 1990, có bảy phương pháp chế

tác được tiến hành: (1) Bột gốm ép, có sử dụng chất kết dính polymer trong
quá trình nung (2) đúc và nhúng thủy tinh trong khuôn sứ để tạo thành gốm
thủy tinh (3) thiêu kết nhôm oxide và sau đó thổi và gốm thủy tinh (4) đúc sứ
bằng các chất lỏng leucite hoặc lithium disilicate (5) gia công bằng máy tính
các khối rắn đặc (6) máy tính hỗ trợ gia công các bộ phận quá khổ từ quá
trình thiêu kết nhẹ bột nhôm oxide sau đó được thiêu kết đến kích thước cuối
cùng (7) máy tính hỗ trợ gia công các bộ phận quá khổ từ quá trình thiêu kết
nhẹ các khối zirconi và alumina sau đó được thiêu kết đến kích thước cuối
cùng. Gia công sứ với sự hỗ trợ của máy tính có thể được xem như là cách
mạng. Năm 1987, Moerrmann và Brandestinil giới thiệu một máy nguyên
mẫu có thể bắt hình ảnh 3-D của răng đã chuẩn bị. Họ đã sử dụng thiết kế
phần mềm 3-D thiết kế và sau đó chỉ đạo các máy tính hỗ trợ cắt và hoàn
thiện sứ từ các khối rắn chắc [3].


8

1.2. Định nghĩa sứ nha khoa
1.2.1. Định nghĩa
Về mặt hóa học, gốm sứ là một hỗn hợp các nguyên tố kim loại và
không kim loại, cho phép xuất hiện các liên kết cộng hóa trị hoặc liên kết ion.
Liên kết cộng hóa trị là liên kết trong đó mỗi nguyên tử của cặp liên kết đóng
góp một điện tử để tạo thành đôi điện tử. Liên kết ion là liên kết trong đó một
hoặc nhiều electron chuyển hoàn toàn từ nguyên tử này sang nguyên tử khác,
do đó biến nguyên tử trung hòa thành ion mang điện và hút nhau do điện tích
ngược dấu. Cả liên kết cộng hóa trị và liên kết ion tạo nên sự liên kết rất vững
chắc giữa các nguyên tử. Chính vì vậy, nói chung, các gốm sứ cứng, trơ về
mặt hóa học, cách nhiệt, cách điện [1],[4].
Sứ nha khoa là một sản phẩm dùng trong nha khoa phục hồi. Đó là một
hợp chất của kim loại (aluminum – Al, calcium – Ca, lithium – Li, magnesium

– Mg, potassium - K, sodium - Na, tin - Sn, titanium - Ti, zirconium - Zr) và
không kim lọai (silicon - Si, boron - B, fluorine - F, oxygen – O) trải qua nung
ở nhiệt độ cao để đạt cấu trúc mong muốn, có thể sử dụng như một cấu trúc
đơn lẻ (inlay, chụp) hoặc như một trong nhiều lớp của một phục hình [2],[4],
[12].
Trong tiếng Việt, từ “gốm sứ” để chỉ tất cả các loại sản phẩm gốm sứ
thông dụng. Trong thuật ngữ kỹ thuật, chủ yếu sử dụng từ “gốm”. Trong nha
khoa, chủ yếu sử dụng từ “sứ” [4].
Gốm sứ có thể được phân thành bốn loại (1) silicat, (2) oxit, (3) không
oxit và (4) thủy tinh. Gạch silicat được đặc trưng bởi một pha thủy tinh vô
định hình và có thể có một cấu trúc xốp. Các thành phần chính là với bổ sung
của các hạt tinh thể , MgO, và hoặc các oxit khác. Đồ sứ được xếp vào loại
này. Các sản phẩm gốm ôxít chứa một pha tinh thể chính (, MgO, ) không có
pha thủy tinh hoặc một lượng nhỏ pha thủy tinh. Gốm không oxit là không


9

thực tế để sử dụng trong nha khoa bởi vì nhiệt độ xử lý cao, phương pháp chế
biến phức tạp, và không thẩm mỹ về màu sắc và độ mờ. Gốm thủy tinh được
kết tinh một phần thủy tinh, xảy ra bởi sự nảy sinh và tăng trưởng các tinh thể
trong ma trận thủy tinh.Một ví dụ về gốm thủy tinh là thủy tinh Dicor có chứa
tetrasilicic fluormica là pha tinh thể chính [2].
1.2.2. Các thuật ngữ sứ nha khoa [4]
- Porcelain nha khoa: là một loại sứ nha khoa, được làm từ nguyên liệu:
đá trường thạch (feldspar) (~75%) và thạch anh (quartz) (~25%). Nung đến
1.200 – 1.400°C.
Để tạo thành bột sứ nha khoa dùng trong kỹ thuật đắp-thiêu kết. Do
thành phần nguyên liệu chủ yếu là feldspar, trước đây còn gọi nhầm là “sứ
feldspar”.

