核飾瓷厚度和樹脂水門汀對玻璃陶瓷貼面乳光性能的影響

李哲敏 馬雯潔 楊淑然 楊秋松 王佳寧 姚張順 林云紅，3 李星星，3

1.昆明醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院，昆明 650500；2.中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九二〇醫(yī)院，昆明 650118；3.昆明醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院口腔修復(fù)科，昆明650100

玻璃陶瓷貼面因出色的美學(xué)性能和可靠的臨床耐久性，廣泛應(yīng)用于前牙美學(xué)修復(fù)[1-2]。變色牙的瓷貼面修復(fù)可以選用低透明度的玻璃陶瓷作為核瓷材料，結(jié)合通透性好的長石質(zhì)瓷作為飾瓷材料，且需使用具有遮色效果的樹脂水門汀才能獲得較好的美學(xué)修復(fù)效果[3]。乳光性作為天然牙的第二光學(xué)特性，是影響瓷貼面美學(xué)效果的重要因素，良好的乳光性可賦予修復(fù)體更加自然逼真的修復(fù)效果。目前，全瓷修復(fù)體在顏色和半透明性上可很好地匹配天然牙，但其乳光性與天然牙相比還有很大差距[4-5]。以往的研究[6-7]集中于單層瓷材料、相同厚度復(fù)層瓷材料的乳光性能分析，而瓷層厚度和樹脂水門汀對復(fù)層結(jié)構(gòu)瓷貼面乳光性能的影響尚未見報(bào)道。本研究將對不同厚度計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造（computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM）瓷貼面及CAD/CAM 瓷貼面-樹脂水門汀復(fù)合體的乳光性進(jìn)行分析，為進(jìn)一步提高瓷貼面修復(fù)變色牙的美學(xué)性能提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 主要材料和儀器

IPS e.max CAD LT A3 瓷塊、IPS e.max Ceram dentin A3 瓷粉、IPS e.max Ceram Transpa Incisal 2瓷粉、Programat CS2 烤瓷爐、Variolink N 粘接套裝、4.5%氫氟酸、Bluephase N 光固化燈、Blue‐phase MeterⅡ光強(qiáng)測量計(jì)（Ivoclar Vivadent 公司，列支敦士登），科美N4 切削機(jī)（愛迪特科技股份有限公司），數(shù)顯游標(biāo)卡尺（上海工具廠有限公司），95%乙醇（山東利爾康消毒科技有限公司），1 kg 砝碼（深圳圣鉆科技有限公司），Datacolor 850 雙光束分光光度計(jì)（Datacolor 公司，美國），JEM-2100透射電鏡（日本電子株式會社，日本）。

1.2 CAD/CAM瓷貼面試件的制作及分組

采用愛迪特科美N4 切削機(jī)將IPS e.max CAD LT A3 瓷塊切割成長26 mm、寬15 mm、厚度分別為0.25 mm 和0.50 mm 的方形瓷片，在Programat CS2烤瓷爐中結(jié)晶后，上結(jié)合層，堆飾瓷。牙本質(zhì)瓷和切端瓷均分2 次燒結(jié)完成。采用180～1 200 號水砂紙逐級打磨控制飾瓷厚度，游標(biāo)卡尺測量并控制誤差為0.02 mm。根據(jù)核瓷、牙本質(zhì)瓷和切端瓷厚度，試件分組如表1所示，每組5個(gè)試件。

表1 CAD/CAM瓷貼面試件分組Tab 1 The groups of CAD/CAM porcelain veneer specimens

1.3 CAD/CAM 瓷貼面-樹脂水門汀復(fù)合體試件的制作

CAD/CAM 瓷貼面試件的核瓷底層用4.5%氫氟酸酸蝕20 s，沖洗，使用95%乙醇溶液超聲蕩洗2 min，吹干，均勻涂布硅烷偶聯(lián)劑，60 s 后用無水、無污染的干燥氣槍吹干，涂布粘接劑Helio‐bond，吹至均勻薄層，20 s 后涂布Variolink N Bleach XL 水門汀，表面隔聚乙烯薄膜置于玻璃板上，將1 kg砝碼隔膜置于試件上方，靜置30 s，光固化燈（光強(qiáng)度1100 mV·cm-2）預(yù)光照2 s，清理多余粘接劑，垂直貼面固化20 s，游標(biāo)卡尺測量樹脂水門汀厚度約為0.10 mm。光固化燈在照射5 次后進(jìn)行光強(qiáng)測定以確保穩(wěn)定的光強(qiáng)。

