Comprehensive analysis of high-translucent dental zirconia ceramics

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K10239
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57050:Prosthodontics-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Inagaki Ryoichi 東北大学, 歯学研究科, 講師 (60260444)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 圭祐 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (30431589)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ジルコニア / イットリア / 光透過性 / 機械的性質 / 結晶構造

Outline of Final Research Achievements

The present study aimed to investigate mechanical and microstructural properties of high translucent dental zirconia. The translucency of zirconia largely depends on the concentration of yttria, and as such, high translucent zirconia contained 4-6 mol% yttria. We demonstrated that the higher the yttria concentration, the larger amount of pseudo-cubic phase was generated in the zirconia. In addition, as the pseudo-cubic phase was more stable than tetragonal phase, the material with an increased concentration of yttria had higher resistance to hydro-thermal degradation. On the other hand, the increased yttria concentration decreased mechanical strength of the material. Overall, the high translucent zirconia possessed sufficient mechanical strength, even though it showed lower strength than conventional 3 mol% yttria-stabilized zirconia.

Free Research Field

歯科材料学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

歯科用CAD/CAMシステムの発展とともに、ジルコニアのソフトマシーニング加工方法が確立され、ジルコニア補綴装置が広く臨床応用されようになった。さらに、歯冠色を付与する技術および光透過性を向上させる方法が開発され、前装材料を用いずにジルコニア単独で補綴装置を作製する技法が普及してきている。本研究では、イットリア濃度を増加させて光透過性を向上させた新しいジルコニアの物性を調べ、歯科臨床にフィードバックするための情報を集積することを目的とした。分析の結果、イットリア濃度の増加に伴う結晶構造の変化によって強度が低下するものの、高光透過性ジルコニアは十分な強度を有していることを実証した。