劉翠玲　楊麗媛　高旭　商紅.山東大學(xué)齊魯醫(yī)院口腔科 山東省心血管蛋白質(zhì)組學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；.山東大學(xué)口腔醫(yī)院修復(fù)科 山東省口腔組織再生重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；.山東大學(xué)齊魯醫(yī)院老年病科 山東省心血管蛋白質(zhì)組學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 500

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氧化鋯和純鈦基底冠材料及飾瓷燒結(jié)對(duì)種植全冠適合性的影響

劉翠玲1楊麗媛2高旭2商紅3
1.山東大學(xué)齊魯醫(yī)院口腔科 山東省心血管蛋白質(zhì)組學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2.山東大學(xué)口腔醫(yī)院修復(fù)科 山東省口腔組織再生重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3.山東大學(xué)齊魯醫(yī)院老年病科 山東省心血管蛋白質(zhì)組學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250012

[摘要]目的研究氧化鋯和純鈦基底冠材料及飾瓷燒結(jié)對(duì)種植全冠內(nèi)部和邊緣適合性的影響。方法制作計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制作（CAD/CAM）氧化鋯烤瓷種植全冠（A組）和純鈦烤瓷種植全冠（B組）各8個(gè)（n=8）。分別用硅橡膠輕體復(fù)制飾瓷燒結(jié)前基底冠和飾瓷燒結(jié)后全冠的內(nèi)部和邊緣間隙，采用Micro-CT掃描硅橡膠，建立三維圖像，測(cè)量冠邊緣垂直間隙（MG）、冠邊緣水平間隙（HMD）和冠內(nèi)部軸面中點(diǎn)間隙（AW）。采用SPSS 17.0軟件對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果飾瓷燒結(jié)前，A組基底冠MG、HMD和AW均大于B組（P＜0.05）。飾瓷燒結(jié)后，A組全冠MG小于B組（P＜0.05），兩組的HMD和AW均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）。飾瓷燒結(jié)使A組MG減?。≒<0.05），使B組MG、HMD和AW均增大（P＜0.05），而A組HMD和AW燒結(jié)前和燒結(jié)后的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。結(jié)論氧化鋯烤瓷種植全冠邊緣適合性優(yōu)于純鈦烤瓷種植全冠；飾瓷燒結(jié)對(duì)氧化鋯和純鈦烤瓷種植全冠適合性均會(huì)產(chǎn)生影響。

[關(guān)鍵詞]適合性； 種植全冠； 飾瓷燒結(jié)； 鈦； 氧化鋯

Supported by: Fund of Medical Science and Technology Development Plans of Health Department of Shandong Province (2013WSB20016).Correspondence: Shang Hong, E-mail: shanghong_qlkq@163.com.

全冠適合性反映了修復(fù)體制作的精密度。種植全冠受基臺(tái)形態(tài)影響，冠邊緣寬度和軸面厚度與天然牙全冠有很大差異，但有關(guān)種植全冠適合性研究的報(bào)道很少。基底冠的材料、制作方法和飾瓷燒結(jié)等均可影響烤瓷全冠的適合性[1-2]。純鈦和氧化鋯具有優(yōu)良的生物及力學(xué)特性，已在臨床廣泛應(yīng)用。有關(guān)這兩種基底冠材料的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制作（computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM）種植烤瓷全冠適合性對(duì)比研究尚少，本研究對(duì)CAD/CAM純鈦金屬烤瓷種植全冠和氧化鋯烤瓷種植全冠的內(nèi)部及邊緣適合性進(jìn)行比較，同時(shí)觀察飾瓷燒結(jié)對(duì)其適合性的影響，以便為臨床修復(fù)的選擇提供依據(jù)。

