全瓷冠断裂失效行为的断口形貌分析

doi:10.12307/2021.065

中国组织工程研究 ›› 2021, Vol. 25 ›› Issue (28): 4504-4509.doi: 10.12307/2021.065

• 组织工程口腔材料 tissue-engineered oral materials • 上一篇下一篇

全瓷冠断裂失效行为的断口形貌分析

鲍新莲，苏怡

复旦大学附属眼耳鼻喉科医院口腔科，上海市 200031

收稿日期:2020-07-16 修回日期:2020-07-21 接受日期:2020-08-19 出版日期:2021-10-08 发布日期:2021-05-20
通讯作者: 苏怡，副主任医师，复旦大学附属眼耳鼻喉科医院口腔科，上海市 200031
作者简介:鲍新莲，女，1988年生，浙江省台州市人，汉族，2014年上海交通大学毕业，硕士，医师，主要从事口腔修复方面的研究。

Fractographic analysis on fracture failure behavior of all-ceramic crowns

Bao Xinlian, Su Yi

Department of Stomatology, Eye & ENT Hospital of Fudan University, Shanghai 200031, China

Received:2020-07-16 Revised:2020-07-21 Accepted:2020-08-19 Online:2021-10-08 Published:2021-05-20
Contact: Su Yi, Associate chief physician, Department of Stomatology, Eye & ENT Hospital of Fudan University, Shanghai 200031, China
About author:Bao Xinlian, Master, Physician, Department of Stomatology, Eye & ENT Hospital of Fudan University, Shanghai 200031, China

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
全瓷冠断裂失效：牙科全瓷系统因其极佳的生物相容性和美学特性已成为口腔修复体的主流，然而全瓷材料属于脆性材料，在常温下无塑性变形，分散局部应力的能力较弱，临界应变能力低，其抗压强度较大，抗拉、抗冲击力强度较小，表现为易碎性断裂。因此，牙科全瓷的断裂失效分析及其增韧机制是目前研究的热点。
断口形貌分析：是一种研究材料失效的描述性方法，从分析断口的宏观与微观特征入手确定断裂失效模式，揭示断裂失效机制与规律，进而采取改进措施。陶瓷等脆性材料的最大缺点是变形能力极低，构件失效的原始裂纹可以保留在断裂面上便于观察分析。断口形貌分析法在生物医学领域(如人工髂关节、牙科瓷修复体)的运用日益广泛。

背景：近年来，断口形貌分析法被应用于陶瓷的断裂力学研究，目前研究多集中在利用断口形貌学的典型裂纹特征分析临床折断全瓷冠的裂纹源和扩展路径，以及全瓷冠在体外模拟状态下的循环疲劳损伤模式分析。
目的：应用断口表面形貌学分析全瓷冠失效的裂纹起始源和有关缺陷。
方法：选择2018年10月至2019年9月在复旦大学附属眼耳鼻喉科医院口腔科就诊的患者，共12例临床使用失效后的全瓷冠折裂片，采用立体显微镜观察全瓷折裂片断面整体形貌，采用扫描电子显微镜观察裂纹形态、表面破坏、结构缺陷等，通过断口表面形貌特征分析，推断裂纹起源和扩展路径。试验获得复旦大学附属眼耳鼻喉科医院伦理委员会批准。
结果与结论：①循环疲劳是全瓷修复体折裂的重要原因，12例全瓷冠断裂片可以观察到不同类型的循环疲劳损伤模式，比如锥状裂纹、饰瓷崩瓷、饰核瓷分离、放射状裂纹、结构缺陷等，不同的全瓷冠占主导的疲劳损伤模式不同；②循环疲劳损伤是全瓷冠失效的重要原因，其中放射状裂纹是主要模式，瓷层的厚度及核瓷与饰瓷的厚度比值密切影响它的产生；饰瓷-核瓷界面是双层全瓷修复体的薄弱环节，结构缺陷和异常咬合导致的应力集中是全瓷冠失效的潜在危险因素。
https://orcid.org/0000-0003-4815-9726 (鲍新莲)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

