椅旁CAD/CAM修復(fù)體精密度的影響因素*

高曉航 侯曉薇

對(duì)于牙體缺損過(guò)大、剩余牙體組織薄弱的患者，應(yīng)用全冠修復(fù)牙體缺損是目前臨床最常采用的修復(fù)方式[1]。近年來(lái)椅旁CAD/CAM使得部分修復(fù)體加工由加工廠/技工室深入到診間，不僅使修復(fù)過(guò)程更加快捷，而且縮短了醫(yī)、患、技三者的距離，使得溝通更加順暢，修復(fù)后滿意度得到很大提升。醫(yī)師在臨床實(shí)踐中不斷發(fā)現(xiàn)修復(fù)體精密度的提高是維持修復(fù)體壽命的重要條件。影響全冠修復(fù)體精密度的因素有很多，包括牙體預(yù)備、數(shù)字模型采集、修復(fù)體加工制作、粘接等[2]。下面對(duì)修復(fù)過(guò)程中椅旁CAD/CAM可能產(chǎn)生的精密度影響因素進(jìn)行闡述。

1.牙體預(yù)備過(guò)程中的影響因素

牙體預(yù)備的邊緣形態(tài)與修復(fù)體的精密度密切相關(guān)。傳統(tǒng)的邊緣形態(tài)主要有刃狀肩臺(tái)、斜面肩臺(tái)、無(wú)角肩臺(tái)、有角肩臺(tái)等，最新研究熱點(diǎn)圍繞垂直預(yù)備技術(shù)與生物導(dǎo)向預(yù)備技術(shù)配合的刃狀邊緣，臨床隨訪及體外研究均顯示了刃狀邊緣全瓷冠有著良好的抗折強(qiáng)度和較好的邊緣適合性，邊緣適合性對(duì)于全冠的長(zhǎng)期性及穩(wěn)定性有著重要意義。目前椅旁快速燒結(jié)氧化鋯強(qiáng)度不斷提高[3]，牙體組織預(yù)備量可適當(dāng)降低，研究表明[4]0.5 mm厚的氧化鋯有足夠的強(qiáng)度來(lái)抵抗咬合功能。高強(qiáng)度的氧化鋯和樹脂粘接劑使得刃狀邊緣肩臺(tái)成為可能，大大增強(qiáng)了固位力，降低了脫落失敗率[5]。

同時(shí)，研究表明[6]口內(nèi)掃描儀理想的軸面聚合度為4°-10°，過(guò)小則可能會(huì)對(duì)口內(nèi)掃描造成困難，也不能獲得足夠的軸面數(shù)據(jù)，這將會(huì)影響修復(fù)體的精密度。聚合度過(guò)大則不能保證良好的全冠固位力，當(dāng)聚合度為10°-20°時(shí)，前牙和雙尖牙的牙體高度不低于3 mm，磨牙的牙體高度不低于4 mm[7]。對(duì)于磨耗或咬合緊，修復(fù)空間不足，通過(guò)減小軸面聚合度仍不能獲得滿意固位力的情況，可以考慮選擇陶瓷樹脂復(fù)合材料做為冠修復(fù)材料，多項(xiàng)研究表明[8，9]應(yīng)用此類材料制作的修復(fù)體可以通過(guò)化學(xué)粘接力提高固位力。此外Bakeman等人[10]發(fā)現(xiàn)當(dāng)二硅酸鋰陶瓷修復(fù)體有望獲得有效粘接時(shí)，其厚度可以降低，從而降低對(duì)修復(fù)空間的需求。

隨著椅旁CAD/CAM越來(lái)越多的應(yīng)用于髓腔固位冠，通過(guò)口內(nèi)掃描數(shù)字化印模及CAD/CAM技術(shù)，修復(fù)體與牙體組織密合性及適合性增強(qiáng)，邊緣微滲漏程度降低[11，12]。

