全鋯冠美學(xué)修復(fù)效果的影響因素

曾芳 王劍

口腔疾病研究國家重點實驗室 國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院修復(fù)科 成都 610041

在所有全瓷材料中，傳統(tǒng)氧化鋯，即氧化釔穩(wěn)定的四方相氧化鋯具有最出色的機(jī)械性能和優(yōu)良的生物學(xué)性能，是一種良好的牙科修復(fù)材料[1]。然而，傳統(tǒng)氧化鋯冠半透性低，常需在表面加一層飾瓷來增強(qiáng)其美觀性。但這種結(jié)構(gòu)容易崩瓷，需要更多的牙體預(yù)備量，且可能會降低氧化鋯冠的強(qiáng)度[2]。目前，基于計算機(jī)輔助設(shè)計/計算機(jī)輔助制作（computer aided design/computer aided manufacture，CAD/CAM）技術(shù)加工制作的全解剖式氧化鋯冠（以下簡稱為全鋯冠）可有效解決上述問題[3]，被廣泛應(yīng)用于臨床修復(fù)中。早期使用的全鋯冠半透性低，外觀呈白色，美觀性能不足。但隨著透明氧化鋯的發(fā)明以及氧化鋯染色技術(shù)的發(fā)展，全鋯冠的美觀性得到很大提高[4]，使其在美學(xué)修復(fù)中得到更廣泛的應(yīng)用。氧化鋯的顏色與半透性是影響全鋯冠美觀性最重要的兩個因素，這兩者取決于制作工藝。但全鋯冠在實際應(yīng)用過程中，還有一些臨床因素如低溫老化、基牙顏色、全鋯冠的厚度、氧化鋯表面拋光、黏固材料等也會對其美觀性產(chǎn)生影響，而這些因素是臨床醫(yī)生可以進(jìn)行把控的[5]。因此，臨床醫(yī)生在進(jìn)行修復(fù)設(shè)計時，需綜合評估影響美學(xué)修復(fù)效果的相關(guān)臨床因素，并根據(jù)實際情況選擇具有合適半透性和顏色的全鋯冠以達(dá)到讓人滿意的修復(fù)效果。

1 全鋯冠材料因素

全鋯冠的美觀性受多種因素影響,其中材料的半透性和顏色是最重要的兩大影響因素。如何提高氧化鋯的半透性以及如何豐富氧化鋯的顏色成為改善全鋯冠美觀性能的關(guān)鍵，也是目前牙科氧化鋯材料的研究熱點[4]。

1.1 全鋯冠的半透性

氧化鋯半透性低[3]，主要原因是四方氧化鋯晶體具有雙折射性質(zhì)，氧化鋯晶粒尺寸接近可見光波長，氣孔率較高，以及存在雜質(zhì)和點缺陷等[6]。為提高氧化鋯的半透性，研究人員對氧化鋯的加工工藝進(jìn)行了大幅改進(jìn)[7]，包括增加或減少氧化鋯的晶粒直徑來提高氧化鋯的透光率，改變燒結(jié)參數(shù)使氧化鋯更加致密，燒結(jié)后通過優(yōu)化熱處理降低氣孔率和消除氧空位，以及減少氧化鋁的含量和摻雜劑的晶粒尺寸來減少光的散射等。但由于氧化鋯四方相晶體的含量并未改變，當(dāng)全鋯冠厚度接近1 mm時，仍基本不透明，僅適用于修復(fù)后牙[6]。