关键词: 材料, 口腔, 全瓷冠, 牙科陶瓷, 临床失效, 裂纹, 断口形貌

Abstract: BACKGROUND: In recent years, fractographic analysis has been applied to the study of fracture mechanics of ceramics. At present, most studies focus on the analysis of crack origin and propagation path of clinical fracture of all-ceramic crowns by using the typical crack characteristics of fractographic analysis, as well as the analysis of cyclic fatigue damage mode of all-ceramic crowns in vitro simulation state.
OBJECTIVE: The fractographic analysis was used to analyze the crack origin and related defects of all-ceramic crowns.
METHODS: From October 2018 to September 2019, a total of 12 patients with all-ceramic crowns fracture after failure in clinical use were selected from the Department of Stomatology, Eye&ENT Hospital of Fudan University. The stereomicroscope was used to observe the overall morphology of all-ceramic fracture section. The scanning electron microscope was used to observe the crack, surface damage and structural defects. The origin and propagation path of crack were deduced by the fractographic analysis. This trial was approved by the Ethics Committee of Eye & ENT Hospital of Fudan University.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Cyclic fatigue was an important reason for the fracture of all-ceramic restorations. Different types of cyclic fatigue damage modes could be observed in 12 fractured pieces of all-ceramic crowns, such as cone crack, veneer chipping, veneer delamination, radial crack, and surface defects. Different all-ceramic crowns had different dominant fatigue damage modes. (2) Cyclic fatigue damage was an important reason for the failure of all-ceramic crowns, among which radial crack was the main mode. The thickness of porcelain layer and core/veneer thickness ratio have a close influence on its occurrence. The interface between veneer and core is the weak link of double-layer all-ceramic restorations. Structural defects and stress concentration caused by abnormal occlusion are potential risk factors for failure of all-ceramic crowns.

Key words: materials, oral cavity, all-ceramic crown, dental porcelain, clinical failure, crack, fractographic analysis

中图分类号:

鲍新莲, 苏怡. 全瓷冠断裂失效行为的断口形貌分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(28): 4504-4509.

Bao Xinlian, Su Yi. Fractographic analysis on fracture failure behavior of all-ceramic crowns[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2021, 25(28): 4504-4509.

图/表（结果） 9

2.1 临床失效全瓷冠的一般情况锥形裂纹表现为全瓷材料的表面磨损和小面积崩瓷，准塑形模式对全瓷材料强度损伤及裂纹传播距离比锥形裂纹严重，伴有全瓷材料大面积脱落，放射状裂纹出现在全瓷与黏结剂层之间，与全瓷材料垂直。在收集到的12例全瓷冠断裂片中均可观察到不同类型的循环疲劳损伤模式，将它们的失效表现按以下特征进行归纳总结，见表1，2。

2.2 疲劳损伤模式的临床特征所有全瓷冠的咬合接触区均可发现饰瓷的表面磨损，在饰瓷区域可见类似表面磨损区域的微裂纹分布，没有向饰瓷内部扩展，只造成饰瓷表面的微小缺损，粗糙不平，裂纹尺寸大小不一，裂纹之间伴有小面积的饰瓷碎屑(图2)。

一般不是全瓷冠失效的起始位置。除病例1外，其余11例全瓷冠的折裂片均可发现饰瓷的锥形裂纹，源于较钝的接触压力，裂纹的分布呈倒锥形状，起始位于咬合接触区的中央，可以部分或完全贯穿饰瓷(图3，4)。

饰瓷基本上完好无损或者是小面积崩瓷。随着全瓷冠继续受到高强度的拉伸或弯曲负荷，锥状裂纹在饰瓷内部快速扩展，最终造成了大面积饰瓷崩瓷，表现为准塑形模式，有9例全瓷冠折裂片可以观察到饰瓷崩瓷(图5)。