1　材料和方法

1.1主要實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備

SAC4834T（Ⅱ）黏結(jié)基臺(tái)（DIO公司，韓國(guó)），三維掃描儀（3-shape公司，丹麥），Cercon CAD/ CAM系統(tǒng)、Cercon CAD/CAM燒結(jié)艙（DeguDent公司，德國(guó)），EXO CAD軟件（Exocad GmbH公司，德國(guó)），卓田刀鋒系列（重慶卓田科技有限公司）。部分燒結(jié)氧化釔部分穩(wěn)定的四方晶相氧化鋯瓷坯（DeguDent 公司，德國(guó)），切削純鈦金屬（重慶卓田科技有限公司），VITA瓷粉（VITA公司，德國(guó)），Ti-22瓷粉（則武機(jī)材株式會(huì)社，日本），復(fù)模硅橡膠（Zhermack公司，意大利），輕體硅橡膠印模材料（3M公司，美國(guó)）。Vita Vacumat 烤瓷爐（VITA公司，德國(guó)），萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)（深圳瑞格爾公司），Micro-CT（Kontich 公司，比利時(shí)），Matlab7.0圖像測(cè)量軟件（MathWorks公司，美國(guó)）。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1氧化鋯、純鈦基底冠制作選取左下頜第一磨牙缺失種植模型1個(gè)，植入直徑5 mm、長(zhǎng)度10 mm骨水平種植體1枚，黏結(jié)基臺(tái)，基臺(tái)規(guī)格為直徑4.8 mm、高度4 mm、肩臺(tái)寬度0.3 mm。

采用3-shape三維掃描儀采集基臺(tái)信息。使用Cercon CAD/CAM 系統(tǒng)設(shè)計(jì)、切削部分燒結(jié)氧化鋯基底冠（A組）；EXO CAD軟件設(shè)計(jì)后使用卓田刀鋒系列切削純鈦基底冠（B組）。每組8顆（n=8）。

基底冠設(shè)計(jì)時(shí)首先按照鄰接關(guān)系及咬合關(guān)系設(shè)計(jì)解剖式全冠形態(tài)，然后按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求對(duì)已設(shè)計(jì)好的全冠進(jìn)行回切，使得飾瓷層厚度為1.5 mm，剩余量為基底冠厚度。距離肩臺(tái)1 mm 以上的隙料厚度均設(shè)定為20 μm，肩臺(tái)區(qū)根據(jù)CAD/CAM系統(tǒng)常規(guī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)置為0 μm。

氧化鋯基底冠切削后在Cercon CAD/CAM燒結(jié)艙內(nèi)于1 350 ℃下燒結(jié)6 h，燒結(jié)完成后檢查無缺陷并在基臺(tái)就位（圖1上）。純鈦基底冠切削后檢查無缺陷并在基臺(tái)就位（圖1下）。

圖1　氧化鋯基底冠（上）和純鈦基底冠（下）在基臺(tái)就位Fig　1　Zirconia coping (top) and titanium metal coping (bottom) seat on implant abutment

1.2.2飾瓷堆塑、燒結(jié)先制作一個(gè)解剖式氧化鋯全冠，釉瓷燒結(jié)后用復(fù)模硅橡膠對(duì)其進(jìn)行形態(tài)復(fù)制，利用硅橡膠導(dǎo)板指示A、B兩組飾面瓷的堆塑，以此來控制A、B兩組軸面和面飾瓷層厚度保持一致。冠邊緣飾瓷層按常規(guī)要求堆塑至冠邊緣，在10倍放大鏡下觀察，確保不污染冠邊緣組織面。A組使用VITA瓷粉、B組使用Ti-22瓷粉，分別按順序進(jìn)行遮色瓷、體瓷、釉瓷燒結(jié)，溫度和時(shí)間參照廠家要求設(shè)定。所有操作程序由同一熟練技師獨(dú)立完成，完成后在基臺(tái)就位檢查密合性（圖2）。

1.2.3黏結(jié)劑間隙復(fù)制和Micro-CT掃描飾瓷燒結(jié)前基底冠、燒結(jié)后全冠使用硅橡膠印模材輕體復(fù)制黏結(jié)劑間隙。將硅橡膠輕體注入冠內(nèi)，立即在基臺(tái)就位，將溢出的硅橡膠保留在冠邊緣并向方和齦方反折，在萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上用10 N的力加壓至硅橡膠凝固。把帶有硅橡膠的基底冠、全冠自基臺(tái)取下，小心分離硅橡膠。

將復(fù)制黏結(jié)劑間隙的硅橡膠固定于聚苯乙烯泡沫塑料底座上（圖3），用Micro-CT垂直于牙長(zhǎng)軸做連續(xù)掃描得到二維圖像（圖4），掃描參數(shù)：電壓80 kV，電流100 μA，層厚20 μm。每個(gè)試件獲得約800個(gè)圖像。

圖2　氧化鋯烤瓷冠（上）和純鈦烤瓷冠（下）在基臺(tái)就位Fig　2　Zirconia ceramic crown (top) and titanium metal ceramic crown (bottom) seat on implant abutment

