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          椅旁數字化修復材料(上)——劉峰主任醫師

          時間:2014-08-06 15:43來源:未知 作者:jianggang 點擊:

          椅旁數字化修復材料(上)劉峰主任醫師 2014-07-26 中國醫學論壇報今日口腔 作者: 北京大學口腔醫院門診部綜合科 劉詩銘 北京瑞泰口腔醫院 郭航 北京大學口腔醫院門診部綜合科 劉峰

          椅旁數字化修復材料(上)——劉峰主任醫師 

          2014-07-26 中國醫學論壇報今日口腔

          作者:

          北京大學口腔醫院門診部綜合科 劉詩銘

          北京瑞泰口腔醫院 郭航

          北京大學口腔醫院門診部綜合科 劉峰

           

            椅旁計算機輔助設計與制作(CAD/CAM)系統切削制作的修復體常規均為全解剖式修復體,即不分基底層和飾面層,這類修復體具有良好的均一性,修復體各部分的材料密度一致,無層次間孔隙,因此實現了材料強度的最大化。起初用于CAD/CAM系統的可切削材料的研究進展相當緩慢,最早使用的是含有高強度填料的預成復合樹脂和牙科烤瓷材料。近十年來,隨著科技創新、材料科學的進步和材料加工流程的改善,大量新型材料尤其是復合型材料開始在椅旁CAD/CAM系統中應用。椅旁CAD/CAM系統因患者一次就診即完成修復,所以要求所用材料切削效率高、美觀性好、強度高且易打磨拋光,目前使用的材料主要有玻璃陶瓷、高性能聚合物和陶瓷樹脂復合物、高透氧化鋯陶瓷等。

           

          椅旁CAD/CAM系統修復材料分類

          隨著科技和材料的不斷創新、進步,目前有很多材料適用于椅旁CAD/CAM系統(表1)。每一類材料因其所含主要成分不同,有不同的臨床使用特點。最初應用的材料以玻璃陶瓷為主,其玻璃相成分較多,具有良好的透明性和中等的撓曲強度。

          高強度陶瓷與玻璃陶瓷相比,具有更好的撓曲強度和斷裂韌性,但并沒有達到多晶類陶瓷(例如氧化鋁、氧化鋯)的機械強度。
          近年出現了新型復合型材料,即樹脂納米陶瓷及陶瓷樹脂復合物。這類材料的特點是易于切削,具有與復合樹脂相當的韌性,又兼具陶瓷材料的強度和耐磨性。此外,還有用于CAD/CAM的復合樹脂材料,用于制作永久修復體或長期戴用的暫時修復體。
          早期氧化鋯材料透光性不佳,須飾面瓷構建,嚴格來說不屬于椅旁CAD/CAM修復材料。目前的氧化鋯材料透光性得到較大改善,可用于切削全解剖修復體,僅通過染色、上釉即可達到理想的修復效果,因此也可列入椅旁CAD/CAM修復材料。

           

          傳統玻璃陶瓷

           

          玻璃陶瓷材料特點

          玻璃陶瓷材料應用于椅旁CAD/CAM系統至今約有30年,其優點是透明性良好,但該材料的機械強度一般。這類材料的成分中含有較高比例的玻璃成分,可通過氫氟酸處理、硅烷化,實現與牙齒的粘接。粘接效果對玻璃陶瓷修復體的長期保存率有直接影響,不僅保證修復體的固位,并且決定了修復體的臨床抗折裂強度。

           

          長石質陶瓷
          Vitablocs MarkⅡ(豐達,Vita)和CEREC Blocs(西諾德,Sirona)這兩種瓷塊都是長石質玻璃陶瓷,材料由細粒度(4μm)、高玻璃體的長石顆粒構成。
          Vitablocs Vita公司是首先提供CAD/CAM技術配套材料的供應商。自Vita公司研發出Vitablocs瓷塊(圖1)距今已有近30年的歷史,通過2000多萬個修復案例,證明精細結構的長石陶瓷是成功的。

