计算机辅助设计与制造二氧化锆全瓷冠修复体：稳定性及生物相容性

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.34.016

摘要/Abstract

摘要：

背景：二氧化锆全瓷冠修复以其优良的机械性能、生物相容性和美学性能在临床上受到欢迎和认可。

目的：比较采用计算机辅助设计与计算机辅助及传统方法制作二氧化锆全瓷冠修复的临床效果。

方法：纳入进行口腔全瓷冠修复患者87例，其中男56例，女31例，年龄21-56岁，其中42例采用计算机辅助设计与计算机辅助制作的二氧化锆全瓷冠进行修复，作为试验组；另45例采用传统方法制作的二氧化锆全瓷冠进行修复，作为对照组。修复6个月时，对比两组修复体表面质地、颜色匹配、解剖外形、边缘适合性、牙龈健康及患者满意度调查结果。

结果与结论：试验组患者对修复后全瓷冠形态颜色的满意率达到100%，总体满意率达95%，显著好于对照组形态颜色满意率的78%及总体满意率的82%(P < 0.05)。试验组在修复体外形方面优于对照组(P < 0.05)，两组在修复体表面质地、颜色匹配、边缘适合性方面比较差异无显著性意义(P > 0.05)。两组全瓷冠均无变色、崩瓷、裂纹及其他不良反应。说明通过计算机辅助设计与计算机辅助制作技术完成的氧化锆全瓷冠具有良好的美学效果、稳定性及生物相容性。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 生物材料, 口腔生物材料, 二氧化锆, 全瓷冠, 修复体, 计算机辅助设计与计算机辅助制作

Abstract:

BACKGROUND: Zirconia all-ceramic crowns have been widely accepted in the clinic because of its excellent mechanical properties, biocompatibility and aesthetic performance.

OBJECTIVE: To investigate the clinical efficacy of zirconia all-ceramic crowns prepared using computer-aided design/computer-aided manufacturing versus conventional method.

METHODS: Eighty-seven patients who used zirconia all-ceramic crowns, consisting of 56 males and 31 females, aged 21-56 years were included in this study. Among these patients, 42 patients were subjected to tooth repair with zirconia all-ceramic crowns prepared using computer-aided design/computer-aided manufacturing technique (experimental group) and 45 patients received tooth repair with zirconia all-ceramic crowns prepared using conventional method (control group). At the end of the 6^th month after zirconia all-ceramic crown repair, denture surface texture, the color of the restoration, anatomic appearance of prosthesis, marginal integrity, denture health and patient’s satisfaction were investigated between the experimental and control groups.

RESULTS AND CONCLUSION: After repair with zirconia all-ceramic crowns, patient satisfaction rate of the color of the restoration and total patient satisfaction rate in the experimental group were significantly greater than in the control group (100% vs. 78%, 95% vs. 82%, P < 0.05). The anatomic appearance of prosthesis in the experimental group was superior to that in the control group (P < 0.05). There were no significant differences in

denture surface texture, the color of the restoration, and marginal integrity between the experimental and control groups (P > 0.05). Discoloration, cracks and chipping and other adverse reactions were observed in neither experimental group nor control group. These findings suggest that the zirconia all-ceramic crowns prepared using computer-aided design/computer-aided manufacturing technique exhibit good aesthetic performance, stability and biocompatibility.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

Key words: Dental Prosthesis, Computer-Aided Design, Dentures, Local, Fixation

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 2

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引言

因与牙釉质的透明度和折射率接近，全瓷冠桥修复体可达到最佳美学效果，加之其生物相容性良好，受到患者的青睐。全瓷修复已成为当今口腔固定修复的主要发展趋势之一^[1]。严格来说一些金属烤瓷冠，尤其是镍铬、钴铬等烤瓷冠是有细胞毒性的，但氧化锆全瓷冠不良反应较少。目前在国内外市场上研制的全瓷体系中，计算机辅助设计与计算机辅助制作(computer aided design/ computer-aided manufacture，CAD/CAM)技术制备的全瓷冠材料能够达到临床使用要求的强度，其中以二氧化锆陶瓷为主。二氧化锆陶瓷是一种优秀的高科技生物材料，属于耐高温、耐磨损、耐腐蚀的无机非金属材料，很早之前就被用于髋关节修复，相关临床试验显示其与人体具有较好的相容性。随着口腔技术和材料的发展，二氧化锆全瓷冠修复已在临床广泛应用^[2]。氧化锆具有优良的力学性能，尤其是断裂韧性远高于传统金属材料，抗断裂韧性可达到150 MPa左右；具有良好的力学性能，是来源于其多晶相型的变化^[3-4]，也就是说它的结构会随着施加于它的力量产生细微变化，从而缓冲力量。二氧化锆全瓷冠以其优良的机械性能、生物相容性和美学性能，在临床上越来越受到欢迎和认可。与传统金属瓷冠修复相比，二氧化锆全瓷冠修复具有良好的特点及独特的优势^[5-6]。目前的二氧化锆全瓷牙都是应用CAD/CAM技术制作完成的，即采用激光扫描、计算机辅助设计、三维数控专业机床上加工出适合的牙冠或牙桥。CAD/CAM技术制作的二氧化锆全瓷牙有极高的密合性^[7-8]。临床上已成功应用CAM/CAD技术制作嵌体、贴面、冠、固定桥等修复体，但正确咬合关系的建立一直是CAD的难点。 CAD/CAM技术是将光电子技术、计算机技术及自控机械加工技术合并用于口腔修复的新技术。该技术起于20世纪70年代，近几年随着电脑技术与修复材料的迅速发展，CAD/CAM技术也迅速发展起来，以前加工的材料有金属(包括金合金、纯钛金属等)^[9-10]、硬质陶瓷、软质陶瓷，树脂等，由于加工软质陶瓷(预结晶陶瓷)切削相对比较容易，不仅节省切削刀具还省时省力，因此CAD/CAM氧化锆全瓷修复体自2004年以来在临床得到了广泛应用。相对于传统的烤瓷牙，电脑全瓷牙有5个好处^[11]：更大程度的留存自身牙齿组织；无不良金属离子渗出；抗压强度优秀，不必担心瓷崩裂的现象；具有与真牙相匹配的透光性，不再有灯光下“青牙闪闪的尴尬”；牙龈边沿无黑线，无厚重感，无牙龈红肿出血现象，具有良好的宿主相容性。试验比较传统烤瓷冠修复和CAD/CAM系统制作二氧化锆全瓷冠修复体的临床效果。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

