3.1
Chemické složení keramiky
Nabízí přímou spojitost mezi strukturou keramiky (podílem amorfní a krystalické fáze) a jejími vlastnostmi. Při využití tohoto dělení můžeme na keramiku pohlížet jako na kompozit, kde skelná fáze tvoří matrici a je z větší nebo z menší části vyplněna krystalickými nebo skelnými částicemi.
Keramiku tak lze rozdělit do čtyř kategorií:
1. Skelná keramika (živcová)
2. Skelná keramika vyztužená krystalickou fází – sklokeramika (leucitová, fluorapatitová, lithium-disilikát a zirkonem zesílená lithium silikátová keramika)
3. Krystalická keramika vyplněná skelnou fází (infiltrovaná keramika)
4. Polykrystalická keramika (aluminiumoxid, zirkonsilikát a zirkonoxidová keramika) [5,17]
Tabulka 2. Dvě hlavní skupiny dentální keramiky
Silikátové keramiky
Oxidové keramiky
živcová keramika
sklem infiltrovaný aluminiumoxid
leucitová keramika
sklem infiltrovaný zirkonoxid
lithium-disilikátová keramika
hustě sintrovaný aluminiumoxid
fluorapatitová keramika
hustě sintrovaný zirkonoxid
3.1.1
Silikátová keramika - s vysokým obsahem skla
Silikátové keramiky jsou tvořeny živcem a křemenem, což je řadí mezi tradiční dentální keramiky. Sestávají ze skelné fáze, v níž jsou uloženy leucitové krystaly. V literatuře se pojmy silikátová keramika, sklokeramika a keramika živcová používají často synonymně.
Vlastnosti:
  • pevnost v ohybu dosahuje 50–200 MPa
  • odolnost v lomu pak méně než 2,5 MPa
  • krystalický podíl je 20 %
3.1.1.1
Skelná keramika – živcová
Původní přírodní živcová keramika je závislá na složení přírodního živce a její vlastnosti lze modifikovat pouze přidáním oxidů a úpravou zpracování přírodních materiálů.  Ze živcové fáze (draselného živce) vznikají během sintrovacího procesu leucitové krystaly, které jsou zodpovědné za stabilitu během vypalování, zvyšují konečnou pevnost a způsobují zakalení transparentní skelné fáze. Stability je dosaženo vazbou k materiálu konstrukce. Mechanické vlastnosti této keramiky jsou v porovnání s ostatní keramikou horší. Důvodem je vysoký podíl skelné fáze.
Vlastnosti:
  • pevnost v ohybu je 60–70 MPa
  • krystalický podíl je 17–25 %
Indikace:
  • v případě živcových keramik jde o klasické fazetovací materiály jak pro kovové, tak i keramické konstrukce. Dále jsou vhodné pro výrobu korunek ve frontálním úseku a estetických fazet (tzv. veneers)  [8,9]
Způsob zpracování:
  • vrstvení (modelace z volné ruky)
3.1.1.2
Skelná keramika vyztužená krystalickou fází
Tato kategorie pokrývá široké rozpětí podílů krystalické a amorfní fáze. Nazývána je také dříve hojně užívaným termínem sklokeramika. Navazuje složením na přírodní živcovou keramiku, které se velmi podobá, primárně je však tvořena pouze skelnou fází. Krystalické struktury vznikají teprve sekundárně za přívodu tepla během vypalovacího procesu. Někdy mohou být krystaly přidány uměle. Tím se zvyšuje stabilita keramiky a svým striktně syntetickým složením překonává nevýhody živcové keramiky.
Podle hlavních typů krystalů rozlišujeme tedy keramiky na leucitovou, fluorapatitovou, lithium-disilikátovou a zirkonem zesílenou lithium silikátovou. [5,17]
Leucitová keramika
Mezi základní složky patří oxid křemičitý, oxid draselný, oxid sodný a oxid hlinitý. Jejich skelná fáze je již v surovém výrobku doplněna o krystaly leucitu. Množstvím krystalů leucitu lze ovlivnit translucenci (estetiku) a teplotní roztažnost. Teplotní roztažnost materiálu hraje důležitou roli pro fazetování, kdy teplotní roztažnost konstrukce a fazetovacího materiálu musí být stejná nebo velmi podobná, aby nedocházelo mezi oběma materiály k pnutí a prasknutí fazety. Mechanické vlastnosti této keramiky závisí především na způsobu zpracování a výroby. [5]
Konkrétní složení je výrobním tajemstvím a liší se tedy dle výrobce.
