本文刊登于《中國實用口腔科雜志》2017年8期458-462頁

作者姓名：戰(zhàn)德松，王新桐

作者單位：中國醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院口腔材料教研室，遼寧省口腔醫(yī)學研究所，遼寧  沈陽  110002

電子信箱：[email protected]

摘要：近年來，隨著氧化鋯透明度的不斷改善，計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）及口內(nèi)數(shù)字化掃描等新技術的應用，采用無需飾瓷的半透明單片氧化鋯制作的全解剖式氧化鋯修復體開始成為更多醫(yī)生的選擇。文章就可用于全解剖式氧化鋯修復體的氧化鋯的基本性能、透明度的發(fā)展、對天然牙的磨耗、與數(shù)字化技術的結合以及臨床應用等進行總結。

關鍵詞：全解剖式氧化鋯修復體；計算機輔助設計與制造；口內(nèi)掃描儀；美學修復

20世紀90年代初，氧化鋯開始進入義齒加工領域，作為惟一具有相變增韌機制的牙科陶瓷材料，憑借其優(yōu)越的機械性能、良好的生物相容性及對放射線影像的低干擾，已逐漸取代傳統(tǒng)的金屬烤瓷材料，被越來越廣泛地應用于口腔修復領域。目前臨床上主要使用的是以三氧化二釔（Y2O3）為穩(wěn)定劑的四方多晶體氧化鋯（Y-TZP），主要產(chǎn)品有LAVA（3M，美國）、Cercon（Degussa，德國）、Cereorl（Dentsply，美國）、In-Ceram YZ（VITA，德國）和Everest（Kavo，德國）等。傳統(tǒng)氧化鋯修復體是由基底冠及其表面燒結的飾瓷共同構成的雙層結構，較高的崩瓷率往往是導致修復體失敗的原因。然而隨著氧化鋯透明度的不斷改善，計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）及口內(nèi)數(shù)字化掃描等新技術的應用，采用無需飾瓷的半透明單片氧化鋯（monolithic translucent zironia）制作出的全解剖式氧化鋯修復體（full-contour Zironia prostheses）憑借其優(yōu)異的美學效果、微創(chuàng)的修復理念以及更廣泛的適應證將被愈來愈多地應用于臨床。

1、氧化鋯基本性能

口腔陶瓷材料根據(jù)臨床應用分為6類，見表1［1］。氧化鋯的撓曲強度為900 ~ 1200 MPa，斷裂韌性約為7 MPa·m1/2，是氧化鋁陶瓷的2 ~ 3倍，擁有比其他口腔陶瓷材料更加優(yōu)異的機械性能。在不同溫度時，氧化鋯存在四方相（t相）、單斜相（m相）及立方相（c相）三種晶體形態(tài)。當其表面產(chǎn)生裂紋時，裂紋頂部的應力集中使四方相晶體轉變?yōu)閱涡毕嗑w，相關的能量吸收及體積膨脹產(chǎn)生的壓應力可使其外展趨勢中斷，即氧化鋯的相變增韌機制［2］。長期處于低溫或潮濕環(huán)境下，四方相晶體也會緩慢向單斜相發(fā)生轉化，產(chǎn)生微裂紋，稱為氧化鋯的低溫老化現(xiàn)象（low-temprature degration，LTD），影響氧化鋯修復體的使用壽命。目前針對LTD的大部分研究集中于模擬氧化鋯加速老化之后其生物學及力學性能的改變。在鋯粉的生產(chǎn)過程中，通過合理改良晶體顆粒大小、穩(wěn)定劑種類及減少殘余應力等方法，有效提高氧化鋯的抗老化性能［3-4］。氧化鋯穩(wěn)定劑的種類很多，以Y2O3為穩(wěn)定劑的Y-TZP性能較穩(wěn)定，目前在臨床上應用最為廣泛。以二氧化鈰為穩(wěn)定劑的Y-TZP及氧化鋁納米復合材料（Ce-TZP/A）被證實具有更高的硬度、斷裂韌性和完全耐低溫老化性能，作為新材料應用前景極佳［5］。氧化鋯穩(wěn)定的化學性能也給修復體的粘接帶來了一定困難。Borges等［6］研究表明，氫氟酸蝕刻也很難改變氧化鋯表面的顯微結構形態(tài)。關于氧化鋯預處理劑及表面改性方面的研究很多。Koizumi等［7］認為，含10-甲基丙烯酰氧癸基雙清磷酸鹽（MDP，可樂麗，日本）的預處理劑有助于增強氧化鋯與復合樹脂粘接劑的粘接，與Nakayama等［8］的研究結論相一致。