在咬合接触区，裂纹扩展穿过较薄的饰瓷到达饰瓷和核瓷界面，并沿着界面扩展引起饰瓷的大面积剥脱，导致饰瓷与核瓷界面的结合变差，有时伴有部分核瓷暴露(图6)。

全瓷冠表面受到高能源的应力集中，在核瓷与粘接剂层之间出现放射状裂纹(图7)。

饰瓷表面缺陷包括气孔和污染颗粒，最常见的是气孔缺陷形成饰瓷结构缺陷。在5例全瓷冠折裂片中发现了气孔缺陷(图8)。

参考文献

[1] ZARONE F, DI MAURO MI, AUSIELLO P, et al. Current status on lithium disilicate and zirconia: a narrative review. BMC oral health. 2019;19(1): 114-134.
[2] SAILER I, MAKAROV NA, THOMA DS, et al. All-ceramic or metal-ceramic tooth-supported fixed dental prostheses (FDPs)? A systematic review of the survival and complication rates. Part I: Single crowns (SCs). Dent Mater. 2015;31(6):603-623.
[3] LOHBAUER U, SCHERRER SS, DELLA BONA A, et al. ADM guidance-Ceramics: all-ceramic multilayer interfaces in dentistry. Dent Mater. 2017;33(6):585-598.
[4] KELLY JR, CESAR PF, SCHERRER SS, et al. ADM guidance-ceramics: Fatigue principles and testing. Dent Mater. 2017;33(11):1192-1204.
[5] WENDLER M, BELLI R, VALLADARES D, et al. Chairside CAD/CAM materials. Part 3: Cyclic fatigue parameters and lifetime predictions. Dent Mater. 2018;34(6):910-921.
[6] ØILO M, HARDANG AD, ULSUND AH, et al. Fractographic features of glass-ceramic and zirconia-based dental restorations fractured during clinical function. Eur J Oral Sci. 2014;122(3):238-244.
[7] DENG Y, LAWN BR, LLOYD IK. Characterization of damage modes in dental ceramic bilayer structures. J Biomed Mater Res. 2002;63(2): 137-145.
[8] QUINN GD. Fractography of Ceramics and Glasses. http://dx.doi.org/10.6028/NIST.SP.960-16e2,2016.
[9] FERRUZZI F, FERRAIRO BM, PIRAS FF, et al. Fatigue survival and damage modes of lithium disilicate and resin nanoceramic crowns. J Appl Oral Sci. 2019;27:e20180297.
[10] WAKABAYASHI N, ANUSAVICE KJ. Crack Initiation Modes in Bilayered Alumina/Porcelain Disks as a Function of Core/Veneer Thickness Ratio and Supporting Substrate Stiffness. J Dent Res. 2016;79(6):1398-1404.
[11] NAWAFLEH NA, HATAMLEH MM, ÖCHSNER A, et al. Fracture load and survival of anatomically representative monolithic lithium disilicate crowns with reduced tooth preparation and ceramic thickness. J Adv Prosthodont. 2017;9(6):416.
[12] NAWAFLEH N, HATAMLEH MM, OCHSNER A, et al. The Impact of Core/Veneer Thickness Ratio and Cyclic Loading on Fracture Resistance of Lithium Disilicate Crown. J Prosthodont. 2018;27(1):75-82.
[13] FIGUEIREDO VMGD, PEREIRA SMB, BRESSIANI E, et al. Effects of porcelain thickness on the flexural strength and crack propagation in a bilayered zirconia system. J Appl Oral Sci. 2017;25(5):566-574.
[14] FLEMING G, DICKENS M, THOMAS L, et al. The in vitro failure of all-ceramic crowns and the connector area of fixed partial dentures using bilayered ceramic specimens: The influence of core to dentin thickness ratio. Dent Mater. 2006;22(8):771-777.
[15] KIM J, DHITAL S, ZHIVAGO P, et al. Viscoelastic finite element analysis of residual stresses in porcelain-veneered zirconia dental crowns. J Mech Behav Biomed Mater. 2018;82:202-209.
[16] ZHANG Z, ZHOU S, LI Q, et al. Sensitivity analysis of bi-layered ceramic dental restorations. Dent Mater. 2012;28(2):e6-e14.
[17] WENDLER M, BELLI R, LOHBAUER U. Factors influencing development of residual stresses during crystallization firing in a novel lithium silicate glass-ceramic. Dent Mater. 2019;35(6):871-882.
[18] LOHBAUER U, WENDLER M, RAPP D, et al. Fractographic analysis of lithium silicate crown failures during sintering. SAGE Open Med Case Rep. 2019;7:1983896X-2050313X.
[19] SCHERRER SS, LOHBAUER U, DELLA BONA A, et al. ADM guidance—Ceramics: guidance to the use of fractography in failure analysis of brittle materials. Dent Mater. 2017;33(6):599-620.
[20] PANG Z, CHUGHTAI A, SAILER I, et al. A fractographic study of clinically retrieved zirconia–ceramic and metal–ceramic fixed dental prostheses. Dent Mater. 2015;31(10):1198-1206.
[21] ØILO M, QUINN GD. Fracture origins in twenty-two dental alumina crowns. J Mech Behav Biomed Mater. 2016;53:93-103.
[22] MORAGUEZ OD, WISKOTT HW, SCHERRER SS. Three- to nine-year survival estimates and fracture mechanisms of zirconia- and alumina-based restorations using standardized criteria to distinguish the severity of ceramic fractures. Clin Oral Investig. 2015;19(9):2295-2307.
[23] KRUMMEL A, GARLING A, SASSE M, et al. Influence of bonding surface and bonding methods on the fracture resistance and survival rate of full-coverage occlusal veneers made from lithium disilicate ceramic after cyclic loading. Dent Mater. 2019;35(10):1351-1359.
[24] PRADIES G, GODOY-RUIZ L, OZCAN M, et al. Analysis of Surface Roughness, Fracture Toughness, and Weibull Characteristics of Different Framework-Veneer Dental Ceramic Assemblies after Grinding, Polishing, and Glazing. J Prosthodont. 2019;28(1):e216-e221.

