CAD/CAM 虚 拟全口义齿蜡型试戴 /5 数 字化工作流程的现状及 发展前景 / 20
专刊
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从 数字化蜡型到前牙美学 修复 / 30
局 部饰瓷的种植体支持式 固定桥 / 35
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3Shape 线上
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2017 年 3 月
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目 录 ONTENTS 2017 年 3 月
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第2期
综合报道
News & Features
3 登士柏西诺德推出 inLab CAD SW 16.0 3 维他推出创新的技工室解决方案 4 全新升级的 3Shape Communicate 应用程序 —让牙科病例交流变得更加炫酷
P5
19 书荐《The Ceramic Works—Dental Laboratory Clinical Atlas》 47 书荐《Esthetics in Dentistry》
新技术应用 Application of New Technique 5 虚拟全口义齿蜡型试戴
推荐文章
15 3D 打印在牙科技工室的应用、限制与适用范围
P15
数字化修复 Digital Prosthodontics 20 数字化工作流程的现状及发展前景 27 治疗颞下颌关节疾病及实现功能性修复的辅助工具 —ARCUSdigma 下颌运动轨迹描记仪
病例报告
Case Reports
30 从数字化蜡型到前牙美学修复 P20
35 局部饰瓷的种植体支持式固定桥 2017 年 3 月 / CAD/CAM 专刊
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目 录 ONTENTS 2017 年 3 月
第2期
材料创新
Material Innovation
38 混合与复合材料具有牙釉质般的性能 —聚焦生物力学特性
小课堂 Lecture Corner 44 数字化美学修复设计系统操作步骤
P27
产品信息
Product News
46 产品功能、使用方法和包装外观
厂家集锦
Manufacturer Profiles
48 联系方式、企业标志和产品概况
P30
※ 本刊封面图片来源 ： 《从数字化蜡型到前牙美学修复》。版权所有，未经书面许可，不可进行任何形 式的复制和转载。
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P35 -2-
CAD/CAM 专刊 / 2017 年 3 月
中国 / China:
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材料创新 Material Innovation
混合与复合材料具有 牙釉质般的性能 —聚焦生物力学特性 牙科修复材料要能够满足多方面的要求：耐磨性、 压力下的机械强度、耐化学（腐蚀）性、表面密度、 最佳的色彩与光效、生物相容性、耐久性、易于加工 与处理、成本合理。简而言之，材料必须具备机械稳 定性、美观性、耐腐蚀性、生物相容性和经济性 10。此 外，牙齿修复治疗用的修复体材料还应该具有仿生特 点：模仿生物结构，从而代替牙本质和牙釉质，也就是 说，将自然属性转移到技术上。这里的自然生物设计 原则要能够在很大程度上保护或者保存诸如牙髓、牙 本质小管、羟基磷灰石、牙本质、牙龈、牙槽骨等结构。 大家比较熟悉的一个有关仿生学的例子就是达芬奇的 一个想法—将鸟类飞行转化到飞行器上。为了尽可能 准确地重建牙齿，除了天然牙齿的结构，还要了解其 生物力学、功能和美学是如何相互作用的 15。 强度和弹性之间的关系是其中一个基本方面。抗 拉强度实验 24 的结果表明，相较于塑料或者陶瓷冠， 硬而耐抗的天然牙冠能够承受非常高的负载。在失败 的修复病例中我们可以看到，修复体缺乏弹性往往会 导致根折，而这又会带来更为复杂的治疗。因此，达 到最大强度是否有意义还值得商榷。一颗自然牙的弹 性通过其对作用力的吸收可以提供相对的保护作用 11。 这一特性可以被追溯到牙本质核。但是，如果结构过 于柔韧，这种增加的弹性就会从某一点起造成功能上 的限制。因此，还需要一个固定的支承结构，以提供 所需的稳定性。天然的牙釉质层凭借其硬度和强度而 能够完美地满足这一要求。因此，修复体的目的必须 是能满足自然生物结构预先确定的妥协要求，这就给 予了天然牙强度与弹性。
