基金项目:中国博士后基金资助项目作者单位:210008南京大学医学院附属口腔医院修复科(骆小平);华西医科大学口腔医学院修复科(赵云凤)·综述·牙科全瓷冠修复的研究进展骆小平 赵云凤 陶瓷作为口腔修复材料具有极佳的生物相容性、优良的耐腐蚀性和耐磨损性,尤其是其独特的美学性能是金属材料和其他高分子材料无法比拟的[1]。
然而,由于牙科陶瓷的脆性大、强度差,限制了其临床使用。
1962年,Weinstein 等[2]发明了瓷附熔金属技术,将金属基底结构的强度和瓷的美学性能有机地结合在一起,制作出具有一定美学效果的金瓷冠桥修复体。
这一技术目前已成熟且在口腔修复体的制作中得到广泛应用。
但是,由于瓷附熔金属修复体的基底结构是金属,光线不能在基底结构中传导,直接影响了修复体的透光性,使其缺乏自然牙的活力。
同时,烤瓷合金中的金属离子不仅能使瓷修复体发生褪色,而且部分患者对金属有过敏反应[1]。
这些因素的存在促进了不需金属基底结构的全瓷冠系统的研制。
近十年来,人们采用了多种方法完善牙科用陶瓷材料,使其强度和韧性得到了很大提高。
目前的牙科陶瓷材料不仅可以制作嵌体、贴面,而且可制作色泽类似于天然牙的全瓷冠。
这些制作全瓷冠的陶瓷材料,按制作技术不同可分为:①常规粉浆瓷(conventionalpowder2slurryceramics),②铸造陶瓷(castableceramics),③可切削陶瓷(machinableceramics),④热压陶瓷(hot pressableceramics),⑤渗透陶瓷(infiltrated ceramics)。
一、临床常用的全瓷冠修复材料及其制作技术11常规粉浆涂塑技术:它是采用一定量的白榴石晶体粉末和长石瓷粉末混合在一起,用蒸馏水调拌成粉浆,涂塑在特种耐火代型材料上,经过高温烧结制成全瓷冠的技术。
由于它具有长石瓷的色泽和透光性,因而,一次成型就能完成全瓷冠制作[3]。
常用的粉浆涂塑瓷有OptecHSP和DuceramLFC。
21铸造玻璃陶瓷技术:1972年,Grossman[4]报道了用可切削玻璃陶瓷经熔化、铸造制作牙科嵌体、贴面和人造牙冠的修复技术。
80年代中期,登士柏公司和康宁公司合作开发出离心铸造机和瓷化炉。
玻璃陶瓷修复体制作工艺是在高温(1350℃～1400℃)下将富含SiO2和K2O的玻璃进行熔化,通过失蜡技术进行玻璃的铸造成型,制成修复体的坯体。
再经过650℃的热处理成核并在1075℃高温下控制晶核生长,形成四硅氟云母晶体,提高玻璃陶瓷的强度和韧性。
由于这种陶瓷的透光性好并能混合来源于自然牙和周围软组织的颜色,产生变色龙作用(chameleoneffect),因而,修复体的表面仅需着色处理即可满足一般临床要求。
80年代末期,临床医生开始利用铸造Dicor陶瓷制作基底冠,其表面用美学性能好的长石瓷作饰瓷处理,制作出一种新型的陶瓷全冠(Willisglasscrown)[5]。
常用的铸造陶瓷有Dicor,CeraPearl和OlympusCastableCeramic。
31热压铸陶瓷技术:热压铸陶瓷制作技术首先由瑞士苏黎世大学口腔修复材料系于1983年研制成功。
1986年他们与列支登士敦牙科公司合作开发研制出IPS2Empress陶瓷块和EmpressEP500热压炉。
热压陶瓷制作工艺是将修复体蜡型放置在一个特殊设计的圆柱型炉模上,用磷酸盐包埋料包埋。
当模型加热到850℃时,打开上盖放入瓷块并盖上氧化铝推进棒,按下自控按钮。
炉内即按给定程序自动加热到1150℃并维持20min,粘滞的玻璃陶瓷材料在013～014MPa压力下注入腔型,完成瓷修复体的成型。
在随后的瓷表面处理上有两种方法可获得满意的色泽。
