不同拋光方案對(duì)全瓷材料表面粗糙度影響的研究進(jìn)展

[摘要]全瓷材料因其理想的強(qiáng)度和美學(xué)效果等特征成為口腔修復(fù)的一類重要材料，而當(dāng)修復(fù)體制作完成之后，通常需要進(jìn)行調(diào)牙合或調(diào)磨鄰接，這些調(diào)磨會(huì)增加修復(fù)體表面粗糙度，臨床常采用拋光來(lái)解決全瓷材料表面粗糙的問(wèn)題，研究人員就不同拋光方案對(duì)全瓷材料表面效果的影響做了大量研究，本文就此作一綜述。

[關(guān)鍵詞]全瓷材料；拋光；表面粗糙度；上釉；口腔修復(fù)

[中圖分類號(hào)]R783.1" " [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A" " [文章編號(hào)]1008-6455（2024）05-0193-04

Research Progress in Effect of Different Polishing Methods on Surface Roughness of Ceramic Material

WU Chunyu1，2， WANG Xingkang3， JIANG Tao2

（ 1.Binzhou Medical College， Yantai 264000， Shandong， China; 2.Dental Medical Aesthetic Center， Jinan Stomatological Hospital， Jinan 250002， Shandong， China; 3.Department Ⅱ of Stomatology， Pudong New Area Institute of Eye and Dental Disease Prevention， Shanghai 201399， China ）

Abstract：" Due to ideal strength and aesthetic effect all-ceramic material has become an important material in the field of prosthetic dentistry. By working with ceramic restorations， the dentist often needs to perform clinical adjustments through wear by diamond burs， consequently removing the superficial glazing layer， which will increase the surface roughness of the prostheses. Polishing is commonly used in clinical to solve the problem of rough surface of all-ceramic material. Researchers have done a lot of research on the influence of different polishing schemes on the surface effect of all ceramic material.

Key words： all-ceramic material; polishing; surface roughness; glazing; prosthetic dentistry

全瓷修復(fù)體因其優(yōu)秀的生物相容性、出色的美學(xué)效果等優(yōu)點(diǎn)，已被越來(lái)越多的患者所接受。在臨床試戴修復(fù)體的過(guò)程中，醫(yī)生常常需要對(duì)修復(fù)體進(jìn)行調(diào)整和磨改，調(diào)磨會(huì)增加全瓷修復(fù)體表面粗糙度，因此，需要對(duì)調(diào)磨后的全瓷修復(fù)體進(jìn)行處理[1]。一般情況下處理的方式有兩種：一種是表面上釉，另一種是表面拋光。但是，上釉需要專用的燒結(jié)設(shè)備，不得不將全瓷修復(fù)體再次送廠加工，會(huì)延長(zhǎng)最終的戴牙時(shí)間，而在某些特殊情況下全瓷修復(fù)體粘接到牙體上后仍然需要進(jìn)行調(diào)磨，有實(shí)驗(yàn)表明全瓷修復(fù)體調(diào)磨后再上釉會(huì)降低材料的抗折性能[2]。因此，拋光是臨床上的一個(gè)必不可少的步驟。

高度拋光的全瓷材料可以降低表面菌斑和色素的聚集[3-4]，從而減少牙周組織的炎癥發(fā)生[5]，同時(shí)也減少了對(duì)天然牙的磨耗[6]，高度拋光可以消除修復(fù)體表面的微裂紋[7]，減少修復(fù)體崩瓷的風(fēng)險(xiǎn)[8-9]，拋光后修復(fù)體亮度增加，達(dá)到更佳的美學(xué)效果。因此，本文對(duì)口腔全瓷材料的不同拋光方案進(jìn)行文獻(xiàn)綜述。