材料方法

设计：同期对比临床观察试验。

时间及地点：于2013年1月至2014年12月在铁岭卫生职业学院口腔系完成。

对象：选择进行CAD/CAM氧化锆全瓷冠修复体修复的42例患者(109颗)作为试验组，其中男27例，女15例，年龄21-54岁，中切牙38颗，侧切牙36颗，尖牙7颗，磨牙18颗；同期纳入采用传统方法制作氧化锆烤瓷冠修复的45例患者(112颗)作为对照组，其中男29例，女16例，年龄23-56岁，中切牙40颗，侧切牙35颗，尖牙8颗，磨牙19颗。

纳入标准：术前摄取X射线片显示缺牙区牙槽骨的密度、高度及种植区周围组织解剖关系符合口腔种植条件的要求^[12]；口腔局部条件良好，单个或多个牙缺失后，临压咬合关系基本正常；牙冠大部分损坏，有多处缺损不宜充填治疗者，符合全瓷冠适应证者；患者自愿选择修复方法，并对试验知情同意；种植体种植后观察3个月无种植体周围炎症及感染等并发症者。

排除标准：16岁以下，牙齿尚未完全发育者；全身系统性疾病的患者，如心脏病、血液病、糖尿病等；牙齿缺失后基压数目不足或条件不好者；要求选用其他方式修复者。

材料：氧化锆全瓷冠由北京齿康东和科贸有限公司使用CAD/CMD制作系统加工制作完成^[13-14](图1)。

修复方法：常规进行牙体预备，取种植印模，灌制模型，选取配套瓷基台，常规进行模型修整^[15-16]。种植1个月左右，试验组临床观察种植体稳定、牙龈形态良好，常规取下愈合基台，复位印模内后放置入工牙龈，再将全瓷冠按照基台方向戴入，调试接触点和咬合关系，采用专用树脂黏结剂粘接到基台上；对照组采用传统方法制作氧化锆烤瓷冠，常规方法取模、灌模、制作、试戴、粘接。

主要观察指标：随访评价CAD/CAM氧化锆全瓷修复体的边缘密合度及粘接后的颜色效果，标准参考美国公共健康协会的修正标准^[6]，按照表面质地、颜色匹配、解剖外形、边缘适合性、牙龈健康几个项目进行评估，修复6个月后患者复诊时进行满意度调查^[7](主观量表调查)。

修复体临床评价标准：
项目	级别	标准
颈缘着色	A级	修复体颈部与牙龈未见着色
	B级	修复体颈部与牙龈可见着色
	C级	修复体颈部与牙龈有明显着色
边缘密合度	A级	修复体边缘与牙体接触良好，探针检查无肩台感，不挂探针
	B级	修复体边缘与牙体接触欠佳，探针检查有肩台感，挂探针
	C级	修复体边缘与牙体接触不良，探针能插入修复体与牙体之间
修复体颜色	A级	修复体颜色无变化，与相邻牙匹配良好
	B级	修复体颜色轻度变化，与相邻牙匹配尚可
	C级	修复体颜色发生变化，与相邻牙匹配不理想
崩裂及崩瓷	A级	修复体没有任何可见的裂纹、折裂或瓷脱落
	B级	修复体可见裂纹、折裂或瓷脱落
修复体外形	A级	美观协调，外展隙大小正常
	B级	外形偏大，外展隙小

统计学分析：采用SPSS 12.0软件对所得数据进行统计学处理，数据以x(_)±s表示，计数数据比较采用χ²检验，检验水准α=0.05，P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