引言

牙科陶瓷是目前最受欢迎的修复材料之一，因具有良好的美学特性和生物相容性被广泛应用于嵌体、贴面、全冠、固定桥的制作[1]。一项系统的文献回顾显示，全瓷冠的存活率与金属烤瓷冠相似(93.3% vs. 95.6%)[2]。全瓷冠失败的原因包括技术并发症(崩瓷、框架断裂、边缘变色、固位丧失)和生物学并发症(基牙牙髓活力丧失、基牙折断、继发龋)，其中全瓷冠因崩瓷而失败的5年累积发生率为2.6%，因框架断裂而失败的5年累积发生率为0.4%-2.3%。全瓷冠的崩瓷和断裂源于陶瓷材料的脆性属性，较高的压应力和较低的拉应力是引起脆性的根本因素[3]。咀嚼过程中全瓷修复体在循环应力作用下发生损伤累积直至破坏，而这种应力常常低于材料本身的断裂强度，是一种典型的疲劳破坏现象[4]。循环疲劳损伤是全瓷修复体折裂的主要原因。全瓷材料的疲劳现象归因于结构内部存在的微小裂纹，在较低的交变应力作用下慢速生长，当裂纹扩展至临界大小时修复体即发生破坏性失效，这种现象称亚临界裂纹生长[5]。由此可见，裂纹的出现和扩展对全瓷修复体的失效起着重要的作用。
近年来，有研究者将断口形貌分析法应用于陶瓷的断裂力学研究[6]，由于牙科陶瓷材料呈脆性断裂，特点是变形能力极低，原始裂纹可以完整地保留在断面上，便于观察和分析断裂失效行为。目前研究多集中在利用断口形貌学的典型裂纹特征(比如止裂线、针排状尾迹)分析临床折断全瓷冠的裂纹源和扩展路径，以及全瓷冠在体外模拟状态下的循环疲劳损伤模式分析，比如DENG等[7]使用赫兹触压法研究全瓷修复体裂纹的产生与演变过程，得出循环疲劳损伤模式可分为锥形裂纹、准塑性模式和放射状裂纹的结论。但是口腔内的变量难以在体外完全复制，实验室测试本身只能提供有限的预测。试验针对临床收集的全瓷冠折裂片，应用断口形貌学推断全瓷冠裂纹源，分析在复杂口腔应力环境下全瓷冠不同瓷层的疲劳损伤模式特点。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