Vlastnosti:
  • pevnost v ohybu 160–300 MPa
  • krystalický podíl je 35 %
Indikace:
  • vykazuje vynikající výsledky pro výrobu fazet, inlejí a onlejí v laterálním úseku [8,9]
Způsob zpracování:
  • převážně presování
Fluorapatitová keramika
Fluorapatitové krystaly (Ca10(PO4)6OH2) jsou v podstatě stavební látkou skloviny, proto jsou optické vlastnosti této keramiky sklovině nejvíce podobné. Mechanické vlastnosti jsou na podobné úrovni jako u živcové a leucitové keramiky. [9]
3.1.2
Silikátová keramika - s nízkým obsahem skla
3.1.2.1
Lithtium-disilikátová keramika
Jedná se o skupinu keramických materiálů s nízkým obsahem skla. Jejími charakteristickými vlastnostmi je průměrná pevnost, nadstandardní estetika a podpora adhezivní fixace. Díky svým vlastnostem stoupá její obliba a patří mezi běžně používané keramiky. Přidáním oxidu lithia (Li2O) do standardní živcové keramiky vzniká krystalická fáze lithium-disilikátu (Li2Si2O5). Tento oxid také snižuje její teplotu tání a má zpevňující účinek. Lithium-disilikátové skelné keramiky mají daleko lepší mechanické vlastnosti než leucitové. Tento materiál je velice průsvitný i s vysokým podílem krystalické fáze díky poměrně nízkému indexu lomu krystalů lithium-disilikátu.
Vlastnosti:
  • pevnosti v ohybu  350–450 MPa
  • odolnost v lomu 2,8-3,5 MPa
  • krystalický podíl až 70 %
Indikace:
  • fazety, jednotlivé korunky ve frontálním a laterálním úseku
  • menší celokeramické můstky s rozsahem až do premolárového úseku, důležitá je však podmínka minimální styčné plochy mezi jednotlivými členy můstku dosahující alespoň 16 mm²
Způsob zpracování:
  • presování
  • CAD/CAM
3.1.2.2
Zirkonem zesílená lithium silikátová keramika
Zirkonem zesílená lithium silikátová keramika (ZLS) je vysoce pevná dentální keramika s podporou adhezivní fixace. Je využívána pro techniku presování pod tlakem i CAD/CAM technologií. Obsahuje kromě oxidu lithia a oxidu křemičitého (SiO2), také cca 10% oxidu zirkoničitého (ZrO2), který je disperzně rozptýlený ve skleněné fázi keramiky. Tím je zabráněno úplnému vykrystalizování oxidu zirkoničitého. Materiál je díky tomu vysoce translucentní a opalescentní, a liší se tím od konvenční opákní zirkonoxidové keramiky. U ZLS představuje skleněná fáze větší podíl, než jaký obsahují současné lithium-disilikátové keramiky.
Vlastnosti:
  • pevnosti v ohybu  210–510 MPa
  • odolnost v lomu 2–4,90 MPa
Indikace:
  • fazety, inleje, onleje a jednotlivé korunky ve frontálním a laterálním úseku
Způsob zpracování:
  • presování
  • CAD/CAM
3.1.3
Oxidová keramika
V případě oxidových keramik se jedná o jednofázové keramické materiály tvořené oxidy. Podíl skla je zpravidla velmi nízký. Typickými oxidy jsou Al2O3,  MgO, ZrO2,  MgAl2O4 a TiO4.
3.1.3.1
Krystalická keramika vyplněná skelnou fází - s velmi nízkým obsahem skla
Základem je částečně slinutá keramika na bázi oxidu hlinitého (Al2O3) infiltrovaná sklem. Zprvu porézní konstrukce z oxidové keramiky je následně za vysokých teplot vyplněna skelnou fází. Výsledkem je keramika, která má až čtyřikrát vyšší hodnoty ohybové pevnosti než dříve používané keramiky. Příčinou dobrých mechanických vlastností je dobrá odolnost vůči propagaci trhlin, které musejí růst skrze odolnější krystalovou strukturu. [8,9] Snaha vytvořit bezkovovou keramiku pro nosné konstrukce vedla k vyvinutí tzv. infiltrované keramiky. Výroba náhrad se však v tomto procesu ukázala nejen značně časově i ekonomicky nevýhodná, ale i mechanická odolnost se ukázala být nedostatečná.