為滿足對高透性全鋯修復(fù)體的需求，研究人員在之前的基礎(chǔ)上推出了含氧化釔0.04（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.10%）或0.05摩爾分?jǐn)?shù)（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%～12%）的穩(wěn)定氧化鋯。部分穩(wěn)定氧化鋯由立方相和四方相多晶氧化鋯組成，相比傳統(tǒng)氧化鋯，其立方相晶體含量大幅增加，超過50%[1]。氧化鋯立方相晶體在光學(xué)上具有各向同性，且體積比四方相晶體大，故光透射氧化鋯時穿過的晶界和孔隙減少，在晶界處的光散射也減少，從而使全鋯冠的半透性顯著提高[8]。隨著氧化釔含量的增加，氧化鋯立方相晶體含量增加，全鋯冠的半透性也隨之增強(qiáng)，但仍低于硅酸鋰陶瓷修復(fù)體和人天然牙釉質(zhì)層[9]。不容忽略的是，立方相晶體無相變增韌能力，其含量的增加會降低材料的力學(xué)性能，導(dǎo)致全鋯冠的強(qiáng)度只有傳統(tǒng)氧化鋯的一半至三分之二[4]，僅適用于強(qiáng)度要求較低的單冠修復(fù)以及不涉及磨牙區(qū)的短跨度固定義齒修復(fù)（≤3 個單元）[8]。

為進(jìn)一步提高氧化鋯的半透性，廠家已生產(chǎn)出含氧化釔超過0.06摩爾分?jǐn)?shù)的完全穩(wěn)定氧化鋯。完全穩(wěn)定氧化鋯立方相氧化鋯晶體含量大幅增加，半透性顯著提高，美觀性能好，但其機(jī)械強(qiáng)度與部分穩(wěn)定氧化鋯比明顯降低，用于臨床修復(fù)的可靠性低于部分穩(wěn)定氧化鋯[10]。

1.2 全鋯冠的顏色

純氧化鋯呈白色，為了更好地模擬天然牙的光學(xué)特性，在全鋯冠的制作過程中除需提高其半透性，還需改變其顏色[11]。目前主要有兩種技術(shù)用于氧化鋯著色。

一種是在氧化鋯粉末中摻入金屬氧化物，通過常規(guī)方法將改性后的粉末顆粒壓制成型，生產(chǎn)預(yù)著色的氧化鋯塊[12]。氧化鋯塊的顏色與加入的金屬氧化物有關(guān)[13]，其中氧化鐵使其呈紅黃色，氧化鉍使其呈淺紅黃色，氧化鈰和氧化鐠均能使其呈黃色，最終的顏色通過廠家提供的VITA classical色系確定。盡管這種方法可以獲得更加均勻、穩(wěn)定的著色效果,但其配色困難,后續(xù)的再染色不易著色且價格昂貴[14]。

另一種是將預(yù)燒結(jié)的氧化鋯浸入含稀土元素的氯化物溶液（乙酸鈰、氯化鈰或氯化鉍）中進(jìn)行染色[15]。氧化鋯的顏色深淺受溶液濃度的影響，目前許多生產(chǎn)廠家都提供氧化鋯專用染色液，氧化鋯塊的色差可以通過染色液的應(yīng)用次數(shù)來控制，其最終的顏色可通過廠家提供的VITA classical 或VITA 3-D Master色系確定[16]。這種方法可人為控制色差且成本相對較低，但其缺點明顯，如染色不均勻，著色液僅滲透到一定的深度，全鋯冠正反面色差較大等[14]。

目前，多數(shù)技工所通過將氧化鋯修復(fù)體浸入染色液中來獲得自然美觀的全鋯冠，但這種方法制作出的全鋯冠在調(diào)磨后容易暴露其原本的顏色，且難以實現(xiàn)天然牙的層次感，也無法與患者的個性化特征相匹配。因此，為克服這些缺陷，研究人員開發(fā)了預(yù)著色、預(yù)成型的多層超透氧化鋯圓盤，并能對它的外部特征和染色進(jìn)行定制，使其能夠模擬天然牙牙冠切端到牙頸部的顏色漸變。市面上第1個多層氧化鋯系統(tǒng)是日本Katana公司推出的Katana Zirconia，包括3種級別的氧化鋯：多層超透氧化鋯（ultra translucent multi-layered，UTML），多層高透氧化鋯（super translucent multi-layered，STML）和多層氧化鋯（high-translucent multilayered，HTML）。多層氧化鋯各層之間的組成成分相似，其顏色漸變是通過在釉質(zhì)層和牙本質(zhì)層使用不同的染料實現(xiàn)的。不同等級的多層氧化鋯的化學(xué)組成與微觀結(jié)構(gòu)不同，其中多層超透氧化鋯冠中氧化釔含量與氧化鋯立方相含量最高，多層高透氧化鋯次之，兩者具有相似的半透性，而多層氧化鋯的半透性顯著低于前兩者[17]。但這種多層超透機(jī)械強(qiáng)度顯著低于傳統(tǒng)氧化鋯或高透氧化鋯，在臨床應(yīng)用中可能會增加斷裂的風(fēng)險。因此，建議將多層超透氧化鋯冠用于不超過3個單元的修復(fù)，最小厚度為0.8 mm[8]。

