全瓷修复材料透射性能的研究进展

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全瓷修复材料具有一定的半透明性，有优于其他修复材料最显著的美学性能。本文就全瓷修复材料 透射性能的重要性、测定方法、影响因素及与天然牙透明度的匹配等方面作一综述，以期对全瓷修复体系的临床应用提供参考依据。 



天然牙由牙釉质、牙本质、牙骨质3种矿化不同的硬组织构成，由于牙体组织的组成及矿化程度不同，对光的反射、折射、吸收指数的不同，因而表现出不同的透明效果和光泽度。 


在各种修复材料中，陶瓷是具有与天然牙体硬组织接近的折射及散射系数的半透明物质，因此广泛应用于修复临床。  





1.传统的金瓷冠由于金属底层对光的阻射和反射效果及金属色泽的影响，缺乏立体感，色泽欠佳。  

2.无金属基底的全瓷修复体具有更好的光学性能，入射光的部分透射 过全瓷修复体到达牙体组织或桩核，除部分反射外，还有部分被吸收和透射，产生多层次的视觉效果，使修复体更加美观逼真。 



目前常用到的全瓷修复体主要以高强度陶瓷材料作为瓷核，并与饰面瓷配合应用。具有代表性的全瓷体系有IPS-Empress, n-Ceram, ProceraAllCeram, Cercon, Lava等等。 

全瓷修复体 




近年来对各种全瓷体系透射性能的研究日益广泛，本文将从全瓷 修复材料透射性能的重要性、测定方法、影响因素及与天然牙透明度的匹配等方面作一综述，为全瓷修复体的临床应用提供参考依据。  





1.全瓷材料透射性能的重要性 

评价修复体的颜色常用色相(hue)、明度(value) 和纯度(chroma)这三个指标，其中明度反映对光的反射性能，它对修复体的最终效果影响最大。除此以外应该考虑修复体的透明度和光泽度，只有具有与天然牙接近的透明度，才能体现牙体组织的层次感，具有一定的活力，而且材料的透射性对明度的影响也很大。 

全瓷材料的透明度(translucency)主要取决于对光的吸收和散射。如通过全瓷材料的大部分光线被散射或反射，材料表现出不透明性；如果仅有少量的光线被散射，大部分能透射，则表现出透明性。全瓷材料的反射、散射、折射系数不同，表现出不同的透明度。 

因此，全瓷材料的透射性能及与天然牙的匹配，是制作全瓷修复体取得满意的美学效果的关键。  





2.全瓷修复材料透射性能的测定方法 

按材料的透明程度一般可以分为透明材料、半透 明材料、半不透明材料及不透明材料，通过测量光波 穿过透明层后到达不透明层并折射回的光的总量百分比，可判断出材料的透明状况。 

表示材料透射性能的指标为透射率(T),常用的测色仪器主要有分光光度仪、色差计、白度仪及计算机测色仪等，它们一般都可以进行透射率的测定或计算。 

其中最常用的是分光光度仪，其原理是使用传感器测定试件表面反射光线各个波长的反射率，此仪器的敏感性较高，根据测色的方法可分为接触式和非接触式，很多非接触式测色 仪配有各种规格的光纤探头，可进行口内的活体牙、 修复体测色。

在进行材料的透射率测量时，要正确调整入射光的角度和观察的角度，口腔内测量需用白色或黑色背景衬托，这样测量的数据才准确，对于天然牙在切缘及近远中邻面有较厚的牙釉质，光呈线状折射，具有较好的透射效果。 

Johnson13^相同厚度的试件在黑白背景下的色度差来衡量材料的半透明性，并认为这与通常视觉对透明度的评价有关。 

对于陶瓷材料透明度的比较常引入“相对透明度”概念，用对照 比(constrastratio CR)表示，测定方法是在同一光源 下测量试件在黑色背景上的反射光强度(Yb)及在白色 背景上的反射光强度(YW),两者之比即为对照比 CR=Yb/Yw,对照比越接近1，材料透射性越差；对照比越接近0,材料的透明度越高。 




