選擇性激光熔覆技術與失蠟鑄造法制作的金屬嵌體邊緣微滲漏的對比研究

葉榮榮，賈　爽（上海市口腔病防治院修復科 上海 200001）

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選擇性激光熔覆技術與失蠟鑄造法制作的金屬嵌體邊緣微滲漏的對比研究

葉榮榮，賈爽
（上海市口腔病防治院修復科 上海 200001）

目的：對比研究選擇性激光熔覆技術（selective laser melting， SLM）制作的鈷鉻合金、鈦合金嵌體與失蠟鑄造法制作的鈷鉻合金、鈦合金嵌體的邊緣微滲漏情況。方法：40顆離體前磨牙制備長方形鄰頜洞，隨機分為四組，每組10顆。分別用選擇性激光熔覆技術制作鈷鉻合金、鈦合金嵌體與失蠟鑄造法制作鈷鉻合金、鈦合金嵌體后，使用Single Bond2粘結。試件經冷熱循環品紅染色后，金剛砂片平行于牙體長軸近遠中方向縱向剖開試件2次，體式顯微鏡下觀察記錄染料滲入試件牙軸壁、齦壁的深度。結果：四種嵌體的軸壁和齦壁均出現不同程度的微滲漏，經單因素方差分析有統計學意義（軸壁：F=38.33，齦壁：F=90.95，P＜0.05）；SLM 鈷鉻合金、SLM鈦合金嵌體微滲漏程度小于失蠟法鑄造鈷鉻合金、鈦合金嵌體，差異有統計學意義（P＜0.05），SLM 鈷鉻合金嵌體與SLM鈦合金嵌體微滲漏差異無統計學意義（P＞0.05）；同種材料齦壁微滲漏明顯高于軸壁，經配對t檢驗顯示差異有統計學意義（P＜0.01）。結論：選擇性激光熔覆技術制作的金屬嵌體抗邊緣微滲漏能力好于失蠟鑄造法制作的金屬嵌體。

選擇性激光熔覆技術；失蠟法；鑄造；嵌體；微滲漏

牙體缺損是口腔疾病中的常見病、多發病，臨床上除充填治療外，還常采用嵌體修復。導致嵌體修復失敗的主要原因是微滲漏，它是口腔環境中的水分、唾液酶及酸堿物質滲入牙體組織與粘結介質間的微小間隙形成的，其大小可直接影響嵌體的修復效果。選擇性激光熔覆技術（selective laser melting，SLM）是近年來被引入口腔修復體制作領域的新技術。本研究通過實驗的方法，對比SLM制作的鈷鉻合金、鈦合金嵌體與失蠟鑄造法制作的鈷鉻合金、鈦合金嵌體的邊緣微滲漏情況，以期為臨床選擇采用何種加工工藝制作非貴金屬嵌體提供實驗依據。

1　材料和方法

1.1材料和設備: SLM材料：Wirobond C+鈷鉻金屬粉末（成分：Co 63.9% ，Cr 24.7% ，W 5.4%，Mo鉬5%，Si 1%，BEGO公司，德國）；鈦金屬粉末（BEGO公司，德國）；鈷鉻合金（BEGO公司，德國）；鈦合金（含鈦4%～6%）；Single Bond 2（3M，美國） ；5g/L堿性品紅（研域化學試劑公司）；ExpressSTD硅橡膠印模材料（3M，美國）；超硬石膏（賀利氏，德國）；D700三維掃描系統（3Shape，丹麥），選擇性激光熔覆機EOSINT M280 （EOS公司，德國） ；IsoMet 4 000線性精密切割機（BUEHLER公司，美國 ）；Discovery.V12立體顯微鏡（ZEISS公司，德國）。

1.2方法

1.2.1離體牙的制備與試件制作：選擇近3個月內因正畸治療拔除的40顆牙體完整，外形相似、無氟斑牙、無四環素牙、無發育畸形、無齲壞、無楔狀缺損、根管顯微鏡下觀察牙體組織無隱裂、無潛行性齲、未經物理或化學方法處理的第一雙尖牙。所有離體牙拔出后，清理牙面殘余軟組織，浸泡于4℃恒溫生理鹽水中冷藏保存。編序號后在每顆實驗牙遠中制備長方體形鄰合面洞，合面頰舌徑4mm，近遠中徑3mm，合齦深度位于釉牙骨質界合方2mm，齦壁寬2mm，軸壁微向合方外展6°～8°，洞壁內線角圓鈍，無倒凹，邊緣無斜面。制備后的實驗牙用暫封王暫封窩洞后，置于37℃生理鹽水中備用。常規硅橡膠取模，超硬石膏灌注模型。將工作模型隨機分為四組，每組10顆，編序號。分別采用SLM制作鈷鉻合金、鈦合金遠-合嵌體及失蠟鑄造法制作鈷鉻合金、鈦合金遠-合嵌體試件各10顆。鑄造試件噴砂清洗后經X線檢測為無缺陷試件者，常規打磨拋光后備用。

