數(shù)字模塊在全瓷修復(fù)中的應(yīng)用

全瓷材料可根據(jù)組成結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝分類。根據(jù)組成結(jié)構(gòu)，可分為云藍玻璃陶瓷、硅酸鹽玻璃陶瓷、磷灰?guī)r玻璃陶瓷、玻璃滲透尖晶石、氧化鋅和氧化鋯陶瓷、多晶陶瓷等。根據(jù)生產(chǎn)工藝，可分為漿糊涂塑料、鑄造工藝和機械加工工藝，其中機械加工技術(shù)包括精確復(fù)制機械加工技術(shù)、計算機科學(xué)的設(shè)計和計算機制造的技術(shù)（厘米）。數(shù)碼全瓷修復(fù)技術(shù)是指采用CADCAM技術(shù)制作完成全瓷修復(fù)體的技術(shù),目前大量的全瓷修復(fù)體都是采用數(shù)碼技術(shù)完成的。CADCAM技術(shù)的發(fā)展已有幾十年的歷史,但初期其主要用于加工長石質(zhì)陶瓷,其強度較低,適用范圍窄,臨床應(yīng)用一直不廣泛。隨著以氧化鋯為代表的新一代高強度、高韌性的全瓷材料的異軍突起,數(shù)碼全瓷技術(shù)才在臨床得以廣泛的開展起來,全瓷修復(fù)的適應(yīng)范圍也大大擴展,標志著全瓷修復(fù)時代的來臨。本文將從數(shù)碼全瓷技術(shù)的必要性、CAD/CAM技術(shù)、牙體預(yù)備與修復(fù)體的設(shè)計和制作、材料選擇、全瓷粘接技術(shù)等方面討論數(shù)碼全瓷修復(fù)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展。1增韌陶瓷及數(shù)碼全瓷全瓷修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于臨床已有很長的歷史,最早的陶瓷修復(fù)體就是全瓷修復(fù),但由于早期的全瓷材料在強度和適合性方面都難以讓臨床完全滿意,20世紀中葉才出現(xiàn)了采用金屬基底增強的金屬-烤瓷修復(fù)體,解決了強度和適合性的問題,金瓷修復(fù)體成為臨床固定修復(fù)的主流。但金瓷修復(fù)體金屬基底的存在使得金瓷修復(fù)體在美觀、生物安全性上出現(xiàn)一些諸如頸緣變黑、金屬過敏等問題。為了制作更美觀和健康的全瓷修復(fù)體,尋找強度更高的全瓷修復(fù)材料成為人們的需求。以氧化鋯為代表的多晶陶瓷的出現(xiàn)正好滿足了人們對強度的需求,特別是相變增韌氧化鋯陶瓷,抗彎強度可達900~1200MPa,斷裂韌性可達6~8MPa·m-2。氧化鋯存在于自然界中,有3種不同的晶體結(jié)構(gòu):室溫下的單斜相、1170℃為四方相、2370℃為立方相。在燒結(jié)過程中氧化鋯將發(fā)生相的轉(zhuǎn)變,冷卻過程中從高溫下的四方相轉(zhuǎn)變?yōu)槭覝叵碌膯涡毕嗑w將發(fā)生4.4%的體積膨脹,超過氧化鋯晶粒的彈性限度,導(dǎo)致材料的開裂。加入少量(3%~8%)的CaO、Y2O3或CeO2作為穩(wěn)定劑,可以將四方氧化鋯穩(wěn)定在室溫下,該狀態(tài)處于亞穩(wěn)態(tài),仍有向單斜相轉(zhuǎn)變的趨勢。在受到應(yīng)力時,裂紋擴展的尖端存在應(yīng)力集中區(qū),將誘導(dǎo)晶粒發(fā)生相轉(zhuǎn)變,相變的體積膨脹將阻止裂紋的進一步擴展,即降低單位面積應(yīng)力強度,可起到增強增韌的作用。