全瓷材料的透明度及不同背景下色度学变化的实验研究

周叶青 顾新华

浙江大学医学院附属第一医院口腔医疗中心，杭州 310003

全瓷材料因其卓越的美学性能，良好的生物相 容性和化学稳定性在口腔修复临床得到了日渐广泛的应用[1]。全瓷材料的透明度及其与天然牙匹配是全瓷修复取得良好美学效果的关键。不同的全瓷材料[2]，不同的牙预备体[3]，以及黏结树脂的厚度和颜色，都会对全瓷修复的最终美学效果产生影响。四环素染色牙是常见的美容修复病例，在临床上根据染色程度不同可表现出黄色、灰色、深灰、暗红和亮红共5种较典型的颜色[4]。以往的研究[5]多通过不同的修复体厚度及反复烧结等比较四环素染色牙的美学修复效果，而使用不同的全瓷材料修复四环素染色牙的美学效果（包括透明度和色差）研究还较少。本实验通过比较4种不同全瓷材料修复体的透明度参数（translucency parameter，TP），以及在模拟不同颜色四环素染色牙背景下的色彩学变化，以期为临床常见四环素染色牙的全瓷修复提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料和仪器

全瓷材料IPS e. max铸瓷系统（Ivoclar Vivadent公司，列支敦士登），另外3种氧化锆全瓷系统包括Cercon（DeguDent GmbH公司，德国）、Lava（3M ESPE公司，德国）、Girrbach（Amann Girrbach GmbH公司，德国）；RelyX Unicem光固化树脂水门汀、光固化灯（3M ESPE公司，德国）；2M2色瓷片（Vita公司，德国）；电子数显卡尺（上海工具厂有限公司），Datacolor 600型高精密分光测色仪（Datacolor公司，美国）。

1.2 方法

1.2.1 样本制备 按不同全瓷系统分为4组，每组各制作全瓷测试样本8个，制作流程严格按照厂商要求进行，样本厚度控制在（1.00±0.01） mm[6]，临床比色为2M2色，并在组内编号（1～8）。蒸馏水超声清洗5 min，干燥备用。将载玻片一面均匀涂布薄层凡士林，用中央有8 mm圆孔的白纸（厚度约57 μm）放在载玻片涂有凡士林的一面上，将RelyX Unicem黏结树脂涂布在圆孔中，全瓷样本黏结面向下与树脂接触，用5.0 kg砝码压实，溢出多余黏结树脂并去除，光固化灯光照固化。水枪冲洗去除表面凡士林，无油压缩空气吹干，最后形成有57 μm黏结剂厚度的全瓷测试样本[7]。

1.2.2 TP的测定 采用Datacolor 600型分光测色仪测定每个样本中央的颜色参数L*、a*、b*值（L*表示明度，a*表示红绿色品，b*表示黄蓝色品）。测量前仪器预热30 min，进行仪器校准，采用D65光源，孔径6.6 mm进行测量。测量每个试件在白色、黑色背景下的L*、a*、b*值各3次，取平均值。TP=[(L*WL*B)2+(a*W-a*B)2+(b*W-b*B)2]1/2，其中W为白背景下的颜色参数，B为黑背景下的颜色参数。TP越大，表示全瓷材料在白色和黑色背景下颜色参数的差异越大，全瓷材料的透明性越好。

1.2.3 四环素染色牙模拟背景下全瓷样本颜色参数的测定 用彩色打印机打印出黄、灰、深灰、暗红、亮红5种颜色以模拟临床常见四环素染色牙的颜色[4]，这5种颜色的L*、a*、b*值均在中国人四环素染色牙色的范围之内[8]。分别以这5种颜色作为背景来模拟不同染色程度的四环素染色牙预备体。制作2M2色瓷片（直径15.0 mm，厚度4.0 mm），测量其在白色和黑色背景下的L*、a*、b*值，计算得出色差ΔE，若ΔE＜1.5 NBS（national bureau of standards），则可认为该圆盘状瓷片在4.0 mm的厚度时，背景色对其颜色无影响，即达到无限光学厚度[9]，以此作为中国人常见牙色的样本；其颜色参数分别为L*=68.15，a*=2.52，b*=11.08，以该颜色参数为标准，进行各个全瓷材料的颜色参数测定及色差计算。