一是用与基体材料成份相似的表面釉瓷进行着色处理,得到相应的颜色,釉瓷厚度一般为50～60μm;二是表面饰瓷,在制作外形完整的蜡型后,去除将成为透明牙釉质部分的蜡,仅保留牙本质部分进行包埋,常规热压成型。
然后,在表面用常规长石瓷进行饰瓷[6]。
热压铸技术不仅可使全瓷修复体成型,而且可提高瓷的致密度和白榴石晶体的含量,从而改善瓷的强度。
这一技术具有操作简单、省时、费用低等优点,因而在临床上得到了广泛应用。
常用的热压瓷有IPS2Empress。
41In2Ceram技术:In2Ceram技术是法国人Tyszblat[7]于1987年发明的制作高强度、低收缩全瓷冠的技术,也是牙科陶瓷全冠制作中唯一使用其专利技术命名的制作技术。
其方法是将高纯度细颗粒的Al2O3粉末制成高体积分数(>65vol%)的注浆,涂塑在In2Ceram专用石膏代型上,通过石膏的毛细管作用吸收水份。
然后将模型放在In2Ceram炉内在1100℃温度下烧结2h,形成多孔的Al2O3骨架。
在Al2O3骨架上,采用特殊的镧硼硅玻璃,在1150℃高温下进行渗透,玻璃基质通过毛细管作用逐渐渗入到多孔的氧化铝核中。
用这种方法获得的陶瓷强度是常规玻璃陶瓷强度的2～3倍[8]。
经过玻璃渗透后的氧化铝核,再用Vitaalpha瓷进行表面饰瓷,即可得到理想的类似于自然牙的修复体。
常用的In2ceram瓷有VitaIn2ceramalumina和VitaIn2ceramspinal。
51CAM加工成型技术:1986年西门子公司率先将牙科CAD/CAM商品化,生产出CerecⅠ型牙科CAD/CAM系统。
但它仅能完成简单的嵌体和前牙贴面的制作,不能制作全冠和后牙嵌体的咬合·851·中华口腔医学杂志2000年3月第35卷第2期 ChinJStomatol,March2000,Vol35,No.2面。
1994年西门子公司又推出CerecⅡ型牙科CAD/CIM系统,不仅能完成嵌体、高嵌体及前牙贴面的制作,而且能制作全瓷基底冠和咬合面形态完整的全瓷冠。
它是通过光学摄像系统采集印模,在计算机上进行修复体设计并将图形文件进行数字化处理传入计算机辅助制作系统,进行修复体的加工。
1992年瑞士推出CelayCopy2milling系统,它的制作原理如同配钥匙一样,首先制出一个暂时性的树脂修复体轮廓,并以此作为模坯,用一机械式描绘系统描记模坯形状并使其同步传到加工系统,进行修复体的制作。
这些CAD/CAM系统的研制成功为牙科全瓷修复技术提供了一条崭新的途径。
它们均是采用工业预成瓷块,经过机械加工方法得到形状复杂的牙科修复体。
常用的切削瓷有VitaMarkⅠ、Vita MarkⅡ、DicorMGC、DicorMGC2F、VitaIn2 Ceramaluminablock、VitaIn2Ceramspinal block。
未来的牙科CAD/CAM系统发展趋势是:①操作将更简单,成本更低;②能够稳定地从口腔内或模型上获取牙体预备情况;③制作inlay、onlay和全冠完全自动化;④快速完成修复体不超过10分钟;⑤易于更新并力求准确地获取龈下边缘情况[9]。
二、常用牙科全瓷冠修复材料的比较[1,10,11]从表1中列出的5类临床常用全瓷冠制作材料的特性可以看出,弯曲强度和断裂韧性最高的是In2Ceram渗透瓷,最低的是VitaMarkⅡ透长石瓷。
透光率最大的是Dicor铸造陶瓷和DicorMGC切削瓷;透光率最小的是In2Ceram渗透瓷。
从临床制作工艺比较,制作最简单的是VitaMarkⅡ、DicorMGC切削瓷和OptecHSP粉浆瓷,操作工艺最复杂的是In2Ceram渗透瓷。
