4种不同冠边缘形式的钴铬合金烤瓷冠强度的研究

陈 熙， 程 辉， 李秀容

4种不同冠边缘形式的钴铬合金烤瓷冠强度的研究

陈 熙， 程 辉， 李秀容

目的 研究4种不同冠边缘形式的钴铬合金金属烤瓷冠的强度。 方法 按照4种不同的冠边缘形式制作4组钴铬合金烤瓷冠，其中第1组金属基底冠止于肩台唇侧边缘，第2组止于肩台唇侧中部，第3组止于肩台与轴壁交角，第4组止于肩台与轴壁交角冠方1 mm处。将粘固后的4组样本保存于37 ℃的人工唾液中24 h后，在Instron1342万能材料测试机上以1 mm/min的速度对样本施加平行于样本长轴的压力，直至样本边缘颈部崩瓷，记录并得出每个样本崩瓷时所承受的载荷力值。 结果 第2组样本崩瓷时所受平均载荷力值最大(P<0.05)；第4组样本崩瓷时所受平均载荷力值最小(P<0.05)；第1组与第3组的载荷力值间比较，差别无统计学意义(P>0.05)。 结论 金属基底冠止于肩台唇侧中部的金属烤瓷冠崩瓷时的所受载荷力值最大；金属基底冠唇侧止于肩台与轴壁交角冠方1 mm处且颈部应用肩台瓷的金属烤瓷冠所受载荷力值最小。但4种不同冠边缘形式的钴铬合金烤瓷冠都能满足正常的咬合功能需要。

铬合金； 金属； 金属烤瓷合金； 牙冠； 抗压强度

钴铬合金烤瓷冠是一种由低熔烤瓷熔附到钴铬铸造金属基底冠上的广泛使用的一种修复体，但是临床上发现上前牙唇侧边缘采用常规金瓷结构形式的钴铬合金烤瓷冠常伴有“龈黑线”的出现[1-7]。虽然目前全瓷冠或者贵金属烤瓷冠可明显降低“龈黑线”的临床发生率，但其高昂的费用并不为每个患者所接受。

Geller首先提出了金属基底冠冠向缩短而采用瓷边缘的设计理念[8]，刘亦洪等通过临床病例追踪证实，采用肩台瓷的非贵金属烤瓷冠边缘变色的几率明显低于常规冠边缘形式的非贵金属烤瓷冠[9]。张磊等的随访观察研究表明，采用肩台瓷的非贵金属合金烤瓷冠可以显著降低龈缘黑染的现象[10]。唐颖等的1年临床效果随访也有同样的结论[11]。所以，在上前牙钴铬合金烤瓷冠的唇侧使用瓷边缘，应该可以较好地解决“龈黑线”的问题，让采用钴铬合金烤瓷冠修复前牙的患者也能获得比较理想的美观效果。但上前牙金属烤瓷冠的唇侧边缘是修复体的应力集中区已有不少学者论证[1,12-14]，金属基底冠唇侧边缘形式的改变是否会影响到金属烤瓷冠唇侧边缘的强度呢？

本研究拟通过检测4种不同冠边缘形式的钴铬合金烤瓷冠的静态加载的强度,以期为临床上前牙钴铬合金烤瓷冠边缘形式的选择提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 材料与设备 上颌中切牙金属烤瓷冠预备体可卸代型(A50AN-210型，日本NISSIN公司)；万能材料测试机(Instron1342，英国Instron公司)；烤瓷炉(VITA V60i-Line，德国VITA公司)；铸造机(ARGONCASTER-C，日本SHOFU公司)；喷砂机(DUOSTAR Z2，德国BEGO公司)；钴铬合金(BIODUR soft，德国DFS公司)；铸造蜡(Mighty wax)、瓷粉及肩台瓷(日本SHOFU公司)；印模材(3MESPE Impregum Pentasoft，美国3M公司)；超硬模型石膏(Die-stone，德国Heraeus公司)；玻璃离子水门汀(HY-BOND Glasionomer，日本SHOFU公司)。

1.2 方法

1.2.1 上颌中切牙金属烤瓷冠预备体可卸代型的制备 购入80只成品上颌中切牙金属烤瓷冠预备体可卸代型，代型切端、颈部分别宽5 mm和6.5 mm，颈部中点至切端中点连线长约8.5 mm，唇面颈缘呈0.6 mm宽、90度肩台，舌面颈缘呈凹槽型，代型轴壁锥度为8 度。

1.2.2 设计与分组 第1组：金属基底冠延伸至肩台唇侧边缘处；第2组：金属基底冠止于肩台唇侧中部；第3组：金属基底冠唇侧于肩台与轴壁交角冠方1 mm处逐渐移行至肩台与轴壁交角处，颈部应用肩台瓷；第4组：金属基底冠唇侧止于肩台与轴壁交角冠方1 mm处，颈部应用肩台瓷(图1)。