多晶陶瓷獲得高強度的前提是陶瓷的致密燒結(jié),確保陶瓷內(nèi)部沒有缺陷和氣泡,常規(guī)的陶瓷粉體堆積密度只有理論密度的70%,致密燒結(jié)時就會伴隨著30%體積收縮或10%的線收縮,如此大的收縮,采用常規(guī)的補償收縮的機制(如包埋料的凝固膨脹等)無法補償。為了達到修復(fù)體良好的適合性,收縮量需要進行精確地預(yù)計和補償,數(shù)碼全瓷技術(shù)應(yīng)運而生,這一數(shù)字化縮放技術(shù)可根據(jù)預(yù)燒瓷塊的收縮率事先予以放大,瓷塊燒結(jié)致密后可以恰好補償其收縮。固相燒結(jié)陶瓷直接通過高溫?zé)Y(jié)將晶粒結(jié)合在一起,而不加入任何基質(zhì)材料,形成致密、無孔隙、無玻璃的多晶結(jié)構(gòu)。該陶瓷具有很高的強度和韌性,結(jié)合數(shù)碼全瓷技術(shù)可以精確控制坯體的收縮率,因此可應(yīng)用于冠和橋等高強度底層的制作。正是由于數(shù)碼全瓷既解決了強度問題,又解決了適合性問題,使得以氧化鋯為代表的數(shù)碼全瓷修復(fù)迅猛發(fā)展。2數(shù)碼全瓷修復(fù)體CAD/CAM系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)和計算機輔助制造系統(tǒng)3部分,分為椅旁一次就診完成的椅旁CAD/CAM系統(tǒng)和技工室應(yīng)用的技工室型CAD/CAM系統(tǒng)。椅旁CAD/CAM系統(tǒng)的代表是CEREC系統(tǒng)。將患者口腔中的預(yù)備體噴霧上氧化鈦粉末,用紅外線相機掃描成像,并在電腦上重建3D光學(xué)印模,口腔醫(yī)生可以在3D模型上修改設(shè)計修復(fù)體外形以獲得理想的解剖結(jié)構(gòu)和咬合接觸,并選擇瓷塊的顏色輸入電腦,計算機會顯示使用哪種瓷塊最為合適。根據(jù)計算機設(shè)計的瓷塊在診室內(nèi)進行銑削,制作出帶有鑄道的修復(fù)體,去除鑄道后,修復(fù)體即可在患者的口腔中試戴,鄰面觸點可進行調(diào)整,如果修復(fù)體達到強度和美觀要求,則可直接進行粘接。這種椅旁型CAD/CAM系統(tǒng)價格貴,占用椅位時間長,看似一次完成省時,但臨床醫(yī)生并不太喜歡應(yīng)用,且多半只能切削長石瓷,強度較低,顏色層次有限,臨床應(yīng)用并不普遍。技工室CAD/CAM系統(tǒng)不需要每個醫(yī)院、每個診室購買昂貴的CAD/CAM系統(tǒng),只需像常規(guī)修復(fù)體制作一樣將模型送到加工中心,即可制作數(shù)碼全瓷修復(fù)體,使更多的患者享受到數(shù)碼全瓷修復(fù)帶來的好處。一般需要患者2次就診,臨床醫(yī)生既可以直接掃描預(yù)備體并將數(shù)字印模結(jié)果送至技工室,也可以取傳統(tǒng)的印模,灌注石膏模型后送技工室掃描模型獲取數(shù)字模型,然后在數(shù)字模型上制作高強度的全瓷修復(fù)底層,再在底層表面堆塑表面飾瓷,完成數(shù)碼全瓷修復(fù)體。3基于邊緣適用性的適合性數(shù)碼全瓷修復(fù)體的適合性如何是很多臨床醫(yī)生關(guān)心的問題。對適合性來講,目前一般多采用McLean等的觀點,即邊緣適合性不超過120μm。