1" 拋光對(duì)于不同全瓷材料表面效果的影響

按照全瓷材料的微觀結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成的不同，可將全瓷材料大致分為三類：玻璃基陶瓷、多晶類陶瓷、樹(shù)脂基陶瓷[10]。玻璃基陶瓷以玻璃相為主，或在玻璃相中添加晶體顆粒。玻璃基陶瓷主要分為長(zhǎng)石質(zhì)瓷和玻璃陶瓷兩類。長(zhǎng)石質(zhì)瓷機(jī)械性能較差，但它具有良好的半透明性[11]；玻璃陶瓷是在玻璃相中添加白榴石、二硅酸鋰等晶體，機(jī)械強(qiáng)度獲得了明顯的提升，同時(shí)具有良好的半透明性等美學(xué)性能[11-12]。多晶類陶瓷中不含玻璃基體，其組成結(jié)構(gòu)比玻璃基陶瓷更為致密、強(qiáng)度更高，但多晶類陶瓷的半透明性較低，美觀性較差[13-14]。近年來(lái)，隨著研究人員的不斷努力，在不減少多晶類陶瓷強(qiáng)度的前提下，通過(guò)改變晶體的微觀結(jié)構(gòu)和組成，提高其半透明性，使得多晶類陶瓷的半透明性可以達(dá)到接近二硅酸鋰基陶瓷的效果[15]。樹(shù)脂基陶瓷嚴(yán)格意義上說(shuō)并不屬于陶瓷，它是在樹(shù)脂基質(zhì)中添加無(wú)機(jī)材料而組成的一種特殊的材料。但是樹(shù)脂基陶瓷有著與陶瓷材料相似的機(jī)械力學(xué)、美學(xué)性能以及臨床適應(yīng)證，因此將其作為全瓷材料的一類[16]。

關(guān)于全瓷修復(fù)體表面拋光效果的比較，大多數(shù)的研究都是使用表面粗糙度測(cè)量?jī)x和掃描電子顯微鏡來(lái)進(jìn)行結(jié)果的比對(duì)，最常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)是平均表面粗糙度值（Ra），它被用來(lái)描述一個(gè)物體的表面紋理，表示一定測(cè)量長(zhǎng)度內(nèi)剖面的所有絕對(duì)距離的算術(shù)平均值[17]，通常來(lái)說(shuō)，正常人的牙釉質(zhì)表面粗糙度為0.2～0.3μm[18]。Silvia P等[19]比較了兩種氧化鋯全瓷材料（Zenostar和Brux Zir）和兩種玻璃基陶瓷（IPS e.max和IPS Empress）拋光后的表面效果，結(jié)果氧化鋯全瓷材料的拋光性能更佳，Zenostar表現(xiàn)出了最佳的表面效果。Lawson NC等[20]的實(shí)驗(yàn)證明氧化鋯陶瓷較二酸硅鋰陶瓷拋光對(duì)后牙的磨耗更少，所以后牙的修復(fù)最好選擇氧化鋯全瓷材料。Scherrer D等[21]研究了氧化鋯陶瓷、二酸硅鋰陶瓷、長(zhǎng)石質(zhì)陶瓷在不同的拋光方式下其表面粗糙度的差異，拋光后的氧化鋯表面更加光滑，表面微裂和孔隙最少。Pott PC等[22]實(shí)驗(yàn)證明氧化鋯陶瓷拋光后有著和天然牙近似的表面粗糙度。通過(guò)對(duì)各種全瓷材料表面粗糙度的比較，氧化鋯全瓷材料的表面粗糙度更低，這可能與其晶體排列方式更致密、均勻，且組成成分純度更高等特點(diǎn)有關(guān)。

還有研究發(fā)現(xiàn)，同種陶瓷材料因其微觀結(jié)構(gòu)的差異也會(huì)造成表面拋光效果的不同，Oliveira-Junior OB等[23]采用Exa-Cerapol拋光系統(tǒng)對(duì)四種長(zhǎng)石質(zhì)全瓷材料進(jìn)行表面拋光，比較了四種長(zhǎng)石質(zhì)陶瓷拋光后的表面粗糙程度，結(jié)果CAD/CAM長(zhǎng)石質(zhì)立方狀陶瓷較低熔陶瓷材料有著更低的表面粗糙度，研究者認(rèn)為這可能是由于CAD/CAM長(zhǎng)石質(zhì)立方狀陶瓷擁有更加均勻、致密的微觀結(jié)構(gòu)所致。Vichi A等[24]比較了VITA Suprinity Polishing Set clinical拋光系統(tǒng)拋光VITA Suprinity和Optra Fine拋光系統(tǒng)拋光IPS e.max CAD之后兩者的表面粗糙度和光澤度，結(jié)果VITA Suprinity全瓷材料的表面效果優(yōu)于IPS e.max CAD全瓷材料，他們認(rèn)為原因可能是由于VITA Suprinity和IPS e.max CAD之間結(jié)構(gòu)存在差異，VITA Suprinity組成晶體的尺寸較小、結(jié)構(gòu)更為致密，這導(dǎo)致拋光后的VITA Suprinity的表面更加光亮。Sasahara RM等[25]比較了四種不同的白榴石全瓷材料在上釉和拋光后的表面效果，結(jié)果白榴石含量更低的材料，其拋光后的表面效果更好。但是晶體尺寸和材料硬度與最終表面效果之間并沒(méi)有相關(guān)性。Incesu E等[26]研究發(fā)現(xiàn)，采用相同拋光工具拋光的三種全瓷材料（LAVA Plus、IPS e.max ceram、VITA VM9）的最終表面效果有所不同，其中白榴石含量最高的VITA VM9全瓷材料，有著最高的表面粗糙度，這點(diǎn)與Sasahara等的研究相吻合。