1.4 CIE L*a*b*值測量

采用雙光束分光光度計(jì)測試CAD/CAM 瓷貼面試件及瓷貼面-樹脂水門汀復(fù)合體試件的反射光譜曲線和透射光譜曲線，并計(jì)算CIEL*a*b*值。測試條件為D65 標(biāo)準(zhǔn)光源，光譜波長范圍在360～700 nm，其中反射模式下觀察幾何條件為CIE d/8°，以標(biāo)準(zhǔn)黑色板作為測試背景。

1.5 乳光性能（opalescence property，OP）分析

根據(jù)計(jì)算公式OP=[(a?T?a?R)2+(b?T?b?R)2]1/2，計(jì)算反射模式下和透射模式下的彩度差。其中，T和R分別代表透射和反射模式。

1.6 瓷粉晶體粒徑檢測

取適量IPS e.max Ceram dentin A3 和IPS e.max Ceram Transpa Incisal 2 瓷粉，經(jīng)乙醇溶液超聲分散后滴于銅網(wǎng)上，透射電子顯微鏡下觀察瓷粉中晶粒大小。透射電子顯微鏡點(diǎn)分辨率為0.23 nm，放大倍數(shù)為6 000倍和8 000倍。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 25.0 軟件對CAD/CAM 瓷貼面試件及CAD/CAM 瓷貼面-樹脂水門汀復(fù)合體試件的乳光值進(jìn)行方差分析，雙側(cè)檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 不同厚度試件反射和透射模式下的L*a*b*值

CAD/CAM 瓷貼面與CAD/CAM 瓷貼面-樹脂水門汀復(fù)合體反射模式下的色度值見表2。從表中可以看出：核瓷厚度增加，試件L*a*b*值均增大；核瓷厚度相同時(shí)，牙本質(zhì)瓷厚度增加，L*a*b*值均增大；CAD/CAM 瓷貼面-樹脂水門汀復(fù)合體在0.25 mm 牙本質(zhì)瓷層上增加0.25 mm 切端瓷后L*a*值增大，b*值略有減小。

表2 CAD/CAM 瓷貼面與CAD/CAM 瓷貼面-樹脂水門汀復(fù)合體反射模式下的色度值Tab 2 The L＊a＊b＊ values of CAD/CAM porcelain ve‐neer and CAD/CAM porcelain veneer-resin cement composite specimens in the reflected mode

CAD/CAM 瓷貼面與CAD/CAM 瓷貼面-樹脂水門汀復(fù)合體透射模式下的色度值見表3。從表中可以看出，隨著試件厚度增加，L*值減小，a*b*值增大。

表3 CAD/CAM 瓷貼面與CAD/CAM 瓷貼面-樹脂水門汀復(fù)合體透射模式下的色度值Tab 3 The L＊a＊b＊ values of CAD/CAM porcelain ve‐neer specimens and porcelain veneer-resin ce‐ment composite specimens in the transmitted mode

2.2 OP

核瓷組0.25C、0.50C、核瓷/飾瓷組0.25C/0.25D、0.50C/0.25D、0.50C/0.50D、0.50C/0.25D/0.25I 瓷貼面 試件 的OP 分別為6.10±0.50、7.00±0.24、6.40±0.24、7.08±0.28、7.16±0.21、7.81±0.11。統(tǒng)計(jì)分析表明，隨著核瓷厚度增加，乳光值增大（P<0.05）；核瓷厚度相同，增加0.25 mm 牙本質(zhì)瓷，乳光值的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），但在0.25 mm 牙本質(zhì)瓷層上增加0.25 mm 切端瓷后乳光值增大（P<0.05）（圖1）。

圖1 不同厚度CAD/CAM瓷貼面試件的OP值Fig 1 The OP values of CAD/CAM porcelain veneer specimens with different thickness

