后牙氧化鋯全鋯固定橋的抗壓強度研究

馬雪敏 廉云敏

金屬烤瓷熔附全冠在臨床使用已有幾十年的歷史,由于過敏及齦緣發(fā)黑等現(xiàn)象,不能滿足患者對美觀及功能的要求。氧化鋯全瓷美觀效果接近天然牙,無毒、無害、無過敏具有良好的生物相容性,CT、核磁等不出現(xiàn)偽影,患者對氧化鋯全瓷修復體的青睞與日俱增[1]。氧化鋯全瓷修復主要用于前牙修復,因后牙較前牙咬合力大易出現(xiàn)崩瓷現(xiàn)象,2010年國內外陸續(xù)推出氧化鋯全鋯修復后牙的方案[2]。對于氧化鋯全鋯修復體的研究,多數(shù)研究者關注的是材料本身的性能。本研究通過CAD/CAM(數(shù)據(jù)采集、計算機輔助設計與制作)技術,切割3個不同品牌不同厚度的鋯材胚體,經過1 450℃高溫培燒結晶,形成無飾瓷氧化鋯全鋯修復體,研究其抗壓強度,以被譽為口腔修復領域的“金標準”為對照組[3],為后牙氧化鋯全鋯固定橋修復體的臨床應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設備 愛爾創(chuàng)(中國鋯材)、愛迪特(中國鋯材)、杜塞拉姆(德國鋯材)、3Shape TRIOS 2掃描儀(3Shape公司)、澤康切割機(登士柏)、VITA V60 i-Line烤瓷爐(德國)、康加強型瓷化燒結爐(登士柏)、RelyXunicem自粘結樹脂、ETM504C萬能測試機(中國)。

1.4 代型制作 將3D模型數(shù)據(jù)傳輸給CAM切割機,用鑄造蠟切割60個1∶1蠟型,常規(guī)清洗、包埋、去蠟、鑄造、噴砂、打磨完成60個金屬代型。

1.5 修復體制作 (1)掃描預備體模型數(shù)據(jù)導入CAD系統(tǒng)3Shape Dental Designer 軟件,利用虛擬修整刀調改形態(tài)至實驗所需三種厚度0.5 mm、0.8 mm和1.0 mm。采用CAM切割機切削預成超透氧化鋯坯體,染色、結晶加工完成54個全鋯固定橋。(2)同法制作6個鈷鉻金屬固定橋支架,堆塑遮色劑、遮色瓷、牙本質瓷、牙釉質瓷及透明瓷,根據(jù)瓷粉要求和烤瓷爐說明書完成燒結,冷卻后打磨、拋光、上釉完成6個固位體厚度為1.5 mm鈷鉻烤瓷固定橋的制作。

1.6 抗壓強度試驗 氧化鋯全鋯固定橋采用RelyXunicem自粘結樹脂粘結劑粘固,鈷鉻烤瓷固定橋采用3M玻璃離子水門汀粘固,室溫靜置24 h,置于萬能材料測試機,進行抗壓強度的力學實驗。

2 結果

表1 同一鋯材不同厚度強度力值比較 n=6,N,

2.2 同一厚度不同材料抗壓強度分析 同一厚度,三種鋯材兩兩比較其抗壓強度,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表2,圖1。

圖1 全鋯固定橋抗壓強度箱式圖

表2 同一厚度不同鋯材強度力值比較 n=6,N,

3 討論

隨著口腔修復學材料的不斷更新,CAD/CAM技術的快速發(fā)展,氧化鋯全瓷修復以其良好的美觀效果、生物相容性及穩(wěn)定的理化、機械性能,制作工藝簡單等越來越廣泛應用于口腔修復領域。目前,影響氧化鋯全瓷修復體長期臨床效果的機械并發(fā)癥為崩瓷[4]。解決氧化鋯飾面瓷崩瓷主要有兩種方法:CAD/CAM技術制作飾面瓷和制作氧化鋯全鋯修復體。Beuer等[5]研究證明CAD/CAM技術制作氧化鋯飾瓷組較手工飾瓷組和熱壓鑄飾瓷組斷裂強度高,氧化鋯全鋯修復體較全瓷修復體的抗壓強度高。后牙的全冠、固定橋的修復主要為氧化鋯全鋯修復體。

3.1 牙體制備對抗壓強度的影響 固定義齒修復時,需要對天然牙進行一定量的牙體制備,為修復體提供足夠的空間。咀嚼力的大小根據(jù)受試者性別、年齡及口內具體情況有所差異。本次研究雖不能完全模擬口腔環(huán)境中真實受力情況,但可以反應在本實驗條件下,不同合面厚度的全鋯固定橋抗壓強度的差異情況。

氧化鋯陶瓷材料雖無金屬結構但具有超強的抗折性能和韌性,其硬度可以和金屬、鉆石相媲美,有“陶瓷鋼”的美譽。國內外研究指出,氧化鋯陶瓷材料的問世為后牙固定橋修復奠定了堅實的基礎[8,9]。有研究報道,合面預備體保留合面形態(tài)較不保留合面形態(tài)修復體的抗折性更佳[10]。本研究基于上述在牙體制備時保留合面形態(tài),合面功能尖預備1.5 mm,非功能尖預備1.0 mm,軸面聚合為8°,邊緣形態(tài)為平齦淺凹面0.5 mm寬度肩臺。