上述研究證明，全瓷材料的微觀組成可能決定全瓷材料最后的拋光效果，白榴石全瓷材料中的白榴石含量越高，越不利于材料拋光后的表面效果。全瓷材料中其他化學(xué)成分的含量、尺寸和形態(tài)是否會(huì)對(duì)材料的拋光性能產(chǎn)生影響，還需要進(jìn)一步的研究。

2" 不同拋光工具對(duì)全瓷材料拋光效果的影響

根據(jù)拋光工具組成材料硬度的不同，拋光工具可分為硬質(zhì)固結(jié)拋光工具和軟質(zhì)拋光工具兩大類；根據(jù)拋光工具使用時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的不同，可分為高速拋光工具和低速拋光工具。

高速拋光工具通常選用極細(xì)粒度的金剛砂車針（黃、白標(biāo)記），通過(guò)安裝在高速渦輪手機(jī)上來(lái)對(duì)修復(fù)體進(jìn)行細(xì)微的調(diào)磨和拋光，由于轉(zhuǎn)速極快（30～40萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘），拋光過(guò)程需要噴水冷卻，避免產(chǎn)生高溫?fù)p傷修復(fù)體和牙齒。由于其安全性和拋光效果較差，此種方法并不作為臨床上常用的拋光方法。臨床上通常所選用的拋光工具多屬于低速硬質(zhì)固結(jié)拋光工具[27]。低速硬質(zhì)固結(jié)拋光工具是一種安裝在慢速直機(jī)或慢速?gòu)潤(rùn)C(jī)上來(lái)發(fā)揮作用的拋光工具，其主要組成為磨頭材料和結(jié)合劑。磨頭材料包括氧化鋁、碳化硅和金剛砂顆粒，結(jié)合劑包括硅橡膠、合成橡膠和聚氨酯橡膠。例如：Sof-Lex? Discs的產(chǎn)品成分是浸漬氧化鋁熱塑的硅橡膠彈性體材質(zhì)，內(nèi)含氧化鋁顆粒等；松風(fēng)Ceramaster拋光磨頭、EVE氧化鋯拋光磨頭由金剛砂顆粒和硅橡膠組成[28]。

完整的全瓷材料拋光過(guò)程分為磨平、磨光、拋光和精細(xì)拋光四個(gè)階段，拋光工具的磨粒是逐級(jí)變細(xì)的，彈性是由低變高的，以充分發(fā)揮不同拋光工具磨平、磨光、拋光、精細(xì)拋光的性能[29]。目前，全瓷材料具有較多的種類，各種類在機(jī)械性能方面具有較大的差異，所以必須嚴(yán)格把握拋光工具的性能和參數(shù)，磨粒的切削能力要大于全瓷材料本身的抗力，結(jié)合劑要有足夠的自身強(qiáng)度以及對(duì)磨粒要有較強(qiáng)的結(jié)合力，只有選擇合適的拋光工具才能發(fā)揮出良好的拋光效果。以氧化鋁為磨料、硅橡膠為結(jié)合劑的磨頭對(duì)玻璃基陶瓷的拋光有著不錯(cuò)的效果，其代表為Sof-lex拋光系統(tǒng)。王桃等[30]使用不同的拋光系統(tǒng)對(duì)CEREC Blocs全瓷材料拋光后和上釉后的表面效果進(jìn)行比較，該研究發(fā)現(xiàn)Sof-Lex拋光系統(tǒng)拋光后的全瓷材料的表面粗糙度最小，效果最接近于上釉。在使用Sof-Lex系統(tǒng)和Diafix-oral系統(tǒng)拋光Vita Mark Ⅱ全瓷材料后，Sof-Lex拋光系統(tǒng)相比較于Diafix-oral拋光系統(tǒng)得到更光滑的表面效果[31]。

