張丹，張惠芳，趙宇

(1.張家口市第一醫(yī)院 口腔科，河北 張家口 075000； 2.河北北方學(xué)院 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 解剖教研室，河北 張家口 075000)

隨著國民經(jīng)濟(jì)及人們生活文化水平的不斷提高，人們對(duì)牙齒修復(fù)的美學(xué)要求也逐漸升高，近年來口腔材料的不斷發(fā)展，全瓷材料在牙科美容修復(fù)中受到越來越多的醫(yī)師及患者的青睞[1-2]。全瓷修復(fù)牙齒成功的關(guān)鍵在于能否重現(xiàn)患者天然牙原有的色彩學(xué)特征、解決傳統(tǒng)材料彎曲強(qiáng)度不足的缺點(diǎn)，全瓷修復(fù)牙自身的厚度、透光性、抗折度等因素均可影響者修復(fù)體最終的色彩效果[3-5]。氧化鋯全瓷材料以其極高的彎曲強(qiáng)度及韌性在眾多全瓷材料中脫穎而出，但關(guān)于氧化鋯全瓷修復(fù)體的研究文獻(xiàn)較少，本研究以不同厚度的氧化鋯全瓷修復(fù)體瓷層為研究對(duì)象，采用NR60CP高精度電腦色差儀及電子萬能試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)修復(fù)體色彩參數(shù)及彎曲強(qiáng)度、并分析其變化，報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1 材料

氧化鋯瓷塊(宜興市宜剛精密陶瓷有限公司)、3M2牙本質(zhì)瓷粉(德國 VITA公司)、高精度切割機(jī)(沈陽科晶自動(dòng)化設(shè)備制造有限公司)、氧化鋯高溫?zé)Y(jié)爐(杭州艾普儀器設(shè)備有限公司)；NR60CP高精度電腦色差儀(深圳市三恩時(shí)科技有效公司)、CY-1200P 烤瓷爐(鄭州成越科學(xué)儀器有限公司)、螺旋千分尺(哈爾濱量具刃具廠，精確度0.02 mm)、TYHD-480超聲波清洗機(jī)(北京天佑恒達(dá)科技有限公司)、碳化硅耐水砂紙(蘇州特魯利電子材料有限公司)、電子萬能試驗(yàn)機(jī)(濟(jì)南辰鑫試驗(yàn)機(jī)制造有限公司)等。

1.2 方法

1.2.1核心瓷的制作 通過高精度切割機(jī)對(duì)氧化鋯底瓷材料進(jìn)行切割，要求試件完整無缺陷，操作過程中嚴(yán)格按照廠家提供的氧化鋯材料燒結(jié)程序說明執(zhí)行，在1 450 ℃的高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)燒結(jié)6 h；其中第1組氧化鋯底瓷材料制作成大小為20 mm×10 mm，厚度分別為0.4 mm、0.8 mm、1.0 mm、1.2 mm的長方形氧化鋯底瓷材料試件，0.4 mm試件84個(gè)，其他各21個(gè)。使用碳化硅耐水砂紙從400～1 200 #逐一打磨。每換1號(hào)碳化硅耐水砂紙前需在使用螺旋千分尺測(cè)量試件上隨機(jī)選取的3點(diǎn)，取平均值為該試件的厚度，控制誤差范圍在±0.02 mm之間，使用蒸餾水清洗后，吹干。

1.2.2飾面瓷的構(gòu)筑與燒結(jié) 在上述核心瓷基礎(chǔ)上堆塑飾面瓷，并按照廠家推薦程序進(jìn)行震蕩吸水和燒結(jié)。在已制作好的0.4 mm的核心瓷試件上逐一構(gòu)筑厚度分別為0.3 mm、0.6 mm、0.9 mm、1.2 mm的3M2牙本質(zhì)瓷粉，飾面瓷的構(gòu)筑與燒結(jié)每個(gè)厚度各21個(gè)，共計(jì)84個(gè)。使用400～1 200 #碳化硅耐水砂紙依次打磨試件，每換1號(hào)碳化硅耐水砂紙前需在試件上隨機(jī)選取的3點(diǎn)，通過螺旋千分尺測(cè)量，取平均值為該試件的厚度，控制誤差范圍在±0.02 mm之間，在蒸餾水清洗后，吹干。

