选择性激光熔覆技术与失蜡铸造法制作的金属嵌体边缘微渗漏的对比研究

叶荣荣，贾　爽（上海市口腔病防治院修复科 上海 200001）

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选择性激光熔覆技术与失蜡铸造法制作的金属嵌体边缘微渗漏的对比研究

叶荣荣，贾爽
（上海市口腔病防治院修复科 上海 200001）

目的：对比研究选择性激光熔覆技术（selective laser melting， SLM）制作的钴铬合金、钛合金嵌体与失蜡铸造法制作的钴铬合金、钛合金嵌体的边缘微渗漏情况。方法：40颗离体前磨牙制备长方形邻颌洞，随机分为四组，每组10颗。分别用选择性激光熔覆技术制作钴铬合金、钛合金嵌体与失蜡铸造法制作钴铬合金、钛合金嵌体后，使用Single Bond2粘结。试件经冷热循环品红染色后，金刚砂片平行于牙体长轴近远中方向纵向剖开试件2次，体式显微镜下观察记录染料渗入试件牙轴壁、龈壁的深度。结果：四种嵌体的轴壁和龈壁均出现不同程度的微渗漏，经单因素方差分析有统计学意义（轴壁：F=38.33，龈壁：F=90.95，P＜0.05）；SLM 钴铬合金、SLM钛合金嵌体微渗漏程度小于失蜡法铸造钴铬合金、钛合金嵌体，差异有统计学意义（P＜0.05），SLM 钴铬合金嵌体与SLM钛合金嵌体微渗漏差异无统计学意义（P＞0.05）；同种材料龈壁微渗漏明显高于轴壁，经配对t检验显示差异有统计学意义（P＜0.01）。结论：选择性激光熔覆技术制作的金属嵌体抗边缘微渗漏能力好于失蜡铸造法制作的金属嵌体。

选择性激光熔覆技术；失蜡法；铸造；嵌体；微渗漏

牙体缺损是口腔疾病中的常见病、多发病，临床上除充填治疗外，还常采用嵌体修复。导致嵌体修复失败的主要原因是微渗漏，它是口腔环境中的水分、唾液酶及酸碱物质渗入牙体组织与粘结介质间的微小间隙形成的，其大小可直接影响嵌体的修复效果。选择性激光熔覆技术（selective laser melting，SLM）是近年来被引入口腔修复体制作领域的新技术。本研究通过实验的方法，对比SLM制作的钴铬合金、钛合金嵌体与失蜡铸造法制作的钴铬合金、钛合金嵌体的边缘微渗漏情况，以期为临床选择采用何种加工工艺制作非贵金属嵌体提供实验依据。

1　材料和方法

1.1材料和设备: SLM材料：Wirobond C+钴铬金属粉末（成分：Co 63.9% ，Cr 24.7% ，W 5.4%，Mo钼5%，Si 1%，BEGO公司，德国）；钛金属粉末（BEGO公司，德国）；钴铬合金（BEGO公司，德国）；钛合金（含钛4%～6%）；Single Bond 2（3M，美国） ；5g/L碱性品红（研域化学试剂公司）；ExpressSTD硅橡胶印模材料（3M，美国）；超硬石膏（贺利氏，德国）；D700三维扫描系统（3Shape，丹麦），选择性激光熔覆机EOSINT M280 （EOS公司，德国） ；IsoMet 4 000线性精密切割机（BUEHLER公司，美国 ）；Discovery.V12立体显微镜（ZEISS公司，德国）。

1.2方法

1.2.1离体牙的制备与试件制作：选择近3个月内因正畸治疗拔除的40颗牙体完整，外形相似、无氟斑牙、无四环素牙、无发育畸形、无龋坏、无楔状缺损、根管显微镜下观察牙体组织无隐裂、无潜行性龋、未经物理或化学方法处理的第一双尖牙。所有离体牙拔出后，清理牙面残余软组织，浸泡于4℃恒温生理盐水中冷藏保存。编序号后在每颗实验牙远中制备长方体形邻合面洞，合面颊舌径4mm，近远中径3mm，合龈深度位于釉牙骨质界合方2mm，龈壁宽2mm，轴壁微向合方外展6°～8°，洞壁内线角圆钝，无倒凹，边缘无斜面。制备后的实验牙用暂封王暂封窝洞后，置于37℃生理盐水中备用。常规硅橡胶取模，超硬石膏灌注模型。将工作模型随机分为四组，每组10颗，编序号。分别采用SLM制作钴铬合金、钛合金远-合嵌体及失蜡铸造法制作钴铬合金、钛合金远-合嵌体试件各10颗。铸造试件喷砂清洗后经X线检测为无缺陷试件者，常规打磨抛光后备用。

