不同厚度二硅酸鋰玻璃陶瓷牙合貼面抗折能力實(shí)驗(yàn)研究

黃小艷 王培歡 隋曉娜 付崇建 柳玉曉

[摘要]目的：探討不同厚度二硅酸鋰玻璃陶瓷牙合貼面抗折能力，為全瓷牙合貼面咬合重建的可行性提供理論支持。方法：采用完整離體下頜右側(cè)第一磨牙，進(jìn)行數(shù)字掃描，制取數(shù)字模型。在數(shù)字模型上進(jìn)行牙合貼面數(shù)字備牙，共四個厚度，分別為1.0 mm，1.5 mm，2.0 mm，2.5 mm。根據(jù)設(shè)計(jì)厚度，設(shè)計(jì)數(shù)字牙合貼面，使用CAD/CAM全瓷切削設(shè)備制作二硅酸鋰玻璃陶瓷牙合貼面，每個厚度8例，共32例。3D打印硬質(zhì)樹脂備牙代型，將玻璃陶瓷牙合貼面粘接到硬質(zhì)樹脂代型上，選取牙合貼面表面近舌尖，遠(yuǎn)舌尖，遠(yuǎn)頰尖3點(diǎn)形成加載平面，使用萬能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行垂直加壓試驗(yàn)，直至貼面失效，記錄牙合貼面斷裂力值，觀察失效模式。使用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果：垂直加壓試驗(yàn)顯示4個厚度牙合貼面平均斷裂力值分別為（2 309.13±127.66）N，（3 158.38±154.72）N，（6 170.00±208.50）N，（5 306.25±174.81）N。牙合貼面的失效模式表現(xiàn)為裂紋，破碎和全層折裂。結(jié)論：特定厚度二硅酸鋰玻璃陶瓷牙合貼面具有足夠的抗折能力，能夠滿足后牙區(qū)咬合重建的需要。

[關(guān)鍵詞]不同厚度；二硅酸鋰玻璃陶瓷；牙合貼面；抗折能力；失效模式；實(shí)驗(yàn)研究

[中圖分類號]R783.4? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A? ? [文章編號]1008-6455（2023）07-0078-04

Experimental Study on the Fracture Resistance of Lithium Disilicate Glass Ceramic Occlusal Veneer with Different Thickness

HUANG Xiaoyan，WANG Peihuan，SUI Xiaona，F(xiàn)U Chongjian，LIU Yuxiao

（Department of Stomatology，the 960th Hospital of PLA，Jinan 250031，Shandong，China）

Abstract： Objective? To study the fracture resistance of lithium disilicate glass ceramic occlusal veneer with different thickness， so as to provide proof of its application on occlusal reconstruction. Methods? A mandibular first molar on the right side with normal morphology in vitro were scanned and the digital model was constructed by Exocad webview dental design software， then digital preparations of occlusal veneer on the digital models were made， the thickness of the veneers was 1.0 mm， 1.5 mm， 2.0 mm， 2.5 mm separately. Then the digital occlusal veneer was designed， the data was transferred to the carving machine and the processing of the veneers was completed with lithium disilicate glass-ceramic. Four groups of glass-ceramic occlusal veneer were fabricated according to the thickness. Each group own 8 veneers and the total number is 32. The prepared digital models were also printed with C&B Hybrid resin. Then the glass-ceramic occlusal veneers were bonded to the C&B Hybrid resin preparation bodies. The vertical fracture resistance test was conducted to the veneers by electric universal test machine. The fracture resistance strength was recorded and the failure modes were observed. SPSS22.0 was used to analyze the data. Results? The vertical fracture resistance test showed that the average fracture strength of the four groups were （2309.13±127.66）N， （3158.38±154.72）N， （6170.00±208.50）N， （5306.25±174.81）N separately. The failure modes of the occlusal veneers were cracking， broken and complete fracture. Conclusion? The fracture resistance of lithium disilicate glass ceramic occlusal veneer with selected thickness can meet the demand of occlusal reconstruction in posterior molars region.

