選擇性激光熔覆技術(shù)與失蠟鑄造法制作的金屬嵌體邊緣微滲漏的對(duì)比研究

葉榮榮，賈　爽（上海市口腔病防治院修復(fù)科 上海 200001）

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選擇性激光熔覆技術(shù)與失蠟鑄造法制作的金屬嵌體邊緣微滲漏的對(duì)比研究

葉榮榮，賈爽
（上海市口腔病防治院修復(fù)科 上海 200001）

目的：對(duì)比研究選擇性激光熔覆技術(shù)（selective laser melting， SLM）制作的鈷鉻合金、鈦合金嵌體與失蠟鑄造法制作的鈷鉻合金、鈦合金嵌體的邊緣微滲漏情況。方法：40顆離體前磨牙制備長(zhǎng)方形鄰頜洞，隨機(jī)分為四組，每組10顆。分別用選擇性激光熔覆技術(shù)制作鈷鉻合金、鈦合金嵌體與失蠟鑄造法制作鈷鉻合金、鈦合金嵌體后，使用Single Bond2粘結(jié)。試件經(jīng)冷熱循環(huán)品紅染色后，金剛砂片平行于牙體長(zhǎng)軸近遠(yuǎn)中方向縱向剖開試件2次，體式顯微鏡下觀察記錄染料滲入試件牙軸壁、齦壁的深度。結(jié)果：四種嵌體的軸壁和齦壁均出現(xiàn)不同程度的微滲漏，經(jīng)單因素方差分析有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（軸壁：F=38.33，齦壁：F=90.95，P＜0.05）；SLM 鈷鉻合金、SLM鈦合金嵌體微滲漏程度小于失蠟法鑄造鈷鉻合金、鈦合金嵌體，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），SLM 鈷鉻合金嵌體與SLM鈦合金嵌體微滲漏差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；同種材料齦壁微滲漏明顯高于軸壁，經(jīng)配對(duì)t檢驗(yàn)顯示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。結(jié)論：選擇性激光熔覆技術(shù)制作的金屬嵌體抗邊緣微滲漏能力好于失蠟鑄造法制作的金屬嵌體。

選擇性激光熔覆技術(shù)；失蠟法；鑄造；嵌體；微滲漏

牙體缺損是口腔疾病中的常見病、多發(fā)病，臨床上除充填治療外，還常采用嵌體修復(fù)。導(dǎo)致嵌體修復(fù)失敗的主要原因是微滲漏，它是口腔環(huán)境中的水分、唾液酶及酸堿物質(zhì)滲入牙體組織與粘結(jié)介質(zhì)間的微小間隙形成的，其大小可直接影響嵌體的修復(fù)效果。選擇性激光熔覆技術(shù)（selective laser melting，SLM）是近年來被引入口腔修復(fù)體制作領(lǐng)域的新技術(shù)。本研究通過實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)比SLM制作的鈷鉻合金、鈦合金嵌體與失蠟鑄造法制作的鈷鉻合金、鈦合金嵌體的邊緣微滲漏情況，以期為臨床選擇采用何種加工工藝制作非貴金屬嵌體提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1　材料和方法

1.1材料和設(shè)備: SLM材料：Wirobond C+鈷鉻金屬粉末（成分：Co 63.9% ，Cr 24.7% ，W 5.4%，Mo鉬5%，Si 1%，BEGO公司，德國(guó)）；鈦金屬粉末（BEGO公司，德國(guó)）；鈷鉻合金（BEGO公司，德國(guó)）；鈦合金（含鈦4%～6%）；Single Bond 2（3M，美國(guó)） ；5g/L堿性品紅（研域化學(xué)試劑公司）；ExpressSTD硅橡膠印模材料（3M，美國(guó)）；超硬石膏（賀利氏，德國(guó)）；D700三維掃描系統(tǒng)（3Shape，丹麥），選擇性激光熔覆機(jī)EOSINT M280 （EOS公司，德國(guó)） ；IsoMet 4 000線性精密切割機(jī)（BUEHLER公司，美國(guó) ）；Discovery.V12立體顯微鏡（ZEISS公司，德國(guó)）。

