调整氧化铝内冠轴壁聚合度对全瓷冠强度的影响

刘 莉，丁筱青

(1.南京医科大学口腔医学研究所＜南京医科大学附属口腔医院义齿研制中心＞，江苏南京210029;2.南京市口腔医院义齿研制中心，江苏南京210008)

全瓷冠采用在承受负重的高强度的陶瓷内冠上堆筑饰面瓷恢复牙齿外观形态，目前已成为口腔修复的主流技术之一，在临床上得到了越来越广泛的应用。牙体预备质量是全瓷冠修复能否成功的重要因素之一，其中牙体轴壁聚合度预备的大小对全瓷冠的固位力、适合性、抗压强度均有影响。教科书要求聚合度控制在2°～5°［1］，临床上由于各种因素的影响，预备的牙体轴壁聚合度远大于教科书要求。临床牙体预备平均聚合度国外在 6°～ 14°［2-3］，国内在 3.8°～14.0°［4］。本实验探讨轴壁聚合度偏大的基牙在制作修复体过程中调整氧化铝内冠(以下称内冠)轴壁聚合度对全瓷冠抗压强度的影响。

1 材料和方法

1.1 材料和设备:Multimant Touch型烤瓷炉(Dentsply，德国);PROCERA氧化铝全瓷内冠系统(Shofuinc，日本);氧化铝内冠专用 VINTAGEAL系列全瓷饰面瓷粉(Shofuinc，日本);万能力学测试仪(EZ-20，英国);LNDP—11ll型笔式喷砂机(精工医疗设备，中国)，波达超声清洗机(波达，中国);SMZ体视显微镜(Nikon，日本)。

1.2 实验方法

1.2.1 试件制备:选一离体上颌中切牙进行牙体预备，切缘、唇舌面预留间隙2.0 mm、1.5 mm，颈部制备成1.0 mm宽的90°圆滑肩台，并使颈部边缘线位于釉牙骨质界冠0.4 m处，邻面预备消除倒凹并加1.0 mm肩台的宽度，约2.0 mm。牙体轴壁使用齿科研磨仪预备聚合度(轴壁与牙齿长轴的夹角)12°。硅橡胶印模材料取模，光固化复合树脂充填在印模内逐层固化，形成预备牙体的复合树脂代型，复制专用代型制作内冠45个并随机分为A、B、C三组。

1.2.2 内冠聚合度的调整:内冠使用齿科研磨仪修整聚合度并采用测厚仪控制内冠厚度。A、B、C组内冠聚合度为4°、8°、12°;轴壁内冠厚度为(0.4 ±0.1)mm 至(1.5 ±0.1)mm、(0.4±0.1)mm 至(1.0±0.1)mm、(0.4±0.1)mm 至(0.4±0.1)mm。所有内冠在0.2～0.3 MPa气压下用氧化铝砂(大约40μm)做喷砂处理，超声波清洗，大气中烧结，内冠热处理。

1.2.3 试件上瓷:内冠热处理后严格按照厂家规定分层堆筑、烧结。使用测厚仪确定最终冠的厚度为切缘(2.0±0.1)mm;轴壁近切缘厚度(4.1±0.1)mm;颈缘(2.0±0.1)mm;唇舌面(1.5±0.1)mm。

1.2.4 颌面静止加载:将各试件就位于复合树脂类代型底座，置于万能力学测试仪上，用半径为1.0 mm的压头在试件腭侧距切角、轴壁2 mm处加与牙齿长轴方向45°的力。加载速度为1 mm/min，缓慢加压直至全瓷冠碎裂崩脱，记录每个试件碎裂时的载荷。

1.2.5 统计学分析:采用SPSS统计软件对实验各组进行单方差分析，以确定各组间是否有统计学意义。

2 结果

所有试件烧结冷却后20倍体式放大镜下观察其表面均未见裂纹。各组氧化铝全瓷冠碎裂时的载荷(N):A组2 089.7±324.1;B组1 998.9±708.0;C组1 779.3±347.9。A、B组间无统计学意义(P＞0.05);A、C组和B、C组间有统计学意义(P＜0.05)。肉眼观瓷裂表现:所有试件自压头处发散性扩展，A组试件装饰瓷少见单独剥落，瓷层断裂纹路细碎，装饰瓷与内冠都有裂纹。B组试件瓷裂现象与A组相似程度略重，部分试件装饰瓷块状剥脱。C组试件主要为装饰瓷大块剥脱，崩瓷情况严重。部分试件为氧化铝界面瓷层剥脱，同时发现试件瓷层内部崩裂、碎裂。