2 全鋯冠臨床方面因素

氧化鋯的半透性和顏色是影響全鋯冠美觀性最重要的2個因素。但在臨床應(yīng)用中，全鋯冠最終呈現(xiàn)的美學(xué)修復(fù)效果往往受多種因素影響[5]，如低溫老化、基牙顏色、全鋯冠的厚度、全鋯冠表面拋光、黏固材料等。如何減少甚至消除這些因素的影響，以達(dá)到患者滿意的修復(fù)效果，是臨床醫(yī)生必須考慮的問題。

2.1 鋯瓷的穩(wěn)定性對美學(xué)性能的影響

全鋯冠表面無飾瓷，它在口腔中直接與唾液接觸，其耐低溫老化（low-temperature degradation，LTD）的能力是影響臨床修復(fù)效果的重要因素之一。低溫老化是指在低溫潮濕（65～300 ℃）的環(huán)境下，氧化鋯四方相晶體加速向單斜向晶體轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致材料的表面性狀和光學(xué)性能發(fā)生改變[18]。研究[19]表明，低溫老化會降低氧化鋯的半透性，變化的幅度與氧化鋯的品牌、氧化釔含量、晶粒尺寸、立方相含量、氧化鋁含量以及殘余應(yīng)力等因素有關(guān)，相較于低透、高透氧化鋯，氧化釔含量高的超透氧化鋯被認(rèn)為具有較高的耐低溫老化的能力。也有少數(shù)研究表明，隨著老化時間的延長，氧化鋯半透性略有增加[19-20]。除了對半透性的影響，低溫老化也會影響氧化鋯的顏色穩(wěn)定性，染色液著色的氧化鋯的顏色變化比預(yù)著色氧化鋯的顏色變化大[21-22]。但總的來說，低溫老化對全鋯冠半透性和顏色的影響在臨床上是難以察覺并可以被患者接受的[23]。為實現(xiàn)修復(fù)體美觀性與耐用性的兼顧，臨床醫(yī)生可選擇超透氧化鋯進(jìn)行美學(xué)修復(fù)，但全鋯冠的高透性往往伴隨著材料機(jī)械強(qiáng)度的犧牲。有學(xué)者在傳統(tǒng)氧化鋯即氧化釔穩(wěn)定的四方向氧化鋯（yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystalline，Y-TZP）中加入摩爾分?jǐn)?shù)為0.002的氧化鑭，使其具有良好的半透性和水熱穩(wěn)定性，同時保持了優(yōu)良的力學(xué)性能，但其半透性較超透氧化鋯低[24]，臨床醫(yī)生應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇。

