核饰瓷厚度和树脂水门汀对玻璃陶瓷贴面乳光性能的影响

李哲敏 马雯洁 杨淑然 杨秋松 王佳宁 姚张顺 林云红，3 李星星，3

1.昆明医科大学口腔医学院，昆明 650500；2.中国人民解放军联勤保障部队第九二〇医院，昆明 650118；3.昆明医科大学附属口腔医院口腔修复科，昆明650100

玻璃陶瓷贴面因出色的美学性能和可靠的临床耐久性，广泛应用于前牙美学修复[1-2]。变色牙的瓷贴面修复可以选用低透明度的玻璃陶瓷作为核瓷材料，结合通透性好的长石质瓷作为饰瓷材料，且需使用具有遮色效果的树脂水门汀才能获得较好的美学修复效果[3]。乳光性作为天然牙的第二光学特性，是影响瓷贴面美学效果的重要因素，良好的乳光性可赋予修复体更加自然逼真的修复效果。目前，全瓷修复体在颜色和半透明性上可很好地匹配天然牙，但其乳光性与天然牙相比还有很大差距[4-5]。以往的研究[6-7]集中于单层瓷材料、相同厚度复层瓷材料的乳光性能分析，而瓷层厚度和树脂水门汀对复层结构瓷贴面乳光性能的影响尚未见报道。本研究将对不同厚度计算机辅助设计与计算机辅助制造（computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM）瓷贴面及CAD/CAM 瓷贴面-树脂水门汀复合体的乳光性进行分析，为进一步提高瓷贴面修复变色牙的美学性能提供依据。

1 材料和方法

1.1 主要材料和仪器

IPS e.max CAD LT A3 瓷块、IPS e.max Ceram dentin A3 瓷粉、IPS e.max Ceram Transpa Incisal 2瓷粉、Programat CS2 烤瓷炉、Variolink N 粘接套装、4.5%氢氟酸、Bluephase N 光固化灯、Blue‐phase MeterⅡ光强测量计（Ivoclar Vivadent 公司，列支敦士登），科美N4 切削机（爱迪特科技股份有限公司），数显游标卡尺（上海工具厂有限公司），95%乙醇（山东利尔康消毒科技有限公司），1 kg 砝码（深圳圣钻科技有限公司），Datacolor 850 双光束分光光度计（Datacolor 公司，美国），JEM-2100透射电镜（日本电子株式会社，日本）。

1.2 CAD/CAM瓷贴面试件的制作及分组

采用爱迪特科美N4 切削机将IPS e.max CAD LT A3 瓷块切割成长26 mm、宽15 mm、厚度分别为0.25 mm 和0.50 mm 的方形瓷片，在Programat CS2烤瓷炉中结晶后，上结合层，堆饰瓷。牙本质瓷和切端瓷均分2 次烧结完成。采用180～1 200 号水砂纸逐级打磨控制饰瓷厚度，游标卡尺测量并控制误差为0.02 mm。根据核瓷、牙本质瓷和切端瓷厚度，试件分组如表1所示，每组5个试件。

表1 CAD/CAM瓷贴面试件分组Tab 1 The groups of CAD/CAM porcelain veneer specimens

1.3 CAD/CAM 瓷贴面-树脂水门汀复合体试件的制作

CAD/CAM 瓷贴面试件的核瓷底层用4.5%氢氟酸酸蚀20 s，冲洗，使用95%乙醇溶液超声荡洗2 min，吹干，均匀涂布硅烷偶联剂，60 s 后用无水、无污染的干燥气枪吹干，涂布粘接剂Helio‐bond，吹至均匀薄层，20 s 后涂布Variolink N Bleach XL 水门汀，表面隔聚乙烯薄膜置于玻璃板上，将1 kg砝码隔膜置于试件上方，静置30 s，光固化灯（光强度1100 mV·cm-2）预光照2 s，清理多余粘接剂，垂直贴面固化20 s，游标卡尺测量树脂水门汀厚度约为0.10 mm。光固化灯在照射5 次后进行光强测定以确保稳定的光强。

1.4 CIE L*a*b*值测量

采用双光束分光光度计测试CAD/CAM 瓷贴面试件及瓷贴面-树脂水门汀复合体试件的反射光谱曲线和透射光谱曲线，并计算CIEL*a*b*值。测试条件为D65 标准光源，光谱波长范围在360～700 nm，其中反射模式下观察几何条件为CIE d/8°，以标准黑色板作为测试背景。

1.5 乳光性能（opalescence property，OP）分析

根据计算公式OP=[(a∗T−a∗R)2+(b∗T−b∗R)2]1/2，计算反射模式下和透射模式下的彩度差。其中，T和R分别代表透射和反射模式。

1.6 瓷粉晶体粒径检测

取适量IPS e.max Ceram dentin A3 和IPS e.max Ceram Transpa Incisal 2 瓷粉，经乙醇溶液超声分散后滴于铜网上，透射电子显微镜下观察瓷粉中晶粒大小。透射电子显微镜点分辨率为0.23 nm，放大倍数为6 000倍和8 000倍。