3 讨论

全瓷冠以其良好的性能和极其逼真的自然色调广受口腔患者欢迎，因此开展这一修复项目的医院、诊所越来越多。基牙预备体必须具有良好的固位形和抗力形，但由于各种因素影响，临床预备的牙体轴壁聚合度易偏大，也有学者认为在不影响固位的前提下增加聚合度，可提高适合性。本实验选择氧化铝全瓷内冠系统及其配套的饰面瓷粉制作全瓷冠。氧化铝全瓷内冠是一种氧化铝陶瓷，它采用粉末技术生产出高纯超细a-Al2O3粉末，做成底层支架陶瓷坯体，在1440℃以上温度烧结制成高纯度、致密、晶粒小和高强度的氧化铝陶瓷材料。其力学性能最为突出抗弯强度达到600 MPa以上［5］，且有报道设计不均匀厚度基底冠未增加全瓷冠破坏的风险［6］。A组试件调整内冠聚合度最大，厚度自颈缘向切缘增加，其内冠上堆筑的瓷层厚度较一致，在受到外力时瓷层界面应力值可呈相对稳定状态，瓷内残余应力低不易产生崩瓷，实验结果显示调整内冠聚合度未降低全瓷冠抗压强度。

实验C组内冠厚度均匀一致，其上构筑饰面瓷恢复外形，瓷层局部较厚与轴壁聚合度、牙冠高度呈正比，自颈缘向切缘增加。由于瓷的热传导性差，在烧结冷却过程中，瓷层较厚部位表层先冷却，内层与表层存在瞬间温差，内层向外产生张应力，限制表层瓷收缩，甚至出现不易察觉的微裂，成为后期瓷层崩裂的潜在因素［7］。瓷层过厚在制作过程中水分不易吸干，烧烤后瓷层气孔多，也可导致瓷抗裂能力降低。实验结果显示抗压强度A组＞B组＞C组，C组全瓷冠抗压强度最弱，证实饰面瓷在构筑全瓷冠时不宜过度加厚，在全瓷冠基牙预备轴壁聚合度偏大的情况下，调整氧化铝内冠轴壁聚合度避免饰面瓷层局部过厚能提高全瓷冠抗压强度。

瓷层发生破坏时并不会从基底瓷层上剥脱，而是双瓷层紧密地结合在一起，直至压力增加到一定值时，基底瓷层才发生断裂。裂纹在扩展中会选择相对薄弱的区域，这样就使其扩展路径变得蜿蜒曲折。肉眼观A、B、C组不同程度的瓷裂反映了修复体的整体强度不完全取决于底层结构的强度，饰面瓷的厚度及瓷粉的性能、预热、干燥等均有影响。Scherrer等研究表明，随着支持代型材料的弹性模量的提高，冠修复体的抗压强度也随之增加［8］。金属代型材料的弹性模量约为100 GPa，复合树脂类材料的弹性模量约为4.4～24.3 GPa，而牙本质的弹性模量在12～18.6 GPa范围内［9］。复合树脂的弹性模量接近于自然牙本质，因而本实验采用复合树脂牙体代型，测量结果更接近于临床实际。

［1］ 姚江武.口腔修复学［M］.北京:人民卫生出版社，2009:5.

［2］ Sato T，AL Mutawa N，Okada D，et al.A clinical study on abutment taper and height offull cast crown preparations［J］.J Med Dent Sei，1998，44(3):201-204.

［3］ Christensen GJ.Building up tooth preparations for crowns［J］.J Ame Dent Asso，2000，131(4):404-406.

［4］ 詹春华，杨曼玲，黄卓珊.全瓷冠预备体近远中聚合度临床研究［J］.临床口腔医学杂志，2009，6(25):357-359.

［5］ May KB，Russell MM，Razzoog M E，et al Precision of fit:the Procera All Ceram crown［J］.J Prothet Dent，1998，80(4):394-404.

［6］ Muin PJEathetic restorations.Carol stream Quintesence Publishing Co［J］.lnc.1993:188-194.

［7］ PHILLIPSRW.S science of dental marerials.9th edition，Philadelphia，W.B Waunder company，1991:404-428.

［8］ Hopkins K，Br Dent J，1989，127(6):201-204.

［9］ 陈治清.口腔材料学［M］.北京:人民卫生出版社，2000:14.