材料方法

1.1 设计回顾性观察研究。
1.2 时间及地点于2018年10月至2019年9月在复旦大学附属眼耳鼻喉科医院口腔科完成。
1.3 对象收集2018年10月至2019年9月于复旦大学附属眼耳鼻喉科医院口腔科就诊的患者中因折裂或破碎的全瓷冠，共12例，用单反相机拍照记录口内全瓷冠断裂情况。所有患者在充分了解试验方案的前提下签署“知情同意书”，且得到复旦大学附属眼耳鼻喉科医院伦理委员会批准。
纳入标准：患者无明显夜磨牙症状，牙周健康良好；收集从患者口腔内脱落的全瓷冠碎片；医生小心地将留在口腔中的剩余碎片完整取出，必要时使用金属工具移除，在移动过程中全瓷冠表面留下的灰色痕迹、钻孔及粗糙表面均可以用光学显微镜鉴别。分析中仅使用未被移除工具破坏的表面。
1.4 方法
1.4.1 数据采集全瓷冠断片在超声波清洗机中用体积分数75%乙醇清洗15 min。使用智能数字全自动立体显微镜SteREO Discovery.V12(ZEISS，德国卡尔·蔡司公司，海登海姆，德国)对断裂面进行初步检测，多个光源的倾斜照明使检查样品三维可视化。将全瓷折裂片放在载物台上，拍摄断面的整体形貌，标记解剖位置关系，从牙冠的一个边缘向上移动至咬合部分，再到牙冠的另一边缘，记录移动过程中所有可识别的特征。使用高分辨率的场发射扫描电子显微镜Sirion 200(FE-SEM，荷兰FEI公司)对特定区域进行放大观察。全瓷冠折裂片形状均不规则，通过硅橡胶部分包埋，形成平整的基底便于放在载物台上进行试件喷金(厚度10-15 nm)，增强全瓷折裂片的表面特征以便光学检查。扫描电镜低倍镜下(40-300倍)观察样品表面破坏、结构缺陷、裂纹延伸，并寻找锥状裂纹、放射状裂纹等疲劳损伤的典型特征；高倍镜下(1 500-10 000倍)观察全瓷材料的表面结构特点。为了避免混淆，对所有从光学显微镜和扫描电镜获得的图片进行相似的定位，组装成每个样本的广泛断口形貌图。
1.4.2 断口形貌分析参考参考美国国家标准技术研究所(National Institute of Standards and Technology，NIST)推荐的实践指南－陶瓷和玻璃的断口形貌学[8]，利用以下标志分析全瓷冠的裂纹扩展方向(crack propagation，dcp)。

①锥形裂纹：位于瓷层表面咬合接触区下方，裂纹的分布呈倒锥形(图1a)；②放射状裂纹/径向裂纹：裂纹与材料表面几乎垂直(图1b)；③针排状尾迹：在全瓷材料的气孔或不规则区中可以看到，裂纹在绕过气孔后向两侧继续进展，裂纹前端在气孔后形成的尾迹，指明了裂纹扩展的方向及起始部位(图1c)；④止裂线：源于裂纹受到阻碍而停止时产生的特征性形貌，在裂纹扩展过程中粗大的晶粒使裂纹犹豫或停止，会稍微改变前进的方向，以此作为裂纹进展方向的指示线，裂纹的初始源通常位于第一条 “止裂线” 形成的弧线范围内(图1d)。

1.5 主要观察指标 ①寻找锥状裂纹、放射状裂纹、饰瓷崩瓷、饰核瓷分离、结构缺陷等疲劳损伤形貌的典型标志；②分析针排状尾迹、止裂线，推断裂纹起源和扩展方向；③观察比较核瓷与饰瓷的厚度。

