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【DENTSPLY SIRONA WORLD 2017】CAD/CAM Materials in Digital Implantology
Some tips and ideas of using CAD/CAM materials in the Digital Dentistry era.

當 Implant abutment 遇到 Chairside- CAD/CAM,我們更能跳脫 preformed abutment 的限制,達到為每個人量身訂做的—「客製化」!但是,我們該選擇什麼樣的材料呢? 究竟,什麼樣的表面處理有最好的組織相容性呢?不同的材料,表面處理會一樣嗎?

目前市面上常見的 CAD/CAM implant 材料,有 titanium, Lithium disilicate, zirconia 及 hybrid material。其中 titanium 已行之有年,且生物相容性也滿高,另外三個材料是近來 CAD/CAM 技術越發成熟之後所普及的產品,讓我們下面來簡介一下:


Lithium disilicate – IPS e.max

目前在 SiroWorld 上醫師們對於 IPS e.max 的使用經驗:

  • MO (Medium Opacity)
    做 crown 會太不透明,只適合做 abutment ; 盡量避免用在 enamel 層。
  • LT (Low Translucency)
    齒頸部螢光性 (fluorescence) 有比較改善,很適合做 hybrid abutment(就是所謂 Ti-base abutment)。

IPS e.max 表面處理與牙齦組織的細胞活性1

  • 此篇研究以 IPS e.max 做兩種不同方式的表面處理來觀察細胞與材料表面的交互作用。
  • 由以下圖表可得知,剛硨完的材料與僅 polished 過的材料 cell adhesion 程度最高。



Zirconia – InCoris TZI

Zirconia 在當 implant abutment 時的表現4

  • 比較 zirconia abutment、titanium abutment 與 titanium-zirconia hybrid abutment 三者的抗斷裂能力。

  • 結論:
    • 不論是 hybrid abutment 或 titanium abutment,兩者的抗斷裂能力 (fracture resistance) 都很足夠。
    • 當斷裂 (fracture) 發生時,one-piece zirconia abutment 的斷裂面常發生在材料內部及靠近 implant neck 的地方;而 hybrid abutment 與 titanium abutment 則常出現在 implant neck 的地方。

 

Zirconia 經過不同表面處理的表面粗糙度:

  • Raw material (milled and sintered) : 0.25 um
  • Vita Spray Glaze only: 0.627 um
  • Polished:
    1. Brasseler dialite polisher: 0.134 um
    2. Brasseler e.max polisher: 0.075 um
    3. Meisinger zirconia polisher: 0.086 um
    4. Brasseler zirconia polisher: 0.039 um

Hybrid Materials (PICN, Polymer-Infiltrated-Ceramic-Network) – VITA Enamic

Gracis 等學者的文章2,指出 Enamic 雖然有較好的彈性,但是與 e.max 等其他材料相比,植體的存活率並「沒有」顯著的差異。而在另一篇3,則指出所有 crown 以及 abutment 的材料在植體與骨頭上都有相似的壓力分佈,所以關鍵應該是「修復體存活率」的觀點大於「植體存活率」。

接下來讓我們看看使用 Enamic 當作 implant abutment 有什麼特性。

Material thickness5

  • 將 6 種不同陶瓷材料,以 Variolink 黏著到 SLA abutment 上,測試不同材料不同厚度所能承受的力量  (fractural strength)。
  • 實驗結果顯示,當材料達 1.5 mm 後,所有的材料都能夠 survive。
  • 其中,Enamic 這個材料所能承受的力量,其實是很高的。

 

Wear resistance and gloss retention6

  • Enamic 對於對咬牙的磨耗程度(綠色長條),會比 IPS e.max CAD、IPS Empress CAD 還要來的少 (fig.1)。
  • 各種材料經過 polished 後與用牙刷刷耗 (brushed) 後的光澤 (Gloss Unit, GU) 變化 (fig.2)。
  • InCoris TZI zirconia 的光澤持久性 (gloss retention) 最好,而 IPS e.max CAD、IPS Empress CAD 及 VITA Mark II 即使在刷耗後,仍可維持近似於 enamel 原有的光澤度。

