趙 瑩,謝 宇，賀 璽，張 艷，魏 溦，李 江

(吉林大學(xué)口腔醫(yī)院修復(fù)科,吉林 長(zhǎng)春 130021)

鈷鉻烤瓷冠因其良好的生物相容性和機(jī)械性能被廣泛應(yīng)用于口腔修復(fù)領(lǐng)域[1]。邊緣和內(nèi)部適合性是影響修復(fù)體壽命的重要因素之一[2],而影響修復(fù)體邊緣及內(nèi)部適合性的主要因素包括制作材料、制作技術(shù)和飾瓷燒結(jié)過程等[3]。針對(duì)不同的鈷鉻合金基底冠制作技術(shù)目前最常用的為傳統(tǒng)失蠟鑄造， 隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)-計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)(CAD/CAM)及3D打印技術(shù)也逐漸被引入到口腔領(lǐng)域，電子技術(shù)因其相對(duì)費(fèi)時(shí)少、工序少和節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)越來越受到重視[4]。精確度較高又不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品造成破壞的微計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)(Micro-CT)法可通過建立2D/3D影像測(cè)量修復(fù)體具體數(shù)值[5]，但該方法較為昂貴目前應(yīng)用并不多。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于鈷鉻基底冠的邊緣及內(nèi)部適合性的研究較多，但是對(duì)于鈷鉻合金基底冠上瓷后的變化及掃描不同模型的影響研究較少。本研究采用Micro-CT法測(cè)量不同制作技術(shù)和不同掃描對(duì)象制作的鈷鉻烤瓷冠飾瓷燒結(jié)前后適合性的差異，為臨床牙齒修復(fù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料和儀器 鈷鉻合金金粉(Concept Laser 公司，德國(guó))，切削鈷鉻合金預(yù)成塊(Organic CoCr，R+K公司，德國(guó))，上瓷瓷粉(威蘭德公司，德國(guó))，鑄造蠟(BEGO公司，德國(guó))，塞拉格油泥型硅橡膠印模材料和高流動(dòng)型輕體硅橡膠印模材料(DMG公司，德國(guó))，超硬石膏(Heraeus Kulzer公司,美國(guó))。掃描儀(ISCAN D104i,Imtetric 3D公司，瑞士)，選擇性激光打印機(jī)(Concept Laser 公司，德國(guó))，樹脂熔模打印機(jī)(3D System，美國(guó))，切削設(shè)備(Organical Multi & Change 20,R+K公司，德國(guó))，鑄造機(jī)(Fornax，BEGO公司，德國(guó))，Micro-CT影像系統(tǒng)(μCT50，SCANCO Medical AG公司，瑞士)，維他4.0烤瓷爐(德國(guó))。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)全冠牙體預(yù)備 選取5顆上頜第一前磨牙，進(jìn)行全冠牙體預(yù)備，頰側(cè)為寬2.0 mm的135°凹槽肩臺(tái)，領(lǐng)面舌面寬1.8 mm ，面為2.0 mm，軸面聚合度為5°。

1.3 電子文件(STL)的生成 掃描預(yù)備后的離體牙、硅橡膠印模和石膏模型生成制作修復(fù)體需要的電子文件。

1.4 樣本分組 樣本分為掃描離體牙3D打印激光熔覆凝結(jié)(SLM)組(tooth-SLM組)、硅橡膠印模3D打印SLM組(silicone rubber-SLM組)、石膏模型3D打印SLM組(stone die-SLM組)、掃描離體牙CAD/CAM切削組(tooth-CAD/CAM組)、硅橡膠印模CAD/CAM切削組(silicone rubber-CAD/CAM組)、石膏模型CAD/CAM切削組(stone die-CAD/CAM組)，以傳統(tǒng)失蠟鑄造組作為對(duì)照組。

1.5 輕體硅橡膠復(fù)制間隙 利用輕體硅橡膠替代粘接劑復(fù)制修復(fù)體與基牙之間的間隙，采用50 N模擬口腔中修復(fù)體粘接過程中的作用力使修復(fù)體就位[6]。

1.6 Micro-CT掃描和SCANCO Medical System軟件重建 Micro-CT掃描參數(shù)：70 kvp、200 μA、300 ms,1 024×1 024像素。掃描完成后采用SCANCO Medical System軟件進(jìn)行三維及二維重建。