Vlastnosti:
  • pevnosti v ohybu  378–604 MPa [6]
Indikace:
  • estetické fazety a korunky do frontálního úseku, inleje, onleje, overleje s rozsahem až do molárového úseku, jednotlivé korunky maximálně do premolárového úseku
Kontraindikace:
  • můstky (nedostatečná pevnost)
  • nepříznivé okluzní podmínky, nedostatek místa či bruxismus
Způsob zpracování:
  • CAD/CAM
  • MAD/MAM
3.1.3.2
Polykrystalická keramika - s nízkým až nulovým obsahem skla
Je tvořena hutnou polykrystalickou strukturou, bez pórů a skelných fází. Má nejvyšší potenciál pevnosti a houževnatosti. V průběhu vysokoteplotního slinování materiál výrazně sníží svůj objem  (přibližně o 25 %). Tento materiál se také používá například u náhrad kyčelních kloubů. V současné době se oxidové keramiky frézují pouze z továrně zhotovených keramických bloků a puků různých tvarů a velikostí. Jsou značně opákní, proto se používají převážně jako konstrukční materiály. Polykrystalické keramiky dále dělíme na aluminiumoxidy, zirkonsilikátyzirkonoxidové keramiky.
Aluminiumoxid
Výhodou této keramiky je kvalitní povrch a velmi vysoká tvrdost. Je však nedostatečně průsvitná a tedy neestetická. Pro náhradu předních zubů se používá Al2O3/Mg2O3 keramika, která má poloviční pevnost oproti Al2O3/Zr2O3 , avšak má lepší průsvitnost. Přesto i tato keramika bývá často pokrývána běžnými sklokeramikami (v zubní laboratoři se též Al2O3 používá v jiné formě jako abrazivní prostředek k pískování).
Vlastnosti:
  • pevnosti v ohybu 400–699 MPa
  • odolnost v lomu 4,5–6 MPa
  • krystalický podíl až 99 %
Indikace:
  • hustě sintrovaný aluminiumoxid je vhodný ke zhotovení jednotlivých korunek nebo jejich konstrukce či pro zhotovení menších můstků i do laterálního úseku
Způsob zpracování:
  • CAD/CAM
Zirkonsilikát
Jedná se o bílou dvoufázovou keramiku, u které nedochází během sintrovacího procesu ke kontrakci. To je zajištěno kompenzací založenou na nárůstu objemu způsobeném oxidační reakcí zirkoniumdisilicidu (ZrSi2) na zirkon (ZrSiO4) a oxid křemičitý (SiO2), který je podstatně vyšší než u kovových prvků. Vzniká křemíkový polymer, který má význam pro tvar a stabilitu. [5]
Vlastnosti:
  • pevnosti v ohybu  340 MPa
  • krystalický podíl nad 80 %
Indikace:
  • plně anatomické můstky do laterálního úseku
Kontraindikace:
  • kvůli absenci vhodného fazetovacího materiálu nelze použít pro náhrady ve frontálním úseku
Způsob zpracování:
  • CAD/CAM
Zirkonoxid
Vysoce tvrdá a odolná polykrystalická keramika neobsahující sklo byla dlouhou dobu charakteristická vysokou opacitou a tedy i poněkud horší estetikou. V poslední době se výrobci úspěšně  snaží zlepšit její estetické vlastnosti výrobou  probarvených bločků zohledňujících plynulý přechod barev od krčkové partie k incizi. Tento materiál se vyznačuje  neschopností adhezivní fixace.
Zpracovává se pouze frézováním. Svými vlastnostmi a hlavně jednodušší metodou výroby postupně vytlačuje kovy z výroby korunkových náhrad. [5]
Vlastnosti:
  • pevnosti v ohybu 900 MPa
  • odolnost v lomu 9 MPa
Indikace:
  • korunky, můstky prakticky jakéhokoliv rozsahu (tedy i 12členné můstky)
  • estetické abutmenty implantátů
  • primární konstrukce teleskopických náhrad, kořenové inleje, inlejové můstky a keramické zámečky pro ortodoncii
Kontraindikace:
  • inleje, onleje, overleje, fazety - nemožnost adhezivní fixace
Způsob zpracování:
  • CAD/CAM
Ve stomatologii používáme tři základní typy oxidu zirkoničitého:
1.  3Y-TZP (yttrium cation-doped tetragonal zirconia polycrystals) je oxid zirkoničitý s obsahem 3 mol % Y2O3, který slouží jako stabilizátor. Obrábí se z předsintrovaných bločků a sintruje se při teplotě od 1 350 do 1 550 °C. Má pevnost v ohybu 800–1 000 MPa.
2. Sklem infiltrovaný oxid zirkoničitý tvrzený aluminou (ZTA – zirconia-toughened alumina) je typ označovaný jako biokeramika. Skelná fáze tvoří asi 23 % konečného produktu. Spojení obou oxidů je provázeno určitou mikroporozitou (8–11 %), která je větší než porozita u prvního typu zirkonie.
3. Mg - PSZ – hořčíkem částečně stabilizovaný oxid zirkoničitý (magnesia partially stabilized zirconia) není příliš v biomedicíně používán vzhledem k větší velikosti zrn a s tím související značné porozitě. Vzniká při vysoké sintrovací teplotě (1 680–1 800 °C). [10]