圖3　硅橡膠輕體復(fù)制全冠內(nèi)部和邊緣間隙后固定于聚苯乙烯泡沫塑料底座Fig 3　Light-body silicone seats on polystyrene foam after replica-ting marginal and internal gaps of crown

圖4　Micro-CT掃描的二維圖像之一Fig 4　One of the images scanned by Micro-CT

1.2.4數(shù)據(jù)測(cè)量對(duì)每個(gè)試件的Micro-CT圖像進(jìn)行三維重建后，所有試件的三維圖像均以基臺(tái)抗旋轉(zhuǎn)平面的一邊為起點(diǎn)，每順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°選取一個(gè)測(cè)量平面，故每個(gè)試件獲取6個(gè)平面。使用Matlab7.0軟件測(cè)量冠邊緣間隙，并對(duì)測(cè)量方法作統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（圖5）：1）冠邊緣垂直間隙（vertical marginal gap，MG），自冠邊緣最下緣至肩臺(tái)平面的垂直距離[3]；2）冠邊緣水平間隙（horizontal marginal discrepancy，HMD），自冠邊緣下緣的最外端至基臺(tái)穿齦部平面延長(zhǎng)線的垂直距離[4]；3）軸面中點(diǎn)間隙（axial wall，AW），軸面中部垂直于基臺(tái)長(zhǎng)軸的距離[5]。每一個(gè)部位在一個(gè)平面中測(cè)量2個(gè)點(diǎn)，故每個(gè)試件的6個(gè)平面共測(cè)量12個(gè)點(diǎn)。每個(gè)點(diǎn)測(cè)量3次，取平均值。所有測(cè)量工作由同一人完成。

圖5　冠邊緣和內(nèi)部間隙測(cè)量部位示意圖Fig 5　Schematic view of marginal and internal gap at different sites

1.3統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行兩樣本t檢驗(yàn)和配對(duì)t檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)為雙側(cè)ɑ=0.05。

2　結(jié)果

A、B兩組內(nèi)部和邊緣間隙的測(cè)量結(jié)果見表1。1）飾瓷燒結(jié)前氧化鋯和純鈦基底冠的比較：A組MG、HMD和AW均大于B組（P<0.05）。2）飾瓷燒結(jié)后氧化鋯和純鈦烤瓷冠的比較：B組MG大于A組（P<0.05），A、B組HMD、AW的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。3）飾瓷燒結(jié)前和燒結(jié)后的組內(nèi)比較：飾瓷燒結(jié)后A組MG較燒結(jié)前顯著減?。≒<0.05），HMD、AW未見明顯改變（P>0.05）；B組飾瓷燒結(jié)后MG、HMD、AW均較燒結(jié)前顯著增大（P<0.05）。

表1　兩組樣本飾瓷燒結(jié)前和燒結(jié)后各部位間隙的測(cè)量值Tab 1　The measure values of the measurements before and after porcelain firing　μm

3　討論

種植修復(fù)中，氧化鋯烤瓷冠以其優(yōu)良的美學(xué)效果、生物相容性及力學(xué)特性被廣泛應(yīng)用于前牙和后牙區(qū)種植單冠和固定義齒；純鈦因生物相容性好，與種植體純鈦基臺(tái)在口內(nèi)不存在異種金屬間的電腐蝕效應(yīng)也被廣泛應(yīng)用于種植全冠修復(fù)，CAD/CAM純鈦烤瓷冠在種植修復(fù)中取得了良好的臨床效果[6]。

氧化鋯瓷坯有完全燒結(jié)和部分燒結(jié)兩種，完全燒結(jié)瓷坯硬度很高，對(duì)切削刀具會(huì)產(chǎn)生磨耗；而部分燒結(jié)氧化鋯瓷坯質(zhì)地軟利于切削，應(yīng)用最廣泛，但切削基底冠后燒結(jié)會(huì)產(chǎn)生一定比例的燒結(jié)收縮。CAD/CAM計(jì)算機(jī)軟件對(duì)燒結(jié)收縮的數(shù)字化控制精確程度，部分燒結(jié)氧化鋯瓷坯的成分構(gòu)成及均質(zhì)性均會(huì)影響燒結(jié)收縮導(dǎo)致誤差，進(jìn)而影響氧化鋯基底冠的適合性[7]。本研究Cercon CAD/CAM系統(tǒng)的氧化鋯基底冠MG略低于Pak等[8]研究中Lava CAD/CAM系統(tǒng)的氧化鋯基底冠（62.22 μm±1.78 μm）；MG和AW略大于Torabi Ardekani等[9]研究中Tizian CAD/CAM系統(tǒng)的氧化鋯基底冠（MG為46.67 μm±35.18 μm，AW為53.74 μm±12.32 μm）；這表明本研究氧化鋯瓷坯的成分構(gòu)成、均質(zhì)性及Cercon CAD/CAM系統(tǒng)對(duì)燒結(jié)收縮誤差的控制均較好，冠邊緣和內(nèi)部間隙均在臨床可接受的120 μm范圍內(nèi)[10]。

