Abstract
目的
采用牙科分光光度比色仪评估钴铬合金基底表面4种全瓷冠各部位的色度学参数及与目标色片的色差。
方法
制作钴铬合金基牙预备体（钴铬合金基底），分别戴入Procera氧化铝（Pro-Alu）、Procera氧化锆（Pro-Zir）、Lava氧化锆（Lava-Zir）、二矽酸锂增强压铸玻璃陶瓷IPS E.max Press（E.max-HO）4种材料的底冠，并烧结与底冠相同材料的体瓷，制作成全瓷冠。采用牙科分光光度比色仪对钴铬合金基底及底冠、体瓷戴入后样本的颈1/3、体1/3、切1/3区域进行测色。以Vitapan Classical比色板A2色体瓷片为对照，比较各组样本与目标色片A2的色差。
结果
4种底冠均提高基牙的L*和b*值，a*值下降（除Lava-zir底冠颈部外）；4种底冠L*（除Pro-Zir与Lava-Zir切端、Lava-Zir与E.max-HO颈部外）、a*、b*值均有统计学差异。戴入体瓷后，4种全瓷冠L*值略下降（除Pro-Alu体瓷外），a*、b*值明显上升。4种体瓷与A2体瓷色差ΔΕ均小于4。
结论
4种全瓷冠对金属基底都有良好遮色性，虽然明度、彩度有差别，但颜色一致性在临床可接受范围。
Keywords: 分光光度比色仪, 全瓷, 颜色, 钴铬合金
Abstract
Objective
This study aims to evaluate the optical data of the different sites of the cobalt-chrome (Co-Cr) alloy abutments covered by four different all-ceramic crowns and the color difference between the crowns and target tab using a digital dental spectrophotometer.
Methods
Ten Co-Cr alloy abutments were made and tried in four different groups of all-ceramic crowns, namely, Procera aluminia, Procera zirconia, Lava zirconia (Lava-Zir), and IPS E.max glass-ceramic lithium disilicate-reinforced monolithic. The color data of the cervical, body, and incisal sites of the samples were recorded and analyzed by dental spectrophotometer. The CIE L*, a*, b* values were again measured after veneering. The color difference between the abutments covered by all-ceramic crowns and A2 dentine shade tab was evaluated.
Results
The L* and b* values of the abutments can be increased by all of the four groups of all-ceramic copings, but a* values were decreased in most groups. A statistical difference was observed among four groups. After being veneered, the L* values of all the copings declined slightly, and the values of a*, b* increased significantly. When compared with A2 dentine shade tab, the ΔΕ of the crowns was below 4.
Conclusion
Four ceramic copings were demonstrated to promote the lightness and hue of the alloy abutments effectively. Though the colorimetric baseline of these copings was uneven, veneer porcelain can efficiently decrease the color difference between the samples and thee target.
