瓷层厚度和变色基底对瓷贴面修复四环素牙光学性能的影响

钱慧芬 林云红 吴美莹 代自超 李星星,

1.云南省口腔医学研究所 昆明 650500；

2.云南省第二人民医院口腔修复科 昆明 650021；

3.昆明医科大学附属口腔医院口腔修复科 昆明 650100

瓷贴面这种微创的修复方法已成为前牙美学修复的主要方法之一[1-2]。随着全瓷材料和粘接技术的不断发展，粉浆涂塑烧结瓷贴面粘接后强度显著提升，尤其在变色牙的修复中得到广泛应用，其1～8年总存留率高达90.65%[3]。目前，国内外关于瓷贴面修复变色牙的研究集中于基牙颜色、瓷材料种类与厚度、树脂水门汀对色彩学性能和半透性的影响[1,4-7]，而制作工艺对瓷贴面光学性能的影响，尤其是各瓷层厚度对最终美学效果的影响尚未见报道。因此，本研究拟通过制作不同瓷层厚度的瓷试件，分析其修复不同变色程度四环素牙的色彩学特征及半透性，以期对粉浆涂塑烧结瓷贴面修复四环素牙的制作工艺方面提供指导。

1 材料和方法

1.1 试件的制作及分组

用3M ExpressTM硅橡胶印模材料（3M公司，美国）制取圆柱形不锈钢定制模具（直径12mm）的模型，采用耐火材料LAMINA VASTⅡ（松风公司，日本）灌制模型，将模型两端用水砂纸打磨光滑。在耐火模型上分层堆塑低温瓷粉IPS d.SIGN opaque A3和dentine A3（Ivoclar公司，列支敦士登）。根据体瓷/遮色瓷层厚度，制作0.40mm/0.10mm、0.65mm/0.10mm、0.30mm/0.20mm、0.55mm/0.20mm共4组烤瓷试件，其中遮色瓷层烧结2次，体瓷烧结3次。采用240#～1200#水砂纸将试件打磨至相应瓷层厚度，误差为±0.05mm。

1.2 模拟四环素牙基底的制作

根据潘祁[8]的研究选择5组色度值模拟四环素牙（黄色：L*为71.23，a*为1.33，b*为15.41；浅灰色：L*为67.12，a*为4.19，b*为3.22；亮红色：L*为63.88，a*为9.35，b*为4.60；深灰色：L*为61.27，a*为5.30，b*为0.58；暗红色：L*为59.21，a*为11.71，b*为3.77）。打印上述5组色度值并塑封制作背景板，同时打印制作黑白背景板（黑：L*为1.15，a*为-0.11，b*为-0.50；白：L*为96.68，a*为-0.18，b*为-0.22）。所有背景板均裁剪为直径15mm的圆片。

1.3 色度值测量

在D65标准光源下将试件分别置于模拟四环素牙背景及黑白背景上，采用VITA EasyShade4.0测量各试件L*、a*、b*值。测量时保证分光光度计工作头与试件表面紧密接触，每组数据测量3次，取平均值。

1.4 计算色差值ΔE00和半透性参数TP值

计算试件的色差值ΔE001、色差值ΔE002，以及半透性参数TP值。计算公式如下：

ΔE001：试件在四环素牙背景上的L*、a*、b*值与背景色本身的色差，可反映试件的遮色能力[6]。ΔE002：试件在四环素牙背景上的L*、a*、b*值与试件位于白背景上的L*、a*、b*值之间的色差，可反映试件与目标颜色的匹配性[7]。

