椅旁CAD/CAM修复体精密度的影响因素*

高晓航 侯晓薇

对于牙体缺损过大、剩余牙体组织薄弱的患者，应用全冠修复牙体缺损是目前临床最常采用的修复方式[1]。近年来椅旁CAD/CAM使得部分修复体加工由加工厂/技工室深入到诊间，不仅使修复过程更加快捷，而且缩短了医、患、技三者的距离，使得沟通更加顺畅，修复后满意度得到很大提升。医师在临床实践中不断发现修复体精密度的提高是维持修复体寿命的重要条件。影响全冠修复体精密度的因素有很多，包括牙体预备、数字模型采集、修复体加工制作、粘接等[2]。下面对修复过程中椅旁CAD/CAM可能产生的精密度影响因素进行阐述。

1.牙体预备过程中的影响因素

牙体预备的边缘形态与修复体的精密度密切相关。传统的边缘形态主要有刃状肩台、斜面肩台、无角肩台、有角肩台等，最新研究热点围绕垂直预备技术与生物导向预备技术配合的刃状边缘，临床随访及体外研究均显示了刃状边缘全瓷冠有着良好的抗折强度和较好的边缘适合性，边缘适合性对于全冠的长期性及稳定性有着重要意义。目前椅旁快速烧结氧化锆强度不断提高[3]，牙体组织预备量可适当降低，研究表明[4]0.5 mm厚的氧化锆有足够的强度来抵抗咬合功能。高强度的氧化锆和树脂粘接剂使得刃状边缘肩台成为可能，大大增强了固位力，降低了脱落失败率[5]。

同时，研究表明[6]口内扫描仪理想的轴面聚合度为4°-10°，过小则可能会对口内扫描造成困难，也不能获得足够的轴面数据，这将会影响修复体的精密度。聚合度过大则不能保证良好的全冠固位力，当聚合度为10°-20°时，前牙和双尖牙的牙体高度不低于3 mm，磨牙的牙体高度不低于4 mm[7]。对于磨耗或咬合紧，修复空间不足，通过减小轴面聚合度仍不能获得满意固位力的情况，可以考虑选择陶瓷树脂复合材料做为冠修复材料，多项研究表明[8，9]应用此类材料制作的修复体可以通过化学粘接力提高固位力。此外Bakeman等人[10]发现当二硅酸锂陶瓷修复体有望获得有效粘接时，其厚度可以降低，从而降低对修复空间的需求。

随着椅旁CAD/CAM越来越多的应用于髓腔固位冠，通过口内扫描数字化印模及CAD/CAM技术，修复体与牙体组织密合性及适合性增强，边缘微渗漏程度降低[11，12]。

2.模型制取过程中的影响因素

数字化印模的优势很明显，研究显示[13]数字化印模的精度明显高于传统印模方式，但同时存在一些缺点：有研究发现[14]经口内扫描仪扫描后修复体与全冠预备体的近远中轴壁间的内部间隙均增大，尤其是远中轴壁的内部间隙增大幅度更多，这是由于应用三角测量原理的口内扫描仪的远中阴影现象导致的。这些误差造成修复体内部间隙的不均匀增大，粘接剂层不均匀，预备体对冠的限制减弱，固位力也降低，甚至导致粘接失败，目前未查到相关的误差补偿的方法。但研究同时表明[14]当牙体预备高度不大于6 mm时，该种口内扫描仪所产生的远中阴影并未被明显夸大，只有大于6 mm的远中阴影使得远中壁的粘接剂厚度相应增厚。另有学者[15]采用三角测量技术进行口内扫描精度方面的研究，结果表明当扫描角度为垂直物体表面时，扫描精度最高。或者先沿着面做平移扫描，然后近远中向改变扫描头的方向，与牙面由0°至60°进行连续变角度波浪式扫描，能够提高全冠的扫描精度[16]。

此外，对于髓腔固位体来说，随着髓腔深度的增加，扫描仪的扫描精确度有所降低，已经有研究表明[17]当洞形深度为3 mm时，其边缘及内部适合性为最佳。因此，在保证有足够固位力的前提下，不建议预备过深的髓腔固位型。