1.2.3試件分組與顏色測(cè)定 氧化鋯核心瓷試件制作完成后，將試件分為4組，分別為A1組0.4 mm，B1組0.8 mm，C1組1.0 mm，D1組1.2 mm。0.4 mm厚度氧化鋯核心瓷試件構(gòu)筑飾面瓷完成后，將試件分為A2組核心瓷0.4 mm加飾面瓷0.3 mm，B2組核心瓷0.4 mm加飾面瓷0.6 mm，C2組核心瓷0.4 mm加飾面瓷0.9 mm，D2組核心瓷0.4 mm加飾面瓷1.2 mm。將氧化鋯核心瓷試件與0.4 mm氧化鋯核心瓷構(gòu)筑不同厚度飾面瓷的試件分別于暗室中采用NR60CP高精度電腦色差儀進(jìn)行測(cè)量。用CIE1976 L*a*b*色度系統(tǒng)[6](L*表示明度，a*代表紅綠色的變化，b*代表黃藍(lán)色的變化)對(duì)各組試件進(jìn)行色彩參數(shù)測(cè)定、并根據(jù)公式對(duì)計(jì)算各組之間的色差值(ΔE)，ΔE=[(ΔL*)2+(Δa)2+Δb*)2]1/2。在正式測(cè)量前需對(duì)儀器進(jìn)行0.5 h的預(yù)熱，使用標(biāo)準(zhǔn)白板標(biāo)定測(cè)色儀。測(cè)量時(shí)將各組試件逐一置于白色背景上，D65光源，光學(xué)幾何為45/0，等距離測(cè)量。每1個(gè)試件均隨機(jī)選取3個(gè)不同的測(cè)量點(diǎn)，取平均值。ΔE為鑒別2種色差的閾值；ΔE<1.5，表示人體通過肉眼觀察難以察覺到2組物體的顏色差異，ΔE≥1.5，表示人體通過肉眼觀察即可分辨出2組物體顏色的差異。

1.2.4試件分組與抗彎強(qiáng)度測(cè)試 將上述A2、B2、C2、D2四組飾面瓷試件進(jìn)行抗彎曲強(qiáng)度的檢測(cè)，將測(cè)試試件于電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)，以0.5 mm/min的加速度對(duì)測(cè)試試件進(jìn)行負(fù)荷的施加直至樣本斷裂。在測(cè)試過程中，核心瓷試件應(yīng)位于拉應(yīng)力面，飾面瓷試件應(yīng)位于壓應(yīng)力面。觀察并記錄檢測(cè)試件斷裂是的最大負(fù)荷值，根據(jù)公式計(jì)算出彎曲強(qiáng)度(R)，R=(3F×L)/(2b×d2)，F(xiàn)為破壞負(fù)荷，L為跨距，b為試件寬度，d為試件厚度。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 不同厚度核心瓷試件的L*、 a* 及b*值

隨著核心瓷厚度的增加，L*值和b*值顯著升高，組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，C1組與D1組的L*值和b*值比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，各厚度試件a*值變化比較差異差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 不同厚度核心瓷試件的L*、a*及b*值比較Tab.1 Comparison of L*，a* and b* values of core porcelain specimens with different thickness

2.2 不同厚度核心瓷試件之間ΔE值

結(jié)果顯示，A1組與D1組之間 ΔE最大為7.399，C1組和D1組之間色差(ΔE)最小為1.388，說明隨著核心瓷厚度的增加，色差(ΔE)逐漸縮小。見表2。

表2 不同厚度核心瓷試件之間色差(ΔE)Tab.2 Color difference between different thickness of core porcelain specimens (ΔE)

2.3 同一厚度核心瓷表面構(gòu)筑不同厚度飾面瓷試件的L*、a*及b*值

結(jié)果顯示，A2組、B2組、C2組和D2組間L*值、a*值和b*值比較，隨著飾面瓷厚度的增加，L*值減小，a*值和b*值增大，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見表3。

表3 同一厚度核心瓷表面構(gòu)筑不同厚度飾面瓷試件的L*、a*及 b*值比較Tab.3 Comparison of L*，a* and b* values of porcelain specimens with different thicknesses constructed on the surface of same thickness

2.4 同一厚度核心瓷表面構(gòu)筑不同厚度飾面瓷試件的ΔE值

結(jié)果顯示，A2組與D2組間ΔE最大為11.745，C2組和D2組間ΔE最小為2.359，提示核心瓷厚度不變的條件下，隨著飾面瓷瓷厚度的增加，ΔE逐漸縮小。見表4。

表4 同一厚度核心瓷表面構(gòu)筑不同厚度飾面瓷試件之間色差(ΔE)Tab.4 Color difference between porcelain specimens with different thickness on the surface of same thickness core porcelain (ΔE)

2.5 相同厚度核心瓷構(gòu)筑不同厚度飾面瓷試件彎曲強(qiáng)度

結(jié)果顯示，A2組、B2組、C2組及D2組間彎曲強(qiáng)度逐漸降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；說明在相同核心瓷厚度的情況下，飾面瓷厚度越薄，彎曲強(qiáng)度越高。見表5。

表5 相同厚度核心瓷構(gòu)筑不同厚度飾面瓷試件彎曲強(qiáng)度比較Tab.5 Comparison of the flexural strength of porcelain specimens with different thickness of core porcelain structure with the same