2、氧化鋯透明度的發(fā)展

全瓷材料的透明度是控制美觀的首要因素，同時也是選擇修復體材料需要考慮的重要方面［9］。過去認為，氧化鋯是一種不透明材料，而Baldissara等［10］的研究肯定了氧化鋯材料具有一定的半透明度，且厚度越薄透光性越好。有實驗記載，IPS e.max® ZirCAD及LAVA™Zirconia兩種氧化鋯的透明度甚至可與人牙本質媲美［11］。Kanchanavasita等［12］曾比較6種氧化鋯在不同厚度的透明度，結果發(fā)現(xiàn)，氧化鋯厚度與透明度的關系近似于對數(shù)曲線，即氧化鋯修復體的透明度會隨厚度降低而顯著增加。此外，氧化鋯的半透明度還與晶體尺寸、含量、燒結次數(shù)、折射系數(shù)和孔隙率密切相關，其中折射系數(shù)與晶體尺寸的影響最為明顯，晶體尺寸越小、折射系數(shù)越低，產(chǎn)生光的散射越少，材料越透明［13］。小于可見光波長（0.4 ~ 0.7 μm）的亞微米級晶體及小于0.1%的孔隙率產(chǎn)生的透明效果被認為較為理想［14-15］，然而晶體尺寸也不宜過小，否則會影響材料的機械強度。傳統(tǒng)氧化鋯折光系數(shù)為2.1 ~ 2.2［16］，受透明度限制，若不上飾瓷多應用于后牙，而隨著近年來氧化鋯生產(chǎn)技術的不斷發(fā)展，國內(nèi)外各大廠家不斷推出了透明度較高的氧化鋯瓷塊，如臻瓷（威蘭德，德國）、Lava Plus（3M，美國）、炫彩AT（愛迪特，中國）、“TT”玉瓷及“ST”超透（愛爾創(chuàng)，中國）等，使全解剖式氧化鋯修復體在前牙美學方面的應用成為可能，甚至可達到比傳統(tǒng)上飾瓷氧化鋯修復體更加理想的美學效果。

        德國Cercon氧化鋯全瓷系統(tǒng)是世界上第一個把CAD/CAM概念引入氧化鋯全瓷修復體設計和加工的品牌，2002年進入中國市場成為數(shù)字化技術應用的一個變革，也是目前國內(nèi)外應用最廣泛的一個系統(tǒng)，其產(chǎn)品按外形分為兩大類：圓柱形的Cercon瓷塊及Cercon basic disk瓷盤。Cercon系統(tǒng)采用傳統(tǒng)二次燒結的方法，在CAD/CAM設計切削出的基底冠表面堆塑飾瓷，但并未推出適用于前牙全解剖式修復體的透明度較高的氧化鋯產(chǎn)品。Lava氧化鋯的應用也相對較早，目前已在50余個國家使用，其產(chǎn)品按透明度主要分為Lava氧化鋯及Lava Plus超透氧化鋯兩大類，其中Lava Plus超透氧化鋯配合其18種專利染色液加6種特殊染色液及Lava CAD/CAM系統(tǒng)可制作出邊緣適合性及自然通透性優(yōu)異的全解剖式氧化鋯修復體［17］。愛爾創(chuàng)作為國產(chǎn)品牌的代表，其美學修復氧化鋯的執(zhí)行標準參照植入人體用氧化鋯質量標準ISO13356（2008），對鋯粉的強度、密度、燒結后平均尺寸及加速老化后表面單斜晶相的百分比都有嚴格要求。其產(chǎn)品按照系統(tǒng)兼容性可分為開放系統(tǒng)氧化鋯、Cercon系統(tǒng)兼容氧化鋯、Sirona系統(tǒng)兼容氧化鋯及手動氧化鋯等。“TT”玉瓷及“ST”超透兩種氧化鋯產(chǎn)品可用于不上飾瓷的全解剖式修復體，尤其是前牙美學修復，其冠修復體最薄處僅為0.3 ~ 0.5 mm［18-19］，牙體預備量與傳統(tǒng)全瓷冠相比大大減少，符合微創(chuàng)修復的發(fā)展理念。“TT”玉瓷可達到與玻璃陶瓷相近的49%的優(yōu)異透光率，而撓曲強度高達玻璃陶瓷的2 ~ 3倍。

