氧化锆全瓷修复体颜色再现的影响因素

氧化锆全瓷修复体颜色再现的影响因素
史也;吴效民
【摘要】全瓷修复体因其良好的机械性能及美学效果广泛应用于口腔修复.其中高强度的氧化锆材料备受关注.氧化锆材料机械性能优良,但美学效果相比其他全瓷材料稍有逊色.为使氧化锆材料呈现更好的美学修复效果,部分学者不断研究各种影响氧化锆材料颜色的因素并寻找改善其美学效果的方法.影响氧化锆全瓷修复体颜色的因素较多,本文旨在材料因素、加工因素、临床因素三方面对氧化锆全冠修复体颜色的影响作一综述.
【期刊名称】《口腔颌面修复学杂志》
【年(卷),期】2014(015)003
【总页数】4页(P179-182)
【关键词】氧化锆;全瓷;颜色
【作者】史也;吴效民
【作者单位】中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院口腔科北京 100730;中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院口腔科北京 100730
【正文语种】中文
【中图分类】R783.1
近年来，全瓷修复体凭借其优良的机械性能及美学效果越来越受到患者和医师的青睐，特别是高强度全瓷材料的研发以及CAD／CAM技术的普及增加了全瓷修复体
的应用。

其中氧化锆全瓷材料在口腔领域的发展与应用受到越来越多口腔医师和材料研究者的关注[1]。

目前临床上常见的氧化锆材料分为玻璃渗透氧化锆陶瓷和氧
化钇稳定四方体聚晶二氧化锆陶瓷(yttrium-stabilized tetragonal zirconia polycrystals，Y-TZP)[2-5]。

前者为在氧化锆构筑的微孔隙支架上渗以熔融玻璃
或其他纳米级材料形成的复合材料，具有良好的通透性来满足美学效果。

后者为最常见的四方多晶氧化锆，虽然通透性较差，但其强度高且韧性好，有“陶瓷钢”之称，既可满足修复体所需的机械性能，又一定程度上满足了修复美学要求，临床上可用于氧化锆饰面瓷全冠的基底冠制作，也可直接作为氧化锆全冠应用于口腔修复。

如何使这一优良的牙科材料能同时拥有理想的机械性能和完美的美学效果，是部分学者和医师追求的目标。

瓷粉多晶氧化锆陶瓷现er,TPwn-based在临床比色中，通常使用国际照明委员会(Committee of International Illuminate,CIE)1976*L*a*b标准色度系统，即运
用明度、色相和色度来衡量天然牙的颜色[6]。

除此三要素以外，透光性被认为是
另一重要的光学特征[7]。

一个修复体不仅要与天然牙有相同的颜色，而且需有一
定的透光性。

全瓷材料的透光性主要取决于光在其面的散射，如果穿过全瓷材料的光被全部散射，那么材料则不透明；反之，如果只有部分的光被散射而大部分光穿过材料，那么材料将会体现出透光性。

常用的衡量材料透光性的指标有透射率、对比度(contrast ratio,CR)、透光性参数(translucency parameter,TP)[8]。

影响氧化锆全瓷修复体颜色的因素较多，本文就材料因素、加工因素及临床因素三方面作一综述。

1.材料因素
1.1晶体颗粒影响氧化锆材料的透光性的原因之一是材料中的晶体。

晶体含量、
折射率及晶体颗粒大小均将影响材料的透光性[9]。

研究表明，若晶体颗粒直径接
近光波波长，则具有较大的散射能力。

由小颗粒组成的材料(直径约为0.1μm)，尽
管小颗粒散射能力强，但因面积小所以反射及吸收较少，故仍表现出较高的透光性。

而大颗粒(直径约10μm)组成的材料虽然散射能力差，但造成面积较大的反射和吸收，因而透明度低[10]。

材料中添加成分的晶体量和折射率不同也可造成透光率的不同。

少量的晶体含量和低折射指数可减少光的散射，因而透光性好。

与其他全瓷材料相比，氧化锆的折射指数较高[11]，例如二硅酸锂的折射指数分别为1.51-
1.55，氧化铝的折射指数为1.76，而氧化锆为
2.20，因此同等颗粒大小的情况下
氧化锆的透光性要差。

近年来部分学者旨在改变烧结条件、运用表面处理等各种手段改变氧化锆晶体颗粒大小，排列结构及物理特性以增加其透光率。

如3M公司
对氧化锆进行致密化烧结，消除孔隙对光散射的影响，规则的晶粒排列结构减少晶界对光的折射，获得半透性较高的Lava氧化锆。

1.2孔隙率影响氧化锆材料透光性的另一因素是材料中所含的气孔。

材料内部颗
粒间的气孔是光散射的中心，气孔越大越多会显著增加散射率，从而使因散射导致的光损失增加，材料的透光性则会减弱。

反之，材料内部的颗粒越细致均一，颗粒间的气孔就越小，光线通过时发生的光损失就越少，透光性越好[12，13]。

研究
表明，适量的添加剂可使氧化锆材料的致密化，减小气孔，增加其透光性[14]。

另外原料中的杂质也是吸收和散射的中心，锆块中一旦混有杂质会大大降低锆块的半透明度。

因此氧化锆粉体的纯度、致密性、均匀性对其透光性有重要影响。

国内外部分厂家均在自行研发锆粉，不同品牌的锆粉其晶体成分、颗粒粗细及孔隙率各不相同，直接影响最终氧化锆修复体的美学及机械性能。

2.加工因素
2.1烧结次数经烧结后陶瓷的物理、化学性质会发生改变，如强度、密度、结晶
形状、成分等，重复烧结会影响瓷内部结构中晶相、玻璃相和气相的改变[15]。