3.修复体设计和加工过程中的影响因素

3.1 CAD修复软件设计中的影响因素CAD修复软件设计中重要的一项是确定粘接间隙的大小，粘接间隙过小，虽然可以增大摩擦力，提高固位力，但却不利于全冠修复体的顺利就位；粘接间隙过大，冠修复体与预备体的边缘适合性及内部适合性则会降低，最终影响修复体的精密度。Hassan LA等学者以70μm、90μm和110μm三种不同粘接间隙对长石质瓷全冠边缘适合性及固位力的影响进行研究[18]，结果表明增大粘接间隙可以改善全冠边缘适合性，而对固位力的影响不大。这可能是由于内部粘接剂间隙过大时，由于粘接剂体积相应增加，在修复体粘接就位时，反而因为粘接剂排溢问题影响边缘适合性。目前CAD/CAM设计阶段预留粘接间隙参数尚没有统一的标准，不同厂家推荐的预留粘接间隙阈值不同，从20μm-50μm不等。美国牙科协会(ADA)规定，冠修复体粘接剂层厚度应为25μm-40μm。

为获得理想的边缘适合性及固位力，目前更多研究关注于分段间隙的设计。Kale等人[19]应用CAD技术，将预备体终止线1 mm以上粘接间隙分别设置为30μm、40μm、50μm，终止线1 mm以内设置为25 μm，测量边缘适合性结果表明终止线上1 mm以内和1 mm以上两个间隙分别设计为25μm及50μm时，全冠修复体有最佳边缘适合性。随着CAD/CAM设备及工艺及可加工修复材料的不断发展，怎样通过调整设计软件的粘接间隙参数来获得良好固位的同时，又能够获得良好的修复体边缘适合性与内部适合性仍然需要进一步的研究。目前椅旁CAD设计粘接间隙时主要根据厂家建议参数并结合预备体条件确定。

3.2 数控机床制作中的影响因素 椅旁CAD/CAM制作修复体的过程是将设计好的数字模型连通到数控机床，进行切削或3D打印，获得修复体。目前切削制作是诊间最为常用的加工方式，即机床通过驱动不同型号的车针对不同材料进行减数，去除多余材料后最终得到设计的修复体形态。在这个过程中，切削设备、切削方式、材料性能均会对精密度产生一定的影响。

3.2.1 切削设备 当前椅旁切削设备有三种，即3轴、4轴、5轴切削，均可用于加工厂也可用于椅旁。研究表明[20]5轴激光切削设备能够降低冠的形变量，大大提高精确度。切削精度常常体现在全冠面的解剖形态、内部适合性上。如一些4轴切削设备使得修复体具有大量咬合接触点，影响全冠稳定性，同时需要耗费较多时间进行调[21]。不准确的内部适合性也将导致不适宜的粘接间隙，当粘接间隙过大时，粘接剂不足以补偿材料的强度，降低全冠长期稳定性，导致固位力的丧失；当粘接间隙不足时，全冠不能完全就位，同样不利于固位[22]。临床工作中，要充分估计到加工设备可能带来的误差，对于需要提供较强固位力，或修复体表面形态较为复杂的临床病例，可选择义齿加工厂。

3.2.2 切削车针 金刚砂车针及钨钢车针都被用于CAM磨削脆性陶瓷材料，而金刚砂车针比钨钢车针切削效率更高，但是金刚砂产生的边缘折裂缺陷更多[23]。为了提高切削精度，避免任何小于车针直径的表面细节被过度磨削，导致修复体保留率降低，同时又要提高切削效率、避免车针折裂，车针直径常常在0.5-1.0 mm不等。张亚君等人研究表明[24]，金刚砂车针的锥度和粗度均影响内部适合性进而影响固位。同时由于冠内部切削车针直径仅1 mm左右，对于切缘和牙尖过锐的预备体，车针受到限制，无法切出锐利的点线角及细小的不规则结构，在影响全冠就位的同时，影响全冠的固位。

