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氧化锆修复体临床应用的相关研究现状李倩倩 综述 张倩* 审校（青岛大学医学院附属医院口腔修复科 山东 青岛）氧化锆因具有高强度的机械特性、良好的化学稳定性和生物相容性而广泛应用于口腔临床修复。然而，在临床应用中也出现了影响修复效果甚至是导致修复失败的系列问题。近年来，这些问题及相对应的处理方法日益受到关注，现对氧化锆修复后出现的主要问题及相关研究概况做一综述，期待对氧化锆修复体的临床应用有一定的指导意义。1.氧化锆的临床成功率氧化锆修复体应用于牙体、牙列缺损和种植义齿等固定修复治疗。相关临床研究表明氧化锆修复体与金属烤瓷全冠的成功率基本一致1。临床随机对照试验表明Cercon单冠修复2年后牙周组织附着良好，成功率达93%2。Ortorp3对204个 Procera氧化锆单冠3年随访研究结果表明其成功率为93.3%。关于后牙区氧化锆固定桥的研究很多，主要集中于：饰瓷的方式4、连接体的形状和面积、以及桥体跨度对修复体应力分布和成功率的影响等。Sailer1对3-5单位后牙氧化锆固定桥3年随访研究的结果显示生存率为86%。而且对不同瓷材料的全瓷冠桥与金属烤瓷冠桥3年生存率进行了随机对照试验，结果指出金属烤瓷修复体的生存率是95.6%，全瓷修复体是93.3%。其中，氧化锆的临床修复效果最佳，仅有极少数出现崩瓷，而其他全瓷修复体（铸瓷和氧化铝全瓷）有支架断裂。关于氧化锆基台的研究显示基台周围软硬组织附着良好，基台无折裂，3年随访的成功率为100%5，但缺乏长期临床随访研究。2.氧化锆修复失败的相关原因分析和解决方法氧化锆临床修复后仍然存在一系列问题或者修复失败。失败的最常见原因是崩瓷或瓷裂，其次氧化锆基底冠断裂，以及修复体脱落和冠边缘不密合等。2.1崩瓷或瓷裂 目前，关于氧化锆修复体研究的重点是如何保证饰瓷的完整，增强氧化锆与饰瓷的结合强度。研究主要集中于饰瓷与氧化锆基底支架的结合强度，包括氧化锆饰瓷表面的处理，饰瓷技术和热膨胀系数（thermal expansion coefficient, TEC）等。饰瓷技术包括分层饰瓷即在氧化锆基底冠上分层堆塑瓷粉，和加压饰瓷即在基底冠上堆塑蜡型，通过包埋及失蜡铸造法将瓷粉加压于基底冠。Bogna等4对分别采用分层和加压饰瓷的氧化锆基底和饰瓷的抗折强度进行了对比实验研究，结果表明其崩瓷率及瓷层的挠曲强度之间均无显著差别，但分层饰瓷的氧化锆基底发生崩瓷的同时也发生折裂，而加压饰瓷的修复体仅发生崩瓷或瓷裂。修复体冷却速度太快也会影响饰瓷的完整性。Swain6指出，基底冠TEC和饰瓷TEC之间的差异形成残余应力，这种应力可能导致全瓷修复体较高的崩瓷率，所以适宜的冷却速度是必要的。牙体和肩台预备量不足，轴角、线角锐利及氧化锆基底的设计不当均会增加崩瓷的几率。有研究显示按解剖外形设计氧化锆基底冠可以降低瓷裂。在基底支架上堆塑解剖式蜡型，借助计算机双扫描技术切削蜡型，为饰瓷预留足够均一稳定的空间，从而避免饰瓷过厚（2mm），这种氧化锆基底设计和制作方式称为回切技术。回切技术可以减少饰瓷的张应力，从而减少崩瓷 7。Beuer8对21个通过回切技术制作的氧化锆固定桥进行3年随访，修复体中无崩瓷现象。但是，由于饰瓷与氧化锆挠曲强度的差异，TEC的不同或饰瓷技术的影响，近4年来，通过回切技术制作的氧化锆修复体仍有10%发生崩瓷或瓷裂7。 为进一步减少崩瓷，有研究者将高度抛光但无饰瓷的氧化锆修复体置于第二磨牙等非美学区域，或将仅颊面饰瓷的修复体置于美学区域。Baldwin等9对部分饰瓷和无饰瓷设计的氧化锆修复体进行了临床对照研究，认为后牙区崩瓷率比前牙区高，同时患者对后牙区的美观要求相对较低。Yu-Seok等10对全氧化锆，长石陶瓷和上釉全氧化锆对对合天然牙的磨耗进行了对比实验研究，结果是全氧化锆对对合天然牙的磨耗最轻，长石陶瓷造成的磨耗最重。