- Sứ thủy tinh (glass-ceramics) là một chất rắn gồm: Pha thủy tinh (glass)
là pha bao bọc, vô định hình và một hoặc nhiều pha tinh thể (crystalline) được
tạo thành bởi sự tạo nhân tinh thể và lớn lên của các tinh thể trong thủy tinh.
Quá trình tinh thể hóa được kiểm soát.
- Sứ oxid (oxid-ceramics) là một chất rắn đơn pha đa tinh thể, không có
pha thủy tinh. Được tạo thành từ bột oxid tinh khiết dưới nhiệt độ cao. Trong
nha khoa, hiện sử dụng phổ biến: Aluminum oxide (alumina) và Zirconium
oxide (zirconia).
1.3. Thành phần cấu trúc của gốm sứ
1.3.1. Thành phần hóa học
Về mặt hóa học, gốm sứ là một hỗn hợp gồm có trường thạch, thạch anh
và cao lanh [1],[5],[6].
Trường thạch: tồn tại dưới dạng tinh thể đục, có màu từ xám đến hồng.
Trường thạch là một silicat nhôm kali (..) và silicat nhôm natri (.) còn gọi là
Soda Feldspar hoặc albite [1],[2],[3], ([1,10,20]). Thành phần hóa học cụ thể


10

gồm: Silica () 64%, Alumia () 18% và Soda () hoặc Potash () 8 – 10% [4].
Đây là thành phần có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất ở 1150 oC tạo thành
leucite () (gọi là pha tinh thể) và thủy tinh nóng chảy. Soda là giảm nhiệt độ
nhiệt hạch và Potash làm tăng độ nhớt cho thủy tinh [4],[5],[6], ([1,10]).
- Thạch anh là oxide silic (SiO2) tồn tại trong tự nhiên dưới dạng một
khoáng chất không màu, trong suốt, có ánh thủy tinh, có tính đàn hồi và tính
điện giải [1]. Thạch anh có nhiệt độ nóng chảy cao và đóng vai trò là một tác
nhân tăng cường [5],[6],([1,10,16,17]).
- Cao lanh là một lạo đất sét chứa silicat nhôm ngậm nước (.). Trong tự
nhiên nó tồn tại dưới dạng một loại đá màu trắng, mềm [1],[6]. Cao lanh hoạt
động như một chất kết dính, tăng khả năng đúc khuôn sứ chưa tráng men

nhưng nó mang lại độ đục mờ cho đồ sứ dù với tỉ lệ rất nhỏ, vì vậy, đồ sứ
được chê tạo với lượng cao lanh hạn chế hoặc bỏ qua [5],[6],([21]).
- Một số thành phần khác trong bột sứ nha khoa như các oxide kim loại để
tạo ra các màu sắc khác nhau như oxide sắt hoạt động như một chất màu nâu,
đồng như một chất màu xanh lá cây, titan là một đốm vàng và cobalt tạo ra màu
xanh da trời. Ngoài ra còn có các chất kết dính như tinh bột và đường [5].
- Tùy vào thành phần các chất trong hốn hợp mà ta thu được gốm hay sứ
nha khoa.

K2O. Al2O3. 6SiO2


11

SiO2

Al2O3.2SiO2.xH2O

Hình 1.5. Sơ đồ thành phần cơ bản của gốm sứ thông dụng [4].
Bảng 1.1. So sánh thành phần sứ dân dụng và sứ nha khoa [1],[5]
Loại sứ

Trường thạch (%)

Thạch anh (%)

Cao lanh (%)

Dân dụng

25 - 30

20 - 25

50

Nha khoa

65

25

0

Bảng 1.2. Thành phần của sứ nha khoa [6]
Thành phần
Trường thạch (khoáng vật tự nhiên

Chức năng
Đây là thành phần có nhiệt độ nóng

chứa patsh (), soda (), nhôm và

chảy thấp nhất, tan chảy đầu tiên tạo

alumia)

thủy tinh trong suốt, sau đó bắt đầu
đông đặc.
- Tăng cường độ cứng chắc cho

đồ sứ

Thạch anh (quartz)

- Ổn định ở nhiệt độ thường vì
có nhiệt độ nóng chảy cao nên
dùng làm khuôn cho các thành
phần khác
- Được sử dụng làm chất kết dính

Cao lanh (.)

