فرآیند ساخت روکش زیرکونیا با روش دیجیتال (CAD/CAM)

روکش‌های زیرکونیا به دلیل استحکام و زیباشناختی بالا، در دندان‌پزشکی ترمیمی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این روش، بلوک زیرکونیا معمولاً به صورت بلوک‌های «نیمه‌پخته» (پیش‌سینتر) عرضه می‌شوند و پس از تراش در دستگاه میلینگ دندانسازی ، در کوره سینترینگ فشرده می‌شوند تا به سختی نهایی برسند. با استفاده از تکنولوژی CAD/CAM، فرآیند ساخت روکش از اسکن اولیه دندان تا تحویل قطعه نهایی به صورت تمام‌دیجیتال انجام می‌گیرد که دقت و سرعت ساخت را افزایش می‌دهد. مراحل کلی این فرآیند در جدول زیر نشان داده شده است:

۱. اسکن دیجیتال دندان

ابتدا آماده‌سازی دندان با اسکنر دیجیتال ثبت می‌شود.

• اسکنر داخل دهانی (Intraoral Scanner): دستگاه دستی شبیه «مسواک الکترونیکی» با سیستم تصویربرداری ۳بعدی است که هندسه دقیق دندان تراش‌خورده و دندان‌های مجاور را اسکن می‌کند و فایل STL خروجی می‌دهد. برای این کار معمولاً سطوح اکلوزال، باکال و لینگوال دندان‌ها و حاشیه آماده‌سازی چندین بار اسکن می‌شوند تا همه جزئیات ثبت گردد.
• اسکن مدل گچی (در صورت نیاز): اگر قالب‌گیری سنتی انجام شده باشد، گچ مدل پس از آماده شدن در اسکنر رومیزی لابراتواری (Desktop scanner) قرار می‌گیرد و اسکن مدل انجام می‌شود تا فایل دیجیتال به‌دست آید. همچنین اسکن قفل اکلوزال (ثبت بایت) برای تطابق اکلوژن دو فک ممکن است نیاز باشد.

نکات مهم: حاشیه آماده‌سازی باید کاملاً در معرض دید باشد؛ در صورت زیرلثه‌ای بودن حاشیه، از نخ یا خمیر بازکننده لثه استفاده کنید تا بافت نرم کنار زده شود. همچنین دهان و ناحیه اسکن باید کاملاً خشک و عاری از خون یا بزاق باشد؛ زیرا «اسکنر مانند دوربینی عمل می‌کند و نمی‌تواند از بافت یا مایعات عبور کند». در صورتی که حاشیه پوشیده باشد یا رطوبت در کار باشد، جزئیات حاشیه ثبت نمی‌شود و اسکن فاقد دقت خواهد بود. پس از اتمام اسکن، فایل سه‌بعدی تولیدشده بررسی شده و از صحت ثبت حاشیه و اکلوزال اطمینان حاصل می‌شود.

۲. طراحی دیجیتال روکش (CAD)

در این مرحله فایل STL اسکن وارد نرم‌افزار طراحی (CAD) می‌شود و فرم نهایی روکش به صورت مجازی طراحی می‌گردد.

• نرم‌افزار CAD: با استفاده از نرم‌افزار CAD (مانند نرم افزار اگزوکد ، ۳Shape  یا CEREC) نقشه روکش تعریف می‌شود. ابتدا خط حاشیه دندان (Margin) روی مدل شناسایی و تنظیم می‌شود. سپس شکل روکش با توجه به آناتومی دندان، کانتور مناسب و ضخامت کافی طراحی می‌شود. در این مرحله فضای سیمان‌کاری بین روکش و دندان (معمولاً حدود ۳۰–۵۰ میکرون) تعیین می‌شود و ارتباطات کنتاکت با دندان‌های مجاور و نقطه تماس با دندان مقابل بررسی می‌گردد. پس از اعمال تمام تنظیمات آناتومی و اکلوژن، طرح نهایی روکش مورد بررسی (Virtual try-in) قرار گرفته و سپس فایل CAD آماده می‌شود.