仿生特性 在口腔治疗中，所有应用于保守治疗和修复体的 材料都具有特定的属性，临床上时常要对一些属性做 出妥协。目前，还没有哪一种材料能够真正满足临床 -38-
CAD/CAM 专刊 / 2017 年 3 月
文章编号：A10
上的全部要求，但是并不是说就没有希望了 1。在对美 学效果要求高的区域就不能使用金属无饰面的修复体 进行修复；而抗弯强度和耐磨性不高的树脂材料则不适 合于承受高咀嚼负荷区域的修复，因此只能被应用于 临时修复。基于此，陶瓷往往会成为临床和牙科技工 室的首选材料。但是脆性趋势又是应用这类材料所要 面临的挑战。现代工业生产出来的牙科陶瓷具有非常 均匀的结构，且其机械性优于手工操作分层堆塑的烧 结陶瓷。白榴石增强型玻璃陶瓷、硅酸盐陶瓷和结晶 硅酸锂陶瓷是通过压铸或者选择性的计算机辅助加工 方式进行修复体的制作，因此原有的材料特性得以保 留。高强度的氧化物陶瓷（氧化锆、氧化铝）以及新 的混合和复合陶瓷都需要应用 NC 控制铣床完成相应 的 CAD/CAM 加工。 陶瓷材料的抗弯强度很大程度上由化合价来决 定。在普遍的认识里，抗弯强度越高的材料，越适合 于制作承受咀嚼压力的修复体或者磨牙症患者的修 复。而这也促使我们思考，人天生就拥有的牙齿，在 抗弯强度方面被赋予了适度的物理值。其中牙本质的 抗弯强度达到 200-350MPa（兆帕），牙釉质达到 300-
400MPa。应用传统的硅酸盐陶瓷和粘结技术可以很容 易地达到这些值（图 1）。陶瓷的负荷能力和长期临床 可靠性主要由威布尔模量（Weibull modulus）和应力强 度（K2 值）来表示。威布尔确定材料疲劳度，K2 值确 定断裂韧性。另一个重要的特征则是，一个实心体的 应力和应变之间的关系，例如，在咀嚼负荷下，这由 弹性模量（E-modulus）来描述。弹性模量是一种材料 值，用于测量在线性弹性行为下的变形。一种材料的 弹性模量越大，就会以更大的抗力对抗材料的弹性变 形。在材料中的应力取决于负载（施加力）和修复体 的几何形状（每单位面积受到的力） 。弹性模量低的材 1, 13 料可导致在组件上的应力减少 。
材料创新 Material Innovation
弹性模量 GPa
材料特性
抗弯强度 MPa
修复体材料 长石质陶瓷 Vita Mark II
45
96-112
白榴石－硅酸盐陶瓷 Empress CAD
62
160
ZLS（氧化锆增强型硅酸锂陶瓷）Celtra Duo
70
420
ZLS（氧化锆增强型硅酸锂陶瓷）Suprinity
70
420
硅酸锂陶瓷 e.max CAD
95
360
氧化铝陶瓷
225
500
氧化锆陶瓷
257
1100-1200
GC CeraSmart
12
238
Lava Ultimate
15
204
VITA ENAMIC
30
160
CAD Temp
2.8
80
Telio CAD
3.2
130
牙本质
15-20
200-350
牙釉质
50-85
300-450
陶瓷复合材料／复合陶瓷 :
临时修复体材料—复合物 :
生物力学 : 图 1： 材料弹性和抗弯强度。 （图 表 来 源：Zimmermann， 苏 黎世大学 25） 。
牙齿和牙周膜这种生物系统虽然不能满足高抗弯 强度的标准，但是通过穿通纤维（Sharpey 纤维）和生 物复合基质（牙釉质，牙本质）的（回）弹性（resilient） 固定而具有一个较低的弹性模量。因此，对于一个复 合系统而言，要将生物和机械标准作为修复体方案 12。
表面硬度或者减震？ 在非贵金属方面，对于保守治疗和（修复体）修 复治疗我们基本上采用不同的材料：聚合物、无填料 和增强型 PEEK（聚醚醚酮）、白榴石增强型硅酸盐陶 瓷、二硅酸锂陶瓷、氧化铝和氧化锆陶瓷。在诸如硬度、 抗弯强度、威布尔（Weibull）分布、断裂韧性、弹性 （elasticity）和（回）弹性（resilience）等方面的标准 也显示不同值。重要的是，我们如何从物理角度对这 些属性进行评估。尽管我们在不同的、符合适应证的 材料应用方面具备良好的临床经验，但还是会提出这
