口腔材料学（三）金属烤瓷材料
金属烤瓷冠部分
Porcelain Fused to Metal Crown
又称烤瓷熔附金属冠(porcelain fused to metal crown)，简称金瓷冠，临床最常用，它是瓷粉经过高温烧结熔附于金属内冠的表面而形成。瓷粉熔点871℃－1066℃。 铸造合金可分为金基合金、钯基合金和镍基合金。兼具金属全冠的机械强度好和全瓷冠美观的优点，是一种较为理想的修复体。
Porcelain Fused to Metal Crown
The metal-ceramic crown is one of the most widely used fixed restorations.
The restoration consists of a complete-coverage cast metal crown that is veneered with a layer of fused porcelain to mimic the appearance of a natural tooth.
（二）适应证(Indications)
1．美观要求较高需全冠修复的前后牙 (esthetics)
2．变色牙的美观修复 (discoloration)
3．畸形牙、扭转错位牙等，改善牙冠的形态 及牙齿的排列(deformation, malposition )。
4．根管治疗后经桩核修复的残根残冠的修(endodontically treated tooth)
5．固定义齿的固位体(abutment for fixed bridge)。
6．牙周病矫形治疗的固定夹板(splint)。
非适应证Contraindications
1.年轻恒牙, 未经过治疗的牙髓腔宽大的牙齿;
2. 无法取得足够的抗力形和固位形的牙齿;
3. 深覆合,无法预备出足够空间的牙齿;
4.患者不配合。
（三）基本结构
( components of the metal ceramic restoration)
金瓷冠是由金属内冠和熔附于其上的烤瓷面构成。烤瓷面又可分为不透明层和体瓷。
1．金属内冠 The metal substructure
2. 不透明层 The 0paque porcelain layer
3．体瓷 The body porcelain layer
The metal substructure
Conventional low-fusing dental porcelain alone lacks the strength required of an all-porcelain restoration, so a metal substructure is added to support the porcelain veneer. The thickness of the metal coping for a single crown or fixed partial denture can vary, depending on the type or casting alloy used and the amount of tooth structure reduced by the dentist.
1．金属内冠
基本功能：
(1)内冠表面形成氧化膜，与烤瓷面形成牢固的化学结合( form oxides that bond chemically to dental porcelain)。
(2)提供强度，为烤瓷面提供支持(increase strength and support)。
(3)恢复牙冠正确的解剖形态( restore the tooth’s proper emergence profile)。
(4)与预备体紧密贴合，可为金瓷冠提供良好的固位和边缘密合度( provide the fit of the restoration to the prepared tooth}。
Opaque porcelain layer
Because dentin and enamel porcelains must possess some degree of translucency to mimic natural tooth structure, they lack the ability to block the dark color-of the metal substructure. The opaque porcelains were formulated to serve three major functions:
? 1) to establish the porcelain-metal bond,
? 2) to mask the dark color of the metal substructure,
? 3) to initiate the development of the selected shade of porcelain.
2、不透明层
直接附于金属内冠表面。 瓷粉中含有反光性很强的金属氧化物，如氧化锡、二氧化钛等。基本功能为：
(1) 与金属内冠表面的金属氧化层形成牢固的化学结合。
(2) 遮盖金属内冠的颜色。
(3) 构成金瓷冠的基础色调。
3．体瓷
（四）基本要求
1．金属内冠的要求
2．不透明层的要求
3．体瓷的要求
1．金属内冠的要求
(1)恢复牙冠正确的解剖形态。
(2) 足够的厚度, 镍铬合金至少0.3mm；如为金合金 ，厚度适当增加。
（3）为瓷面提供足够空间，唇颊面至少1.0mm，切端1.5－2.0mm。
(4)表面形态光滑、圆突，避免深凹及锐角。
(5)瓷金结合线应尽可能远离咬合接触区。
(6)无任何铸造缺陷。
2．不透明层的要求
均匀地覆盖在金属内冠的表面。其厚度因选用金属的不同及使用不同的商品瓷粉可略有差异。通常0.2mm－0.3mm厚的不透明层即可较好地遮盖金属内冠的颜色，同时构成金瓷冠的基础色调。
3．体瓷的要求
(1)厚度：唇面不小于1.0mm，切端不小于1.5mm。
(2)厚度均匀，不大于2.0mm。瓷层过厚在烧结时易产生气泡，影响瓷的强度和美观。
(3)精确比色，选择最适合的瓷粉。
(4)牙本质瓷、釉质瓷和透明瓷的厚度和分布要根据所修复牙齿的具体情况来设计。