金屬烤瓷冠,被公認為是口腔醫(yī)學修復領域的“金標準”,本研究對照組采用金屬烤瓷固定橋作為對照標準,通過抗壓強度試驗結果顯示,合面制備1.0 mm厚度的氧化鋯全鋯固定橋的抗壓強度,與合面制備1.5 mm厚度的金瓷固定橋的抗壓強度相當。初步認為全鋯修復體1.0 mm的厚度可以滿足臨床需要。合面制備1.0 mm厚度與周珊羽等[2,11,12]研究保持高度一致。CAD/CAM 全解剖式氧化鋯全冠修復體雖無飾瓷,無崩瓷的問題,仍需要足夠的厚度,有研究推薦厚度為≥1.0 mm[13]。

第8版《口腔修復學》固定義齒修復中,氧化鋯全瓷修復體合面預備體的厚度,標準是2.0 mm左右。氧化鋯全瓷和氧化鋯全鋯修復體預備體厚度相比,后者能保留更多的牙體組織。對于牙冠短小,深覆合、咬合緊等咬合不正常,無法預備出足夠抗力形和固位形的患者,尤其適宜選擇氧化鋯全鋯修復體。

3.2 連接體對抗壓強度的影響 隨著氧化鋯后牙固定橋斷裂返工,應力集中區(qū)域受到臨床醫(yī)師的廣泛關注。單冠的應力集中主要在咬合區(qū)域,固定橋的應力集中區(qū)域第一個在連接體的部位,第二則在咬合區(qū)域,剩余區(qū)域則受力很小。

優(yōu)化連接體的設計降低臨床失敗率,延長氧化鋯固定橋的臨床使用壽命,除考慮修復體材料本身的性能外,還應注意連接體的位置、形狀、垂直高度、外展隙的寬度、外展隙的曲率半徑等因素,優(yōu)化連接體設計增加修復體的抗壓強度,提高臨床成功率。

3.3 粘結劑及表面處理方式對抗壓強度的影響 粘結效果的影響因素主要有粘結劑的種類和修復體的表面處理方式。目前臨床全瓷修復體的粘結大多選擇樹脂類粘結劑,樹脂粘結劑較水門汀類粘結劑水溶性更小,邊緣封閉性、透光性、美學性能更佳,固化后強度更高,為全瓷修復體提供了更高的固位力。

臨床氧化鋯修復體表面的處理方式主要有:氫氟酸處理、硅烷化處理、二氧化硅涂層、噴砂處理、熱化學蝕刻技術等。因氧化鋯缺乏玻璃相和硅酸鹽成分,氫氟酸酸蝕不能使其表面形成微孔結構。硅烷化處理單獨操作效果不佳,但可增加陶瓷表面SI-OH基團的含量,協(xié)助硅烷偶聯(lián)劑發(fā)揮作用,兩者結合可有效提高粘結強度。硅涂層技術設備昂貴、操作復雜,臨床推廣較難。噴砂處理使修復體表面形成凹凸不平的粗糙面,操作簡單,易于推廣。臨床根據(jù)具體情況選擇合適的表面處理方法。氧化鋯陶瓷因理化性能穩(wěn)定、生物相容性良好等優(yōu)點在口腔修復重建領域中廣泛應用。

3.4 氧化鋯鋯材對抗壓強度的影響 目前國內氧化鋯鋯材大多依賴進口,原材料成本較高,再經過配套的CAD/CAM系統(tǒng)加工制作,價格昂貴,很難在國內推廣。汪饒饒等[20]制作Cercon smart、Lava、Porcera、CEREC 3共4種CAD/CAM系統(tǒng)氧化鋯平板,通過赫茲觸壓實驗分析比較4種牙科CAD/CAM系統(tǒng)氧化鋯材料的抗壓強度和斷裂模式, 4種CAD/CAM系統(tǒng)氧化鋯材料抗壓強度基本滿足臨床最大咬合力的需要,臨界載荷值無差異(P>0.05),其破壞模式相似。

本研究選擇國產鋯材愛爾創(chuàng)和愛迪特與德國杜塞拉姆鋯材比較不同合面厚度的抗壓強度,結果證明三種鋯材制作全鋯固定橋,同等條件同等厚度的抗壓強度差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。有研究報道,國產鋯材制作的修復體,生物相容性良好,機械性能優(yōu)良,放射性能符合國家標準,在臨床修復重建效果良好[21]。國產鋯材較進口鋯材成本低廉,各方面性能與進口鋯材相媲美,臨床更易推廣。

研究代型改變了傳統(tǒng)純人工制作的模式,采用CAD/CAM技術設計制作,避免形成誤差,保證實驗數(shù)據(jù)的可靠性。測試抗壓強度的方式主要有靜態(tài)、動態(tài)及循環(huán)載荷,循環(huán)載荷最接近口腔實際受力情況,但完全模擬臨床變化無常的合力很難做到,目前,測試抗壓強度的實驗大多數(shù)選用靜態(tài)載荷[22]。本研究采用球形載頭靜態(tài)垂直加壓。氧化鋯修復體燒結次數(shù)和微觀結構對抗壓強度也有影響,隨著燒結次數(shù)的增加,抗壓強度有逐漸降低的趨勢,建議燒結次數(shù)≤5次。

綜上所述,氧化鋯全鋯修復體的抗壓強度,與標準的牙體制備、優(yōu)良的連接體設計、高強度粘結劑的選擇等因素密切相關。