其中包含了 18 種材料，超過 7 年的 follow-up data。

研究機構是 Technologies in Restorative and Caries Research (TRAC Research)，為一非營利組織，專門做材料的研究。截至目前 TRAC Research 已有 41 年的歷史，測試過了 129 種材料。

18 種材料資訊

存活率 (Survival rate)

• 講到材料，存活率 (survival rate) 應該是大家最關心的議題。
• Survival 的定義有很多，普遍文獻上的定義都是 ” 還存留在口內執行功能 ” 就可以算 survive，不管有沒有像是 chipping、crack 之類的 complications。
• 另外，survival 並不等於 success （美觀、功能各方面都完好），在這我們只需把 survive 當成 ” 堪用 ” 就行了。
• 以目前的資料來看，18 個材料當中，因為 BruxZir & e.max CAD 追蹤的時間最長， 對於 Survival rate 只提及到這兩種材料
• 最可靠的品牌是 BruxZir ，再來是 e.max CAD。

探討完 Survival 後，講師 Dr. Rella Christensen 開始討論 Complications (Fracture & Loss of retention)

斷裂率 (Fracture rate)

• 陶瓷最常見的 complication 是 fracture。chipping & crack 也算在 fracture 之中。
• 各材料的 facture rate 以下表呈現。
• PressCeram 其實是原始的控制組，但是三年 fracture rate 就高達 50%，所以最後的控制組換成了 BruxZir & e.max CAD。

斷裂 (Fracture) 的處理原則

• 基本上講師 Dr. Rella Christensen 認為，只要斷裂後會干擾咬合或造成牙周問題，就必須重做。但也提出了基本的 guideline。

斷裂 (Fracture) 的預防

• 確認 tooth prep 的厚度夠不夠，不夠的區域（講師提到特別是下顎臼齒的舌側）會導致較薄的材料。
• 咬合的調整，講師喜歡用 T-Scan^® 來測試，避免過重的咬點，當咬合沒調好，咬力過重就可能直接咬裂。

脫落率 (Loss of Retention)

• 以複合性玻璃陶瓷材料做 crown 的風險的確高很多。以 4、5 年追蹤來看，複合性玻璃陶瓷 （如：Lava Ultimate、VITA Enamic、GC CeraSmart 等）的脫落率都有接近 25 %。
• 相較於 7 年追蹤的 emax CAD 與 BruxZir，分別只有 11 % 與 6 %。
• 在脫落率的組別，特別把 e.max 的燒結時間分成 27 mins & 12.5 mins 。雖然以數據看來 e.max CAD (12.5 min) 似乎比 e.max CAD (27 min) 的表現要來的好，但其實那是因為 e.max CAD (12.5 min) 的樣本數偏少，導致這樣的誤解出現，所以講師 Dr. Rella Christensen 建議還是看 e.max (27 min) 的數據才準確，而不是鼓勵大家對 e.max CAD 做快燒。

Zirconia 也有 bonding?

• 通常一般牙醫師對於 zirconia 的想法就是「沒有 bonding」；但在講師 Dr. Rella Christensen 的研究中發現，利用 RMGI (Resin-Modified Glass Ionomer) 黏著 Zirconia，可以得到和 e.max CAD + resin cement 差不多的成果。
• 根據這個研究結果，講師認為 zirconia 配合 RMGI cement 的使用，可以得到接近 “bonding” 的效果。

結論

1. 在七年的長期追蹤下，BruxZir & e.max CAD 是兩種很可靠的材料。
2. 預防 Fracture：材料的厚度要夠（prep. 的量要夠）、咬合要調好。
3. 複合性玻璃陶瓷 (hybrid ceramics)，用來做 crown 的風險較 zirconia 或 e.max CAD 高很多，有較高的機會 de-bonding (loss of retention)。

後記

• 這 18 種材料中，有很多 follow-up 的年份都還不夠，因為牙科陶瓷材料不斷的改進，推層出新，很難有長期的 follow-up。
• 看起來 e.max CAD 長期下來的穩定度是值得肯定的，究竟這些新一代的陶瓷材料能否打敗 e.max CAD，就讓我們拭目以待。
• 對於第一次接觸牙科陶瓷的讀者，可能會對這些如雨後春筍般冒出來的新材料感到陌生與不安，這也是我們 Cerec Digest 希望能幫上大家，致力於整理材料的動力。

陳宇江

Yu-Chiang Chen is a member of Sweet Space Dental Clinic and CEREC Asia Training Center.

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前言

從系列文章（一）及（二）我們提到陶瓷的微結構與分類，瞭解到微結構排列及組成不同對陶瓷的機械性質的影響很大，接下來我們進一步介紹材料的機械性質。

在牙科陶瓷裡面常用來評估材料物理性質的的測試有相當多，其中彎曲強度 (flexural strength) 及抗斷裂韌性 (fracture toughness) 是其中相當重要的性質。

系列前篇請參考：牙科陶瓷材料基礎介紹（一）— 陶瓷微結構、牙科陶瓷材料基礎介紹（二）— 陶瓷分類
相關文章：IDS 2017 CAD/CAM 新材料總覽 – 瓷塊篇 

彎曲強度 (flexural strength)

在陶瓷的強度測試中最基本的就是彎曲測試，將樣本兩端置於兩個支撐架上，中間施以單點或兩點的力量，記錄其在漸漸增加的應力下 (stress, MPa) 的形變量 (deflection, %)。此試片可以承受的最大應力，即為稱為彎曲強度 (flexural strength)（圖一中的 σ）。

此試片受力情形與牙橋橋體在口內受力的狀況相似（圖二），在接受力量端是受到壓力 (compression)，另一側則是受到張力 (tension)。此數值除了受材料本身強度的影響外，也會受到材料內外部的缺陷 (defect) 影響。在此測試同時還可以知道材料在承受應力時容不容易形變（形變量跟應力作圖的斜率），即彎曲模數 (flexural modulus)。

彎曲測試的方法最常用的是三點彎曲測試及四點彎曲測試，測試的試片很好製備，但其缺點是有試片邊角破裂 (edge failure) 的問題，所以有雙軸彎曲測試 (biaxial flexural test)（使用三個小圓球支撐圓形的試片，再由中心施力，見圖三），學者認為這種方式比較能測到材料真正的強度表現。研究顯示三點彎曲測試與雙軸彎曲測試其測到的彎曲強度比四點彎曲強度測試高¹。

圖一、彎曲強度示意圖。Source: Wikipedia-flexural strength.

圖二、橋體受力情形。靠近受力方向的咬合面，材料承受的是壓力，而另一側則是張力。Source：Anusavice, K. J., Shen, C., & Rawls, H. R. (2013). Phillips’ science of dental materials. Elsevier Health Sciences.