Keywords: spectrophotometer, all-ceramic, color, cobalt-chrome alloys
尽管目前全瓷系统均声称可以满足各色系的牙体修复需求，但真正达到完美的颜色匹配并不容易。由于全瓷冠半透性较高，允许更多光线入射和散射，基牙颜色对整体颜色会有明显影响。尤其是临床上如果基牙为金属铸造桩核，而邻牙又为高通透性活髓牙，其色度学差异使全瓷修复效果面临挑战[1]。针对不同程度变色基牙，各全瓷系统设计不同颜色、不同通透性和不同厚度的底冠供选择，因而其最终修复体颜色也可能存在差异。本研究针对这一临床评价需要，应用数字化牙科分光光度仪对非贵金属桩核表面几种常用全瓷冠进行色度学研究。
1. 材料和方法
1.1. 主要材料和仪器
Crystaleye 分光光度比色仪（Olymous公司，日本），Lava氧化锆（Lava-Zir）（3M ESPE公司，美国），Procera氧化锆（Pro-Zir）（Nobel Biocare公司，瑞典）、Procera氧化铝（Pro-Alu）（Nobel Biocare公司，瑞典），IPS E.max二矽酸锂增强压铸玻璃陶瓷、瓷粉IPS E.max Ceram dentin A2（E.max-HO）（Ivoclar Vivadent公司，列支敦士登），牙科铸造钴铬合金Wirobond 280（BEGO公司，德国），体瓷粉Vita dentin A2（Vita公司，德国）。
1.2. 样本制作
按全瓷冠修复空间标准要求制作预备体蜡型（轴面修复空间1.5 mm，聚合度6°，1 mm边缘肩台），用钴铬合金铸造基牙预备体，共10个。选取4种全瓷材料，厚度、颜色根据厂家推荐制作，分别是：1）Pro-Alu，0.6 mm，自然色；2）Pro-Zir，0.7 mm，浅色；3）Lava-Zir，0.7 mm，A2色；4）E.max-HO，0.6 mm，高度不透明HO瓷块。每种材料分别加工10个底冠样本。
1.3. 实验方法
将钴铬合金基底样本固定于上颌牙列模型上中切牙位点，将模型利用正中螺丝固定于拍摄用的遮光暗盒内，Crystaleye分光光度比色仪摄像头安装遮光罩，校光后拍摄照片，每个基底样本重复拍摄3次，Crystaleye图像分析软件分别在照片中样本颈1/3、体1/3、切1/3区域随机选取3点记录CIE L*、a*、b*值数据。
基牙上分别试戴4种材料的底冠，Crystaleye同前述方法拍摄，分别在底冠图像唇面的颈1/3、体1/3、切1/3区域随机选取测定点记录CIE L*、a*、b*值数据。设计全冠总厚度为1.5 mm（无釉瓷），随机选取1个底冠制作标准样本，按瓷层总厚度为1.5 mm烧结体瓷，电子卡尺测量各部分厚度一致，复制硅胶阴模，剩余底冠用前述标准样本的硅胶阴模确定总瓷层厚度，烧结体瓷，由同一技师操作，在同一真空烤瓷炉中烧结完成。戴入体瓷后，Crystaleye比色仪测定全冠唇面颈1/3、体1/3、切1/3区域的L*、a*、b*值。以Vitapan Classical比色板A2色为目标，烧结A2色体瓷色片作为对照，ΔL=L*试样–L*对照，Δa=a*试样-a*对照，Δb=b*试样–b*对照，根据公式ΔE=[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2，比较各组样本与目标色片A2的色差值ΔΕ。
1.4. 统计方法
采用SPSS 19.0统计软件进行单因素方差分析，采用LSD法进行两两均数比较，为增强结果可靠性将统计结果用Bonferroni 法校正。
2. 结果
2.1. 全瓷冠烧结体瓷前后对基底各部位L*、a*、b*的影响
钴铬合金基底表面全瓷底冠烧结体瓷前后各部位的L*、a*、b*值见表1。
表 1. 钴铬合金基底表面全瓷底冠烧结体瓷前后各部位L*、a*、b*值.
Tab 1 The values of L*, a*, b* at different sites of the Co-Cr alloys abutments covered by all-ceramic copings before and after veneered
| 组别 | L*值 |
a*值 |
b*值 |
||||||
| 颈部 | 体部 | 切端 | 颈部 | 体部 | 切端 | 颈部 | 体部 | 切端 | |
| 钴铬合金基底 | 50.65±0.36 | 48.45±0.35 | 45.73±0.22 | 0.35±0.18 | -0.21±0.20 | -0.40±0.12 | 3.12±0.34 | 2.75±0.12 | 2.30±0.29 |
| Pro-Alu底冠 | 74.37±1.62 | 74.03±1.51 | 71.88±2.21 | -0.35±0.18 | -1.02±0.12 | -1.30±0.23 | 12.21±0.91 | 13.33±1.04 | 12.13±0.72 |