研究顯示,目前數(shù)碼全瓷修復(fù)體的邊緣適合性一般都小于100μm,可達到很好的精度(圖1)。4數(shù)碼全瓷修復(fù)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)碼全瓷修復(fù)體的牙體預(yù)備要求與金瓷修復(fù)體類似,牙體預(yù)備前牙切端預(yù)備至少1.5mm,軸面1.0mm(美學(xué)區(qū)域的軸面預(yù)備需達到1.5mm),聚合度為4°~6°;后牙ue40a面預(yù)備達1.5mm,軸面1.0mm,聚合度4°~6°。頸緣肩臺的預(yù)備形態(tài)有很多,圓緩的淺凹型是推薦的形態(tài)。需要指出的是,由于數(shù)碼全瓷采用機加工切削方式成型,受制于切削車針的粗細,前牙切緣不能制備成銳邊,而應(yīng)該制備成半徑為0.4mm以上的圓弧形;后牙ue40a面則應(yīng)制備成角度大于120°的平緩曲面。與制作傳統(tǒng)的烤瓷修復(fù)體需修整代型的邊緣并進行修復(fù)體設(shè)計一樣,數(shù)碼全瓷修復(fù)通過獲得牙預(yù)備體詳盡的數(shù)據(jù)后,技師能夠通過計算機進行設(shè)計,并根據(jù)預(yù)備體、齦邊緣、鄰牙及咬合來確定其適合性,還可以通過計算機軟件的設(shè)計工具精修,運用計算機輔助設(shè)計軟件,可形成理想的鄰接觸關(guān)系,確定合理的咬合關(guān)系。在銑削過程中,計算機顯示的修復(fù)體形貌將被復(fù)制再現(xiàn)。底層冠的良好設(shè)計是飾面瓷獲得支持的基礎(chǔ),底層冠表面留給飾面瓷的空間不應(yīng)大于2mm,否則可能導(dǎo)致崩瓷。飾面瓷空間過厚或過薄都會造成應(yīng)力的集中,可能出現(xiàn)崩瓷。氧化鋯與飾面瓷的結(jié)合關(guān)系尚未完全清楚,氧化鋯底層與飾面瓷的結(jié)合界面是修復(fù)體的薄弱位置,容易發(fā)生崩瓷。底層與飾面瓷的熱膨脹系數(shù)不同、瓷的燒結(jié)收縮、飾面瓷的缺陷及在底層材料上的低潤濕性等這些因素都可能是造成瓷崩的原因。盡管目前為氧化鋯底層開發(fā)了特定的飾面瓷粉,與底層盡量匹配,但對于氧化鋯底層與飾面瓷結(jié)合的研究仍然是現(xiàn)在關(guān)注的焦點。此外,在數(shù)碼全瓷修復(fù)體的設(shè)計中還應(yīng)考慮到全瓷橋的強度和抗疲勞性,連接體的橫斷面面積應(yīng)不小于6.25mm2,因此,當齦乳頭與ue40a邊緣嵴的距離大于4mm時,才能考慮使用全瓷橋。研究表明,對于氧化鋯3、4或5單位橋來說,連接體的最小面積分別為2.7、4.0、4.9mm2。在全瓷橋制作中,齦端外展隙應(yīng)合理,不能單純?yōu)榱嗣烙^擴展外展隙,否則難以保證連接體的面積,可能導(dǎo)致全瓷橋的斷裂。不同品牌的氧化鋯全瓷系統(tǒng)規(guī)定的連接體最小面積有所不同,Cercon系統(tǒng)為7mm2,Lava系統(tǒng)為8~9mm2,ProceraAllCeram系統(tǒng)為6mm2。另外,為了確保全瓷橋的抗折強度,基牙的高度也是獲得氧化鋯底冠正確的形態(tài)和連接體面積的基礎(chǔ)。5微膠囊的表面預(yù)處理數(shù)碼氧化鋯底層材料的半透性和顏色是修復(fù)體獲得良好美學(xué)效果的基礎(chǔ)。