不同拋光工具對CEREC Blocs陶瓷拋光效果的比較研究

王桃 郭震威 郭慧晶 喬翔鶴

1.鄭州大學第一附屬醫院修復科；2.牙體牙髓病科，鄭州 450052；3.口腔疾病研究國家重點實驗室，國家口腔疾病臨床研究中心，四川大學華西口腔醫院頭頸腫瘤外科，成都 610041

不同拋光工具對CEREC Blocs陶瓷拋光效果的比較研究

王桃1郭震威1郭慧晶2喬翔鶴3

1.鄭州大學第一附屬醫院修復科；2.牙體牙髓病科，鄭州 450052；3.口腔疾病研究國家重點實驗室，國家口腔疾病臨床研究中心，四川大學華西口腔醫院頭頸腫瘤外科，成都 610041

目的 比較臨床常用的幾種玻璃陶瓷拋光工具對CEREC Blocs陶瓷的拋光效果，為臨床拋光工具的選擇提供依據。方法制作60個陶瓷試件，隨機分為6組（n=10），進行不同的表面處理。G組：釉膏上釉；SF組：使用松風Porcelain Adjustment Kit+CeraMaster 組合拋光；3M組：使用3M Sof-LexTMDiscs套裝拋光；Tob組：使用道邦玻璃陶瓷套裝拋光；EVE組：使用EVE DIAPRO套裝拋光；Ivo組：使用義獲嘉偉瓦登特OptraFine?套裝拋光。測量各組試件表面粗糙度值Ra、Rz并作統計分析，通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀測試件并對其表面形態作定性分析。結果G、3M、SF、Ivo、EVE、Tob組的拋光后Ra值分別為（0.069±0.008）、（0.073±0.009）、（0.223±0.025）、（0.229±0.022）、（0.491±0.093）、（0.763±0.067）μm，經統計學分析，Ra值從小到大依次為G和3M組＜SF和Ivo組＜EVE組＜Tob組，其中G組與3M組、SF組與Ivo組的差異無統計學意義（P＞0.05），其余各組間差異均有統計學意義（P＜0.05）。Rz值統計結果與Ra值一致。SEM觀察結果與粗糙度值的統計結果一致。結論不同拋光工具對CEREC Blocs陶瓷的拋光效果不同，本實驗條件下，Sof-LexTMDiscs套裝拋光表面最光滑，效果近似釉膏上釉。

CEREC Blocs陶瓷； 拋光； 上釉； 表面粗糙度

光滑的瓷表面不僅可以提高患者的舒適度和修復體的美觀效果，還可增加修復體的表面強度，減少對頜牙齒的磨耗，減少菌斑積聚，降低牙齦炎和繼發齲的發生風險[1-3]。瓷修復體制作完成后，一般由技師上釉完成表面處理，而瓷嵌體、瓷貼面等修復方式在臨床粘接后尚需調整咬合，其表面處理必須由醫師在椅旁拋光完成。隨著計算機技術與修復材料的迅速發展，計算機輔助設計和計算機輔助制作（computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM）技術在口腔修復中的應用越來越廣泛。對于可切削瓷材料，臨床醫師存在選擇哪種拋光工具更為合適這一困惑。本研究以此為出發點，比較不同拋光工具對椅旁CAD/CAM工藝常用的CEREC Blocs陶瓷的拋光效果，為臨床醫師選擇拋光工具提供依據。

1 材料和方法

1.1 材料

釉膏、釉液（義獲嘉偉瓦登特公司，列支敦士登），Sirona CEREC Blocs瓷塊（VITA公司，德國）。Programat CS型烤瓷爐（義獲嘉偉瓦登特公司，列支敦士登），YS2206B型電動觸針式粗糙度測量儀（哈爾濱量具刃具集團公司），Ⅰ類B型超聲波清潔機（寧波藍野醫療器械公司），TR-13EF型金剛砂車針（瑪尼公司，日本），JNSX-Ⅲ型金剛石打磨機（天津嘉年公司），FEI型掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM；Inspect F公司，荷蘭）。