| Pro-Alu体瓷 | 74.85±0.85 | 74.83±0.68 | 72.26±0.70 | 1.16±0.27 | 0.83±0.24 | 0.39±0.15 | 18.53±0.59 | 19.25±0.71 | 17.75±0.23 |
| Pro-Zir底冠 | 77.88±0.25 | 78.24±0.25 | 76.13±0.52 | -2.12±0.10 | -2.98±0.15 | -3.31±0.14 | 6.21±0.15 | 6.99±0.29 | 6.64±0.28 |
| Pro-Zir体瓷 | 72.78±0.50 | 73.03±0.53 | 70.17±0.85 | 2.09±0.23 | 1.42±0.29 | 0.97±0.19 | 19.77±0.48 | 20.91±0.56 | 19.28±0.27 |
| Lava-Zir底冠 | 78.89±0.81 | 77.31±0.65 | 75.18±0.73 | 0.28±0.20 | -0.55±0.15 | -0.97±0.14 | 9.79±0.58 | 10.54±0.69 | 9.68±0.56 |
| Lava-Zir体瓷 | 73.17±0.63 | 73.76±0.45 | 70.10±1.20 | 1.16±0.15 | 0.12±0.17 | -0.14±0.30 | 19.22±0.45 | 19.93±0.19 | 18.37±0.40 |
| E.max-HO底冠 | 79.16±0.43 | 79.18±0.46 | 78.51±0.52 | -1.40±0.21 | -2.03±0.14 | -2.25±0.15 | 8.91±0.21 | 8.51±0.23 | 8.25±0.30 |
| E.max- HO体瓷 | 74.03±0.62 | 73.98±0.81 | 70.56±1.12 | 0.83±0.22 | 0.68±0.10 | 0.48±0.19 | 19.08±0.76 | 20.33±0.39 | 18.88±0.25 |
| Vita A2体瓷色片 | 72.82±1.47 | 76.15±0.93 | 73.31±1.03 | 4.01±0.32 | 2.43±0.09 | 1.58±0.09 | 19.7±0.45 | 20.68±0.23 | 18.55±0.18 |
戴入底冠后，除Lava-Zir底冠与钴铬合金基底相比颈部a*值无统计学差异外，各组L*、和b*值均呈显著上升（P<0.05），a*值下降（P<0.05）。不同底冠之间，除Pro-Zir与Lava-Zir切端L*值、Lava-zir与E.max-HO颈部L*值无统计学差异外，其余底冠对应部位L*、a*、b*值均有统计学差异（P<0.05）。E.max-HO体部L*值最高，Pro-Alu切端L*值最低。钴铬合金基底戴入各组底冠后彩度均向-a*方向变化，Pro-Zir负值最大。各组彩度均为+b*，Pro-Alu正值最大，Pro-Zir值最小。
戴入体瓷后，1）除Pro-Alu体瓷L*值变化无统计学意义，其余L*值均略下降，而a*、b*值明显上升（P<0.05）。各组全瓷冠间，除Pro-Alu体瓷与Pro-Zir体瓷、Lava-Zir体瓷各部分L*值差异有统计学意义外（P<0.05），其余组间对应部位均无统计学差异。除Pro-Alu体瓷与Lava-Zir体瓷的颈部、Pro-Alu体瓷与E.max HO体瓷的体部a*值无统计学差异外，其余组间对应部位a*值均有统计学差异（P<0.05）。E.max-HO体瓷与Pro-Zir体瓷、Lava-Zir体瓷各部分b*值无统计学差异，Pro-Alu体瓷与E.max HO体瓷的颈部、Lava-Zir体瓷体部b*值无统计学差异，其余组间对应部位差异有统计学意义。2）Pro-Zir体瓷、Lava-Zir体瓷、E.max-HO体瓷的颈部及Pro-Alu体瓷的切端的L*值与A2体瓷片相对应部位均无统计学差异，体部L*值低于A2体瓷片（P<0.05），a*值低于A2体瓷片（P<0.05），b*值仅Pro-Alu体瓷各部位低于A2体瓷片（P<0.05），其余均与A2体瓷片无统计学差异。
2.2. 全瓷冠烧结体瓷前后与A2体瓷片的色差
全瓷冠烧结体瓷前后与A2体瓷片的色差见表2。烧结体瓷前各组间ΔΕ均有统计学差异，其中由高到低依次为：Pro-Zir、E.max-HO、Lava-Zir、Pro-Alu。底冠与A2体瓷片的色差均较大，Pro-Alu底冠最接近A2体瓷片。烧结体瓷后，4组全瓷冠与A2体瓷片的ΔΕ均显著减小（ΔΕ<4）。各组之间比较，Pro-Alu体瓷与Pro-Zir体瓷、Lava-Zir体瓷各部分ΔΕ，Pro-Alu体瓷与E.max-HO体瓷切端，Pro-Zir体瓷与Lava-Zir体瓷、E.max-HO体瓷体部和切端ΔΕ有统计学差异，Lava-Zir体瓷与E.max-HO体瓷间各部分ΔΕ均无统计学差异。
表 2. 钴铬合金基底表面全瓷底冠烧结体瓷前后与A2体瓷色片的色差.