1.2.2粘結：將四組嵌體和實驗牙分別在超聲清洗機內用95%乙醇震蕩5min、吹干，由同一操作者使用Single Bond 2將嵌體試件按序號粘結固定在實驗牙窩洞內，加壓，使之與洞壁貼合，待粘結劑固化后去除邊緣溢出的粘結劑，表面打磨拋光備用。所有實驗牙用蠟封閉根尖孔。

1.2.3冷熱循環：將實驗牙置于恒溫水浴箱中進行冷熱循環：一個水浴箱設定溫度為60℃，另一個設定為4℃，實驗牙交替放入4℃和60℃水中各30s，間歇15s，循環500次。

1.2.4試件微滲漏觀察：每個實驗牙在嵌體邊緣1mm以外均勻涂布2層指甲油待其干燥后，置入37℃0.5%堿性品紅溶液中進行染色，24h后取出，流水沖凈，再用95%乙醇去除表面附著的染料。將實驗牙根部固定于超硬石膏中，在流水沖洗下金剛砂片平行于牙體長軸沿近遠中方向分別從嵌體頰面和頰舌面連線的中分面將試件縱向剖開2次，砂紙磨光剖切面，即刻在體視顯微鏡（×50）下觀察嵌體與牙體的粘結界面，采用Spot 4.6 圖像分析軟件測量染料滲入實驗牙軸壁及齦壁的深度，每個試件均由同一觀測者觀測所有剖切面并取其平均值記錄。

1.3統計學分析：采用SPSS17.0對4組試件的測量結果進行單因素方差分析，配對t檢驗比較同組試件軸壁和齦壁的微滲漏，P＜0.05差異有統計學意義。

2　結果

實驗中四種嵌體材料的軸壁和齦壁均出現不同程度的微滲漏，經單因素方差分析有統計學意義（軸壁：F=38.33，齦壁：F=90.95，P＜0.05）；SLM Co-Cr與Co-Cr（軸壁q=35.27， 齦壁q=15.88）、SLM Ti與Ti（軸壁q=31.53，齦壁q=15.99）、SLM Co-Cr與SLM Ti（軸壁q=42.39，齦壁q=42.61）組間采用q檢驗進行兩兩比較，SLM Co-Cr、SLM Ti嵌體微滲漏情況小于失蠟法鑄造Co-Cr、Ti嵌體，差異有統計學意義（P＜0.05），SLM Co-Cr與SLM Ti嵌體微滲漏差異無統計學意義（P＞0.05）；同種材料齦壁的微滲漏情況明顯高于軸壁，SLM Co-Cr：t=15.38，Co-Cr：t=6.79，SLM Ti：t=18.27，Ti：t=11.18，P＜0.01，經配對t檢驗顯示差異有統計學意義。

表1　四種嵌體軸壁和齦壁微滲漏深度 （mm ，±s ）

表1　四種嵌體軸壁和齦壁微滲漏深度 （mm ，±s ）

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3　討論

金屬嵌體是口腔臨床中使用歷史最長的嵌體材料，其中金合金嵌體以其良好的邊緣延展性、適宜的硬度、優越的生物相容性被認可，但其價格高昂以及較大的制作損耗而具有局限性；非貴金屬嵌體具有良好的機械性能、較好恢復牙體的頜面形態和鄰面觸點、價格相對低廉等優點。本實驗選取的鈷鉻合金、鈦合金材料均為臨床常用非貴金屬嵌體材料，具有代表性。不同金屬材料的熱膨脹系數和收縮率各不相同，遇冷遇熱時會產生不同的膨脹和收縮，可使嵌體材料與牙體組織間的密合度發生變化。本實驗用牙均置于37℃恒溫水浴箱中，并采用4℃和60℃冷、熱交替循環的方法，能在一定程度上模擬材料在口腔環境中的老化情況，為使材料與牙本質各部分溫度變化能達到均衡，本實驗將樣本牙每次在冷水和熱水中停留的時間設定為1min，可以有充分的冷熱交替及平衡的時間，使實驗結果更具可信度。

