趙禎 代康 高勃

切削氧化鋯冠、橋具有良好的美觀性及力學(xué)性能，備受患者青睞，然而，有文獻(xiàn)報(bào)道CAD／CAM切削氧化鋯全瓷修復(fù)體致原材料浪費(fèi)率高且易造成修復(fù)體內(nèi)部微裂紋［1］。立體光固化技術(shù) （stereo lithography apparatus，SLA）是在計(jì)算機(jī)控制下逐層堆積材料形成實(shí)體，可用于制作固定修復(fù)體，提高原材料利用率［2］。固定修復(fù)體精度和適合性是臨床重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，其影響修復(fù)體使用壽命。邊緣適合性過(guò)大將引起粘接劑溶解、繼發(fā)齲及牙齦炎等；內(nèi)部適合性過(guò)大將降低修復(fù)體的固位力及斷裂韌性［3］。美國(guó)牙科協(xié)會(huì)指出固定修復(fù)體固位時(shí)粘接劑厚度不應(yīng)超過(guò)25～40μm，但臨床很難達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)外學(xué)者M(jìn)cLean等［4］對(duì)1 000多個(gè)修復(fù)體的適合性進(jìn)行研究并表明臨床可接受邊緣適合性不大于120μm，該結(jié)果受到大多數(shù)學(xué)者支持。目前已有學(xué)者［5］對(duì)SLA氧化鋯單冠精度及適合性進(jìn)行研究，但尚未有后牙SLA氧化鋯三單位固定橋精度及適合性的報(bào)道，本文將對(duì)此進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.2 基牙預(yù)備

圖1 固定橋基牙預(yù)備Fig 1 Preparition of the abutment teeth for fixed bridge

1.3 石膏模型及代型制作

3M硅橡膠印模材料兩步法取模，檢驗(yàn)陰模完整性，真空攪拌機(jī)以水粉比為16.5∶75 mL／g調(diào)拌超硬石膏40 s，振蕩器上灌注超硬石膏模型，光學(xué)顯微鏡下檢查石膏模型，確保基牙肩臺(tái)清晰，無(wú)石膏瘤、孔隙等缺陷，制備可卸代代型；以同樣的方法制作20個(gè)固定橋超硬石膏代型，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 全瓷固定橋設(shè)計(jì)

口外掃描儀（3-Shape）掃描上下頜石膏模型、可卸代代型及咬合關(guān)系，獲取三維數(shù)據(jù)，CAD軟件設(shè)計(jì)25－27固定橋（肩臺(tái)處粘接劑 30μm，內(nèi)部粘接劑 60 μm），25－27固定橋數(shù)據(jù)文件以STL格式保存（圖2）。

圖2 固定橋設(shè)計(jì)Fig 2 Fixed bridge design

1.5 全瓷固定橋制作

設(shè)計(jì)的固定橋數(shù)據(jù)分層切片（層厚25μm）并生成STL文件，導(dǎo)入SLA設(shè)備C900Flex，設(shè)置打印參數(shù)（激光功率340mW、掃描間距246μm、掃描速度7 000 mm／s），計(jì)算機(jī)控制下制作立體光固化成型氧化鋯全瓷固定橋生胚，清洗干燥后進(jìn)行脫脂、燒結(jié)等后處理：1.5℃／min升溫至200℃保溫1 h、1℃／min升溫至420℃保溫3 h、1℃／min升溫至600℃保溫3 h、1.5℃／min升溫至1 000℃保溫 0.5 h、7.5℃／min升溫至1 450℃保溫2 h，再以0.75℃／min進(jìn)行降溫，最終獲得10個(gè)SLA固定橋。

設(shè)計(jì)的固定橋數(shù)據(jù)導(dǎo)入五軸切削設(shè)備X-mill，切削威蘭德氧化鋯陶瓷塊，獲得尚未燒結(jié)完全的固定橋，置于燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，獲得10個(gè)切削固定橋（圖 3）。

圖3 全瓷固定橋 Fig 3 All-porcelain fixed bridge

1.6 全瓷固定橋精度檢測(cè)

