CAD/CAM一體化纖維樁核經染色后顏色穩定性及粘接性能的研究

陳麗竹，張然，屈直

（1.錦州醫科大學附屬第二醫院口腔修復科，遼寧 錦州 121000；2.丹東市中心醫院口腔修復科，遼寧 丹東 118000）

隨著生活水平的不斷提高，人們對口腔修復體功能及美觀的要求也越來越高［1］，準確復現變色牙的顏色并與鄰牙顏色相匹配是口腔個性化美學修復領域研究的熱點和難點［2-3］，因此，模擬變色牙的顏色和色澤是口腔個性化美學修復中一項具有挑戰性的任務，牙釉質通過影響牙本質透出的顏色和透明程度，從而進一步影響牙齒整體的顏色和透明程度，以往修復變色牙常采用內外染色法以期望達到臨床效果，但牙本質色澤或多或少都會影響最終效果［4］。根據天然牙的這種結構特性，如果將樁核染色模擬變色牙牙本質，并用高透玻璃陶瓷修復可使修復體更加逼真，但這一設想實現的前提是一體化纖維樁核能夠成功染色并符合要求，且染色不易變色及褪色，染色后粘接性能依舊符合臨床要求。以四環素牙為例，本研究將個性化切削制作的CAD/CAM一體化纖維樁核進行染色，模擬其牙本質顏色，鑄瓷全冠修復，經過人工唾液浸泡老化及紫外線光照老化后，探討其顏色穩定性及粘接性能的變化情況。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

OYA Post-Core D98型纖維復合加強樹脂材料塊（北京歐亞瑞康公司）；IPS e.max Press HT A1色瓷塊（列支敦士登義獲嘉偉瓦登特）；Mazic Glaze染色劑（韓國VERICOM公司）；ISO TR10271人工唾液（廣東東莞市信恒科技有限公司）；ESPE RelyX Unicem TR色粘接劑（美國3M公司）；Olympus Crystaleye分光光度計（日本奧林巴斯株式會社）；UVA-340型熒光紫外線老化燈（廣東中山市古鎮豪企照明電器廠）；萬能材料試驗機（美國INSTRON公司）。

1.2 方法

1.2.1 試件的制備：設計制作樁核蠟型高度7.0 mm，近遠中內聚度為6°，切削一體化纖維樁核共20個，編號為1～20，分為對照組和染色組，每組10個試件。其中，染色組根據阮丹平等［5］測得的國人四環素牙L*、a*、b*值范圍（L*值42.33～77.00，a*值 -0.69～9.60，b*值2.67～31.50），用Mazic Glaze Orange染色制得統一的模擬四環素基牙背景，測量染色后的CAD/CAM一體化纖維樁核顏色并進行統計學分析，結果顯示，染色組L*、a*和b*值差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 CAD/CAM一體化纖維樁核模擬四環素基牙背景（n=10，）Tab.1 CAD/CAM integrated fiber post and core simulation tetracycline abutment background（n=10，）

表1 CAD/CAM一體化纖維樁核模擬四環素基牙背景（n=10，）Tab.1 CAD/CAM integrated fiber post and core simulation tetracycline abutment background（n=10，）

制得厚度為（1.0±0.02）mm的鑄瓷試件，共20個樣本。鑄瓷全冠用5%HF酸蝕60 s后流水沖洗，無油壓縮空氣吹干，涂布硅烷偶聯劑60 s無油壓縮空氣吹干，LED光照反應180 s。將鑄瓷全冠用3M ESPE RelyX Unicem TR色粘接于CAD/CAM一體化纖維樁核上，5 kg砝碼加壓固定，光照固化20 s，使粘接劑的厚度盡量保持一致［6］，以上步驟均由同一名技師操作完成。

1.2.2 基線值測量：測量初始色度學各要素L*、a*、b*值作為對照指標，并進行統計學分析（表2、3）。將人工加速老化各測量時間點與基線值進行比較，然后將2組試件先進行人工唾液浸泡老化，再進行UV光照老化。