讨论

循环疲劳的模式根据全瓷材料的结构不同表现不一，DENG等[7]在对单层结构全瓷进行赫兹循环疲劳实验中发现了脆性模式和准塑形模式。脆性模式由拉应力驱动和化学腐蚀促进而产生，在接触区表面主要表现为锥形裂纹，在疲劳载荷反复作用下特别是在口腔内的水环境协同作用下，这些锥状裂纹慢慢的向下、向外扩展，降低全瓷的抗破碎能力而造成小面积崩瓷。准塑形模式由剪切应力驱动和全瓷材料的损伤积累而引起，在接触区下方表现为局部弥散性损伤，呈快速扩展，与材料表面的成角及裂纹传播距离比锥状裂纹大，所以对材料强度的损伤更明显，常伴有大面积的材料脱落。
所有的全瓷修复体都必须通过牙科黏结剂将瓷层黏结在牙体表面，通常黏结剂的硬度及弹性模量比牙本质小，因此在循环载荷下黏结剂产生明显的弹性形变而对较硬的瓷层形成张力[9]，由此出现第三种模式——放射状裂纹，位于瓷层与黏结剂层之间。放射状裂纹与材料表面几乎垂直且裂纹传播距离较大，使全瓷材料的强度显著降低，因此被认为是口内全瓷修复体失效的主要模式。放射状裂纹对瓷层厚度高度敏感[10]，当瓷层厚度小于1.0-2.0 mm时放射状裂纹首先出现，修复体失效的可能性增加。因此牙体预备要保证全瓷有足够的厚度，例如全瓷冠修复时后牙咬合面预备量一般为1.5 mm，后牙牙尖和前牙切端一般为2 mm，唇颊面一般为1.0-1.5 mm，颈部边缘宽度至少为1 mm[11]。
对于双层结构的全瓷冠，核瓷和饰瓷厚度比是控制破坏处初始的显著因素[12]。修复体由高强度的核瓷和低强度的饰瓷组成，与黏结剂层形成3层复合结构。在口腔内咀嚼过程中，咬合力直接作用在饰瓷上，饰瓷因为强度低、脆性大容易出现锥形裂纹和准塑形模式，而在核瓷与黏结层之间出现放射状裂纹。在保证整体瓷层厚度等量条件下，产生循环疲劳损伤的临界载荷随着核瓷和饰瓷厚度比的增加而增加[10]，同时裂纹起点随着比值增加由饰瓷逐渐移向核瓷[13]。当核瓷和饰瓷厚度比越小、饰瓷相对厚时，裂纹起点多位于饰瓷表面，表现为锥形裂纹和饰瓷崩瓷，随着循环载荷的增加，最终导致核瓷表面产生放射状裂纹；当核瓷和饰瓷厚度比越大即核瓷相对厚时，能承受更大的临界载荷，裂纹起点多位于核瓷组织面，表现为放射状裂纹，而在饰瓷表面很少出现锥形裂纹。有研究认为，核瓷和饰瓷厚度比为2∶1时能承受较大的外力[14]。因此，临床医生正确的牙体预备和技师合理分配饰瓷与核瓷厚度对全瓷修复体的成败有着重要作用。
饰瓷-核瓷界面是双层全瓷结构的薄弱环节，容易发生饰瓷大面积崩瓷甚至崩脱，产生残余应力是饰核瓷分层的主要原因[15]。饰瓷与核瓷的热膨胀系数不匹配在饰瓷内部残余应力梯度的产生中起主导作用，直接影响裂纹扩展[16]。目前建议热膨胀系数在-0.61×10−6-1.02×10−6 1/K的之间差异可以最小化内部残余应力。另外，全瓷烧结时冷却速度过快也是残余应力积聚的重要因素[17]，由于全瓷材料是热的不良导体，饰瓷烧结冷却过快造成热量不能及时释放，饰瓷-核瓷界面产生明显的温度梯度，形成残余热应力。因此，全瓷烧结过程中建议技师采用慢速冷却方案，以增强饰瓷内部的固化强度并最小化残余应力[18]。
饰瓷内部任何部位的缺陷(如气孔、裂缝甚至空洞)均可导致应力的集中和裂纹形成，是全瓷修复体折断的危险因素[19]。饰瓷烧结时瓷粉成为流动性的熔融状物质，易发生孔隙融合产生更大的气孔，建议烧结完成后增加一层流动性好的釉瓷，以减少饰瓷表面气孔形成。技工制作过程中产生的人为结构缺陷，如打磨调改产生的表面划痕、不适当的喷砂处理造成的微细损伤，这些成为水、细菌等进入全瓷材料内部的通道，是潜在的裂纹源。因此，所有调整后的全瓷冠表面需进行抛光和上釉，从而提升饰瓷表面质量。
实验中所有全瓷冠的咬合接触区均可发现饰瓷的表面磨损，分析发现有10例的断裂起源于咬合面的过度磨损，与以往文献报道相似[20]。每个咀嚼周期内与对侧牙滑动接触产生的微裂纹，看似无害，但是在循环载荷和唾液侵入的影响下，裂纹加剧导致修复体失效。1号病例折裂起源于颈部薄弱边缘，可能由于牙本质的弹性模量低于任何全瓷材料，在高咬合载荷下颈部牙本质膨胀形变明显，从而产生环向应力[21]，导致颈缘处折断，因此建议牙体预备时保证足够尺寸的颈部边缘。9号病例发生切缘的大面积折断，主要是对刃咬合未形成多点咬合接触，尤其在咬到硬物时接触区产生较大的垂直向应力集中而发生瞬时折裂。因此在临床设计全瓷修复体咬合时，应与对侧牙边缘嵴或牙尖嵴形成咬合接触，避免牙尖顶式接触，形成多点接触[22]，减少应力集中，并嘱咐忌咬硬物。
除了上述影响因素以外，黏结剂的种类、厚度、粘接技术[23]、瓷表面处理技术等都对全瓷修复体的抗折性能产生影响[24]，这需要进一步的深入研究。实验结果表明，临床失效全瓷冠的循环疲劳损伤表现形式与体外模拟实验结果相似，由于实验的局限性断裂失效应力评估还需进一步研究。
实验应用断口形貌学分析临床失效的的全瓷冠折裂片，得出以下结论：循环疲劳的产生是全瓷冠折断的重要原因，其中放射状裂纹是失效的主要模式，瓷层的厚度与核瓷和饰瓷厚度比密切影响它的产生；饰瓷-核瓷界面是双层全瓷冠的薄弱环节，选择匹配的热膨胀系数和慢冷却方案有利于饰瓷与核瓷的结合；结构缺陷是潜在的裂纹源；异常咬合导致的应力集中也是造成全瓷冠折断的危险因素，临床设计时建议多点接触分散咬合应力。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