Tab 2 The values of ΔΕ between the Co-Cr alloys abutments covered by different all-ceramic copings before and after veneered and A2 shade guide tab
| 组别 | ΔΕ |
||
| 颈部 | 体部 | 切端 | |
| Pro-Alu底冠 | 8.91±0.97 | 8.53±0.99 | 7.51±0.60 |
| Pro-Zir底冠 | 15.67±0.15 | 14.87±0.26 | 13.19±0.30 |
| Lava-Zir底冠 | 12.25±0.56 | 10.68±0.64 | 9.48±0.51 |
| E.max-HO底冠 | 13.64±0.25 | 13.32±0.13 | 12.17±0.21 |
| Pro-Alu体瓷 | 3.79±0.57 | 2.68±0.40 | 1.90±0.29 |
| Pro-Zir体瓷 | 2.03±0.25 | 3.35±0.46 | 3.30±0.81 |
| Lava-Zir体瓷 | 3.00±0.23 | 3.43±0.28 | 3.72±1.10 |
| E.max-HO体瓷 | 3.57±0.42 | 2.88±0.62 | 3.06±0.91 |
3. 讨论
以往研究认为，基牙颜色、瓷层厚度、黏固剂颜色均影响修复后颜色[2]–[4]，其中基牙颜色对修复体颜色影响最大，一般认为至少需要2 mm的瓷层空间才能有效减小变色基牙的影响[5]–[7]，但由于受到患牙外形、位置、剩余牙体量、咬合等的制约，瓷层厚度往往受限，难以完全消除基底颜色影响。临床医生需要考量面对不同基牙颜色，在一定的修复体空间限制下，如何选择最终色度学效果最佳的全瓷系统。本研究比较钴铬合金基底时各全瓷冠的色度学特征。为了提高测定准确性，应用了Crystaleye分光光度比色仪进行比色，由于可以对物体反射光进行全光谱波长分析，体积小，LED光源稳定性好，非接触式探头避免了操作误差，软件系统可对拍摄的照片进行数据分析计算，因此Crystaleye测定数据精确，重复性高[8]–[10]。
钴铬合金基底分别戴入各组底冠后，明度和彩度b*分量均显著上升，a*分量下降，由于厂家建议对金属基底选择高遮色、较厚的底冠，通透性低，表面光线反射率高，明度高，同时由于各系统均对底冠染色，使色彩趋向黄色和绿色，与金属烤瓷烧结遮色瓷后的颜色变化相似。底冠明度和彩度均有差异，Pro-Alu明度最低，Pro-Zir最偏蓝绿，Pro-Alu最偏黄，表明不同全瓷底冠对钴铬合金基底颜色改变并不一致，因而烧结体瓷时不仅需考虑不同底冠厚度对体瓷空间的影响，还需面对不均一的基线状况，使得全瓷系统颜色匹配较金属烤瓷更难评估[11]。
除Pro-Alu烧结体瓷前后明度变化无统计学意义外，其余组明度均下降。体瓷半透性较底冠高，光线在冠表面发生反射和少量透射吸收、散射，降低了氧化锆和铸造陶瓷底冠明度[12]，而Pro-Alu明度变化不大，推测其底冠半透性可能与体瓷接近，烧结体瓷后仅Pro-Alu与Pro-Zir、Lava-Zir明度差异较大，而E.max-HO明度低于氧化铝冠，高于两种氧化锆冠，但差异均不大。各组全瓷冠彩度明显上升，色彩趋向红色和黄色，除少数组（Pro-Alu体瓷与Lava-Zir体瓷颈部、E.max HO体瓷体部）a*无统计学差异外，其余组间均有统计学差异，表明各组全瓷冠a*值差别较大。多数组b*（E.max HO体瓷与Pro-Zir体瓷、Lava-Zir体瓷各部分，Pro-Alu体瓷与E.max HO体瓷颈部、Lava-Zir体瓷体部）无统计学差异，表明各组全瓷冠彩度b*差别较小。与对照A2体瓷色片比较，各组全瓷冠颈部明度与对照接近，但多数组体部、切端明度低于对照，差别较显著，可能需要增加底冠的厚度，增强遮色效果，增加明度较高的体瓷，或选择有遮色作用的黏固剂，减小与对照的明度差异。彩度a*均较目标色片更偏绿色，差别较大，可通过外染色增加红色分量。b*分量较一致，多数组与对照无差别（除Pro-Alu体瓷）。
色差ΔΕ常被用来衡量不同物体颜色的差别，有研究认为人眼可以分辨最低ΔΕ1.6以上的颜色差别，而部分研究认为可接受的色差宽容度为2~4，ΔΕ低于色差宽容度时，观察者认为颜色相同。不同国家对此标准略有差异，《中国颜色体系》国家标准规定的彩色系色差宽容度是3。本实验中，各组全瓷冠烧结体瓷后，与A2的ΔΕ均值小于4，Pro-Alu体瓷组色差最小，Pro-Zir体瓷组和Lava-Zir体瓷组较高，E.max HO体瓷组介于中间。
综上，本实验中的4种底冠均能对基牙起遮色作用，但几种全瓷底冠之间色度学特征并不一致。烧结体瓷后，各部分与目标色片的色差均可减小到临床可接受范围，说明即使体瓷厚度稍有差别，已足够调整基牙的主要色调，但各组彩度较对照偏绿，黄色分量一致性好，明度差别不一致。
Funding Statement
[基金项目] 广东省医学科研基金资助项目（A2013103）
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