另外，有國(guó)內(nèi)外學(xué)者比較了IPS e.max全瓷材料使用不同拋光工具拋光后的表面效果，結(jié)果Sof-Lex系統(tǒng)的拋光性能最好，經(jīng)其拋光后的IPS e.max全瓷材料表面的粗糙度最小，擁有最光滑的表面，取得了近似上釉的表面效果[32-34]。以上實(shí)驗(yàn)說(shuō)明以硅橡膠為結(jié)合劑的氧化鋁拋光磨頭對(duì)斷裂強(qiáng)度、斷裂韌性較高的玻璃陶瓷表現(xiàn)出了良好的拋光性能。雖然上述實(shí)驗(yàn)證明Sof-Lex拋光系統(tǒng)對(duì)玻璃陶瓷的拋光效果有優(yōu)越性，但其應(yīng)用指南中只表明可直接應(yīng)用于復(fù)合樹(shù)脂材料的拋光。所以，以硅橡膠為結(jié)合劑的氧化鋁拋光磨頭對(duì)于全瓷材料的拋光效果還需更進(jìn)一步的研究。

此外，一些研究報(bào)道了采用以硅橡膠為結(jié)合劑的金剛砂拋光磨頭對(duì)IPS e.max全瓷材料進(jìn)行拋光也獲得良好的效果，常見(jiàn)的有Shofu Ceramaster、EVE Diapol、Optrafine拋光系統(tǒng)等。Silva TM等[35]研究了四種不同的拋光工具對(duì)于IPS e.max全瓷材料表面粗糙度的影響，認(rèn)為松風(fēng)CeraMaster拋光系統(tǒng)效果最好。Mohammadibassir M等[36]使用OptraFine拋光系統(tǒng)對(duì)IPS e.max全瓷材料進(jìn)行拋光，獲得了近似上釉的表面效果。以硅橡膠為結(jié)合劑的金剛砂拋光磨頭對(duì)其他全瓷材料也獲得了不錯(cuò)的表面效果[37-38]，上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明即使相同材料組成的拋光磨頭之間也會(huì)存在拋光效果的差異，分析原因可能是不同廠家在拋光磨頭的制作工藝上存在差異所致。

樹(shù)脂基陶瓷一般采用CAD/CAM形式進(jìn)行加工，有實(shí)驗(yàn)比較了陶瓷拋光系統(tǒng)和復(fù)合樹(shù)脂拋光系統(tǒng)對(duì)于樹(shù)脂基陶瓷材料拋光后的表面粗糙度，結(jié)果成分為碳化硅和金剛砂的陶瓷拋光系統(tǒng)磨頭獲得更低的表面粗糙度[39]，市面上常用的樹(shù)脂基陶瓷材料例如VITA Enamic，采用商家推薦的Vita Enamic拋光套裝（碳化硅和金剛砂磨頭），可以獲得最光滑的表面[40]。因此，對(duì)樹(shù)脂基陶瓷的拋光建議選擇含碳化硅或金剛砂的拋光磨頭進(jìn)行拋光。

根據(jù)上述文獻(xiàn)總結(jié)，玻璃基全瓷材料可以采用以硅橡膠為結(jié)合劑的氧化鋁拋光磨頭或以硅橡膠為結(jié)合劑的金剛砂拋光磨頭來(lái)進(jìn)行表面拋光處理，其獲得的表面粗糙度是能夠滿足臨床需求的。對(duì)于氧化鋯陶瓷的拋光，有文獻(xiàn)表明[41-42]，相比較于碳化硅拋光工具和傳統(tǒng)的金剛砂拋光工具，采用專門的氧化鋯拋光工具（以合成橡膠為結(jié)合劑的人工金剛砂拋光磨頭）進(jìn)行拋光能夠獲得更為光滑的表面效果，原因可能是碳化硅和傳統(tǒng)的金剛砂硬度較低，其對(duì)氧化鋯的研磨拋光作用較差，不能達(dá)到滿意的拋光效果[2]。

3" 不同拋光方法對(duì)拋光的影響

3.1 拋光的時(shí)間：Hulterstrom AK等[43]對(duì)全瓷材料的拋光時(shí)間進(jìn)行了研究，分別設(shè)置了30 s、60 s、120 s、18 0s的拋光時(shí)間并對(duì)比拋光效果，認(rèn)為在多級(jí)拋光系統(tǒng)中，每級(jí)60 s的拋光時(shí)間最為合理。Carrabba M等[44]也認(rèn)為拋光時(shí)間60 s之后，不會(huì)再進(jìn)一步提高拋光效果。Silvia P等[19]研究了10～50 s內(nèi)每級(jí)拋光工具的拋光效果后發(fā)現(xiàn)，多數(shù)拋光工具40 s后不能進(jìn)一步提高拋光效果，每級(jí)工具拋光40 s即能達(dá)到良好效果。所以，拋光效果與拋光時(shí)間之間不是正比關(guān)系，拋光到達(dá)一定時(shí)間之后，表面粗糙度值將不再下降。因此，過(guò)多的延長(zhǎng)拋光時(shí)間并不能增加拋光物體表面的光滑程度。