圖三、雙軸彎曲測試 (biaxial flexural test) 示意圖。Source: Oh, G. J.et al. (2010). Sintering behavior and mechanical properties of zirconia compacts fabricated by uniaxial press forming. The journal of advanced prosthodontics, 2(3), 81-87.

表一整理近五年 CAD/CAM 常見塊材之彎曲強度的數據（搜尋條件：Pubmed 搜尋關鍵字「CAD/CAM flexural strength」在 2013 – 2017 七月範圍中得到 39 篇，收錄下列幾種常見的 CAD/CAM 用塊材之三點彎曲測試結果，共計 16 篇，未收錄的文章中有 2 篇是因為無法取得全文）。可以看到大致強度比較由小到大為：長石 (Mark II)、白榴石 (Empress CAD)、樹脂陶瓷 (Enamic, Pradigm MZ100, Cerasmart, Lava Ultimate)、二矽酸鋰 (e.max CAD) 及氧化鋯強化矽酸鋰 (Celtra Duo, Suprinit) 、多晶陶瓷 (YZ T/HT, inCoris TZI)。此強度表現呼應其內部陶瓷的結構與晶型，玻璃陶瓷結晶排列較散亂且不規則強度最弱，而添加了結晶顆粒的玻璃陶瓷強度表現增加，多晶陶瓷結晶排列最較緊密且規則，強度最高。

表一、CAD/CAM 常見塊材之彎曲強度文獻整理。三點彎曲測試結果（括弧內為標準差），單位為 MPa。

抗斷裂韌性 (fracture toughness)

陶瓷為脆性材料，其內部及表面的裂痕 (crack) 及缺陷 (defect) 對材料的耐久度影響甚大，也因此了解材料在有裂痕時的表現非常重要。抗斷裂韌性 (fracture toughness) 指的是當測量材料表面有裂痕，此材料在受力時抵抗裂痕延伸的能力，其測試的方法有很多種，包含單邊 V 刻紋 (Single Edge “V” notch Beam, SEVNB) 、單邊預裂試片 (Single Edge Precracked Beam, SEPB) 、單邊凹槽試片 (single edge notch beam, SENB)、Chevron 刻紋試片 (Chevron Notch Beam) 及表面裂紋之彎曲測試 (Surface Crack in Flexure) 等的方法。常以 K1c 來表示抗斷裂韌性，單位為 MPa•m^1/2 。

表二整理 CAD/CAM 常見塊材之抗斷裂韌性的數據，可以看到大致強度比較由小到大的趨勢與抗彎曲強度測試類似。（搜尋條件：Pubmed 搜尋關鍵字「CAD/CAM fracture toughness」在 2013 – 2017 七月範圍中得到 18 篇，收錄下列常見的 CAD/CAM 用塊材之抗斷裂韌性測試結果，共計 5 篇，未收錄的文章中有 1 篇是因為無法取得全文。）

表二、CAD/CAM 常見塊材之抗斷裂韌性文獻整理。抗斷裂韌性測試結果（括弧內為標準差），單位：MPa•m^1/2）。SEVNB = Single Edge “V”notch Beam; SENB = single edge notch beam; IS = indentation strength technique。

結語

藉由強度我們可以簡單地歸納出不同材料適應症範圍（圖三），強度較弱的長石及白瑠石材料廠商大多建議只使用在前牙區及嵌體贗復物，而後牙區及牙橋則考慮選用強度較強的材料，如二矽酸鋰、二氧化鋯強化矽酸鋰、氧化鋯等材料。其他還需要考量不同瓷塊的切割邊緣破損 (chipping) 情形、美觀考量（如色澤、透光性、染色效果及可拋光性）及生物考量（所需最小厚度及對齒質磨耗程度），當我們對陶瓷的性質掌握程度越高，越能針對患者的狀況及需求選出合適的材料，達到良好耐久的贋復品質。

圖三、 陶瓷料塊的強度以及基本適應症。 Source：Tooth faerie club，整理自 Phillips’ science of dental materials. 12^nd ed. 以及各廠牌說明書。

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張維庭

Doris Chang (張維庭) is a lecturer at CEREC Asia and the current leader of the Tooth Faerie Club.

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從世界各國而來的參展廠商，都急欲與數位牙科領域沾上邊，舉凡 Restorative materials、Milling machine、3D printing technology、Design software、 Data acquisition scanners… 等，超過一半的參展廠商都和數位牙科脫不了關係。

除了數位牙科界領先群廠商的口掃機爭霸戰之外，各家廠商對於材料市場的競爭也隨之進入白熱化。本文將針對在這次 IDS 2017 展場中能看到，但相對少見於台灣的瓷塊材料，做一些簡單的介紹。

前言

CAM 加工製程的其中一個方式是減法研磨，任何材料只要能夠切削，都能夠使用於 CAD/CAM 系統之中，因此在這次的 IDS 2017 ，各家廠商紛紛推出自家研發的材料來支援 CAD/CAM 系統的使用。

其中，以複合樹脂材料及複合陶瓷材料為最大宗，如：VOCO 的 Grandio blocs、Coltene 的 Brilliant Crios、Kuraray 的 ” 刀 KATANA “ Avencia、Nacera 的 Nacera Hybrid、YAMAKIN 的 KZR-CAD HR 2 GR、GC 的 Cerasmart 270、SHOFU 的  HC Block… 等，而原本就有複合陶瓷的 VITA 公司於今年則是進一步推出了多層色的 Enamic multiColor。

除了複合陶瓷材料之外，強化型玻璃陶瓷也有廠商推陳出新，如：GC 的 Initial LRF、Straumann 的 n!ce 等。除此之外，氧化鋯在這次 IDS 2017 地圖上簡直是遍地開花式的大量出現，各家廠商為了克服氧化鋯顏色死白的問題，紛紛推出具有透明度及預染色的氧化鋯，甚至是超高透度或是多層次顏色的氧化鋯材料，但多限於瓷盤類的產品。不過 Kuraray 的 ” 刀 KATANA “ 系列 ，在這次 IDS 2017 除了發表 KATANA Avencia 複合樹脂材料之外，也同時發表了高透明度、多層次顏色的氧化鋯瓷塊 KATANA STML Block，為 chair side 氧化鋯贋復物帶來更高的美觀表現。

複合樹脂材料

與一般傳統 direct restoration 複合樹脂材料相比，CAD/CAM 複合樹脂材料的優勢主要來自製程上嚴格的環境控制，使聚合反應在一定的溫度及 stress-free 的環境下完成，藉此讓 monomers 達到高度的轉換率 (conversion rate)；除此之外，也因為聚合反應已經在製作贋復物前先行完成，材料不會需要在口內光聚合而擔心產生材料收縮的現象，使得 CAD/CAM 複合樹脂相較於 direct restoration 複合樹脂在機械性質方面能有很大的提升。

