陳 熙， 程 輝， 李秀容

4種不同冠邊緣形式的鈷鉻合金烤瓷冠強(qiáng)度的研究

陳 熙， 程 輝， 李秀容

目的 研究4種不同冠邊緣形式的鈷鉻合金金屬烤瓷冠的強(qiáng)度。 方法 按照4種不同的冠邊緣形式制作4組鈷鉻合金烤瓷冠，其中第1組金屬基底冠止于肩臺(tái)唇側(cè)邊緣，第2組止于肩臺(tái)唇側(cè)中部，第3組止于肩臺(tái)與軸壁交角，第4組止于肩臺(tái)與軸壁交角冠方1 mm處。將粘固后的4組樣本保存于37 ℃的人工唾液中24 h后，在Instron1342萬能材料測試機(jī)上以1 mm/min的速度對(duì)樣本施加平行于樣本長軸的壓力，直至樣本邊緣頸部崩瓷，記錄并得出每個(gè)樣本崩瓷時(shí)所承受的載荷力值。 結(jié)果 第2組樣本崩瓷時(shí)所受平均載荷力值最大(P<0.05)；第4組樣本崩瓷時(shí)所受平均載荷力值最小(P<0.05)；第1組與第3組的載荷力值間比較，差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。 結(jié)論 金屬基底冠止于肩臺(tái)唇側(cè)中部的金屬烤瓷冠崩瓷時(shí)的所受載荷力值最大；金屬基底冠唇側(cè)止于肩臺(tái)與軸壁交角冠方1 mm處且頸部應(yīng)用肩臺(tái)瓷的金屬烤瓷冠所受載荷力值最小。但4種不同冠邊緣形式的鈷鉻合金烤瓷冠都能滿足正常的咬合功能需要。

鉻合金； 金屬； 金屬烤瓷合金； 牙冠； 抗壓強(qiáng)度

鈷鉻合金烤瓷冠是一種由低熔烤瓷熔附到鈷鉻鑄造金屬基底冠上的廣泛使用的一種修復(fù)體，但是臨床上發(fā)現(xiàn)上前牙唇側(cè)邊緣采用常規(guī)金瓷結(jié)構(gòu)形式的鈷鉻合金烤瓷冠常伴有“齦黑線”的出現(xiàn)[1-7]。雖然目前全瓷冠或者貴金屬烤瓷冠可明顯降低“齦黑線”的臨床發(fā)生率，但其高昂的費(fèi)用并不為每個(gè)患者所接受。

Geller首先提出了金屬基底冠冠向縮短而采用瓷邊緣的設(shè)計(jì)理念[8]，劉亦洪等通過臨床病例追蹤證實(shí)，采用肩臺(tái)瓷的非貴金屬烤瓷冠邊緣變色的幾率明顯低于常規(guī)冠邊緣形式的非貴金屬烤瓷冠[9]。張磊等的隨訪觀察研究表明，采用肩臺(tái)瓷的非貴金屬合金烤瓷冠可以顯著降低齦緣黑染的現(xiàn)象[10]。唐穎等的1年臨床效果隨訪也有同樣的結(jié)論[11]。所以，在上前牙鈷鉻合金烤瓷冠的唇側(cè)使用瓷邊緣，應(yīng)該可以較好地解決“齦黑線”的問題，讓采用鈷鉻合金烤瓷冠修復(fù)前牙的患者也能獲得比較理想的美觀效果。但上前牙金屬烤瓷冠的唇側(cè)邊緣是修復(fù)體的應(yīng)力集中區(qū)已有不少學(xué)者論證[1,12-14]，金屬基底冠唇側(cè)邊緣形式的改變是否會(huì)影響到金屬烤瓷冠唇側(cè)邊緣的強(qiáng)度呢？

本研究擬通過檢測4種不同冠邊緣形式的鈷鉻合金烤瓷冠的靜態(tài)加載的強(qiáng)度,以期為臨床上前牙鈷鉻合金烤瓷冠邊緣形式的選擇提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料與設(shè)備 上頜中切牙金屬烤瓷冠預(yù)備體可卸代型(A50AN-210型，日本NISSIN公司)；萬能材料測試機(jī)(Instron1342，英國Instron公司)；烤瓷爐(VITA V60i-Line，德國VITA公司)；鑄造機(jī)(ARGONCASTER-C，日本SHOFU公司)；噴砂機(jī)(DUOSTAR Z2，德國BEGO公司)；鈷鉻合金(BIODUR soft，德國DFS公司)；鑄造蠟(Mighty wax)、瓷粉及肩臺(tái)瓷(日本SHOFU公司)；印模材(3MESPE Impregum Pentasoft，美國3M公司)；超硬模型石膏(Die-stone，德國Heraeus公司)；玻璃離子水門汀(HY-BOND Glasionomer，日本SHOFU公司)。