1.2.2粘结：将四组嵌体和实验牙分别在超声清洗机内用95%乙醇震荡5min、吹干，由同一操作者使用Single Bond 2将嵌体试件按序号粘结固定在实验牙窝洞内，加压，使之与洞壁贴合，待粘结剂固化后去除边缘溢出的粘结剂，表面打磨抛光备用。所有实验牙用蜡封闭根尖孔。

1.2.3冷热循环：将实验牙置于恒温水浴箱中进行冷热循环：一个水浴箱设定温度为60℃，另一个设定为4℃，实验牙交替放入4℃和60℃水中各30s，间歇15s，循环500次。

1.2.4试件微渗漏观察：每个实验牙在嵌体边缘1mm以外均匀涂布2层指甲油待其干燥后，置入37℃0.5%碱性品红溶液中进行染色，24h后取出，流水冲净，再用95%乙醇去除表面附着的染料。将实验牙根部固定于超硬石膏中，在流水冲洗下金刚砂片平行于牙体长轴沿近远中方向分别从嵌体颊面和颊舌面连线的中分面将试件纵向剖开2次，砂纸磨光剖切面，即刻在体视显微镜（×50）下观察嵌体与牙体的粘结界面，采用Spot 4.6 图像分析软件测量染料渗入实验牙轴壁及龈壁的深度，每个试件均由同一观测者观测所有剖切面并取其平均值记录。

1.3统计学分析：采用SPSS17.0对4组试件的测量结果进行单因素方差分析，配对t检验比较同组试件轴壁和龈壁的微渗漏，P＜0.05差异有统计学意义。

2　结果

实验中四种嵌体材料的轴壁和龈壁均出现不同程度的微渗漏，经单因素方差分析有统计学意义（轴壁：F=38.33，龈壁：F=90.95，P＜0.05）；SLM Co-Cr与Co-Cr（轴壁q=35.27， 龈壁q=15.88）、SLM Ti与Ti（轴壁q=31.53，龈壁q=15.99）、SLM Co-Cr与SLM Ti（轴壁q=42.39，龈壁q=42.61）组间采用q检验进行两两比较，SLM Co-Cr、SLM Ti嵌体微渗漏情况小于失蜡法铸造Co-Cr、Ti嵌体，差异有统计学意义（P＜0.05），SLM Co-Cr与SLM Ti嵌体微渗漏差异无统计学意义（P＞0.05）；同种材料龈壁的微渗漏情况明显高于轴壁，SLM Co-Cr：t=15.38，Co-Cr：t=6.79，SLM Ti：t=18.27，Ti：t=11.18，P＜0.01，经配对t检验显示差异有统计学意义。

表1　四种嵌体轴壁和龈壁微渗漏深度 （mm ，±s ）

表1　四种嵌体轴壁和龈壁微渗漏深度 （mm ，±s ）

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3　讨论

金属嵌体是口腔临床中使用历史最长的嵌体材料，其中金合金嵌体以其良好的边缘延展性、适宜的硬度、优越的生物相容性被认可，但其价格高昂以及较大的制作损耗而具有局限性；非贵金属嵌体具有良好的机械性能、较好恢复牙体的颌面形态和邻面触点、价格相对低廉等优点。本实验选取的钴铬合金、钛合金材料均为临床常用非贵金属嵌体材料，具有代表性。不同金属材料的热膨胀系数和收缩率各不相同，遇冷遇热时会产生不同的膨胀和收缩，可使嵌体材料与牙体组织间的密合度发生变化。本实验用牙均置于37℃恒温水浴箱中，并采用4℃和60℃冷、热交替循环的方法，能在一定程度上模拟材料在口腔环境中的老化情况，为使材料与牙本质各部分温度变化能达到均衡，本实验将样本牙每次在冷水和热水中停留的时间设定为1min，可以有充分的冷热交替及平衡的时间，使实验结果更具可信度。

修复体微渗漏的产生与多因素有关［1］，也有不同的研究方法［2-4］；本实验采用染料渗入法作为微渗漏的观测方法，它具有操作简便、结果易观察的等优点。微渗漏的形成主要是修复体与牙体硬组织不能形成粘结或形成的粘结被破坏，出现裂隙所致［5-6］。微渗漏在一定程度上可以反映出牙体和修复体间的密合度，是评价修复体质量的重要指标之一［7］。本实验通过SLM制作嵌体与失蜡法铸造嵌体边缘微渗漏的对比研究，探讨嵌体与牙体组织的密合度对边缘微渗漏的影响。从表1可见，四种嵌体用同种粘结剂粘结后边缘均出现一定的微渗漏，其中失蜡法铸造钴铬合金嵌体边缘微渗漏最大（1.7940±0.0626，2.5855±0.3200），因为钴铬合金属非贵金属合金，它的铸造收缩率大，精度低，不易形成薄的边缘，嵌体与牙体的间隙大，易发生微渗漏。而钛合金嵌体在铸造过程中，因为铸造压力大，包埋料的选择、铸道的设计、浇铸温度等掌握不当易发生铸造缺陷。所以，失蜡法铸造钴铬合金、钛合金嵌体边缘微渗漏明显大于SLM 制作钴铬合金、钛合金嵌体，差异有统计学意义（P＜0.05）；SLM 制作钴铬合金、钛合金嵌体边缘微渗漏无显著性差异（P＞0.05）。说明嵌体与牙体的密合度不同与微渗漏程度有关。丁弘仁等研究表明嵌体与牙体的密合度与制作材料的性能以及嵌体的制作工艺有关［8］。