氧化鋯全瓷底層材料盡管有優(yōu)良的機械力學(xué)性能,但是其光學(xué)性能較差,在牙科陶瓷中,氧化鋯晶體的折射率較高(2.20),光的散射大,可見光透過率較低,無法完全滿足修復(fù)體特別是前牙區(qū)修復(fù)的美學(xué)要求。In-CeramZirconia系統(tǒng)的半透性差,研究表明,其幾乎與金瓷修復(fù)體底層一樣為不透明材料。單一相Y-TZP的全瓷底層材料如Cercon系統(tǒng)、Lava系統(tǒng)等,進行致密化燒結(jié)后消除了孔隙對光散射的影響,規(guī)則的晶粒排列結(jié)構(gòu)減少了晶界對光的折射,可以獲得較高的半透性。此外,氧化鋯因機械強度明顯高于其他全瓷底層材料,所需的底層厚度也相應(yīng)減少(如Lava系統(tǒng)的氧化鋯底層厚度推薦為0.3~0.5mm),厚度的減少也明顯提高了底層材料的透射率,相應(yīng)飾面瓷的空間增大,提高了美學(xué)效果。研究證明,0.3mm厚Lava系統(tǒng)氧化鋯底層半透性接近甚至高于0.8mm厚的熱壓鑄玻璃陶瓷。氧化鋯底層與飾面瓷的折射率等光學(xué)性能不匹配,是造成目前臨床氧化鋯修復(fù)體美觀性能相對較差的原因,因此改善飾面瓷的光學(xué)性能及飾瓷工藝成為了人們?nèi)找骊P(guān)注的問題。近來出現(xiàn)了在數(shù)碼氧化鋯底冠表面壓鑄玻璃陶瓷完成修復(fù)體的技術(shù),這一技術(shù)結(jié)合了氧化鋯陶瓷的高強度和玻璃飾面瓷透明度高的優(yōu)點,壓鑄的玻璃陶瓷為氟磷灰石玻璃陶瓷,通過調(diào)整氟磷灰石晶粒的大小來改變透明度和乳光效果,使氧化鋯修復(fù)體的美觀效果得到了大大的提高。牙科用氧化鋯陶瓷呈白堊色,為使氧化鋯顏色接近牙本質(zhì)的色澤和半透性,通常對氧化鋯在致密燒結(jié)前進行著色,著色方法有2種:用著色液進行外著色,如Lava系統(tǒng);或?qū)⒅珓┘尤胙趸喎垠w中內(nèi)著色,如Cercon系統(tǒng)。6氧化鋯材料數(shù)碼全瓷修復(fù)材料包括長石瓷、玻璃陶瓷、氧化鋁、氧化鋯等。隨著口腔陶瓷加工工藝的改進,特定的CAD/CAM系統(tǒng)和銑削技術(shù)也促進了陶瓷的發(fā)展和應(yīng)用。CAD/CAM使用的材料與傳統(tǒng)的加工工藝不同,嚴格控制的工業(yè)陶瓷加工程序能夠提高陶瓷結(jié)構(gòu)的均一性、高密度、低孔隙率并降低殘留應(yīng)力,這些改善都能夠提高臨床數(shù)碼全瓷修復(fù)的成功率。人們常常將CAD/CAM與氧化鋯陶瓷聯(lián)系在一起,其實這些系統(tǒng)可以加工任何陶瓷,包括玻璃陶瓷、滲透陶瓷及固相燒結(jié)陶瓷如氧化鋯等。材料的使用主要依賴于功能和美學(xué)的需要以及是否為椅旁或技工室型CAD/CAM系統(tǒng),對于椅旁CAD/CAM修復(fù),通常會選擇美學(xué)性能良好、只需較少的加工修整時間的材料(如白榴石加強玻璃陶瓷和硅酸鋰玻璃陶瓷),這樣可減少患者的等待時間,提高工作效率。白榴石加強玻璃陶瓷(IPSEmpressCAD系統(tǒng))和硅酸鋰玻璃陶瓷(IPSe.max系統(tǒng))可用于制作椅旁或技工室制作的CAD/CAM單冠修復(fù)體。白榴石加強的材料能夠滿足牙齒的強度和表面光潔度的需求,并通過與釉質(zhì)相接近的光散射性能獲得較好的美觀效果。