জিরকোনিয়া সিরামিকগুলি তাদের চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, জৈব সামঞ্জস্যতা এবং নান্দনিক সুবিধার কারণে ক্লিনিকাল অনুশীলনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, যখন 150-400 ডিগ্রী তাপমাত্রা এবং বর্ধিত সময়ের জন্য একটি আর্দ্র পরিবেশের সংস্পর্শে আসে, তখন জিরকোনিয়া সিরামিকগুলি টেট্রাগোনাল থেকে মনোক্লিনিক পর্যায়ে রূপান্তরিত হয়। এই পর্যায় পরিবর্তনের সাথে ভলিউম সম্প্রসারণ হয়, যা অসংখ্য মাইক্রোক্র্যাক তৈরি করে এবং ইমপ্লান্টের যান্ত্রিক শক্তিকে মারাত্মকভাবে হ্রাস করে। এই ঘটনাটি নিম্ন-তাপমাত্রার অবক্ষয় (LTD) নামে পরিচিত। এই প্রক্রিয়ার দ্বারা উত্পাদিত মাইক্রোক্র্যাকগুলি সিরামিককে আরও প্রবেশ করার জন্য বাতাসে জলীয় বাষ্পের পথ সরবরাহ করে, যার ফলে আরও পর্যায় রূপান্তর ত্বরান্বিত হয় এবং আরও মাইক্রোক্র্যাক তৈরি হয়। এই মাইক্রোক্র্যাকগুলি ছেদ করে, ওভারল্যাপ করে এবং ম্যাক্রোস্কোপিক ফাটলে ছড়িয়ে পড়ে, যা শেষ পর্যন্ত ডেন্টাল ইমপ্লান্টের ফ্র্যাকচার এবং ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে।
নিম্ন-তাপমাত্রার অবনতির সমস্যা ছাড়াও, জিরকোনিয়া সিরামিকগুলিও জৈব-সক্রিয়তার অভাবের কারণে ভোগে। যখন জিরকোনিয়া উপাদানগুলি ইমপ্লান্ট হিসাবে মৌখিক গহ্বরে রোপণ করা হয়, তখন তারা জৈবিক টিস্যুগুলির সাথে একটি স্থিতিশীল রাসায়নিক বন্ধন তৈরি করতে পারে না। সময়ের সাথে সাথে, ইমপ্লান্টের চারপাশে বায়োফিল্মের একটি স্তর তৈরি হয় এবং এটিকে আবৃত করে, অবশেষে ইমপ্লান্টটি আলগা হয়ে যায় এবং ব্যর্থ হয়। জিরকোনিয়া সিরামিকের বায়োইনার্ট প্রকৃতি ডেন্টাল ইমপ্লান্টেশনের ক্ষেত্রে তাদের প্রয়োগকে ব্যাপকভাবে সীমিত করে।
বায়োইনার্ট জিরকোনিয়া সিরামিক পৃষ্ঠের পার্শ্ববর্তী হাড়ের টিস্যু এবং অন্যান্য টিস্যুগুলির সাথে একীভূত হওয়ার অক্ষমতা ভিভো ইমপ্লান্ট ব্যর্থতার একটি প্রাথমিক কারণ। বায়োঅ্যাকটিভ সিরামিক পদার্থ, বিপরীতে, শরীরে একটি হাড়ের মতো হাইড্রোক্সিপাটাইট স্তর তৈরি করে এবং হাড়ের সংলগ্ন উপাদানগুলির সাথে রাসায়নিকভাবে বন্ধন করে। অতএব, জিরকোনিয়ার বায়োঅ্যাকটিভিটি বাড়ানো ইমপ্লান্টেশনের সাফল্যের হারকে উন্নত করতে পারে। বায়োঅ্যাকটিভিটি ভিভো পরীক্ষা-নিরীক্ষার মাধ্যমেও যাচাই করা যেতে