1.2 方法

1.2.1 上頜中切牙金屬烤瓷冠預(yù)備體可卸代型的制備 購入80只成品上頜中切牙金屬烤瓷冠預(yù)備體可卸代型，代型切端、頸部分別寬5 mm和6.5 mm，頸部中點(diǎn)至切端中點(diǎn)連線長約8.5 mm，唇面頸緣呈0.6 mm寬、90度肩臺(tái)，舌面頸緣呈凹槽型，代型軸壁錐度為8 度。

1.2.2 設(shè)計(jì)與分組 第1組：金屬基底冠延伸至肩臺(tái)唇側(cè)邊緣處；第2組：金屬基底冠止于肩臺(tái)唇側(cè)中部；第3組：金屬基底冠唇側(cè)于肩臺(tái)與軸壁交角冠方1 mm處逐漸移行至肩臺(tái)與軸壁交角處，頸部應(yīng)用肩臺(tái)瓷；第4組：金屬基底冠唇側(cè)止于肩臺(tái)與軸壁交角冠方1 mm處，頸部應(yīng)用肩臺(tái)瓷(圖1)。

1.2.3 不同冠邊緣形式的金屬烤瓷冠制作 按上述4種不同冠邊緣分別制作鈷鉻合金基底冠，金屬內(nèi)冠的厚度由同一位技師通過卡尺多點(diǎn)測量打磨來控制其一致性，保證其除了在肩臺(tái)唇側(cè)邊緣處厚度有所不同外，其余部分厚度均保持0.3 mm，舌側(cè)為金屬頸圈設(shè)計(jì)。采用3M ESPE Impregum Pentasoft印模材翻制預(yù)備體代型，用Heraeus Die-stone超硬石膏灌制模型用于制作超硬石膏可卸代型，應(yīng)用嵌體蠟在代型上完成上頜中切牙的外形制作，并使用硅橡膠印模材料復(fù)制已完成的上頜中切牙外形，在此硅橡膠陰模的引導(dǎo)修瓷下，各樣本瓷層厚度趨于一致。由技工中心專職技師按上述4種不同冠邊緣形式，分別制作4組外形一致的鈷鉻合金烤瓷冠，每組20 個(gè)，共80 個(gè)樣本。將試件置于37 ℃人工唾液中恒溫保存24 h備用。

1.2.4 固定試件所需套管的制作 制作加載試驗(yàn)中固定試件所需的套管(圖2,3)，共80 個(gè)。套管長度為80 mm，管內(nèi)直徑為16 mm，管內(nèi)正中位置處立有一針芯，針芯長軸與套管長軸重合并垂直于套管水平截面。

1.2.5 固定試件 將試件根方底部的長軸管道插入套管中心的針芯，使試件與套管長軸相重合，完全就位后，將自凝樹脂材料灌入套管與試件根部之間，對(duì)試件根方進(jìn)行包埋固定，并靜置24 h備用。

1.2.6 試件的靜態(tài)加壓測試 將試件放置于Instron1342萬能材料測試機(jī)上，夾具夾持固定，使試件長軸與加壓棒長軸平行。加壓棒呈圓柱狀，橫截面直徑為12 mm，頭部包裹一層0.5 mm厚的錫鉑紙。以1 mm/min的速度對(duì)試件施加壓力，直至試件邊緣頸部崩瓷。每個(gè)試件加載至崩瓷時(shí)的應(yīng)力曲線均被記錄并使用Getdata軟件進(jìn)行分析，得出每個(gè)試件崩瓷時(shí)該試件所承受的載荷力值(圖4)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 14.0統(tǒng)計(jì)軟件處理，對(duì)4組試件崩瓷時(shí)所承受的載荷力值進(jìn)行One-Way ANOVA。若有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，再行2組間LSD檢驗(yàn)，P<0.05為差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 崩瓷部位及面積 4組金屬烤瓷冠崩瓷均發(fā)生于肩臺(tái)的唇側(cè)邊緣，而舌面、切緣等部位未見有明顯崩瓷情況出現(xiàn)(圖5,6)。崩瓷面積約為3 mm×3 mm。崩瓷處可見金屬面暴露，其上有部分遮色瓷殘留。

