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仿生修復的新概念,CAD/CAM 天然贋復物
Schlichting LH, Schlichting KK, Stanley K, Magne M, Magne P, An approach to biomimetics: The natural CAD/CAM restoration: A clinical report, J Prosthet Dent. 2014 Feb;111(2):107-15.

自然牙有著陶瓷跟樹脂都無法取代的美觀以及物理性質,在過去十年,一直有學者致力於分析牙齒的性質,並嘗試分別運用陶瓷以及樹脂模仿 Enamel 以及 Dentin,這門學問稱為 “Biomimetic”1,2

這篇文章為 Pascal Magne 團隊所著,嘗試使用一種全新的方式:結合生物性來源(智齒),當代的 CAD/CAM 技術以及 Adhesive 材料來重建一顆下顎第一大臼齒。

原文連結: http://www.thejpd.org/article/S0022-3913(13)00254-0/abstract


臨床案例

41 歲女性,牙位 46 因為美觀因素求診,要求置換原本的填補物,在初診的時候,患者提到女兒最近剛拔除智齒,筆者於是告知用該智齒來進行贋復的可能性,經患者同意後,開始進行接下來的治療。

圖一. 在進行 46 治療前,先用陶瓷贋復了 45 以及 47,44 則是直接樹脂填補。 Source: Schlichting LH, J Prosthet Dent. 2014 Feb;111(2):107-15.

 


牙齒修磨

移除原本的填補物後,牙齒進行最小限度的修磨,不特別建立 Retention form,只修磨出一個簡單的邊緣。完成修磨之後,使用第四代的 OptiBond FL 進行標準流程的 IDS (immediate dentin sealing),接著使用 Polyvinyl siloxane 全口印模。

圖二. 移除舊填補後以及 IDS 完成後。 Source: Schlichting LH, J Prosthet Dent. 2014 Feb;111(2):107-15.

 


智齒與石膏模的定位、軟體設計

根據贋復物的預計大小,選擇略大的智齒,製作一個客製化的 Block ,由於自然牙的結構複雜,為達到贋復物的正確分層,牙齒在瓷塊裡的相對位置必須控制得非常精準,為了達到這個目的,以下是筆者的製作步驟:

  1. 先使用 Silicone 紀錄牙齒的 Emergence profile,確保智齒的擺放位置能涵蓋到所有 Margin 。
  2. 然後翻一個模型,修掉修磨過的牙齒,確保臨牙的接觸有被修磨掉。
  3. 接著將智齒擺放到符合咬合的位置,用剛剛的 Silicone 確定齒頸部的頰舌位置擺放正確。
  4. 用蠟固定牙齒位置,噴粉後將擺上智齒的模型掃描成數位模型,主模也同時數位化
  5. 使用 Cerec 3.65 軟體在主模上設計贋復物,咬合面則是複製智齒模型的咬合面。
圖三. 將智齒擺放到最接近未來咬合面以及齒頸部的位置。 Source: Schlichting LH, J Prosthet Dent. 2014 Feb;111(2):107-15.

 

圖四. 軟體設計複製智齒的咬合面,以協助接下來的定位。 Source: Schlichting LH, J Prosthet Dent. 2014 Feb;111(2):107-15.

 


智齒 Block 的製作

  1. 先使用一般的瓷塊 (Empress CAD) 研磨電腦設計出來的贋復物,在咬合面研磨完成時手動停止研磨。
  2. 用 Silicone印出半完成瓷塊的 Index,確保智齒可以擺到跟研磨出來的牙冠相同的位置。
  3. 將另外一個瓷塊修磨成L型,定位到同一個 Silicon,確保與智齒之間有一個小間隙。
  4. 瓷塊表面使用氫氟酸酸蝕,塗上 Silane。
  5. 智齒經磷酸酸蝕後,塗上 Optibond FL,使用 Filtek Z100 固定到瓷塊上。
圖五. 將智齒精準的以樹脂固定到瓷塊上。 Source: Schlichting LH, J Prosthet Dent. 2014 Feb;111(2):107-15.

天然贋復物的製作

將合成的瓷塊以同一檔案完成研磨,如同之前所計畫的,咬合面幾乎沒有被磨到

Margin 除了在頰側有輕微的 Chipping 外,精準度都是可接受的

與臨牙的接觸也是合適的,但是顏色不對,所以筆者使用 36℃ 的濃縮咖啡,泡了 6 個小時進行外染。

圖六. 研磨完成,以濃縮咖啡外染。 Source: Schlichting LH, J Prosthet Dent. 2014 Feb;111(2):107-15.