পারে, যেখানে উপাদানটি একটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য প্রাণীদের মধ্যে বসানো হয়। প্রদাহজনক প্রতিক্রিয়ার অনুপস্থিতি ছাড়াও, ইমপ্লান্ট এবং হাড়ের টিস্যু-এর মধ্যে ইন্টিগ্রেশন বিশ্লেষণ করে জৈব-সক্রিয়তা মূল্যায়ন করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, নতুন হাড়ের গঠন, রূপগত পরিবর্তন এবং অপসারণ টর্ক পরীক্ষা মূল্যায়ন করা।
জড় পদার্থের জৈব-সক্রিয়তা উন্নত করার জন্য, পৃষ্ঠের চিকিত্সা বা বায়োঅ্যাকটিভ পদার্থের সংযোজন সাধারণত জৈব কার্যকরী গ্রুপ (Zr‑OH) তৈরি করতে বা পৃষ্ঠে বায়োঅ্যাকটিভ ক্যালসিয়াম-ফসফেট (Ca‑P) আবরণ জমা করার জন্য নিযুক্ত করা হয়, যার ফলে জৈব সক্রিয়তা বৃদ্ধি পায়।
(1) জৈব সক্রিয় পদার্থের অন্তর্ভুক্তি
জৈব-সক্রিয় পদার্থগুলি অন্তর্ভুক্ত করা হল সবচেয়ে সহজ এবং সবচেয়ে সরাসরি পদ্ধতি। জিরকোনিয়া সিরামিক উপাদানের বায়োঅ্যাকটিভিটি উন্নত করতে জৈব সক্রিয় উপাদানগুলি যান্ত্রিকভাবে জিরকোনিয়া পাউডারের সাথে মিশ্রিত করা হয়।
উদাহরণস্বরূপ, কিশি এস. এট আল। একটি যৌগিক উপাদান তৈরি করতে ZrO₂ সিরামিকের সাথে ন্যানো-এইচএ যোগ করা হয়েছে এবং SBF খনিজকরণ পরীক্ষায়, পৃষ্ঠের উপর একটি হাড়ের মতো এপাটাইট স্তর তৈরি হয়েছে। কর্টেস ডিএ এট আল। Mg‑PSZ সিরামিকে wollastoneite যোগ করে এবং 1550 ডিগ্রিতে কম্পোজিটকে সিন্টার করে। SBF এবং 1.5×SBF-এ 7 দিনের জন্য ভিজিয়ে রাখার পর (প্রথম নিমজ্জনের সময় SBF দ্রবণে wollastonit পাউডার এম্বেড করা হয়), পৃষ্ঠটি HA-তে খনিজ হয়ে যায়। নোগিওয়া-ভালদেজ এএ এবং অন্যান্য। একটি যৌগিক উপাদান তৈরি করতে ZrO₂ এর মধ্যে CaO‑SiO₂ বায়োঅ্যাকটিভ গ্লাস অন্তর্ভুক্ত করেছে এবং SBF খনিজকরণ পরীক্ষায় নমুনা পৃষ্ঠে HA গঠিত হয়েছে।
(2) পৃষ্ঠ পরিবর্তন
স্যান্ডব্লাস্টিং একটি সু-প্রতিষ্ঠিত পৃষ্ঠ চিকিত্সা প্রক্রিয়া। এটি উচ্চ গতিতে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণাগুলিকে বস্তুর পৃষ্ঠে চালিত করার জন্য সংকুচিত বায়ু ব্যবহার করে, পৃষ্ঠের রুক্ষতা এবং পরিচ্ছন্নতা বৃদ্ধি করে। জিরকোনিয়া সিরামিক পুনরুদ্ধারের যুগে, অ্যালুমিনা স্যান্ডব্লাস্টিং হল উত্পাদনে সর্বাধিক ব্যবহৃত পৃষ্ঠের চিকিত্সা। বর্তমানে, গবেষকরা বিভিন্ন স্যান্ডব্লাস্টিং প্যারামিটার ব্যবহার করেন, বেশিরভাগই 50-100 μm অ্যালুমিনা কণা, 0.1-0.5 MPa এর ব্লাস্টিং চাপ এবং 10-30 সেকেন্ডের ব্লাস্টিং সময় ব্যবহার করে।