表2 對照組基線值比較分析（n=10，）Tab.2 Comparative analysis of the baseline values of the control group（n=10，）

表2 對照組基線值比較分析（n=10，）Tab.2 Comparative analysis of the baseline values of the control group（n=10，）

表3 染色組基線值比較分析（n=10，）Tab.3 Comparison and analysis of the baseline values of the staining group（n=10，）

表3 染色組基線值比較分析（n=10，）Tab.3 Comparison and analysis of the baseline values of the staining group（n=10，）

1.2.3 人工加速老化：

1.2.3.1 人工唾液浸泡老化 將試件分別放置于20個試管內，每個試管內添加5 mL ISO TR10271人工唾液［7］，每周更換1次，放置于（37±1）℃恒溫水浴箱中避光保存，測量第7、15、30、60、90天的色度學各要素L*、a*和b*值。

1.2.3.2 UV光照老化 采用UVA-340型熒光紫外線老化燈，額定功率10 W，波段為200～400 nm。在室溫條件下，相對濕度55%～60%，試件唇面朝上垂直于紫外線燈管長軸等距隨機分布，距離光源10 cm，測量第1、7、13天的色度學各要素L*、a*和b*值。

1.2.4 顏色的測量：采用奧林巴斯Crystaleye分光光度計，每個試件測量 3 次，取平均值作為該試件的色度學數據，根據公式計算色差值，ΔE=［（ΔL*）2+（Δa*）2+（Δb*）2］1/2。采用Crystaleye Application，Version1.4對試件進行顏色測量分析。

1.2.5 拉伸試驗：將試件分別固定于萬能材料試驗機的楔形拉伸夾具上，加載速度1 mm/min，直至鑄瓷全冠修復體脫落，采用Instron Bluehill 記錄鑄瓷全冠修復體脫位時的最大載荷。

1.3 統計學分析

采用SPSS 23.0統計軟件對顏色穩定性進行單因素方差分析，粘接性能進行獨立樣本t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 顏色穩定性

2.1.1 2組人工加速老化前后L*值比較分析：對2組試件經過人工加速老化不同時間點的L*值進行統計分析，對照組與染色組的L*值在整個老化過程中縱向比較差異有統計學意義（P＜ 0.05）。見表4。

2.1.2 2組人工加速老化前后a*值比較分析：對2組試件經過人工加速老化不同時間點的a*值進行統計分析，對照組與染色組的a*值在整個老化過程中縱向比較，差異無統計學意義（P＞ 0.05）。見表5。

表5 人工加速老化前后a＊值比較分析Tab.5 Comparison and analysis of the a＊ value before and after artificial accelerated aging

2.1.3 2組人工加速老化前后b*值比較分析：對2組試件經過人工加速老化不同時間點的b*值進行統計分析，對照組與染色組的b*值在整個老化過程中縱向比較，差異無統計學意義（P＞ 0.05）。見表6。

表6 人工加速老化前后b＊值比較分析Tab.6 Comparison and analysis of the b＊ value before and after artificial accelerated aging

2.1.4 2組人工加速老化前后ΔE值比較分析：對2組試件經過人工加速老化不同時間點的ΔE值進行統計分析，對照組在UV光照老化第13天時色差值達到最大，ΔE值為2.05；染色組在UV光照老化第13天時色差值達到最大，ΔE值為2.14。2組ΔE值呈現逐漸上升的趨勢，但均＜3.3。見表7。

表7 人工加速老化后色差值ΔE比較分析Tab.7 Comparison and analysis of color difference（ΔE）after artificial accelerated aging

可見經過人工加速老化后，鑄瓷全冠試件表面的L*、a*、b*和ΔE值均發生了變化，其中L*值逐漸減小，a*、b*和ΔE值逐漸增大。這說明試件在經過人工加速老化的作用下，試件明度值下降，顏色有變紅及變黃的趨勢，色差值逐漸增大，但均在臨床可接受范圍內。

