郝妍 廉云敏 付強(qiáng) 董少然

肩臺(tái)寬度對(duì)全解剖式二氧化鋯冠壓縮破壞力的影響

郝妍 廉云敏 付強(qiáng) 董少然

目的研究肩臺(tái)寬度及冷熱循環(huán)對(duì)全鋯冠壓縮破壞力的影響。方法制作右下第一磨牙的金屬代型4種。肩臺(tái)寬度分別為刃狀(A組)、0.3 mm(B組)、0.5 mm(C組)、1.0 mm(D組)，每組6 個(gè)。通過CAD/CAM技術(shù)制作下頜第一磨牙全鋯冠；用D組代型制作鈷鉻烤瓷冠(E組,為對(duì)照組)。在萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)上測量試件的壓縮破壞力。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析后制備C組樣本18 個(gè)，進(jìn)行冷熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)。循環(huán)次數(shù)依次為：10 000 次(C1組)，20 000次(C2組)，30 000次(C3組)，每組6 個(gè)。采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果A、B、C、D、E組的壓縮破壞力(N)依次為3 855.00±305.47、2 731.70±261.80、3 698.30±276.87、3 841.70±544.88、2 992.17±168.41。B、E組的壓縮破壞力顯著低于A、C、D組，P<0.05。B、E組比較P>0.05。C、C1、C2、C3組的壓縮破壞力(N)依次為3 698.30±276.87、3 220.00±504.38、3 148.33±425.60、3 572.00±545.30,各組間比較P>0.05。結(jié)論4 種肩臺(tái)寬度的全鋯冠的壓縮破壞力均可滿足臨床需要，其中0.3 mm肩臺(tái)寬度的全鋯冠的壓縮破壞力小于0.5 mm、1.0 mm肩臺(tái)寬度的全鋯冠，但是與對(duì)照組(鈷鉻烤瓷冠組)之間無差異，并且各組壓縮破壞力不受冷熱循環(huán)的影響。

二氧化鋯； 壓縮破壞力； 肩臺(tái)寬度； 冷熱循環(huán)

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

牙體標(biāo)準(zhǔn)模型(Nissin公司，日本)，CAD/CAM專用超透氧化鋯(愛爾創(chuàng)科技有限公司，深圳)，A2染色液、Vintage系列遮色瓷及體瓷(松風(fēng)齒科，日本)，鈷鉻金屬錠(基爾巴赫，德國)，切削蠟(威蘭德，天津)，3M玻璃離子(3M公司，美國)，Dental System D800 掃描儀、Abutment Designer 基牙設(shè)計(jì)軟件(3Shape公司，丹麥)；ROLAND DWX-50五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)字加工設(shè)備(日本)；澤康二代智能切割機(jī)、澤康加強(qiáng)型瓷化燒結(jié)爐(登士柏，美國)；烤瓷爐(義獲嘉，瑞士)，超聲清洗機(jī)(SW-500，日本)，Renfert 噴砂機(jī)、萬能材料試驗(yàn)機(jī)(SKYVMC-1160H，蘇州)，冷熱循環(huán)儀(TC-501-F，蘇州威爾)。

1.2 方法

圖 1 不同肩臺(tái)寬度的金屬代型

1.2.3 鈷鉻烤瓷冠的制作 用D組代型來制作鈷鉻烤瓷冠，常規(guī)制作基底冠，制作蠟型，包埋，鑄造。厚度在0.4 mm，然后上瓷燒結(jié)，瓷層厚度控制在1.4 mm，得到6 個(gè)鈷鉻烤瓷冠，作為對(duì)照組(E組)。

1.2.4 全冠的粘接和強(qiáng)度測試 用3M玻璃離子水門汀粘接劑將全冠粘接于金屬代型上，靜止24 h后進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn)。壓縮破壞力測試時(shí)，用直徑6 mm的加載頭，采用5 KN的力值傳感器，以0.5 mm/s垂直加壓于全冠的功能尖上，當(dāng)全鋯冠發(fā)生碎裂或烤瓷冠出現(xiàn)瓷層破壞時(shí)，記錄力值即為該全冠的壓縮破壞力。

1.2.5 冷熱循環(huán)實(shí)驗(yàn) 將C組全鋯冠置于37 ℃水浴箱內(nèi)24 h(相當(dāng)于冷熱循環(huán)0次)，取出備用。將C1、C2、C3組全鋯冠水儲(chǔ)24 h后開始冷熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)(冷水浴5 ℃，熱水浴55 ℃，浸漬時(shí)間均為30 s，間隔5 s)，循環(huán)次數(shù)分別為10 000 次、20 000 次、30 000 次，循環(huán)結(jié)束后取出備用。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié) 果

2.1 肉眼觀察

所有全鋯冠(包括不同肩臺(tái)寬度的4 組和不同冷熱循環(huán)次數(shù)的3 組)的實(shí)驗(yàn)試件均為全瓷層的斷裂，裂紋走向具有相似性。首先出現(xiàn)在加載點(diǎn)的下方，然后從加載點(diǎn)向外延伸。主要裂紋走向有2 種：沿功能尖的邊緣嵴裂成2 部分(20 例)；沿功能尖的牙尖嵴裂開(17 例)，其余無特殊規(guī)律(5 例)。