1.2.3 不同冠边缘形式的金属烤瓷冠制作 按上述4种不同冠边缘分别制作钴铬合金基底冠，金属内冠的厚度由同一位技师通过卡尺多点测量打磨来控制其一致性，保证其除了在肩台唇侧边缘处厚度有所不同外，其余部分厚度均保持0.3 mm，舌侧为金属颈圈设计。采用3M ESPE Impregum Pentasoft印模材翻制预备体代型，用Heraeus Die-stone超硬石膏灌制模型用于制作超硬石膏可卸代型，应用嵌体蜡在代型上完成上颌中切牙的外形制作，并使用硅橡胶印模材料复制已完成的上颌中切牙外形，在此硅橡胶阴模的引导修瓷下，各样本瓷层厚度趋于一致。由技工中心专职技师按上述4种不同冠边缘形式，分别制作4组外形一致的钴铬合金烤瓷冠，每组20 个，共80 个样本。将试件置于37 ℃人工唾液中恒温保存24 h备用。

1.2.4 固定试件所需套管的制作 制作加载试验中固定试件所需的套管(图2,3)，共80 个。套管长度为80 mm，管内直径为16 mm，管内正中位置处立有一针芯，针芯长轴与套管长轴重合并垂直于套管水平截面。

1.2.5 固定试件 将试件根方底部的长轴管道插入套管中心的针芯，使试件与套管长轴相重合，完全就位后，将自凝树脂材料灌入套管与试件根部之间，对试件根方进行包埋固定，并静置24 h备用。

1.2.6 试件的静态加压测试 将试件放置于Instron1342万能材料测试机上，夹具夹持固定，使试件长轴与加压棒长轴平行。加压棒呈圆柱状，横截面直径为12 mm，头部包裹一层0.5 mm厚的锡铂纸。以1 mm/min的速度对试件施加压力，直至试件边缘颈部崩瓷。每个试件加载至崩瓷时的应力曲线均被记录并使用Getdata软件进行分析，得出每个试件崩瓷时该试件所承受的载荷力值(图4)。

1.3 统计学处理 采用SPSS 14.0统计软件处理，对4组试件崩瓷时所承受的载荷力值进行One-Way ANOVA。若有统计学意义，再行2组间LSD检验，P<0.05为差别具有统计学意义。

2 结 果

2.1 崩瓷部位及面积 4组金属烤瓷冠崩瓷均发生于肩台的唇侧边缘，而舌面、切缘等部位未见有明显崩瓷情况出现(图5,6)。崩瓷面积约为3 mm×3 mm。崩瓷处可见金属面暴露，其上有部分遮色瓷残留。

2.2 静态加载后崩瓷的载荷力值 4组共80个试件崩瓷时所承受的载荷力值经正态性检验，呈正态分布。第1组和第3组的平均载荷力值较为接近，分别约为1 458和1 474 N；第2组即金属基底冠止于肩台唇侧中部的金属烤瓷冠崩瓷时的平均载荷力值最大，约为1 805 N；而第4组即金属基底冠唇侧止于肩台与轴壁交角冠方1 mm处的金属烤瓷冠平均载荷力值最小，约为1 152 N。

2.3 崩瓷时载荷力值的One-Way ANOVA和LSD检验 4组试件崩瓷时所承受的载荷力值间经单因素方差分析，差别具有统计学意义(P<0.05)。各组载荷力值经LSD检验，仅第1组与第3组的载荷力值间差别无统计学意义(P>0.05)，其余各组间比较，差别均有统计学意义(P<0.05)。

3 讨 论

上前牙实际口腔应力状态并非本实验中的沿牙齿长轴方向传导，本实验前期进行预实验时曾添加斜向力设计的实验组，但由于实验所用试件为硬质树脂代型，在加力初期代型即折断，遂利用平行于牙长轴的力来模拟口内上前牙受力状况。

在O’Boyle等的研究中，其试件的平均载荷力值最大达到1 900 N，最小达到1 500 N[1]。本研究制作的4组钴铬合金烤瓷冠的平均载荷力值约为1 152～1 805 N。究其原因，分析如下：(1)代型不同。有学者研究认为,载荷力值与所用实验代型的弹性模量有关，随代型弹性模量的增大，相应产生的载荷力值也增大[15]。Kevin选用的是金属代型，而本次实验选用的是硬质树脂代型。硬质树脂代型与金属代型相比，金属代型的弹性模量远大于天然牙，而硬质树脂代型的弹性模量与天然牙较为接近，更接近于临床载荷下原有的应力分布模式，实验数据也更接近于临床实际。(2)金属基底和瓷层厚度的不同。Kevin实验中的金属基底冠的厚度为0.5 mm，而本次实验中的金属基底冠的厚度是0.3 mm，并且Kevin实验中的金属烤瓷冠在唇侧边缘处的瓷层也较厚，这可能会影响实验数据的大小。(3)粘结材料的不同。Kevin的实验中选用的是3M公司的双重固化树脂粘接剂，其粘接强度大于本实验所选用的SHOFU公司的玻璃离子水门汀。Jorg等的研究认为,金属烤瓷冠崩瓷时的载荷力值会随粘接力的增加而增大[16]。符明媚的研究也认为金属烤瓷冠的折裂强度会因粘接材料的不同而产生影响[17]。