2.2 靜態(tài)加載后崩瓷的載荷力值 4組共80個(gè)試件崩瓷時(shí)所承受的載荷力值經(jīng)正態(tài)性檢驗(yàn)，呈正態(tài)分布。第1組和第3組的平均載荷力值較為接近，分別約為1 458和1 474 N；第2組即金屬基底冠止于肩臺(tái)唇側(cè)中部的金屬烤瓷冠崩瓷時(shí)的平均載荷力值最大，約為1 805 N；而第4組即金屬基底冠唇側(cè)止于肩臺(tái)與軸壁交角冠方1 mm處的金屬烤瓷冠平均載荷力值最小，約為1 152 N。

2.3 崩瓷時(shí)載荷力值的One-Way ANOVA和LSD檢驗(yàn) 4組試件崩瓷時(shí)所承受的載荷力值間經(jīng)單因素方差分析，差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。各組載荷力值經(jīng)LSD檢驗(yàn)，僅第1組與第3組的載荷力值間差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，其余各組間比較，差別均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

3 討 論

上前牙實(shí)際口腔應(yīng)力狀態(tài)并非本實(shí)驗(yàn)中的沿牙齒長軸方向傳導(dǎo)，本實(shí)驗(yàn)前期進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)曾添加斜向力設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)組，但由于實(shí)驗(yàn)所用試件為硬質(zhì)樹脂代型，在加力初期代型即折斷，遂利用平行于牙長軸的力來模擬口內(nèi)上前牙受力狀況。

在O’Boyle等的研究中，其試件的平均載荷力值最大達(dá)到1 900 N，最小達(dá)到1 500 N[1]。本研究制作的4組鈷鉻合金烤瓷冠的平均載荷力值約為1 152～1 805 N。究其原因，分析如下：(1)代型不同。有學(xué)者研究認(rèn)為,載荷力值與所用實(shí)驗(yàn)代型的彈性模量有關(guān)，隨代型彈性模量的增大，相應(yīng)產(chǎn)生的載荷力值也增大[15]。Kevin選用的是金屬代型，而本次實(shí)驗(yàn)選用的是硬質(zhì)樹脂代型。硬質(zhì)樹脂代型與金屬代型相比，金屬代型的彈性模量遠(yuǎn)大于天然牙，而硬質(zhì)樹脂代型的彈性模量與天然牙較為接近，更接近于臨床載荷下原有的應(yīng)力分布模式，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也更接近于臨床實(shí)際。(2)金屬基底和瓷層厚度的不同。Kevin實(shí)驗(yàn)中的金屬基底冠的厚度為0.5 mm，而本次實(shí)驗(yàn)中的金屬基底冠的厚度是0.3 mm，并且Kevin實(shí)驗(yàn)中的金屬烤瓷冠在唇側(cè)邊緣處的瓷層也較厚，這可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的大小。(3)粘結(jié)材料的不同。Kevin的實(shí)驗(yàn)中選用的是3M公司的雙重固化樹脂粘接劑，其粘接強(qiáng)度大于本實(shí)驗(yàn)所選用的SHOFU公司的玻璃離子水門汀。Jorg等的研究認(rèn)為,金屬烤瓷冠崩瓷時(shí)的載荷力值會(huì)隨粘接力的增加而增大[16]。符明媚的研究也認(rèn)為金屬烤瓷冠的折裂強(qiáng)度會(huì)因粘接材料的不同而產(chǎn)生影響[17]。

