陳衛(wèi)衛(wèi)

北京中醫(yī)醫(yī)院順義醫(yī)院口腔科，北京101300

牙科陶瓷表面不同處理對其粗糙度的影響

陳衛(wèi)衛(wèi)

北京中醫(yī)醫(yī)院順義醫(yī)院口腔科，北京101300

目的比較釉瓷上釉、表面拋光、自身上釉、拋光后釉瓷上釉4種不同的方法研磨后的牙科陶瓷表面粗糙度的影響。方法制作28個牙科陶瓷試件，隨機分成4組，分別采用釉瓷上釉法、表面拋光法、拋光后釉瓷上釉法、自身上釉法對表面進行處理，每組各7個試件。測量4組試件的表面粗糙度值，并對測量出的各組試件的表面粗糙度值進行統(tǒng)計學分析。結果釉瓷上釉組所測粗糙度值為（0.247±0.009）μm，表面拋光組所測粗糙度值為（0.301±0.008）μm，自身上釉組所測粗糙度值為（0.303±0.007）μm，拋光后釉瓷上釉組所測粗糙度值為（0.302± 0.007）μm。自身上釉組、表面拋光組、拋光后釉瓷上釉組與釉瓷上釉組的表面粗糙度值比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；自身上釉組與拋光后釉瓷上釉組表面粗糙度值比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；表面拋光組與自身上釉組、拋光后釉瓷上釉組表面粗糙度值比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。結論牙科陶瓷表面研磨后采用拋光后釉瓷上釉法和表面拋光法后對陶瓷表面性狀無影響，牙科陶瓷表面研磨后采用釉瓷上釉法和自身上釉法對表面性狀影響較大。

牙科陶瓷；拋光；表面粗糙度；釉瓷上釉；自身上釉

烤瓷熔附金屬全冠又稱金瓷冠（metal-ceramic crown），經過高溫燒結陶瓷粉，使其熔附在金屬內冠表面，從而形成的全冠修復體。這種方法形成的全冠修復體，不但具有金屬全冠良好的機械強度，而且兼具全瓷冠美觀的優(yōu)點[1]?？敬扇鄹浇饘偃?，是目前一種較常用并且比較理想的修復體。在實際對烤瓷冠邊緣、近遠中面及調合的臨床操作中，經常會使烤瓷冠的表面磨損破壞，導致表面不完整，變得不光滑，還有可能產生裂紋。為了使烤瓷冠調磨后對表面性能影響不大，需將烤瓷冠進行表面處理。自身上釉、釉瓷上釉和拋光，是口腔臨床操作中最常用的烤瓷冠恢復技術。本研究比較釉瓷上釉法、表面拋光法、拋光后釉瓷上釉法、自身上釉法這4種方法對經過研磨后的牙科陶瓷試件表面粗糙度的影響，現(xiàn)將結果報道如下：

1 材料與方法

1.1 設備與材料

烤瓷爐（登士柏，Multimat C）、瓷粉（Vintage系列A2色體瓷及遮色瓷）、高速離心鑄造機（Heracast ZQ）、Co-Cr合金（BEGO）、噴砂機（Renfert basic）、烤瓷拋光套裝（Shofu CeraMister SHANKP）、粗糙度測試儀（TR220，北京時代之峰科技有限公司）、金剛砂磨石（240號，松風）。

1.2 試件制備方法

采用加工車床制備圓柱形金屬基底代型，底部直徑為10 mm，在0.5 mm厚的蠟片上制作28個蠟型的基底片，包埋、鑄造。將最后制作好的基底片表面調磨到0.5 mm，氧化鋁噴砂，超聲波蒸餾水清洗進行5 min，為下一步操作做準備。

根據(jù)廠家所要求的操作方法進行陶瓷燒結，所有試件在同一烤瓷爐中進行燒結，每一次燒結都是在上一次燒結后冷卻到室溫后才進行。遮色瓷使用二次分層涂塑燒結法，第1次比所指定的溫度高于10～20℃，涂塑極薄；第2次涂塑則用筆積法，控制遮色瓷的厚度不超過0.2 mm。在體瓷涂塑時，應該使用合適的牙本質瓷粉和專用液，為避免氣泡混入瓷粉中，應該用足夠瓷粉一次涂塑完成，修整體瓷的厚度，使其控制在2.0 mm左右。最后放入烤瓷爐燒結，完成后檢查試件是否完整，所有的試件都是一人操作完成。將無缺陷的試件用180號水砂紙均勻磨平，沿同一方向進行。隨機分配成4個測試組，7個試件為1個測試組。利用慢速直機，金剛砂磨石將所有測試組的試件均勻研磨至0.2 mm，研磨時盡量控制同一轉速，研磨完成時，對試件進行超聲清洗。最后對所有測試組研磨后的28個試件，隨機分為4組，分別采用以下4種進行處理：