2.2 基牙顏色

基牙是光穿透的最深層，修復(fù)體的半透性越大，基牙背景色對其修復(fù)效果的影響也越大。高透、超透氧化鋯冠相較于傳統(tǒng)氧化鋯冠具有更高的半透性[25]，其美觀性更易受基牙顏色的影響。有學(xué)者[26]發(fā)現(xiàn)黑色和灰色背景對厚度不超過0.5 mm的全鋯冠的顏色存在負(fù)面影響；Cho等[27]發(fā)現(xiàn)，高透、超透氧化鋯可以良好地遮蓋正常牙本質(zhì)色的基牙，但只有低透氧化鋯才可以遮蓋嚴(yán)重變色的基牙；Al Hamad等[28]指出低透氧化鋯更適合用于修復(fù)深色基牙；Tabatabaian[29]對不同品牌氧化鋯的光學(xué)特性與針對不同基牙背景的適用性進(jìn)行了總結(jié)，指出超透氧化鋯不適用于變色以及金屬色基牙的修復(fù)。綜上，臨床醫(yī)生在進(jìn)行修復(fù)時，應(yīng)根據(jù)不同的基牙顏色來選擇具有不同遮色能力與半透性的氧化鋯。如果牙體顏色正常，可選擇高透、超透氧化鋯進(jìn)行修復(fù)[30]；對于嚴(yán)重變色或者金屬色基牙，應(yīng)選擇低透氧化鋯并增加氧化鋯的厚度，同時選擇具有遮色效果的黏固材料[31]。

2.3 修復(fù)厚度

目前已知，氧化鋯的半透性與氧化鋯的厚度呈負(fù)相關(guān)，同時厚度也會影響氧化鋯的顏色。研究[27]顯示，隨著材料厚度從1.5 mm降到0.8 mm，氧化鋯的半透性明顯增加，任意厚度的低透、高透氧化鋯的半透性明顯低于超透氧化鋯。有學(xué)者[32]指出，增加氧化鋯的厚度降低了其亮度，增加了其紅色、藍(lán)色外觀；減小氧化鋯的厚度可增加其亮度，以及淡紅色、淡黃色外觀[33]。除此之外，氧化鋯的厚度還會影響其遮色能力，0.8～1.5 mm厚的超透氧化鋯可以遮蓋正常的牙本質(zhì)色，厚度大于1.5 mm時對鈦具有可接受的遮蓋能力，而對于嚴(yán)重變色的基牙，只有厚度大于1.5 mm的低透氧化鋯才具有較好的遮色效果[27]。綜上，臨床醫(yī)生應(yīng)根據(jù)修復(fù)體對機(jī)械性能和美學(xué)的要求，選擇具有合適厚度和半透性的氧化鋯品牌。如果牙體顏色正常，可選擇厚度0.8～1.5 mm的高透氧化鋯、超透氧化鋯進(jìn)行美學(xué)修復(fù)，而對于變色或金屬色基牙，應(yīng)選擇具厚度大于1.5 mm的低透全鋯冠以遮蓋基牙背景色，同時應(yīng)選擇具有遮色能力的黏固材料。

2.4 修復(fù)體黏固材料

黏固材料對全鋯冠美觀性的影響程度與氧化鋯的半透性有關(guān)。Oh等[34]研究了黏固材料對不同半透性的氧化鋯光學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)相較于低透氧化鋯，超透氧化鋯的顏色更易受黏固材料的影響。黏固材料位于修復(fù)體與基牙之間，它的類型、顏色、半透性和顏色穩(wěn)定性會對全鋯冠最終的美學(xué)修復(fù)效果產(chǎn)生影響。Malkondu等[35]研究了不同黏固材料對厚度為0.6和0.8 mm的全鋯冠的顏色的影響，發(fā)現(xiàn)相比樹脂粘接劑和玻璃離子水門汀，樹脂加強(qiáng)型玻璃離子水門汀對全鋯冠顏色的改變更小，更適合用于全鋯冠的粘接。黏固材料的遮色性和透光性會影響全鋯冠最終的顏色，磷酸鋅、氧化鋅、丁香酚等不透明的粘接劑會使全鋯冠產(chǎn)生臨床上無法接受的顏色改變，聚羧酸鋅水門汀對鈦具有較好的遮色效果[36]；Chang等[37]指出，使用具有漂白效果的粘接劑可以調(diào)整牙頸部深色基牙背景對超透氧化鋯的不利影響，但無法改變體部和切牙區(qū)的顏色。除此之外，黏固材料短期或長期發(fā)生的顏色改變也可能影響全鋯冠的美學(xué)表現(xiàn)，光固化的樹脂粘接較雙固化的樹脂粘接劑具有更高的顏色穩(wěn)定性，雙固化樹脂膠粘劑可能會影響修復(fù)邊緣的美觀性[38]，臨床上更推薦選擇光固化的樹脂粘接劑進(jìn)行全鋯冠的粘接。綜上，臨床醫(yī)生選擇粘接劑時應(yīng)現(xiàn)評估基牙顏色對修復(fù)效果的影響，如果牙體顏色正常，可選擇高透、超透氧化鋯進(jìn)行修復(fù)，并選擇顏色與基牙匹配的樹脂水門汀以減少粘接劑對全鋯冠美觀性的影響[39]；對于牙體變色較嚴(yán)重或經(jīng)樁核修復(fù)的基牙，應(yīng)選擇低透氧化鋯與具有遮色效果的粘接劑，同時增加全鋯冠的厚度[31]。