Key words： different thickness; lithium disilicate glass ceramic; occlusal veneer; fracture resistance; failure mode; experimental study

牙合貼面是后牙牙體缺損的一種微創(chuàng)修復(fù)方法，其基本方式是將較薄的金屬、樹脂或全瓷材料的全解剖式咬合面修復(fù)體通過樹脂粘接固位于基牙牙合面，完成恢復(fù)咬合高度等修復(fù)目的。相對于全冠等傳統(tǒng)修復(fù)體，牙合貼面修復(fù)基牙磨切量小，能夠最大限度保護(hù)牙髓不受損傷，在重度牙列磨耗咬合重建方面具有潛力。隨著數(shù)字口腔技術(shù)的進(jìn)步，以及患者美觀和實(shí)用要求的提高，全瓷牙合貼面逐漸占據(jù)臨床的主流。對于全瓷牙合貼面材料的選擇，文獻(xiàn)缺乏系統(tǒng)報道。二硅酸鋰玻璃陶瓷是一種臨床常用陶瓷材料，將其用于制作牙合貼面，決定因素之一是其抗折能力。不同厚度二硅酸鋰玻璃陶瓷牙合貼面抗折能力能否滿足后牙修復(fù)要求，尚缺乏循證醫(yī)學(xué)支持。本研究探討了不同厚度全解剖式二硅酸鋰玻璃陶瓷牙合貼面抗折能力，為全瓷牙合貼面咬合重建的可行性提供理論支持。

1? 材料和方法

1.1 材料和設(shè)備：臨床采集因牙周病拔除完整下頜右側(cè)第一磨牙1顆；齒科3D掃描儀（先臨DS-MIX，配置軟件Dentalscan，中國杭州），齒科3D打印機(jī)（先臨AccuFab-D1s，配置軟件Accuware，中國杭州），Exocad webview牙科設(shè)計(jì)軟件（GmbH，Germany），西諾德全瓷切削設(shè)備（Sirona，Germany），9%緩沖氫氟酸（Ultradent，USA），樹脂粘接劑Unicem-200（3M，USA），二硅酸鋰玻璃陶瓷瓷塊（愛迪特，中國），C&B硬質(zhì)樹脂材料（韓國），UTM5305電子萬能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)（深圳三思，中國），光固化機(jī)（Dentsply，USA）。

1.2 牙體磨耗模型的設(shè)計(jì)與試件的制作：使用先臨3D掃描儀掃描離體下頜右側(cè)第一磨牙，建立下頜第一磨牙數(shù)字模型，應(yīng)用Exocad webview牙科設(shè)計(jì)軟件，在數(shù)字模型上進(jìn)行牙合貼面數(shù)字備牙，牙合面均勻降低一定高度，共四個厚度，分別為1.0 mm，1.5 mm，2.0 mm，2.5 mm（見圖1）。根據(jù)預(yù)備厚度，設(shè)計(jì)數(shù)字牙合貼面（見圖2），使用西諾德全瓷切削設(shè)備制作二硅酸鋰玻璃陶瓷牙合貼面，每個厚度8顆，共32顆。使用齒科3D打印機(jī)打印C&B硬質(zhì)樹脂基牙代型，代型底座平整，高度為15 mm；將牙合貼面表面打磨，拋光，然后置入烤瓷爐燒結(jié)。燒結(jié)程序：起始溫度450℃，干燥4 min，然后按照40℃/min的速率升溫至840℃，維持2 min，然后緩慢降溫至300℃。共獲得32顆C&B硬質(zhì)樹脂模擬基牙代型及相應(yīng)玻璃陶瓷牙合貼面（圖3）。以9%緩沖氫氟酸酸蝕牙合貼面組織面60 s，去除酸蝕劑，涂覆陶瓷偶聯(lián)劑20 s，應(yīng)用Unicem-200將牙合貼面粘接于相應(yīng)C&B硬質(zhì)樹脂代型上（見圖4）。將32個粘接完畢試件浸于蒸餾水并放置于37℃恒溫箱24 h。

1.3 抗折能力測試：選取牙合貼面試件表面近舌尖，遠(yuǎn)舌尖，遠(yuǎn)頰尖，形成加載平面。修整代型底座，使底面平行于加載平面。將所有試件依次置于電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)上，牙合面放置圓形不銹鋼加載頭，加載頭與加載平面形成穩(wěn)定接觸關(guān)系。加載頭與牙合面間放置厚度為0.5 mm硅膠片，以避免應(yīng)力集中。萬能材料試驗(yàn)機(jī)以0.5 mm/min速度加載直至試件失效。失效標(biāo)準(zhǔn)為加載曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)，轉(zhuǎn)而下降，此時部分試件有輕微碎裂聲，牙合貼面任一部分出現(xiàn)肉眼可見裂縫或（和）破碎。計(jì)算機(jī)自動記錄試件失效時的斷裂載荷。觀察記錄每個試件失效模式。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：牙合貼面斷裂載荷以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x?±s）描述，以SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件分析比較結(jié)果，對數(shù)據(jù)進(jìn)行配對樣本的t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2? 結(jié)果