نکات مهم: در طراحی باید ضخامت کافی (معمولاً حداقل ۵۰۰–۱۰۰۰ میکرومتر) برای دوام سرامیک در نظر گرفته شود و از تیز بودن گوشه‌ها پرهیز گردد. تماس‌های اکلوزال و پروگزیمال بازبینی شده و از تداخل بافت نرم جلوگیری می‌شود. همچنین با استفاده از شبیه‌سازی دیجیتال، باید از فیت مناسب حاشیه و تطابق آن با دندان مقابل اطمینان حاصل نمود. در نهایت طرح CAD به صورت فایل CAM برای مرحله بعد خروجی گرفته می‌شود.

۳. برنامه‌ریزی و آماده‌سازی تراش (CAM)

در گام بعدی طرح CAD به نرم‌افزار CAM منتقل می‌شود و برای عملیات میلینگ آماده می‌گردد.

• نرم‌افزار CAM: فایل طراحی به نرم‌افزار CAM مخصوص دستگاه میلینگ وارد می‌شود. در اینجا نوع بلوک زیرکونیا (رنگ، شفافیت، ضخامت) انتخاب می‌شود و طرح روی بلوک مجازی قرار می‌گیرد (نستینگ). سپس مسیر حرکت ابزار (تول‌پث) تعریف می‌شود؛ برای هر مرحله تراش (خشن‌کاری و پرداخت) ابزار مناسب (معمولاً فرزهای الماسه یا کربید تنگستن) برگزیده شده و سرعت و عمق برش تنظیم می‌گردد. شبیه‌سازی تراش بررسی می‌شود تا از برخورد ابزار با نگه‌دارنده بلوک جلوگیری شود. در نهایت فایل CAM نهایی برای دستگاه میلینگ ارسال می‌شود.

نکات مهم: پیش از میلینگ، مطمئن شوید که ابعاد بلوک برای روکش مورد نظر کافی باشد و رنگ بلوک با رنگ دندان بیمار مطابقت داشته باشد. با توجه به نوع دستگاه (مثلاً Sirona InLab، Amann Girrbach، Zirkonzahn و…) پارامترهای استاندارد مثل شماره ابزار و سرعت و فید تنظیم می‌شود. میزان انقباض بلوک پس از سینترینگ (معمولاً حدود ۲۰–۲۵٪) باید توسط نرم‌افزار لحاظ شده باشد تا اندازه نهایی صحیح به‌دست آید.

۴. تراش زیرکونیا (میلینگ)

پس از آماده‌سازی فایل CAM، عملیات تراش روی بلوک زیرکونیا انجام می‌شود.

• دستگاه میلینگ ۵‌محوره: بلوک زیرکونیا (در حالت پیش‌سینتر) در دستگاه میلینگ ۵ محور نصب می‌شود و فرایند تراش آغاز می‌گردد. ابتدا مرحله خشن‌کاری (Rough) انجام شده و حجم اضافی حذف می‌شود، سپس مرحله نهایی‌کاری (Fine) با ابزارهای دقیق، شکل دقیق روکش را ایجاد می‌کند. این فرایند معمولاً به صورت خشک (بدون سیال برش) انجام می‌شود و می‌بایست سیستم مکش گرد و غبار نیز فعال باشد. پس از پایان تراش، بلوک حاوی روکش و حفره‌های نگه‌دارنده (اسپرو) خارج می‌شود.

نکات مهم: ابزارهای رایج تراش روکش از جنس کربید تنگستن هستند و عمر مفید حدود ۱۰۰ روکش را دارند. در انتخاب بلوک زیرکونیا دقت کنید: این بلوک‌ها معمولاً در حالت نیمه‌سفت عرضه می‌شوند و پس از تراش نیاز به سینترینگ دارند. بعد از تراش، سطح داخلی روکش با اسید یا سندبلاست کاملاً تمیز شده تا برای فرآیند چسب‌کاری (سمنتاسیون) آماده شود. همچنین حاشیه‌های تراشیده شده باید بدون لب‌پریدگی و صاف باقی بمانند.

۵. سینترینگ (پخت نهایی)

در این مرحله روکش تراش‌خورده به کوره سینترینگ انتقال می‌یابد تا به استحکام نهایی برسد.