1.6.1 全瓷固定橋三維數(shù)據(jù)獲取 超聲清洗兩組固定橋，自然干燥，并對(duì)各組固定橋隨機(jī)編號(hào)。將兩組固定橋均以蠟作為支撐結(jié)構(gòu)，固定于口外掃描儀工作臺(tái)，在其內(nèi)、外表面均勻噴灑一層顯像劑，使用先臨Auto-Scan-DS-EX口外掃描儀進(jìn)行掃描，獲取固定橋完整數(shù)據(jù)文件，再使用配套軟件去除支撐蠟部分并以STL格式保存數(shù)據(jù)。

1.6.2 全瓷固定橋精度測(cè)量 將初始設(shè)計(jì)固定橋數(shù)據(jù)與掃描獲得的固定橋數(shù)據(jù)分別導(dǎo)入3D偏差分析軟件（Geomagic Wrap 2017）進(jìn)行最佳擬合對(duì)齊，再將掃描獲得的固定橋數(shù)據(jù)分為四部分，包括固定橋外表面、內(nèi)表面、內(nèi)部、邊緣。以初始設(shè)計(jì)固定橋數(shù)據(jù)為參照對(duì)象，對(duì)掃描獲得固定橋數(shù)據(jù)的四個(gè)部分進(jìn)行3D偏差分析，并生成對(duì)應(yīng)的3D偏差圖譜，獲得均方根（RMS）值。

1.7 全瓷固定橋適合性檢測(cè)

1.7.1 硅橡膠薄膜獲取 全瓷固定橋固位體內(nèi)部注射硅橡膠輕體，正確就位于石膏代型，橋體表面放置一棉卷，以最大指壓力按壓5min。手術(shù)刀片去除固定橋固位體邊緣多余輕體，取下固定橋，獲得對(duì)應(yīng)的硅橡膠輕體薄膜（圖4）。

圖4 硅橡膠輕體薄膜制取Fig 4 Preparation of silicon rubber light film

1.7.2 全瓷固定橋適合性測(cè)量 含硅橡膠輕體薄膜的超硬石膏代型置于3-Shape口外掃描儀工作臺(tái)上進(jìn)行掃描，獲取含薄膜的代型數(shù)據(jù)，再將石膏代型及口外掃描儀可移動(dòng)底座一起取出，小心去除輕體薄膜，避免石膏代型移位，再次掃描無(wú)輕體薄膜的基牙代型，獲取無(wú)薄膜代型數(shù)據(jù)，兩次掃描結(jié)果為一組測(cè)量數(shù)據(jù)，并對(duì)應(yīng)固定橋編號(hào)以STL格式保存。

將單個(gè)固定橋?qū)?yīng)的含輕體薄膜和無(wú)輕體薄膜的代型掃描數(shù)據(jù)均導(dǎo)入3D偏差分析軟件，兩個(gè)數(shù)據(jù)均選定基牙及其周圍小部分相同區(qū)域，再均反選幾乎相同的剩余區(qū)域，并以無(wú)輕體薄膜基牙代型作為參照組，含輕體薄膜基牙代型作為測(cè)試組，對(duì)最終選定的剩余區(qū)域進(jìn)行最佳擬合對(duì)齊；擬合后，重新選定含有輕體薄膜代型基牙區(qū)的邊緣區(qū)域、軸面及合面區(qū)域，以無(wú)輕體薄膜基牙代型作為參照，進(jìn)行3D偏差分析，獲得固定橋邊緣及內(nèi)部適合性 （肩臺(tái)處齦向1 mm的距離）的大小，即代表適合性的輕體薄膜厚度 （粘接劑厚度）。

1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

SPSS 25.0軟件統(tǒng)計(jì)分析兩組固定橋的精度及適合性，Levene檢驗(yàn)和獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較，雙側(cè)檢驗(yàn)水準(zhǔn) α＝0.05。