3.2 拋光時(shí)是否噴水：拋光過(guò)程中噴水處理的主要作用是降低拋光過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，因?yàn)檫^(guò)高的溫度會(huì)使材料表面產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，導(dǎo)致全瓷材料表面出現(xiàn)微裂紋，一定程度上會(huì)影響材料的機(jī)械性能[45]。另外，過(guò)高的溫度會(huì)導(dǎo)致結(jié)合劑軟化造成磨料顆粒的脫落，從而降低磨頭的使用壽命。除此之外，噴水處理還能夠?qū)伖膺^(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)小碎屑和脫落的磨料及時(shí)沖掉，從而保證磨頭的拋光效率和質(zhì)量[46]。臨床上所使用的多數(shù)拋光套裝都采用干拋的拋光方式，原因可能是多數(shù)拋光工具在使用時(shí)是安裝在低速手機(jī)上，轉(zhuǎn)速較慢，產(chǎn)熱較少，不會(huì)產(chǎn)生損傷工具和材料的高溫，而且干拋還能增加臨床上拋光的效率。對(duì)于拋光時(shí)是否需要進(jìn)行噴水處理，仍然存在許多爭(zhēng)議。

3.3 拋光時(shí)的轉(zhuǎn)速：拋光時(shí)的速度是影響全瓷修復(fù)體拋光效果的一個(gè)重要因素。拋光工具轉(zhuǎn)速越快，拋光效率越高，但拋光速度不能無(wú)限制增加，否則將會(huì)產(chǎn)熱過(guò)高，造成醫(yī)源性損傷或拋光磨頭的損壞。有實(shí)驗(yàn)表明，CeraMaster和Dialite ZR氧化鋯拋光工具拋光氧化鋯時(shí)，轉(zhuǎn)速控制在1.5萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘左右，可以獲得近似于釉質(zhì)表面的粗糙度和光澤度[47]。目前口腔全瓷修復(fù)材料的磨平轉(zhuǎn)速通常設(shè)置在2～3萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘，磨光轉(zhuǎn)速為1.5～2萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘，拋光轉(zhuǎn)速通常設(shè)為1～1.5萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘[27]。

4" 小結(jié)

綜上所述，臨床醫(yī)生應(yīng)該嚴(yán)格遵循各種拋光系統(tǒng)的拋光步驟和適用材料，才能獲得良好的拋光效果[27]。對(duì)于樹(shù)脂基陶瓷，可使用氧化鋁顆粒組成的白砂石進(jìn)行磨平，建議速度控制在2～3萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘。在磨光階段，建議速度控制在2～3萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘，可使用碳化硅和硅橡膠結(jié)合劑組成的磨頭磨光修復(fù)體表面。在拋光階段，速度建議控制在1～2萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘，可使用碳化硅顆粒和硅橡膠結(jié)合劑組成的拋光磨頭拋光。

對(duì)于玻璃基陶瓷，磨平階段可使用碳化硅顆粒組成的綠砂石進(jìn)行表面打磨，速度建議控制在2～3萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘。在磨光階段，建議速度控制在2～3萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘，使用氧化鋁、碳化硅和硅橡膠結(jié)合劑組成的磨頭磨光表面。在拋光階段，速度建議控制在1～2萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘，需使用金剛石顆粒和合成橡膠結(jié)合劑組成的拋光磨頭來(lái)進(jìn)行拋光。對(duì)氧化鋯陶瓷，由于其硬度較高，建議使用含金剛石顆粒的磨頭進(jìn)行表面磨平，速度控制在2～3萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘。在磨光階段，速度建議控制在2～3萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘，可使用金剛石顆粒和硅橡膠、合成橡膠組成的磨頭作磨光處理。在拋光階段，速度建議控制在1～2萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘，需使用金剛石顆粒和聚氨酯橡膠結(jié)合劑組成的拋光磨頭進(jìn)行拋光。隨著拋光工具的材料和拋光技術(shù)的不斷發(fā)展，拋光的步驟會(huì)越來(lái)越簡(jiǎn)單，拋光的效果會(huì)越來(lái)越好。

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[收稿日期]2022-10-13

本文引用格式：武春雨，王行康，姜濤.不同拋光方案對(duì)全瓷材料表面粗糙度影響的研究進(jìn)展[J].中國(guó)美容醫(yī)學(xué)，2024，33（7）：193-197.