• کوره سینترینگ: قطعه «سبز» (خردپز) روی تری مخصوص قرار داده شده و در کوره قرار می‌گیرد. سیکل حرارتی سینتر شامل گرم‌ کردن تدریجی تا دمای حدود ۱۳۵۰–۱۵۵۰ درجه‌ی سانتی‌گراد، نگه‌داشت دمای بالا (۱–۲ ساعت) و سپس سرد کردن کنترل‌شده است. کل فرایند پخت معمولاً بین ۲ تا ۸ ساعت طول می‌کشد. در این دما زیرکونیا متراکم شده و خلل و فرج داخلی آن از بین می‌رود، در نتیجه روکش سختی و مقاومت نهایی خود را پیدا می‌کند.

نکات مهم: بعد از سینترینگ، روکش به اندازه تقریباً ۲۰–۲۵٪ کوچک می‌شود (انقباض یکنواخت) که توسط نرم‌افزار پیش‌بینی شده است. پس از سینتر، هیچ تراش مکانیکی بیشتری بر روی روکش انجام نمی‌شود؛ زیـرا زیرکونیا در این حالت بسیار سخت و شکننده شده و تنها می‌توان سطوح آن را صیقل داد و پولیش کرد. اگر بلوک پیش‌رنگ‌شده استفاده شده باشد، رنگ‌آمیزی اصلی انجام شده است؛ در غیر این صورت عملیات رنگ‌آمیزی (استینینگ) در مرحله بعد یا قبل از سینتر صورت می‌گیرد.

۶. پایان‌کاری و رنگ‌آمیزی

در آخرین مرحله روکش سینترشده آماده صیقل و اعمال رنگ می‌شود.

• پولیش و صیقل: ابتدا حفره نگه‌دارنده (اسپرو) و لبه‌های روکش با فرزهای الماسه بسیار ظریف برش داده می‌شود تا روکش آزاد گردد. سطح داخلی روکش می‌تواند با سندبلاست آلومینا آماده و سپس تمیز شود.
  سپس از پولیشرهای الماسه با درجه‌های سختی مختلف (خشن، متوسط و نرم) به ترتیب استفاده می‌شود تا سطح روکش صاف و درخشان گردد. برای جلا نهایی، می‌توان از دیسک‌ها یا نمدهای مخصوص به همراه خمیر پولیش الماسه استفاده کرد تا سطح کاملاً براق شود. مطالعات نشان می‌دهد روکش‌های زیرکونیا پس از صیقل (پولیش) سطحی مقاومت سایشی بهتری نسبت به سطوح لعاب‌خورده دارند و برای دندان مقابل سازگارتر هستند.
• رنگ‌آمیزی (Staining) و لعاب: در صورت نیاز به هماهنگ‌سازی رنگ، از رنگ‌های سرامیکی (استین) استفاده می‌شود. این رنگ‌ها با قلم‌مو به قسمت‌های مشخصی از روکش زده می‌شوند؛ معمولاً رنگ تیره‌تر در ناحیه گردنی حاشیه و رنگ عاج (دنتین) در سطح بدنه مورد استفاده قرار می‌گیرد و لایه‌های خاکستری یا بنفش ملایم ممکن است روی لبه‌ها و شیارهای اکلوزال اعمال شوند. پس از اعمال رنگ و/یا لعاب شفاف، روکش یک بار دیگر در دمای پایین‌تر (حدود ۸۰۰–۹۰۰°C) پخته می‌شود تا پوشش نهایی تثبیت شود. در مواردی که بلوک زیرکونیا چندلایه (Multilayer) به کار رفته باشد، بخش رنگ‌آمیزی ممکن است حذف شود.

نکات مهم: پس از سینترینگ، از تراش عمیق یا ابزار دندانه‌دار اجتناب کنید؛ فقط تغییرات جزئی و پولیش سطح مجاز است. معمولاً ابتدا پولیش تمام سطح و حذف هرگونه خراش جزئی انجام می‌شود، سپس در صورت نیاز سطح بیرونی با لعاب شفاف پوشش داده شده و در کوره لعاب‌زنی، در دمای مناسب پخته می‌شود. روکش نهایی باید یکنواخت و بدون نقص باشد، طوری که پس از سمنتاسیون روی دندان، دقت فیت و ظاهر زیبایی مطلوب را ارائه دهد.

این مراحل و نکات فنی بر اساس منابع تخصصی موجود از جمله بررسی‌های آموزشی و مقالات فنی است .