Монолитная керамика стала популярной для непрямых реставраций, поскольку она обеспечивает приемлемую эстетику без необходимости тщательной подготовки зубов и позволяет избежать риска сколов фарфора. 1-5 монолитных реставраций могут быть изготовлены за одно посещение пациента с помощью автоматизированного проектирования и автоматизированного производства (CAD-CAM). 6-9 Были введены и исследованы новые материалы для применения CAD-CAM, 1 , 10 включая стеклокерамику с дисиликатом лития (LDS). 11-15

Цирконий (от 8% до 12%) был добавлен к LDS для образования усиленного диоксидом циркония силиката лития (ZLS) с улучшенными механическими свойствами. 13 , 16 Кроме того, предварительно спеченный силикат лития, армированный диоксидом циркония (PS-ZLS), аналогичный ZLS

Цель. Целью этого исследования in vitro было сравнение прозрачности и опалесценции дисиликата лития, силиката лития, армированного диоксидом циркония, предварительно спеченного силиката лития, армированного диоксидом циркония, керамического сетчатого материала с пропиткой полимером и многослойного диоксида циркония.

Материал и методы. Всего в этом исследовании in vitro было приготовлено 50 прямоугольных пластин (14×12×1 мм) из 5 монолитных керамических материалов (n=10). Каждый образец диоксида циркония был разделен на 3 группы: резцовая, средняя и десневая трети. Затем каждую группу оценивали отдельно. Цветовые параметры образцов измеряли на 3 фонах: белом, черном и № 3 материала Ivoclar Natural Die Color с использованием спектрофотометра. Полупрозрачность и опалесценция образцов определялись по соответствующим уравнениям, и проводились сравнения между группами. Для сравнения групп использовались односторонний ANOVA и апостериорные тесты Tamhane ( a = 0,05).

Полученные результаты. Различия между группами были значительными по полупрозрачности (F=137,346, df =6, P<0,001), коэффициенту контрастности (F=134,148, df =6, P<0,001) и параметрам опалесценции (F=128,028, df =6, P<0,001). 3 группы диоксида циркония (от 10,87 ± 0,54 до 11,88 ± 0,26) имели значительно более низкую прозрачность, чем другие группы, а группа с силикатом лития, усиленным цирконием (18,14 ± 0,74), показала самую высокую прозрачность. Силикат лития, армированный цирконием (12,36 ± 0,42), имел самую высокую опалесценцию, а самая низкая опалесценция была обнаружена для инфильтрованной полимером керамической сетки (5,43 ± 0,28) и резцовой трети диоксида циркония (5,45 ± 1,06).

Выводы. Образцы силиката лития, армированного диоксидом циркония, и предварительно спеченного силиката лития, армированного диоксидом циркония, имели самую высокую прозрачность и опалесценцию. Изучаемый многослойный диоксид циркония, который имел различные значения кубической фазы от режущего края до десневой заготовки, показал одинаковую прозрачность во всем диапазоне, а различия между различными участками были связаны с хроматическими переменными. (J Prosthet Dent 2021; 126:446 .e1-e6), за исключением различных концентраций оксида кремния и оксида лития, продается как предварительно спеченный блок.

Таблица 1. Материалы и их химический состав

При выборе монолитной керамики клиницисты могут обнаружить, что силикат лития, армированный диоксидом циркония, и предварительно спеченный силикат лития, армированный диоксидом циркония, более точно соответствуют прозрачности и опалесценции естественных зубов, чем керамическая сетка , инфильтрированная полимером , или многослойный диоксид циркония.

Полимерно- фильтрованные керамические сетчатые материалы (PICN) производятся путем добавления полимерной фазы в керамическую структуру для объединения благоприятных свойств керамики и композитных смол. 17 , 18 Этот материал имеет пониженный модуль упругости, повышенное сопротивление разрушению и меньшую твердость по сравнению с керамикой. 19 , 20

Стабилизированный иттрием поликристалл тетрагонального диоксида циркония использовался в качестве реставрации культи. 9 Этот тип диоксида циркония содержит 3 мол. % иттрия. 21 , 22 Высокопрозрачный тетрагональный диоксид циркония, содержащий 4 мол. % иттрия, был представлен в виде монолитного и слоистого материала. Однако этот материал имеет более низкую прозрачность, чем натуральные зубы. 3 , 21 Был введен диоксид циркония с высокой прозрачностью, аналогичной прозрачности естественных зубов. 4 , 5 , 23 Этот тип оксида циркония получают путем добавления оксида иттрия, других оксидов (5 мол.%) и магнезии, а также восстановления оксида алюминия. Эти изменения стабилизируют кубическую фазу циркония с более крупными и более изотропными кристаллами при комнатной температуре. Кроме того, эти изменения снижают устойчивость диоксида циркония к разрушению. 24 Производители утверждают, что 50% кубической фазы циркония имеет прозрачность, равную высокопрозрачной керамике и эмали. 24

