郭永錦 谷莉玲 程輝 李秀容 鄭智烽

近年來牙科陶瓷領(lǐng)域全瓷材料的綜合性能和加工技術(shù)方面發(fā)展迅速。IPS e.Max?系列屬于二硅酸鋰基玻璃陶瓷，因具有良好的美觀性和機(jī)械性能而廣泛用于臨床[1]。它通常有2 種制作方式，一種可以通過CAD/CAM系統(tǒng)(IPS e.Max?CAD)直接切削制作，另一種則采用失蠟壓鑄技術(shù)制作(IPS e.Max?Press)。根據(jù)文獻(xiàn)[2]報(bào)道IPS e.max?CAD 全瓷材料二次結(jié)晶后彎曲強(qiáng)度約達(dá) 360 Mpa,IPS e.max?Press的彎曲強(qiáng)度可以達(dá)到400～450 MPa，作為貼面、嵌體、單冠和固定橋用于前后牙區(qū)時(shí)，在結(jié)構(gòu)完整性方面有良好的效果[3-5]。文獻(xiàn)[6]報(bào)道 IPS e.Max?系列全瓷冠具有良好的抗折強(qiáng)度，但是國內(nèi)外學(xué)者對于IPS e.Max?CAD和IPS e.max?Press 作為后牙貼面修復(fù)材料在不同厚度情況下抗折強(qiáng)度的對比研究相對較少且對于最小厚度仍有爭議。本研究通過抗折破壞實(shí)驗(yàn)考察不同厚度的IC與IP后牙貼面的抗折強(qiáng)度及失效模式，探討瓷層厚度與后牙貼面抗折強(qiáng)度的關(guān)系，以指導(dǎo)臨床應(yīng)用及設(shè)計(jì)。

1 材料與方法

1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

IPS e.max?CAD、IPS e.max?Press、IPS e.max?Ceram Graze Paste、瓷鑄一體機(jī)(Vivadent公司，列支敦士登)；上頜右側(cè)第一磨牙標(biāo)準(zhǔn)樹脂牙(上海日進(jìn)齒科材料有限公司)；代型材料、鑄造蠟(愛迪特公司)；可樂麗菲露(Kuraray公司,日本)；CAD/CAM切削機(jī)(Wieland公司，德國)；光固化燈(佛山市碧瑩醫(yī)療器材有限公司)；電恒溫水浴槽(上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)。電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)[島津儀器(蘇州)有限公司]；體式顯微鏡(EZ4HD，LEICA公司,德國)；掃描電子顯微鏡(Quanta 250，F(xiàn)EI公司，美國)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 牙體預(yù)備及代型制作 選用右側(cè)上頜第一磨牙標(biāo)準(zhǔn)模型塑料牙,依照標(biāo)準(zhǔn)化的非固位形牙體預(yù)備的基本要求，將面均勻磨除2.0 mm，要求邊緣圓緩。并加工成PMMA預(yù)備體代型。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)分組 制作IPS e.max?CAD(IC組) 15 個(gè)試件，分為0.6 mm(IC1組)、0.9 mm(IC2組)、1.2 mm(IC3組)，IPS e.max?Press(IP組)中15 個(gè)試件，則分為0.6 mm(IP1組)、0.9 mm(IP2組)、1.2 mm(IP3組)，每組5 個(gè)試件。

1.2.3 修復(fù)體制作 通過DentalWings設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)貼面，CAD/CAM切削制作厚度分別為0.6、0.9、1.2 mm的蠟型，采用失蠟壓鑄法制作IPS e.max Press貼面。IPS e.max CAD貼面則通過CAD/CAM直接切削制作，上釉燒結(jié)后打磨拋光。所有修復(fù)體制作完成后使用測量尺測量，采用多點(diǎn)重復(fù)測量，誤差控制在±0.01 mm內(nèi)。超聲清洗10 min,清洗吹干。

1.2.4 修復(fù)體粘固 修復(fù)體均按照廠家推薦粘接方法，使用Panava F粘接劑將修復(fù)體粘接于代型上，指壓法均勻加壓并光固化，37 ℃恒溫水浴24 h，備用。

1.2.5 抗折強(qiáng)度測試 試件用自凝樹脂包埋后固定于萬能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)上，直徑6 mm碳化鎢球形加載頭與面中央窩形成穩(wěn)定三點(diǎn)接觸(近中頰尖嵴、遠(yuǎn)中頰尖嵴和近中舌尖嵴)，預(yù)加載5 N，0.5 mm/min速度加載至試樣失效。記錄斷裂載荷值。

1.2.6 斷口形貌分析 失效后的試件置于75%無水乙醇中超聲清洗5 min，干燥，體式顯微鏡初步觀察斷面形貌，掃描電鏡進(jìn)行斷口形貌分析。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，雙因素分析材料、厚度以及材料/厚度交互作用對各組平均最大載荷值有無差異。檢驗(yàn)水準(zhǔn)為α=0.05。

2 結(jié) 果

2.1 各組貼面斷裂抗折強(qiáng)度力值

在IC組中，0.6、0.9、1.2 mm相應(yīng)的平均最大載荷值為(1 191.98±127.74)、(1 296.35±261.97)和(1 593.59±241.13) N；在IP組中為(1 164.83±191.31)、(1 290.84±145.82)和(1 511.86±129.01) N，2 組材料中1.2 mm的后牙貼面平均最大載荷值均明顯高于0.6、0.9 mm組，隨著厚度的增加，斷裂載荷值亦隨之增加。雙因素統(tǒng)計(jì)分析顯示：材料類型對貼面抗折強(qiáng)度的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，不同厚度對抗折強(qiáng)度的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，不同材料與不同厚度之間不存在交互作用(P>0.05)(表1)。LSD-q檢驗(yàn)方法對6 組進(jìn)行多重比較,比較結(jié)果(表2)。結(jié)果顯示：IC1組與IC3組、IC1組與IP3組、IC2組與IC3組、IC1組與IP1組、IC3組與IP2組、IP1組與IP3組均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。