这表明对合天然牙的磨耗程度与修复体的硬度没有非常大的联系，而是取决于修复体表面的粗糙程度，表面结构等。因此非美学区域采用高度抛光全氧化锆修复，既有效避免了崩瓷又能相对减轻对对牙合牙的磨耗。虽然氧化锆的透光性较差，在一定程度上限制了修复体的颜色效果，但高度抛光的氧化锆上釉后的色调和饱和度有所改善，可获得满意的临床美学效果9 。2.2固位不良氧化锆临床应用的系统性研究指出，8%的氧化锆修复体因固位不良导致修复失败11。因此，增加氧化锆与基牙的粘结强度是成功修复的关键因素之一。由于氧化锆不含硅元素，修复体的粘结不能直接通过氢氟酸酸蚀和涂布硅烷偶联剂等方法获得微机械和化学固位，所以，氧化锆粘结界面的处理、偶联剂和粘结剂的选择成为研究重点。2.2.1表面处理氧化锆表面粗化的常规方式（如喷砂、磨削）增加了粘结面积，一定程度上增强机械嵌合。然而，有研究认为粗化影响了氧化锆支架的抗折强度12。相反，Dana等13认为氧化锆具有独特的应力诱导相变增韧效应（phase transformation toughening, PTT），喷砂或磨削等机械作用不仅增强了机械粘结，而且提高了氧化锆的抗折强度。摩擦化学硅涂层技术是指用表面附有二氧化硅、直径为50m的Al2O3颗粒喷砂（强度0.2MPa/mm2）氧化锆表面，形成二氧化硅涂层，提供酸蚀和硅烷的润湿界面，从而增加粘结强度。按顺序使用各型号碳化硅磨钻对氧化锆表面进行研磨，喷砂和树脂粘结后，进行剪切力试验发现粘结强度高于“金标准”摩擦化学法，而且此方法简单易行，易于临床推广。Aboushelib等14首先报道了“选择渗透蚀刻”(selective infiltration etching，SIE)技术，即利用热诱导相变原理控制熔融状态的玻璃进入氧化锆晶粒边界，再通过氢氟酸酸蚀玻璃形成3D孔隙，树脂粘结剂渗透进氧化锆空隙中，形成微机械锁结。热化学蚀刻技术是指使用热化学酸蚀剂对已预处理的的氧化锆粘结界面进行酸蚀。Casucci15对氧化锆表面不同的处理方法作了比较，通过原子力学显微镜观察氧化锆表面的化学基团由SiO-ZirO2变为SiO-ZirO2nH2O，结果显示运用热化学蚀刻技术比SIE在氧化锆表面形成了更加粗糙的粘结界面，说明热化学蚀刻能增强粘结强度。氧化锆表面因仅有约5.4%的-OH而表现出疏水性，所以界面难以形成氧化锆与粘结剂之间的化学共价结合。Jeffrey等16对氧化锆表面氟化处理研究后认为，氟化作用增加了氧化锆表面氟氧化物中-OH的数目，减小粘结剂的接触角度，从而改善了氧化锆表面的润湿性，增强了氧化锆与树脂的共价结合。2.2.2偶联剂和粘结剂硅烷不仅能提供化学固位，而且能有效的润湿粘结界面，增强低粘性树脂粘结剂潜在的微机械固位。上述提到过氧化锆表面是非极性的，不能提供“-OH”，所以传统使用的硅烷偶联剂并非与氧化锆发生真正意义上的化学反应。为提高氧化锆粘结强度，研究者对不同硅烷偶联剂做了比较17,18。Matinlinna等17对3种偶联剂3-methacryloyloxypropyl-trimethoxysilane (MPS), 3-acryloyloxypropyl-trimethoxysilane (ACPS), 及3-isocyanatopropyl-triethoxysilane (ICS)增强氧化锆与树脂粘结剂Bis-GMA(RelyX ARC, 3M-ESPE)的粘结效果进行对比分析，研究使用化学摩擦法对氧化锆界面进行预处理，结果表明MPS和ACPS显著提高了二者的粘结强度，人工水浴老化后RelyX ARC的抗剪切力强度仍然较高。ICS分子中缺少能与RelyX ARC中二甲基丙烯酸丙烯酸发生化学反应的丙烯酸和异丁烯酸酯基团，所以粘结强度下降。Matinlinna等18还对一种新型偶联剂，即3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MEPS)和1,2 -双-（三乙氧基甲硅烷基）乙烷(BTSE)的混合溶剂做了相关研究，初期粘结效果满意，但经过水域老化后，粘结强度明显下降，所以需对新型偶联剂进一步改进。