李愛芹，魏育紅，郭震威，陳巧華，劉惠莉

鄭州大學(xué)附屬鄭州中心醫(yī)院口腔科，河南 鄭州 450007

近些年牙科儀器設(shè)備以及材料不斷更新，牙體全冠修復(fù)治療方案在臨床各種口腔病變（如牙體牙髓炎癥、齲齒、根尖周炎等）治療中廣泛應(yīng)用并獲得普遍認(rèn)可。良好的冠部修復(fù)技術(shù)能夠有效恢復(fù)缺失牙體硬組織及冠部形態(tài)與功能，并維持患牙強(qiáng)度。目前臨床對陶瓷修復(fù)體美學(xué)性能要求逐年提升，二硅酸鋰玻璃陶瓷因自身具有優(yōu)良通透性、美觀度佳以及成熟加工工藝等特性而成為口腔科醫(yī)師牙體全冠修復(fù)的首選［1］。但在長期應(yīng)用后，臨床發(fā)現(xiàn)瓷修復(fù)體存在脆性大這一弊端，其在進(jìn)入患者口腔內(nèi)部后，往往會伴有磨損，且對頜修復(fù)體以及天然牙磨損的發(fā)生不可避免，表現(xiàn)為天然牙與修復(fù)體之間磨耗，甚至伴有崩裂等問題產(chǎn)生［2］。目前市場上對二硅酸鋰玻璃陶瓷主要類型為IPS e.max CAD 以及PS e.max Press［3］。目前，國內(nèi)也積極探究對二硅酸鋰玻璃陶瓷相關(guān)制作工藝，為此本研究為探究3 種二硅酸玻璃陶瓷折抗情況，采取全冠破壞性試驗以及斷裂荷載，對3 種不同廠家生產(chǎn)二硅酸鋰玻璃陶瓷冠性能進(jìn)行分析，以期為國產(chǎn)二硅酸鋰玻璃陶瓷的臨床應(yīng)用提供依據(jù)，現(xiàn)將結(jié)果報告如下。

1 資料與方式

1.1 主要材料及設(shè)備

選取2019 年1 月—2020 年6 月鄭州大學(xué)附屬鄭州中心醫(yī)院的30 個下頜第一磨牙標(biāo)準(zhǔn)預(yù)備體代型作為研究對象，按照隨機(jī)數(shù)表法分為3 組，分為制作國產(chǎn)二硅酸鋰玻璃陶瓷冠試件為國產(chǎn)組、IPS e.max CAD 冠試件為IPSC 組、IPS e.max Press 冠試件為IPSP 組，每組各10例，粘接劑為America 生產(chǎn)3M ESPE 復(fù)合樹脂粘接劑。設(shè)備：德國CEREC AC.Sirona生產(chǎn)椅旁CAD/CAM 系統(tǒng)，美國3M ESPE生產(chǎn)光固化燈，MTS 工業(yè)系統(tǒng)（中國）有限公司生產(chǎn)的xceed啟標(biāo)E44電子萬能試驗機(jī)，河北潤聯(lián)科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)恒溫水浴箱，美國FEI 生產(chǎn)FEI Helios Nanolab 600i雙束掃描電鏡。

1.2 方法

1.2.1 二硅酸鋰玻璃陶瓷冠制備 以下頜第一磨牙歸為模型位置，要求每3種材質(zhì)各制備10個預(yù)備體代型，對軸向聚合度：5°，凹面性肩臺寬度：1.0 mm，所有制備體均均勻磨除1.5～2.0 mm，對角度誤差差值維持在0.1%以內(nèi)。選擇光學(xué)掃描系統(tǒng)，對10個國產(chǎn)二硅酸鋰玻璃陶瓷冠代型掃描，對其標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定依據(jù)系統(tǒng)要求進(jìn)行，選擇CAD/CAM系統(tǒng)技術(shù)，并制備國產(chǎn)二硅酸鋰玻璃陶瓷冠代型，對IPS e.max CAD 則選擇同樣方式開展。IP.MAXPRESS 制備方法選用失蠟法、熱壓鑄造法制備全瓷冠試件10件，燒結(jié)蠟型部分分為2 組，任意1 件冠試件進(jìn)行硅橡膠取模翻制，硅橡膠可在近遠(yuǎn)中，牙合齦向，頰舌向3處切開，制成導(dǎo)板，指導(dǎo)IP.MAXPRESS 組堆蠟。制作完成后，先處理氫氟酸1 min，再用超聲波沖洗10 min，放在恒溫37 ℃的浴池中，放置7 d，備用。

1.2.2 測量二硅酸鋰玻璃陶瓷的內(nèi)部密合性 儀器選用激光共聚焦顯微鏡（參數(shù)設(shè)置：400 倍放大狀態(tài)），對國產(chǎn)組、IPSC 組及IPSP 組全瓷冠牙合面的粘接劑厚度進(jìn)行測量，操作由實驗室同一名高年資工作人員進(jìn)行，注意每個點均測量3次再取均值。