1.7 统计学分析

采用SPSS 25.0 软件对CAD/CAM 瓷贴面试件及CAD/CAM 瓷贴面-树脂水门汀复合体试件的乳光值进行方差分析，双侧检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 不同厚度试件反射和透射模式下的L*a*b*值

CAD/CAM 瓷贴面与CAD/CAM 瓷贴面-树脂水门汀复合体反射模式下的色度值见表2。从表中可以看出：核瓷厚度增加，试件L*a*b*值均增大；核瓷厚度相同时，牙本质瓷厚度增加，L*a*b*值均增大；CAD/CAM 瓷贴面-树脂水门汀复合体在0.25 mm 牙本质瓷层上增加0.25 mm 切端瓷后L*a*值增大，b*值略有减小。

表2 CAD/CAM 瓷贴面与CAD/CAM 瓷贴面-树脂水门汀复合体反射模式下的色度值Tab 2 The L＊a＊b＊ values of CAD/CAM porcelain ve‐neer and CAD/CAM porcelain veneer-resin cement composite specimens in the reflected mode

CAD/CAM 瓷贴面与CAD/CAM 瓷贴面-树脂水门汀复合体透射模式下的色度值见表3。从表中可以看出，随着试件厚度增加，L*值减小，a*b*值增大。

表3 CAD/CAM 瓷贴面与CAD/CAM 瓷贴面-树脂水门汀复合体透射模式下的色度值Tab 3 The L＊a＊b＊ values of CAD/CAM porcelain ve‐neer specimens and porcelain veneer-resin ce‐ment composite specimens in the transmitted mode

2.2 OP

核瓷组0.25C、0.50C、核瓷/饰瓷组0.25C/0.25D、0.50C/0.25D、0.50C/0.50D、0.50C/0.25D/0.25I 瓷贴面 试件 的OP 分别为6.10±0.50、7.00±0.24、6.40±0.24、7.08±0.28、7.16±0.21、7.81±0.11。统计分析表明，随着核瓷厚度增加，乳光值增大（P<0.05）；核瓷厚度相同，增加0.25 mm 牙本质瓷，乳光值的差异无统计学意义（P>0.05），但在0.25 mm 牙本质瓷层上增加0.25 mm 切端瓷后乳光值增大（P<0.05）（图1）。

图1 不同厚度CAD/CAM瓷贴面试件的OP值Fig 1 The OP values of CAD/CAM porcelain veneer specimens with different thickness

CAD/CAM 瓷贴面树脂水门汀复合体0.25C/0.25D-0.10、0.50C/0.25D-0.10、0.50C/0.50D-0.10、0.50 C/0.25 D/0.25 I-0.10 试件的OP 分别为6.29±0.31、7.56±0.36、7.67±0.30、8.65±0.53。统计分析表明，CAD/CAM 瓷贴面-树脂水门汀复合体试件随瓷层厚度增加乳光值增大，但0.50 mm 核瓷/0.25 mm 牙本质瓷/0.10 mm 树脂水门汀和0.50 mm核瓷/0.50 mm 牙本质瓷/0.10 mm 树脂水门汀组间乳光值差异无统计学意义（P=0.733）（图2）。

不同厚度CAD/CAM 瓷贴面试件与CAD/CAM瓷贴面-树脂水门汀复合体试件两因素方差分析结果见表4。瓷层厚度和树脂水门汀对试件乳光值的影响均有统计学差异（P<0.05），总厚度与有无树脂水门汀间无交互作用（P>0.05）。

表4 不同厚度CAD/CAM 瓷贴面与CAD/CAM 瓷贴面-树脂水门汀复合体试件乳光值的两因素方差分析结果Tab 4 The two-way ANOVA results of CAD/CAM porcelain veneer and CAD/CAM porcelain ve‐neer-resin cement composite specimens with different thickness

2.3 瓷粉晶粒观察结果

2 种瓷粉中晶粒大小见图3，可见IPS e.max Ceram Transpa Incisal 2 瓷粉与IPS e.max Ceram dentin A3 相比，晶粒更多且粒径更小，晶体粒径多小于500 nm。

图3 2种瓷粉晶粒Fig 3 The crystal of two kinds of ceramic powder

3 讨论

IPS e.max CAD 玻璃陶瓷具有良好的光学性能、机械性能和材料稳定性[8]。按照透明度，IPS e.max CAD 可分为高度透明、中度透明、低度透明、中度不透明和高度不透明5种类型。对于变色牙的修复，IPS e.max CAD LT 瓷块不仅具有较好的遮色效果，同时可呈现相对逼真的色度和透明度。IPS e.max Ceram 饰面瓷粉是一种低熔融纳米级氟磷灰石玻璃陶瓷，含有与天然牙相似的氟磷灰石晶体（100～300 nm 大小的纳米氟磷灰石和1～2 μm 长的微氟磷灰石晶体），不同种类IPS e.max Ceram 瓷粉可以对IPS e.max CAD 瓷块光学性能进行调节，从而使修复体展现出更好的透明度和乳光效果。

