試件厚度及染色時間對Upcera-ST白色二氧化鋯陶瓷燒結后表面色彩學特征的影響

劉小麗，廖 嵐

(1.南昌大學附屬口腔醫院a.技工室； b.修復二科； 2.江西省口腔生物醫學重點實驗室，南昌 330006)

為避免氧化鋯飾瓷的崩裂，臨床上常采用單層全鋯來進行后牙全冠的修復。為獲得較好的色彩效果，需要對氧化鋯塊進行染色。浸泡染色法是將切削好的預燒結氧化鋯直接浸泡在染色液中而達到滿意的顏色，操作簡單、便捷，人為影響因素較少，效果較均一。采用浸泡法染色過程中，影響氧化鋯染色特征的主要因素是材料厚度和染色時間[1]。為此，本研究將Upcera-ST白色二氧化鋯瓷塊制成不同厚度試件，采用Upcera專用的染色劑A2色液體浸泡不同時間，觀察浸泡時間和試件厚度對Upcera-ST白色二氧化鋯陶瓷燒結后表面色彩學特征的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

Upcera-ST白色二氧化鋯瓷塊(中國愛爾創公司)，染色劑A2色(中國愛爾創公司)，Shade Eye NCC電腦比色儀(日本松風公司)，干濕五軸切割設備SELECT 2(德國威蘭德公司)，JC2000A燒結爐(德國威蘭德公司)，VITA classic比色板(德國Vita公司)，南韓打磨機(韓國世新公司，型號：204)

1.2 二氧化鋯試件制作方法

根據Upcera-ST白色二氧化鋯瓷塊燒結收縮比例(22%)計算燒結前的厚度，使用打磨機慢速檔位將其切割為長、寬度均為10 mm,厚度分別為0.5、1.0、1.5、2.0 mm的4組試件共84塊，每組21塊。每組按浸泡染色時間不同分為7個亞組，每組3塊，采用Upcera專用的染色劑A2色液體，按照染色步驟進行染色,染色時間分別為10、20、30、60、120、180、240 s，染色后進行烘干，燒結。

1.3 顏色測量和數據分析

采用Shade Eye NCC電腦比色儀進行測色，每次測色前使用標準白板對比色儀進行標定，在試件面上中心點測量3次，取平均值，相同厚度每個染色時間組3塊試件，共讀取3個數值，再取均值，得到各個試件的表面色彩學特征參數(包括L*、a*、b*值)。色彩學特征按國際照明委員會1976年規定的標準色度系統(CIE Lab系統)進行評價，該系統用L*、a*、b*值表示所有的顏色，并用三維坐標來標定。L*為垂直軸，代表明度，值域為0(黑)～100(白)，L*值越大表示明度越高；a*為水平軸，代表綠紅軸上顏色的飽和度，值域為+120～-120，負值表示綠色，正值表示紅色，a*值越大表示顏色越紅；b*為水平軸，代表藍黃軸上顏色的飽和度，值域為+120～-120，負值表示藍色，正值表示黃色，b*值越大顏色越黃。

1.4 VITA classic比色板的色彩測定

采用Shade Eye Ncc電腦比色儀對VITA classic比色板中A1、A2、A3色號的標準色卡的唇面表面色彩進行測定。將色卡放入超聲震蕩清洗機中清洗3 min，以干棉球擦拭試件表面的水，比色儀的探頭使用前用白板進行標準校正，探頭放置于色卡唇面的中心，與測試面垂直,按MC測試健，讀取數值，得到的L*、a*、b*均值結果作為色度標準，與試件測量結果進行比對、分析。

1.5 統計學方法

實驗數據以均數±標準差表示，運用SPSS18.0統計軟件對不同厚度組和不同染色時間組進行析因設計方差分析，計算各組L*、a*、b*值之間的差異，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 VITA classic比色板結果