表1 雙因素分析結(jié)果Tab 1 The results of TWO-way ANOVA statistics

表2 各組數(shù)據(jù)多重比較結(jié)果(P值)Tab 2 Pairwise comprisons of the groups(P value)

2.2 斷口形貌分析

掃描電鏡結(jié)果見修復(fù)體的裂紋起源通常起始于接觸區(qū)加載頭下，并向四周及深部進(jìn)展。在接觸區(qū)表層可發(fā)現(xiàn)以裂紋起源為中心的錐狀裂紋，其間伴隨著放射狀裂紋，放射狀裂紋并非直線進(jìn)展，而是呈現(xiàn)不連續(xù)的臺(tái)階狀(圖1)。IPS e.max?Press晶體呈棒狀，較細(xì)長，有規(guī)律的平行排列，形成互鎖微結(jié)構(gòu)，可見明顯的長裂紋(圖2)，在IPS e.max?CAD中晶體稍短小，呈平行排列，未見明顯裂紋。表面較平坦(圖3)。

圖1 失效IPS e.max? CAD樣品斷口形貌(SEM，×100) 圖2 IPS e.max? Press表面形貌(SEM，×2 500) 圖3 IPS e.max? CAD表面形貌(SEM，×2 500)Fig 1 Fracture morphology of IPS e.max?CAD sample (SEM，×100) Fig 2 Surface micrographs of IPS e.max? press sample (SEM，×2 500) Fig 3 Surface micrographs of IPS e.max? CAD sample (SEM，×2 500)

3 討 論

Sasse等[5]學(xué)者認(rèn)為玻璃陶瓷的厚度與修復(fù)體可承受最大咀嚼力值以及抗折性相關(guān)。這與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相一致。本實(shí)驗(yàn)中1.2 mm的IC、IP組后牙貼面平均最大載荷值均明顯高于0.6、0.9 mm組，顯示隨著厚度的增加，斷裂載荷值亦隨之增加。這與Andrade等[13]研究相似。Magne等[14]利用3 種不同材料(IPS Empress CAD，IPS e.max?CAD,Paradigm MZ100)制作1.2 mm的后牙貼面進(jìn)行抗疲勞實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)只在修復(fù)體內(nèi)出現(xiàn)裂紋，未見災(zāi)難性失效。另外該學(xué)者通過有限元分析[15]認(rèn)為通過CAD/CAM制作的二硅酸鋰基玻璃陶瓷和復(fù)合樹脂后牙超薄貼面修復(fù)重度磨耗牙具有良好的效果。以往的研究中對用全瓷材料制作的滿足臨床要求的后牙貼面的最小厚度并未給出一致的結(jié)論，Egbert[16]對比研究了由3 種不同材料(Paradigm MZ100，Lava Ultimate，Vita Enamic)制作的0.3 mm后牙貼面，發(fā)現(xiàn)其抗折強(qiáng)度亦滿足臨床需求。本研究的預(yù)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，加工厚度小于0.6 mm的具有面解剖形態(tài)的二硅酸鋰基玻璃陶瓷后牙貼面，特別是采用失蠟壓鑄技術(shù)制作的試件失敗率較高。為保證不同材料制作的后牙貼面的面形態(tài)及修復(fù)體厚度的一致性，本實(shí)驗(yàn)中IPS e.max?Press蠟型亦通過CAD/CAM切削來保證其準(zhǔn)確一致性，避免手工蠟型制作誤差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果中2 種二硅酸鋰基玻璃陶瓷制作的后牙貼面，0.6 mm組與0.9 mm組試件斷裂抗折強(qiáng)度無明顯差異，對臨床具有指導(dǎo)意義，表明超薄(0.6 mm)貼面修復(fù)體也具有良好的抗折性，但在口腔實(shí)際更復(fù)雜的酸堿潮濕環(huán)境中，經(jīng)溫度變化和咀嚼力的反復(fù)作用后的疲勞強(qiáng)度，超薄貼面修復(fù)體是否滿足臨床使用要求還需要進(jìn)一步研究。

有學(xué)者[17]認(rèn)為單層瓷有兩種斷裂模式：脆性模式和類塑性模式，其中脆性模式多發(fā)生于強(qiáng)度較高顆粒較細(xì)的陶瓷材料，表現(xiàn)為表面發(fā)生錐狀裂紋。本實(shí)驗(yàn)中的二硅酸鋰基玻璃陶瓷失效模式表現(xiàn)主要為脆性模式，從圖1可見，在接觸區(qū)表層可發(fā)現(xiàn)以裂紋起源為中心的錐狀裂紋，在錐狀裂紋產(chǎn)生后，隨著加載力值的增加，放射狀裂紋產(chǎn)生，同時(shí)放射狀裂紋并非直線進(jìn)展，而是呈現(xiàn)不連續(xù)的臺(tái)階狀。另外IPS e.max?Press晶體呈棒狀，較細(xì)長，并呈有規(guī)律的平行排列，形成互鎖微結(jié)構(gòu)。當(dāng)出現(xiàn)裂紋時(shí)，裂紋被棒狀結(jié)構(gòu)的二硅酸鋰基晶體包圍，只能以迂回線路擴(kuò)展，因此裂紋發(fā)生偏轉(zhuǎn)[18-19]。圖3可見IPS e.max?Press中長裂紋呈迂回?cái)U(kuò)展，另外有研究表明[20]玻璃材料中存在沿晶斷裂和穿晶斷裂，圖3顯示材料的沿晶斷裂。