1.2方法

1.2.1離體牙的制備與試件制作：選擇近3個(gè)月內(nèi)因正畸治療拔除的40顆牙體完整，外形相似、無氟斑牙、無四環(huán)素牙、無發(fā)育畸形、無齲壞、無楔狀缺損、根管顯微鏡下觀察牙體組織無隱裂、無潛行性齲、未經(jīng)物理或化學(xué)方法處理的第一雙尖牙。所有離體牙拔出后，清理牙面殘余軟組織，浸泡于4℃恒溫生理鹽水中冷藏保存。編序號(hào)后在每顆實(shí)驗(yàn)牙遠(yuǎn)中制備長(zhǎng)方體形鄰合面洞，合面頰舌徑4mm，近遠(yuǎn)中徑3mm，合齦深度位于釉牙骨質(zhì)界合方2mm，齦壁寬2mm，軸壁微向合方外展6°～8°，洞壁內(nèi)線角圓鈍，無倒凹，邊緣無斜面。制備后的實(shí)驗(yàn)牙用暫封王暫封窩洞后，置于37℃生理鹽水中備用。常規(guī)硅橡膠取模，超硬石膏灌注模型。將工作模型隨機(jī)分為四組，每組10顆，編序號(hào)。分別采用SLM制作鈷鉻合金、鈦合金遠(yuǎn)-合嵌體及失蠟鑄造法制作鈷鉻合金、鈦合金遠(yuǎn)-合嵌體試件各10顆。鑄造試件噴砂清洗后經(jīng)X線檢測(cè)為無缺陷試件者，常規(guī)打磨拋光后備用。

1.2.2粘結(jié)：將四組嵌體和實(shí)驗(yàn)牙分別在超聲清洗機(jī)內(nèi)用95%乙醇震蕩5min、吹干，由同一操作者使用Single Bond 2將嵌體試件按序號(hào)粘結(jié)固定在實(shí)驗(yàn)牙窩洞內(nèi)，加壓，使之與洞壁貼合，待粘結(jié)劑固化后去除邊緣溢出的粘結(jié)劑，表面打磨拋光備用。所有實(shí)驗(yàn)牙用蠟封閉根尖孔。

1.2.3冷熱循環(huán)：將實(shí)驗(yàn)牙置于恒溫水浴箱中進(jìn)行冷熱循環(huán)：一個(gè)水浴箱設(shè)定溫度為60℃，另一個(gè)設(shè)定為4℃，實(shí)驗(yàn)牙交替放入4℃和60℃水中各30s，間歇15s，循環(huán)500次。

1.2.4試件微滲漏觀察：每個(gè)實(shí)驗(yàn)牙在嵌體邊緣1mm以外均勻涂布2層指甲油待其干燥后，置入37℃0.5%堿性品紅溶液中進(jìn)行染色，24h后取出，流水沖凈，再用95%乙醇去除表面附著的染料。將實(shí)驗(yàn)牙根部固定于超硬石膏中，在流水沖洗下金剛砂片平行于牙體長(zhǎng)軸沿近遠(yuǎn)中方向分別從嵌體頰面和頰舌面連線的中分面將試件縱向剖開2次，砂紙磨光剖切面，即刻在體視顯微鏡（×50）下觀察嵌體與牙體的粘結(jié)界面，采用Spot 4.6 圖像分析軟件測(cè)量染料滲入實(shí)驗(yàn)牙軸壁及齦壁的深度，每個(gè)試件均由同一觀測(cè)者觀測(cè)所有剖切面并取其平均值記錄。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：采用SPSS17.0對(duì)4組試件的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行單因素方差分析，配對(duì)t檢驗(yàn)比較同組試件軸壁和齦壁的微滲漏，P＜0.05差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

實(shí)驗(yàn)中四種嵌體材料的軸壁和齦壁均出現(xiàn)不同程度的微滲漏，經(jīng)單因素方差分析有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（軸壁：F=38.33，齦壁：F=90.95，P＜0.05）；SLM Co-Cr與Co-Cr（軸壁q=35.27， 齦壁q=15.88）、SLM Ti與Ti（軸壁q=31.53，齦壁q=15.99）、SLM Co-Cr與SLM Ti（軸壁q=42.39，齦壁q=42.61）組間采用q檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩比較，SLM Co-Cr、SLM Ti嵌體微滲漏情況小于失蠟法鑄造Co-Cr、Ti嵌體，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），SLM Co-Cr與SLM Ti嵌體微滲漏差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；同種材料齦壁的微滲漏情況明顯高于軸壁，SLM Co-Cr：t=15.38，Co-Cr：t=6.79，SLM Ti：t=18.27，Ti：t=11.18，P＜0.01，經(jīng)配對(duì)t檢驗(yàn)顯示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1　四種嵌體軸壁和齦壁微滲漏深度 （mm ，±s ）

