CAD/CAM一体化纤维桩核经染色后颜色稳定性及粘接性能的研究

2022-06-23陈丽竹张然屈直

中国医科大学学报 2022年5期

陈丽竹，张然，屈直

（1.锦州医科大学附属第二医院口腔修复科，辽宁锦州 121000；2.丹东市中心医院口腔修复科，辽宁丹东 118000）

随着生活水平的不断提高，人们对口腔修复体功能及美观的要求也越来越高［1］，准确复现变色牙的颜色并与邻牙颜色相匹配是口腔个性化美学修复领域研究的热点和难点［2-3］，因此，模拟变色牙的颜色和色泽是口腔个性化美学修复中一项具有挑战性的任务，牙釉质通过影响牙本质透出的颜色和透明程度，从而进一步影响牙齿整体的颜色和透明程度，以往修复变色牙常采用内外染色法以期望达到临床效果，但牙本质色泽或多或少都会影响最终效果［4］。根据天然牙的这种结构特性，如果将桩核染色模拟变色牙牙本质，并用高透玻璃陶瓷修复可使修复体更加逼真，但这一设想实现的前提是一体化纤维桩核能够成功染色并符合要求，且染色不易变色及褪色，染色后粘接性能依旧符合临床要求。以四环素牙为例，本研究将个性化切削制作的CAD/CAM一体化纤维桩核进行染色，模拟其牙本质颜色，铸瓷全冠修复，经过人工唾液浸泡老化及紫外线光照老化后，探讨其颜色稳定性及粘接性能的变化情况。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

OYA Post-Core D98型纤维复合加强树脂材料块（北京欧亚瑞康公司）；IPS e.max Press HT A1色瓷块（列支敦士登义获嘉伟瓦登特）；Mazic Glaze染色剂（韩国VERICOM公司）；ISO TR10271人工唾液（广东东莞市信恒科技有限公司）；ESPE RelyX Unicem TR色粘接剂（美国3M公司）；Olympus Crystaleye分光光度计（日本奥林巴斯株式会社）；UVA-340型荧光紫外线老化灯（广东中山市古镇豪企照明电器厂）；万能材料试验机（美国INSTRON公司）。

1.2 方法

1.2.1 试件的制备：设计制作桩核蜡型高度7.0 mm，近远中内聚度为6°，切削一体化纤维桩核共20个，编号为1～20，分为对照组和染色组，每组10个试件。其中，染色组根据阮丹平等［5］测得的国人四环素牙L*、a*、b*值范围（L*值42.33～77.00，a*值 -0.69～9.60，b*值2.67～31.50），用Mazic Glaze Orange染色制得统一的模拟四环素基牙背景，测量染色后的CAD/CAM一体化纤维桩核颜色并进行统计学分析，结果显示，染色组L*、a*和b*值差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 CAD/CAM一体化纤维桩核模拟四环素基牙背景（n=10，）Tab.1 CAD/CAM integrated fiber post and core simulation tetracycline abutment background（n=10，）

制得厚度为（1.0±0.02）mm的铸瓷试件，共20个样本。铸瓷全冠用5%HF酸蚀60 s后流水冲洗，无油压缩空气吹干，涂布硅烷偶联剂60 s无油压缩空气吹干，LED光照反应180 s。将铸瓷全冠用3M ESPE RelyX Unicem TR色粘接于CAD/CAM一体化纤维桩核上，5 kg砝码加压固定，光照固化20 s，使粘接剂的厚度尽量保持一致［6］，以上步骤均由同一名技师操作完成。

1.2.2 基线值测量：测量初始色度学各要素L*、a*、b*值作为对照指标，并进行统计学分析（表2、3）。将人工加速老化各测量时间点与基线值进行比较，然后将2组试件先进行人工唾液浸泡老化，再进行UV光照老化。

表2 对照组基线值比较分析（n=10，）Tab.2 Comparative analysis of the baseline values of the control group（n=10，）

表3 染色组基线值比较分析（n=10，）Tab.3 Comparison and analysis of the baseline values of the staining group（n=10，）

1.2.3 人工加速老化：

1.2.3.1 人工唾液浸泡老化将试件分别放置于20个试管内，每个试管内添加5 mL ISO TR10271人工唾液［7］，每周更换1次，放置于（37±1）℃恒温水浴箱中避光保存，测量第7、15、30、60、90天的色度学各要素L*、a*和b*值。

1.2.3.2 UV光照老化采用UVA-340型荧光紫外线老化灯，额定功率10 W，波段为200～400 nm。在室温条件下，相对湿度55%～60%，试件唇面朝上垂直于紫外线灯管长轴等距随机分布，距离光源10 cm，测量第1、7、13天的色度学各要素L*、a*和b*值。

1.2.4 颜色的测量：采用奥林巴斯Crystaleye分光光度计，每个试件测量 3 次，取平均值作为该试件的色度学数据，根据公式计算色差值，ΔE=［（ΔL*）2+（Δa*）2+（Δb*）2］1/2。采用Crystaleye Application，Version1.4对试件进行颜色测量分析。

1.2.5 拉伸试验：将试件分别固定于万能材料试验机的楔形拉伸夹具上，加载速度1 mm/min，直至铸瓷全冠修复体脱落，采用Instron Bluehill 记录铸瓷全冠修复体脱位时的最大载荷。

1.3 统计学分析

采用SPSS 23.0统计软件对颜色稳定性进行单因素方差分析，粘接性能进行独立样本t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 颜色稳定性