Хотя прозрачность является одним из требований к зубным реставрациям, более высокая прозрачность снижает способность маскировать цвет. 6 , 21 Идеальная реставрация должна соответствовать контуру, цвету, текстуре поверхности, полупрозрачности, опалесценции и флуоресценции естественных зубов. 25-31 Стоматологические материалы с оптическими свойствами, подобными свойствам структуры зуба, могут оптимально имитировать внешний вид естественных зубов. 32-34

В этом исследовании оценивали прозрачность и опалесценцию дисиликата лития, материалов ZLS, PS-ZLS, PICN и многослойного диоксида циркония и сравнивали их со структурой зуба. Нулевая гипотеза заключалась в том, что коэффициенты прозрачности и опалесценции 5 монолитных керамических изделий будут одинаковыми.

В этом исследовании in vitro оценивали 5 типов монолитной керамики, высокопроницаемую LDS, высокопроницаемую ZLS, PS-ZLS, PICN и многослойный диоксид циркония ( таблица 1 ). Все образцы были отобраны из оттенка А2. Цирконий, исследованный в этом исследовании, представлял собой многослойный монолитный диоксид циркония с 10% кубической фазой на уровне десны и 50% кубической фазой на уровне режущего края. Каждый образец диоксида циркония был разделен на 3 группы: резцовая, средняя и десневая трети. Затем оптические свойства каждой группы оценивали отдельно.

Образцы были разрезаны на прямоугольные пластины размером 14×12×1,1 мм (CNC Cutting Section Machine, Nemo

Фанаваран Парс). С учетом усадки при спекании были приготовлены образцы диоксида циркония толщиной 1,4 мм, которые были утончены до 1,31 мм полировкой до размеров стеклокерамики после спекания. После резки образцов 1 поверхность всех образцов полировали вручную водостойкой полировальной бумагой зернистостью 600, 1200 и 2000 (Zibo Riken).

Образцы диоксида циркония спекались в печи ( Ceramill терм 3; Amann Girrbach AG) с использованием стандартной программы обжига ; 10 часов, конечная температура 1450°С, время выдержки 120 минут. Образцы LDS и ZLS кристаллизовали в печи (P500; Ivoclar Vivadent AG) на основе параметров кристаллизации, указанных в инструкциях производителя . 22 Образцы PS-ZLS оценивались без кристаллизации. Наконец, толщина всех образцов была измерена с помощью цифровых штангенциркулей (Y-100624; Guilin Guanglu Measuring Instrument Co), и для исследования было отобрано по 10 образцов толщиной 1,00 ± 0,01 мм в каждой группе. Размер выборки был определен по 10 образцов в каждой группе на основе анализа мощности аналогичных предыдущих исследований in vitro. 12 , 26 , 35 На основании предыдущего исследования 12 требовалось не менее 8 образцов на группу с 0,05 для уровня значимости и 0,46 для размера эффекта.

Перед каждым измерением цветовых параметров образцы очищали в ультразвуковой ванне с дистиллированной водой в течение 10 минут и сушили в течение 30 секунд. 6 Цветовые параметры образцов LDS, ZLS, PS-ZLS и PICN в 4 точках и образцов диоксида циркония в 6 точках (2 точки в режущей трети, 2 точки в средней трети и 2 точки в пришеечной трети) были измерены с использованием предварительно масштабированные страницы. Был рассчитан средний балл по 4 баллам образцов LDS, ZLS, PS-ZLS и PICN. Для образцов диоксида циркония в каждой группе третей рассчитывали средние баллы по 2 точкам с одинаковым положением. Данные образцов диоксида циркония были отнесены к трем группам третей.

Цветовые параметры L* (яркость), a* ( красно-зеленый ) и b* (желтизна-синий) всех образцов измеряли с помощью отражательного спектрофотометра ( DeguDent GmbH). Измерения для каждого образца проводились на стандартном белом фоне (L*=95,7, а*=-1,3, b*=2,6), черном фоне (L*=1,8, а*=1,3, b*=-1,5), и фон № 3 (расцветка натуральной матрицы IPS). 6

Все измерения проводились 1 исследователем (МС). Спектрофотометр калибровали до и после каждого измерения в соответствии с инструкциями производителя . 6 Освещение комнаты и положение человека, производящего измерения, фиксировались на протяжении всего исследования. Для улучшения воспроизводимости была подготовлена гипсовая матрица, предназначенная для размещения сменного фона, чтобы поместить оптическую головку устройства под фиксированным углом 90 градусов к образцам в соответствии с инструкциями производителя . Измерения в этом приборе проводились в диапазоне видимого света от 410 до 680 нм. Устройство использовало стандартный угол 2 градуса для наблюдателя и стандартный свет D65 и угол излучения 45 градусов для измерения параметров цвета. 36 Этот спектрофотометр имеет размер апертуры 14×18 мм для зоны измерения и оптическое разрешение 10 нм.