2.5 全鋯冠表面拋光

全鋯冠表面無飾瓷，材料的表面調(diào)磨會導(dǎo)致氧化鋯四方相晶體到單斜相晶體的相變，產(chǎn)生壓應(yīng)力并增加修復(fù)體對低溫老化的敏感性[40]。故在將修復(fù)體粘接到基牙上之前，臨床醫(yī)生必須對全鋯冠進(jìn)行表面拋光，以增加材料的穩(wěn)定性、減少修復(fù)體對對頜牙的磨損以及菌斑的堆積。目前有兩種常見的表面拋光方法，機(jī)械拋光和上釉。文獻(xiàn)指出，這兩種方法對氧化鋯的半透性無明顯影響，但會影響修復(fù)體的顏色[41]。其中機(jī)械拋光會降低全鋯冠的亮度，臨床醫(yī)生按照金剛砂車針，橡膠輪和拋光膏的順序?qū)θ喒谶M(jìn)行完全拋光可使其呈現(xiàn)出類似上釉的光澤感。上釉也會降低全鋯冠的亮度，增加其黃色色度[42]，同時略微降低其乳光度[41]。上釉相比機(jī)械拋光可以產(chǎn)生更光滑的表面，使全鋯冠不易被色素著色，且它可使全鋯冠表面保持完整，從而增加材料耐低溫老化的能力[43]。臨床上更推薦醫(yī)生對全鋯冠進(jìn)行上釉處理，以獲得具有最佳表面性狀的修復(fù)體。

3 小結(jié)

綜上所述，臨床醫(yī)生在進(jìn)行美學(xué)修復(fù)時，應(yīng)對影響全鋯冠美學(xué)修復(fù)效果的臨床因素進(jìn)行綜合評估并選擇最匹配的全鋯冠修復(fù)體。對于金屬色或變色基牙，臨床醫(yī)生應(yīng)選擇具有遮色效果的粘接劑與全鋯冠，同時增加全鋯冠的厚度；對于正常牙本質(zhì)色的基牙，應(yīng)選擇接近基牙顏色的粘接劑，同時在保證全鋯冠機(jī)械強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，選擇具有良好半透性與耐低溫老化能力的超透氧化鋯冠并減小其厚度。盡管目前廠家生產(chǎn)了各種具有不同半透性和顏色的全鋯冠，以供臨床醫(yī)生靈活選擇，但全鋯冠在美學(xué)修復(fù)中的應(yīng)用仍存在一些問題與挑戰(zhàn)：高透、超透氧化鋯的半透性低于硅酸鋰陶瓷和釉質(zhì)，且隨著氧化鋯半透性的提高，材料的機(jī)械性能大打折扣。在將來，還需更多的努力來實現(xiàn)全鋯冠美觀性與強(qiáng)度的兼顧，以達(dá)到更令人滿意的修復(fù)效果。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。