除了機械性質的優勢之外，相較於其他 CAD/CAM 材料，複合樹脂材料的彈性模數 (elastic modulus) 高且接近自然牙、邊緣穩定度 (edge stability) 較佳、對於對咬牙的磨耗程度較小、具有 shock-absorbing 的性質… 等優點，讓這類型的材料在 CAD/CAM 領域依然能佔有一席之地。

VOCO － Grandio blocs

VOCO，發展各類牙科器材與設備的德國廠商，在今年的 IDS 2017 中，除了推出了自己的口掃概念機之外，材料方面也首度推出了以自家樹脂產品 nano-hybrid composite resin 所製作而成的 CAD/CAM block。

VOCO 強調 Grandio blocs 具有高度的 filler 含量（約達 86 %），並且擁有機械性質與自然牙接近（如：彈性係數、熱膨脹係數等）、強度可比擬其他陶瓷材料（ VOCO 公司所提供的數據 biaxial flextural strength 約可達 300 MPa）、邊緣穩定度 (edge stability) 良好、以及較不易造成對咬牙磨耗等特性；經過研磨機切削完成後，也能夠配合自家所推出的 direct 樹脂材料（如：Grandio Flow 等）來做出最後外形的修正以及日後贋復體的修復，並且能達到相似的顏色與性質。目前 VOCO 所推出的 Grandio blocs 是單一顏色 (monochromic) 的瓷塊，漸層色效果需要經過外染或樹脂堆疊來達成。

COLTENE － Brilliant Crios

COLTENE，一家位於瑞士、專門製造各類牙科器材的廠商，對牙科樹脂材料的研發與投入早已行之有年，也有許多不錯的複合樹脂與 adhesive bonding 商品。2015 年，COLTENE 宣布與 Dentsply Sirona 合作，計畫在 2016 年將自家推行多年的複合樹脂材料帶往 CAD/CAM 領域，正式踏入 CAD/CAM 的市場。而在這次 IDS 2017 所展出的 Brilliant Crios blocs 就是專為 CEREC 系統設計的複合樹脂材料。

不同於大多數廠商在進入 CAD/CAM 領域時總是積極投入陶瓷的研發，COLTENE 反而更加強調複合樹脂材料別於陶瓷材料的優勢，且聲稱機械強度也不遜色於玻璃陶瓷（ COLTENE 公司所提供的數據 biaxial flextural strength 約 250 MPa），並且保有複合樹脂材料的各項優點，如：和自然牙 dentin 相似的彈性模數、不易造成本體和對咬牙磨耗、研磨邊緣穩定度佳、拋光性質良好、以及容易操作與修復等。

COLTENE 建議使用自家研發的 One Coat 7 Universal Bonding，並配合自家流動樹脂或 resin cement 來黏著 Brilliant Crios 贋復體。目前 Brilliant Crios blocs 還是單一顏色 (monochromic) 的瓷塊，漸層色效果需要經由外染的方式來達成。

Kuraray Noritake － 刀 KATANA Avencia

Kuraray Noritake 公司在牙材界一直以來都有很優秀的產品，除了頗負盛名的 Clearfil SE Bond 與 PANAVIA 之外，陶瓷材料也都有很不錯的成績與知名度。而在今年的 IDS 2017 中，除了與 Dentsply Sirona 簽訂正式合作關係之外，也展出了數種專為 Dentsply Sirona 的 CEREC 系統所開發的 CAD/CAM 用瓷塊。

Kuraray Noritake 公司所推出的 KATANA Avencia 複合樹脂，藉由融入 nano particle filler 與嚴格控制的熱聚合反應製程，讓材料達到的良好機械性質（ Kuraray Noritake 公司所提供的數據 biaxial flextural strength 約達 233 MPa）。經過 CAD/CAM 研磨後，細緻的 filler 粒子含量提供材料本身良好的可拋光性 (polishability)，可以很容易的讓贋復體達到光滑的表面，進而降低材料本體及對咬牙磨耗。另外，配合 Kuraray Noritake 赫赫有名的 Clearfil SE Bond，也可以達到理想的臨床黏著效果（原廠數據 shear bonding strength 約可達 25 MPa）。

目前 Kuraray Noritake 所推出的 KATANA Avencia 除了單一顏色 (monochromic) 的瓷塊之外，內建漸層色 (multilayered) 效果的瓷塊也一併在今年的 IDS 2017 中發表，只要將贋復體依照漸層方向擺放，便可在研磨後表現出模擬自然牙的色調，對複合樹脂材料的美觀表現加分不少。

複合陶瓷材料

顧名思義，複合陶瓷材料的誕生，主要是希望藉由融合複合樹脂與玻璃陶瓷兩種不同類型材料的特性，創造出兼具兩者優勢的新型材料。此種類型的材料不論在機械性質、彈性模數 (elastic modulus) 、邊緣穩定度 (edge stability) 、磨耗程度 (two-body waer) 、可拋光性 (polishability)、shock-absorbing 性質… 等方面，均大致介於玻璃陶瓷與複合樹脂材料之間。

近幾年來，複合陶瓷材料的發展日漸成熟，各家廠商也積極投入在美觀方面的提升，除了追求材料本身的光通透性 (light transmittance) 與螢光效果 (florescence) 要接近自然牙的表現外，也開始研發出具有漸層色的複合陶瓷材料，讓材料整體的表現更趨自然，希望能藉此搶佔牙科美學的市場。

Nacera － Hybrid

一直以來 Nacera 在 CAD/CAM 材料方面多著重於 lab side 的氧化鋯瓷盤商品，今年也有推出新研發的多層色氧化鋯瓷盤。除此之外，Nacera 終於也在今年的 IDS 大會中首度展出自己全新的複合陶瓷材料 Nacera Hybrid。

Nacera Hybrid 由 50 % nano-glass 以及 50 % polymer-matrix 組成，其中 nano-glass 已預先經過矽烷化 (silanization) 處理再融入 polymer-matrix，使整體結構緻密。Nacera 稱能藉此達到良好的美觀（如變色龍效應）及可拋光性 (polishability)、不易造成材料顏色改變、polymer-matrix 提供良好彈性讓材料擁有 shock-absorbing 能力等優點；除此之外，Nacera 也有推出 Blend Tissue Flow composite（包含 pink gingiva 的顏色），可用來修改贋復體外型（如 implant prosthesis 齒頸部的牙齦效果）。

目前 Nacera 推出的 Nacera Hybrid 都是單一顏色 (monochromic) 的瓷塊，顏色的漸層需要經由後製處理的方式來達成。且截至目前， Nacera 原廠並未在今年的 IDS 2017 展場內或網站上釋出任何關於此材料的實驗數據（如彈性模數、抗撓曲強度、磨耗程度等），難以和其他同類型材料做比較，臨床實際使用性質尚待驗證。