1.3 统计学分析

采用Datacolor 600型分光测色仪自带软件以及GraphPad Prism 4软件进行各组数据间的单因素方差分析和Tukey’s检验，分析各组L*、a*、b*值及色差之间差异，检验水准为双侧α=0.05。

2 结果

2.1 不同全瓷材料的透明度

4种不同全瓷材料样本在白色、黑色背景下的L*、a*、b*值见表1。通过计算，IPS e. max组的TP值最大，为15.67±0.58，透明度最好；其他各组TP值分别为：Lava组9.55±0.25，Girrbach组9.73±0.43，Cercon组7.56±0.43。统计学分析显示，IPS e. max组TP值大于其他3组，且有统计学意义（P＜0.001），Lava和Girrbach组TP值明显大于Cercon组（P＜0.01），而Lava与Girrbach组TP值的差异无统计学意义（P＞0.05）。

表1 不同全瓷材料在白、黑背景下的L*、a*、b*值Tab 1 The value of L*, a*, b* of different all-ceramic materials on the white and black backgrounds

2.2 不同全瓷材料在四环素染色牙背景下的颜色参数

在不同颜色的模拟四环素染色牙的背景下，不同全瓷材料的L*、a*、b*值见表2。统计学分析显示，就全瓷材料本身而言，IPS e. max组在不同背景下的L*、a*、b*值的差异有统计学意义（P＜0.05）；L*值在黄色背景下与灰、深灰、暗红、亮红4种背景下有明显差异（分别为P＜0.05、P＜0.001、P＜0.001、P＜0.01）；a*值在黄色背景下与灰色和深灰2种背景下无明显差异，而与暗红、亮红2种背景则有明显差异（P＜0.001）；b*值在黄色背景下明显大于其他4种背景下的测量值（P＜0.001）。Cercon、Lava、Girrbach组各自的L*、a*、b*值在不同背景下的差异均无明显差异。Cercon组的L*值在5种背景下都较大，明度较高，与其他3组的差异有统计学意义（P＜0.05）；Cercon组的a*值在5种背景下均较大，与其他3组的差异均有统计学意义（P＜0.05），修复体色品偏红；Cercon组的b*值在黄色和灰色背景下与IPS e. max组的差异不明显（P＞0.05），而与Lava及Girrbach组b*值的差异有统计学意义（P＜0.05）。

表2 不同全瓷材料在5种模拟不同颜色的四环素染色牙背景下的L*、a*、b*值Tab 2 The value of L*, a*, b* of different all-ceramic materials on mimic-tetracycline pigmentation backgrounds

2.3 不同全瓷材料在四环素染色牙背景下与2M2色样本的色差

以2M2色样本作为标准，不同全瓷材料在不同背景下的色差见表3。临床上肉眼可察觉的色差ΔE≤1.5 NBS[10-11]，当ΔE≥2 NBS时，颜色差别会非常容易被人眼所察觉。由表3可见，IPS e. max组在黄色背景下的色差为1.33 NBS，而在其他4种背景下的色差均超过1.5 NBS；Cercon组在不同背景下的色差为4.75～5.08 NBS；Lava组与Girrbach组在黄色背景下的色差均超过1.5 NBS，而在灰、深灰、暗红和亮红背景下的色差均在1.5 NBS之内。

表3 不同全瓷材料在不同颜色的四环素染色牙背景下与2M2色样本的色差Tab 3 The color differences between all-ceramic materials and the 2M2 sample on mimic-tetracycline pigmentation backgrounds NBS

3 讨论

随着全瓷修复的日渐普及，医生和患者开始更多地关注美学修复。尤其是在修复变色牙时，牙预备体颜色的遮盖以及与邻牙的颜色匹配是修复能否达到预期效果的关键。目前在临床应用的全瓷系统并不相同，当修复不同的变色牙时，它们的修复效果是否相同，能否与邻牙达到良好的颜色匹配，是值得研究的问题。本实验研究了修复体的透明度，并用2M2色瓷片模仿邻牙，通过4组不同全瓷材料修复体在不同背景下与2M2色瓷片的色差比较，来探讨修复体与邻牙颜色匹配的效果。