2.2 壓縮破壞力值

5 組全冠的壓縮破壞力值見表 1。不同冷熱循環(huán)次數(shù)后的壓縮破壞力值見表 2。

表 1 各組間的壓縮破壞力結(jié)果

注： ①:VS 組 B(P<0.05); ②:VS 組 C(P<0.05); ③:VS 組 E(P<0.05)； ④ VS 組 A(P<0.05); ⑤:VS 組 D(P<0.05)

表 2 冷熱循環(huán)后各組間的壓縮破壞力

Tab 2 The comparison of compressive strength among the different counts of thermocycling experiment

組別nx±s(N)F值P值C63698.30±276.872.1140.130C163220.00±504.38C263148.33±425.60C363572.00±545.30

2.3 各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均符合正態(tài)性及方差齊性

對(duì)5 組全冠的壓縮破壞力進(jìn)行單因素方差分析：各組間的壓縮破壞力有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，即組間存在差異。進(jìn)行組間的兩兩比較，B組、E組與A組、C組、D組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。而B組、E組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，A組、C組、D組之間差異也沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。相同肩臺(tái)寬度(0.5 mm組)在冷熱循環(huán)10 000、20 000、30 000 次后，其壓縮破壞力沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

3 討 論

3.1 肩臺(tái)對(duì)壓縮破壞力的影響

3.2 冷熱循環(huán)對(duì)全鋯冠壓縮破壞力的影響

在口腔環(huán)境中，由于溫度的變化及唾液的存在，形成了相對(duì)潮濕的環(huán)境，使氧化鋯具有潛在老化的可能性，因而也會(huì)對(duì)修復(fù)體的遠(yuǎn)期成功率產(chǎn)生影響。溫度的變化可以引起氧化鋯的3 種結(jié)構(gòu)間的相互轉(zhuǎn)化，隨著溫度的升高，單斜相(m-ZrO2)轉(zhuǎn)化為四方相(t-ZrO2)，溫度繼續(xù)升高t-ZrO2轉(zhuǎn)化為立方相(c-ZrO2)；溫度降低時(shí)c-ZrO2向t-ZrO2轉(zhuǎn)化，溫度繼續(xù)降低t-ZrO2向m-ZrO2轉(zhuǎn)化。而只有四方相具有相對(duì)較好的機(jī)械性能。避免氧化鋯老化就是盡可能多的將鋯材穩(wěn)定在四方相。在氧化鋯中加入適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑可以使在高溫時(shí)才出現(xiàn)的四方相氧化鋯穩(wěn)定在室溫。但是在濕潤的環(huán)境中，室溫下的四方相氧化鋯表面會(huì)向單斜相轉(zhuǎn)變，從而降低鋯材的性能。隨著老化時(shí)間的延長，材料中的單斜相含量增加，也就意味著材料中相變的區(qū)域越大、越多，材料的缺陷也越多。有研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)[10-12]，材料的老化現(xiàn)象是從表面開始的，氧化鋯表面的t-ZrO2轉(zhuǎn)變成m-ZrO2，同時(shí)引起體積膨脹，這樣的結(jié)果相當(dāng)于給材料施加了一個(gè)壓應(yīng)力。當(dāng)樣品進(jìn)行壓縮強(qiáng)度測試時(shí)，加載的力量首先要克服掉材料的壓應(yīng)力，然后才會(huì)引起材料本身的破壞，所以一定程度的老化是可以提高氧化鋯的壓縮強(qiáng)度的。這與本實(shí)驗(yàn)中隨著冷熱循環(huán)次數(shù)增加，壓縮強(qiáng)度反而提高的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是相符合的。但是隨著氧化鋯的進(jìn)一步老化，材料的相變不再局限的氧化鋯的表層，而是深入到材料的內(nèi)部，這時(shí)會(huì)導(dǎo)致氧化鋯強(qiáng)度的明顯降低。但是本實(shí)驗(yàn)只進(jìn)行了30 000 次的冷熱循環(huán)，很可能氧化鋯的老化只是發(fā)生在表層，出現(xiàn)了本次的實(shí)驗(yàn)趨勢，隨著冷熱循環(huán)次數(shù)的增加，氧化鋯的壓縮強(qiáng)度可能會(huì)在某個(gè)循環(huán)次數(shù)后有大幅度的降低，但是鑒于本實(shí)驗(yàn)未出現(xiàn)上述結(jié)果，并且壓縮強(qiáng)度還受很多其他因素的影響。這些有待以后進(jìn)一步的研究與發(fā)現(xiàn)。

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的臨床意義

[1] 劉洋, 李振春, 陳小東. Cercon CAD/ACM后牙氧化鋯全瓷冠橋16例崩瓷原因分析[J].中國實(shí)用口腔科雜志, 2010, 3(6): 369-370.