黏著

使用橡皮帳隔離牙齒,牙齒表面噴砂、磷酸酸蝕,智齒牙冠也進行磷酸酸蝕,分別塗上 Optibond FL 的 Primer ,輕刷 15 秒後吹乾 3-5 秒,接著塗上 Adhesive resin 20 秒,最後使用預熱到 68℃ 的 Z100 黏著,光固化 60 秒後,使用甘油覆蓋再照光 20 秒去除氧化抑制層,最後進行咬合的微調以及拋光。

圖七. 黏著後口內照。 Source: Schlichting LH, J Prosthet Dent. 2014 Feb;111(2):107-15.

討論

用這個方式贋復有幾個優點

  1. Enamel 在口腔環境中能持續的進行離子交換,持續的去礦化以及再礦化
  2. 這方法恢復了 Dentinoenamel complex 3,這是一個獨特的介面,結合了兩種不同胚層、基質組成和物理性質,提供了絕佳的機械性質,它可藉由塑性變形停止 Enamel 的裂紋延伸;Enamel 的硬度能保護 Dentin 不受到磨耗;Dentin 的彈性保護 Enamel 不在作用時裂開,這種結構是設計來承受一輩子的咀嚼力的。4,5
  3. Enamel 的每年磨耗約為 29 µm 6 ,但當對咬牙有贋復物時,往往會造成 Enamel 的過度磨耗,就算是二矽酸鋰也會有每年 88µm 的磨耗 7,但使用這種方式就能達到平衡。
  4. Enamel 的結晶雖然很接近但不接觸,這其中形成了很多可讓物質進出的管道,因此顏色會隨著時間改變;相較之下陶瓷顏色太過穩定、而樹脂的顏色穩定度則是較差,長期都會造成顏色上的差異。
  5. 最後,自然牙的咬合面型態,是 CAD/CAM 加工技術很難達到的。

自然牙處理方式:在拔除智齒後,牙根與牙髓要馬上移除,並保存在低溫( 4 度)等張的生理食鹽水;為了避免交互感染,智齒可用高壓蒸氣消毒或是使用 Gamma 射線殺菌,後者是比較推薦的,本文使用高溫蒸汽消毒,是因為這個方法對 Dentin 的通透性跟 Bonding 強度並不會造成顯著影響。8

不像傳統的贋復物,天然贋復物仍會蛀牙,因此自然牙比較深的溝隙應該先被封填起來。但其實不管作任何贋復物,口腔衛生是第一個應該要求的。

這個技術也能應用在植牙,假如前牙有因為外傷導致牙根斷裂,被拔除的牙齒可以與良好設計的 Abutment 連接,達到跟原本相同的 Emergence profile。


結論

這個案例證實了這是一個可行的觀念,經由天然贋復物的製作,可以回復受損的牙齒機械性質、美觀與生物特性,這在未來會是一個很有潛力的新技術,現在需要的是更長期的追蹤。


Reference

1. Magne P. Composite resins and bonded porcelain: the postamalgam era? J Calif Dent Assoc 2006;34:135-47.
2. Magne P. Pascal Magne: ‘It should not be about aesthetics but tooth-conserving dentistry.’ Interview by Ruth Doherty. Br Dent 2012;213:189-91.
3. Bazos P, Magne P. Bio-emulation: biomimetically emulating nature utilizing a histo-anatomic approach; structural analysis. Eur J Esthet Dent 2011;6:8-19.
4. Marshall SJ, Balooch M, Habelitz S, Balooch G, Gallagher R, Marshall GW. The dentin-enamel junction: a natural, multilevel interface. J Eur Ceram Soc 2003;23:2897-904.
5. Giannini M, Soares CJ, de Carvalho RM. Ultimate tensile strength of tooth structures. Dent Mater 2004;20:322-9.
6. Lambrechts P, BraemM, Vuylsteke-WautersM, Vanherle G.Quantitative in vivo wear of human enamel. J Dent Res 1989;68:1752-4.
7. Esquivel-Upshaw JF, Young H, Jones J, Yang M, Anusavice KJ. In vivo wear of enamel by a lithia disilicate-based core ceramic used for posterior fixed partial dentures: first-year results. Int J Prosthodont 2006;19:391-6.
8. Pashley EL, Tao L, Pashley DH. Sterilization of human teeth: its effect on permeability and bond strength. Am J Dent 1993;6: 189-91.
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