全瓷材料的透明度是决定修复体立体、逼真的重要因素之一[12-13]。透明度主要取决于材料对光的吸收和散射，如光线大部分被散射或者反射，材料则表现出不透明性，如果仅有少量的光线被散射或反射，大部分能透射，则材料表现出较好的透明性。在本实验中，IPS e. max组的透明度良好，其全瓷修复体在临床上表现出较好的层次感，修复体生动立体。同一种全瓷材料在修复不同染色程度的模拟四环素染色牙背景时，IPS e. max组的L*值在黄色背景时最大，a*值在黄色、灰色和深灰色背景下较暗红和亮红色背景小，b*值在黄色背景下较其他4种背景大。该结果说明材料的透明性较好，当基牙颜色变化时，不能完全被遮盖，将影响修复体最终的美学效果。Cercon、Lava、Girrbach组各自的L*、a*、b*值在5种背景下组内皆无明显差异，反映了氧化锆内冠良好的遮色效果。IPS e. max组的色差在黄色背景下最小（ΔE=1.33 NBS），临床上可认为修复体颜色匹配性良好；在其他4种背景下，IPS e. max的ΔE为1.93～3.36 NBS，这是由于材料的透明性较好，修复体不能完全遮盖底色所致，使美学效果降低。Lava、Girrbach组两种氧化锆全瓷修复体在灰色、深灰、暗红和亮红4种背景下的ΔE＜1.5 NBS，修复体颜色匹配良好。氧化锆内层的存在可减少基牙颜色对修复体的影响，使其颜色稳定，美学效果良好。

从本实验结果可以看出，IPS e. max铸瓷系统对颜色的敏感度较高，修复时需积极关注牙预备体的颜色。随着材料学的发展，可选用不同透明度的瓷材料以增加修复体的遮色性；使用Lava和Girrbach两种氧化锆全瓷系统在修复四环素牙，特别是牙预备体颜色为灰色、深灰、暗红和亮红色时，美学效果较好。

[1]Beier US, Kapferer I, Burtscher D, et al. Clinical performance of porcelain laminate veneers for up to 20 years[J].Int J Prosthodont, 2012, 25(1):79-85.

[2]Chu FC, Chow TW, Chai J. Contrast ratios and masking ability of three types of ceramic veneers[J]. J Prosthet Dent,2007, 98(5):359-364.

[3]李东方, 杨静远, 杨醒眉, 等. 不同材料桩核对IPS-Empress 2全瓷冠颜色的影响[J]. 华西口腔医学杂志, 2007, 25(5):450-453.

[4]潘祁. 模拟四环素牙瓷贴面修复体的色彩学实验研究[D].西安: 第四军医大学, 2010:34-35.

[5]李水根, 庞莉苹, 姚江武. 烧结次数对牙科全瓷开放性总孔体积、透明度和色度的影响[J]. 华西口腔医学杂志,2012, 30(4):417-419, 424.

[6]熊芳. 天然牙和牙科陶瓷半透性的研究[D]. 成都: 四川大学, 2006:42-55.

[7]Dozic A, Tsagkari M, Khashayar G, et al. Color management of porcelain veneers: influence of dentin and resin cement colors[J]. Quintessence Int, 2010, 41(7):567-573.

[8]阮丹平, 钱程辉, 张修银, 等. 四环素着色前牙色度学分布特征的检测分析[J]. 上海口腔医学, 2006, 15(6):567-570.

[9]夏春明, 施长溪, 陈吉华, 等. 相同色号九种光固化复合树脂的无限光学厚度研究[J]. 上海口腔医学, 2002, 11(3):219-221.

[10]Douglas RD, Steinhauer TJ, Wee AG. Intraoral determination of the tolerance of dentists for perceptibility and acceptability of shade mismatch[J]. J Prosthet Dent, 2007, 97(4):200-208.

[11]Öngül D, Şermet B, Balkaya MC. Visual and instrumental evaluation of color match ability of 2 shade guides on a ceramic system[J]. J Prosthet Dent, 2012, 108(1):9-14.

[12]Pecho OE, Ghinea R, Ionescu AM, et al. Color and translucency of zirconia ceramics, human dentine and bovine dentine[J]. J Dent, 2012, 40 Suppl 2:e34-e40.

[13]Wang F, Takahashi H, Iwasaki N. Translucency of dental ceramics with different thicknesses[J]. J Prosthet Dent, 2013,110(1):14-20.