YAMAKIN – KZR-CAD HR 2 GR

YAMAKIN，山本貴金屬地金株式會社，是一家位於日本的公司，創立初期主要的業務投資在貴金屬的買賣與加工。經過多年的發展後，公司版圖漸漸擴大，開始利用金屬的加工與精煉技術來製造牙科用的貴金屬材料，最後慢慢進入牙科樹脂與陶瓷材料的研發，正式立足於牙科材料市場中。

YAMAKIN 在今年除了推出自家研發的 KZR-CAD NANOZR 氧化鋯瓷盤外，也推出了 KZR-CAD HR 2 GR 複合陶瓷材料。其實在 2015 年初，YAMAKIN 公司便已推出 KZR-CAD HR 2 複合陶瓷瓷塊，在樹脂中添加一些 nano filler 及 ceramic filler，材料組成結構細緻且均質 (homogenization)，提供材料本身良好的可拋光性 (polishability) 且不容易有 biofilm 附著在贋復體表面；機械性質方面，YAMAKIN 公司所提供的數據 biaxial flexural strength 可達 250 MPa 以上。此外，陶瓷材料本身也融入一些含氟化物的 filler，能緩慢釋放氟離子，YAMAKIN 稱能藉此提供材料長期的表面穩定性，進而使材料強度能長期維持在一定的水準。

而在今年的 IDS 2017 中，YAMAKIN 推出了改良版的 KZR-CAD HR 2 GR，基本組成與性質和 KZR-CAD HR 2 相同，但最大的特色便是材料在美觀上的突破 － 瓷塊本身內建漸層色彩，能更表現出自然牙的顏色分佈。瓷塊本身有三個顏色漸層，在設計時只要將贋復體依照顏色漸層的方向擺放，便可在研磨後表現出自然牙的漸層色調。YAMAKIN 也有推出自家研發的染色組 Luna-Wing Stain 與複合陶瓷修補材 TWiNY，可在贋復體表面調整更多細節，讓贋復體的外觀與鄰牙更加和諧。

GC － Cerasmart 270

GC 公司深耕牙科材料領域已有接近百年歷史，一直以來都有很多不錯的商品在全世界的牙科領域中使用。近幾年來，GC 也積極投入數位牙科領域的研發，在今年的 IDS 中除了展出自家的口掃機 Aadva IOS 之外，陶瓷材料方面也有不少新突破，推出了兩種不同的 CAD/CAM 用瓷塊 – 複合型樹脂材料 GC Cerasmart 270 & 強化型玻璃陶瓷材料 GC Initial LRF。

2013 年左右，GC 公司推出了他們的第一款複合樹脂材料 GC Cerasmart，以 nano ceramic 均勻混入樹脂材料形成的 matrix，形成細緻且均質 (homogenization) 的結構，除了提供材料良好的可拋光性 (polishability) 與邊緣穩定性 (edge stability) 之外，具有彈性的 matrix 結構讓材料本身擁有 force-absorbing 的能力與良好的機械性質（GC 公司所提供的數據 3-point flexural strength 約達 230 MPa ），且對於光的通透性及材料本身的螢光效果 (florescence) 也與自然牙有類似的表現。

而在今年的 IDS 2017 大會中，GC 發表了升級版的 GC Cerasmart 270，藉由 Full-coverage Saline Coatings (FSC) 的處理技術，將融入材料中的 nano ceramic filler 表面與矽烷處理劑充分作用，使 filler 表面完整覆蓋一層 saline coating 後再融入材料中，藉此讓材料的組成更加緻密化，並且能夠提升約 10% 的 filler 含量。更加緻密的均質 (homogenization) 結構，除了提供 GC Cerasmart 270 更好的可拋光性 (polishability) 與 force-absorbing 的能力外，材料本身的抗磨耗能力與機械性質也變得更加可靠（GC 公司所提供的數據 3-point flexural strength 約達 245 MPa 、 fracture toughness 約達 2.7 N-cm ）。

目前 GC 所推出的 GC Cerasmart 270 僅在日本的牙科市場中上市，且都是單一顏色 (monochromic) 的瓷塊，並未有多層色 (multilayered) 效果的瓷塊推出，顏色的漸層還是需要經由外染後製的方式來達成。GC 公司有推出適用於 GC Cerasmart 的光固化外染材料 Optiglaze color kit，其內的 nano-filler 除了能讓染劑／釉劑與材料結合得更好之外，對於染劑／釉劑的抗磨耗能力與光滑表面的維持也有一定程度的提升。

VITA – Enamic multiColor

VITA 公司在牙科材料方面的研發與投入早已有多年歷史，舉凡牙科陶瓷、牙科瓷爐、假牙樹脂基底材料、比色板與比色機等，眾多商品在牙科材料業界中皆舉足輕重，全世界超過 150 個國家都能看到 VITA 公司的產品。

早在 2013 年，VITA 便推出了市面上第一款複合型陶瓷材料 Enamic。Enamic 由陶瓷與複合樹脂的雙重網狀結構融合而成，VITA 希望透過融合陶瓷與樹脂兩者的特性，使材料兼具玻璃陶瓷以及複合樹脂的性質。從名稱上來看，便可了解 Enamic 和牙釉質有著相似的性質（如：彈性係數、材料硬度等）；除此之外，Enamic 在機械強度（ VITA 公司所提供的數據 3-point flextural strength 約為 180 MPa）、材料彈性、shock-absorbing 的性質、抗磨耗能力、切削加工速度與鑽針消耗、邊緣的穩定性…等特性，皆介於陶瓷與樹脂材料間，成功創造出全新的牙科材料。

而在今年的 IDS 2017 中，VITA 展示了他們在複合陶瓷材料領域的研發成果，發表了新一代的 Enamic multiColor 瓷塊，最大的改良是美觀上的進展 － 瓷塊本身也內建了漸層色彩，且顏色漸層多達六層！瓷塊擺放角度只要依照顏色漸層調整，就能讓贋復體在研磨後表現出接近自然牙的漸層色調，不需要經過複雜的後製處理就能達到一定程度的美觀效果。如果需要進一步的染色與修飾表面特徵，VITA 在今年的 IDS 也推出了新的 VM LC 系列光固化修飾樹脂材料，除了區分 dentin 與 enamel 的基本色之外，還另外有不同 enamel 表面特徵、 gingiva 色調、外染染色劑等不同修飾材料，讓贋復體的細節調整更全面。

SHOFU － Block HC

SHOFU，一家發源於日本京都、在牙科領域製造多項商品並銷往世界的廠商，對新興牙科材料的研發與投入也不遺餘力。2015 年，SHOFU 宣布與 Dentsply Sirona 正式合作，也於同年的 IDS 中發表了自家所開發的複合陶瓷材料 SHOFU Block HC。而在這次 IDS 2017 所展出的 SHOFU Block HC 也新增了漸層色瓷塊的選項。