1.2 實驗方法

1.2.1 試件制作及粗糙度測定 使用金剛石打磨機切割CEREC Blocs瓷塊，制作成12 mm×10 mm×5 mm大小，篩除有裂紋、缺損的試件，選取60塊合格試件依次用220和400號水砂紙打磨，三用槍沖洗吹干處理面，用顆粒大小20～30 μm的黃標金剛砂車針，輕壓力下注水打磨以模擬臨床調，蒸餾水超聲清洗10 min，自然干燥。采用粗糙度測量儀測量試件表面的粗糙度，以輪廓算數平均偏差Ra、輪廓最大高度Rz作為衡量粗糙度的指標，參照GB/T 1031—2009標準[4]，取樣長度（lr）為0.8 mm，評定長度（ln）為4 mm，測量方式如圖1所示。選取試件處理面中間區域4條線段，每段測量3次，取平均值，表示該試件的表面粗糙度，各試件之間的測量位置與方向相同。將試件隨機分為6組（n=10），對試件制備后表面粗糙度值Ra、Rz分別進行單因素方差分析，各組Ra值之間和Rz值之間的差異均無統計學意義（Ra：F=0.014，P＞0.05；Rz：F=0.105，P＞0.05）。

圖1 粗糙度測量示意圖Fig1 Schematic diagram of roughness measuring

1.2.2 表面處理及粗糙度測定 表面處理前，所有試件再次采用蒸餾水超聲清洗10 min。選取一組試件上釉處理作為對照，標示為G組，表面均勻涂塑釉膏釉液后，放入烤瓷爐預熱6 min，從403 ℃以100 ℃·min-1的速率升溫至790 ℃的最高溫度后保持2 min。余下試件分別采用5種不同的拋光工具進行拋光，拋光工具的參數信息見表1，拋光方法見表2。

表1 拋光工具參數信息Tab1 The information of polishing instruments

表2 實驗組拋光過程Tab2 Polishing process of experimental groups

試件制備及不同拋光或上釉處理均為同一表面，大小為12 mm×10 mm（如圖1所示）。拋光和上釉處理后的試件均用蒸餾水超聲清洗干燥后測量粗糙度，測量過程同1.2.1，以上操作均由同一名醫師完成。

1.2.3 SEM觀察 每組選取1塊試件，蒸餾水超聲清洗10 min，真空鍍膜儀表面噴金，SEM下觀察表面形貌并作定性分析。

1.3. 統計分析

采用SPSS 21.0軟件對6組試件表面處理后的Ra、Rz值分別進行單因素方差分析及多組均數兩兩比較的Bonferroni檢驗，每組試件表面處理前和表面處理后粗糙度值的對比采用配對t檢驗，檢驗水準為雙側α=0.05。

2 結果

2.1 表面粗糙度值

單因素方差分析結果表明，表面處理后各組Ra值、各組Rz值之間均不完全相同，差異有統計學意義（P＜0.05）。各組Ra值從低到高依次為G和3M組＜SF和Ivo組＜EVE組＜Tob組；各組Rz值從低到高依次為3M和G組＜SF和Ivo組＜EVE組＜Tob組，Ra值與Rz值Bonferroni檢驗結果相同，G組與3M組、SF組與Ivo組間差異無統計學意義（P＞0.05），其余各組之間差異均有統計學意義（P＜0.05）。配對t檢驗結果表明，除Tob組表面處理前和處理后的Ra、Rz值無統計學差異（P＞0.05）外，其余各組表面處理前、后的差異均有統計學意義（P＜0.05），各組測量的具體結果見表3。

2.2 SEM分析

SEM結果見圖2，與粗糙度值測量結果具有較好的一致性。G組試件表面光滑，形態規則，缺陷最少；3M組試件表面光滑，缺陷較少，淺層可見極細小的凹坑和不明顯的淺色條紋；SF組試件表面可見小而不規則的裂隙和碎屑狀凹坑，深淺不一；Ivo組試件，稠密不規則的花紋狀凹坑裂隙多位于表面淺層；EVE組試件與SF組表面形態相似，而裂隙、凹坑深且密集；Tob組表面可見密集的裂隙和鱗屑狀凹坑，面積大而深；SF組、EVE組、Tob組試件放大10 000倍后可見排列規則的條紋狀擦痕，其余組試件未觀察到此形態。

表3 各組試件粗糙度值及統計結果Tab3 Roughness of different groups of samples and statistical results μm