3.2.3 材料可切削性 由于切削车针表面粒度大，使得材料边缘出现折裂缺陷，玻璃陶瓷的缺陷尤其明显，这将会降低修复体精密度，如边缘微渗漏现象的出现。最新研究并已应用于临床的树脂陶瓷复合材料，因其具有良好的韧性和较高的强度，切削时不易发生破损，且易在口内修补[25]，修复体完成后边缘线更加完整，提高修复体的精密度[26]。除玻璃陶瓷和树脂陶瓷复合材料外，氧化锆也是椅旁加工常选用的修复材料，氧化锆强度高，切削造成的边缘缺损率较二硅酸锂玻璃陶瓷低[27]。

3.2.4 材料烧结 临床常常需要进行修复体的2次甚至多次烧结，以完成最终制作。多次烧结后修复体可能会产生明显收缩形变，从而影响精密度。厂家会对修复材料附上形变参数，并在CAD软件设计及磨削过程中预设纠偏。对于超常规多次烧结是否会对修复体产生明显的形变尚需进一步研究。

多次烧结会不会对修复体表面结构产生影响，影响修复体的精密度从而影响粘接力，目前的研究尚存有争议。有研究[28]通过1-4次烧结由氢氟酸酸蚀粗化的陶瓷表面，发现所产生微机械固位作用相近，所以多次烧结对二硅酸锂玻璃陶瓷与树脂间的粘接性能无负面影响。另有研究表明[22]随着烧结次数的增加，氧化锆陶瓷晶粒的开孔率增加，孔隙的范围变大，孔径变小，晶粒变大，且反复烧结使得氧化锆陶瓷表面产生微裂痕，随着烧结次数的增加微裂痕增加，使其与树脂粘接剂的剪切粘接强度增加。高士军等学者[29]通过测试多次烧结氧化锆陶瓷与树脂粘接剂剪切强度的研究也表明随着烧结次数的增加，氧化锆与树脂粘接强度增强。但是伴随着烧结陶瓷出现的微裂痕，修复体自身强度降低，因此既要增加粘接强度，又要保证修复的精密度甚至机械强度不受影响，依然有待研究。

4.粘接过程中的影响因素

受到粘接剂流动性及就位方向等的影响，粘接过程中存在降低修复体精密度的因素。粘接过程增大边缘间隙[30]，尤其是垂直边缘间隙[31]，导致边缘适合性降低。

临床上可以通过提高粘接性来弥补修复体的精密度，有研究通过使用不同粘接系统即酸蚀冲洗系统，自酸蚀系统及自粘接系统对二氧化锆增强硅酸锂玻璃陶瓷与牙本质粘接，测试在24 h内的粘接强度，表明酸蚀冲洗系统，自酸蚀系统的微剪切粘接强度较自粘接系统的粘接强度更高[32]。同时，有学者应用自粘接系统及自酸蚀系统树脂水门汀对玻璃陶瓷粘接性能影响的研究表明自粘接系统粘接强度较差，建议当无固位型主要依靠粘接固位的修复体使用自酸蚀系统树脂水门汀[33]。为提高氧化锆粘接力、挠曲强度及美学性能，降低表面弹性模量，Maod L等学者[34]将玻璃陶瓷渗透入超透氧化锆（5Y-PSZ）表面，取得了较为理想的效果。另外也有研究将二氧化锆加入二硅酸锂玻璃陶瓷形成二氧化锆强化硅酸锂玻璃陶瓷（ZLS），用于贴面，部分冠，单冠等修复。ZLS具有更好的机械强度、可切削性、挠曲强度和美观性[35-37]，在保证高强度的同时产生更好的微机械固位，并与树脂粘接剂有了更好的粘接性，从而增强修复体精密度[38]。椅旁加工时要充分考虑到各种材料特有的性能，进行选择。

粘接剂老化问题关系到修复体的精密度甚至远期效果，因而也成为学者关注的重点，有学者进行材料厚度与树脂粘接剂老化对粘接强度影响的研究，结果表明经过热循环及老化处理后复合树脂与ZLS的粘接强度下降[39]。

目前影响修复体精密度的不可调控因素仍较多，为弥补上述不可调控因素，改进CAD/CAM系统并提高粘接剂的性能仍是目前不断需要解决的问题。