VITA classic比色板結果見表1。根據表1結果，將L*值>70.89設定為A1色范圍，>67.90～≤70.89設定為A2色范圍，≤67.90設定為A3色范圍；a*值<-0.96設定為A1色范圍，≥-0.96～<-0.19設定為A2色范圍，≥-0.19設定為A3色范圍；b*值<12.04設定為A1色范圍，≥12.04～<14.70設定為A2色范圍，≥14.70設定為A3色范圍。

比色板顏色參數L?a?b?A1色74.93±0.85-1.17±0.1511.67±0.25A2色70.50±0.20-0.73±0.1212.97±0.47A3色67.10±0.100.20±0.2014.90±0.10

2.2 試件比色結果

2.2.1 L*值比較

試件比色結果顯示，相同厚度不同時間試件、相同時間不同厚度試件、不同時間不同厚度試件的L* 值比較差異均有統計學意義(F=624.958、1 053.937、437.944，均P<0.001)，見表2；參照比色板L*值測量結果：1.5 mm試件在浸泡240 s時達到A2色范圍，2.0 mm試件在浸泡180 s時達到A2色范圍。

時間厚度0.5 mm1.0 mm1.5 mm2.0 mm10 s79.96±0.0578.84±0.2277.60±0.6176.25±0.8220 s78.34±0.3078.13±0.2375.58±0.1774.46±0.1130 s78.95±0.9178.08±0.1372.58±0.1971.63±0.1160 s78.52±0.0974.39±0.1072.19±0.0370.84±0.67120 s76.45±0.0772.30±0.0371.69±0.1470.42±0.24180 s74.94±0.2472.29±0.1771.28±0.1669.58±0.18240 s72.97±0.1571.73±0.0370.57±0.2365.49±0.23

2.2.2 a*值比較

試件比色結果顯示，相同厚度不同時間試件、相同時間不同厚度試件、不同時間不同厚度試件的a*值比較差異均有統計學意義(F=68.451、132.642、4.229，均P<0.001)，見表3；參照比色板a*測量結果：0.5 mm試件在浸泡240 s時達到A2色范圍，1.0 mm 試件在浸泡120～240 s時達到A2色范圍，1.5 mm試件在浸泡30～240 s時達到A2色范圍，2.0 mm試件在浸泡30～180 s時達到A2色范圍，240 s時達到A3色范圍。

時間厚度0.5 mm1.0 mm1.5 mm2.0 mm10 s-1.23±0.06-1.13±0.06-1.03±0.06-0.97±0.0620 s-1.13±0.06-1.07±0.06-1.07±0.06-0.93±0.0630 s-1.30±0.10-1.07±0.12-0.93±0.12-0.63±0.1260 s-1.17±0.06-1.03±0.12-0.77±0.12-0.53±0.06120 s-1.13±0.06-0.87±0.06-0.70±0.10-0.57±0.06180 s-1.03±0.06-0.83±0.12-0.77±0.06-0.43±0.12240 s-0.77±0.06-0.67±0.12-0.43±0.150.33±0.15

2.2.3 b*值比較

試件比色結果顯示，相同厚度不同時間試件、相同時間不同厚度試件、不同時間不同厚度試件的b*值比較差異均有統計學意義(F=732.736、174.824、43.731，均P<0.001)，見表4；參照比色板b*測量結果：0.5 mm試件在浸泡240 s時達到A2色范圍，1.0 mm試件在浸泡60～240 s時達到A2色范圍，1.5 mm試件在浸泡10～240 s時達到A2色范圍，2.0 mm試件在浸泡10～180 s時達到A2色范圍，240 s時達到A3色范圍。

時間厚度0.5 mm1.0 mm1.5 mm2.0 mm10 s11.70±0.1011.83±0.0612.37±0.4912.60±0.5220 s11.23±0.2311.60±0.1012.63±0.2913.03±0.1630 s10.43±0.0611.30±0.1012.47±0.1513.20±0.2060 s10.87±0.8012.37±0.7612.87±0.1613.20±0.26120 s11.50±0.5012.67±0.1513.03±0.1513.77±0.15180 s11.50±0.3612.57±0.3213.47±0.0613.80±0.10240 s12.47±0.1512.80±0.0613.30±0.2614.83±0.16