圖2 各組試件的表面形態 SEM × 2 000Fig2 Surface morphology of representative specimens in different groups SEM × 2 000

3 討論

本實驗選用粗糙度指標中最常用的兩個參數Ra和Rz，評價表面粗糙度相對全面。Ra即輪廓算術平均偏差，是指一個取樣長度內被測輪廓上各點到輪廓中線距離絕對值的平均值，是牙科材料表面質量評價公認的參數。Rz即輪廓最大高度，是指一個取樣長度內最大輪廓峰高與最大輪廓谷深之和，是評價表面粗糙度最主要的高度參數[4]。

上釉是牙科陶瓷修復體最常用的表面處理方式之一。釉瓷上釉是將調磨合適的瓷表面均勻涂塑一層釉瓷，燒結后形成二氧化硅等氧化物組成的硅酸鹽玻璃薄層，具有顯著降低表面粗糙度、提高表面光澤、消除表面缺陷從而減少菌斑黏附等優點，是公認的瓷修復體表面處理方式[5-7]。本實驗中G組取得了最佳的表面效果，Ra值、Rz值最低，SEM下觀察試件表面規則平整且無表面缺陷。

牙科陶瓷拋光屬于單純的機械性拋光，拋光工具一般由磨料和黏性結合劑組成，拋光機制目前尚存爭議，但達成共識的是磨料和結合劑在一定壓力下通過試件表面，利用磨料的刮削作用去除表面凸起從而達到拋光效果[8]。牙科陶瓷完整的拋光程序分為修形、平整、拋光、精細拋光共4個階段。修形即調整修復體表面形態，磨頭磨粒粗，磨削效率高，但會遺留粗大劃痕；平整又稱預拋光，即清除瓷表面修形后的粗大劃痕，平整后表面仍有肉眼可辨的微小劃痕；拋光磨頭磨粒較細，拋光后瓷表面光滑，無肉眼可辨的劃痕缺陷，泛有一定光澤；精細拋光使用磨粒更細的磨頭，拋光后瓷表面更加光滑，有近似鏡面一樣的光澤。

實驗組中，3M組試件Ra、Rz值均為最低，與對照組比較，Ra值、Rz值兩組之間均無統計學差異（P＞0.05），SEM下試件表面平整規則，可見Sof-LexTMDiscs套裝拋光性能最佳，效果近似釉膏上釉。這與Flury等[5]和Sarikaya等[9]的研究結果相似。壓力是影響拋光效果的因素之一，牙科陶瓷拋光壓力多為2 N左右，拋光工具從粗到細壓力應逐漸減輕[8,10]，Sof-LexTMDiscs套裝的碟片逐級變軟，易于控制壓力，可減少因壓力過大對瓷表面的損傷；但碟片適合拋光弧度較大的表面，不易于拋光前牙舌窩、后牙面的解剖結構，這也暴漏了碟片設計的不足。

松風套裝組合（SF組）包含5種粗細級別的磨頭，從平整到精細拋光的過程中上下級磨頭之間平緩過渡，子彈頭、輪形等多種形狀可完成對復雜面的拋光。本實驗結果可見，該套裝磨損低，拋光效果較好，Ra、Rz值僅高于G組與3M組，SEM觀察表面缺陷較少。因此，松風套裝組合拋光性能全面，對CEREC Blocs陶瓷可取得較好的拋光效果。

Ivo組Ra、Rz值較低，與SF組的差異無統計學意義（P＞0.05）。SEM下，淺而稠密的花紋狀凹坑是典型的表面特征。OptraFine?套裝磨粒最粗的F級磨頭對瓷磨削能力有限[11]，因此該磨頭能否清除拋光前瓷塊表面缺陷至關重要。本實驗中，F級磨頭可完全去除黃標金剛砂車針調整瓷塊后的細小突起，與Flury等[5]未用黃標金剛砂車針的研究結果相比取得了更好的拋光效果。由此可見，臨床使用OptraFine?套裝拋光前，建議使用黃標金剛砂車針做表面修形。