SHOFU Block HC 複合陶瓷瓷塊的材料技術來自於自家所推出的 Ceramage 系列材料，混入矽酸鋯 (zirconium silicate) 組成的 micro ceramic filler，形成細緻且均質 (homogenization) 的材料結構。SHOFU 強調 SHOFU Block HC 的光通透性及螢光效果 (florescence) 與自然牙相近，能使贋復體表現出和諧的色澤與透明感。物理性質方面，有賴於材料的機械強度（SHOFU 公司所提供的數據 flextural strength 約為 190 MPa）與材料彈性之間取得的平衡，讓 SHOFU Block HC 擁有 stress-absorbing 的特質之外，邊緣穩定性 (edge stability) 也有不錯的表現。

一般來說，瓷塊除了顏色的區別之外，還有 HT (high translucency) 與 LT (low translucency) 兩種不同透明度的選擇；而 SHOFU Block HC 除了顏色與 HT/LT 搭配的選擇之外，還有 Enamel 系列色，適合 inlay, onlay, veneer 的贋復使用。除此之外，SHOFU Block HC 也推出了內建漸層色的瓷塊。SHOFU 在設計 Two-Layer SHOFU Block HC 時，並非追求顏色漸層的數目，而是以牙齒的自然結構作為基礎，設計出具透明度的 enamel layer 與色彩飽和度較高的 dentin layer 兩種色層，讓贋復物與自然牙有相似的層次表現。SHOFU 也同時推出了適用於複合陶瓷材料的黏著劑 HC Primer，強調其 monomer 組成能滲入複合陶瓷材料表面，同時配合自家 ResiCem 系列的 Primer & dual-cure resin cement，達到良好的 micro-mechanical 鍵結。

強化型陶瓷材料、氧化鋯材料

相較於上述的複合樹脂與複合陶瓷材料，強化型玻璃陶瓷材料最大的優勢在於其較高的材料強度，機械與光學性質也因為混合了其他陶瓷造成粒徑改變，在 CAD/CAM 成品的表現上優於單純玻璃陶瓷。近幾年，強化型玻璃陶瓷材料的進展也越演越烈，自從 2013 年 VITA 公司和 Dentsply 公司於 IDS 中首度聯合發表了氧化鋯強化矽酸鋰 (zirconia-reinforced lithium silicate, ZLS) 材料，強化型玻璃陶瓷材料總算在 Ivoclar Vivadent 所發表的 IPS e.max 後繼有人，進入了新的紀元。

而全瓷贋復材料中強度的巔峰 – 氧化鋯，雖然有著極為優異的機械性質，但死板的顏色與近乎於零的透光度，早期在美學方面的考量總是讓人卻步。這幾年，各大廠商紛紛推出了內建顏色的預染色彩鋯與具透明度的氧化鋯材料，讓氧化鋯的使用慢慢得以被牙醫師所接受。而在今年 IDS 2017 ，眾多廠商也不約而同的進一步推出了多層漸層色與超高透明度的氧化鋯材料商品，讓氧化鋯脫離既有的刻板印象，不再與死板不自然等美觀考量缺點連結，增加了美學方面的臨床使用機會。

GC － Initial LRF

GC Initial LRF Block 算是 GC 在今年 IDS 2017 正式發表的一項新產品，材料組成為白榴石強化型長石陶瓷 (Leucite-Reinforced Feldspar)，藉由在長石 (feldspar) 玻璃陶瓷中混入白榴石 (leucite) 顆粒，緻密的結構除了提升材料的機械強度（GC 公司所提供的數據：polished GC Initial LRF 測得的 3-point flexural strength 可達 200 MPa）與可拋光性 (polishability) 之外，白榴石 (leucite) 顆粒與長石 (feldspar) 對於光的通透性質也很接近，使材料能保持一定的光透性。

目前 GC 所推出的 GC Initial LRF 也是單一顏色 (monochromic) 的瓷塊，但由於 GC Initial LRF Block 的組成為陶瓷材料，所以在經過 CAD/CAM 研磨後，除了經過簡單的拋光處理 (manual polishing) 之外，還能夠再次進爐，經由外染與上釉 (stain & glaze) 的處理，提升贋復物的機械性質（GC 公司所提供的數據：glazed GC Initial LRF 測得的 3-point flexural strength 可達 250 MPa）與美觀表現。

Straumann － n!ce

Straumann，總部位於瑞士，為眾所皆知的植體系統國際知名公司，對於軟／硬組織再生材料的開發與研究也在市場上佔有領先地位，近年來更積極投入數位牙科的領域，除了與 Dental Wings 等公司合作外，也積極開發牙科用新型贋復材料，力求成為牙科植牙領域的 total solution 提供者。

Straumann 在 2015 年的 IDS 大會中，其實就已經展出自家研發的新型複合陶瓷材料 n!ce，材料組成為二矽酸鋰強化鋰鋁矽酸玻璃陶瓷 (lithium disilicate reinforced lithium aluminosilicate glass-ceramic)。這類型的複合陶瓷在牙科領域中算是比較新的材料，在鋰鋁矽酸玻璃陶瓷 (lithium aluminosilicate, Li₂O-Al₂O₃-SiO₂, LAS) 中加入二矽酸鋰粒子 (lithium disilicate crystal, Li₂Si₂O₅)，使二矽酸鋰 (lithium disilicate, Li₂Si₂O₅) 與 LAS 中的矽酸鋰鋁 (spodumene, LiAlSi₂O₆) 能夠在穩定的溫度控制下結晶成形，藉由融合兩種不同機械性質、熱膨脹係數與微觀結構 (microstructure) 的材料，讓 n!ce 得以擁有良好的的機械強度（ Straumann 公司所提供的數據 3-point flexural strength 可達 350 MPa）。

和一般複合陶瓷材料不同，Straumann 推出的 n!ce 分為部份結晶型 (partial crystallized) 與完全結晶型 (fully crystallized) 兩種瓷塊。部份結晶型 (partial crystallized) 的 n!ce 更容易切削研磨，也可以經由外染與上釉 (stain & glaze) 的處理方式增加美觀表現，對於 lab side 較為適合；而完全結晶型 (fully crystallized) 的 n!ce，再經過研磨後只需要經過拋光處理 (manual polish) 便可直接黏著，適合 chair side 醫師端的選擇。

目前 Straumann 所推出的 n!ce 也都是單一顏色 (monochromic) 的瓷塊，並未有多層色 (multilayered) 效果的瓷塊推出，顏色的漸層也一樣還是需要經由外染後製的方式來達成。由於此類混合陶瓷型材料的上市時間不長，目前臨床上尚未有足夠的案例報告及長期臨床研究，需要更多的時間來驗證二矽酸鋰強化鋰鋁矽酸玻璃陶瓷 (lithium disilicate reinforced lithium aluminosilicate glass-ceramic) 在臨床上的性質以及長期成功率。