TP=1/[(LW*－LB*)2+(aW*－aB*)2+(bW*－bB*)2]，其中，“W”表示白背景，“B”表示黑背景。

1.5 统计学分析

对色差值ΔE001和ΔE002分别进行两因素方差分析，对半透性参数TP值进行单因素方差分析，分析软件为SPSS 17.0，检验水准α=0.01。

2 结果

2.1 不同厚度瓷试件的ΔE001

图1为不同厚度瓷试件在模拟四环素牙背景上与背景本身的色差值ΔE001。方差分析显示，不同瓷层厚度及不同背景颜色组间ΔE001差异有统计学意义（P<0.01），且瓷层厚度与背景颜色间有交互作用（P<0.01）（表1）。由于存在交互作用，为进一步分析不同背景下瓷层厚度对色差ΔE001的影响，对每种背景下不同厚度试件色差值进行单因素方差分析结果显示，黄色背景下，各厚度组色差ΔE001间差异均无统计学意义（P>0.01）；其余背景下总厚度0.75mm的2组色差值显著大于总厚度0.50mm的2组（P<0.01），其中总厚度0.50mm的2组间差异无统计学意义（P>0.01），但0.55mm/0.20mm组的ΔE001显著大于0.65mm/0.10mm组（P<0.01）。

图1 不同厚度瓷试件的ΔE001Fig 1 The ΔE001of porcelain specimens with different thickness

表 1 不同厚度组ΔE001的方差分析Tab 1 Analysis of variance of ΔE001in different thickness groups

2.2 不同厚度瓷试件的ΔE002

图2为不同厚度瓷试件在模拟四环素牙背景上与试件位于白背景上的色差值ΔE002。

图2 不同厚度瓷试件的ΔE002Fig 2 The ΔE002of porcelain specimens with different thickness

由图2可见，所有瓷试件色差ΔE002均小于1.25。两因素方差分析结果显示，不同厚度及不同背景颜色下瓷试件的色差值ΔE002间差异均无统计学意义（P>0.01），厚度与背景颜色间无交互作用（P>0.01）（表2）。

表2 不同厚度组ΔE002的方差分析Tab 2 Analysis of variance of ΔE002in different thickness groups

2.3 不同厚度瓷试件的半透性

图3为不同厚度瓷试件的半透性值。由图3可见，所有试件TP值均小于1。单因素方差分析结果显示，不同厚度组间半透性差异无统计学意义（P=0.763）。

图3 不同厚度瓷试件的半透性Fig 3 The TP values of porcelain specimens with different thickness

3 讨论

与正常天然牙相比，四环素牙明度值偏低，色度值偏高[9]。由于四环素牙的变色主要位于牙本质层，牙体预备后基牙颜色较预备前深，因此瓷贴面修复四环素牙要获得理想的美学效果是极具挑战的[10-11]。根据患者服用四环素类药物的剂量、种类和时间不同，四环素牙可呈现不同的颜色变化[12-13]，本研究选用潘祁[8]筛选的5组临床常见的四环素牙颜色作为变色基底。

粉浆涂塑烧结瓷贴面应用于变色牙修复时，技师可根据基牙颜色和目标色灵活选择瓷粉，从而获得良好的美学效果[14]。研究证实，当瓷修复体厚度<0.50mm时，基底颜色是影响修复体颜色的最主要因素；当厚度达到2.00mm时，才不会受基底颜色的影响[15-16]。粉浆涂塑烧结瓷贴面通过遮色瓷层的使用可以大大降低修复体的厚度。本研究为更好地模拟临床实际情况，保证瓷贴面釉质粘接的可靠性，粉浆涂塑烧结瓷试件厚度分为0.50和0.75mm两组。

遮色性能和色彩匹配性是评价修复体色彩性能的主要内容。本研究证实瓷层厚度、基底颜色及两者的交互作用均显著影响粉浆涂塑烧结瓷贴面的遮色性能。前期研究[17-18]证实，不同基底所需遮色瓷层厚度有差异，镍铬合金及贵金属基底所需的遮色瓷层厚度为0.30mm，金沉积基底所需的遮色瓷层厚度仅为0.10mm。本研究中，在黄色基底上，4个厚度组间色差ΔE001差异无统计学意义，提示0.10mm IPS d.SIGN遮色瓷和0.40mm体瓷即可获得理想的遮色效果。在偏红和偏灰基底上，随总瓷层厚度增加，ΔE001增加，说明0.50mm瓷贴面无法完全遮盖变色基底，同时提示IPS d.SIGN体瓷达到一定厚度时，对变色基底具有一定的遮色效果；0.55mm/0.20mm组遮色性优于0.65mm/0.10mm组则是遮色瓷和体瓷遮色力叠加的效应。