1.2.1 釉瓷上釉法將研磨后的試件上釉瓷直接放入烤瓷爐燒結。

1.2.2 表面拋光法使用松風拋光套裝CeraMister Shankp依粒度又粗到細逐步拋光，每一粒度級別拋光1 min。

1.2.3 自身上釉法直接將研磨后的試件放入烤瓷爐自身上釉。

1.2.4 拋光后釉瓷上釉法將拋光后的試件上釉瓷放入烤瓷爐進行燒結。

1.3 測試所有測試組的試件的表面粗糙度

對所有烤瓷試件的中心區(qū)域測試其表面粗糙度。測試時，方向垂直于試件的調磨方向，每1個試件測定3個不同的方向，分別得出3個數(shù)值，試件的表面粗糙度值就是這3個數(shù)值之和的平均值。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用統(tǒng)計軟件SPSS 13.0對數(shù)據(jù)進行分析，正態(tài)分布計量資料以均數(shù)±標準差表示，多組間比較當方差齊性時，使用ANOVA和SNK檢驗分析方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗。數(shù)據(jù)方差不齊或者非正態(tài)分布時，使用秩和檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

釉瓷上釉組的表面粗糙度值為（0.247±0.009）μm；表面拋光組的表面粗糙度值為（0.301±0.008）μm；自身上釉組的表面粗糙度值為（0.303±0.007）μm；拋光后釉瓷上釉組的表面粗糙度值為（0.302±0.007）μm。自身上釉組、表面拋光組、拋光后釉瓷上釉組與釉瓷上釉組的表面粗糙度值比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；但自身上釉組與拋光后釉瓷上釉組比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；表面拋光組與自身上釉、拋光后釉瓷上釉組比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

3 討論

3.1 陶瓷的發(fā)展史及結構特點

在我國悠久的歷史中，陶瓷是一種古老的常用的材料，屬于無機非金屬材料。陶瓷作為無機非金屬材料的代表，是我國歷史上的偉大發(fā)明之一。陶瓷材料在18世紀后期被法國醫(yī)生用作基托，這是首次將陶瓷材料應用于口腔醫(yī)學。19世紀初，被用作充填材料。1887～1889年，制作出烤瓷牙冠和嵌體，使陶瓷修復工藝取得了很大了進步。1895年和1899年，高熔和低熔陶瓷分別研制成功，將陶瓷的審美修復推進了一大步。步入20世紀后，牙科鑄造陶瓷技術應用于口腔醫(yī)學。在1919年，Welben先試鑄造陶瓷，因為一些性能缺點而沒被廣泛使用，但為牙科鑄瓷的研究奠定了基礎。受限于當時的技術及陶瓷材料本身的一些性能缺點，使得陶瓷材料未能在口腔醫(yī)學上獲得重大發(fā)展。1940年直空燒結技術應用于齒科陶瓷的制備，在1956年以后，初步解決了金屬陶瓷相互匹配的結合問題，從而促進了烤瓷熔附金屬修復工藝的迅速發(fā)展。直到20世紀60年代，Vines等將細瓷粉低壓直空燒結后制成的陶瓷體視為牙科陶瓷在美觀和透明度上的第一次重大突破[2]。20世紀后期，出現(xiàn)了氧化鋯陶瓷和降解陶瓷，以及各種陶瓷基復合材料，并且納米技術在口腔材料上的研究和應用也得到了較大發(fā)展。這些材料與技術，使得口腔修復進入了一個新的時期。近年來仿生學的興起，即模擬人體硬組織制成的生物陶瓷，將會對未來的口腔領域產生重大意義。牙科陶瓷具有良好的耐酸性和耐腐蝕性、良好的生物相容性和美觀性等優(yōu)點，并且牙科陶瓷的折射和散射系數(shù)與天然牙體硬組織非常接近，已被相當多的患者所接受。