Kuraray Noritake－ 刀 KATANA STML Block

Kuraray Noritake 在今年的 IDS 2017 中，展出了數種專為 Dentsply Sirona 的 CEREC 系統所開發的 CAD/CAM 用陶瓷材料。其中 ” 刀 KATANA “ 系列在這次的 IDS 2017 除了發表 KATANA Avencia 複合樹脂材料之外，也首度將自家研發的 KATANA STML (Super Translucent Multi-Layered) Zirconia 以單一瓷塊的形式發表，為 Chair-side 氧化鋯材料的選擇帶來革命性的變革。

KATANA STML Block 顏色漸層主要是由 enamel layer、dentin layer 與兩層 transition layer 所組成，並利用 cubic form 和 tetragonal form 晶型氧化鋯的不同比例混和來得到更高的透明度，而機械強度方面 Kuraray Noritake 公司所提供的數據 3-point flexural strength 約為 750 MPa。除此之外， Kuraray Noritake 也與 Dentsply Sirona 合作，將 KATANA STML Block 與 CEREC workflow 密切整合，CEREC MCXL 研磨完成後置入 SpeedFire 瓷爐將 KATANA STML Block 進行快速燒結，相較於傳統氧化鋯燒結所需數小時的時間，SpeedFire 快速燒結技術可讓氧化鋯燒結時間可縮短至 30 分鐘左右，提升了氧化鋯的臨床可用性。

除了一般贋復使用的 KATANA STML Block 之外，Kuraray Noritake 也計劃推出 Implant abutment 版本的 KATANA STML Block，對於 screw-retained 植牙系統的贋復使用提供了新的選擇，讓擁有 chairside CAD/CAM 系統的醫療院所能更輕易的將 KATANA STML Zirconia 用於各類型的臨床贋復工作中。

總結

當牙科治療進入數位時代，有賴於 CAD/CAM 製程的加工特性，任何能夠切削研磨的材料都能夠用來作為 CAD/CAM 系統的使用，也因此在今年的 IDS 2017 展場上，可以看到 CAD/CAM 材料市場百家爭鳴，並且願意投入材料開發的廠商也與日俱增。而各家廠商對於材料的研發，也已由傳統的單一材料（如長石 feldspar、氧化鋯 zirconia … 等）逐漸轉向複合型材料（如白榴石強化長石 (LRF)、氧化鋯強化矽酸鋰 (ZLS)… 等）的研究，並藉由瓷塊本身內建顏色漸層的設計，使材料在機械性質及美觀表現上都更趨理想。

當我們在全球牙科世界級的展場中，看到全世界的廠商都急欲在數位牙科領域攻城掠地、CAD/CAM 在展場地圖上遍地開花的時候，就證明了數位牙科的時代已經正式到來，這是一個趨近成熟且蓬勃發展的領域，並且也能看出，全世界的醫師與廠商都已不再對數位牙科抱持懷疑態度，而是全力的往這個嶄新的牙科領域方向衝刺。可以想見在不久的將來，整個數位牙科就會進入完全成熟的狀態，而下一次的 IDS 大會中又能看到那些數位牙科跨時代的進步，著實令人期待。

Reference

1. VOCO Grandio blocs Product Catalogue.
2. Coltene Brilliant Crios Brochure.
3. Press Release – Coltene enters the CAD/CAM market.

Click to access 20150916_BRILLIANT_Crios_Media_Release_E_final.pdf

4. Kuraray Noritake Katana Avencia Product Catalogue.
5. DigitalEnamel – Noritake CEREC Blocks. https://www.facebook.com/DigitalEnamel/videos/1487983064546401/
6. Press Release – Dentsply Sirona and Kuraray Noritake Dental conclude a material partnership for CAD/CAM blocks.
http://www.sirona.com/en/news-events/news-press/corporate-news-detail/35249/
7. Nacera Hybrid Product Catalogue.
8. YAMAKIN KZR-CAD HR 2 GR Product Catalogue.
9. GC Cerasmart Brochure.
10. GC Cerasmart 270 Brochure, in Japanese.
11. Press Release – Introduces CERASMART.
www.gcamerica.com/lab/products/CERASMART/PressRelease.pdf
12. VITA Enamic, VITA Enamic multiColor Product Catalogue.
13. SHOFU Ceramage Brochure.
14. SHOFU HC Block & Disc Brochure.
15. Press Release – Sirona and Shofu conclude a material partnership for CAD/CAM blocks.
http://www.sirona.com/en/news-events/news-press/digital-dentistry-news-detail/32447/
16. GC Initial LRF Product Catalogue.
17. Press Release – GC presents new CAD/CAM block: GC Initial LRF BLOCK.
http://www.gceurope.com/news/press/201703_ids/en_initiallrfblock.docx
18. Straumann n!ce Product Information.
19. Press Release – Straumann IDS 2015 Media Press.
http://www.straumann.com/en/home/media/media-releases/news-details.html/content/internet/straumann_com/en/localnews/media-releases/2015/tag_xml_newsbox_ch2015-03-111491209digest.html
20. Kuraray Noritake Katana STML Product Catalogue.

龔凡瑋

龔凡瑋 is currently practicing in Sweet Space Dental Clinic, and also working at CEREC Asia Training Facility as a teaching assistant.

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本系列文章希望帶大家認識陶瓷的結構、分類及特性，進而幫助醫師及技師在臨床上選擇適合的材料。

上篇請參考：牙科陶瓷材料基礎介紹（一）— 陶瓷微結構

相關文章：IDS 2017 CAD/CAM 新材料總覽 – 瓷塊篇 

 前情提要

上篇有介紹到在牙科陶瓷的發展歷程中，一開始出現的是玻璃陶瓷 (glass ceramics) ，其原子排列散亂，透光度佳但強度表現較弱。後來為增加強度或調整性質，就在玻璃陶瓷裡面增加一些結晶顆粒 (particle-filled glasses) ，使得陶瓷的強度增加許多，接著更是發展出全結晶態的多晶陶瓷 (polycrystalline ceramics) ，其結晶排列緻密整齊，強度佳但透光度不好（微結構示意圖請見圖一）。

陶瓷的分類方式有很多種，如製程、用途及組成等等。這裏以微結構的分類方式是因為陶瓷的組成及微結構與其表現出來的特性很有關係，如透光度、物理強度、可酸蝕性、可加工性（車床車削時的邊緣破損程度）等等，以下的文章會介紹這幾種分類、特性及市面上常見的 CAD/CAM 用瓷塊。

玻璃陶瓷 (Glass ceramics)

由長石 (feldspar) 這種鋁矽玻璃 (aluminosilicate glasses) 為主，並含高嶺土 (kaolin) 及石英 (quartz) 等成份。是早期金屬陶瓷牙冠 (porcelain fused to metal crown) 上的鑲面 (veneered) 材料。透光性很好，可用氫氟酸酸蝕，但是強度較弱。
市面上的 CAD/CAM 瓷塊有 Vita 公司出的 Mark II、TriLuxe、TriLuxe Forte、RealLife 等。