2.模型制取過(guò)程中的影響因素

數(shù)字化印模的優(yōu)勢(shì)很明顯，研究顯示[13]數(shù)字化印模的精度明顯高于傳統(tǒng)印模方式，但同時(shí)存在一些缺點(diǎn)：有研究發(fā)現(xiàn)[14]經(jīng)口內(nèi)掃描儀掃描后修復(fù)體與全冠預(yù)備體的近遠(yuǎn)中軸壁間的內(nèi)部間隙均增大，尤其是遠(yuǎn)中軸壁的內(nèi)部間隙增大幅度更多，這是由于應(yīng)用三角測(cè)量原理的口內(nèi)掃描儀的遠(yuǎn)中陰影現(xiàn)象導(dǎo)致的。這些誤差造成修復(fù)體內(nèi)部間隙的不均勻增大，粘接劑層不均勻，預(yù)備體對(duì)冠的限制減弱，固位力也降低，甚至導(dǎo)致粘接失敗，目前未查到相關(guān)的誤差補(bǔ)償?shù)姆椒?。但研究同時(shí)表明[14]當(dāng)牙體預(yù)備高度不大于6 mm時(shí)，該種口內(nèi)掃描儀所產(chǎn)生的遠(yuǎn)中陰影并未被明顯夸大，只有大于6 mm的遠(yuǎn)中陰影使得遠(yuǎn)中壁的粘接劑厚度相應(yīng)增厚。另有學(xué)者[15]采用三角測(cè)量技術(shù)進(jìn)行口內(nèi)掃描精度方面的研究，結(jié)果表明當(dāng)掃描角度為垂直物體表面時(shí)，掃描精度最高?；蛘呦妊刂孀銎揭茠呙瑁缓蠼h(yuǎn)中向改變掃描頭的方向，與牙面由0°至60°進(jìn)行連續(xù)變角度波浪式掃描，能夠提高全冠的掃描精度[16]。

此外，對(duì)于髓腔固位體來(lái)說(shuō)，隨著髓腔深度的增加，掃描儀的掃描精確度有所降低，已經(jīng)有研究表明[17]當(dāng)洞形深度為3 mm時(shí)，其邊緣及內(nèi)部適合性為最佳。因此，在保證有足夠固位力的前提下，不建議預(yù)備過(guò)深的髓腔固位型。

3.修復(fù)體設(shè)計(jì)和加工過(guò)程中的影響因素

3.1 CAD修復(fù)軟件設(shè)計(jì)中的影響因素CAD修復(fù)軟件設(shè)計(jì)中重要的一項(xiàng)是確定粘接間隙的大小，粘接間隙過(guò)小，雖然可以增大摩擦力，提高固位力，但卻不利于全冠修復(fù)體的順利就位；粘接間隙過(guò)大，冠修復(fù)體與預(yù)備體的邊緣適合性及內(nèi)部適合性則會(huì)降低，最終影響修復(fù)體的精密度。Hassan LA等學(xué)者以70μm、90μm和110μm三種不同粘接間隙對(duì)長(zhǎng)石質(zhì)瓷全冠邊緣適合性及固位力的影響進(jìn)行研究[18]，結(jié)果表明增大粘接間隙可以改善全冠邊緣適合性，而對(duì)固位力的影響不大。這可能是由于內(nèi)部粘接劑間隙過(guò)大時(shí)，由于粘接劑體積相應(yīng)增加，在修復(fù)體粘接就位時(shí)，反而因?yàn)檎辰觿┡乓鐔?wèn)題影響邊緣適合性。目前CAD/CAM設(shè)計(jì)階段預(yù)留粘接間隙參數(shù)尚沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家推薦的預(yù)留粘接間隙閾值不同，從20μm-50μm不等。美國(guó)牙科協(xié)會(huì)(ADA)規(guī)定，冠修復(fù)體粘接劑層厚度應(yīng)為25μm-40μm。

為獲得理想的邊緣適合性及固位力，目前更多研究關(guān)注于分段間隙的設(shè)計(jì)。Kale等人[19]應(yīng)用CAD技術(shù)，將預(yù)備體終止線1 mm以上粘接間隙分別設(shè)置為30μm、40μm、50μm，終止線1 mm以內(nèi)設(shè)置為25 μm，測(cè)量邊緣適合性結(jié)果表明終止線上1 mm以內(nèi)和1 mm以上兩個(gè)間隙分別設(shè)計(jì)為25μm及50μm時(shí)，全冠修復(fù)體有最佳邊緣適合性。隨著CAD/CAM設(shè)備及工藝及可加工修復(fù)材料的不斷發(fā)展，怎樣通過(guò)調(diào)整設(shè)計(jì)軟件的粘接間隙參數(shù)來(lái)獲得良好固位的同時(shí)，又能夠獲得良好的修復(fù)體邊緣適合性與內(nèi)部適合性仍然需要進(jìn)一步的研究。目前椅旁CAD設(shè)計(jì)粘接間隙時(shí)主要根據(jù)廠家建議參數(shù)并結(jié)合預(yù)備體條件確定。