1.2.3 抗折破壞試驗 按模型大小，可制備樹脂基座，置于電子萬能試驗機(jī)上，此時每組模型均可按置于樹脂基座位置，并進(jìn)行粘接劑，對應(yīng)全瓷冠，可位于標(biāo)準(zhǔn)代型，選用電子萬能試驗機(jī)，保持25 N靜壓力，加壓10 min，除去多余粘接劑，同時進(jìn)行光固化處理，使之具有良好的抗折性和抗折損性。使其具有良好的抗折破壞性能，在電子萬能試驗機(jī)上逐一放置3 組模型，進(jìn)行抗折破壞試驗，選擇直徑保持在6 mm 球形加載頭、加載頭與修復(fù)牙合面之間的10 kN 力值傳感器，可在其中放置厚度為1 mm 的錫箔紙，避免受力過于集中的情況出現(xiàn)。并先施50 N預(yù)載，加載頭與牙合面，形成近中舌尖、遠(yuǎn)中舌尖、遠(yuǎn)中頰尖穩(wěn)定的三點觸點。加載速度為0.5 mm/min，直到試件斷裂為止。對試件破壞時抗折載荷以及試件破裂類型進(jìn)行記錄。評判標(biāo)準(zhǔn)：斷層型分為以下幾種：I 型：伴隨著一個非常小的斷層型；Ⅱ型：幅度小于1/2；Ⅲ型：斷裂部分約為1/2；IV型：斷裂部分一半以上；V型：冠狀物及牙模嚴(yán)重開裂。3 組隨機(jī)抽取2 個試件，對試件表面晶體分布形態(tài)進(jìn)行酸蝕、超聲清洗15 min并吹干、噴砂、SEM 觀察金瓷界面、分析等操作。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 23.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。計數(shù)資料以例數(shù)和百分比（%）表示，組間比較采用χ2檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3組全瓷冠試件內(nèi)部密合性情況

國產(chǎn)組及IPSC 組全瓷冠試件牙合面粘接劑厚度［（93.71±7.43）μm、（82.05±6.92）μm］明顯低于IPSP組（116.34±11.08）μm，且國產(chǎn)組與IPSC組比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（F=40.380，P＜0.05）。

2.2 3組全瓷冠試件抗折強(qiáng)度情況

國產(chǎn)組全瓷冠試件抗折強(qiáng)度（954.65±112.65）N 明顯低于IPSC 組（1 746.45±245.65） N、IPSP 組（2 164.59±256.65）N，且IPSC 組與IPSP 組比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（F=81.560，P＜0.05）。

2.3 3組全瓷冠試件斷裂類型

3 組中，國產(chǎn)組、IPSC 組及IPSP 組全瓷冠試件斷裂級別比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 3組全瓷冠試件斷裂類型 例（%）

2.4 3組全瓷冠試件晶體電鏡掃描結(jié)果

與IPSC 組、IPSP 組相比，國產(chǎn)組在電鏡掃描下晶體分布、大小等情況較差，見表2。

表2 3組全瓷冠試件晶體電鏡掃描結(jié)果

3 討論

修復(fù)體內(nèi)部密合性以及折抗強(qiáng)度往往作為反映修復(fù)體臨床治療重要指標(biāo)。傳統(tǒng)玻璃陶瓷冠可耐受的彎曲強(qiáng)度在200 MPa 以下，通常無法承受患者后牙區(qū)的咬合力，從而導(dǎo)致瓷體從受力點處形成裂縫，并逐步擴(kuò)展至大面積裂紋，最終造成瓷體斷裂、牙體全冠修復(fù)治療失敗。而二硅酸鋰玻璃陶瓷在具備良好美學(xué)性能的同時也增強(qiáng)了瓷體的強(qiáng)度及斷裂韌性，其可耐受的彎曲強(qiáng)度在400～500 MPa，目前被廣泛應(yīng)用于牙科中，包括前牙牙冠、貼面、后牙嵌體以及單冠制作［4］。研究指出［5］，成人人群全口咬合力高達(dá)500 N 以上，下頜第一磨牙最大咬合力約為80 N。對較大載荷試驗可快速試驗進(jìn)程，并有效增加測量數(shù)據(jù)，進(jìn)一步減少誤差對結(jié)果所造成影響。