2 結(jié) 果

SLA及切削固定橋精度測(cè)試分析代表性圖譜（圖5）中深藍(lán)色區(qū)域代表該處材料欠缺且偏差大于50 μm，深紅色區(qū)域代表該處材料過(guò)多且偏差大于50 μm，其余顏色代表偏差在50μm之內(nèi)。兩組固定橋外表面及SLA固定橋固位體內(nèi)表面顏色分布不均勻，可見(jiàn)成片深藍(lán)色及深紅色區(qū)域；切削固定橋固位體內(nèi)表面顏色分布較均勻，多為綠色、淺藍(lán)色、淺黃色。

圖5 2組固定橋精度測(cè)量偏差分析圖譜Fig 5 Analysis atlas of accuracy measurement deviation of the 2 groups of fixed Bridges

SLA及切削固定橋各部分的均方根值和標(biāo)準(zhǔn)差見(jiàn)表1，2組固定橋外表面精度無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），而切削固定橋固位體內(nèi)表面、內(nèi)部及邊緣精度均優(yōu)于SLA組，且存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）。

表1 SLA及切削固定橋精度（μm，±s，n＝10）Tab 1 Accuracy of SLA and cutting fixed bridges（μm，±s，n＝10）

表1 SLA及切削固定橋精度（μm，±s，n＝10）Tab 1 Accuracy of SLA and cutting fixed bridges（μm，±s，n＝10）

注：組間比較，P＜0.05

分 組 SLA固定橋 切削固定橋外表面 56.0±3.4 51.5±8.9內(nèi)表面 54.3±9.1① 32.4±4.8內(nèi)部 56.3±10.5① 34.6±5.8邊緣 43.4±3.3① 21.3±2.1

SLA及切削固定橋固位體邊緣及內(nèi)部適合性測(cè)試結(jié)果代表性圖譜（圖6）中橙紅色區(qū)域代表該處間隙大于120μm，深紅色區(qū)域代表該處間隙大于200μm，綠色及黃色區(qū)域間隙小于120μm。SLA固定橋基牙代型面多為綠色及黃色，間隙較小，軸面及邊緣部分區(qū)域?yàn)槌燃t色，間隙較大，整體顏色分布不均勻。切削固定橋25基牙代型的邊緣及內(nèi)部多為綠色及黃色，間隙較?。?7基牙代型面以及邊緣大部分為橙紅色，間隙較大，軸面多為黃綠色，間隙較小，整體顏色分布比較均勻。

圖6 2組固定橋適合性測(cè)量圖譜Fig 6 Fitness measurement atlas of the 2 groups of fixed bridges

2組固定橋適合性測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2，SLA固定橋邊緣及內(nèi)部適合性分別為（97.6±6.2）μm和 （95.0±8.1）μm（P＞0.05），切削固定橋邊緣及內(nèi)部適合性分別為（85.8±17.8）μm和（88.0±16.8）μm（P＞0.05）。

表2 SLA和切削固定橋邊緣及內(nèi)部適合性（μm，±s，n＝10）Tab 2 Edge and internal fitness of SAL and cutting fixed bridges（μm，±s，n＝10）

表2 SLA和切削固定橋邊緣及內(nèi)部適合性（μm，±s，n＝10）Tab 2 Edge and internal fitness of SAL and cutting fixed bridges（μm，±s，n＝10）

分 組 SLA固定橋 切削固定橋邊緣適合性 97.6±6.2 85.8±17.8內(nèi)部適合性 95.0±8.1 88.0±16.8

3 討 論

SLA是用特定波長(zhǎng)及強(qiáng)度的紫外線激光束，逐點(diǎn)照射含有光引發(fā)劑及光敏樹(shù)脂的陶瓷漿料進(jìn)行由點(diǎn)及線、由線及面的逐層固化，再經(jīng)過(guò)脫脂燒結(jié)等后處理制作陶瓷零件［6］。SLA技術(shù)具有打印產(chǎn)品表面質(zhì)量佳、力學(xué)性能優(yōu)良、高致密度且高精度等優(yōu)勢(shì)，本實(shí)驗(yàn)采用該技術(shù)打印氧化鋯固定橋，并對(duì)其精度及適合性進(jìn)行研究。