3.2 數(shù)控機(jī)床制作中的影響因素 椅旁CAD/CAM制作修復(fù)體的過(guò)程是將設(shè)計(jì)好的數(shù)字模型連通到數(shù)控機(jī)床，進(jìn)行切削或3D打印，獲得修復(fù)體。目前切削制作是診間最為常用的加工方式，即機(jī)床通過(guò)驅(qū)動(dòng)不同型號(hào)的車針對(duì)不同材料進(jìn)行減數(shù)，去除多余材料后最終得到設(shè)計(jì)的修復(fù)體形態(tài)。在這個(gè)過(guò)程中，切削設(shè)備、切削方式、材料性能均會(huì)對(duì)精密度產(chǎn)生一定的影響。

3.2.1 切削設(shè)備 當(dāng)前椅旁切削設(shè)備有三種，即3軸、4軸、5軸切削，均可用于加工廠也可用于椅旁。研究表明[20]5軸激光切削設(shè)備能夠降低冠的形變量，大大提高精確度。切削精度常常體現(xiàn)在全冠面的解剖形態(tài)、內(nèi)部適合性上。如一些4軸切削設(shè)備使得修復(fù)體具有大量咬合接觸點(diǎn)，影響全冠穩(wěn)定性，同時(shí)需要耗費(fèi)較多時(shí)間進(jìn)行調(diào)[21]。不準(zhǔn)確的內(nèi)部適合性也將導(dǎo)致不適宜的粘接間隙，當(dāng)粘接間隙過(guò)大時(shí)，粘接劑不足以補(bǔ)償材料的強(qiáng)度，降低全冠長(zhǎng)期穩(wěn)定性，導(dǎo)致固位力的喪失；當(dāng)粘接間隙不足時(shí)，全冠不能完全就位，同樣不利于固位[22]。臨床工作中，要充分估計(jì)到加工設(shè)備可能帶來(lái)的誤差，對(duì)于需要提供較強(qiáng)固位力，或修復(fù)體表面形態(tài)較為復(fù)雜的臨床病例，可選擇義齒加工廠。

3.2.2 切削車針 金剛砂車針及鎢鋼車針都被用于CAM磨削脆性陶瓷材料，而金剛砂車針比鎢鋼車針切削效率更高，但是金剛砂產(chǎn)生的邊緣折裂缺陷更多[23]。為了提高切削精度，避免任何小于車針直徑的表面細(xì)節(jié)被過(guò)度磨削，導(dǎo)致修復(fù)體保留率降低，同時(shí)又要提高切削效率、避免車針折裂，車針直徑常常在0.5-1.0 mm不等。張亞君等人研究表明[24]，金剛砂車針的錐度和粗度均影響內(nèi)部適合性進(jìn)而影響固位。同時(shí)由于冠內(nèi)部切削車針直徑僅1 mm左右，對(duì)于切緣和牙尖過(guò)銳的預(yù)備體，車針受到限制，無(wú)法切出銳利的點(diǎn)線角及細(xì)小的不規(guī)則結(jié)構(gòu)，在影響全冠就位的同時(shí)，影響全冠的固位。

3.2.3 材料可切削性 由于切削車針表面粒度大，使得材料邊緣出現(xiàn)折裂缺陷，玻璃陶瓷的缺陷尤其明顯，這將會(huì)降低修復(fù)體精密度，如邊緣微滲漏現(xiàn)象的出現(xiàn)。最新研究并已應(yīng)用于臨床的樹脂陶瓷復(fù)合材料，因其具有良好的韌性和較高的強(qiáng)度，切削時(shí)不易發(fā)生破損，且易在口內(nèi)修補(bǔ)[25]，修復(fù)體完成后邊緣線更加完整，提高修復(fù)體的精密度[26]。除玻璃陶瓷和樹脂陶瓷復(fù)合材料外，氧化鋯也是椅旁加工常選用的修復(fù)材料，氧化鋯強(qiáng)度高，切削造成的邊緣缺損率較二硅酸鋰玻璃陶瓷低[27]。

3.2.4 材料燒結(jié) 臨床常常需要進(jìn)行修復(fù)體的2次甚至多次燒結(jié)，以完成最終制作。多次燒結(jié)后修復(fù)體可能會(huì)產(chǎn)生明顯收縮形變，從而影響精密度。廠家會(huì)對(duì)修復(fù)材料附上形變參數(shù)，并在CAD軟件設(shè)計(jì)及磨削過(guò)程中預(yù)設(shè)糾偏。對(duì)于超常規(guī)多次燒結(jié)是否會(huì)對(duì)修復(fù)體產(chǎn)生明顯的形變尚需進(jìn)一步研究。