本次研究開展中，為了解不同廠家二硅酸鋰玻璃陶瓷所制備修復(fù)體情況，選取國產(chǎn)1家，國外1家中2種類型的二硅酸鋰玻璃陶瓷制備修復(fù)體，對3 種修復(fù)體分別采取全冠破壞性試驗以及斷裂荷載，對其結(jié)果分析得出，3 組二硅酸鋰玻璃陶瓷制備修復(fù)體可滿足臨床基本需求，對斷裂載荷角度分析得出，3組材料均可應(yīng)用于后牙修復(fù)。同時，對修復(fù)體斷裂模式分析上，3 組材料無顯著差異，且3 組斷裂類型均以I 型為主；提示本研究中3 種國內(nèi)外生產(chǎn)的二硅酸鋰玻璃陶瓷冠用于臨床牙體全冠修復(fù)治療中發(fā)生斷裂的風(fēng)險均較小、安全且可靠。自增韌主要是指臨床上的自生增韌相，經(jīng)過晶化熱處理等工藝，在材料微觀結(jié)構(gòu)中析出新晶相，可使材料機(jī)械強(qiáng)度明顯增加。二硅酸鋰玻璃陶瓷的增韌機(jī)理與以下幾點有關(guān)：（1）晶相含量處于較高水平。有研究指出，玻璃陶瓷材料機(jī)械性能優(yōu)良，晶相含量高，可提供良好的保證；內(nèi)部晶相含量越高，說明機(jī)械性能越高，但使用傳統(tǒng)的玻璃陶瓷材料后，其半透性就會降低［6］。而二硅酸鋰玻璃陶瓷在60%以上的含量則表明了其機(jī)械性能不錯［7］。此外，由于二硅酸鋰玻璃晶體具有1.58 的光折射率(refractiveindex)，接近玻璃基質(zhì)（1.50）的折射率，在獲得高強(qiáng)度的同時，能夠確保二硅酸鋰玻璃具有很好的半透性。（2）晶體呈現(xiàn)互鎖微結(jié)構(gòu)?；ユi微結(jié)構(gòu)能夠有效阻止裂紋持續(xù)擴(kuò)展，在玻璃陶瓷冠增韌方面發(fā)揮重要作用。二硅酸鋰晶體在經(jīng)過全冠破壞性試驗和斷裂荷載介入后分析的IPSP組瓷體中，呈現(xiàn)出長棒狀二硅酸鋰晶體，玻璃基質(zhì)內(nèi)均勻分布、交錯排列的狀態(tài)，形成互鎖式微結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，棒狀結(jié)構(gòu)的二硅酸鋰晶體驗到在裂紋僅以迂回路線擴(kuò)展的情況下，有效地阻隔了裂紋的擴(kuò)張，而裂紋則發(fā)生了偏移。裂紋的偏移，主要是指裂紋的前進(jìn)方向發(fā)生了變化。由于晶體是一種高彈性模量物質(zhì)，當(dāng)裂紋擴(kuò)展過程中遇到結(jié)晶體時，裂紋的前進(jìn)方向就會發(fā)生偏移，這種偏移就會導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生，在裂紋擴(kuò)大時消耗大量的能量，對增強(qiáng)玻璃陶瓷材料的抗變形能力有很大的幫助［8-9］。分析3種材料可以發(fā)現(xiàn)，二硅酸鋰晶體在IPSP組中大多呈1～3 um 棒狀，玻璃陶瓷在上述微管結(jié)構(gòu)表現(xiàn)中，有益于獲得較高的力學(xué)性能。而國產(chǎn)中因晶體分布不均且長短不一，表面呈現(xiàn)細(xì)小間隙，作為應(yīng)力集中重要原因［10-12］。IPCC 組分則因為晶體太長而不能分配成互鎖式微結(jié)構(gòu)，因此上述情況是導(dǎo)致抗折疊強(qiáng)度降低的重要原因之一。在此項研究的開展中，選用熱壓鑄件工藝，在機(jī)械穩(wěn)定性得到提高的同時，有效地避免了傳統(tǒng)燒結(jié)工藝中的不穩(wěn)定現(xiàn)象，減少了微裂因素［13-15］。因此，與CAD/CAM技術(shù)相比，采用熱壓鑄件工藝，抗折強(qiáng)度進(jìn)一步提高。對其結(jié)果分析得出，我國二硅酸鋰玻璃陶瓷在抗折強(qiáng)度上可滿足臨床基本需求，但相比較國外制造技術(shù)，仍然存在一定差異性。

綜上所述，處于全冠破壞性試驗以及斷裂荷載下，國產(chǎn)二硅酸鋰玻璃陶瓷冠可基本滿足臨床應(yīng)用，但與IPS e.max CAD冠及IPS e.max Press冠相比，仍然存在進(jìn)步空間，對后續(xù)臨床應(yīng)用具有一定指導(dǎo)意義。

本研究的弊端：（1）研究選用的二硅酸鋰玻璃陶瓷材料試件可能存在質(zhì)量問題。（2）復(fù)合樹脂粘接劑過期、固化燈照射時長不一致、全冠破壞性試驗操作人員專業(yè)水平存在差異，可能對臨床試驗結(jié)果造成影響。今后開展試驗時可充分考慮各種可能影響試驗結(jié)果的主、客觀因素并合理排除，更加深入分析國產(chǎn)二硅酸鋰玻璃陶瓷冠、IPS e.max CAD 冠及IPS e.max Press 冠這三種不同二硅酸鋰玻璃陶瓷冠在抗折強(qiáng)度方面的差異。