Craig等研究认为，对于前牙金属烤瓷冠，若降低其唇侧金瓷边缘中金属所占比例，那么该金属烤瓷冠的唇侧金瓷边缘的应力集中将增加[18]。本研究中，第1组到第4组金属烤瓷冠在唇侧边缘的金属比例依次减少。根据Craig等学者的观点，第2组应较第1组金属烤瓷冠在唇侧金瓷边缘处的应力更为集中，即第2组金属烤瓷冠所承受的平均载荷力值应当较低。然而，第2组金属烤瓷冠在静态加载下崩瓷的平均载荷力值却超过第1组，其原因可能如下：(1)由于第1组的唇侧金瓷边缘处部分存在菲薄边缘，而菲薄的铸件在烧结时易发生变形，造成金-瓷界面应力集中，形成金-瓷结合的薄弱点[19-21]。(2)朱梓园的研究认为，呈平行和凸球面的瓷层才最牢固[22]。而第1组金属烤瓷冠的金属基底冠在唇侧边缘处熔附的瓷层部分存在相对尖锐而脆弱的棱角，含尖锐脆弱棱角的瓷层可能加剧了该处的应力集中，在载荷下加速了崩瓷的发生。第4组金属烤瓷冠的平均载荷力值最低，可能原因为：(1)根据Craig等学者的观点，该组唇侧边缘的应力相对其他3组更为集中；(2)该组在唇侧边缘近根方1 mm处的瓷层缺少了金属基底给予的在加载时有利于瓷层的压应力；(3)进炉烧结次数的增加对金属烤瓷冠结构有影响。随着烧结次数的增加，瓷结构中的微裂纹增多，气孔增多变大，而气孔又会促进裂纹的产生，使金属烤瓷冠在承受外力时容易出现崩瓷现象[23-24]。

本研究中，4组金属烤瓷冠的平均载荷力值虽然存在差异，但均远远超过了所报道的正常咬合力值[25-26]。为了降低“龈黑线”的临床发生率而设计探讨的这4组金属烤瓷冠的唇侧边缘设计形式都能满足临床正常的咬合功能需要，为临床上根据患者的具体美观需求和自身咬合特点选择适合的唇侧边缘设计提供有益的参考。

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(编辑:张慧茹)

Study on the Fracture Resistance of the Co-Cr Metal-Ceramic Crowns with Four Different Marginal Types

CHEN Xi, CHENG Hui, LI Xiurong

Department of Prosthodontics,School and Hospital of Stomatology, Fujian Medical University, Fuzhou 350002, China

Objective To compare the fracture resistance of the Co-Cr metal-ceramic crowns with four different marginal types. Methods A total of eighty Co-Cr metal-ceramic crowns were separated into four groups according to the four different marginal types. The first group was crowns with its metal framework extending to the facial margin of the shoulder. The second was crowns with its metal framework extending to the middle of the shoulder. The third was crowns with its metal framework ending with the axiogingival line angle of the shoulder. The last group was crowns with the metal framework extending to the 1 mm coronal to the axiogingival line angle of the shoulder. Each group had 20 specimens, which were kept in a bath of artificial saliva at 37 ℃ for 24 hours after cemented, followed by being subjected to Instron1342 testing machine. Each specimen was loaded at a speed of 1 mm/min, paralleled to the axis of the specimen until marginal fracture occurred. The loads at fracture were recorded. Results Group 2 obtained the largest fracture load (P<0.05); Group 4 got the smallest (P<0.05); In addition, there was no statistically significant difference between Group 1 and Group 3 (P>0.05). Conclusions The metal-ceramic crowns with the metal framework extending to the middle of the shoulder shows the largest fracture load; the metal-ceramic crowns with the metal framework extending to the 1 mm coronal to the axiogingival line angle of the shoulder demonstrate the smallest load; the fracture resistance of the Co-Cr metal-ceramic crowns with four different marginal types in this study can all satisfy the normal biting forces.

chromium alloys； metals； metal ceramic alloys； tooth crown； compressive strength

2016-03-10

福建省卫计委青年基金项目(2013-1-37)

福建医科大学 附属口腔医院修复科，福州 350002

陈 熙(1980-)，男，主治医师，医学硕士. Email: fjckr@126.com

R322.41； R783.1； R783.2

A

1672-4194(2016)06-0415-05