3.影响全瓷修复体透明度的因素 

3.1 孔隙、颗粒的大小影响全瓷修复材料透明性的主要原因是陶瓷内存在的气孔。 


瓷粉颗粒越细，气孔愈小，颗粒间的接触面愈大，但在光散射作用下，透明度反而有所降低，因此采用适当的颗粒粒度可调整透射率。 

有研究表明141若颗粒直径接近光波波长， 则具有较大的散射能力，同时颗粒的化学组成（导致光吸收的成分 ）以及颗粒与玻璃基质的相对折射比也影响了材料的散射能力，由小颗粒组成的材料值径约为0.1 urri)尽管由于颗粒增多，散射增强，但由于反射及吸收较少，当光线透过时仍表现出较高的透明度。大颗粒值径约为10uni)组成的材料含颗粒数减少，散射能力差，但大颗粒将造成表面较大的反射和吸收，因而透明度低。 

氧化锆颗粒的粒度大于光波波长，且折射系数与玻璃基质差异大，将增大散射，降低透明度，因而含氧化锆的全瓷材料透明度低。全瓷体系材料的颗粒粒度一般约为0.5um- 5.0um,此粒度对材料透明度影响较小。 


3.2 晶体的种类、含量及折射率的影响各种不同的晶体影响光透过的量。 

长石质陶瓷对光的折射不同于铸造陶瓷及天然牙釉质，陶瓷的晶体结构是无序的，折射大约25%的可见光，遮色瓷折射的更少；铸造玻璃陶瓷Dicor和热压铸陶瓷IPS-Epress因为具有与釉质类似的有序晶体结构，折射75%的可见光。 

有研究测量不同陶瓷试件的对照，比起在全瓷核材料中含硅酸盐的陶瓷透明度相对高，饰面瓷中 Ceramco的透明度较高，并指出了全瓷材料的对照比与材料厚度成线性关系。 

全瓷材料晶体含量愈少，折射率越接近玻璃基质，可减少光的散射，提高材料的透明度ra。IPS-Empress和IPS-Empress2的晶体含量低于 In-Ceram、Procera，且白榴石（分散强化 IPS-Empress)和硅酸锂(分散强化IPS-Empress2)其折射率分别为1.51与1.55，与玻璃基质的折射率 1.50接近，因此其透明度高。 

反之，氧化锆、氧化铝和尖晶石折射率分别为2.20、1.76和1.72,因而 In-Ceram Spinel!透明度相对较高，In—Ceram Zirconia透明度最低。 


3.3 瓷层的厚度及着色剂的浓度陶瓷试件厚度 ⑴与透光率(E)的关系用朗伯定律表示：E=e^,其中H为材料的吸收系数，可见透光率随厚度增加呈指数关系递减。 

材料的吸收系数与着色剂浓度有关，陶瓷颜色饱和度的增加及明度值的降低，透射率降低。在玻璃陶瓷加工中，一般通过不影响结晶化的着色剂，从来调节材料的色相和饱和度。 


3.4 操作工艺的影响 

3.4.1瓷粉/液比的影响为减少体积收缩及气 孔的形成，在上瓷过程中应尽量振荡除去水分。研究表明，不同瓷粉的孔隙率与粉/液比有关，但粉/液比并不影响材料的透明度，透明度与瓷粉的品种有关。 

3.4.2上釉及反复烧结上釉以后一般瓷修复体的透明度增加，因为与喷砂相比，上釉后表面的散射能力明显降低。底层瓷核材料的组成受反复烧结的影响，反复烧结将提高白榴石晶体的含量，透明度降低。有研究表明171，高含量的氧化铝全瓷底层材料可允许反复烧结 而不影响其透射性，因此，反复烧结所致的铝核全瓷修复体透明度改变可能是由于饰面瓷表面的性状、组成改变所致。Barghi等研究发现在真空中反复烧烤陶瓷试件超过5次，会出现明度下降，透射率增加，认为原因是反复烧结致使瓷层内残留气泡减少所致。 