Для оценки прозрачности координаты, измеренные на черном и белом фоне, были включены в уравнения параметра прозрачности и коэффициента контрастности 28 , 29 : TP=[(L* B -L* W ) 2 +(a* B -a* W ) 2 +(b* B -b* W ) 2 ] 1/2 и CR=Y B /Y W Y=[(L*+16)/116] 3 × 100, где W и B — цветовые координаты образцов. на белом и черном фоне. В этом расчете CR=0 считается прозрачным, а CR=1 считается полностью непрозрачным. Для параметра полупрозрачности большие значения указывают на более высокую прозрачность.

Опалесценция – одно из оптических свойств стоматологической керамики, проявляющееся в голубизне спектра отраженного света и коричнево-оранжевом спектре проходящего света. Параметр опалесценции рассчитывали путем дифференцирования сине-желтых и зелено-красных координат между отраженным и прошедшим светом. 22 , 25 , 37 Опалесценцию керамики определяли по параметру опалесценции по следующей формуле:

После определения прозрачности и опалесценции образцов проводили межгрупповые сравнения (LDS, ZLS, PSZLS, PICN и 3 группы диоксида циркония) с использованием статистической программы (IBM SPSS Statistics, v24; IBM Corp). После проверки возможности применения дисперсионного анализа 7 групп сравнивали с использованием однофакторного дисперсионного анализа. Учитывая значительные различия в стандартных отклонениях, бинарные сравнения групп были проведены с использованием апостериорных тестов Тамхана ( а = 0,05 для всех тестов).

В таблице 2 представлены хроматические характеристики L* (яркость), b* ( желтизна-синий ) и a* (красно-зеленый) исследованных образцов на материале №3 Ivoclar Natural Die Color. Односторонний ANOVA использовался для сравнения 7 групп исследования с точки зрения прозрачности, коэффициента контрастности и параметра опалесценции. Различия между группами были значительными по полупрозрачности (F=137,346, df =6, P <0,001), коэффициенту контрастности (F=134,148, df =6, P <0,001) и параметрам опалесценции (F=128,028). , df =6, P <0,001).

В таблице 3 представлены средние значения этих трех переменных для всех 7 групп и их парные сравнения с использованием апостериорных тестов Тамхане. 3 группы диоксида циркония продемонстрировали значительно более низкую прозрачность, чем другие группы (от 10,87 ± 0,54 до 11,88 ± 0,26). Что касается параметра прозрачности, группа ZLS (18,14 ± 0,74) показала самые высокие значения, а резцовая треть диоксида циркония показала самые низкие значения. Что касается коэффициента контрастности, PICN показал самый низкий показатель (0,6 ± 0,01), а десневая треть диоксида циркония (0,76 ± 0,007) показала самый высокий показатель. Кроме того, ZLS (12,36 ± 0,42) продемонстрировал самую высокую степень опалесценции, а самая низкая опалесценция была обнаружена для PICN (5,43 ± 0,28) и резцовой трети диоксида циркония (5,45 ± 1,06).

Нулевые гипотезы о том, что коэффициенты прозрачности и опалесценции 5 монолитных керамик (7 групп) будут одинаковыми, были отвергнуты. Группы диоксида циркония имели значительно более низкую прозрачность, чем другие группы ( P = 0,001). Самая высокая прозрачность и самая высокая опалесценция наблюдались в группе ZLS. PICN и резцовая треть диоксида циркония показали наименьшую опалесценцию.

Сравнение полупрозрачности трех частей образцов диоксида циркония показало незначительные различия. Режущая треть показала минимальную прозрачность на основе параметра прозрачности с максимальной прозрачностью на основе коэффициента контрастности. Полупрозрачность показывает количество света, проходящего через объект. В предыдущих исследованиях 28 , 29 для оценки прозрачности использовались параметр прозрачности и коэффициент контрастности. В настоящем исследовании для оценки прозрачности использовались обе переменные с обратной зависимостью.