3 討論

3.1 氧化鋯材料著色方法

目前主要的著色方法有2種：滲透著色法和氧化鋯粉體著色法。2種方法都可以很好地改善氧化鋯修復體的顏色特征[2-5]。前者是將含有著色成分的金屬氧化物添加在氧化鋯粉體中，然后經壓縮成型和高溫燒結來改變氧化鋯修復體的顏色，其制作出的永久性修復體色彩均勻，色差較小，但臨床使用受限；后者也稱浸泡染色法，將含有金屬氧化物的染色劑采用浸泡的方式使著色氧化物滲透進入氧化鋯材料內，修復體的顏色得到了預期的改變，在多數技工所得到廣泛應用，其弊端是隨著時間及鋯塊厚度的改變都將影響染色效果。

3.2 浸泡時間對色彩學特征的影響

相同厚度的Upcera白色二氧化鋯陶瓷燒結后,隨著浸泡時間的增加，Upcera白色二氧化鋯陶瓷的L*值逐漸減小，說明在浸泡時間增加過程中，Upcera白色二氧化鋯陶瓷明度變弱。隨著時間的增加Upcera白色二氧化鋯陶瓷的a*值逐漸增大，這表明在時間的遞增過程中Upcera白色二氧化鋯陶瓷的色彩也在逐步變紅。b*值的大小和時間也成正比，隨著時間的增加Upcera二氧化鋯陶瓷的b*值逐漸增大，這表明在時間的遞增過程中Upcera 白色二氧化鋯陶瓷的色彩也在逐步變黃。隨著二氧化鋯染色時間的不同顏色的改變也有一定的差異，明度的改變表現的更多，染色時間的減少，明度上升。這是因為用浸泡染色法進行染色，當染色液隨著時間的減少滲透進入二氧化鋯晶體中的染色成分就越少，因為染色劑具有吸光的效應。當測色儀發射的光線照射在二氧化鋯陶瓷表面時，染色劑含量越低，被吸收的光線也隨之減少，反射回探頭的光線增加，相應的明度升高[1]。

3.3 不同厚度對色彩學特征的影響

本實驗結果顯示，在相同浸泡時間下，隨著厚度的增加，Upcera白色二氧化鋯陶瓷燒結后的L*值的數值逐漸減小，a*值、b*值的數值逐漸增加。說明染色的明度下降，彩度增強。當染色液隨著試件厚度的增加滲透進入二氧化鋯晶體中的染色成分就越多，因為染色劑具有吸光的效應。當測色儀發射的光線照射在二氧化鋯陶瓷表面時，染色劑含量越多，被吸收的光線也隨之增多，相應的彩度升高[6]。

3.4 時間和厚度的交互影響

不同時間不同厚度二氧化鋯染色的L*、a*、b*值的方差分析說明，不同時間的氧化鋯陶瓷，不同厚度的氧化鋯陶瓷，均在時間和厚度有交互作用。較小的厚度可以通過延長染色時間來達到所需的顏色。較大的厚度獲得所需的顏色浸泡時間更短。本實驗中0.5 mm的試件在浸泡染色240 s后才能達到A2色。伊元夫等[7]對著色后的氧化鋯材料抗彎強度的影響的研究表明，厚度為1.2 mm的二氧化鋯的測試值可高達900 mPa以上。由于健康年輕人的后牙區最大咬合力可達700 N,甚至更高，應用于磨牙修復的材料的抗彎強度應高于800 mPa。結合材料強度、染色時間和厚度在獲得A2色顏色特征的要求，提示臨床醫生在全鋯冠的牙體預備中應制備出1.0 mm以上的空間，在浸泡染色時間應控制在1～3 min為宜。

綜上所述，染色時間和厚度對全鋯的表面色彩特征有影響。相同厚度的試件，隨著浸泡時間延長，其色彩的明度降低，彩度增加；在相同的浸泡時間里，試件厚度增大，其明度降低，彩度增高；0.5～1.0 mm 厚度的浸泡時間在120～180 s，1.5～2.0 mm 的浸泡時間在60～120 s可達到預期染色效果。