3.4.3烧结温度及时间正确的烧结温度可保证陶瓷颗粒达到最佳的熔融状态和结合强度，产生晶化 使瓷粉获得微晶结构的棱镜效应，从而获得与天然牙接近的透明度和光泽度，并且确保均衡一致的物理性能。渗透陶瓷渗透温度升高、时间过度延长可致玻璃相的挥发，玻璃基质的折射率下降，引起透明度下降。 

3.5 全瓷底层冠的影响因素目前常用的全瓷系统依赖于相对透明度低的底层材料来保证其强度，通过覆盖饰面瓷来获得美学效果。 

Kelly等—认为底层瓷核的透明度是修复体整体颜色再现的关键，也是选择材料应考虑的主要因素之一。全瓷核材料应具有较高的强度，一般通过提高晶体含量的方法来获得较高 的强度会导致透明度较低。 

底层瓷的厚度将影响其强度和光学性能，为确保其强度，厂家推荐了全瓷底层冠最小厚度，Empress 为0.8mm; In-Ceram为0.5mm,它可弥补因晶体 与基质的折射率差异较大所造成的透明度偏低。Heffeman等《的研究表明，在全瓷底层材料中， In—Ceram Spinel!的透明度最高；其次是Empress、 Procera、Empress2,属半透明材料；In-Ceram Alumina的透明度相对较低，属半不透明材料，• In—Ceram Zirconia的对照比为1.00,与金属底层相同为不透明材料，因此，使用In-CeramZirconia来 代替金属底层是否能够获得良好的美学效果是值得怀疑的。 


3.6 饰面瓷的影响底层瓷与饰面瓷复合体的透明度将影响修复体最终的美学效果。 

上饰面瓷后透明度降低，可能的原因是饰面瓷由不同含量的晶体组成、瓷层厚度的增加、底层瓷与饰面瓷的界面反射、 瓷层中的孔隙以及底层瓷经反复焙烧后其组份发生改变等。各全瓷体系透明度的差异与饰面瓷的厚度不同、光学性能不同及通过烧结程序后，底层-饰面瓷的光透射性改变有关。 


3.7 牙体组织、粧核及粘固剂的影响全瓷修复体常结合桩核修复死髄牙，当光穿透过瓷层后，基牙、桩核及粘固剂的颜色将对修复体的颜色和透明度产生影响，特别对于透明度较高的全瓷体系，如In-Ceram Spinell、Empress等。 

有研究通过在桩核上烧结遮色瓷取得较好的美学效果研究表明金合金桩核对Empress全瓷的颜色影响较大，烤瓷的合金桩核影响较小，瓷层的无限几何光学厚度为1.6mm。还有研究发现：全瓷桩核在IPS- Empress2及In-Ceram瓷冠下亮度最大，烤瓷的和抛光的金合金桩核亮度次之，不抛光的金合金桩核亮度最差。 

目前全瓷桩核技术特别是含氧化锆的，全瓷桩核的研究和临床应用成为热点，从而使制作的修复体更接近天然牙的光学性能。透明度较高的修复体颜色还将受粘固剂影响，应选择适当颜色的粘固剂以保证粘结前后颜色不改变。Barath的研究证明：粘固剂将改变全瓷修复体的最终颜色，树脂粘固剂、玻璃离子粘固剂、磷酸锌粘固剂的透明度依次降低。另外研究也表明Empress全瓷修复体用树脂粘固剂粘结可以再现基牙牙体组织的色泽，修复体更具活力。 





4.全瓷修复体与天然牙透明度的匹配 
天然牙随个体、性别、年龄、牙位等因素不同而具有不同的透明度。Kelly等推荐在比色时应参考余留天然牙不同的透明度和明度来选择全瓷材料。目前的研究结果表明具有低明度、高透明度的天然牙修复最好采用 In-Ceram Spinell、Empress、Empress2; In-Ceram Spinell、Empress, Empress2 和 Procera 可用于中等明度和透明度的牙体修复；Kelly等指出 透明度低、明度高的牙体，如变色的牙体或桩核修复的基牙，应用透明度低的底层核全瓷修复体系，如 In—Ceram Alumina或金瓷冠修复。 

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