Таблица 2. Средние значения ± стандартное отклонение L*, a* и b*

Несмотря на значительно более высокую прозрачность в области средней трети, различия в прозрачности для 3 областей образцов диоксида циркония не были клинически заметны. На основании сравнения цветовых параметров образцов ( Таблица 2 ) кажется, что хотя диоксид циркония не показал разницы в прозрачности от режущего края к пришеечному, хроматические свойства увеличивались от режущего края к пришеечному, что согласуется с предыдущими исследованиями естественных зубов. 32 , 34

Исследование 23 новых многослойных заготовок из диоксида циркония показало, что, несмотря на небольшую разницу в кубической фазе заготовок, они имеют одинаковую прозрачность. Различия между слоями были связаны с типом и количеством их пигментов, 23 что согласуется с настоящим исследованием.

Сообщается, что прозрачность центрального резца верхней челюсти у молодого человека составляет 15 в режущей области и 5 в пришеечной области. 32 , 34 Предыдущие исследования показали, что средняя прозрачность 1-мм участка эмали и дентина естественного человеческого зуба составляет 18,7 и 16,4 соответственно. 28 , 34 Исследуемый диоксид циркония имел высокую кубическую фазу и более высокую прозрачность, чем первичный тетрагональный диоксид циркония. Однако прозрачность образцов диоксида циркония толщиной 1 мм была ниже, чем у образцов эмали и дентина естественных зубов толщиной 1 мм, и они не могли имитировать внешний вид зуба на режущем крае. Среди исследованных групп транслюцентность ZLS была наиболее близка к прозрачности эмали, LDS и PICN – к дентину, а PS-ZLS – между эмалью и дентином. Основываясь на этих результатах, ZLS и PS-ZLS являются лучшими вариантами для соответствия внешнего вида зубов у молодых людей.

Опалесценция – это оптическая характеристика стоматологической керамики, которая указывает на голубизну отраженного света .

Таблица 3. Сравнение средних значений ± стандартное отклонение для каждой группы с использованием теста Тамхане

световой спектр. Эта характеристика вызвана эффектом рассеивания видимого света, длина волны которого короче или равна размеру частиц материала. Оптимальная реставрация зубов должна иметь опалесценцию, равную опалесценции соседних зубов. 22 , 25 , 37 Ни в одной из исследованных групп не наблюдалась опалесценция, подобная эмали; однако ZLS показал самое высокое значение и наиболее близкую к опалесценции эмали. PICN и резцовая треть диоксида циркония имели наименьшую опалесценцию. Сообщалось о значениях опалесценции 12,06 для ZLS и 6,72 для LDS, 15 что согласуется с настоящим исследованием.

Группы диоксида циркония показали значительно более низкую прозрачность и более высокую опалесценцию, чем некоторые другие материалы. Сообщается, что опалесценция тетрагонального диоксида циркония составляет от 1,25 до 2,83. 22 В другом исследовании 37 измерялась опалесценция сердечников из оксида алюминия и циркония и полевошпатовых виниров, и сообщалось, что опалесценция облицованной керамики (от 1,3 до 5) была ниже, чем у эмали, что указывает на необходимость разработки стоматологической керамики с опалесценцией, подобной эмали.

Другое исследование опалесценции эмали [33] показало отсутствие значимой связи между толщиной эмали (от 0,9 до 1,3 мм) и опалесценцией (от 19,8 до 27,6). Опалесцирующие материалы обладают улучшенной способностью маскировать цвет, так как наличие микрочастиц с таким же размером, как длина волны видимого света или больше, чем длина волны видимого света, на границе между различными фазами вызывает светорассеяние и впоследствии опалесценцию. 22 , 33

Размер частиц и опалесценция увеличиваются за счет увеличения времени и температуры спекания диоксида циркония, 22 что может улучшить прозрачность. 30 Однако глазурование диоксида циркония уменьшает опалесценцию без изменения прозрачности. 31 Несмотря на улучшенную опалесценцию недавно введенной монолитной керамики, необходима монолитная керамика с повышенной опалесценцией, но сохраняющая высокую прозрачность.

Ограничения этого исследования включали дизайн in vitro с плоскими образцами и то, что оценивались только образцы, заштрихованные A2. Кроме того, для всех образцов использовали одни и те же стандартные фоны для контроля влияния фона на оптические свойства. Будущие исследования должны сравнить оптические свойства других оттенков и различных монолитных керамических материалов, режущие кромки которых подверглись различной подготовке поверхности и циклам спекания для повышения их прозрачности и опалесценции.

На основании результатов этого исследования in vitro были сделаны следующие выводы:

1.   Высокопрозрачные образцы ZLS и PS-ZLS показали наивысшую прозрачность и опалесценцию.

2.   Образцы диоксида циркония имели наименьшую прозрачность.

3.   Инцизальная треть образцов диоксида циркония и PICN имела наименьшую опалесценцию.

4.   Многослойный диоксид циркония, который имеет разные значения кубической фазы от режущего края до десневой области, обычно имел одинаковую прозрачность, а различия были основаны на хроматических переменных.