2.2 粘接性能比較分析

2組試件經過人工加速老化后，對照組的粘接力為（513.78±57.69）N，染色組的粘接力為（486.09±70.10）N，2組最大載荷差異無統計學意義（P＞ 0.05），表明染色對CAD/CAM一體化纖維樁核與鑄瓷全冠最大載荷的影響效果不顯著，粘接力符合臨床要求。

3 討論

鑄瓷全冠是一種半透明物質，其反映入人眼的顏色組成包括2個部分：一是經鑄瓷全冠試件反射、折射作用后到達人們眼晴中的光線；二是經鑄瓷全冠試件透射到達粘結劑層及樁核的光線經反射再一次穿過鑄瓷全冠試件，到達人眼的光線。本研究中CAD/CAM一體化纖維樁核老化前后的顏色變化表明了反射光譜的變化，因此，模擬四環素牙背景顏色的變化導致了鑄瓷全冠修復體色彩的變化。FARHAD［8］認為，當IPS Empress瓷層厚度＞2.0 mm，基牙顏色和樁核類型不會影響修復體最終顏色；若瓷層厚度＜1.5 mm，最終修復體的顏色會輕微受到背景顏色的影響；若瓷層厚度＜1.0 mm，最終修復體的顏色會受到背景顏色的影響。

采用國際照明委員會CIE-1976L*a*b*表色系統表達顏色，其中，L*表示明度，a*表示紅綠色度，b*表示黃藍色度［9］。不同物體間的顏色知覺差異，稱為色差值（ΔE）。O’ BRIEN等［10］得出ΔE＜2.0時2種顏色色差值在臨床上可接受；國外專家［11］將ΔE分為3個范圍，色差值＜1.0時，人眼無法辨別，ΔE為1.0～3.3，顏色改變輕微，肉眼可見但在臨床可接受范圍內，當ΔE＞3.3時，肉眼可見顏色改變，臨床無法接受。結合以上色差閾值，本研究將ΔE＜3.3作為臨床可接受水平。

本研究結果顯示，2組試件在經過人工唾液浸泡老化后，L*值逐漸降低，a*、b*值和ΔE值逐漸增大。從置于人工唾液浸泡后的結果來看，L*值與基線值比較差異有統計學意義，導致其出現變化的原因可能是人工睡液中的蛋白質選擇性吸附于鑄瓷試件表面，獲得性薄膜增殖聚集形成菌斑，影響了鑄瓷試件對光的反射和折射能力，從而導致試件表面顏色的改變。a*、b*值逐漸上升，表明試件顏色有變紅及變黃的趨勢，但是在整個老化過程中縱向比較分析沒有達到顯著性水平。MOSHARRAF等［12］將復合樹脂浸泡于人工唾液中1個月，其透明性和顏色也會發生一定的變化。

CAD/CAM一體化纖維樁核可個性化切削，能更好地適應不規則根管形態，樁核修復為一整體，有效避免樁與核分離的現象。本研究通過拉伸試驗來評價材料的粘接強度［13］，研究選用的歐亞瑞康CAD/CAM一體化纖維樁核，由35%環氧樹脂和65%玻璃纖維包繞而成，有效提高了一體化纖維樁核的粘接性能。PAPHANGKORAKIT等［14］研究認為，最大切牙咬合力范圍90～370 N，本研究中染色組CAD/CAM一體化纖維樁核鑄瓷全冠修復后脫位時的最大載荷高于單個前牙平均咬合力范圍，表明該染色劑并不影響CAD/CAM一體化纖維樁核的粘接性能。

綜上所述，本研究證實了CAD/CAM一體化纖維樁核能模擬變色牙牙本質顏色，具有良好的顏色穩定性及粘接性能，符合患者對美觀及粘接強度的要求，為變色牙個性化美學修復提供新的研究依據。