 粒子充填玻璃陶瓷 (Particle-filled glasses)

為含有結晶顆粒的玻璃陶瓷，裡面還含有玻璃成分，所以跟玻璃陶瓷一樣是可以酸蝕的。以下介紹含不同結晶顆粒的玻璃陶瓷材料：

白榴石 (leucite) 強化玻璃陶瓷：

為了改善長石材料的強度及調整熱膨脹係數而發展出來的陶瓷材料。此材料的熱膨脹係數跟金屬內冠的熱膨脹係數較匹配（比金屬稍微大一些），現在的金屬陶瓷牙冠常使用白榴石玻璃陶瓷為鑲面 (veneered) 材料。當長石在升高溫度時，會產生白榴石的結晶顆粒，使強度上升，且此顆粒的透光性質與長石很接近，透光度仍佳。市面上的 CAD/CAM 瓷塊有 Ivoclar 公司出的 Empress CAD 。

二矽酸鋰 (lithium disilicate) 強化玻璃陶瓷：

在玻璃陶瓷內添加體積百分比約 70% 的二矽酸鋰成份。其強度表現比長石材料高很多，透光度也佳，在傳統製程的話就是大家愛用的 e.max Press。市面上的 CAD/CAM 瓷塊有 Ivoclar 公司出的 e.max CAD 。

氧化鋯強化矽酸鋰 (zirconia-reinforced lithium silicates, ZLS) ：

因為二矽酸鋰陶瓷在 CAD/CAM 車削加工的過程當中邊緣破損 (chipping) 的狀況較嚴重，因此有添加氧化鋯的改良材料問世，如 Densply 公司出的 Celtra Duo（請參考：CAD/CAM 陶瓷材料 – Celtra Duo）以及 Vita 公司出的 Suprinity（請參考：CAD/CAM 陶瓷材料 – VITA Suprinity）。

多晶陶瓷 (Polycrystalline ceramics)

這種陶瓷的排列相當整齊，強度表現很好。有氧化鋯 (zirconia) 跟氧化鋁 (alumina)。

氧化鋯已是許多醫師相當熟悉的材料，尤其有相變增韌 (transformation toughening) 的性質（氧化鋯透過晶格轉變的體積變化來關閉裂痕的自癒特性）可以抑制陶瓷表面的裂痕延伸 (crack propagation) 。目前只有 CAD/CAM 加工方式。

許多廠商都有出氧化鋯瓷塊，如 Densply 出的 Cerec Zirconia、Vita 出的 YZ T/HT、Ivoclar 公司的 e.max ZirCAD 等等。

樹脂陶瓷複合材料 (Resin/ceramic hybrid)

脆性的陶瓷在車削時有邊緣破損 (chipping) 問題，有些人就想到加入樹脂成份增加它的彈性模數 (modulus of elasticity) ，目前知道它對車削的破損的確較小，但是可拋光性、染色及色澤穩定性可能是問題。

目前市面上的 CAD/CAM 瓷塊有 3M 公司出的 Lava Ultimate、Vita 公司出的 Enamic 以及 GC 公司出的 Cerasmart。

結論

經過陶瓷材料的微結構分類，我們可以對瓷塊有最基本的了解：玻璃陶瓷類透光度佳但強度弱；添加結晶顆粒的玻璃陶瓷強度增加，有數種不同的添加顆粒，其光學性質與強度也有所不同；而氧化鋯等多晶陶瓷則強度最佳而最不透光。同時，為了因應 CAD/CAM 的車削加工方式，有許多改良材料或新材料的出現，有了這些微結構的基本概念，我們才可以進一步討論各種瓷塊的性質。

Reference

1. Anusavice K.J., Shen C., Rawls H.R. (2013) Phillips’ science of dental materials. 12^nd 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.

張維庭

Doris Chang (張維庭) is a lecturer at CEREC Asia and the current leader of the Tooth Faerie Club.

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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。

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. 12^nd 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

張維庭

Doris Chang (張維庭) is a lecturer at CEREC Asia and the current leader of the Tooth Faerie Club.

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相關文章：CAD/CAM 陶瓷材料 – Celtra Duo

前言

覺得 ZLS 這個材料似曾相識嗎？事實上在 2010 年左右，Dentsply 及 VITA 兩家廠商聯合和 Fraunhofer Institute 共同合作，想要研發新型陶瓷材料應用在 CAD/CAM 系統，而氧化鋯強化矽酸鋰 (Zirconia-reinforced lithium silicates, ZLS) 混合型陶瓷便是他們的研發成果。

研究合作結束後，Degudent/Dentsply 及 VITA 開始各自將 ZLS 陶瓷商品化，並在 2013 年的德國科隆國際牙材展 (International Dental Show, IDS) 中首度問世：Dentsply 所發表的 ZLS 混合型陶瓷產品為 Celtra Duo；而 VITA 所發表的 ZLS 混合型陶瓷產品便是 Suprinity。

VITA Suprinity

VITA Suprinity 和 Celtra Duo 一樣，主成分為氧化鋯強化矽酸鋰 (Zirconia-reinforced lithium silicate, ZLS) 。外觀為透明琥珀色，與二矽酸鋰 (Lithium disilicate) 陶瓷相比，ZLS 陶瓷組成結構較均勻，使 Suprinity 擁有良好的光學性質和可拋光性 (Polishability)，且研磨時較不容易造成 Chipping， 邊緣穩定度 (Edge stability) 表現會比一般玻璃陶瓷更高。

適應症以及修磨建議

除了不同的底色之外，Suprinity 可分為 T (Translucency) 以及 HT (High Translucency) 兩種透明度的瓷塊， VITA 原廠建議於不同的適應症時使用不同透明度的瓷塊來增加臨床贋復物的美觀程度。另外也可以將 Suprinity 做為 Coping，使用 VITA VM 11 瓷粉堆疊讓贋復物有更多的層次表現。

機械性質

不同於 Celtra Duo 屬於完全燒結態 (Fully-crystallized)，VITA Suprinity 的結晶為半燒結態 (Partial-crystallized)，所以在研磨完成後，必須進爐升溫燒結使材料完全結晶化 (Fully-crystallized)，才能讓 ZLS 轉變為強度足夠且穩定的晶體結構，達到理想的機械性質。同時，Suprinity 在完全燒結完成後不會再次經過切削研磨，所以 Suprinity 的理論強度可以達到 420 MPa。

結語

Dentsply 及 VITA 所推出的氧化鋯強化矽酸鋰 (Zirconia-reinforced lithium silicates, ZLS) 混合型陶瓷，為近年來牙科領域所發展的新材料。和二矽酸鋰 (Lithium disilicates) 陶瓷相比，略為提升了材料的機械性質以及可拋光性，最重要的是改善了材料切削研磨時的邊緣穩定度，這項特性是 CAD/CAM 製程中相當重要的一點。

然而，由於材料的上市時間還不長，目前在臨床上，此類混合陶瓷型材料還沒有很多的案例報告及臨床研究，需要更多的時間來評估 ZLS 陶瓷在臨床上的性質以及長期成功率。

Reference

1. VITA Suprinity Instruction Guide.
2. VITA Suprinity Working Instructions.
3. VITA Suprinity Technical and scientific documentation.