থার্মাল অ্যাসিড এচিং জিরকোনিয়া এবং ভেনিয়িং চীনামাটির বাসন বা রজনের মধ্যে বন্ধনের শক্তি বাড়াতে পারে। যাইহোক, এই প্রক্রিয়ায় মিথানল এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডের মতো বিপজ্জনক শিল্প রাসায়নিকগুলি জড়িত, যা উচ্চ নিরাপত্তা মান এবং জটিল পদ্ধতির দাবি করে। বর্তমানে, কোন পরিপক্ক এবং নির্ভরযোগ্য থার্মাল অ্যাসিড এচিং সরঞ্জাম উপলব্ধ নেই, যা উৎপাদনে এর প্রচারকে সীমিত করে।
লেজার ট্রিটমেন্ট জিরকোনিয়া এবং ভেনিয়িং চীনামাটির বাসন বা রজন পৃষ্ঠের রুক্ষকরণের মাধ্যমে বন্ধনের শক্তি বাড়ায়।
জিরকোনিয়া সিরামিক সারফেসগুলিতে কাচের স্তরের অভাব রয়েছে এবং এতে সিলিকা খুব কম বা নেই, যা তাদের পক্ষে ভেনিয়িং চীনামাটির স্তরের সাথে রাসায়নিকভাবে প্রতিক্রিয়া করা কঠিন করে তোলে। জিরকোনিয়া সিরামিক পৃষ্ঠে সিলিকন আবরণ প্রস্তুত করতে বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছে, যা তাদের পৃষ্ঠের রাসায়নিক গঠনকে কাচ-ভিত্তিক ভেনিয়িং চীনামাটির বাসনের মতো করে এবং এর ফলে রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলিকে সহজতর করে যা জিরকোনিয়া-পোর্সেলিন বন্ডের শক্তি বৃদ্ধি করে। যাইহোক, সর্বোত্তম সিলিকন আবরণ বেধ এখনও নির্ধারণ করা হয়নি; বর্তমান সিলিকন আবরণ কৌশল অসংখ্য, এবং প্রমিত নমুনা প্রস্তুতি এবং পরীক্ষার মানদণ্ডের অভাব রয়েছে, যার ফলে বিভিন্ন অধ্যয়নের মধ্যে তুলনামূলক দুর্বলতা রয়েছে। তদুপরি, সিলিকন আবরণ প্রস্তুত করার জন্য ব্যবহৃত কিছু সরঞ্জাম এখনও পরীক্ষাগার পর্যায়ে রয়েছে এবং প্রক্রিয়াগুলি জটিল, তাই তারা এখনও বড় আকারের উত্পাদনের জন্য উপযুক্ত নয়।
নিম্ন-তাপমাত্রার প্লাজমা জিরকোনিয়া এবং ভেনিয়িং চীনামাটির বাসন বা রজনের মধ্যে বন্ধনের শক্তি বাড়াতে পারে। যাইহোক, চিকিত্সার পরামিতিগুলি অধ্যয়ন জুড়ে পরিবর্তিত হয়, তুলনা করা কঠিন করে তোলে। কোন প্লাজমা চিকিত্সা সর্বোত্তম ফলাফল দেয় তা এখনও স্পষ্ট নয় এবং নিম্ন-তাপমাত্রার প্লাজমা পরোক্ষভাবে জিরকোনিয়া এবং ভেনিয়িং চীনামাটির বাসন বা রজনের মধ্যে রাসায়নিক বন্ধন প্ররোচিত করতে পারে কিনা তা স্পষ্ট করা হয়নি।