选择性激光熔覆技术（selective laser melting，LM）是计算机辅助设计下利用超高能量密度激光束的热作用，将金属粉末原料逐层熔化-快速冷却，层层堆积增量，加工成型金属零件的技术。SLM是一种可以直接快速加工出高精密度金属零件的新型制造技术［9-10］，近年来已应用于口腔修复体制作领域。

传统失蜡铸造法的制作工序繁复，在蜡型制作、包埋等多个步骤中存在不可控的人为误差和包埋铸造的膨胀收缩误差，使铸造出的嵌体精度偏低，需适当调改后方能完全就位。而SLM金属嵌体制作过程中，从扫描模型提取数据到激光熔覆机制作修复体，每一步均由计算机精确控制，避免了蜡型的形变、包埋料的膨胀收缩影响以及人为误差，而且可以精准控制金属收缩补偿，SLM制作的金属嵌体可直接就位，适合性优于失蜡法铸造的金属嵌体［11-13］。

本实验中四组嵌体龈壁处染色比轴壁大而深，说明龈壁的微渗漏比轴壁严重，轴壁抗微渗漏能力强于龈壁，分析原因是由于牙釉质、牙本质结构不同造成的。牙釉质表面经酸蚀处理后，釉柱脱矿可形成无数微孔，不仅增加了与粘结剂的接触面积，也可与粘结剂形成机械性嵌锁结构，同时，釉质表面脱钙后形成羟基膜和氨基膜，这些极性分子与树脂粘结剂中的羟基、羧基等极性基团通过分子间的作用力提高了嵌体与牙釉质的粘结力，从而增强了抗微渗漏能力。而龈壁以牙本质粘结为主，由于牙本质小管的通透性，使染料更容易渗入着色，也更易发生微渗漏。张爽等［14］研究表明对牙釉质和牙本质采用不同的粘结技术可以减少微渗漏的发生。

嵌体与牙体间的密合度是影响嵌体微渗漏的重要因素，但不是唯一因素，嵌体表面的抛光度［15-16］、粘结剂的选择、粘结方法等均可能对微渗漏大小产生一定影响，有待在今后的临床实践中进一步研究。

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编辑/李阳利

Comparative research on border microleakage of metal inlay with selective laser cladding technology and lost wax casting process

YE Rong-rong， JIA Shuang
（Department of Prosthodontics，Shanghai Stomatological Hospital，Shanghai 200001，China）

Objective The objective was to evaluate the degree of dye penetration of cobalt-chromium and titanium alloy inlay with selective laser cladding technology and lost wax casting process. Methods Forty freshly extracted human premolar teeth were selected and randomly divided into four groups of 10 each. Respectively， the teeth were prepared for meisoocclusal cavity of rectangle by cobalt-chromium alloy and titanium alloy inlay with selective laser cladding technology and lost wax casting process， then bonging with Single Bond2. After exposed to thermocycling and immersed in basic fuchsin dye solution， the specimens were then sectioned with mesio-distally direction into three halves in a vertical plane parallel and measured dye penetration in axial wall and gingival wall. Results It was evident that the microleakage was evaluated in different degree for each group and the result was statistically different in one-way analysis of variance （ANOVA）（axial wall：F=38.33， gingival wall： F=90.95， P＜0.05）. The dye penetration of cobalt-chromium and titanium alloy inlay with selective laser cladding technology was lower than the lost wax casting process with the same materials，and the difference was statistically significant（P＜0.05）. There was no difference with cobalt-chromium and titanium alloy inlay with selective laser cladding technology（P＞0.05）. The dye penetration in gingival wall was signifcantly higher than in axial wall with the same materials，and the difference was statistically signifcant with pairing t-testing（P＜0.01）. Conclusion The metal inlay with selective laser cladding technology showed a better marginal adaptability than lost wax casting process.

selective laser cladding technology； lost wax method； cast； inlay； microleakage

R783.1

A

1008-6455（2016）08-0070-03

2016-05-26

2016-07-04