2.1 牙合貼面的斷裂載荷：所有試件均成功制作，并完成抗折能力測試，斷裂載荷見表1。

2.2 牙合貼面的失效模式：四組二硅酸鋰玻璃陶瓷牙合貼面的失效模式均表現(xiàn)為瓷層的斷裂，包括裂紋，局部破碎和折裂（見圖5～6）。記錄標(biāo)準(zhǔn)：斷裂局限在瓷層內(nèi)，單純出現(xiàn)裂紋者，記為裂紋；斷裂呈現(xiàn)粉碎性破壞，以加載點(diǎn)為中心裂紋向四周擴(kuò)展，記為局部破碎；斷裂出現(xiàn)全瓷層折斷，界面破壞者，記為折裂。結(jié)果顯示，單裂紋斷裂者3例，多裂紋斷裂者10例，單點(diǎn)破碎者2例，多點(diǎn)破碎者6例，折裂者11例。其各組分布見表2，整體分布見圖7。在牙合貼面發(fā)生折裂的同時，硬質(zhì)樹脂代型9例也出現(xiàn)了裂紋。

3? 討論

重度牙列磨耗是中老年人常見疾病，傳統(tǒng)重度牙列磨耗的治療方法為咬合重建?，F(xiàn)代微創(chuàng)理念的提出，結(jié)合全瓷材料性能和加工技術(shù)的進(jìn)步，以及數(shù)字口腔技術(shù)的推廣應(yīng)用，大量的修復(fù)體可以通過CAD/CAM完成[1]，使得微創(chuàng)咬合重建成為可能[2-4]。全瓷牙合貼面的出現(xiàn)創(chuàng)新了后牙微創(chuàng)修復(fù)方法，可用于修復(fù)后牙牙合面缺損，因而在重度牙列磨耗咬合重建方面具有潛力。數(shù)字化條件下的全瓷牙合貼面咬合重建需要有兩方面的循證醫(yī)學(xué)支持：一是全解剖式全瓷牙合貼面的抗折性能須符合預(yù)期。即適宜抗折強(qiáng)度全瓷材料的選擇。盡管部分成品瓷塊材料有參數(shù)表明其性能，但是在經(jīng)過切削、燒結(jié)等一系列工序后其性能尚待證實(shí)。而且同種材料不同厚度的牙合貼面抗折能力的差異、臨床適用范圍等，都需要加以研究論證。其二是全瓷材料的可粘接性能須符合要求。二硅酸鋰玻璃陶瓷是臨床常見陶瓷材料，既往主要用于制作前牙美學(xué)貼面，嵌體和全冠等[5-6]，被認(rèn)為具有較好的可粘接性，并且兼具美觀和經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。但是能否用于后牙咬合重建，其抗折能力至關(guān)重要。本研究探討了不同厚度二硅酸鋰玻璃陶瓷牙合貼面抗折能力，意在為全瓷牙合貼面咬合重建的可行性提供理論支持。

下頜第一磨牙是人類萌出最早的磨牙，也是比較容易磨耗的牙齒。以下頜第一磨牙為模板，進(jìn)行全瓷牙合貼面的相關(guān)研究，具有較好的代表性。有學(xué)者研究了氧化鋯牙合貼面的抗折性能，還有的學(xué)者將其應(yīng)用于臨床，認(rèn)為其能滿足后牙修復(fù)的需要[7-8]。但是研究也發(fā)現(xiàn)，多數(shù)氧化鋯修復(fù)體的可粘接性能仍不理想，粘接方法有待突破[9]。而全瓷牙合貼面主要依靠粘接固位，所以目前臨床潛在的可選擇全瓷材料包括玻璃基陶瓷與樹脂基陶瓷[10-12]。有學(xué)者探討了超薄牙合貼面的抗折能力，設(shè)計(jì)最大厚度≤1.2 mm[11，13]。但是對于重度磨耗的后牙，其設(shè)計(jì)厚度稍顯不夠。臨床觀察發(fā)現(xiàn)，重度磨耗后牙牙合面缺損多數(shù)在1～2 mm之間，少數(shù)超過2.5 mm。對于相應(yīng)厚度的玻璃陶瓷和復(fù)合瓷牙合貼面的抗折能力能否滿足后牙牙體重度磨耗修復(fù)要求，尚缺乏相關(guān)報道。本研究對數(shù)字化制作二硅酸鋰玻璃陶瓷牙合貼面的抗折能力的探討，為重度牙列磨耗咬合重建提供了循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。