圖片來源:文章實驗結果6

圖片來源:文章實驗結果6

 


表面處理 (Surface Contouring) 與生物相容性 (Biocompatibility)

Implant abutment7

  • 對於植體來說,biological width 的概念也是相當重要的。
  • 植體的 emergence profile 要能使 fibroblast 與 keratinocyte 附著,以建立 biological width。
  • 如果沒有細胞沒有附著上去,biological width 會無法形成,導致骨吸收及牙齦萎縮。

實驗結果:

  • 在 titanium abutment 與 zirconia abutment 的表面,能看到很好的細胞活性 (viability)、數量與附著面積。
  • 至於 lithium disilicate glass-ceramic 以及 PICN (polymer-infiltrated-ceramic-network, ex: Vita Enamic) 的表現則比較中規中矩。
  • 實驗發現,只要聚合反應過程經過良好的監控,PICN 材料本身並不會發生 monomer 釋放或是 cell toxicity 的特性。

圖片來源: 文章實驗結果7

材料表面到底多平滑才夠?以下數值提供參考

 


Provisional Implant Abutments

目的:

  1. 暫且維持美觀。
  2. 確認最終贗復體的型態與功能。
  3. 幫助軟組織塑形及復原。

材料:

  • 目前主要能使用的材料有:Ivoclar Vivadent 的 Telio CAD,與 VITA 的 CAD-Temp。
  • 兩種都是 PMMA 類的臨時 abutment 材料。依據這類材料的特性,Dr. Dennis Fasbinder 建議最多可以在口內使用 1 年。

結論

  1. Implant abutment 建議使用:InCoris TZI zirconia、IPS e.max。
  2. Implant abutment 表面的組織相容性:zirconia & titanium > IPS e.max & enamic。
  3. 材料表面處理建議以 highly polished surface 為準則。

Reference

1, Brunot-Gohin C, et al. Soft tissue adhesion of polished versus glazed lithium disilicate ceramic for dental applications. Dent Mater (2013), http://dx.doi.org/10.1016/j.dental.2013.05.004
2. Gracis SE, Nicholls JI, Chalupnik JD, Yuodelis RA, Shock-absorbing behavior of five restorative materials used on implants.Int J Prosthodont. 1991 May-Jun;4(3):282-91.
3. Necati Kaleli, DDS, PhD, Duygu Sarac, DDS, PhD, Safak Külünk, DDS, PhD, and Özgür Öztürk, DDS, PhD, Effect of different restorative crown and customized abutment materials on stress distribution in single implants and peripheral bone: A three-dimensional finite element analysis study, The Journal of Prosthetic Dentistry
4. Stimmelmayr M, Heiß P, Erdelt K, Schweiger J, Beuer F, Fracture resistance of different implant abutments supporting 
all-ceramic single crowns after aging, Int J Comput Dent. 2017;20(1):53-64.
5. Moritz ZIMMERMANN, Gustav EGLI, Markus ZARUBA and Albert MEHL, Influence of material thickness on fractural strength of CAD/CAM fabricated ceramic crowns, Dental Material J 2017,  Aug 24. doi: 10.4012/dmj.2016-296
6. Werner H. Mo¨ rmann, Bogna Stawarczyk, Andreas Endera , Beatrice Sener, Thomas Attin, Albert Mehla, Wear characteristics of current aesthetic dental restorative CAD/CAM materials: Two-body wear, gloss retention, roughness and Martens hardness, J Mech Behav Biomed Mater. 2013 Apr;20:113-25. doi: 10.1016/j.jmbbm.2013.01.003. Epub 2013 Jan 23.
7. Grenade C, De Pauw-Gillet MC, Pirard C, Bertrand V, Charlier C, Vanheusden A, Mainjot A, Biocompatibility of polymer-infiltrated-ceramic-network (PICN) materials with Human Gingival Keratinocytes (HGKs), Dent Mater. 2017 Mar;33(3):333-343. doi: 10.1016/j.dental.2017.01.001. Epub 2017 Jan 31.

葉平萱是一個在診所的小牙醫師,在 CEREC Asia 牙科繼續教育中心擔任小助教。
天龍國人,但很不天龍。不會講台語

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