陶瓷的結構對陶瓷的性能影響很大。最終燒制后的陶瓷由氣相、玻璃相和晶相組成。氣相，即氣孔，是指陶瓷組織內部殘留下來的氣孔洞。氣孔又分為閉口氣孔和開放氣孔，它在陶瓷材料中扮演著重要的角色，在陶瓷材料中，絕大多數(shù)氣孔是在燒制過程中形成的，但是一些氣孔也能通過某些特殊方法獲得。陶瓷材料的許多性能，都與氣孔尺寸、氣孔率、氣孔分布等因素息息相關，較小的差值都可能使得陶瓷材料在吸附、隔熱、涂層等性能在很大范圍內變化。因此，較好的控制陶瓷材料中氣孔的數(shù)量、分布及其形態(tài)對陶瓷的性能影響很大。玻璃相是指從熔融液態(tài)冷卻時不進行結晶的非晶態(tài)固體，它是一種非晶態(tài)結構的低熔點固體。玻璃相具有將分散的晶相黏在一起的作用，從而提高材料的致密度，降低陶瓷燒結溫度，加快陶瓷燒結過程，并能夠抑制晶粒生長，阻止晶相轉變等。陶瓷材料中最重要的組成相是晶相，陶瓷的力學、化學、物理性能一般都是由它決定的。陶瓷材料的晶相結構是相對復雜的，其中立方、四方和六方晶細最為重要。王富等[3]研究了傳統(tǒng)陶瓷和納米陶瓷的拋光性能，在相同拋光方法的情況下，納米陶瓷比傳統(tǒng)陶瓷表面光潔度更高。這種現(xiàn)象應該是由于納米陶瓷的晶粒非常小，從而使材料中內在氣孔或缺陷尺寸大大降低而形成，這與納米陶瓷微觀效應有關。

3.2 牙科陶瓷的結構對表面粗糙度的影響

有研究表明，在拋光磨具及方法一致時，可能由于拋光機制不同，陶瓷中加入納米碳化硅比不加納米碳化硅，能獲得更好的表面光潔度[4]。種類不同的牙科陶瓷顆粒大小影響其表面拋光效果，但最主要的原因可能是與陶瓷表面下的小氣孔率有關。當陶瓷修復體進行表面拋光時，受氣孔率的影響，會導致陶瓷表面凹陷、表面粗糙，并能影響陶瓷的強度和光學性能。在空氣中燒結的陶瓷氣孔比在直空中要多的多，如果環(huán)境是直空狀態(tài)，進行燒結就能降低陶瓷的表面粗糙度，提高陶瓷表面的光滑度。在燒結陶瓷過程中，如果能夠減少陶瓷材料中的氣孔，在拋光陶瓷時，表面光潔度就會更好。Dalkiz等[5]研究表明，對于低融陶瓷和超低融陶瓷，經過相同的表面處理方法，最終兩種陶瓷的表面粗糙度不同。在本實驗中，采用同一種類的不透明瓷和體瓷。

3.3 測量表面粗糙度

表面粗糙度是對于陶瓷修復體評價的重要標準之一。表面粗糙度指的是加工后的材料表面具有的較小的間距和微小峰谷的不平度，表面粗糙度越小，則表面越光滑。表面粗糙度決定物體表面的質量如何，是衡量物體表面平滑程度的量化指標，以ISO4287為標準，原始輪廓、波紋輪廓、粗糙度輪廓三個參數(shù)，是評價樣品表面粗糙度的重要參數(shù)，這些參數(shù)能夠從不同的方面去反映物體表面的粗糙程度。輪廓算數(shù)平均偏差是重用的參數(shù)，在實際測量中，測量點的數(shù)目越多，輪廓算數(shù)平均偏差越準確。該參數(shù)也是牙科材料表面質量評價公認參數(shù)。粗糙度測量是對牙科陶瓷表面拋光效果的鑒定，本研究中，通過對各測試組試件表面粗糙度值的測定，比較各組方法對陶瓷表面性狀的影響。

3.4 牙科陶瓷表面處理常用的方法

臨床上，在試戴烤瓷修復體時，往往進行一些調整，從而使修復體表面粗糙，容易導致色素沉著，菌斑附著，誘發(fā)牙周病和齲病[6]，不同粗糙度的瓷表面對變異鏈球菌的影響不同[7]。粗糙的瓷表面還可造成對合牙的磨耗及影響陶瓷修復體的本身所具有性能，因此要對陶瓷表面進行相應的處理,臨床上一般采用表面拋光和上釉。