2.1.1 2组人工加速老化前后L*值比较分析：对2组试件经过人工加速老化不同时间点的L*值进行统计分析，对照组与染色组的L*值在整个老化过程中纵向比较差异有统计学意义（P＜ 0.05）。见表4。

2.1.2 2组人工加速老化前后a*值比较分析：对2组试件经过人工加速老化不同时间点的a*值进行统计分析，对照组与染色组的a*值在整个老化过程中纵向比较，差异无统计学意义（P＞ 0.05）。见表5。

表5 人工加速老化前后a＊值比较分析Tab.5 Comparison and analysis of the a＊ value before and after artificial accelerated aging

2.1.3 2组人工加速老化前后b*值比较分析：对2组试件经过人工加速老化不同时间点的b*值进行统计分析，对照组与染色组的b*值在整个老化过程中纵向比较，差异无统计学意义（P＞ 0.05）。见表6。

表6 人工加速老化前后b＊值比较分析Tab.6 Comparison and analysis of the b＊ value before and after artificial accelerated aging

2.1.4 2组人工加速老化前后ΔE值比较分析：对2组试件经过人工加速老化不同时间点的ΔE值进行统计分析，对照组在UV光照老化第13天时色差值达到最大，ΔE值为2.05；染色组在UV光照老化第13天时色差值达到最大，ΔE值为2.14。2组ΔE值呈现逐渐上升的趋势，但均＜3.3。见表7。

表7 人工加速老化后色差值ΔE比较分析Tab.7 Comparison and analysis of color difference（ΔE）after artificial accelerated aging

可见经过人工加速老化后，铸瓷全冠试件表面的L*、a*、b*和ΔE值均发生了变化，其中L*值逐渐减小，a*、b*和ΔE值逐渐增大。这说明试件在经过人工加速老化的作用下，试件明度值下降，颜色有变红及变黄的趋势，色差值逐渐增大，但均在临床可接受范围内。

2.2 粘接性能比较分析

2组试件经过人工加速老化后，对照组的粘接力为（513.78±57.69）N，染色组的粘接力为（486.09±70.10）N，2组最大载荷差异无统计学意义（P＞ 0.05），表明染色对CAD/CAM一体化纤维桩核与铸瓷全冠最大载荷的影响效果不显著，粘接力符合临床要求。

3 讨论

铸瓷全冠是一种半透明物质，其反映入人眼的颜色组成包括2个部分：一是经铸瓷全冠试件反射、折射作用后到达人们眼晴中的光线；二是经铸瓷全冠试件透射到达粘结剂层及桩核的光线经反射再一次穿过铸瓷全冠试件，到达人眼的光线。本研究中CAD/CAM一体化纤维桩核老化前后的颜色变化表明了反射光谱的变化，因此，模拟四环素牙背景颜色的变化导致了铸瓷全冠修复体色彩的变化。FARHAD［8］认为，当IPS Empress瓷层厚度＞2.0 mm，基牙颜色和桩核类型不会影响修复体最终颜色；若瓷层厚度＜1.5 mm，最终修复体的颜色会轻微受到背景颜色的影响；若瓷层厚度＜1.0 mm，最终修复体的颜色会受到背景颜色的影响。

采用国际照明委员会CIE-1976L*a*b*表色系统表达颜色，其中，L*表示明度，a*表示红绿色度，b*表示黄蓝色度［9］。不同物体间的颜色知觉差异，称为色差值（ΔE）。O’ BRIEN等［10］得出ΔE＜2.0时2种颜色色差值在临床上可接受；国外专家［11］将ΔE分为3个范围，色差值＜1.0时，人眼无法辨别，ΔE为1.0～3.3，颜色改变轻微，肉眼可见但在临床可接受范围内，当ΔE＞3.3时，肉眼可见颜色改变，临床无法接受。结合以上色差阈值，本研究将ΔE＜3.3作为临床可接受水平。

本研究结果显示，2组试件在经过人工唾液浸泡老化后，L*值逐渐降低，a*、b*值和ΔE值逐渐增大。从置于人工唾液浸泡后的结果来看，L*值与基线值比较差异有统计学意义，导致其出现变化的原因可能是人工睡液中的蛋白质选择性吸附于铸瓷试件表面，获得性薄膜增殖聚集形成菌斑，影响了铸瓷试件对光的反射和折射能力，从而导致试件表面颜色的改变。a*、b*值逐渐上升，表明试件颜色有变红及变黄的趋势，但是在整个老化过程中纵向比较分析没有达到显著性水平。MOSHARRAF等［12］将复合树脂浸泡于人工唾液中1个月，其透明性和颜色也会发生一定的变化。

CAD/CAM一体化纤维桩核可个性化切削，能更好地适应不规则根管形态，桩核修复为一整体，有效避免桩与核分离的现象。本研究通过拉伸试验来评价材料的粘接强度［13］，研究选用的欧亚瑞康CAD/CAM一体化纤维桩核，由35%环氧树脂和65%玻璃纤维包绕而成，有效提高了一体化纤维桩核的粘接性能。PAPHANGKORAKIT等［14］研究认为，最大切牙咬合力范围90～370 N，本研究中染色组CAD/CAM一体化纤维桩核铸瓷全冠修复后脱位时的最大载荷高于单个前牙平均咬合力范围，表明该染色剂并不影响CAD/CAM一体化纤维桩核的粘接性能。

综上所述，本研究证实了CAD/CAM一体化纤维桩核能模拟变色牙牙本质颜色，具有良好的颜色稳定性及粘接性能，符合患者对美观及粘接强度的要求，为变色牙个性化美学修复提供新的研究依据。