全瓷冠断裂失效行为的断口形貌分析

Fractographic analysis on fracture failure behavior of all-ceramic crowns

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表（结果） 9

参考文献

相关文章 15

引言

材料方法

讨论

文章快阅

延伸阅读

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	蒋红英, 朱亮, 余曦, 黄靖, 向小娜, 兰正燕, 何红晨. 富血小板血浆干预脊髓损伤患者压力性损伤的作用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1149-1153.
[2]	廖成成, 安家兴, 谭张雪, 王倩, 刘建国. 口腔鳞状细胞癌干细胞的治疗靶点及应用前景[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1096-1103.
[3]	何祥忠, 陈海云, 刘军, 吕阳, 潘建科, 杨文斌, 何静雯, 黄俊翰. 富血小板血浆联合微骨折对比微骨折治疗膝关节软骨病变的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 964-969.
[4]	张咪, 吴赛璇, 董明, 陆颖, 牛卫东. 根尖周炎模型小鼠白细胞介素24的表达[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(5): 679-684.
[5]	靖慧敏, 余雯娟, 王思佳, 陈聪, 李逸凡, 王永兰, 李欣, 张娟, 梁猛. 静息态脑功能成像评价夜磨牙者的大脑默认网络[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(5): 685-689.
[6]	张宾, 孙丽华, 张俊花, 刘玉三, 崔彩云. 改良翻瓣即刻种植有利于上颌前牙区的软硬组织重建[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(5): 707-712.
[7]	付拴虎, 秦凯, 卢大汉, 覃海飚, 谷金, 陈勇喜, 覃浩然, 韦家鼎, 伍亮, 宋泉生. 载链霉素硫酸钙人工骨椎间孔镜下植入联合经皮置钉治疗腰椎结核[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(4): 493-498.
[8]	李文静, 李浩渤, 刘从娜, 程东梅, 陈惠珍, 张志勇. 不同生物活性支架治疗年轻恒牙再生牙髓活力的比较[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(4): 499-503.
[9]	王玉姣, 刘丹, 孙嵩, 孙勇. 改良型富血小板纤维蛋白复合双相磷酸钙可促进兔骨髓间充质干细胞的活性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(4): 504-509.
[10]	陈俊毅, 王宁, 彭称飞, 朱伦井, 段江涛, 王烨, 贝朝涌. 脱钙骨基质与慢病毒介导沉默P75神经营养因子受体转染骨髓间充质干细胞构建组织工程骨[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(4): 510-515.
[11]	李晨杰, 吕林蔚, 宋阳, 刘静娜, 张春秋. 预紧力作用下钛合金人工假体界面骨小梁形态参数测量与统计分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(4): 516-520.
[12]	孙启, 周亚男, 董鑫, 李宁, 颜家振, 石浩江, 许胜, 张幖. 激光选区熔化钴铬烤瓷合金金瓷结合界面的特性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(4): 521-525.
[13]	柳扬, 龚毅, 范伟. 构建靶向型Pluronic F127/芒柄花黄素纳米复合体系体外抗肝癌活性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(4): 526-531.
[14]	周继辉, 姚猛, 王岩松, 李新志, 周游, 黄卫, 陈文瑶. 新型纳米支架对神经干细胞生物行为及相关基因表达的影响[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(4): 532-536.
[15]	张国梅, 祝军, 胡杨, 焦红卫. E-Max瓷嵌体三维有限元模型粘接界面应力分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(4): 537-541.