临床上常使用含功能磷酸单体（10-甲基丙烯酰氧癸基磷酸酯，MDP）的树脂粘接剂，原理是氧化锆表面的-OH与磷酸单体进行化学反应，形成具有共价键的稳定化合物，使粘结牢固。Grace等19认为在粘结初期，含功能磷酸单体（MDP）的树脂粘结剂（如Panava F）比自粘结树脂粘结剂（如RelyX Unicem）粘结强度大，但经过30天温水浴循环老化后，二者的粘结强度无显著差异，说明自粘结树脂的粘结效果满意。Pascal等20对偶联剂做了相关研究，认为含有机磷酸单体或羧酸单体的偶联剂均增强了树脂粘结剂的粘结强度。2.3修复体适合性适合性是指修复体与预备基牙之间的密合程度，包括内部和边缘适合性。修复体适合性欠佳常引起修复体固位不良，继发龋或引起牙龈牙周病损。氧化锆单冠的适合性良好，间隙大致在0至74m之间。氧化锆固定桥适合性的相关研究结果各异，边缘间隙的大致范围9144.8m，平均73.8m，内部牙合面适应性较差，间隙在68.8215m，轴向间隙在52.3192m7。Comlekoglu等21对牙体最终边缘线的预备方式做了实验研究，报告指出羽状肩台的边缘间隙为18710m，刃状肩台11411m，直角肩台11416m，凹形肩台14414m。然而，鉴于体外实验研究设计和羽状肩台机械性能的局限性，作者不推荐在临床上将牙体最终边缘预备成羽状。修复体的适合性和以下原因相关：1）固定桥跨度的影响：跨度越大，边缘适合性越差。平直的氧化锆基底支架比弯曲支架的边缘适合性好。2）不同加工系统的影响： Beuer8和Kohorst22的研究已证实，牙科直接陶瓷加工系统（DCM）在氧化锆基底的精确密合和饰瓷方面有待提高，CAD/CAM系统制作的氧化锆修复体比DCM的适合性好。3）饰瓷的影响：Attw等23认为咀嚼压力、温度变化、唾液浸泡等促进修复体老化的因素并不影响氧化锆长期稳定的适合性和完整性，适应性差可能与饰瓷有关。Fernando等7认为，饰瓷技术能影响氧化锆修复体的边缘适合性。Abduo等24对氧化锆修复体的适合性做了系统评价，认为目前各系统制作的氧化锆修复体的边缘和内部适合性均在临床接受范围之内，但不同系统不同材料制作的修复体适合性有很大不同，并认为边缘间隙不能超过120m，而饰瓷对边缘适合性的影响仍然存在争议。2.4氧化锆基底支架断裂氧化锆虽具有高强度的机械性能，但基底支架的断裂也是修复后常出现的问题之一。Ariel等11对近十年氧化锆修复体成功率进行系统性回顾的结果表明，单冠基底的断裂占1%，固定桥支架断裂约占10%。氧化锆修复体的抗折强度主要依赖于以下几点：1)氧化锆基底支架解剖外形的设计。基底支架的解剖型设计能有效地提高修复体在咀嚼循环中的抗折强度。2）牙体预备量、肩台设计和基底冠厚度。牙体预备时，轴壁牙体组织磨除过多，可导致氧化锆支架断裂。当氧化锆基底的厚度减少0.3-05mm，抗折强度降低35%。3）桥体连接体的面积。桥体连接体是应力集中的薄弱部位，尤其是远中连接体，所以高度不够或者面积过小都会减弱固定桥的抗折强度。Larsson25指出，氧化锆基底厚度最低0.5-0.7mm，3-4单位氧化锆固定桥连接体面积在9-16mm2 ，后牙区固定桥或前牙区长跨度固定桥连接体的近远中和颊舌向边长均不应小于4mm，在实际临床应用中连接体可能需要更大的面积。4）咀嚼力大小和方向、对合牙的牙尖斜度等因素也可造成修复体断裂7。3.结论短期临床随访结果表明氧化锆全瓷固定修复体（全冠和固定桥）具有较好的临床满意度，长期效果有待观察。关于氧化锆固定修复后的崩瓷、固位不良、边缘不密合、断裂等导致修复失败的各因素及相应的解决方法，还需要进一步研究和探索。4.参考文献1 Sailer I, Gottnerb J, Kanelb S, Hammerle CH. 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