          最初的VitablocsMarkⅠ(Vita Zahnfabrik,德國)是一種細小顆粒的長石質陶瓷,壓縮成預成塊,然后再研磨成修復體。1991年,Vitablocs MarkⅡ出現,其主要成分為二氧化硅(60%~64%)和氧化鋁(20%~23%),可被氫氟酸酸蝕實現樹脂水門汀粘接。該材料拋光后的強度約為130MPa,在上釉后強度可以達到160MPa或更高。Vitablocs MarkⅡ作為單一顏色的瓷塊可通過上色或堆瓷實現理想的美學效果。
          為克服美學效果上的局限,新型的多重色瓷塊Vita TriLuxe Bloc、分層瓷塊Vita Realife Bloc等陸續問世。Vita TriLuxe Bloc由上下不同顏色的瓷粉疊加而成,可以模擬天然牙從頸部到切端的顏色分布;Vita Realife Bloc中心部分的瓷塊與此前的瓷塊特性相同,而最外層瓷塊具有高透明度,具有自然牙(尤其是前牙)釉質層和牙本質層的組織結構,能夠達到接近傳統人工分層堆筑燒結而表現出的前牙仿生美學效果。
          Vitablocs適應證:貼面、嵌體、高嵌體、前牙和前磨牙全冠。
          1971年,法國牙醫德斯特(Durst)與多位計算機專家合作開發牙科用CAD/CAM系統,并于1985年成功制作出第一個全冠修復體。
          迄今,開發成熟且投放市場的口腔領域CAD/CAM鏈接CAM系統已有幾十種,但較成熟的診室中椅旁CAD/CAM系統僅有CEREC和E4D兩種。CEREC系統于1985年由蘇黎世大學首次研發成功,應用于臨床已近30年;E4D系統于2008年被推出。這兩種椅旁CAD/CAM系統的工作流程相似:掃描影像、修復體形態設計、研磨,均適用于嵌體、高嵌體、貼面、單個全冠的制作,也可以制作小范圍的橋、種植上部結構等中等復雜的修復體。

          CEREC Blocs CEREC Blocs是由西諾德(Sirona)公司于2007年推出的仿生玻璃陶瓷,其成分類似于Vitablocs MarkⅡ(表2)。CEREC Blocs C瓷塊具有Vita色系的11種顏色。CEREC Blocs適應證:貼面、嵌體、高嵌體、前牙和前磨牙全冠。

           

          白榴石增強型陶瓷
          1998年,最早用于椅旁CAD/CAM系統的白榴石增強型玻璃陶瓷塊ProCAD(Ivoclar Vivadent)問世,隨后演化成為現今的IPSEmpressCAD(圖2)。

          IPS Empress CAD是IvoclarVivadent公司專為CEREC設計的用于CAD/CAM加工工藝的白榴石全瓷材料,含有35%~45%白榴石成分,粒度為1~5μm,撓曲強度為160MPa。IPS Empress CAD具有良好的光散射特性及逼真的半透明性,適合用于前牙美學修復。IPS Empress CAD瓷塊有單一顏色瓷塊和復合色瓷塊兩種。
          單一色IPS Empress CAD瓷塊有Chromascop色系的20個顏色和Vita色系的16個顏色,且有高透(HT)和低透(LT)兩種半透明效果,可根據患者的個體情況選擇不同顏色和透明度的瓷塊。
          此外,IPS EmpressCAD LT瓷塊還具有漂白色系瓷塊(BL1-BL4)。
          IPS Empress CAD復合色瓷塊的顏色具有從牙本質到切端的顏色自然過渡,在不做外染色的情況下可以為修復體提供美學效果和自然的仿真效果。顏色選擇也有Vita和Chromascop兩個色系。
          IPS Empress CAD適應證:單顆牙齒修復體,包括貼面,嵌體,高嵌體,前牙和前磨牙全冠。

           