CAD/CAM 瓷貼面樹脂水門汀復(fù)合體0.25C/0.25D-0.10、0.50C/0.25D-0.10、0.50C/0.50D-0.10、0.50 C/0.25 D/0.25 I-0.10 試件的OP 分別為6.29±0.31、7.56±0.36、7.67±0.30、8.65±0.53。統(tǒng)計(jì)分析表明，CAD/CAM 瓷貼面-樹脂水門汀復(fù)合體試件隨瓷層厚度增加乳光值增大，但0.50 mm 核瓷/0.25 mm 牙本質(zhì)瓷/0.10 mm 樹脂水門汀和0.50 mm核瓷/0.50 mm 牙本質(zhì)瓷/0.10 mm 樹脂水門汀組間乳光值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.733）（圖2）。

不同厚度CAD/CAM 瓷貼面試件與CAD/CAM瓷貼面-樹脂水門汀復(fù)合體試件兩因素方差分析結(jié)果見表4。瓷層厚度和樹脂水門汀對試件乳光值的影響均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.05），總厚度與有無樹脂水門汀間無交互作用（P>0.05）。

表4 不同厚度CAD/CAM 瓷貼面與CAD/CAM 瓷貼面-樹脂水門汀復(fù)合體試件乳光值的兩因素方差分析結(jié)果Tab 4 The two-way ANOVA results of CAD/CAM porcelain veneer and CAD/CAM porcelain ve‐neer-resin cement composite specimens with different thickness

2.3 瓷粉晶粒觀察結(jié)果

2 種瓷粉中晶粒大小見圖3，可見IPS e.max Ceram Transpa Incisal 2 瓷粉與IPS e.max Ceram dentin A3 相比，晶粒更多且粒徑更小，晶體粒徑多小于500 nm。

圖3 2種瓷粉晶粒Fig 3 The crystal of two kinds of ceramic powder

3 討論

IPS e.max CAD 玻璃陶瓷具有良好的光學(xué)性能、機(jī)械性能和材料穩(wěn)定性[8]。按照透明度，IPS e.max CAD 可分為高度透明、中度透明、低度透明、中度不透明和高度不透明5種類型。對于變色牙的修復(fù)，IPS e.max CAD LT 瓷塊不僅具有較好的遮色效果，同時(shí)可呈現(xiàn)相對逼真的色度和透明度。IPS e.max Ceram 飾面瓷粉是一種低熔融納米級氟磷灰石玻璃陶瓷，含有與天然牙相似的氟磷灰石晶體（100～300 nm 大小的納米氟磷灰石和1～2 μm 長的微氟磷灰石晶體），不同種類IPS e.max Ceram 瓷粉可以對IPS e.max CAD 瓷塊光學(xué)性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使修復(fù)體展現(xiàn)出更好的透明度和乳光效果。

乳光性作為釉質(zhì)的重要光學(xué)特征，是半透明材料在可見光譜中較短波長下的光散射現(xiàn)象，即反射光下物體呈現(xiàn)藍(lán)色外觀，透射光下物體呈現(xiàn)橙色/棕色外觀。研究[6,9]證實(shí)，材料的乳光性與半透性之間具有關(guān)聯(lián)性，材料的乳光性能在一定程度上可以遮蓋變色基牙。因此對于變色牙的瓷貼面修復(fù)，可以通過提高修復(fù)體乳光性能來獲得較好的美學(xué)效果。決定陶瓷材料乳光性能的關(guān)鍵因素有3 個(gè)：存在一個(gè)或多個(gè)大小為380～500 nm 的分散相；分散相與基質(zhì)之間的折射率大于1.1；分散相高度分散[10]。目前有多種計(jì)算方法評價(jià)乳光性能，其中基于乳光性定義的方法較為推薦，即計(jì)算透射和反射模式下彩度差，乳光值越大，材料的乳光效果越明顯[11-12]。乳光值的大小分成3 個(gè)等級，當(dāng)乳光值小于4時(shí)，無法觀察到材料的乳光性；當(dāng)乳光值達(dá)到9時(shí)，材料的乳光性才能被肉眼覺察；當(dāng)乳光值介于4 與9 之間時(shí)，肉眼僅能識別微弱的乳光效應(yīng)[11]。

