冠厚度對前牙美學氧化鋯全鋯冠抗壓縮破壞力的影響

董少然 廉云敏 高嵐 王璞

目前眾多學者關注氧化鋯陶瓷顏色的開發。絢彩AT氧化鋯是愛迪特公司生產的前牙專用美學氧化鋯，半透性高達49%，根據Vita16色比色板鋯塊分為16 個顏色，并且通過手工分層壓制的加工工藝使每個顏色的鋯塊呈現出6層顏色過渡，臨床可以根據不同患者的需求以及牙冠尺寸來進行CAD/CAM的切割制作，無需飾面瓷，避免了飾面瓷的剝脫，但這一美學氧化鋯的力學性能能否滿足美觀要求高的患者而應用于后牙，有待進一步研究。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

CAD/CAM專用絢彩AT氧化鋯、CAD/CAM專用愛迪特SHT氧化鋯(愛迪特有限公司；秦皇島)；牙體標準模型(Nissin公司；日本)；Cercon ceram love瓷粉(登士柏；德國)；鈷鉻金屬錠(吉爾巴赫；德國)；切削蠟(威蘭德；天津)；3M玻璃離子(3M公司，美國)；Dental System D800掃描儀(3Shape公司，丹麥)；Abutment Designer基牙設計軟件(3Shape公司，丹麥)；ROLAND DWX-50五軸聯動數字加工設備(日本)；澤康二代智能切割機(登士柏)；澤康加強型瓷化燒結爐(登士柏)；義獲嘉烤瓷爐(瑞士)；萬能材料試驗機(SKYVMC-1160H，深圳萬測試驗設備有限公司,蘇州)。

1.2 實驗方法

1.2.2 實驗分組與全冠的制作

圖 1 萬能試驗機的加載頭與全冠遠中頰尖接觸

1.2.2.3 氧化鋯飾瓷冠的制作 CAD/CAM方法加工6 個SHT氧化鋯基底冠，基底冠厚度0.5 mm，用硅橡膠導板做引導上飾瓷燒結，飾瓷厚度控制在1.5 mm。上釉完成氧化鋯飾瓷冠的制作。n=6,均由同一技師完成制作，以減少誤差。

1.2.3 全鋯冠的粘接 嚴格按照3M玻璃離子水門汀的使用說明調和粘接劑，將全鋯冠就位于金屬代型上，以20 N的恒定壓力持續15 min[3]，待其硬固后去除多余粘接劑。靜置24 h待粘接劑完全硬固。

1.2.4 全鋯冠的抗壓縮試驗 在萬能試驗機上用記號筆標記出金屬代型底座的位置，使之與金屬代型基底面形態一致，并確保上方加載頭與牙冠遠中頰尖相對應，使每次更換試件時加載點的位置不變(圖 2)。

圖 2 抗壓縮性能測試

用直徑為6 mm的平頭加載頭，采用5 KN的力值傳感器，以0.5 mm/min的加載速度緩慢垂直加壓于全鋯冠的功能尖上，通過計算機進行監測，荷位移曲線突然下降便停止加載，此時計算機自動記錄下各個全鋯冠折裂時的力值，即為全鋯冠的抗壓縮破壞力。

1.3 統計學分析

2 結 果

2.1 斷裂模式

2.2 統計結果

各組實驗數據均符合正態性及方差齊性，3 組AT全鋯冠的抗壓縮破壞力進行單因素方差分析：各組間的抗壓縮破壞力有統計學意義(P<0.05)，即組間存在差異。進行組間的兩兩比較，A組、B組、C組之間差異均有統計學意義(P<0.05)。AT全鋯冠與SHT全鋯冠、SHT氧化鋯飾瓷冠組的抗壓縮破壞力進行單因素方差分析得出各組之間抗壓縮破壞力有統計學意義(P<0.05)，存在組間差異。組間兩兩比較，B組與D組、E組的抗壓縮破壞力無統計學差異(P>0.05)，其余組間抗壓縮破壞力均有統計學差異(P<0.05),統計結果見表 1。

表 1 各組全瓷冠間的抗壓縮強度 (N，n=6)