研究表明后牙日常承受咀嚼力值為60～200 N，在磨損及緊咬牙的狀態(tài)下咀嚼力值則為500～800 N[13]。32例玻璃陶瓷牙合貼面抗折能力實(shí)驗(yàn)顯示，4個厚度的二硅酸鋰玻璃陶瓷牙合貼面平均最大斷裂載荷值均大于最大咀嚼力值，能夠滿足后牙修復(fù)的需要。Sasse M等[14]研究認(rèn)為玻璃陶瓷的厚度與修復(fù)體可承受最大咀嚼力值以及抗折性正相關(guān)。本研究結(jié)果顯示，玻璃陶瓷牙合貼面厚度從1.0 mm增加到2.0 mm時，其斷裂載荷逐漸增加，在2.0 mm達(dá)到最大，而2.5 mm顯示出降低的力值，與Sasse M的研究結(jié)果略有不同。分析其原因，Sasse M研究的牙合貼面厚度為0.3～1.0 mm，樣本厚度和本實(shí)驗(yàn)有較大差異。這提示并不是越厚的玻璃陶瓷牙合貼面其抗折性能越好，當(dāng)然，由于樣本比較小，該結(jié)論有待進(jìn)一步研究證實(shí)。本研究玻璃陶瓷牙合貼面失效模式主要表現(xiàn)為瓷層的斷裂，包括裂紋，局部破碎和折裂，屬于單層瓷脆性斷裂模式。全瓷牙合貼面為單面修復(fù)，受力后頜力較快的向邊緣擴(kuò)散，而邊緣缺乏像全冠修復(fù)那樣的應(yīng)力分散機(jī)制，導(dǎo)致較易出現(xiàn)裂紋。破碎在各個厚度均有表現(xiàn)，體式顯微鏡觀察顯示，破碎起源于牙尖接觸部，裂紋呈放射狀向四周蔓延，放射狀裂紋并非直線進(jìn)展，而是呈現(xiàn)不連續(xù)的臺階狀。研究還發(fā)現(xiàn)，斷裂多起源于中央溝，從中央溝向外側(cè)蔓延，顯示中央溝是牙合貼面的薄弱部分。

由于離體磨牙存在個體差異，包括解剖外形、發(fā)育程度、牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)厚度、年齡等，都將對離體牙的斷裂強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因而本實(shí)驗(yàn)沒有直接采用離體磨牙做抗折試驗(yàn)，而是通過掃描離體磨牙，獲取數(shù)字模型，然后制作硬質(zhì)樹脂代型來代替離體磨牙，剔除了離體磨牙不同材質(zhì)對實(shí)驗(yàn)的影響。C&B硬質(zhì)樹脂是一種彈性模量接近牙本質(zhì)的材料，理化性能比較穩(wěn)定，具有較好的加工性能，可以通過3D打印制作天然牙代型，較好地模擬天然牙。牙合貼面折裂的同時，部分硬質(zhì)樹脂代型也產(chǎn)生了裂紋，說明相應(yīng)厚度二硅酸鋰玻璃陶瓷牙合貼面斷裂載荷超過了牙本質(zhì)承受能力，側(cè)面印證了其抗折能力足夠滿足后牙修復(fù)需求。本研究對于全瓷牙合貼面的設(shè)計(jì)、制作，采用了數(shù)字設(shè)計(jì)，數(shù)字切削的方法，保證了貼面的均一性、準(zhǔn)確性以及實(shí)驗(yàn)的高度可重復(fù)性。與傳統(tǒng)抗折能力研究方法[7，15]相比，3D打印技術(shù)的應(yīng)用，去除了既往PMMA代型制作和包埋過程中人為因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；研究使用設(shè)計(jì)軟件，同時數(shù)字備牙和數(shù)字設(shè)計(jì)貼面，也保證了貼面與代型的適合性。因而本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果具有更高的可信性。

綜上，特定厚度二硅酸鋰玻璃陶瓷牙合貼面具有足夠的抗折能力，能夠滿足后牙區(qū)咬合重建的需要。

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[收稿日期]2022-07-28

本文引用格式：黃小艷，王培歡，隋曉娜，等.不同厚度二硅酸鋰玻璃陶瓷牙合貼面抗折能力實(shí)驗(yàn)研究[J].中國美容醫(yī)學(xué)，2023，32（7）：78-81.