1.7 修復(fù)體內(nèi)部和邊緣適合性檢測(cè) 內(nèi)部適合性：2個(gè)凹槽區(qū)(CA，距預(yù)備體邊緣約0.8 mm)，2個(gè)軸壁中點(diǎn)(AW)，2個(gè)軸壁與面轉(zhuǎn)角的位置(AOT)，2個(gè)面三分位點(diǎn)(OA)；邊緣適合性：2個(gè)絕對(duì)邊緣差異(AMD)，2個(gè)邊緣間隙(MG)[7]。見圖1。

1.8 烤瓷過程 上瓷過程為950℃～1 010℃真空下遮色瓷、體瓷、透明瓷和釉瓷分別循環(huán)燒結(jié)。

1.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。各組牙齒修復(fù)體邊緣適合性和內(nèi)部適合性組間比較采用方差分析，上瓷過程前后修復(fù)體適合性比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)。雙側(cè)α=0.05為檢驗(yàn)水準(zhǔn)。

圖1 Micro-CT 2D圖像上邊緣和內(nèi)部適合性的測(cè)量位點(diǎn)

Fig.1 Measuring points of marginal and internal fits on Micro-CT 2D images

2 結(jié) 果

2.1 各組修復(fù)體的邊緣和內(nèi)部適合性 與對(duì)照組比較,掃描離體牙硅橡膠印模3D打印SLM組及CAD/CAM切削組修復(fù)體AMD降低(P<0.05)；與對(duì)照組比較,3D打印SLM組修復(fù)體MG明顯降低，尤以硅橡膠印模3D打印SLM組最小(P<0.05)。與對(duì)照組比較，硅橡膠印模3D打印SLM組修復(fù)體CA和AW明顯降低(P<0.05)，以掃描離體牙CAD/CAM切削組修復(fù)體AW最小。與對(duì)照組比較，石膏模型3D打印SLM組和CAD/CAM切削組修復(fù)體AOT和OA減少(P<0.05)，以硅橡膠印模CAD/CAM切削組修復(fù)體AOT和OA最小。見表1。

2.2 瓷燒結(jié)前后修復(fù)體邊緣和內(nèi)部適合性 與瓷燒結(jié)前比較，瓷燒結(jié)后修復(fù)體邊緣和內(nèi)部適合性普遍升高(P<0.05)。見圖2。

2.3 影響修復(fù)體適合性的因素 雙因素方差分析顯示：MG與制作工藝和掃描對(duì)象有關(guān)聯(lián)(P<0.05)，內(nèi)部適合性平均數(shù)與制作工藝和掃描對(duì)象有密切關(guān)聯(lián)(P<0.05)。見表2。

表1 各組瓷燒結(jié)后的修復(fù)體邊緣和內(nèi)部適合性的測(cè)量值

GroupMarginal fit(l/μm)AMDMGInternal fit(l/μm)CAAWAOTOAControl162.1±14.7106.4±16.1127.2±14.295.0±4.4129.8±8.5158.6±5.9Tooth-SLM133.2±14.8*94.9±3.7136.1±21.381.6±15.6160.0±13.7248.5±10.3*Silicone rubber-SLM125.7±10.7*91.3±6.7*105.2±10.6*86.3±7.5*130.8±38.6171.3±16.9Stone die-SLM146.7±22.399.6±11.7132.6±8.086.5±15.1169.9±23.8*251.3±35.0*Tooth-CAD/CAM125.9±14.9*99.8±12.1116.3±6.380.4±6.3*111.5±15.2*133.5±12.9*Silicone rubber-CAD/CAM126.5±8.7*96.0±4.6119.1±12.381.8±11.0*108.3±3.5*120.6±11.9*Stone die-CAD/CAM131.2±11.1*111.2±9.6123.2±10.393.4±5.1128.6±11.7165.1±15.9

*P<0.05vscontrol group.