陶瓷材料的厚度對乳光性能有著重要影響[6,13-17]。本研究發(fā)現(xiàn)，核瓷組和核瓷/飾瓷CAD/CAM 瓷貼面試件乳光值均隨著厚度增加而增大。當(dāng)瓷材料厚度增加，光反射增加而透射減小，其彩度差增加，乳光值增大，與Shiraishi 等[13,16]、Cho 等[6]、Gunal 等[15]和Valizadeh 等[17]的研究 結(jié)果一致；但與Turgut 等[14]和Gunal 等[15]對IPS e.max CAD 瓷材料的研究結(jié)果不一致，其原因是乳光值計(jì)算方法不同，他們采用色度值a*和b*在黑白背景下的差值來評價(jià)乳光性能，但這種方法尚未得到驗(yàn)證[13]。

不同陶瓷材料由于晶體結(jié)構(gòu)、晶粒大小與分布不同，其光學(xué)性能會存在一定的差異，因此，陶瓷材料的微觀結(jié)構(gòu)也是乳光性能的重要影響因素[18]。本研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)核瓷厚度相同，增加0.25 mm 牙本質(zhì)瓷，乳光值變化不明顯。當(dāng)核瓷厚度為0.50 mm 時(shí)，牙本質(zhì)瓷厚度從0.25 mm 增加到0.50 mm，其乳光性能并無顯著改變，但是在0.25 mm 牙本質(zhì)瓷基礎(chǔ)上增加0.25 mm 切端瓷，其乳光值明顯增大，證實(shí)切端瓷的使用可顯著提高復(fù)層瓷貼面的乳光效果。IPS e.max Ceram Transpa Incisal 2 瓷粉 與IPS e.max Ceram dentin A3 相比，晶粒更多且粒徑更小，晶體粒徑多小于500 nm，這些分散相可反射更多波長較短的藍(lán)色光而透射更多波長較長的橙色光，因此切端透明瓷晶粒粒徑分布特點(diǎn)是其提高復(fù)層瓷貼面乳光效果的重要因素。本實(shí)驗(yàn)中，總厚度為1.00 mm（0.50 mm 核瓷/0.25 mm 牙本質(zhì)瓷/0.25 mm 切端瓷）CAD/CAM試件的乳光值最高，但遠(yuǎn)低于天然牙的乳光值（19.8～27.6）[19]，僅顯示出微弱的乳光效果。

由于較薄的瓷貼面修復(fù)體容易受到變色基牙顏色的影響，為了更好地模擬臨床，本研究選用具有遮色效果的樹脂水門汀Variolink N Bleach XL。涂布Variolink N Bleach XL 樹脂水門汀后，CAD/CAM 瓷貼面-樹脂水門汀復(fù)合體中界面增加，從而增大了透射和反射模式下的彩度差，導(dǎo)致乳光值增大。本實(shí)驗(yàn)條件下，厚度為1.00 mm 的CAD/CAM 瓷貼面結(jié)合Variolink N Bleach XL 樹 脂水門汀顯示出最高的乳光值，但仍小于9，僅顯示微弱的乳光效果。因此對于變色牙的修復(fù)，復(fù)層瓷貼面即使采用乳光效果較好的切端瓷，并選擇具有遮色效果的樹脂水門汀，修復(fù)體的乳光性能與天然牙相比仍有較大差距。

綜上，IPS e.max LT A3 CAD/CAM 瓷貼面修復(fù)變色牙時(shí)，核瓷厚度增加乳光效果增強(qiáng)；增加IPS e.max Ceram 牙本質(zhì)瓷對其乳光效果無明顯影響，但增加0.25 mm IPS e.max Ceram 切端瓷可顯著增強(qiáng)其乳光性；涂布樹脂水門汀Variolink N Bleach XL 后乳光值可顯著增大，但其乳光效果仍不明顯。因此玻璃陶瓷貼面修復(fù)變色牙時(shí)，為提高其乳光性能獲得自然逼真的修復(fù)效果，推薦采用核瓷表面直接燒結(jié)切端瓷的設(shè)計(jì)，同時(shí)適當(dāng)增加核瓷厚度，選擇具有遮色效果的樹脂水門汀。本研究僅分析了不同瓷層厚度和樹脂水門汀對A3色低透明度玻璃陶瓷乳光性能的影響，而不同顏色、透明度陶瓷材料以及不同變色基底對乳光性能的影響仍需進(jìn)一步深入研究。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。