全解剖式氧化鋯修復體的發展
本文刊登於《中國實用口腔科雜誌》2017年8期458-462頁
摘要：近年來，隨著氧化鋯透明度的不斷改善，計算機輔助設計與製造（CAD/CAM）及口內數字化掃描等新技術的應用，採用無需飾瓷的半透明單片氧化鋯製作的全解剖式氧化鋯修復體開始成為更多醫生的選擇。文章就可用於全解剖式氧化鋯修復體的氧化鋯的基本性能、透明度的發展、對天然牙的磨耗、與數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；計算機輔助設計與製造；口內掃描儀；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，憑藉其優越的機械性能、良好的生物相容性及對放射線影像的低干擾，已逐漸取代傳統的金屬烤瓷材料，被越來越廣泛地應用於口腔修復領域。目前臨床上主要使用的是以三氧化二釔（Y2O3）為穩定劑的四方多晶體氧化鋯（Y-TZP），主要產品有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，計算機輔助設計與製造（CAD/CAM）及口內數字化掃描等新技術的應用，採用無需飾瓷的半透明單片氧化鋯（monolithic translucent zironia）製作出的全解剖式氧化鋯修復體（full-contour Zironia prostheses）憑藉其優異的美學效果、微創的修復理念以及更廣泛的適應證將被愈來愈多地應用於臨床。
1 氧化鋯基本性能
口腔陶瓷材料根據臨床應用分為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。當其表面產生裂紋時，裂紋頂部的應力集中使四方相晶體轉變為單斜相晶體，相關的能量吸收及體積膨脹產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］。長期處於低溫或潮濕環境下，四方相晶體也會緩慢向單斜相發生轉化，產生微裂紋，稱為氧化鋯的低溫老化現象（low-temprature degration，LTD），影響氧化鋯修復體的使用壽命。目前針對LTD的大部分研究集中於模擬氧化鋯加速老化之後其生物學及力學性能的改變。在鋯粉的生產過程中，通過合理改良晶體顆粒大小、穩定劑種類及減少殘餘應力等方法，有效提高氧化鋯的抗老化性能［3-4］。氧化鋯穩定劑的種類很多，以Y2O3為穩定劑的Y-TZP性能較穩定，目前在臨床上應用最為廣泛。以二氧化鈰為穩定劑的Y-TZP及氧化鋁納米複合材料（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。關於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-甲基丙烯醯氧癸基雙清磷酸鹽（MDP，可樂麗，日本）的預處理劑有助於增強氧化鋯與複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LAVAZirconia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，結果發現，氧化鋯厚度與透明度的關係近似於對數曲線，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、折射係數和孔隙率密切相關，其中折射係數與晶體尺寸的影響最為明顯，晶體尺寸越小、折射係數越低，產生光的散射越少，材料越透明［13］。小於可見光波長（0.4 ~ 0.7 μm）的亞微米級晶體及小於0.1%的孔隙率產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。傳統氧化鋯折光係數為2.1 ~ 2.2［16］，受透明度限制，若不上飾瓷多應用於後牙，而隨著近年來氧化鋯生產技術的不斷發展，國內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，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字化技術應用的一個變革，也是目前國內外應用最廣泛的一個系統，其產品按外形分為兩大類：圓柱形的Cercon瓷塊及Cercon basic disk瓷盤。Cercon系統採用傳統二次燒結的方法，在CAD/CAM設計切削出的基底冠表面堆塑飾瓷，但並未推出適用於前牙全解剖式修復體的透明度較高的氧化鋯產品。Lava氧化鋯的應用也相對較早，目前已在50餘個國家使用，其產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系統可製作出邊緣適合性及自然通透性優異的全解剖式氧化鋯修復體［17］。愛爾創作為國產品牌的代表，其美學修復氧化鋯的執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、燒結後平均尺寸及加速老化後表面單斜晶相的百分比都有嚴格要求。其產品按照系統兼容性可分為開放系統氧化鋯、Cercon系統兼容氧化鋯、Sirona系統兼容氧化鋯及手動氧化鋯等。「TT」玉瓷及「ST」超透兩種氧化鋯產品可用於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］，牙體預備量與傳統全瓷冠相比大大減少，符合微創修復的發展理念。「TT」玉瓷可達到與玻璃陶瓷相近的49%的優異透光率，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240 000次咀嚼循環實驗對天然牙產生的磨耗，結果顯示氧化鋯對牙齒的磨耗程度小於長石陶瓷，對保護對頜天然牙更有益。即使低溫老化現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後對對頜牙的磨耗與未老化組比較並無顯著差異。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並無直接關係，而與其顯微結構、接觸面粗糙程度及口腔環境密切相關［22］。由於氧化鋯具有細小均勻的結構，因此經過適當的拋光可以得到相對光滑的接觸面，提示臨床上全解剖式氧化鋯修復體戴入前細緻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，由於摩擦面存在的磨蝕性顆粒種類少，表現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］，非常適用於承受咬合力量大同時對美觀要求又相對較低的後牙區，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 與數字化技術的結合
數字化印模或間接法掃描石膏模型是CAD/CAM設備數據採集的兩種途徑。間接法由於印模材聚合收縮、石膏膨脹及人為因素等，產生誤差的環節比口內直接掃描數字化印模要明顯增多［25］，可見數字化印模的精確度高於傳統取模，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，若臨床試戴出現不合適，調改機會少，長時間調磨產熱也會導致氧化鋯內部產生一定的殘餘應力及微裂紋［27］。使用數字化口內掃描儀可有效減少修復體內部微缺陷的產生，提高修復體的製作精度和邊緣密合性，減少椅旁調改。臨床診療時間的縮短、新技術的使用也會優化患者的診療體驗，增加患者滿意度［28-29］。目前臨床上應用較多的口內掃描系統有Cerec系統、Trios系統、LavaC.O.S系統以及iTero系統等，各系統、型號掃描儀之間的精度並無顯著差異，但準確度由於頸部肩台及鄰面倒凹等掃描盲區的存在會有所不同［30］。以丹麥3shape公司的Trios口內掃描儀為例，其採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，呈現出多層次動態連續拍攝的三維圖像，並可清晰顯示倒凹及邊緣線位置，醫生掃描時發現牙體預備不當處可及時進行口內調改，有利於保證共同就位道。所採集的數字化印模為開放性STL數據格式，可直接傳輸到計算機中使用CAD/CAM系統進行設計製作。另外，使用數字化印模可減少傳統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列印實體模型，兩者相結合更加節約成本［31］。
5 臨床應用
傳統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的金屬烤瓷冠更易出現碎裂［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並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餘應力，可能與瓷層的反覆燒結冷卻及飾瓷與氧化鋯的熱膨脹係數相差過多有關［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，對於咬合緊、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生，同時節省修復空間，達到薄透而自然的美學效果。由於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於相對較少的狀態［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Upcera ST氧化鋯）有或無飾瓷修復體對顏色再現的差異性，結果4種傳統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後牙牙體缺損，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系統優化設計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掃描技術的應用，全解剖式氧化鋯修復體從早期的主要在後牙區應用逐漸發展應用於前牙美學修復，並取得了不亞於傳統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。
參考文獻 略
引用或轉載請註明出處！
TAG:中國實用口腔科雜誌 |