3 討論

氧化鋯全瓷材料以其較高的機(jī)械強(qiáng)度及韌性具有“陶瓷鋼”之稱。研究顯示，氧化鋯全瓷材料具有諸多優(yōu)點(diǎn)，主要有以下3點(diǎn)：(1)與天然牙齒相似的光學(xué)性能，對(duì)光的透射能力強(qiáng)，抗著色能力強(qiáng)，色澤穩(wěn)定及冠邊緣密貼度良好；(2)具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性及生物相容性，對(duì)CT及MRI檢查無任何干擾，對(duì)牙齦及牙周無刺激、潛在危害小，具有極高的耐腐蝕性；(3)具有與合金相媲美的高機(jī)械性能[7-10]。觀察氧化鋯全瓷材料的顏色時(shí)，光線首先穿越飾面瓷到達(dá)底層的氧化鋯全瓷修復(fù)體，光線經(jīng)歷了反射、吸收及透射之后再次按照原路徑返回直至進(jìn)入人眼，修復(fù)體的顏色在光線經(jīng)歷反射及透射后色調(diào)已發(fā)生的變化[11-12]。寧靜等[13]研究發(fā)現(xiàn)，核心瓷與飾面瓷厚度的不同，其最終形成的修復(fù)體彎曲強(qiáng)度也不同，為最大限度的降低其他客觀因素的影響，此次研究中均采用相同瓷粉和燒結(jié)程序，并相同的光源和環(huán)境下測(cè)色。

對(duì)此次研究結(jié)果進(jìn)行分析，氧化鋯核心瓷試件在適用厚度范圍內(nèi)可隨著厚度的變化對(duì)顏色產(chǎn)生影響。隨著氧化鋯核心瓷試件厚度增加，L*值與b*值明顯增加，而a*值變化不顯著。說明隨氧化鋯核心瓷試件厚度的增加，其明度及彩度隨之增加，肉眼觀察到的顏色偏向黃色。氧化鋯全瓷材料的透光率與這一結(jié)果變化密切相關(guān)。研究顯示，在無限光學(xué)厚度內(nèi)，隨著氧化鋯核心瓷試件厚度增加，光線透射率降低，但其反射率有所增高，進(jìn)而增加其明度值[14-16]。在臨床口腔修復(fù)治療中，在修復(fù)患牙的同時(shí)保證牙齒的美觀是非常重要的，周愚非等[17]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氧化鋯核心瓷試件厚度為0.4 mm時(shí)可獲得最佳的美學(xué)效果，因此本研究在核心瓷厚度均為0.4 mm情況下調(diào)整飾面瓷厚度。本研究結(jié)果顯示，在飾面瓷厚度的逐一增加中，a*值和b*值也隨之升高，同時(shí)L*值隨之減小，說明在相同核心瓷厚度的情況下，隨著飾面瓷厚度增加，試件的明度降低而彩度增加，這是因?yàn)槎鄶?shù)光線在穿透時(shí)被飾面瓷吸收，進(jìn)而使反射光線減少，降低了明度。此外A2組與D2組之間ΔE最大為11.745，C2組和D2組之間ΔE最小為2.359，說明核心瓷厚度不變的條件下，可通過調(diào)節(jié)飾面瓷厚度調(diào)整修復(fù)體明度和彩度。飾面瓷作為半透明物質(zhì)，只有達(dá)到無限光學(xué)，當(dāng)自身厚度達(dá)到背景色不影響顏色的最小厚度時(shí)，可表現(xiàn)出本身的固有色[18-20]。本研究發(fā)現(xiàn)飾面瓷厚度的增加，大部分光線在穿越飾面瓷時(shí)已被吸收，進(jìn)而減少了反射光線的數(shù)量，整體明度降低。所以在天然牙明度高時(shí)，可適當(dāng)減少飾面瓷的厚度；在天然牙色彩飽和度高時(shí)，可適當(dāng)增加飾面瓷的厚度調(diào)節(jié)全瓷修復(fù)體整體的色彩度。在臨床口腔修復(fù)治療中，由于口腔本身的限制，制作的修復(fù)體的空間有限，因此在有限的空間內(nèi)保證全瓷修復(fù)體的彎曲強(qiáng)度和美觀是十分重要的[21-22]。相關(guān)研究表示，隨著氧化鋯核心瓷與飾面瓷厚度比的增加，全瓷修復(fù)體的抗折能力也隨之增強(qiáng)[23-25]。本研究結(jié)果顯示，在核心瓷與飾面瓷厚度比降低的同時(shí)全瓷修復(fù)體的彎曲強(qiáng)度也隨之減弱。說明核心瓷厚度在修復(fù)體抗折能力中起著關(guān)鍵性的作用，其比例越高，抗折能力反而越強(qiáng)，故當(dāng)在同樣的修復(fù)空間內(nèi)，可增加核心瓷與飾面瓷厚度比從而增加修復(fù)體的抗折能力。

綜上所述，本研究結(jié)果表明氧化鋯全瓷修復(fù)體核心瓷與飾面瓷的厚度變化對(duì)修復(fù)體顏色參數(shù)有影響，在核心瓷厚度一定的情況下，飾面瓷厚度越小，其全瓷修復(fù)體彎曲強(qiáng)度越高。但此次研究操作中較簡(jiǎn)單，不能完全模擬修復(fù)體在口腔內(nèi)的實(shí)際環(huán)境，這一問題有待于進(jìn)一步完善。