修復體微滲漏的產生與多因素有關［1］，也有不同的研究方法［2-4］；本實驗采用染料滲入法作為微滲漏的觀測方法，它具有操作簡便、結果易觀察的等優點。微滲漏的形成主要是修復體與牙體硬組織不能形成粘結或形成的粘結被破壞，出現裂隙所致［5-6］。微滲漏在一定程度上可以反映出牙體和修復體間的密合度，是評價修復體質量的重要指標之一［7］。本實驗通過SLM制作嵌體與失蠟法鑄造嵌體邊緣微滲漏的對比研究，探討嵌體與牙體組織的密合度對邊緣微滲漏的影響。從表1可見，四種嵌體用同種粘結劑粘結后邊緣均出現一定的微滲漏，其中失蠟法鑄造鈷鉻合金嵌體邊緣微滲漏最大（1.7940±0.0626，2.5855±0.3200），因為鈷鉻合金屬非貴金屬合金，它的鑄造收縮率大，精度低，不易形成薄的邊緣，嵌體與牙體的間隙大，易發生微滲漏。而鈦合金嵌體在鑄造過程中，因為鑄造壓力大，包埋料的選擇、鑄道的設計、澆鑄溫度等掌握不當易發生鑄造缺陷。所以，失蠟法鑄造鈷鉻合金、鈦合金嵌體邊緣微滲漏明顯大于SLM 制作鈷鉻合金、鈦合金嵌體，差異有統計學意義（P＜0.05）；SLM 制作鈷鉻合金、鈦合金嵌體邊緣微滲漏無顯著性差異（P＞0.05）。說明嵌體與牙體的密合度不同與微滲漏程度有關。丁弘仁等研究表明嵌體與牙體的密合度與制作材料的性能以及嵌體的制作工藝有關［8］。

選擇性激光熔覆技術（selective laser melting，LM）是計算機輔助設計下利用超高能量密度激光束的熱作用，將金屬粉末原料逐層熔化-快速冷卻，層層堆積增量，加工成型金屬零件的技術。SLM是一種可以直接快速加工出高精密度金屬零件的新型制造技術［9-10］，近年來已應用于口腔修復體制作領域。

傳統失蠟鑄造法的制作工序繁復，在蠟型制作、包埋等多個步驟中存在不可控的人為誤差和包埋鑄造的膨脹收縮誤差，使鑄造出的嵌體精度偏低，需適當調改后方能完全就位。而SLM金屬嵌體制作過程中，從掃描模型提取數據到激光熔覆機制作修復體，每一步均由計算機精確控制，避免了蠟型的形變、包埋料的膨脹收縮影響以及人為誤差，而且可以精準控制金屬收縮補償，SLM制作的金屬嵌體可直接就位，適合性優于失蠟法鑄造的金屬嵌體［11-13］。

本實驗中四組嵌體齦壁處染色比軸壁大而深，說明齦壁的微滲漏比軸壁嚴重，軸壁抗微滲漏能力強于齦壁，分析原因是由于牙釉質、牙本質結構不同造成的。牙釉質表面經酸蝕處理后，釉柱脫礦可形成無數微孔，不僅增加了與粘結劑的接觸面積，也可與粘結劑形成機械性嵌鎖結構，同時，釉質表面脫鈣后形成羥基膜和氨基膜，這些極性分子與樹脂粘結劑中的羥基、羧基等極性基團通過分子間的作用力提高了嵌體與牙釉質的粘結力，從而增強了抗微滲漏能力。而齦壁以牙本質粘結為主，由于牙本質小管的通透性，使染料更容易滲入著色，也更易發生微滲漏。張爽等［14］研究表明對牙釉質和牙本質采用不同的粘結技術可以減少微滲漏的發生。

嵌體與牙體間的密合度是影響嵌體微滲漏的重要因素，但不是唯一因素，嵌體表面的拋光度［15-16］、粘結劑的選擇、粘結方法等均可能對微滲漏大小產生一定影響，有待在今后的臨床實踐中進一步研究。

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編輯/李陽利

Comparative research on border microleakage of metal inlay with selective laser cladding technology and lost wax casting process

YE Rong-rong， JIA Shuang
（Department of Prosthodontics，Shanghai Stomatological Hospital，Shanghai 200001，China）

Objective The objective was to evaluate the degree of dye penetration of cobalt-chromium and titanium alloy inlay with selective laser cladding technology and lost wax casting process. Methods Forty freshly extracted human premolar teeth were selected and randomly divided into four groups of 10 each. Respectively， the teeth were prepared for meisoocclusal cavity of rectangle by cobalt-chromium alloy and titanium alloy inlay with selective laser cladding technology and lost wax casting process， then bonging with Single Bond2. After exposed to thermocycling and immersed in basic fuchsin dye solution， the specimens were then sectioned with mesio-distally direction into three halves in a vertical plane parallel and measured dye penetration in axial wall and gingival wall. Results It was evident that the microleakage was evaluated in different degree for each group and the result was statistically different in one-way analysis of variance （ANOVA）（axial wall：F=38.33， gingival wall： F=90.95， P＜0.05）. The dye penetration of cobalt-chromium and titanium alloy inlay with selective laser cladding technology was lower than the lost wax casting process with the same materials，and the difference was statistically significant（P＜0.05）. There was no difference with cobalt-chromium and titanium alloy inlay with selective laser cladding technology（P＞0.05）. The dye penetration in gingival wall was signifcantly higher than in axial wall with the same materials，and the difference was statistically signifcant with pairing t-testing（P＜0.01）. Conclusion The metal inlay with selective laser cladding technology showed a better marginal adaptability than lost wax casting process.

selective laser cladding technology； lost wax method； cast； inlay； microleakage

R783.1

A

1008-6455（2016）08-0070-03

2016-05-26

2016-07-04