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GC CERASMART™ 邊緣密合度比較 – Inlay 及 Endocrown
Investigation: Margin Performance of CERASMART™

第二級窩洞 (class II) inlay 的傳統贋復技術已經相當成熟,因此常常成為醫師在初次接觸 Chairside CAD/CAM 當天完成時的首選項目。一方面,這是大部份醫師幾乎每天都會接觸的病例,另一方面,醫師希望藉由這種「簡單、小範圍」的治療,開始熟悉當日完成的 CAD/CAM 流程。

但,當醫師滿心期待磨出來的 inlay restoration 能穩穩的、牢牢的、密合的放入窩洞中時,偶爾會被開開的、晃動的、不密合的結果嚇到。在充滿疑問的情況下,短暫的詢問廠商或其他醫師後,通常就會得到一個結論:『CEREC 是不準的,CAD/CAM 可能還沒成熟吧!』。


事實上,第二級窩洞 (class II) 從來就不是一個「簡單的」Chairside CAD/CAM 適應症,從下圖 (Fig.1-3) 可以看到窩洞製備有較多的大角度轉折。這些轉折在研磨機車削 (CAM) 的原理下,必須要盡量圓滑避免尖銳角度,以避免因玻璃陶瓷本身物理性質造成的邊緣缺損,或是研磨機的鑽針產生過度研磨 (overmilling),導致贋復物置入後晃動。

圖1. 25 inlay prep 與 26 endocrown 窩洞修磨,可看到多個大角度轉折。 圖2. 25 inlay prep 近心側觀。 圖3. 3D 列印模型。Source: CEREC Asia Training Center, R&D department.

儘管了解原理,但我們牙醫師同時也會希望能盡量保留健康齒質,避免過度修型,一方面能避免術後敏感,另一方面保留越多的珐瑯質也代表了更可靠的黏著成果。在這樣的前提下,窩洞製備就會有較少的近遠心寬度以及更大的轉角角度 (Fig.4-5)。而這正是造成修復體邊緣破損不密合,或是晃動的主因,醫師就此陷入兩難。

圖4-5. 25 inlay prep 較大邊緣轉角角度。Source: CEREC Asia Training Center, R&D department.

另外,Endocrown 日漸被醫師運用在後牙根管治療後的贋復上,在邊緣設計上經常也會有接近 90 度的轉角,這就出現了和 Inlay 一樣的情況,如邊緣破損等 (Fig.6-7)。

圖6-7. Endocrown 90 度的邊緣轉角。Source: CEREC Asia Training Center, R&D department.

想解決這種狀況,在保守性的窩洞製備前提下,我們能尋找的出路就是從瓷塊材料下手:選擇可加工性大 (Machinability) 且具有彈性的玻璃陶瓷,利用材料的優勢同時達到保留齒質與邊緣完整性的要求。


研究方法

所謂的「可加工性」 (Machineability),意即材料對於車針切削的反應,運用在陶瓷上時,切削通常都會造成一定程度的 Chipping。 可加工性越好,切削出來的成果就更接近電腦設計。很多因素會影響一個材料的可加工性,「脆性」是其中一個主要的因素。

在 2016 年,Lawson NC 等學者的文獻中 (表1),可以看到 GC Cerasmart 的維氏硬度 (Vickers hardness) 與象牙質相當,且擁有最低的楊氏模數 (Young’s modulus),在提供足夠強度的同時也具備了所有材料中最佳的「彈性」,這個特性對於研磨後的邊緣完整度有十分正面的意義。

表1. 常見CAD/CAM 用瓷塊性質。 Source: Lawson NC, et al. Wear, strength, modulus and hardness of CAD/CAM restorative materials. Dent Mater (2016)

 

為了進一步驗證這個結果, CEREC Asia 的教研部門設計了一個研究:

牙位 25 (inlay) 及 26 (endocrown),利用病患口掃的數位檔案輸出 3D 列印模型 (Formlab 2, 0.025mm layer thickness),並利用同一個檔案、全新鑽針 12S 以及精細模式研磨,使用 5 種不同材料研磨出贋復物,進行邊緣密合度的測試,分別是 GC Cerasmart、VITA MARK II、VITA Enamic、Dentsply Sirona Celtra Duo、VITA Suprinity。(Fig.8-10)

圖8-10. 3D 列印模型與研磨出來的贋復物。Source: CEREC Asia Training Center, R&D department.

最低的修復體厚度出現在 25 inlay 的 mesiobuccal,約 0.43 mm (Fig.11)。
最大的轉角接近 90 度,出現在 26 的 mesial。

圖11. 最薄的贋復體厚度 0.43 mm。Source: CEREC Asia Training Center, R&D department.

實驗結果

圖12. Resin-ceramic hybrids 陶瓷(CERASMART,ENAMIC)與其他陶瓷之間的差異是相當明顯的。 可以看到 Margin 的平滑度。 鋸齒狀和不規則邊緣表示該陶瓷有 chipping 的發生。Source: CEREC Asia Training Center, R&D department.
圖13. 前述陶瓷較薄區域 (25 inlay 的 mesiobuccal),可以看到 Resin-ceramic hybrids 陶瓷的表現依然良好。Source: CEREC Asia Training Center, R&D department.
圖14. 一樣可以看到一個趨勢,Resin-ceramic hybrids 的邊緣完整度表現優於 ZLS 更優於 Feldspar,其中 CERASMART 略優於 ENAMIC。Source: CEREC Asia Training Center, R&D department.
圖15. 在更高的放大倍數下,這個差異就更明顯了。Source: CEREC Asia Training Center, R&D department.
圖16. 在 Shoulder margin 的情況,仍然有局部 chipping 發生。Source: CEREC Asia Training Center, R&D department.

從以上電顯圖,可以觀察到下列現象:

  1. 整體來說,Resin-ceramic hybrids (CERASMART,ENAMIC) 的研磨邊緣較為平順完整。
  2. 進一步來看,相較於 ENAMIC ,CERASMART 邊緣完整度似乎略為優秀。
  3. 最後,即使是 shoulder margin (endocrown),還是會發生零星 chipping 的狀況。
  4. 與 Lawson NC 等學者的數據結果預測符合 。

那問題是哪個 Resin-ceramic hybrids 比較好? CERASMART 具有比 ENAMIC 略高的 flexural strength,但有比牙本質更小的 Young’s modulus。 評估這些細項的優缺點超出了本文的範圍,如果我們只看可加工性,CERASMART 似乎略顯優勢。當然,在臨床的運用上要考慮的絕對不止這點。


結論

這個實驗結果,表明了就算是同類型的材料,隨著物理性質的些微不同也會有顯著不同的研磨結果。身為一個決定贋復材料的醫師,必須更加了解各種材料的性質、數據以及其背後代表的臨床意義,才能在數位牙科的時代達到更可預測的治療成果。

本體外研究提供了在 inlay/onlay 等高難度 Chairside CAD/CAM 治療時材料選擇的參考,實際上的臨床成果以及長期追蹤仍需要進一步研究,讓我們在努力保留病人最多完整齒質的同時,不妥協治療成果。


References

1. Lawson NC, et al. Wear, strength, modulus and hardness of CAD/CAM restorative materials. Dent Mater (2016), Nov;32(11):e275-e283.

About 李承翰

李承翰 is a resident dentist at Taipei Veterans General Hospital.
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