表1　四種嵌體軸壁和齦壁微滲漏深度 （mm ，±s ）

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3　討論

金屬嵌體是口腔臨床中使用歷史最長(zhǎng)的嵌體材料，其中金合金嵌體以其良好的邊緣延展性、適宜的硬度、優(yōu)越的生物相容性被認(rèn)可，但其價(jià)格高昂以及較大的制作損耗而具有局限性；非貴金屬嵌體具有良好的機(jī)械性能、較好恢復(fù)牙體的頜面形態(tài)和鄰面觸點(diǎn)、價(jià)格相對(duì)低廉等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)選取的鈷鉻合金、鈦合金材料均為臨床常用非貴金屬嵌體材料，具有代表性。不同金屬材料的熱膨脹系數(shù)和收縮率各不相同，遇冷遇熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的膨脹和收縮，可使嵌體材料與牙體組織間的密合度發(fā)生變化。本實(shí)驗(yàn)用牙均置于37℃恒溫水浴箱中，并采用4℃和60℃冷、熱交替循環(huán)的方法，能在一定程度上模擬材料在口腔環(huán)境中的老化情況，為使材料與牙本質(zhì)各部分溫度變化能達(dá)到均衡，本實(shí)驗(yàn)將樣本牙每次在冷水和熱水中停留的時(shí)間設(shè)定為1min，可以有充分的冷熱交替及平衡的時(shí)間，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具可信度。

修復(fù)體微滲漏的產(chǎn)生與多因素有關(guān)［1］，也有不同的研究方法［2-4］；本實(shí)驗(yàn)采用染料滲入法作為微滲漏的觀測(cè)方法，它具有操作簡(jiǎn)便、結(jié)果易觀察的等優(yōu)點(diǎn)。微滲漏的形成主要是修復(fù)體與牙體硬組織不能形成粘結(jié)或形成的粘結(jié)被破壞，出現(xiàn)裂隙所致［5-6］。微滲漏在一定程度上可以反映出牙體和修復(fù)體間的密合度，是評(píng)價(jià)修復(fù)體質(zhì)量的重要指標(biāo)之一［7］。本實(shí)驗(yàn)通過SLM制作嵌體與失蠟法鑄造嵌體邊緣微滲漏的對(duì)比研究，探討嵌體與牙體組織的密合度對(duì)邊緣微滲漏的影響。從表1可見，四種嵌體用同種粘結(jié)劑粘結(jié)后邊緣均出現(xiàn)一定的微滲漏，其中失蠟法鑄造鈷鉻合金嵌體邊緣微滲漏最大（1.7940±0.0626，2.5855±0.3200），因?yàn)殁掋t合金屬非貴金屬合金，它的鑄造收縮率大，精度低，不易形成薄的邊緣，嵌體與牙體的間隙大，易發(fā)生微滲漏。而鈦合金嵌體在鑄造過程中，因?yàn)殍T造壓力大，包埋料的選擇、鑄道的設(shè)計(jì)、澆鑄溫度等掌握不當(dāng)易發(fā)生鑄造缺陷。所以，失蠟法鑄造鈷鉻合金、鈦合金嵌體邊緣微滲漏明顯大于SLM 制作鈷鉻合金、鈦合金嵌體，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；SLM 制作鈷鉻合金、鈦合金嵌體邊緣微滲漏無顯著性差異（P＞0.05）。說明嵌體與牙體的密合度不同與微滲漏程度有關(guān)。丁弘仁等研究表明嵌體與牙體的密合度與制作材料的性能以及嵌體的制作工藝有關(guān)［8］。

選擇性激光熔覆技術(shù)（selective laser melting，LM）是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)下利用超高能量密度激光束的熱作用，將金屬粉末原料逐層熔化-快速冷卻，層層堆積增量，加工成型金屬零件的技術(shù)。SLM是一種可以直接快速加工出高精密度金屬零件的新型制造技術(shù)［9-10］，近年來已應(yīng)用于口腔修復(fù)體制作領(lǐng)域。