          長石質瓷與白榴石增強型陶瓷的比較
          不同類型的陶瓷材料在強度方面的差別是很多醫師關心的內容。有材料學研究比較了長石質陶瓷和白榴石增強型陶瓷在各個機械性能方面的差異。長石質瓷與白榴石增強型陶瓷相比硬度更高,這意味著長石質瓷修復體表面更耐磨,不易出現劃痕;白榴石增強型陶瓷具有更好的撓曲強度,彎曲模量以及斷裂韌性,臨床上具有更高的抗折強度。
          Vitablocs MarkⅡ作為臨床應用最久的椅旁CAD/CAM修復材料,亦是很多長期臨床研究的對象。一項長期臨床研究納入隨訪的Vitablocs MarkⅡ嵌體、高嵌體修復體共2328個,9年后共有35例修復體折斷。根據開普蘭-梅耶(Kaplan-Meier)算法,5年成功率為97.4%,9年成功率為95.5%。另一項研究觀察了200個Vitablocs MarkⅡ修復體,其結果顯示10年成功率為90.4%,該研究者隨后報道了MarkⅡ修復體的17年成功率為88.7%。從1991年到2006年,一系列研究報告了1011個修復體的18年隨訪結果,其5年保存率為95%,7年保存率為91.6%,10年保存率約為90%,而17年保存率為84.9%。其中,最主要的失敗形式為修復體折裂,其次為牙齒折斷、治療后敏感等。
          有關白榴石增強型椅旁CAD/CAM材料的研究表明,IPSEmpress CAD和Pro CAD用于磨牙高嵌體修復的長期成功率為:ProCAD三年成功率為97%,IPS Empress CAD三年成功率為100%。其中,ProCAD失敗的主要原因是修復體折斷。更長期的研究結果表明,IPS Empress CAD用作嵌體或高嵌體修復4.5年成功率約為96%,7年成功率約為91%。
          另有臨床研究比較了長石質瓷和白榴石增強型陶瓷在用于椅旁CAD/CAM系統修復后的長期成功率,結果表明,隨訪3年間,兩類修復體的成功率無顯著差別。

           

          加強型玻璃陶瓷

           

          二硅酸鋰加強型玻璃陶瓷
          IPS e.maxCAD2006年,Ivoclar Vivadent公司推出了一種兼具強度和美觀性的二硅酸鋰陶瓷材料:IPSe.maxCAD(圖3),該瓷塊經烤瓷爐燒結后撓曲強度可提升到360MPa以上,約為傳統玻璃陶瓷材料的2~3倍。由于該材料強度較高,因此其粘接過程既可經過酸蝕處理后使用樹脂粘接劑,也可使用傳統水門汀,但樹脂粘接劑能夠使材料的抗折強度進一步提升。

          IPS e.max CAD含有粒度約為0.2~1μm的二硅酸鋰(LS2)微晶,占總體積的40%。該材料表現為藍顏色,此時是“軟”的半成品狀態。以人工切磨或CAM快速回切的方式進行修復體成型,接著需要一個約20分鐘的結晶過程,使該材料獲得最終360MPa的強度,并從藍色恢復為半透明的牙齒顏色。再結晶后,LS2晶體的粒度可達到1.5μm,體積比也增加至70%。
          IPS e.max CAD瓷塊有高透明度(HT)、低透明度(LT)、中等不透明(MO)以及效果瓷塊4類,適合不同類型的修復病例。IPS e.max CAD在藍色狀態下,具有很好的打磨性能和材料性能,其藍色狀態與最后的色度選擇無關;其最終強度和色澤是在材料完全結晶后形成的,染色和上釉可以與結晶過程同時進行。①HT瓷塊:有Vita16色和4個漂白色,2種尺寸(I12,C14),鑒于其高度透明,該瓷塊適合于切削較小的修復體(例如嵌體、高嵌體),由HT瓷塊制成的修復體與剩余牙體組織的特殊顏色配合起到天然結合的功效;②LT瓷塊:有Vita16色和4個漂白色,2種尺寸(I12,C14),由于其低度透明,適合于回切,制作部分冠和單冠修復體,通過使用飾瓷或染色技術可獲得較好的美學效果;③MO瓷塊:有5種顏色(MO0~4)和1種尺寸(C14),由于其不透明,適合于變色牙,也可用于制作基底冠并使用飾面瓷修復;④效果瓷塊(Value,Opal):分為3種Value顏色(Value1~3)和2個Opal顏色(Opal1、2)。
          IPS e.max CAD材料含有足夠的玻璃成分,因此具有良好的透明度且能夠通過酸蝕處理進行粘接;因其玻璃含量較傳統玻璃陶瓷少,所以具有更高的彎曲強度,但與所有玻璃滲透材料一樣,牙齒的預備量若未達到最低標準,該修復體的強度也會大打折扣。
          有一些關于IPS e.max CAD的長期效果方面的研究,隨訪時間以2~3年為主。研究結果為,IPS e.max CAD在用作全解剖冠、嵌體或高嵌體修復后牙時,2~3年修復體保存率可達到100%,而臨床失敗病例中有牙齒繼發齲以及牙根折斷,并未發生修復體折斷或脫落。也有研究證實,IPS e.max CAD材料的強度較有飾面瓷的二氧化鋯全冠和陶瓷熔附金屬全冠(PFM)更高。
          Up.CAD Up.CAD是由愛爾創公司推出的用于CAD/CAM工藝的LS2瓷塊(圖4),通過熱壓鑄工藝形成,在燒結之后完全結晶時彎曲強度可達到360MPa,適用于對材料強度要求更高的美學修復病例。