3、對天然牙的磨耗

全解剖式氧化鋯修復體因無飾瓷直接接觸對頜牙牙面，硬度較高的氧化鋯是否會造成對頜天然牙牙釉質過重磨耗？Jung等［20］比較了拋光的氧化鋯、長石陶瓷及上飾瓷氧化鋯經(jīng)240 000次咀嚼循環(huán)實驗對天然牙產(chǎn)生的磨耗，結果顯示氧化鋯對牙齒的磨耗程度小于長石陶瓷，對保護對頜天然牙更有益。即使低溫老化現(xiàn)象會使氧化鋯表面逐漸變粗糙，但Burgess等［21］研究表明，氧化鋯在模擬低溫老化實驗后對對頜牙的磨耗與未老化組比較并無顯著差異。大量有關氧化鋯與牙體組織的摩擦實驗表明，修復體對天然牙的磨耗與材料的硬度并無直接關系，而與其顯微結構、接觸面粗糙程度及口腔環(huán)境密切相關［22］。由于氧化鋯具有細小均勻的結構，因此經(jīng)過適當?shù)膾伖饪梢缘玫较鄬饣慕佑|面，提示臨床上全解剖式氧化鋯修復體戴入前細致的拋光處理至關重要。高度拋光的全解剖式氧化鋯與上飾瓷的雙側層結構氧化鋯修復體相比，由于摩擦面存在的磨蝕性顆粒種類少，表現(xiàn)出對釉質更少的磨耗［23］，甚至比天然釉質本身對釉質的磨耗量還少［24］，非常適用于承受咬合力量大同時對美觀要求又相對較低的后牙區(qū)，不僅可減少對對頜牙牙釉質的磨耗，亦可避免因崩瓷導致的修復體失敗。

4 、與數(shù)字化技術的結合

數(shù)字化印?；蜷g接法掃描石膏模型是CAD/CAM設備數(shù)據(jù)采集的兩種途徑。間接法由于印模材聚合收縮、石膏膨脹及人為因素等，產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)比口內(nèi)直接掃描數(shù)字化印模要明顯增多［25］，可見數(shù)字化印模的精確度高于傳統(tǒng)取模，相關Meta分析結果也支持此結論［26］。半透明全解剖式氧化鋯修復體一般相對較薄，最薄處僅0.5 mm左右，對邊緣密合性的要求較高，若臨床試戴出現(xiàn)不合適，調(diào)改機會少，長時間調(diào)磨產(chǎn)熱也會導致氧化鋯內(nèi)部產(chǎn)生一定的殘余應力及微裂紋［27］。使用數(shù)字化口內(nèi)掃描儀可有效減少修復體內(nèi)部微缺陷的產(chǎn)生，提高修復體的制作精度和邊緣密合性，減少椅旁調(diào)改。臨床診療時間的縮短、新技術的使用也會優(yōu)化患者的診療體驗，增加患者滿意度［28-29］。目前臨床上應用較多的口內(nèi)掃描系統(tǒng)有Cerec系統(tǒng)、Trios系統(tǒng)、LavaC.O.S系統(tǒng)以及iTero系統(tǒng)等，各系統(tǒng)、型號掃描儀之間的精度并無顯著差異，但準確度由于頸部肩臺及鄰面倒凹等掃描盲區(qū)的存在會有所不同［30］。以丹麥3shape公司的Trios口內(nèi)掃描儀為例，其采用的共聚焦顯微成像技術“超快光學切片”，可周期性地自動變焦，呈現(xiàn)出多層次動態(tài)連續(xù)拍攝的三維圖像，并可清晰顯示倒凹及邊緣線位置，醫(yī)生掃描時發(fā)現(xiàn)牙體預備不當處可及時進行口內(nèi)調(diào)改，有利于保證共同就位道。所采集的數(shù)字化印模為開放性STL數(shù)據(jù)格式，可直接傳輸?shù)接嬎銠C中使用CAD/CAM系統(tǒng)進行設計制作。另外，使用數(shù)字化印?？蓽p少傳統(tǒng)印模材料與石膏的大量浪費，且全解剖式氧化鋯修復體不堆塑飾瓷，無需3D打印實體模型，兩者相結合更加節(jié)約成本［31］。