在修复体制作和修改过程中，氧化锆基底冠和饰面瓷可能需反复烧结，而烧结次数对全瓷修复体颜色的稳定性会产生影响。

高燕等[16]将六种含有不同质量分数着色剂
的四方多晶氧化锆基底瓷粉以950℃高温反复烧结1、2、3、4、5次后，发现随
着烧结次数的增加，六种试件L值均有下降趋势，但a、b值无明显变化，说明致色离子在烧结温度范围内相对稳定。

随着烧结次数的增加，试件的色差增大，一次烧结后的试件色差最小。

但是试件的色差较小，变化范围为0.10-1.47，表明反复烧结对着色的四方相氧化锆陶瓷的颜色仅有微小影响，肉眼不可见。

庞丽萍等[17]对包括氧化锆在内的多种全瓷材料的基底瓷及饰面瓷分别进行了反复烧结的实验，发现随着烧结次数增加，氧化锆饰面瓷及基底瓷的总孔体积反而减小
(0.622→0.425)，L值和b值有增加的趋势，但是晶体结构未发生明显改变，气孔率无明显变化，说明反复烧结对氧化锆材料的透光性影响不大。

2.2饰瓷为弥补氧化锆材料透光性能欠佳、色彩单一的缺陷，通常在其表面饰以
美观性能更好的饰瓷。

目前临床上最常用的氧化锆全瓷修复体为双层复合瓷，即由基底瓷(核瓷)和饰瓷构成。

基底瓷强度高，透明度相对低，色彩单一；而饰瓷透明度高，色彩丰富，可满足美观需求。

饰瓷又分为体瓷、釉瓷、透明瓷等。

体瓷是形成修复体的主体部分，用以模拟牙本质的颜色效果；釉瓷的半透明性补偿体瓷，并对透明瓷进行过渡；适当使用透明瓷可改善修复体的颜色，但不能代替釉瓷。

其中透明瓷的透射系数最高，釉瓷次之，体瓷最低。

刘莉等[18]研究表明釉瓷与透明瓷厚度的不同会对氧化锆修复体最终颜色产生影响。

随着釉瓷与透明瓷的比值增加，L值与b值逐渐增加，a值降低。

徐雄均等[19]研究Cercon氧化锆全瓷修复体材料，发现当饰瓷超过1mm时，试件的颜色变化肉眼不能区分。

目前临床常用的表面饰瓷工艺有：热压铸技术、涂层技术或两种技术相结合。

热压铸技术采用均质性好的饰瓷块，主要是由氟磷灰石晶体构成的基质，特点是可增加透光性、乳光性和明度等光学特征。

涂层技术采用低熔点纳米氟磷灰石牙本质瓷粉，其晶体的形状、结构与牙体组织的羟基磷灰石晶体相似，特点是使修复体的色泽、表面质地及光泽等与天然牙相似。

骆小平等[20]研究表明对于氧化锆全瓷修复体，
热压铸技术饰瓷者透光性最好，涂层技术饰瓷者透光性次之，而两种技术结合饰瓷的试件透光性最差。

故不同的饰瓷技术会对氧化锆全瓷修复体最终颜色产生影响。

2.3基底瓷饰瓷的半透明性好，但厚度有限，临床上一般不超过1.5mm，因此基底瓷的颜色可能会对最终的修复体颜色产生影响[21]。

基底瓷厚度越大，颜色越深，对光线的吸收就越多，材料的透光性就越小，修复体颜色则越易呈现出基底瓷的颜色。

传统的氧化锆颜色单一，呈白垩色，即使饰瓷也较难再现天然牙的颜色。

为此，不同厂家采用不同方法对氧化锆基底进行染色。

染色方法通常有2种：(1)将预烧
结氧化锆浸入含有金属离子的染色液中渗透，然后烧结，如3M公司的Lava氧化锆和VITA公司的In-Ceram氧化锆；(2)将着色剂添加到氧化锆粉料中进行烧结，对氧化锆材料进行整体着色,如Wieland公司的ZENOSTAR氧化锆。