对口腔中视觉可感知与临床可接受的色差阈值一直存在争议，观察者、测试地点与方法、实验所用天然牙或修复材料不同，其阈值结果不尽相同[19]。Ghinea等[20]通过不同瓷材料测量计算得出视觉可感知与临床可接受色差阈值（ΔE00）分别为1.25和2.23。因本研究涉及的材料和色差计算方法与上述研究一致，故采用其结论中的阈值分析色差值。

本研究中，瓷层厚度和基底颜色对粉浆涂塑烧结瓷贴面的色彩匹配性均无显著影响。所有瓷试件色差ΔE002均在肉眼不可识别范围内（ΔE00＜1.25），提示本实验条件下，IPS d.SIGN低温瓷粉制作的不同厚度瓷贴面不受四环素牙变色程度的影响，均能实现目标色的良好再现。临床上，瓷贴面制作过程中代型颜色通常无法完全模拟患者变色牙的颜色，如果修复体具有良好的色彩匹配性，可避免其在口内试戴时出现明显色差。本研究试件良好的色彩匹配性一方面得益于遮色瓷对变色基底的遮盖，另一方面IPS d.SIGN低温瓷粉含有与天然牙相同的氟磷灰石晶体，能产生与天然牙相同的光学效果。Sari等[7]分析了不同厚度长石质瓷VITA Mark Ⅱ瓷贴面在不同颜色树脂基底上的色彩匹配能力，结果显示瓷层厚度与基底颜色间有交互作用。其结论与本研究不一致的原因可能是本研究中试件为遮色瓷和体瓷的复层结构，而前者是单层瓷材料，此外两者所选背景颜色及背景材料也不同。

半透性可赋予修复体生动的外观，是影响瓷贴面美学修复效果的重要因素[15,21]。本研究中，粉浆涂塑烧结瓷试件半透性均较低，远低于天然牙釉质和牙本质半透性，而且不同厚度的遮色瓷和体瓷组合其半透性差异无统计学意义，进一步证实遮色瓷的应用使光线通过修复体到达基底的量显著降低，从而增加了修复体的遮色性能[7,16]，但同时修复体的通透性会大大降低。虽然不同厚度瓷贴面的半透性差异没有统计学意义，但本研究发现在偏红和偏灰的变色基底上，反映瓷贴面遮色性能的ΔE001随着瓷层厚度增加而增加，提示在半透性很低的情况下，通过计算ΔE001可以揭示更多的色彩学信息。

总厚度为0.75mm的2组试件，色彩匹配性无显著差异，半透性均较差，但0.65mm/0.10mm组明度值显著高于0.55mm/0.20mm组，故可认为0.65mm/0.10mm组美学效果优于0.55mm/0.20mm组。同理，0.40mm/0.10mm美学效果优于0.30mm/0.20mm组。综合考虑粉浆涂塑烧结瓷试件的遮色性能、色彩匹配性及半透性，在本实验条件下，对于黄色变色牙，0.40mm/0.10mm组美学效果最佳；而对于偏红或偏灰变色牙，0.65mm/0.10mm组美学效果最佳。

由于瓷层厚度控制的问题，本实验中遮色瓷最小厚度设置为0.10mm，实现四环素牙完全遮色所需最小厚度仍需后期进一步的研究。此外，本研究着重分析了不同瓷层厚度瓷贴面光学性能的差异，而贴面与变色基底间以空气为介质不能真实反映临床应用情况，后期需结合粘接剂更好地模拟临床分析瓷贴面修复四环素牙的美学效果。