对于上述5种全瓷修复系统来说,每种系统都有各自的优点和缺点,临床选用材料时,必须根据其特点加以采用。
如,前牙冠可选择透光性较好的Dicor瓷,后牙冠应选择强度高、韧性好的In2ceram渗透陶瓷。
三、牙科全瓷修复技术的临床评价高强度、良好的适合性与可以接受的美学效果,是固定修复体所必须的。
尽管牙科陶瓷在测试时有很高的强度,但在受到拉应力时由于其表面的裂纹和微裂使之易于折裂。
Thompson等[12]用定量断口组织分析测定临床失败玻璃陶瓷冠的折裂应力为45～95MPa,仅为Dicor材料本身强度的50%。
这是由于Dicor材料断裂韧性低,制作过程中在Dicor玻璃陶瓷表面引发的裂纹降低了实际强度的缘故。
1988年Moffa等[13]报道Dicor全瓷冠使用3年的临床效果,用于前牙修复失败率为315%,后牙全冠修复的失败率为3513%。
尽管目前很多研究已采用ZrO2和Al2O3颗粒来增韧可铸造玻璃陶强度,但临床应用效果尚未见报道。
1994年Hankinson和Cappetta等[14]报道了使用白榴石加强的OptecHSP全瓷系统,制作159个全瓷冠(25个磨牙,88个前磨牙,46个前牙)观察5年的临床结果。
前牙、前磨牙、磨牙修复失败率分别为0、213%、24%。
1995年Sorensen等[15]报道了75个IPS2Empress全瓷冠使用1～30个月后,无1例临床失败。
1996年,Pr¨o bster[16]对95个In2Ceram全瓷冠(其中后牙68个,前牙28个)修复体追踪观察4年后,未见1例失败。
适合性的各种测量值的差别很大,且与测量方法密切相关。
但明确冠边缘粘固剂厚度是有实用意义的。
尽管美国牙医协会认为理想的粘固层厚度为25～40μm,但实际临床冠桥边缘粘固层厚度远超了这个标准。
最早使用的牙科CAD/CAM系统制作的修复体,在戴入基牙后粘固层厚度约为60～150μm[1],而目前的设备制作的修复体粘固层厚度仅为56μm[17]。
Dicor全冠在使用最新研制的Dicorplusceramics饰瓷后,制作的Willis玻璃陶瓷冠边缘粘固层厚度为30～60μm[1]。
Shearer等[18]的研究表明,常规In2Ceram技术制作的全瓷冠的边缘粘固层厚度为19μm。
综上所述,每一种全瓷修复系统都有各自的优缺点,并非尽善尽美,使用者必须根据临床具体情况选择应用。
采用高强度、高韧性的牙科陶瓷材料以及简单的工业预成瓷块方式经CAD/CAM加表1 临床常用牙科全瓷冠修复材料的比较材料商品名分类晶体成分晶体大小(μm)弯曲强度(MPa)断裂韧性(MPam1/2)弹性模量(GPa)透光率(%)其他特征所需的 特殊器材 Optec HSP 粉浆瓷白榴石10～151051129641927～35对自然牙磨损大,一次成形易酸蚀特殊代型材料IPS Empress 热压瓷白榴石10～151271129681922～32表面需着色或饰瓷,易酸蚀特殊包埋料及热压炉In2Ceram 渗透瓷氧化铝1～544641612851～3表面需饰瓷但不易酸蚀特殊代型材料及高温炉Dicor 铸造瓷云母5～71251131731548表面需着色,易磨损,DicorPlus易作核冠特殊包埋料、铸造及瓷化设备Dicor MGC 切削瓷云母1～51841156832硬度接近牙釉质,易酸蚀CAD/CAMVita MarkⅡ切削瓷透长石5781186325～35硬度接近牙釉质,易酸蚀,有数种颜色CAD/CAM·951·中华口腔医学杂志2000年3月第35卷第2期 ChinJStomatol,March2000,Vol35,No.2工制作的全瓷冠桥,将是21世纪牙科陶瓷修复发展的方向。