有研究表明
采用染色液染色后的氧化锆试件的色度值发生显著变化，明度变低，且最终试件的颜色指标与染色时间及染色方法有关[22]。

该方法操作简单，但容易着色不均匀，受操作影响较大，而在氧化锆材料中加入着色氧化物的方法可控制颜色均一，且对材料的明度影响较小，是理想的解决方案。

伊元夫等[23]研究表明，使用稀土氧化物作为着色剂加入氧化锆粉中可改变氧化锆整体的颜色，其中氧化铈和氧化镨使其呈黄色，氧化铒使其呈红色。

黄慧等[24]的研究表明氧化铒主要影响a值，使氧化锆偏红，且a值随着氧化铒含量的增加而上升，b值和L值略有下降；氧化铈着色作用较弱，随着其含量的增加试件的a值下降，b值上升，L值几乎没有变化；氧化镨着色作用较强，主要影响b值，随着其含量的增加试件的b值上升，a值略
有下降，L值无明显变化。

虽然不同种类稀土氧化物会改变氧化锆的色相值，但明度值变化不大。

传统全瓷材料要求基底瓷有一定的厚度以保证其机械强度。

近年来，随着氧化锆材料的发展，优良的机械强度使其临床最低厚度得以减小。

例如Lava氧化锆基底瓷厚度最少可为0.3-0.5mm。

基底瓷厚度的减少明显提高材料的透光性，如0.3mm
厚的Lava氧化锆底层半透性接近甚至高于0.8mm厚的热压铸玻璃陶瓷。

而且相
应饰面瓷的空间增大，有助于提高美学效果。

所以基底瓷的厚度也是影响氧化锆颜色的一个因素。

3.临床因素
3.1基牙与桩核氧化锆修复体具有一定透光性[25]，背景颜色可能会对修复体颜
色产生一定影响，如重度四环素牙或氟斑牙等特殊色牙，以及金属桩核。

然而研究发现，氧化锆材料具有一定的遮色能力，背景颜色并不会影响氧化锆修复体的颜色。

邓斌等[26]通过研究不同背景材料对3种牙科全瓷底层料饰瓷后颜色的影响得出结论：贵金属、镍铬合金、银汞合金和树脂背景色下，在Empress II铸瓷和渗透氧
化铝全瓷冠修复后，均出现一定程度的颜色差异；而各种背景对氧化锆全冠几乎无影响。

马永刚等[27]研究发现，金铂合金、镍铬合金和树脂背景对Cercon氧化锆修复体的颜色无明显影响，不遮蔽背景颜色修复体也可以达到良好的美学效果。

刘一涵等[28]的研究结果与上述结论一致。

但是传统氧化锆透光性较差[29]，遮色能力强，故临床上可以忽略基牙特殊颜色及桩核背景。

但随着材料的发展，氧化锆的透光性逐渐得到改善。

例如IPS e.max1 Zir CAD系统和Lava氧化锆系统，有研
究表明其透光性与人牙本质和牛牙本质的透光性没有显著性差异[30]。

但是关于桩核系统对新型氧化锆材料的颜色影响的研究相对较少，多数研究仍主要针对热压铸瓷系统和玻璃渗透陶瓷系统。

如，Carossa等[31]研究4种桩核(抛光金合金、粗
糙金合金、全瓷和瓷化金属桩核)对In-ceram全瓷系统的颜色印象，发现只要满
足足够的厚度(＞2mm)，仅存在仪器能够检测出的较小色差，表明In-ceram系统在标准临床厚度下对背景的遮色效果在临床上均在人眼可接受的范围。

Vichi等[32]研究与上述结论一致，也认为当全瓷修复体大于2mm时，修复体不受基底颜色的影响，当减少到1.5mm是可产生微小的影响，肉眼上难以观察。

上述研究表明对于In-Ceram和Empress等透光性能较好的全瓷系统，若想减小背景对修复
体颜色的影响则要保证一定的临床厚度，而四方相氧化锆材料透光性较低，遮色能力较强，能否适当的减小修复体厚度以达到良好的遮色效果？这一推论有待实验证实。

3.2粘接剂粘接剂位于修复体与基牙或桩核之间，相当于中间过渡层，对于透光
性好的修复体，粘接材料的颜色、透光性、厚度均会对修复体的颜色产生影响，材料越透明，颜色受粘接剂影响的程度越大。

Barath等[33]对磷酸锌水门汀、玻璃
离子水门汀和树脂粘接剂3种不同的粘接剂进行色彩学的研究表明：树脂粘接剂
具有较好的透光性；而磷酸锌水门汀半透明性最差。

Alghazzaw i等[34]在对试色糊剂和配套树脂粘接剂对几种全瓷材料颜色影响的研究中发现，不同颜色的试色糊剂及树脂粘接剂对氧化钇稳定的四方多晶氧化锆贴面颜色的影响差异无统计学意义，而对IPSe.max贴面的颜色影响较大。

说明粘接剂的影响程度与材料本身的透光性相关。

如何能制作出自然、协调的修复体一直是口腔从业人员的目标。

氧化锆全瓷材料较大程度地提高了修复体的美学性能，如能对诸多影响修复体颜色的因素进行全面的系统研究，对于天然牙的颜色再现是非常有意义的。

目前，氧化锆修复体美学效果的研究已成为国内外的研究热点，不同桩核材料以及瓷层厚度对修复体颜色的影响研究较多，但氧化锆全瓷材料修复体最终颜色的影响规律还需完善和进一步探讨。

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