本研究氧化鋯基底冠MG、HMD和AW在飾瓷燒結(jié)前均大于純鈦基底冠，可能的原因是：相較于純鈦金屬基底冠直接切削至設(shè)計(jì)尺寸而無燒結(jié)影響而言，氧化鋯基底冠切削后的燒結(jié)對(duì)適合性產(chǎn)生了不利影響；也可能是本實(shí)驗(yàn)所采用的氧化鋯和純鈦兩種不同的CAD/CAM加工系統(tǒng)之間精度存在差別。這兩種CAD/CAM系統(tǒng)的加工精密性比較尚未見報(bào)道，有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

本研究中純鈦基底冠MG略大于Shokry等[11]研究中Eve-rest CAD/CAM純鈦基底冠的MG（24.1 μm± 1.9 μm），而MG和AW均小于Han等[12]研究中Everest CAD/CAM純鈦金屬冠（MG為59.8 μm±14.9 μm，AW 為51.0 μm±10.8 μm）。Han等[12]認(rèn)為，MG數(shù)值大與磷酸鋅水門汀黏固時(shí)指壓全冠就位不完全有關(guān)。本研究中，基底冠和全冠采用硅橡膠輕體復(fù)制內(nèi)部和邊緣間隙，硅橡膠輕體是目前間隙復(fù)制法觀察全冠內(nèi)部和邊緣適合性通常采用的材料[3,13-14]，其流動(dòng)性較好，固化過程中，在萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上持續(xù)加壓10 N可把材料的流動(dòng)性對(duì)適合性的影響降至最低。本研究硅橡膠輕體復(fù)制間隙后使用Micro-CT掃描硅橡膠，建立三維圖像并截取測(cè)量平面，所有試件觀察點(diǎn)位置相同，結(jié)果更為客觀準(zhǔn)確。

飾瓷燒結(jié)前，氧化鋯基底冠的MG、HMD和AW均大于純鈦基底冠，但二者HMD的差異較大，主要因?yàn)檠趸喌奶匦砸蠡坠诘暮穸炔恍∮?.3～ 0.5 mm，而本研究種植基臺(tái)的肩臺(tái)寬度僅為0.3 mm，氧化鋯基底冠邊緣厚度（體積）過小，導(dǎo)致切削后燒結(jié)產(chǎn)生形變較大[7]。此外，氧化鋯基底冠HMD水平顯著大于MG，造成此現(xiàn)象是否與冠邊緣形態(tài)設(shè)計(jì)相關(guān)有待于進(jìn)一步研究。

天然牙氧化鋯烤瓷冠的飾瓷在燒結(jié)時(shí)收縮產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致基底冠向冠中心方向形變，表現(xiàn)為冠邊緣和內(nèi)部間隙減小[13-14]，這一現(xiàn)象得到了三維有限元分析結(jié)果的驗(yàn)證[14]。本研究中氧化鋯飾瓷燒結(jié)后MG顯著減小，與上述文獻(xiàn)[13-14]中天然牙全瓷冠的研究結(jié)果一致，但飾瓷燒結(jié)對(duì)AW未產(chǎn)生明顯影響，可能與種植基底冠軸面厚度大有關(guān)。關(guān)于基底冠厚度如何影響飾瓷燒結(jié)后的內(nèi)部間隙尚無相關(guān)報(bào)道，也有待進(jìn)一步探討。