- Tạo độ uốn cho sứ


12

- Tạo độ mờ
Các tinh thể kính như K, Ca, Na oxide Làm gián đoạn mạng lưới silic và
đóng vai trò như chất xúc tác
Các sắc tố màu (FeO, CuO, , MgO…) Tạo màu và độ bóng cho sứ
Zr/Sn/Ce oxide và Uranium oxide
Tạo độ đục thích hợp
Bảng 1.3. Thành phần các oxid trong sứ nha khoa [5]
Thành phần
Silica
Alumina
Boric oxide
Potash
Soda

Oxid khác
1.3.2. Cấu trúc

Tỉ lệ (%)
63
17
7
7
4
2


13

1.4. Đặc tính của sứ nha khoa
1.4.1. Đặc điểm chung
Đặc điểm của sứ nha khoa phụ thuộc vào thành phần, cấu trúc của sứ.
Nói chung, tính chất và số lượng của pha tinh thể quyết định cấu trúc, độ bền
và đặc tính quang học của sứ.
Hầu hết các sứ nha khoa đều có đặc điểm: cứng, dễ nứt vỡ và trơ về mặt
hóa học, không phóng thích các yếu tố gây hại, đạt được thẩm mỹ cao nhất so
với các vật liệu phục hình hiện nay.
1.4.2. Đặc điểm quang học
 Màu của phục hình sứ
- Màu sắc phụ thuộc vào sự tương tác của ánh sáng với các ion trong
gốm hoặc với các sắc tố được thêm vào gốm như một pha thứ cấp [7].
- Bột sứ trên thị trường thường là hỗn hợp có màu vàng đến màu đỏ. Do
khoảng màu của răng tự nhiên thường lớn hơn các bột sứ bán sẵn nên có thêm
một số loại được cung cấp để có thể điều chỉnh: xanh, vàng, hồng, da cam,
nâu, xám…Lớp ngoài và bề mặt của phục hình cũng có thể tạo được chi tiết

bằng sứ thủy tinh.
Bảng 1.4. Màu sắc đặc trưng của các ion trong sứ [7]
Ion
Số nguyên tử
Ti
23
Cr
24
Mn
25
Fe
26
Co
27
Ni
28
Cu
29
U
92
 Độ trong của sứ [1],[5]

Màu sắc đặc trưng
Trạng thái oxy hóa Trạng thái khử
Vàng
Vàng xanh
Xanh đậm
Tím nhạt
Nâu đỏ
Xanh nhạt

Xanh tím
Xanh tím
Nâu tím
Nâu tím
Xanh lá cây
Đỏ
Vàng
Xanh


14

- Sứ làm ngà răng và men răng khác nhau về độ trong. Có loại rất đục để
che màu sườn kim loại. Giá trị về độ trong của sứ ngà là 18 – 38%, sứ men là
45 – 50%. Độ trong của vật liệu toàn sứ phụ thuộc vào pha tinh thể tăng
cường. Sứ zirconia và alumina tương đối cản sáng (kém trong), sứ tăng cường
leucite khá trong. Độ trong của sứ spinel và sứ disilicate lithium tương đương
nhau và ở trung gian giữa sứ alumina và sứ tăng cường leucite.
- Do lớp ngoài cùng của phục hình sứ trong, màu của phục hình bị ảnh
hưởng bởi tia phản chiếu của lớp bên dưới. Đối với phục hình sứ kim loại, là
kết quả của sự pha trộn của ánh sáng phản chiếu từ lớp bên dưới, sự che màu
và ánh sáng truyền qua phần sứ thân răng. Độ dày của sứ thân răng quyết định
màu của phục hình với cùng một màu của lớp che màu.
- Do men răng có tính huỳnh quang dưới ánh sáng cực tím nên trước đây
người ta đã thêm vào uranium oxide để tạo đặc điểm này cho sứ, nhưng do có
tính phóng xạ (tuy thấp) nên đã được loại bỏ. Gần đây người ta sử dụng
cerium oxide là một nguyên tố hiếm để tạo tính huỳnh quang. Chất dán, phục
hình là một yếu tố quan trọng trong phục hình toàn sứ. Nhiều loại phục hình
toàn sứ thường cần chất gắn có độ trong với nhiều màu khác nhau.
Tóm lại, độ bền và đặc điểm quang học của sứ phụ thuộc vào tỷ lệ và

bản chất của pha tinh thể, nói chung: pha tinh thể nhiều độ bền tăng, độ trong
giảm; pha tinh thể ít độ trong tăng, độ bền giảm [4].
1.4.3. Đặc điểm vật lý [1],[4],[5]
 Đặc điểm cơ học
- Phụ thuộc vào các yếu tố như kích thước tinh thể (của pha tinh thể), tỉ
lệ thể tích của pha tinh thể, độ bần của liên kết, sự chênh lệch của modun đàn
hồi, sự chênh lệch về độ giãn nở giữa các pha.
 Độ bền uốn


