隨著數位牙科的進展，市面上的 CAD/CAM 用瓷塊越來越多，當陶瓷種類的選擇權從技師回到醫師手上時，困擾就開始產生了：有甚麼選項？差別在哪？什麼情況要用哪種？每種瓷塊的成分不同，成分相同的瓷塊各廠商命名也不同，分開記是一定記不完的。
本系列讓我們從牙科陶瓷的基礎結構開始複習起，透過系統性了解牙科陶瓷種類與性質，掌握瓷塊的特性與表現，進而能在臨床中選擇合適的材料。
前言
目前在數位牙科的贋復領域中，絕大部分是以數位切削瓷塊的方式來製作固定假牙。各家廠商推出了相當多不同的瓷塊產品，此時醫師與技師對於材料的了解便顯得相當重要，本文先介紹牙科陶瓷的基本結構，後續系列文章會介紹分類及其他性質表現，以提供臨床選擇參考。
牙科陶瓷的定義
Phillips 牙材課本1上牙科陶瓷 (ceramic) 的定義為：無機且非金屬的固態材料，主要由金屬或半金屬氧化物組成 (Nonmetallic, inorganic structures, primarily containing compounds of oxygen with one or more metallic or semi-metallic elements)。
牙科陶瓷的結構
先來看一下傳統玻璃陶瓷的基本的結構就是由矽酸鹽 (SiO4)4- 組成的四面體，再加上一些金屬的陽離子（常見如 K+, Na+, Al3+ …等）。基本上就是一個不規則的網狀結構，有一些金屬離子被負電荷吸引在結構中。
這種陶瓷的結構排列散亂不規則 (amorphous) ，稱為玻璃態 (glass matrix phase) 陶瓷，由於原子的排列跟吸收波長的關係，這種陶瓷的透光性非常好。另一方面因為排列較散亂，材料內部存在著許多空洞及微裂痕存在，使得陶瓷的強度較弱。（見圖二）
相對來說，結晶態 (crystal phase) 陶瓷的原子排列則是相當規則，光學性質較不透光，而結晶顆粒排列緊密，其物理性質較玻璃陶瓷強很多。大家所熟知的氧化鋯及氧化鋁陶瓷就是屬於這種多晶陶瓷 (polycrystalline ceramics)。（見圖三）
而在牙科陶瓷的發展歷程中，一開始出現的是玻璃陶瓷 (glass ceramics) ，後來為增加強度就在玻璃陶瓷裡面增加一些結晶顆粒 (particle-filled glasses) ，之後則是發展出全結晶態的多晶陶瓷 (polycrystalline ceramics) （見圖四）。
近年來則因為數位牙科對於切割瓷塊的性質需求，也有一些新的材料出現，如：含有樹脂的複合型陶瓷 (resin/ceramic hybrid) 。之後陸續會有討論陶瓷分類與瓷塊的文章跟大家介紹。
結論
陶瓷的微結構跟光學性質與物理性質（強度、切割時的邊緣耗損 (chipping) 程度及齒質磨耗程度）有高度相關，在瞭解瓷塊時可以先看看它的微結構是屬於哪類，下表是一個最粗略的性質比較。
| 排列 | 光學性質 | 物理強度 | |
| 玻璃態 (glass matrix phase, noncrystalline) |
不規則 | 較透光 | 較差 |
| 結晶態 (crystal phase, crystalline) |
規則 | 較不透 | 較佳 |
表一、陶瓷的結構與性質關係簡易歸納。
Reference
1. Anusavice K.J., Shen C., Rawls H.R. (2013) Phillips’ science of dental materials. 12nd ed. St. Louis, Mo: Elsevier/Saunders. Ch18: Dental ceramics.
2. JR Kelly, P Benetti (2011) Ceramic materials in dentistry: historical evolution and current practice. Australian Dental Journal 56:(1 Suppl): 84–96.
3.Belli R., Wendler M., de Ligny D., and Cicconi M.R., et al. (2017) Chairside CAD/CAM materials. Part 1: Measurement of elastic constants and microstructural characterization. Dental Materials. 33(1):84-98
Doris Chang (張維庭) is a lecturer at CEREC Asia and the current leader of the Tooth Faerie Club.