飾瓷燒結(jié)形變所致MG減小可看作是適合性優(yōu)化的表現(xiàn)，但變形過大可能使全冠無法完全就位，冠邊緣MG反而增大[15]。本研究氧化鋯組飾瓷燒結(jié)后各測(cè)量點(diǎn)MG均有減小，未出現(xiàn)全冠不完全就位所致的間隙增大。與純鈦組一樣，氧化鋯組的飾瓷也堆塑至冠邊緣，飾瓷會(huì)使冠邊緣懸突增大[5,15]，抵消了氧化鋯飾瓷燒結(jié)后HMD的縮小量，表現(xiàn)為氧化鋯組HMD在飾瓷燒結(jié)前、后未見顯著改變，數(shù)值小于Borba等[5]研究中CEREC inLab氧化鋯全瓷冠的HMD （160 μm±47 μm）。

本研究純鈦冠在飾瓷燒結(jié)后MG增大，與Patil 等[16]和Shokry等[11]的研究結(jié)果一致。金屬烤瓷冠的飾瓷燒結(jié)所致基底冠邊緣形變與多種因素有關(guān)：如基底冠邊緣形態(tài)設(shè)計(jì)、飾瓷收縮導(dǎo)致金屬變形及金屬基底冠在高溫下蠕變等[16]。此外，飾瓷燒結(jié)時(shí)CAD/ CAM純鈦基底冠切削所產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力釋放不僅導(dǎo)致冠邊緣間隙增大，內(nèi)部間隙也增大[11]，本研究純鈦烤瓷冠飾瓷燒結(jié)后HMD、AW也表現(xiàn)為增大，其中HMD受飾瓷厚度影響，增加更為明顯。

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（本文編輯吳愛華）

Influence of coping material selection and porcelain firing on marginal and internal fit of computer-aided design/computer-aided manufacturing of zirconia and titanium ceramic implant-supported crowns

Liu Cuiling1, Yang Liyuan2, Gao Xu2, Shang Hong3.(1.Dept.of Stomatology, Qilu Hospital, Shandong University, Key Laboratory of Cardiovascular Proteomics of Shandong Province, Jinan 250012, China;2.Dept.of Prosthodontics, School of Stomatology, Shandong University, Shandong Provincial Key Laboratory of Oral Tissue Regeneration, Jinan 250012, China;3.Dept.of Geriatrics, Qilu Hospital, Shandong University, Key Laboratory of Cardiovascular Proteomics of Shandong Province, Jinan 250012, China)

[Key words]fit;implant-supported crown;porcelain firing;titanium;zirconia

[Abstract]Objective This study aimed to investigate the influence of coping material and porcelain firing on the marginal and internal fit of computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) of zirconia ceramic implant- and titanium ceramic implant-supported crowns.MethodsZirconia ceramic implant (group A, n=8) and titanium metal ceramic implantsupported crowns (group B, n=8) were produced from copings using the CAD/CAM system.The marginal and internal gaps of the copings and crowns were measured by using a light-body silicone replica technique combined with micro-computed tomog-raphy scanning to obtain a three-dimensional image.Marginal gap (MG), horizontal marginal discrepancy (HMD), and axial wall (AW) were measured.Statistical analyses were performed using SPSS 17.0.ResultsPrior to porcelain firing,the measurements for MG, HMD, and AW of copings in group A were significantly larger than those in group B (P<0.05).After porcelain firing, the measurements for MG of crowns in group A were smaller than those in group B (P<0.05), whereas HMD and AW showed no significant difference between the two groups (P>0.05).Porcelainfiring signi fi cantly reduced MG （P<0.05) in group A but significantly increased MG, HMD, and AW in group B (P<0.05).HMD and AW were not influenced by porcelain firing in group A (P>0.05).ConclusionThe marginal fits of CAD/CAM zirconia ceramic implant-supported crowns were superior to those of CAD/CAM titanium ceramic-supported crowns.The fits of both the CAD/CAM zirconia ceramic implant- and titanium ceramic implant-supported crowns were obviously influenced by porcelain firing.

[中圖分類號(hào)]R 783

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [doi]10.7518/hxkq.2016.03.009

[收稿日期]2015-12-16； [修回日期]2016-03-01

[基金項(xiàng)目]山東省衛(wèi)生廳醫(yī)藥衛(wèi)生科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目基金（2013WSB20016）

[作者簡(jiǎn)介]劉翠玲，主治醫(yī)師，碩士，E-mail：superhigh2008@126.com

[通信作者]商紅，副主任醫(yī)師，碩士，E-mail：shanghong_qlkq@163.com