3 討 論

邊緣和內(nèi)部適合性不僅是影響修復(fù)體壽命的重要因素之一，而且也是評(píng)價(jià)其是否成功的標(biāo)準(zhǔn)。過大的邊緣適合性導(dǎo)致粘接劑溶解,間接導(dǎo)致繼發(fā)齲、牙髓炎、牙髓壞死和牙周問題[8]，而不良內(nèi)部適合性將導(dǎo)致牙冠內(nèi)部受力不均及應(yīng)力集中[9]。Castillo-Oyagüe等[10]研究顯示：研究微滲漏與邊緣適合性呈微弱正相關(guān)關(guān)系，所以對(duì)于邊緣及內(nèi)部適合性的研究對(duì)微滲漏的研究也有一定的促進(jìn)作用。Micro-CT作為可量化測(cè)量適合性變化的方法因其成本較高而未得到廣泛應(yīng)用，本研究中采用該方法可避免破壞修復(fù)體并保證精確度[11]。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，關(guān)于鈷鉻烤瓷冠的制作工藝也越來越多，如傳統(tǒng)的失蠟鑄造和現(xiàn)代的CAD/CAM及3D打印技術(shù)[12]，研究[13]顯示臨床可接受的邊緣適合性中MG為120 μm，本實(shí)驗(yàn)中各組修復(fù)體邊緣適合性中MG均小于120 μm，表明3D打印SLM組修復(fù)體邊緣適合性與CAD/CAM切削組相差無幾。而CAD/CAM組內(nèi)部適合性較優(yōu)越，原因可能與金屬粉末熔融過程中內(nèi)部缺少氣載分子的摩擦有關(guān)；傳統(tǒng)失蠟鑄造因人為因素較多，導(dǎo)致其精確性降低[14]。

影響修復(fù)體精確性的因素中印模材料的選擇和制取很重要，目前電子掃描獲得的數(shù)字模型的精確性少有研究。本研究比較掃描預(yù)備牙體、硅橡膠印模和石膏模型后制作修復(fù)體的精確度，結(jié)果顯示：在3D打印SLM組和CAD/CAM組硅橡膠印模精確性較高，證明其是一種性能較好的印模材料。原因可能在于CAD/CAM的掃描原理是利用激光3D攝像頭，拍攝到物體的影像數(shù)據(jù)，通過點(diǎn)和線的位置計(jì)算合成物體的輪廓并輸出[15]，直接掃描預(yù)備體時(shí)，因牙體組織較光滑反射光線較強(qiáng)，無法保證掃描精度，需要噴掃描粉，噴粉的過程及牙體組織本身光滑反射光線的情況均可能帶來準(zhǔn)確性的偏差[16]。因本實(shí)驗(yàn)采用離體牙體外掃描，難以模擬相對(duì)復(fù)雜的口內(nèi)環(huán)境，也會(huì)造成該實(shí)驗(yàn)的局限[17]。

*P<0.05 vs before porcelain firing.

Fig.2 Marginal and internal fits of restorations before and after porcelain firing

表2 SLM和CAD/CAM制作技術(shù)及掃描對(duì)象與邊緣及內(nèi)部適應(yīng)性的關(guān)系

本實(shí)驗(yàn)新增加的硅橡膠材料屬于加聚型聚硅醚，研究[18]顯示：硅橡膠材料精確度較高，不易變形并且脫離口腔環(huán)境后溫度及濕度對(duì)其影響較小，而掃描的石膏模型灌制的標(biāo)準(zhǔn)化過程參差不齊、灌制模型過程中的小氣泡和觸碰等均會(huì)對(duì)石膏模型造成不易察覺的變化，影響掃描后模型的精確性，表明不同的制作技術(shù)及掃描不同的對(duì)象均會(huì)對(duì)修復(fù)體的適合性產(chǎn)生不同程度的影響。本研究結(jié)果為以后提高修復(fù)體精確性及對(duì)技術(shù)的選擇提供了依據(jù)。

瓷燒結(jié)過程為真空下高溫環(huán)境的往復(fù)循環(huán)，研究[19]表明這種高溫過程不僅影響其表面微結(jié)構(gòu)及抗腐蝕性，并且影響邊緣適合性，但相關(guān)研究并不多見。本研究結(jié)果顯示：瓷燒結(jié)過程使修復(fù)體邊緣及內(nèi)部適合性均增大，與瓷燒結(jié)前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，原因可能為高溫度過程。不僅影響材料的微結(jié)構(gòu)，還會(huì)產(chǎn)生金屬蠕變[20]。

綜上所述，瓷燒結(jié)過程會(huì)增大修復(fù)體的邊緣和內(nèi)部適合性，3D打印SLM組修復(fù)體的邊緣適合性優(yōu)于其他技術(shù)，CAD/CAM組修復(fù)體內(nèi)部適合性是目前技術(shù)中最佳的，硅橡膠印模對(duì)修復(fù)體適合性的精確性影響最小。

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