多次燒結(jié)會(huì)不會(huì)對(duì)修復(fù)體表面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，影響修復(fù)體的精密度從而影響粘接力，目前的研究尚存有爭(zhēng)議。有研究[28]通過(guò)1-4次燒結(jié)由氫氟酸酸蝕粗化的陶瓷表面，發(fā)現(xiàn)所產(chǎn)生微機(jī)械固位作用相近，所以多次燒結(jié)對(duì)二硅酸鋰玻璃陶瓷與樹脂間的粘接性能無(wú)負(fù)面影響。另有研究表明[22]隨著燒結(jié)次數(shù)的增加，氧化鋯陶瓷晶粒的開孔率增加，孔隙的范圍變大，孔徑變小，晶粒變大，且反復(fù)燒結(jié)使得氧化鋯陶瓷表面產(chǎn)生微裂痕，隨著燒結(jié)次數(shù)的增加微裂痕增加，使其與樹脂粘接劑的剪切粘接強(qiáng)度增加。高士軍等學(xué)者[29]通過(guò)測(cè)試多次燒結(jié)氧化鋯陶瓷與樹脂粘接劑剪切強(qiáng)度的研究也表明隨著燒結(jié)次數(shù)的增加，氧化鋯與樹脂粘接強(qiáng)度增強(qiáng)。但是伴隨著燒結(jié)陶瓷出現(xiàn)的微裂痕，修復(fù)體自身強(qiáng)度降低，因此既要增加粘接強(qiáng)度，又要保證修復(fù)的精密度甚至機(jī)械強(qiáng)度不受影響，依然有待研究。

4.粘接過(guò)程中的影響因素

受到粘接劑流動(dòng)性及就位方向等的影響，粘接過(guò)程中存在降低修復(fù)體精密度的因素。粘接過(guò)程增大邊緣間隙[30]，尤其是垂直邊緣間隙[31]，導(dǎo)致邊緣適合性降低。

臨床上可以通過(guò)提高粘接性來(lái)彌補(bǔ)修復(fù)體的精密度，有研究通過(guò)使用不同粘接系統(tǒng)即酸蝕沖洗系統(tǒng)，自酸蝕系統(tǒng)及自粘接系統(tǒng)對(duì)二氧化鋯增強(qiáng)硅酸鋰玻璃陶瓷與牙本質(zhì)粘接，測(cè)試在24 h內(nèi)的粘接強(qiáng)度，表明酸蝕沖洗系統(tǒng)，自酸蝕系統(tǒng)的微剪切粘接強(qiáng)度較自粘接系統(tǒng)的粘接強(qiáng)度更高[32]。同時(shí)，有學(xué)者應(yīng)用自粘接系統(tǒng)及自酸蝕系統(tǒng)樹脂水門汀對(duì)玻璃陶瓷粘接性能影響的研究表明自粘接系統(tǒng)粘接強(qiáng)度較差，建議當(dāng)無(wú)固位型主要依靠粘接固位的修復(fù)體使用自酸蝕系統(tǒng)樹脂水門汀[33]。為提高氧化鋯粘接力、撓曲強(qiáng)度及美學(xué)性能，降低表面彈性模量，Maod L等學(xué)者[34]將玻璃陶瓷滲透入超透氧化鋯（5Y-PSZ）表面，取得了較為理想的效果。另外也有研究將二氧化鋯加入二硅酸鋰玻璃陶瓷形成二氧化鋯強(qiáng)化硅酸鋰玻璃陶瓷（ZLS），用于貼面，部分冠，單冠等修復(fù)。ZLS具有更好的機(jī)械強(qiáng)度、可切削性、撓曲強(qiáng)度和美觀性[35-37]，在保證高強(qiáng)度的同時(shí)產(chǎn)生更好的微機(jī)械固位，并與樹脂粘接劑有了更好的粘接性，從而增強(qiáng)修復(fù)體精密度[38]。椅旁加工時(shí)要充分考慮到各種材料特有的性能，進(jìn)行選擇。

粘接劑老化問(wèn)題關(guān)系到修復(fù)體的精密度甚至遠(yuǎn)期效果，因而也成為學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)，有學(xué)者進(jìn)行材料厚度與樹脂粘接劑老化對(duì)粘接強(qiáng)度影響的研究，結(jié)果表明經(jīng)過(guò)熱循環(huán)及老化處理后復(fù)合樹脂與ZLS的粘接強(qiáng)度下降[39]。

目前影響修復(fù)體精密度的不可調(diào)控因素仍較多，為彌補(bǔ)上述不可調(diào)控因素，改進(jìn)CAD/CAM系統(tǒng)并提高粘接劑的性能仍是目前不斷需要解決的問(wèn)題。