Tab 1 Compressive strength of each group (N， n=6)

注： 字母不同的組間差異具有統計學意義，P<0.05

3 討 論

全瓷冠抗壓縮破壞力受多種因素影響，如冠厚度，瓷材料，粘接劑的種類，加載力的施加方式，代型彈性模量等。而本實驗中粘接劑及代型的選擇、力的加載方式均完全一致，因此冠厚度和瓷材料為本實驗主要影響因素。

3.2 著色劑及穩定劑的含量對全鋯冠抗壓縮破壞力的影響

目前氧化鋯的著色工藝主要有兩種，即內著色和外著色[13]。內著色：在氧化鋯粉體的制作過程中加入稀土氧化物或過渡金屬氧化物，使氧化鋯具有天然牙的色澤。外著色：將預燒結瓷塊切削后用特定的染色液進行浸泡使其著色。前者著色呈色均勻、穩定，可以為臨床應用提供準確可靠的顏色；浸泡染色液著色方式簡便，但染色液的濃度、浸泡時間以及預燒體的顯微結構變化都有可能影響著色效果。絢彩AT氧化鋯采用內著色的方法，將一定質量分數的Fe2O3粉體摻雜到釔穩定氧化鋯的粉體中，使其具有自然牙的色澤。然而在摻雜Fe2O3粉體的過程中需要球磨混料，這樣就打亂了原氧化鋯粉體的造粒，使得鋯塊燒結成型具有一定難度，故推測這可能是絢彩AT氧化鋯其抗壓縮破壞力下降的原因之一。

氧化鋯在不同溫度下以3 種晶相存在，室溫下氧化鋯會發生從四方相向單斜相的轉變，并且這一轉變帶來約7%～9%的體積增加，從而實現相變增韌機制。四方相氧化鋯具有更加優良的力學性能和美學性能,在氧化鋯中加入適宜的穩定劑會使四方相氧化鋯在室溫下以亞穩態存在。氧化釔是目前最為常用的穩定劑，技術較為成熟，已有研究表明[14]3%的部分釔穩定氧化鋯綜合性能最佳。絢彩AT氧化鋯中氧化釔的含量為5%，含量較高，氧化釔含量的增加會使氧化鋯在室溫下以全穩定相氧化鋯的形式存在，外界施加的應力難以誘發氧化鋯晶粒發生相變，如此便失去相變增韌的作用，氧化鋯的抗壓縮破壞力也會下降。

3.3 燒結工藝對全鋯冠抗壓縮破壞力的影響

燒結是陶瓷制備最關鍵的環節，它決定了陶瓷制品的最終性能。根據廠家提供的指導手冊可知本實驗所使用的絢彩AT氧化鋯和SHT氧化鋯的燒結制度不同，二者的初步燒結溫度均為900 ℃，絢彩AT氧化鋯的升溫速率為293 ℃/h,SHT氧化鋯的升溫速率為440 ℃/h，均保溫半個小時。二次燒結時，絢彩AT氧化鋯以157 ℃/h的速率升溫到1 450 ℃，而SHT氧化鋯以180 ℃/h的速率升溫至最高溫度1 530 ℃，二次燒結的升溫速率和最高溫度均不同。經查閱相關文獻[15-17]發現，目前學者對于氧化鋯陶瓷燒結工藝的研究僅限于升溫速率和燒結溫度二者之一，這兩種因素如何同時對氧化鋯陶瓷的性能產生影響有待進一步研究,并且燒結制度尚無定論，但能夠確定的是要想獲得性能優良的氧化鋯陶瓷，必須使最終燒結體致密，氣孔率小，晶粒大小盡可能均勻。

已有實驗證明無論刃狀還是0.3 mm或以上的肩臺的普通氧化鋯全鋯冠均可滿足臨床的需要[18]，本實驗關于絢彩AT氧化鋯的研究僅限于不同合面厚度全鋯冠在靜態載荷下能承受的最大抗壓縮破壞力，充分模擬口腔環境對絢彩AT氧化鋯疲勞壽命的影響以及肩臺寬度對絢彩AT氧化鋯全鋯冠抗壓縮破壞力的影響有待進一步研究。