全瓷材料在口腔修复中的应用

2017-10-30 10:10  来源:临床口腔医学杂志
作者:赵欣然 杨杨 阅读量:1035

    传统的烤瓷融附金属全冠修复存在颈缘返青,口腔软组织对金属过敏,修复体的色泽失真等缺点。全瓷材料的理化和生物学性能稳定,修复效果逼真。1965年氧化铝增强的牙科瓷材料应用于临床;无收缩全瓷冠系统和Dicor可铸造陶瓷系统的应用,进一步改善了口腔修复体的美学性能。全瓷修复系统种类繁多,根据材料的不同可分为氧化铝陶瓷(如In-ceram系统)、氧化锆陶瓷(如Cercon系统)、氧化硅陶瓷(如IPS-Empress系统)等;根据加工工艺可分为粉浆涂塑(如In-ceram等)、失蜡铸造(如IPS-Empress等)、机械切削(如Cercon)等;根据完成修复体最终外形和结构的不同可分为单层结构与双层结构。单层结构陶瓷主要用作贴面、单冠,双层结构陶瓷用于制作后牙固定桥、个性化的基台。

    全瓷修复材料具有类似于天然牙齿的透光性能,且硅酸盐陶瓷所特有的变色效果,使得全瓷冠、桥更易于适应周围的牙龈颜色。全瓷修复体在色泽和光线折射上与天然牙鲜有区别,从牙冠到牙龈无肉眼可见的颜色差异;相对于金属而言,具有较低的热传导性,可保护牙髓神经,避免活髓基牙遇到温度变化(冷、热)产生不适或痛觉。现临床以氧化锆和玻璃陶瓷等几种全瓷修复材料应用较为广泛。

    1.氧化锆

    氧化锆瓷块主要成份是氧化锆,另含少量氧化钇、氧化铅、氧化铝及氧化硅;瓷块经1350℃高温烧结后,形成稳定的氧化锆四方晶向体(Y-TZP)。其具有着良好的抗弯强度、韧性及耐磨性,隔热性能及适宜的热膨胀系数。如Cercon二代二氧化锆全瓷的抗压强度约为900Mpa,较以往临床常用的几种金属烤瓷材料更佳,贺利氏金铂合金约500Mpa,松风烤瓷专用非贵金属则约为670Mpa。其强度可满足后牙冠及固定桥的修复需求,甚至较传统材料更优。传统全瓷桥的横截面积为16mm2,而二氧化锆横截面为前牙8mm2,后牙9mm2,但超过2个桥体时仍需要设计为9-12-9。

    在临床固定修复中,考虑到美观和牙龈的增龄性退缩等原因,人工牙冠的颈缘往往延伸至龈缘以下。氧化锆陶瓷应用于牙科材料涉及固定桥基底支架、根管桩、核、种植体基台和正畸托槽,均长期与口腔黏膜或牙体硬组织接触,安全性与生物相容性尤为重要。临床常用的烤瓷合金材料在口腔环境中存在金属离子的析出,可在患者口腔中检测到如镍、铬等金属离子的存在。而如镍铬合金、钴铬合金等在体外实验中被证实有降低细胞正常生长代谢及抑制细胞增殖的毒性作用。苏俭生等在对钴铬合金铸造冠周围组织的钴和铬离子浓度的测定中,发现冠周组织中离子浓度会逐渐增加,戴冠2周、1个月及2个月各阶段离子浓度的差异均有统计学意义。

    经高温烧结致密化的氧化锆陶瓷是一种化学性能较稳定的材料,但由于其硬度高加工困难,在牙科修复领域中的应用受到限制。预烧结的氧化锆陶瓷可通过CAD/CAM技术加工,再经过终烧结到完全致密。但是二步烧结工艺对氧化锆的生物安全性也可能存在影响。但孙蕾等的研究通过即四氮唑盐比色法(MTT)体外细胞毒性试验和急性溶血试验证实了氧化锆陶瓷材料并无细胞毒性作用,且无明显的溶血反应存在。在氧化锆陶瓷中添加微量的氧化物及稀土氧化物以改善基底陶瓷的美学性能。