乳光性作为釉质的重要光学特征，是半透明材料在可见光谱中较短波长下的光散射现象，即反射光下物体呈现蓝色外观，透射光下物体呈现橙色/棕色外观。研究[6,9]证实，材料的乳光性与半透性之间具有关联性，材料的乳光性能在一定程度上可以遮盖变色基牙。因此对于变色牙的瓷贴面修复，可以通过提高修复体乳光性能来获得较好的美学效果。决定陶瓷材料乳光性能的关键因素有3 个：存在一个或多个大小为380～500 nm 的分散相；分散相与基质之间的折射率大于1.1；分散相高度分散[10]。目前有多种计算方法评价乳光性能，其中基于乳光性定义的方法较为推荐，即计算透射和反射模式下彩度差，乳光值越大，材料的乳光效果越明显[11-12]。乳光值的大小分成3 个等级，当乳光值小于4时，无法观察到材料的乳光性；当乳光值达到9时，材料的乳光性才能被肉眼觉察；当乳光值介于4 与9 之间时，肉眼仅能识别微弱的乳光效应[11]。

陶瓷材料的厚度对乳光性能有着重要影响[6,13-17]。本研究发现，核瓷组和核瓷/饰瓷CAD/CAM 瓷贴面试件乳光值均随着厚度增加而增大。当瓷材料厚度增加，光反射增加而透射减小，其彩度差增加，乳光值增大，与Shiraishi 等[13,16]、Cho 等[6]、Gunal 等[15]和Valizadeh 等[17]的研究 结果一致；但与Turgut 等[14]和Gunal 等[15]对IPS e.max CAD 瓷材料的研究结果不一致，其原因是乳光值计算方法不同，他们采用色度值a*和b*在黑白背景下的差值来评价乳光性能，但这种方法尚未得到验证[13]。

不同陶瓷材料由于晶体结构、晶粒大小与分布不同，其光学性能会存在一定的差异，因此，陶瓷材料的微观结构也是乳光性能的重要影响因素[18]。本研究发现，当核瓷厚度相同，增加0.25 mm 牙本质瓷，乳光值变化不明显。当核瓷厚度为0.50 mm 时，牙本质瓷厚度从0.25 mm 增加到0.50 mm，其乳光性能并无显著改变，但是在0.25 mm 牙本质瓷基础上增加0.25 mm 切端瓷，其乳光值明显增大，证实切端瓷的使用可显著提高复层瓷贴面的乳光效果。IPS e.max Ceram Transpa Incisal 2 瓷粉 与IPS e.max Ceram dentin A3 相比，晶粒更多且粒径更小，晶体粒径多小于500 nm，这些分散相可反射更多波长较短的蓝色光而透射更多波长较长的橙色光，因此切端透明瓷晶粒粒径分布特点是其提高复层瓷贴面乳光效果的重要因素。本实验中，总厚度为1.00 mm（0.50 mm 核瓷/0.25 mm 牙本质瓷/0.25 mm 切端瓷）CAD/CAM试件的乳光值最高，但远低于天然牙的乳光值（19.8～27.6）[19]，仅显示出微弱的乳光效果。

由于较薄的瓷贴面修复体容易受到变色基牙颜色的影响，为了更好地模拟临床，本研究选用具有遮色效果的树脂水门汀Variolink N Bleach XL。涂布Variolink N Bleach XL 树脂水门汀后，CAD/CAM 瓷贴面-树脂水门汀复合体中界面增加，从而增大了透射和反射模式下的彩度差，导致乳光值增大。本实验条件下，厚度为1.00 mm 的CAD/CAM 瓷贴面结合Variolink N Bleach XL 树 脂水门汀显示出最高的乳光值，但仍小于9，仅显示微弱的乳光效果。因此对于变色牙的修复，复层瓷贴面即使采用乳光效果较好的切端瓷，并选择具有遮色效果的树脂水门汀，修复体的乳光性能与天然牙相比仍有较大差距。

综上，IPS e.max LT A3 CAD/CAM 瓷贴面修复变色牙时，核瓷厚度增加乳光效果增强；增加IPS e.max Ceram 牙本质瓷对其乳光效果无明显影响，但增加0.25 mm IPS e.max Ceram 切端瓷可显著增强其乳光性；涂布树脂水门汀Variolink N Bleach XL 后乳光值可显著增大，但其乳光效果仍不明显。因此玻璃陶瓷贴面修复变色牙时，为提高其乳光性能获得自然逼真的修复效果，推荐采用核瓷表面直接烧结切端瓷的设计，同时适当增加核瓷厚度，选择具有遮色效果的树脂水门汀。本研究仅分析了不同瓷层厚度和树脂水门汀对A3色低透明度玻璃陶瓷乳光性能的影响，而不同颜色、透明度陶瓷材料以及不同变色基底对乳光性能的影响仍需进一步深入研究。

利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。