近年来，数字化技术在全瓷修复领域得以大量应用，包括数字化印模、数字化模型、数字化设计、数字化切削等^[17]。临床医生借助计算机进行可视化的精确牙齿美学修复设计，使患者能直观地看到自己修复前后的改变，实时看到模拟修复效果；患者可参与选择并提出修改意见，可于椅旁一次完成修复治疗，该方法不仅快捷，更重要的是从诊断设计到最终完成实现了无缝隙连接。而传统的诊断蜡型、诊断饰面设计修复效果需要有良好的医技交流和很有经验的技师才能实现。全瓷冠是美国3M公司最新研制的修复方式，由CAD/CAM所组成用以建构前牙和后牙牙冠与牙桥的全瓷冠系统，全瓷材料还可用于单端粘接桥、全瓷种植基台、种植全冠、CAD/CAM一体化氧化锆桩核等的制作^[18-20]。其中，因氧化锆弹性模量较高，对于氧化锆桩核的应用应慎重，对于咬合紧的患者或需使用牙色桩核时可选用。用CAD/CAM系统制作的二氧化锆全瓷冠修复效果良好，具体优势主要体现在以下几个方面：外观美，它对光线通透性良好，与真牙接近，且无金属修复；二氧化锆具有良好的生物相容性，作为环保型材料，二氧化锆对牙龈无刺激、无过敏反应，而一些金属类材料容易在口腔内引起过敏、炎症、腐蚀等不良反应^[21]，另外，二氧化锆在强度上也具有一定优势。试验结果也显示患者舒适度和边缘适应性满意度也达100%，随访期间未引起任何过敏反应；具有高度精确性和安全性，通过计算机辅助设计、激光扫描，再由计算机程序控制研磨制作而成的^[22-23]，可为每个冠桥设计算出最精确的横截面面积及修复体大小，保证了模内冠的精确性和优良的边缘密闭性，为患者提供安全保障；制备及修过程简便，传统的修复体制作方法比较复杂，特别是金属烤瓷全冠需经过取模、蜡型制作、包埋铸造、烧瓷等复杂的操作过程^[24-25]，而CAD/CAM系统省略了这些技工操作步骤，使口腔修复摆脱了很多复杂的工作模式，只要将光学印模输入计算机，通过计算机设计修复体，不仅快捷方便，还很精准。另一方面，二氧化锆属于陶瓷类，可透过X射线^[26]，患者可正常进行头颅X射线、CT、核磁共振检查，无需拆掉假牙，省去很多麻烦。但作为一种计算机辅助制模过程和二氧化锆材料的成本来说，患者选择CAD/CAM所承担的费用相对较高，文章结果满意度调查也显示，患者对CAD/CAM费用满意度仅为50%，而对照组为72%

近年来，随着计算机技术的广泛应用，CAD/CAM系统制作的二氧化锆全瓷冠修复体已被广泛应用于临床，并取得了满意效果。符镇南等^[27]对45颗残冠、残根使用自凝塑料在口中制作桩核模型，应用CAD/CAM技术切削出一体化氧化锆桩核，运用一体化氧化锆桩和全瓷冠修复所有残冠、残根，随访3年，失访2例患者，其中有2例患牙在第6个月时出现牙龈炎，1例右上中切牙在第12个月后修复体出现Ⅰ至Ⅱ度松动，1例右上侧切牙第18个月后松动脱落，24个月和30个月时分别有1例患牙出现根折，所有患者随放期间均未见桩核折断、边缘着色和继发性根尖周炎，均获得满意美观效果，验证了CAD/CAM一体化氧化锆桩具有良好的美学效果和生物相容性。贾新宇^[28]比较了CAD/CAM氧化锆全瓷冠与金合金烤瓷冠的临床应用效果，结果显示，CAD/CAM氧化锆全瓷冠的美学效果及边缘密合性优于金合金烤瓷冠(P < 0.05)；修复后1年观察，CAD/CAM氧化锆全瓷冠基牙的牙龈健康状况好于金合金烤瓷冠(P < 0.05)，作者认为CAD/CAM氧化锆全瓷冠的临床效果优于金合金烤瓷冠。蒋元源等^[29]评价了82例(192颗患牙)在CAD/CAM氧化锆全瓷冠粘接后1，3，6，12个月行随访观察结果，失访4例，随访78例共181件修复体，结果显示CAD/CAM全瓷冠颜色达到好以上91.2%，CAD/CAM氧化锆全瓷冠的崩瓷率2.76%，与修复体部位有明显相关性(P < 0.01)，在粘接12个月后有1个修复体的边缘密合度欠佳，所有复诊患者在12个月的临床观察中均未见边缘着色，继发龋和基牙松动。本试验通过半年的随访分析结果也显示，患者满意度较高，修复材料相容性较好，但由于各种原因未能进行长期随访，对氧化锆陶瓷修复体是否存在老化问题还未十分清楚。体外研究认为，虽然老化会降低氧化锆陶瓷的机械性能，但因其初期机械强度较高，机械性能的降低仍在临床可接受的范围之内，因此长期的随访观察有待于临床进一步去验证。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程