    黄慧等对添加的CeO2、Er2O3、Pr6O11、Fe2O3、MnO2等5种着色剂烧结的氧化锆材料进行细胞毒性实验研究,表明添加3种稀土氧化物和2种氧化物的3Y-TZP陶瓷最终细胞毒性评级为0级。初步证实添加微量着色剂的氧化锆陶瓷具备人体内应用的生物安全基础。全瓷修复在临床应用中较传统烤瓷合金材料明显优势是其优良的生物相容性。钴铬合金烤瓷冠在使用1个月及3个月后,龈沟液量(GCF)与二氧化锆全瓷修复相比有呈递增趋势,且龈沟液内TNF-α、IL-1β表达水平与同时期二氧化锆全瓷冠修复相比均有不同增加。龈沟液分泌增多是牙龈炎症的早期典型表现之一,龈沟液分泌量与炎症程度呈正相关。这些因子的变化趋势表明了钴铬合金烤瓷冠对于牙龈及牙周组织的健康是有消极影响的。商丽娟等的研究表明,全瓷冠在修复1年后患者的龈沟液含量、TNF-α和IL-6水平,以及牙龈出血指数、牙周探诊深度、菌斑指数及附着丧失的变化均与修复前无明显变化,烤瓷冠修复患者则除附着丧失外,其余指标均与修复前有显著差异。宓勇等临床观察原有金属烤瓷冠修复后出现颈缘黑线的患者拆除原金属烤瓷修复体改用氧化锆全冠修复后,原颈缘黑线及牙龈红肿的症状有了明显改善。

    2.玻璃陶瓷

    玻璃陶瓷的性能主要是由主晶相决定,有硅酸盐玻璃陶瓷体系,铝硅酸盐玻璃陶瓷体系,氟硅酸盐玻璃陶瓷体系,磷硅酸盐玻璃陶瓷等,齿科常用的二硅酸锂(Li2Si2O5)属硅酸盐玻璃陶瓷体系。早期的IPS-Empress第一代玻璃陶瓷,主要为白榴石晶体加强的玻璃陶瓷,晶体含量在陶瓷中主要占30%~40%,其弯曲强度较低(<200MPa)。新型的IPS-Empress2热压铸玻璃陶瓷主要由二硅酸锂晶体和磷酸锂晶体组成,相互锁结的二硅酸锂晶体约占总体积的60%,弯曲强度和抗压强度比以往的可压铸玻璃陶瓷高,可达到约300Mpa。增加晶体含量可提高玻璃陶瓷材料的强度,但随着晶体含量增加,支架和修复体的透光性会显著降低。IPS-Empress2玻璃陶瓷的晶体含量在体积上已超过60%,但仍然保留着良好的透光性。

    新型的玻璃陶瓷材料能满足前牙及前磨牙区嵌体、贴面、单冠及三单位全瓷冠桥的制作使用需求。修复体过度磨损,可能会引起牙齿咬合面破坏,修复体崩瓷、折裂等问题。玻璃基质和晶粒的数量、大小、纵横比、排列方向决定了材料的物理性能、机械性能以及光学性能。白榴石基玻璃陶瓷断裂韧性约为1.2MPa·m1/2,陶瓷内的晶相为含量23.6%~41.3%的白榴石晶体(KAlSi2O6),晶粒呈珠状排列。二硅酸锂玻璃陶瓷断裂韧性约为3.0MPa·m1/2,内部晶相主要为二硅酸锂晶体(Li2Si2O5),晶体含量约为70%,晶粒呈长针状,晶粒纵横比高,交错密集分布,可有效地阻断陶瓷内部的裂纹扩展,因而其断裂韧性值明显高于白榴石。

    由于白榴石陶瓷晶相比例低,导致断裂韧性低,当有应力集中时微裂纹在玻璃基质内容易产生并扩展,陶瓷内部有疲劳磨损的发生。在模拟口腔咀嚼运动的环境下,两种铸瓷的磨损量随时间的变化基本呈线性上升趋势,且在10万转次以下循环内白榴石基玻璃陶瓷的磨损量多于二硅酸锂玻璃陶瓷,20~100万转次循环间两者没有差别。玻璃陶瓷材料在细胞毒性方面的研究均指出其细胞毒性评价为0级,对实验细胞的生长增殖无特殊影响,也无溶血性,生物相容性优良。临床应用中迄今未发现有过敏的病例。

    3.聚合瓷

    聚合瓷是一种含瓷成份70%以上,含30%左右树脂的一种瓷类树脂,适用于制作贴面、冠、桥、嵌体等修复体。遮色作用好,易于修补,且基质材料的耐久性,抗染色性传较统材料有所大幅度提高;在整体性能、颜色表现、光学特性、生物相容性等方面已和天然牙接近。聚合瓷作为新一代修复材料,具有以下优势。①光学特性好:由于含有瓷成分,抛光效果出色,抗染色性良好,不易变色;②强度较高:松风Ceramage聚合瓷抗压强度达到为400Mpa,与第三代铸瓷E.max强度持平。抗弯曲强度为146Mpa,高于铸瓷(330MPa)。硬度接近于天然牙齿,对颌牙损耗非常小,由于材质中含有一部分树脂,其韧性又高于烤瓷;③修补方便:聚合瓷是光固化树脂材料,若已粘固的修复体在口中崩瓷、爆裂,可直接在口中通过光固化修复。