[2] 崔廣, 王茵, 唐偉華, 等. CAD/CAM全解剖形態(tài)氧化鋯修復(fù)體在后牙固定修復(fù)中的應(yīng)用[J].中華臨床醫(yī)師雜志(電子版), 2013, 7(21): 9779-9781.

[3] 周珊宇. 全解剖式氧化鋯全冠斷裂強(qiáng)度的研究[D]. 廣州： 南方醫(yī)科大學(xué), 2013.

[4] Sj?gren G, Bergman M. Relationship between compressive strength and cervical shaping of the all-ceramic Cerestore crown[J]. Swed J, 1987, 11(4): 147-152.

[5] 陳濟(jì)芬, 丁宏, 楊重恒. 不同氧化鋯底冠的邊緣設(shè)計(jì)對(duì)其全冠抗疲勞性的抗折性的研究[J]. 國際口腔醫(yī)學(xué)雜志, 2013, 40(2): 165-168.

[6] Beuer F, Aggstaller H, Edelhoff D, et al. Effect of preparation design on the fracture resistance of zirconia crown copings[J]. Dent Mater J, 2008, 27(3): 362-367.

[7] Reich S, Petschelt A, Lohbauer U. The effect of finish line preparation and layer thickness on the failure load and fractography of ZrO copings[J]. J Prosthet Dent, 2008, 99(5): 369-376.

[8] Bindl A, Windish S, M?rmann WH. Full-ceramic CAD/CIM anterior crowns and copings[J]. Int J Comput Dent, 1999, 2(2): 97-111.

[9] 馮海蘭. 關(guān)于全瓷應(yīng)用的一些問題[J]. 中華口腔醫(yī)學(xué)雜志, 2006, 41(6): 339-341.

[10]Yoshimura M, Noma T, Kawabata K, et al. Role of H2Oon the degradation process of Y-TZP[J]. J Mater Scilet, 1987, 6(4): 465-467.

[11]Yoshimura M, Noma T, Kawabata, et al. The effects of high-temperature and high-pressure water on the low temperature degradation behaviour of Y-TZP[J]. J Ceram Sot Jpn Znt Ed, 1989, 96(3): 263-268.

[12]Noma T, Yoshimura M, Somiya S. Effect of cooling grate on the properties and then a nostructure of Y-TZP[J]. Report Lab Eng Mats,Tokyolnst Tech, 1988, 13: 47-58.

[13]吳潔, 陳志宇, 仇亞非, 等. 不同基地材料烤瓷冠抗壓縮破壞力的對(duì)比研究[J]. 實(shí)用口腔醫(yī)學(xué)雜志, 2015, 31(5): 607-610.

Theeffectofdifferentshoulderwidthonthecompressivestrengthoffull-contourzirconiacrowns

HAOYan1,LIANYunmin1,FUQiang2,DONGShaoran1.

1. 050000Shijiazhuang,DepartmentofProsthodontics,theSecondHospitalofHebeiMedicalUniversity,China; 2.AffiliatedHospitalofChengdeMedicalUniversity

Objective: To evaluate the effect of different shoulder width on the compressive strength of full-contour zirconia crowns.MethodsA computer aided design and computer aided manufacturing(CAD/CAM)system was used to prepare 24 full-contour zirconia crowns of the mandible first molar. 1 mm occlusal thickness crowns with 4 shoulder width of knife-edge(group A), 0.3 mm(group B), 0.5 mm(group C) and 1.0 mm(group D)(n=6). The Co-Cr alloy PFM crowns made by the die of group C were used as the controls(n=6). All the full-contour zirconia crowns were bonded to the corresponding die using 3M glass ionomer cement(GIC) and the compressive strength were measured by an universal testing machine. Based on the statistical analysis, crowns with the shoulder width of 0.5 mm were treated by the thermocycling test under cycling of 10 000 times(group C1), 20 000 times(group C2) and 30 000 times(group C3) respectively(n=6). One-way ANOVA method was used for the statistical analysis.ResultsThe mean compressive strength(N) of group A,B,C,D and E was 3 855.00±305.47, 2 731.70±261.80, 3 698.30±276.87, 3 841.70±544.88 and 2 992.17±168.41 respectively.The strength of group B and E were lower than that of group A, C and D(P<0.05), BvsEP>0.05. The compressive strength(N) of group C1, C2 and C3 was 3 220.00 ±504.38(group C1), 3 148.33±425.60(C2) and 2 992.17±168.41(C3) respectively(P>0.05).ConclusionFor the full-contour zirconia crowns, both the knife-edge shoulder and the shoulder wider than 0.3 mm can meet the thermoclinical needs. The cycling times used in this study have no influences on the compressive strength.

Zirconia;Compressivestrength;Widthoftheshoulder;Thermocycling

050000 石家莊， 河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院口腔修復(fù)科(郝妍廉云敏 董少然 )； 承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院(付強(qiáng))

廉云敏 E-mail: lianyunmin@sina.com

R783.2

A

10.3969/j.issn.1001-3733.2017.04.005

(收稿： 2016-09-25 修回： 2017-01-25)