龔凡瑋

龔凡瑋 is currently practicing in Sweet Space Dental Clinic, and also working at CEREC Asia Training Facility as a teaching assistant.

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本文介紹一種新型態的混合陶瓷  Celtra Duo，雖然目前相關文獻還不多，內文簡單的整理了目前能取得的資料。

前言

一般來說，影響 CAD/CAM restorations 長期成功率主要有幾項因素：牙齒修磨的品質、材料的選擇及後製過程、黏著的方式、以及臨床的操作等。截至目前臨床上最常見的 CAD/CAM 贋復物失敗原因為材料的 Chipping 與 Fracture。因此，尋找機械性質更好的材料便成為近年來材料研發領域的目標之一，而混合型陶瓷材料也逐漸在現今的牙科治療中嶄露頭角，Celtra Duo 便是此類混合型陶瓷材料的產品之一。

Celtra Duo

Celtra Duo 成份為氧化鋯強化矽酸鋰 (Zirconia-reinforced lithium silicates, ZLS)，於玻璃陶瓷內融入 10% 氧化鋯，為一混合型陶瓷材料。

融入的氧化鋯，因其微粒高度溶解於玻璃陶瓷中，使得氧化鋯微粒之間並不會形成結晶，反而是影響矽酸鋰 (Lithium silicates) 微粒之間的結晶型態，所形成的結晶大小約為二矽酸鋰晶體 (Lithium disilicates) 的五分之一，進而達到良好的光學性質（如半透明度 (Opalescence)、螢光 (Fluorescence)、變色龍效應 (Cameleon effect) 等），同時也提升了材料的可拋光性 (Polishablility)。

除了強化結構之外，加入氧化鋯另一個重要的理由，是為了改善二矽酸鋰最為人詬病的的可加工性 (Machinability)，增加材料韌度讓機器研磨時減少 Chipping，使得贋復體能擁有更高的邊緣穩定性 (Edge Stability)。

機械性質

 

適應症以及修磨建議

根據原廠的建議，Celtra Duo 多用於單牙冠贋復物，例如：ant./post. crown、inlay/onlay/overlay、veneer。

為了達到理想的抗撓強度 (Flexural strength)，Celtra Duo 於各種不同適應症之下有不同的最小厚度需求。

後製處理

研磨完成後的 Celtra Duo ，可依據是否再次進爐分為兩種處理方式：
Hand Polish  以及  Stain & Glaze /  Dry Firing。 這也是它為何命名為 Celtra “Duo” 。

• Hand Polish

Celtra Duo 本身具有良好的可拋光性，因此經過簡單的拋光程序處理後，不需要再次進爐即可減少大部分研磨時表面所造成的微小裂紋 (microfracture)，大幅降低對於對咬牙的磨耗，但贋復物的強度相對較低，大約為 220 MPa。

• Stain & Glaze / Dry Firing

和傳統玻璃陶瓷材料一樣，Celtra Duo 也能夠經由外染與上釉的處理，使贋復物外觀表現更趨自然。

因為 Celtra Duo 是已完全結晶化 (fully-crystalized) 的瓷塊，再次進爐後並不會造成體積的改變，所以可直接放置於燒結盤上而不需要以任何支撐物支撐。當瓷爐溫度達到攝氏 820 度時，會讓 Celtra Duo 表面的晶格進入熔融狀態，使得研磨時於 Celtra Duo 表面所造成的微小裂痕 (microfracture) 被 “ 治癒 (healed) ”，以達到提升贋復物強度的效果。經過此程序處理的 Celtra Duo，贋復物強度大約為 370 MPa。

而 Dry Firing 是一種相對快速的後製過程，不經過外染與上釉的步驟，處理時間縮短至大約 15 分鐘內可完成。Celtra Duo 表面經過簡單的拋光處理後，直接再次置入瓷爐內，也可達到類似的強度。經過此程序處理的 Celtra Duo，贋復物強度大約也是 370 MPa。

黏著

根據 2015 年 Dr. Martin Rosentritt 所做的口外實驗研究指出，相較於使用 Glass-ionomer cement 或者 Self-etch/self-adhesive cement，使用 Dual-cure resin cement（此篇研究使用 Ivoclar Vivadent Variolink II）能讓 Celtra Duo 擁有較高的 Fracture load。

雖然臨床上的研究報告目前仍不足，但在有更多證據證明 Non-adhesive cements 也同樣擁有良好的黏著能力前，臨床上還是會先建議使用 Dual-cure resin cement 黏著 Celtra Duo 贋復物。

結語

當牙科治療進入數位時代，材料的發展已由傳統的長石類玻璃陶瓷 (Feldspar)、二矽酸鋰 (Lithium disilicates)、和氧化鋯 (Zirconia) 等單一材料逐漸轉向混合型陶瓷材料的研發，藉由融合各種不同類型陶瓷的優點及特性，使贋復材料的性質更趨理想。

綜合所有目前可用文獻，經氧化鋯強化的矽酸鋰 (Zirconia-reinforced lithium silicates) 能提供略高於二矽酸鋰 (Lithium disilicates) 的機械性質以及可拋光性，更重要的是改善玻璃陶瓷的可加工性，減少研磨邊緣的 Chipping，是一種專為 CAD/CAM 而生的材料，目前能使用的適應症為單顆贋復物。Celtra Duo 為完全結晶化的瓷塊，因此可根據臨床狀況以及強度的需要，決定是否要進爐加工，提供更多的自由度。黏著目前建議以 Dual-cure resin cement 為主。目前在臨床上的成功率尚未有太多的文獻，仍需要更進一步的研究。

Reference

1. Dennis J. Fastbinder, Concepts for Maximizing Longevity With High-strength Ceramic Restorations Using Celtra Duo, CEREC Doctors Magazine, 2016;Q4:50-56
2. Dentsply Celtra Duo Dentist Brochure.
3. Dentsply Celtra Duo Dental Ceramics Fact File.
4. Preis V, Behr M, Hahnel S, Rosentritt M. Influence of cementation on in vitro performance, marginal adaptation and fracture resistance of CAD/CAM-fabricated ZLS molar crowns. Dent Mater 2015 31:1363-1369.
5. Schwindling, F. S., Rues, S., & Schmitter, M.. Fracture resistance of glazed, full-contour ZLS incisor crowns. Journal of Prosthodontic Research, 2017.

龔凡瑋

龔凡瑋 is currently practicing in Sweet Space Dental Clinic, and also working at CEREC Asia Training Facility as a teaching assistant.

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