表面拋光技術是對物體磨光的處理，是一種去除陶瓷修復體表面粗糙的技術，對處理對象的表面進行光亮化，從而降低陶瓷修復體表面粗糙度，使其富有光澤。在拋光時，牙科陶瓷表面要使用由粗到細的磨料反復研磨，從而消除陶瓷表面的細小裂紋或磨痕，提高表面光潔度，從而獲得平整的修復體表面。表面拋光還可防止表面裂紋擴展，原理是牙科陶瓷表面與磨料的接觸摩擦產生的切向力，使不同深淺的表面磨痕在這種力的作用下被磨蝕平整，形成一個光滑的平面。粗糙度值是牙科陶瓷表面光滑程度的量化指標。有學者認為，可被臨床接受的表面粗糙度值在0.3～0.5μm。以前，由于拋光方法的限制及工具的單一，使得拋光后的牙科陶瓷表面光潔度達不到上釉的效果。近年來，很多牙科材料制造商出現(xiàn)了各式各樣的拋光套裝，由于拋光工具的多樣化及臨床的需要，拋光技術有了很大發(fā)展。不同的拋光工具對同種牙科陶瓷的拋光效果不同[8]。因修復體合面及軸面形態(tài)不同，拋光時，應使用不同形狀的拋光工具和中速手機，減少牙科陶瓷表面瓷層的破壞。有學者[9]認為，拆除托槽后的瓷表面經過拋光后表面粗糙度可達到對照組水平。本研究結果表明經過調磨的牙科陶瓷表面，采用shofu牙科陶瓷拋光磨具套裝依粒度從粗到細逐步拋光，所得的粗糙度值與自上釉所得的表面粗糙度值統(tǒng)計學上無顯著性差異，說明對于細微調磨的牙科陶瓷表面，拋光即可達到臨床及生物學要求。

所謂釉，是覆蓋在陶瓷表面的一層玻璃質薄層。牙科陶瓷經過上釉操作后，會對其表面粗糙度產生一定的影響。上釉有兩種方法，第一種是釉瓷上釉，是指當陶瓷修復體調磨合適后，將釉料涂在陶瓷修復體表面，放入烤瓷爐進行燒結，燒結后會在牙科陶瓷表面形成均勻的玻璃薄層；第二種方法是自身上釉，當陶瓷修復體調磨合適后，再次將其放回烤瓷爐燒結，當烤瓷爐溫度升至950℃左右時，超過了玻璃相轉化溫度，這時，牙科陶瓷玻璃態(tài)的流動層會出現(xiàn)，其表面的孔隙、輕微裂紋會被恢復，等到燒結完成，溫度冷卻至室溫后，表面就會形成一層像玻璃的光滑釉層，可以對修復體表面起到保護作用。燒結完成后的陶瓷修復體，可能會存在一些細小裂紋，它本身屬于一種脆性材料，在臨床試戴期調磨的過程中，又有可能產生新的細小裂紋，內部的裂紋對壓力很敏感，非常容易斷裂[10-11]。為了提高陶瓷修復體的韌性，可以通過對陶瓷修復體上釉的方法來實現(xiàn)。上釉的目的是封閉陶瓷修復體表面的氣孔和裂紋，減小臨界裂紋的尺寸，從而在陶瓷修復體表面形成一層光滑的表面。經過上釉的陶瓷修復體，能夠防止被污染物污染，以避免細菌黏附；同時還能使陶瓷修復體的表面呈現(xiàn)更好的半透明效果。有學者認為自身上釉能夠使陶瓷修復體更自然更直實，這是由于陶瓷修復體自身上釉可以保持牙表面的結構和細微特征[12]。本研究表明：經過調磨的牙科陶瓷表面經過釉瓷上釉和自身上釉后，所產生的表面粗糙度值有顯著性差異，這是因為兩種上釉方法所需要的溫度不同，即自身上釉方法高于釉瓷上釉方法。結合本實驗結果可以看出，釉瓷上釉時，表面僅覆蓋著非常薄的釉液層，只能修復陶瓷修復體表面的淺劃痕，而對于較深的劃痕不能很好覆蓋，因此表面粗糙度值較大。而自身上釉，使得表面粗糙的陶瓷修復體表面在經過高溫燒結時，產生了玻璃態(tài)的流動層，這能夠使陶瓷修復體表面上的劃痕、細微裂紋隨之熔融而消失，從而達到更好的修復。這些結果表明，上釉的最終效果如何，取決于上釉前陶瓷修復體表面的粗糙度。

綜上所述，經過磨改后的瓷表面用橡皮輪或拋光糊劑拋光可使瓷表面非常光滑，美觀效果如同自上釉或者更好[13]。本研究采用的shofu拋光套裝粒度由粗到細逐步進行，在經過精細拋光后，與自上釉能達到相同的效果，隨著技術及材料的發(fā)展，臨床上試戴修復體時，調磨越來越少，因此，對于沒有加工中心，采用外加工形式的單位，表面拋光是一種很好的選擇，這樣明顯縮短了患者的就診次數(shù)，提高了工作效率。

[1]馮海蘭.口腔修復學[M].北京：北京大學醫(yī)學出版社，2005：55-56.