          Up.CAD有高度不透明(HO)、MO、LT和HT等4類,瓷塊尺寸有6種,適用于單個修復體或三單位固定橋的制作。①HO瓷塊:有HO0~2三種顏色,適用于重度變色牙,也適用于制作基底冠,可使用CAD/CAM樹脂陶瓷復合物做飾面修復;②MO瓷塊:有5種顏色(MO0~4)可選,適用于中度變色牙,也同樣可用于制作基底冠;③LT瓷塊:有Vita16色,可用于制作單個修復體或三單位固定橋,通過飾面瓷或表面染色獲得理想的美學效果;④HT瓷塊:也有Vita16色,因其透明度高,適用于嵌體或高嵌體的制作。

          Up.CAD適應證:薄貼面、嵌體或高嵌體、單個全冠、三單位固定橋等。

           

          二氧化鋯加強型玻璃陶瓷
          CeltraDuo由登士柏公司推出的加強型玻璃陶瓷Celtra Duo(圖5),是氧化鋯加強型硅基鋰基陶瓷(ZLS)。Celtra Duo的材料成分中,除了二氧化硅、氧化鋰之外,含有約10%的二氧化鋯,均勻分散于其玻璃相。二氧化鋯成分的高度分散性可防止氧化鋯成分結晶,形成不透明或低透明度的外觀。Celtra Duo的晶粒大小約為0.6~0.8μm,小于傳統LS2加強型玻璃陶瓷的晶粒。

          Celtra Duo瓷塊是已經完全結晶的材料,此與以往的LS2加強型玻璃陶瓷有所不同。Celtra Duo瓷塊的初始強度可達到420MPa,切削后的即刻強度約為210MPa,可經過調磨、拋光處理后直接粘接,適用于嵌體或高嵌體修復病例;如果經過釉燒處理,強度可升高到370MPa,適用于單個牙冠尤其是后牙冠的修復病例。
          Celtra Duo有高透明度(HT)瓷塊和低透明度(LT)瓷塊。HT瓷塊有A1、A2、A3等三種顏色可選;LT瓷塊有A1、A2、A3、A3.5、B2等5種顏色可選。
          Celtra Duo瓷塊的粘接與傳統玻璃陶瓷相同,需要氫氟酸處理以及硅烷化,之后可以使用樹脂水門汀,獲得良好的粘接效果。
          Vita Suprinity2014年由Vita公司推出,是二氧化鋯加強型硅基鋰基玻璃陶瓷(圖6),其成分中含有約10wt%的氧化鋯成分(表3)。Vita Suprinity是尚未完全結晶的瓷塊,彎曲強度約為180MPa,結晶完成后彎曲強度可達到420MPa,其彈性模量約為70GPa。

          Vita Suprinity有透明度(T)瓷塊和HT瓷塊,可選擇顏色有0M1、A1、A2、A3、A3.5、B2、C2和D2。
          Vita Suprinity適應證:貼面、嵌體和高嵌體、前牙和后牙單冠、種植體上部修復體。

           

          (未完,待續......)

           

          專家簡介

            劉峰,主任醫師,北京大學口腔醫院門診部副主任、門診部培訓中心主任、綜合科主任。
          專業方向為口腔美容修復、種植修復、CAD/CAM修復、口腔色彩學、口腔臨床攝影等。先后出版《口腔數碼攝影》、《口腔美學修復臨床實戰》、《口腔美學比色》、《美從牙開始》、《美容口腔醫學》、《口腔數碼攝影(第二版)》、《纖維樁修復技術》、《美學修復牙體預備》、《精細印模技術》、《北京市美容牙科主診醫師培訓教材》等10余部專業著作。

           

          (轉載請注明“來自《中國醫學論壇報·今日口腔》第18期06~08版”)

           

          “發現牙醫的精彩,滿足牙醫的需要!” ——《中國醫學論壇報·今日口腔》

          關鍵字:椅旁,數字化,修復,材料,上,—,劉峰,主任醫師,

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