15

- Các sứ trường thạch dùng để làm phục hình sứ - kim loại có độ bền
khoảng 70Mpa, thấp hơn sứ dùng trong phục hình toàn sứ. Tuy vậy do có
sườn nâng đỡ bằng kim loại nên phục hình sứ kim loại vẫn tồn tại lâu hơn.
 Độ bền cắt
- Độ cắt của sứ trường thạch là 110 Mpa, độ bền kéo xuyên tâm là 34
Mpa, độ bền nén là 172 Mpa, độ cứng Knoop là 460 kg/mm2.
 Độ bền gãy
- Sứ trường thạch xấp xỉ thủy tinh 0,78 Mpa, sứ ép nhiệt disilicate
lithium cao hơn 4 lần và gấp đôi sứ tăng cường leucite.
 Hằng số đàn hồi
- Đây là yếu tố cần để tính độ bền uốn và độ bền gãy. Tỷ số poisson của
sứ nha khoa là 0,21 – 0,26. Modun đàn hồi của sứ trường thạch khoảng 70
GPa, sứ ép nhiệt disilicate lithium là 110 GPa, sứ zirconia là 210 Gpa, sứ
nhôm oxide là 350 Gpa.
 Sự co thể tích
- Đây là vấn đề lớn nhất đối với vật liệu toàn sứ (trừ khối sứ). Nhiều
nghiên cứu cho thấy sự co thể tích của sứ nung ở nhiệt độ thấp là 32 – 37%,
sứ nung ở nhiệt độ cao là 28 – 34%, sứ nung ở nhiệt độ trung bình là ở

khoảng giữa hai loại trên. Đô co tuyến tính khi nung của sứ trường thạch vào
khoảng 14% đối với sứ nung nhiệt độ thấp (sứ kim loại), 11,5% đối với sứ
nung nhiệt độ cao (sứ răng cho hàm giả).
 Mật độ
- Gốm sứ có mật độ giữa nhựa polyme và kim loại, trung bình từ 2 – 6
g/cm3 [7]. Mật độ của sứ trường thạch sau khi nung khoảng 2,45 g/cm3 và bị
thay đổi bởi độ lỗ rỗ. Mật độ cũng phụ thuộc vào sự có mặt của pha tinh thể.
Pha tinh thể càng
nhiều
mật độ càng lớn.
Trường
thạch
 Đặc điểm(feldspar)
nhiệt
Sứ

(Porcelain) nha khoa

Gốm Sứ gia dụng


Sành, gốm vệ sinh
16

Gốm đất nung
- Các tính chất về nhiệt của sứ phụ thuộc vào liên kết ộng hóa trị và ion
, độanh
dẫn điện thấp [7], nên sứ là
Sét trắng của nó. Nhiệt độ nóng chảy cao 600 - 4000
Thạch

(Kaolin) một vật liệu cách điện cách nhiêt tốt. Độ (quartz)
dẫn nhiệt của sứ trường thạch là
0,003 cal/giây/cm2, độ khuếch tán nhiệt là 0,64 mm2/giây.
Bảng 1.5. Một số đặc tính vật lý của sứ nha khoa [6]
Đặc tính vật lý
Độ bền nén
Độ bền kéo xuyên tâm
Lực ngang
Độ cắt
Modun đàn hồi
Độ cứng bề mặt
Trọng lượng
Độ dẫn nhiệt
Độ khuếch tán nhiệt
Hệ số giãn nhiệt

Độ lớn
330Mpa
34 Mpa
62 – 90 Mpa
110 Mpa
69 Gpa
460 KHN
2,2 – 2,3 g/
0,003 cal/giây/
0,64 /giây
12 x /

1.4.4. Đặc điểm hóa học
- Gốm sứ trơ về mặt hóa học đối với các acid và base yếu, tuy nhiên khi

gặp các acid mạnh (HF) và base mạnh thì dễ bị hòa tan do phản ứng trao đổi
ion và hòa tan cấu trúc. Thông thường các cấu trúc không tinh thể sẽ bị hòa
tan trước [7].
1.5. Phương pháp chế tác sứ nha khoa
Ba loại sứ ở Việt Nam hiện nay:
 Procelain (bột sứ đắp - thiêu kết):
Đặc điểm: Thẩm mỹ, nhưng dòn, độ bền thấp, lỗ rỗ. Cấu trúc nhiều pha,
pha tinh thể không được kiểm soát về cấu trúc. Chế tạo thành dạng bột sứ.
Chế tác thủ công bằng phương pháp đắp-thiêu kết.
 Sứ thủy tinh (glass ceramic):