[2]Kelly JR，Nishimura I，Campbell SD.Ceramics in dentistry: historical roots and currentperspectives[J].J Prosthet Dent，1996，75：18-32.

[3]王富，陳吉華，熊宇，等.拋光和上釉對牙科納米陶瓷表面粗糙度的影響[J].口腔醫(yī)學，2006，26（4）：276-278.

[4]彭珍珍，蔡舒，王彥偉，等.85Al2O3/SiC納米復合陶瓷的表面拋光性能[J].稀有材料金屬與工程，2005，34（suppl 1）：424-427.

[5]Dalkiz M，Sipahi C，Beydemir B.Effects of six surface treatment methods on the surface roughness of a low-fusing and an ultra low-fusing feldspathic ceramic material[J]. J Prosthodont，2009，18（3）：217-22.

[6]Clayton J，Green E.Roughness of pontic materials and dental plaque[J].J Prosthet Dent，1970，23（4）：407-411.

[7]薛莉，孟玉坤，唐霞.烤瓷表面拋光和上釉對其表面粗糙度及細菌黏附的影響[J].華西口腔醫(yī)學雜志，2012，30（1）：10-17.

[8]葛懿，楊瑞，郁慧珍，等.不同表面處理對Sirona CEREC Blocs陶瓷表面粗糙度的影響[J].口腔材料器械雜志，2013，22（4）：181-184.

[9]陳啟林，胡孝麗，嚴艷，等.不同拋光處理對粘結托槽的瓷表面粗糙度影響的體外研究[J].臨床口腔醫(yī)學雜志，2014，30（11）：651-652.

[10]楊桂梅.口腔修復材料的顏色穩(wěn)定性研究[J].河北醫(yī)學，2012，18（11）：1538-1541.

[11]Sasahara RM，Ribeiro Fda C，Cesar PF et al.Influence of finishing technique on surface roughness of dental porcelains with different microstructure[J].Oper JT-Operative dentistry，2006，31：577-583.

[12]Griggs JA，Thompson JY，Anusavice KJ.Effects of flaw size and auto-glaze treatment on porcelain strength[J].J Dent Res，1996，75：1414-1417.

[13]Al Hiyasat AS，Saunders WP，Sharkey SW et al.The abrasive effect of glazed，unglazed,and polished porcelain on the wear of hμman enamel,and the influence of carbonated softdrinkson the rate ofwear[J].IntJProsthodont，1997，10（3）：269.

Effect of different surface treatments on roughness of dental ceramics

CHEN Weiwei
Department of Stomatology,Shunyi Branch Hospital of Beijing Hospital of Traditional Chinese Medicine Hospital, Beijing 101300,China

ObjectiveTo study and compare the effect of four different kinds treatments on roughness of dental ceramics:porcelain glazing,surface polishing,glazing and porcelain glazing after polishing.MethodsTwenty-eight dental ceramic samples were fabricated and randomly divided into 4 groups,which were treated by surface polishing,porcelain glazing,porcelain glazing after polishing and glazing separately respectively,with 7 samples in each group.Roughness values of the samples were measured and analyzed.ResultsThe roughness values of porcelain glazing group was (0.247±0.009)μm,the roughness values of surface polishing group was(0.301±0.008)μm,the roughness values of glazing group was(0.303±0.007)μm and the roughness values of porcelain glazing after polishing group was(0.302± 0.007)μm.The roughness values of porcelain glazing group was compared with those of the other groups,the differences were statistically significant(P＜0.05);however,the roughness values of glazing group was compared with that of porcelain glazing after polishing group,the difference was not statistically significant(P＞0.05),the roughness values of polishing group was compared with those of glazing group and porcelain glazing after polishing group,the differences were not statistically significant(P＞0.05).ConclusionThere is no significant difference between porcelain glazing after polishing and surface polishing on dental ceramics surface after grinding;there is significant difference between porcelain glazing and glazing on dental ceramics surface after grinding.

Dental ceramic;Surface polishing;Surface roughness;Porcelain glazing;Glazing

R783

A

1673-7210（2015）07（b）-0156-04

2015-02-14本文編輯：蘇暢）