5、臨床應用

傳統(tǒng)上飾瓷的氧化鋯修復體是基底冠加飾瓷的雙層結構，這種雙層結構的修復體出現(xiàn)臨床失敗的最主要原因是瓷層碎裂。研究表明，以氧化鋯為基底的飾瓷甚至比傳統(tǒng)的金屬烤瓷冠更易出現(xiàn)碎裂［32］。At等［33］認為，咀嚼壓力、溫度變化、唾液浸泡等促進氧化鋯老化的因素并不影響修復體的長期邊緣適合性及完整性，而氧化鋯的飾瓷技術會對修復體的邊緣密合性造成一定影響，這與其他研究結果相一致［34］。飾瓷與氧化鋯結合的界面上往往存在部分殘余應力，可能與瓷層的反復燒結冷卻及飾瓷與氧化鋯的熱膨脹系數(shù)相差過多有關［35］，且為了降低飾瓷的碎裂率，需要在牙體預備時磨除較多的牙體組織來保證瓷層一定的厚度，對于咬合緊、切端菲薄等修復空間有限的患者則難以適用。半透明全解剖式氧化鋯修復體可最大程度減少此類不利應力的產(chǎn)生，同時節(jié)省修復空間，達到薄透而自然的美學效果。由于該類氧化鋯的透明度較高，選擇臨床適應證時需針對情況具體分析：若基牙著色較深，如重度四環(huán)素牙等要慎用；在進行前牙美學修復時要注意中線兩側切牙缺損或缺失的對稱性；當基牙存在傾斜扭轉、咬合緊、過度磨耗、深覆牙合深覆蓋等導致修復空間不足的特殊情況時，推薦優(yōu)先選擇超透全解剖式氧化鋯冠橋修復。

目前有關半透明全解剖式氧化鋯修復體臨床效果的研究還處于相對較少的狀態(tài)［36］。郭建徠等［37］對比了4種透明度較高的氧化鋯材料（IPSE.max Press、Vita In-Cream YZ氧化鋯、Cercon HT氧化鋯、愛爾創(chuàng)Upcera ST氧化鋯）有或無飾瓷修復體對顏色再現(xiàn)的差異性，結果4種傳統(tǒng)上飾瓷氧化鋯修復體均能滿足臨床需要，全解剖式修復體組的Vita與Cercon HT修復體不被接受而另兩種材料可以接受，認為在天然牙無明顯變色或染色、顏色均一且對強度要求較高時可選擇全解剖式修復體。陳磊等［38］對Lava全解剖式氧化鋯修復體的3年隨診觀察顯示，使用其能夠成功修復后牙牙體缺損，避免瓷層崩碎的同時減少了牙體預備量。丁晨等［39］短期隨訪了運用CAD/CAM系統(tǒng)優(yōu)化設計Upcera超透氧化鋯材料針對修復空間有限病例的修復效果，認為其對這些特殊病例具有很高的臨床應用價值。

綜上所述，伴隨著氧化鋯透明度的不斷改善及口內(nèi)掃描技術的應用，全解剖式氧化鋯修復體從早期的主要在后牙區(qū)應用逐漸發(fā)展應用于前牙美學修復，并取得了不亞于傳統(tǒng)上飾瓷氧化鋯修復體的良好臨床效果及患者滿意度，具有廣泛的應用前景，其長期臨床效果尚有待進一步觀察。

來源：原創(chuàng) 中國實用口腔科雜志