    修复材料与牙本质的弹性模量越接近,同样载荷产生的嵌体底部应力越小,越有利于预防牙体折裂的发生。聚合瓷材料的弹性模量接近于正常牙本质,牙体应力水平分布均匀,降低了嵌体折裂的风险。有学者临床实验结果显示聚合瓷嵌体组修复成功率显著的高于铸瓷嵌体组,而修复体外形满意度、边缘着色满意度、继发龋、密合满意度等比较则无差异。但因聚合瓷硬度稍低,耐磨耗性能较全瓷及烤瓷材料弱,长期应用后可能存在因磨耗导致的菌斑聚集。

    4.全瓷材料在MRI、CT等检查中对呈像的影响

    除了在稳定性、生物相容性方面的优势外,全瓷材料由于其无磁性,不易对CT、MRI等现代检查设备的成像产生干扰。在普通CT和锥形束CT影像中,用金属等高密度材料制作的修复体周围会出现伪影,影响图像清晰度。原福松等对口腔修复的一些常用材料包括氧化锆全瓷冠、玻璃陶瓷全冠、聚合瓷全冠、金铂合金、钴铬合金、纯钛等及天然离体牙在锥形束CT影像中的具体表现及伪影产生程度进行对比,发现氧化锆全瓷冠及各种合金烤瓷冠均能产生伪影,其产生伪影的程度相差不大,纯钛烤瓷全冠周围产生的伪影较少,聚合瓷全冠和玻璃陶瓷全冠与天然离体牙不产生伪影。

    在MRI检查时,金属材料会形成伪影,造成信号强度减弱、图像变形及无信号区,影响图像质量。磁场中任何铁磁性或非铁磁性金属的出现,均会导致磁场扭曲,产生伪影。但不同材料之间伪影大小及影响有一定差异。有学者研究在相同MRI扫描条件下,钴铬修复体产生的扫描图像伪影面积最大,纯钛种植体其次,且在钴铬及全钛修复体伪影周围发现高亮度“白色线圈样”影像。二氧化锆全瓷冠伪影面积最小,其周围牙槽骨图像成像模糊,不能分辨。

    5.全瓷材料在种植学中的应用

    ZrO2陶瓷作为口腔种植材料能在口腔环境中长期保持稳定状态,无生物退变性,不产生组织损伤和破坏作用。体外研究发现ZrO2粉末对NIH3T3成纤维细胞、人成骨细胞无毒性,细胞可贴壁且增殖;且无诱变和致瘤效应,离体致癌和致畸实验结果也均为阴性。Schultze等动物实验结果证明氧化锆陶瓷种植体骨界面与纤维结缔组织界面之比为优于钛种植体;Akagawa等认为氧化锆陶瓷种植体可获得长期稳定的骨整合。ZrO3陶瓷表面具有高度润湿性,纤维束附着于周围,形成真正的上皮附着,可与天然牙相比。ZrO2陶瓷具有良好的机械性能,如弯曲强度、断裂韧性都高,较以往的铸压玻璃陶瓷其可满足后牙冠桥修复的需求。还可设计更小的种植体,为牙槽骨严重萎缩的病人提供了更优的选择。

    有学者将氧化锆种植体植入患者下颌骨以支持下颌全口义齿,并与同期植入的钛种植体相比,发现陶瓷种植体临床效果优于同期观察的钛种植体。Marzouk等在钛种植体的颈部涂上一圈致密ZrO2陶瓷涂层,形成了不同于原钛种植体的特殊陶瓷领圈,实验结果显示:①陶瓷具有绝缘性,不会产生流电现象;②陶瓷材料具有高度润浸性,较金属材料更有利于牙龈愈合;③可高度抛光,减少菌斑聚集;④美观,上部修复体可设计齐龈或龈上边缘;⑤材料坚硬,超声刮治器不会引起表面结构的破坏,可进行种植体周围的维护。其它多种ZrO2陶瓷种植体的应用也证明了这种颈部材料的优越性。采用ZrO2陶瓷制作牙种植体基桩,强度足够抵力;用于前牙区时具有良好的美观效果。陶瓷颜色与牙齿匹配,外形适合,对牙龈黏膜无不良刺激。

编辑: 陆美凤

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