EVE組Ra、Rz值較大，SEM觀察到分布密集、較大較深的凹坑，拋光效果一般。實驗中發現二級H2DPmf磨頭無法完全清除一級DYP-14m磨頭打磨后遺留的劃痕，三級H2DP磨頭精細拋光后劃痕沒有變化，且隨表面光澤的大幅提高反而更加明顯。量化分析和微觀形態的觀察結果充分反映了劃痕殘留的影響。建議使用DIAPRO套裝時增加一個平整級別的磨頭，在DYP-14m修形磨頭和H2DPmf拋光磨頭之間起過渡作用，徹底清除修形磨頭留下的粗大劃痕，會提高該套裝的拋光效果。

在6組試件中，Tob組Ra、Rz值都最高，與該組表面處理前Ra、Rz值的差異均無統計學意義（P＞0.05）。SEM下Tob組試件表面缺陷最深最大，分布密集。從該結果來看，道邦套裝對CEREC Blocs陶瓷在黃標金剛砂車針打磨基礎上沒有拋光效果。這與該組試件拋光后表面存留較多較深的劃痕有關，實驗中SD 2063平整磨頭不能清除CD 2024修形磨頭遺留的深大劃痕，RD 2067A拋光磨頭也不能去除。Tob組與EVE組實驗結果表明，劃痕殘留直接影響拋光效果。因此，套裝中不同級別磨頭的磨粒粗細應過渡合理，從修形至精細拋光過程中，下級磨頭能完全消除上級磨頭造成的劃痕是取得較好拋光效果的基礎。

綜上所述，不同拋光工具對CEREC Blocs陶瓷拋光效果差異明顯。在本實驗條件下，3M Sof-LexTMDiscs套裝拋光效果最好，取得了近似釉膏上釉的效果；松風組合拋光工具性能最全面，與義獲嘉偉瓦登特公司的OptraFine?拋光套裝均取得了較好的拋光效果。

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（本文編輯 吳愛華）

Polishing performance of different polishing tools for CEREC Blocs ceramic

Wang Tao1, Guo Zhenwei1, Guo Huijing2, Qiao Xianghe3. (1. Dept. of Prosthodontics, The First Affiliated Hosptial of Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, China; 2. Dept. of Operative Dentistry and Endodontics, The First Affiliated Hosptial of Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, China; 3. State Key Laboratory of Oral Diseases, National Clinical Research Center for Oral Diseases, Dept. of Head and Neck Oncology, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University, Chengdu 610041, China)

Objective This study aimed to compare the polishing performance of five different glass-ceramic polishing tools on CEREC Blocs ceramic and provide evidence for clinical polishing tool selection.MethodsSixty ceramic specimens were prepared and divided into six groups (n=10). These specimens received different surface treatments, including glazing (group G), polishing with Shofu polishing set, that is, Porcelain Adjustment Kit+CeraMaster (group SF), 3M Sof-LexTMDiscs (group 3M), TobooM polishing set (group Tob), EVE DIAPRO system (group EVE), and Ivoclar Vivadent OptraFine?system (group Ivo). Polishing quality was measured with a profilometer, and we selected Ra and Rz values for statistical analysis. Qualitative surface evaluation was performed by a scanning electron microscope (SEM).ResultsThe mean Ra values of each group were as follows: G (0.069 μm±0.008 μm)＜3M (0.073 μm±0.009 μm)＜SF (0.223 μm±0.025 μm)＜Ivo (0.229 μm± 0.022 μm)＜EVE (0.491 μm±0.093 μm)＜Tob (0.763 μm±0.067 μm). No significant difference was observed between G and 3M groups (P＞0.05), and SF and Ivo groups (P＞0.05), but the remaining treatment groups were significantly different from each other (P＜0.05). Statistical results of Rz values were the same as the Ra values, and visual analysis of the images obtained from SEM was consistent with the statistical results. Conclusion The polishing performance of different polishing tools for CEREC Blocs ceramic was different. Sof-LexTMDiscsachieved the most remarkable performance, which was comparable to that of glazing.

CEREC Blocs ceramic; polishing; glazing; surface roughness

R 783.2

A

10.7518/hxkq.2017.02.012

2016-10-20；

2016-12-25

王桃，副教授，碩士，E-mail：zzwangtao2005@sina.com [通信作者] 王桃，副教授，碩士，E-mail：zzwangtao2005@sina.com

Correspondence: Wang Tao, E-mail: zzwangtao2005@sina.com.