Craig等研究認(rèn)為，對(duì)于前牙金屬烤瓷冠，若降低其唇側(cè)金瓷邊緣中金屬所占比例，那么該金屬烤瓷冠的唇側(cè)金瓷邊緣的應(yīng)力集中將增加[18]。本研究中，第1組到第4組金屬烤瓷冠在唇側(cè)邊緣的金屬比例依次減少。根據(jù)Craig等學(xué)者的觀點(diǎn)，第2組應(yīng)較第1組金屬烤瓷冠在唇側(cè)金瓷邊緣處的應(yīng)力更為集中，即第2組金屬烤瓷冠所承受的平均載荷力值應(yīng)當(dāng)較低。然而，第2組金屬烤瓷冠在靜態(tài)加載下崩瓷的平均載荷力值卻超過第1組，其原因可能如下：(1)由于第1組的唇側(cè)金瓷邊緣處部分存在菲薄邊緣，而菲薄的鑄件在燒結(jié)時(shí)易發(fā)生變形，造成金-瓷界面應(yīng)力集中，形成金-瓷結(jié)合的薄弱點(diǎn)[19-21]。(2)朱梓園的研究認(rèn)為，呈平行和凸球面的瓷層才最牢固[22]。而第1組金屬烤瓷冠的金屬基底冠在唇側(cè)邊緣處熔附的瓷層部分存在相對(duì)尖銳而脆弱的棱角，含尖銳脆弱棱角的瓷層可能加劇了該處的應(yīng)力集中，在載荷下加速了崩瓷的發(fā)生。第4組金屬烤瓷冠的平均載荷力值最低，可能原因?yàn)椋?1)根據(jù)Craig等學(xué)者的觀點(diǎn)，該組唇側(cè)邊緣的應(yīng)力相對(duì)其他3組更為集中；(2)該組在唇側(cè)邊緣近根方1 mm處的瓷層缺少了金屬基底給予的在加載時(shí)有利于瓷層的壓應(yīng)力；(3)進(jìn)爐燒結(jié)次數(shù)的增加對(duì)金屬烤瓷冠結(jié)構(gòu)有影響。隨著燒結(jié)次數(shù)的增加，瓷結(jié)構(gòu)中的微裂紋增多，氣孔增多變大，而氣孔又會(huì)促進(jìn)裂紋的產(chǎn)生，使金屬烤瓷冠在承受外力時(shí)容易出現(xiàn)崩瓷現(xiàn)象[23-24]。

本研究中，4組金屬烤瓷冠的平均載荷力值雖然存在差異，但均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了所報(bào)道的正常咬合力值[25-26]。為了降低“齦黑線”的臨床發(fā)生率而設(shè)計(jì)探討的這4組金屬烤瓷冠的唇側(cè)邊緣設(shè)計(jì)形式都能滿足臨床正常的咬合功能需要，為臨床上根據(jù)患者的具體美觀需求和自身咬合特點(diǎn)選擇適合的唇側(cè)邊緣設(shè)計(jì)提供有益的參考。

[1] O’Boyle K H,Norling B K,Cagna D R,etal. An investigation of new metal framework design for metal ceramic restorations[J].JProsthetDent,1997,78(3):295-301.

[2] Esquivel-Upshaw J,Rose W,Oliveira E,etal. Randomized,controlled clinical trial of bilayer ceramic and metal-ceramic crown performance[J].JProsthodont,2013,22(3):166-173.

[3] Vryonis P. A simplified approach to the complete porcelain margin[J].JProsthetDent,1979,42(5):592-593.

[4] Goodacre C J,Van Roekel N B,Dykema R W,etal. The collarless metal-ceramic crown[J].JProsthetDent,1977,38(6):615-622.

[5] 袁賢君,袁賢華,金 鑫. 鈷鉻合金烤瓷修復(fù)后產(chǎn)生牙齦黑線的臨床觀察[J].中外醫(yī)療,2010,29(24):64-66.

[6] 李光澤. 全瓷冠與金屬烤瓷冠在全牙義齒修復(fù)中的綜合效果分析[J].昆明醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2013,34(10):129-131.

[7] Reitemeier B,H?nsel K,Kastner C,etal. A prospective 10-year study of metal ceramic single crowns and fixed dental prosthesis retainers in private practice settings[J].JProsthetDent,2013,109(3):149-155.

[8] Geller W. Dark and shadowed zones:An important aspect of the creative shading technique[J].QuintessenceDentTechnol,1983,11(4):483-486.

[9] 劉亦洪，韓 科. 肩臺(tái)瓷在金屬烤瓷冠中的臨床應(yīng)用及與其他修復(fù)方法的比較[J]. 現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)雜志,2004,18(1):58-60.

[10] 張 磊,劉宗響,郭宏亮. 頸緣瓷的臨床應(yīng)用效果觀察[J]. 中國校醫(yī),2014,28(11):831-832.

[11] 唐 穎,袁劍鳴,潘 峰. 肩臺(tái)瓷金瓷冠在前牙修復(fù)中的臨床效果觀察[J]. 國際口腔醫(yī)學(xué)雜志,2013,40(4):456-458.

[12] Anusavice K J,Hojjatie B. Stress distribution in metal-ceramic with a facial porcelain margins[J].JDentRes,1987,66(9):1493-1498.

[13] 劉亦洪,韓 科,劉 莉,等. 肩臺(tái)瓷長度對(duì)金屬烤瓷冠應(yīng)力的影響[J]. 中華口腔醫(yī)學(xué)雜志,2003,38(2):119-122.

[14] 辛海濤，馬軒祥，李玉龍，等.烤瓷熔附金屬全冠受載無限元法應(yīng)力分析[J]. 第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2003,24(17):1566-1568.