精度是實(shí)物測(cè)量數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)三維數(shù)據(jù)之間偏差的大小，偏差越大精度越低，偏差越小精度越高［7］。良好的制作精度是提高修復(fù)體適合性的關(guān)鍵因素之一，精度越高，人為調(diào)磨量及次數(shù)越少，節(jié)省臨床操作時(shí)間，亦降低對(duì)修復(fù)體的損害。隨著掃描儀及相關(guān)軟件的開(kāi)發(fā)研究，3D評(píng)估產(chǎn)品精度已成為現(xiàn)實(shí)［8］。本實(shí)驗(yàn)使用迭代最近點(diǎn)（ICP）算法在三維偏差分析軟件中移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)測(cè)試模型的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對(duì)參考模型和測(cè)試模型進(jìn)行最佳擬合對(duì)齊，再進(jìn)行3D偏差分析，獲得全瓷固定橋的制作精度，這與許多學(xué)者的研究方法相同［7，9－10］。SLA固定橋精度與其工藝、參數(shù)、陶瓷漿料及燒結(jié)收縮率等密切相關(guān)。SLA技術(shù)層層疊加的臺(tái)階效應(yīng)導(dǎo)致面窩溝及大曲率部位的精度下降，圖譜上SLA固定橋面窩溝及牙尖斜面顏色分布不均勻，多見(jiàn)聚集性單色，表明這些部位精度低。SLA固定橋橋體面顏色普遍偏橙紅色系，固位體面藍(lán)色居多、內(nèi)部軸面顏色以藍(lán)色為主，表明橋體面陶瓷材料偏多，固位體面及內(nèi)部軸面陶瓷材料不足，這些可能是由于脫脂燒結(jié)引起聚合收縮以及不同位置收縮率的差異所導(dǎo)致。

適合性是評(píng)價(jià)修復(fù)體臨床修復(fù)效果的重要指標(biāo)之一，是修復(fù)體與代型（基牙）之間間隙的大小。邊緣適合性過(guò)大會(huì)引起菌斑堆積、粘接劑溶解及牙齦組織炎癥，內(nèi)部適合性過(guò)大會(huì)降低修復(fù)體厚度及抗折能力，適合性過(guò)小影響修復(fù)體的就位［8］。因此，本實(shí)驗(yàn)使用3Shape設(shè)計(jì)軟件常用系數(shù)，預(yù)留修復(fù)體粘接劑厚度，以便更好地模擬臨床。

用于評(píng)估修復(fù)體適合性的方法有片切法、Micro-CT法、硅橡膠印模法及硅橡膠3D法。片切法是一種破壞性測(cè)量方法，對(duì)片切設(shè)備要求高，且易損壞修復(fù)體。Micro-CT法可以對(duì)修復(fù)體的適合性進(jìn)行三維評(píng)估，但價(jià)格昂貴，且要求修復(fù)體材料在照射時(shí)不產(chǎn)生偽影。硅橡膠印模法［11］操作簡(jiǎn)單且不需要破壞修復(fù)體及代型，但仍存在一些不足：制備的硅橡膠輕體薄膜可能會(huì)撕裂；硅橡膠上顯示的冠邊緣與代型邊緣位置有時(shí)難以分辨清楚；測(cè)量位點(diǎn)有限。本實(shí)驗(yàn)采用的硅橡膠3D法操作簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉，不僅確保修復(fù)體完整性，三維測(cè)量更增加結(jié)果可靠性，它通過(guò)掃描含有輕體薄膜的和無(wú)輕體薄膜的同一代型數(shù)據(jù)，運(yùn)用Geomagic Wrap軟件進(jìn)行最佳擬合，對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行3D偏差分析，即適合性大?。?2］。王偉娜［13］用硅橡膠 3D法對(duì)SLA氧化鋯單冠及聯(lián)冠的適合性進(jìn)行測(cè)量，表明兩者均符合臨床要求，本研究結(jié)果與該結(jié)果一致。因此，SLA氧化鋯固定橋適合性可以滿足臨床需求，但其制作精度尚需要進(jìn)一步提高，該技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展值得嘗試。