對于椅旁制作的修復(fù)體來說,強度也需要同時兼顧,硅酸鋰玻璃陶瓷的CAD修復(fù)體能夠提供400MPa的強度,而白榴石增強的陶瓷則具有120~160MPa的強度,硅酸鋰玻璃陶瓷常用作整塊銑削燒結(jié),以提高強度,如制作貼面等。強度高、但需要長時間致密燒結(jié)的氧化鋯陶瓷材料則更適合于技工室型CAD/CAM系統(tǒng),其可用于制作前、后牙單冠,前、后牙全瓷橋,一般可以制作3~5單位甚至多單位的全瓷橋,但橋體不能超過2單位。需要指出的是,氧化鋯陶瓷的老化也是影響全瓷修復(fù)體力學(xué)性能的不利因素之一,循環(huán)咀嚼的機械壓力和口腔潮濕的環(huán)境會加速這一進程,目前關(guān)于氧化鋯的疲勞性能對口腔修復(fù)體的影響尚未完全明確。通過體外的模擬實驗證明,盡管疲勞現(xiàn)象降低了氧化鋯材料的機械性能,使抗壓強度等力學(xué)指標有所下降,但其強度仍然能夠滿足臨床的修復(fù)要求。常見數(shù)碼全瓷用CAD/CAM系統(tǒng)適合制作的修復(fù)體種類和適合選擇的材料具體見表1。7連接7.1自粘自粘粘土全瓷修復(fù)體的粘接推薦使用樹脂類粘接材料,其中粘接樹脂水門汀具有高強度、高粘接性、低溶解性等特點,是目前應(yīng)用最為廣泛的全瓷粘接類材料。根據(jù)對牙本質(zhì)表面的不同處理方法,樹脂水門汀可分為全酸蝕粘接系統(tǒng)、自酸蝕粘接系統(tǒng)和自粘接樹脂水門汀3種。全酸蝕粘接系統(tǒng)采用酸蝕劑處理牙本質(zhì),水沖洗去除玷污層并形成脫礦層,牙本質(zhì)表面保持適度潤濕,涂布粘接劑并固化,再使用水門汀粘接修復(fù)體。粘接力主要由樹脂突及樹脂向牙本質(zhì)表層膠原纖維結(jié)構(gòu)滲透形成的混合層共同形成。該系統(tǒng)粘接強度高,溶解性低,粘接性強,特別是美觀效果好,可應(yīng)用于硅酸鋰玻璃陶瓷、IPSEmpress等全瓷修復(fù)體的粘接。對于半透性較高的修復(fù)體,需用試色糊劑選擇不同顏色的粘接劑,以避免粘接劑本身對顏色的影響。這一粘接系統(tǒng)存在技術(shù)要求高,使用專門的酸蝕劑或膠粘劑難以清除,容易出現(xiàn)術(shù)后敏感性等問題。該系統(tǒng)代表性的產(chǎn)品包括Variolink、Calibra、Nexus等。自酸蝕粘接系統(tǒng)無需對牙本質(zhì)獨立酸蝕和沖洗,采用處理劑和粘接劑即可完成牙表面的酸蝕、偶聯(lián)及粘接。該系統(tǒng)不去除玷污層,脫礦的玷污層與滲入的樹脂形成混合層,并且樹脂與脫礦的牙本質(zhì)形成樹脂突,從而獲得牢固的化學(xué)-微機械結(jié)合。突出的優(yōu)點是強度高,溶解性低,粘接性強,術(shù)后的敏感性低,具有廣泛的通用性,可應(yīng)用于多種全瓷材料修復(fù)體的粘接。該系統(tǒng)代表性的產(chǎn)品包括Panavia、MultilinkAutomix。自粘接系統(tǒng)省去了其他粘接系統(tǒng)所需的采用粘接劑進行牙面處理的步驟,直接用水門汀實現(xiàn)粘接效果。粘接力主要由微機械固位及酸性功能單體與羥磷灰石的化學(xué)結(jié)合共同組成。臨床操作步驟簡單,使用快捷方便,不需酸蝕牙本質(zhì),降低了術(shù)后敏感的發(fā)生,耐濕性強,但臨床使用范圍相對較窄。該系統(tǒng)代表性的產(chǎn)