[15] Scherrer S,de Rijk W G. The fracture resistance of all-ceramic crowns on supporting structures with different elastic moduli[J].IntJProsthodont,1993,6(5):462-467.

[16] Jorg R S，Marcus B.Fracture strength of 5 different all-ceramic crown systems[J].IntJProsthodont,1998,11(6):602-609.

[17] 符明媚.不同粘固體材料對(duì)金屬烤瓷冠折裂強(qiáng)度的影響[J]. 海南醫(yī)學(xué),2002,13(1):20.

[18] Craig R G, el-Ebrashi M K, Peyton F A. Stress distribution in porcelain-fused-to-gold crowns and preparations constructed with photoelastic plastics[J].JDentRes,1971,50(5):1278-1283.

[19] Yammamoto M. Metal ceramics: principles and methods of Makoto Yamamoto[J].JProsthetDent, 1985,56(2):260.

[20] 杜傳詩,魏治統(tǒng),李 寧. CW-PA型烤瓷Ni-Cr合金的研制及臨床應(yīng)用[J]. 華西口腔醫(yī)學(xué)雜志,1989,7(3):138.

[21] 吳 潔,陳志宇,仇亞非,等.不同基底材料烤瓷冠抗壓縮破壞力的對(duì)比研究[J]. 實(shí)用口腔醫(yī)學(xué)雜志,2015,31(5):607-610.

[22] 朱梓園. 烤瓷熔附金屬制作工藝與金瓷結(jié)合強(qiáng)度的研究進(jìn)展[J]. 口腔材料器械雜志，2001,10(1):43-45.

[23] Chiche G J, Pinault A. Esthetics of anterior fixed prosthodontics[J].JDent, 1994,23(4):261.

[24] 張 釗,陳樹國,李雅娟,等. 燒結(jié)次數(shù)對(duì)金屬烤瓷冠微觀結(jié)構(gòu)的影響[J]. 現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)雜志,2004,18(4):317-319.

[25] Waltimo A,Kononen M. A novel bite force recorder and maximal isometric bite force values for healthy young adults[J].ScandJDentRes,1993,101(3):1711-1175.

[26] Gibbs C H,Mahan P E,Lundeen H C,etal. Occlusal forces during chewing and swallowing as measured by sound transmission[J].JProsthetDent,1981,46(4):443-449.

(編輯:張慧茹)

Study on the Fracture Resistance of the Co-Cr Metal-Ceramic Crowns with Four Different Marginal Types

CHEN Xi, CHENG Hui, LI Xiurong

Department of Prosthodontics,School and Hospital of Stomatology, Fujian Medical University, Fuzhou 350002, China

Objective To compare the fracture resistance of the Co-Cr metal-ceramic crowns with four different marginal types. Methods A total of eighty Co-Cr metal-ceramic crowns were separated into four groups according to the four different marginal types. The first group was crowns with its metal framework extending to the facial margin of the shoulder. The second was crowns with its metal framework extending to the middle of the shoulder. The third was crowns with its metal framework ending with the axiogingival line angle of the shoulder. The last group was crowns with the metal framework extending to the 1 mm coronal to the axiogingival line angle of the shoulder. Each group had 20 specimens, which were kept in a bath of artificial saliva at 37 ℃ for 24 hours after cemented, followed by being subjected to Instron1342 testing machine. Each specimen was loaded at a speed of 1 mm/min, paralleled to the axis of the specimen until marginal fracture occurred. The loads at fracture were recorded. Results Group 2 obtained the largest fracture load (P<0.05); Group 4 got the smallest (P<0.05); In addition, there was no statistically significant difference between Group 1 and Group 3 (P>0.05). Conclusions The metal-ceramic crowns with the metal framework extending to the middle of the shoulder shows the largest fracture load; the metal-ceramic crowns with the metal framework extending to the 1 mm coronal to the axiogingival line angle of the shoulder demonstrate the smallest load; the fracture resistance of the Co-Cr metal-ceramic crowns with four different marginal types in this study can all satisfy the normal biting forces.

chromium alloys； metals； metal ceramic alloys； tooth crown； compressive strength

2016-03-10

福建省衛(wèi)計(jì)委青年基金項(xiàng)目(2013-1-37)

福建醫(yī)科大學(xué) 附屬口腔醫(yī)院修復(fù)科，福州 350002

陳 熙(1980-)，男，主治醫(yī)師，醫(yī)學(xué)碩士. Email: fjckr@126.com

R322.41； R783.1； R783.2

A

1672-4194(2016)06-0415-05