傳統(tǒng)失蠟鑄造法的制作工序繁復(fù)，在蠟型制作、包埋等多個(gè)步驟中存在不可控的人為誤差和包埋鑄造的膨脹收縮誤差，使鑄造出的嵌體精度偏低，需適當(dāng)調(diào)改后方能完全就位。而SLM金屬嵌體制作過程中，從掃描模型提取數(shù)據(jù)到激光熔覆機(jī)制作修復(fù)體，每一步均由計(jì)算機(jī)精確控制，避免了蠟型的形變、包埋料的膨脹收縮影響以及人為誤差，而且可以精準(zhǔn)控制金屬收縮補(bǔ)償，SLM制作的金屬嵌體可直接就位，適合性優(yōu)于失蠟法鑄造的金屬嵌體［11-13］。

本實(shí)驗(yàn)中四組嵌體齦壁處染色比軸壁大而深，說明齦壁的微滲漏比軸壁嚴(yán)重，軸壁抗微滲漏能力強(qiáng)于齦壁，分析原因是由于牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)結(jié)構(gòu)不同造成的。牙釉質(zhì)表面經(jīng)酸蝕處理后，釉柱脫礦可形成無數(shù)微孔，不僅增加了與粘結(jié)劑的接觸面積，也可與粘結(jié)劑形成機(jī)械性嵌鎖結(jié)構(gòu)，同時(shí)，釉質(zhì)表面脫鈣后形成羥基膜和氨基膜，這些極性分子與樹脂粘結(jié)劑中的羥基、羧基等極性基團(tuán)通過分子間的作用力提高了嵌體與牙釉質(zhì)的粘結(jié)力，從而增強(qiáng)了抗微滲漏能力。而齦壁以牙本質(zhì)粘結(jié)為主，由于牙本質(zhì)小管的通透性，使染料更容易滲入著色，也更易發(fā)生微滲漏。張爽等［14］研究表明對(duì)牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)采用不同的粘結(jié)技術(shù)可以減少微滲漏的發(fā)生。

嵌體與牙體間的密合度是影響嵌體微滲漏的重要因素，但不是唯一因素，嵌體表面的拋光度［15-16］、粘結(jié)劑的選擇、粘結(jié)方法等均可能對(duì)微滲漏大小產(chǎn)生一定影響，有待在今后的臨床實(shí)踐中進(jìn)一步研究。

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編輯/李陽利

Comparative research on border microleakage of metal inlay with selective laser cladding technology and lost wax casting process

YE Rong-rong， JIA Shuang
（Department of Prosthodontics，Shanghai Stomatological Hospital，Shanghai 200001，China）

Objective The objective was to evaluate the degree of dye penetration of cobalt-chromium and titanium alloy inlay with selective laser cladding technology and lost wax casting process. Methods Forty freshly extracted human premolar teeth were selected and randomly divided into four groups of 10 each. Respectively， the teeth were prepared for meisoocclusal cavity of rectangle by cobalt-chromium alloy and titanium alloy inlay with selective laser cladding technology and lost wax casting process， then bonging with Single Bond2. After exposed to thermocycling and immersed in basic fuchsin dye solution， the specimens were then sectioned with mesio-distally direction into three halves in a vertical plane parallel and measured dye penetration in axial wall and gingival wall. Results It was evident that the microleakage was evaluated in different degree for each group and the result was statistically different in one-way analysis of variance （ANOVA）（axial wall：F=38.33， gingival wall： F=90.95， P＜0.05）. The dye penetration of cobalt-chromium and titanium alloy inlay with selective laser cladding technology was lower than the lost wax casting process with the same materials，and the difference was statistically significant（P＜0.05）. There was no difference with cobalt-chromium and titanium alloy inlay with selective laser cladding technology（P＞0.05）. The dye penetration in gingival wall was signifcantly higher than in axial wall with the same materials，and the difference was statistically signifcant with pairing t-testing（P＜0.01）. Conclusion The metal inlay with selective laser cladding technology showed a better marginal adaptability than lost wax casting process.

selective laser cladding technology； lost wax method； cast； inlay； microleakage

R783.1

A

1008-6455（2016）08-0070-03

2016-05-26

2016-07-04