样的问题：为了避免在牙齿和修复体上过负荷，将（回） 弹性以低弹性模量材料的形式引入到刚性重建系统中 的方式是否恰当。此外，我们也知道，在临床中有越 来越多的磨牙症患者被诊断出来，因此也要将这种因 素考虑进来 4。新的研究显示，为种植体支持的基台和 冠所使用的低弹性模量材料（含聚合物的陶瓷）显示 出与氧化锆相同的临床持久性 16。 因此，仿生的方案 并不是追求最刚性和最硬的修复体，而是通过一个复 合系统再现一个类似天然牙的修复。 陶瓷材料以抗弯强度被定义。陶瓷的这个数值越 高，说明它越适合于承受咬合压力。不过其限制性则 体现在脆性上，这会增加对拉伸应力的敏感性和碎裂 倾向，特别是遇到有咬合功能障碍的患者时。牙齿和 牙周膜的这种生物系统虽然不能满足高抗弯强度的标 准，但通过一个弹性（resilient）固定而具有低弹性模 量。如果现在能够将陶瓷与复合材料相互结合，那么，
2017 年 3 月 / CAD/CAM 专刊
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材料创新 Material Innovation
一种混合材料或者复合材料的每一种特性就能够被融 合起来。其结果势必会使弹性模量降低并且使磨损在 牙釉质和牙本质之间的通道内迁移，因而也就能够对 应于自然的生物力学。
具有生物力学的“多面手” 很多拥有高美学潜力的陶瓷材料都具备高抗压强 度和长期的临床可靠性等优点，但它们也会表现出一 些对立的缺点，如脆性、对拉伸应力的敏感性及表 面损伤的易感性。这些特性所伴随的弹性模量超过 50GPa（千兆帕斯卡） 。相反，聚合物和复合材料的弹 性更大，而弹性模量较低，大部分低于 15GPa，因此 基于弹性变形可更强地吸收咀嚼力。随着混合材料和 复合材料的发展，可以将陶瓷和复合材料的优点合并 而成为一个“多面手”。其核心目的是，在很大程度上 保留陶瓷材料优点的前提下，使弹性模量在牙本质和 牙釉质的通道内迁移。这样可以与天然牙齿结构一起 “相似地”被磨耗 18。另一方面，在很高的负荷下，抗 弯强度要能满足对后牙修复体的要求。目前对含有聚 合物的陶瓷的（回）弹性能力有了新的使用经验，它 能使修复体的体部在压力下产生线性变形，且不会失 去稳定性，因此，这种材料看起来很适合制作磨牙修 复体，因为它可以吸收很高的咀嚼力。到目前为止， 临床上种植体支持式氧化锆饰瓷冠显示出相当高的崩 瓷风险，这是由于自身缺乏动度以及骨结合种植体的 触感（tactility）减少所引起。体外实验显示，含有聚 合物的陶瓷具有“减震”效果，因而可能适合于这类 修复 16, 17。 另 一 种 方 式 是 开 发 出 一 种 新 的 修 复 体 材 料。 其 出发点聚焦在一种高度交联的聚合物上，用纳米级 的陶瓷颗粒达到 80% 的填充。填料体由非凝聚（Non-
图2
agglomerate） 和非聚集 （Non-aggregated） 的二氧化硅填料、 氧化锆填料和聚集（aggregated）的二氧化锆 / 二氧化 硅簇组成。该纳米颗粒用硅烷偶联剂预先处理；由此， 功能性的硅烷分子不仅与填料还可以与无机聚合物基 质产生化学结合。高充填纳米树脂以回火处理方式固 化。与陶瓷相比，以这种方式固化的材料显示出牙釉 质般的磨耗值，因此可以显著地保护对颌牙 6。15GPa 的弹性模量与牙本质相称；204MPa 的抗弯强度比常规 的长石质陶瓷高两倍。-1.7MPa 的（回）弹性（resilience） 表明，受到的咀嚼力可被弹性模量吸收 3。不过这种复 合陶瓷也有一个局限，就是到目前为止还没有实现分 层式的颜色梯度，因此就无法模拟颜色和透明度过渡。 针对这种材料，采用 CAD/CAM 方法制作修复体。研 究表明，与玻璃陶瓷相比，这种材料的修复体壁可以 更精细，而且切削时无边缘崩裂的风险 9。在预处理时 需要对修复体进行喷砂（氧化铝），硅烷化后进行粘结 固定 23。
材料特点和适应证 混合陶瓷包含一个陶瓷－聚合物的双网结构，其 中 86 wt % 由一个网格状的长石陶瓷网组成（VITA
ENAMIC，维他公司）。占 14 wt% 的聚合物网状结构 渗透到这个多孔的陶瓷结构中，经加热后材料完全固 化。这种聚合物网与硅烷化的陶瓷形成一种粘结的、 互相渗透的结合。其弹性模量为 30 千兆帕斯卡（GPa）， 介于牙本质和牙釉质之间。160MPa 的抗弯曲强度可 以补偿高咀嚼力 19。修复体的壁厚度可以减少至 : 面 1.0mm，邻接处 0.8mm。这里，壁的厚度和表面粗 糙度会影响修复体的透明度 2。冠边缘可以被打磨得 很精细。制造商提出的适应证范围包括：嵌体、高嵌体、 贴面、部分冠（图 2-7）、无饰面冠和饰面冠（饰面专
图3
图 2： 混合陶瓷贴面和前牙冠修复病例：11 牙邻面龋和冠折，21 牙为不完 善的金属烤瓷冠修复。
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CAD/CAM 专刊 / 2017 年 3 月
图 3： 11 牙按贴面修复预备，21 牙按全冠修复预备。由于患者咬合关系不 佳，所以计划用混合陶瓷修复。