(5)瓷面表面抛光方法要根据所修复牙齿的表面质地具体设计。
（五）金瓷冠的强度的设计
崩瓷是临床上金瓷冠修复失败的一主要原因，表现为烤瓷面部分或全部在瓷金结合面之间或瓷层内部折裂、剥脱。因此提高金瓷冠的强度是提高金瓷冠成功率的重要手段。
影响强度的因素
影响其强度的因素很多，这里主要从以下三方面进行分析：
1．金属内冠的强度
2．瓷金的结合
3．瓷金热膨胀的匹配
1．金属内冠的强度
金属内冠为金瓷冠提供强度，为烤瓷面提供支持。其强度与以下因素有关：
(1)烤瓷合金的选择
(2)金属内冠的厚度
(3)金属内冠的设计
2．瓷金的结合机制
①范德华力 瓷-金分子间产生的弱的吸引力。
②机械结合 瓷-金之间通过机械锁结产生的结合。
③化学结合 金属表面的氧化膜与瓷中的氧化物发生化学反应，通过共价链等化学链产生牢固的瓷金结合。化学结合是最重要的一种瓷金结合力。
④压力结合 由于烤瓷合金的热膨胀系数略大于瓷，在瓷的烧结过程中，熔融的瓷面在冷却过程中对金属内冠的表面产生压力而加强了瓷金的结合。
3．瓷金热膨胀的匹配
瓷-金热膨胀系数不匹配会导致瓷内部产生裂纹、降低金瓷冠强度。
1)选择合适的瓷与合金 合金的热膨胀系数应略大于瓷，差值不超过1×10-6／℃。
2)减少烤结次数 烧结次数过多会导致瓷热膨胀系数的变化，要尽量避免金瓷冠多次高温烧烤。
（六）金瓷冠的美观设计
要求金瓷冠能够最大限度地模拟天然牙的外观。影响金瓷冠美观的因素主要有金瓷冠的颜色、形态、排列、半透明性、表面质地和表面特征色等等。
有关颜色的基本概念
1）颜色的产生 没有光线则没有颜色，物体的颜色是由其反射出的可见光的波长决定。不同波长的可见光在人眼中产生不同的颜色反应。
2）光源 临床工作中使用的光源主要有三种。
3)人眼对颜色的感知
4)颜色的适应性
5)同色异谱现象
颜色的描述（孟塞尔系统）
孟塞尔系统将物体的颜色由其三种视觉特性来描述：
色调(Hue)：
饱和度(Chroma)
亮度(value)：
色调(Hue)：
色调(Hue)：又称色相。是颜色的基本特性，是由物体所反射光线的波长决定的。10种基本的色调即红(R)、黄(Y)、绿(G)、蓝(B)、紫(P)5种主要色调和它们的5种中间色调：黄红(YR)、绿黄(GR)、蓝绿(BG)、紫蓝(PB)、红紫(RP)。天然牙的色调一般为黄和黄红。
亮度(value)
又称明度。是指物体反射光线的强弱。 孟塞尔系统的亮度值由黑至白有0－10共11个等级。天然牙的亮度值一般为4－8。
饱和度(Chroma)：
天然牙的颜色主要有以下特点
(1) 性别差异，女性牙色亮度高于男性，饱和度较低，色调偏黄。
(2) 中切牙亮度最大，尖牙亮度最小、饱和度最高。
（3）部位特异性，牙面中1／3牙色最好，中1／3亮度较大，颈部饱和度最大，切端饱和度最小。
(4)随年龄而变化，随年龄增长，亮度降低，饱和度增加，牙色变深，并出现磨耗、染色等特征色。
(5) 人种差异，中国人牙色偏淡，亮度较高，牙色分布范围较窄。
4．金瓷冠的选色
比色板（shade guide）由代表天然牙颜色具有不同色调、饱和度和亮度的标准牙面组成。根据色调不同分组。
A 组 色调与天然牙正常色调吻合度高，偏橙黄、棕黄，常用于青年人。
B 组 色调接近纯黄色，天然牙中并不多见。
C组 是B组的一个补充色调，与B组色调相似，但亮度较低、偏灰，常用于中、老年人或四环素牙。
D组 是A组的补充，色调与A组相近，亮度较低，牙色偏红。
比色板的缺陷
1)比色板所包括颜色范围过窄，不能完全表达天然牙色。
2)比色板的制作与金瓷冠相差甚远，无金属基底，且瓷层厚度为2－3mm。
3)比色板中橙色缺乏，仅仅表现黄色，而天然牙颜色位于黄橙色区域。
(3)选色中的注意事项
1)选色光源最好为自然光。
2)选色时间应在就诊开始，医师的眼晴还未疲劳。
3)医师的眼睛应与所比较的牙齿在同一水平位置。
4)牙齿应清洁，无菌斑、色素的污染。
5)去除干扰物，如化妆品、鲜艳的衣物等。
6)选色时间要短、第一印象很重要。
7)眼晴可先注视蓝色背景，以增强对黄色的敏感性。
8)尖牙为选择色调的参照，因为尖牙的饱和度较高。
9)在不同光源下比较所选牙色，以避免同色异谱现象。
10)难以选到相似牙色时，可选最接近的低饱和度、高亮度的牙色。这样可以采用上色的方法来弥补。
11)环境光线不要过强，
(七）牙体预备
以上前牙金瓷冠的牙体制备为例：
1．切端磨除
2．唇面磨除
3．邻面及舌面磨除
4．精修完成
Incisal reduction
Facial reduction incisal half
Facial reduction, gingival half
Facial reduction
Lingual reduction; small wheel diamond
Lingual axial reduction: torpedo diamond and carbide finishing bur
Facial axial finishing
The features of a preparation for a porcelain-fused-to-metal crown on an anterior tooth and the function served by each.
Tooth preparation for posterior crown
一．
临床实例
（八）金瓷冠与牙周组织的关系
金瓷冠修复的成功不仅仅取决于预备体和金瓷冠本身，牙周组织的健康亦是一重要的影响因素。健康、稳定的牙周组织对金瓷冠的美观、金瓷冠的长期效果都是一重要的先决条件。牙龈是牙周组织中最外在的、与金瓷冠接触最紧密、在金瓷冠的修复中最易受到伤害也是对创伤最早、最明显地产生反应的组织。
金瓷冠与牙周组织的关系
1．生物学宽度
2．修复前的牙龈准备
3. 龈边缘的位置的确定
4. 牙体制备中牙龈的保护
1.生物学宽度(Biological width）
(1)定义：龈沟底至牙槽嵴顶之间至少保留2mm距离。
(2)临床意义：是保证牙周组织健康的基本条件。修复体龈缘不要过于向龈方伸展而造成结合上皮损伤、破坏生物学宽度。破坏了生物学宽度，就会导致牙龈的退缩或牙周袋的形成。常会造成结合上皮向根方退缩、骨内牙周袋的产生。对于牙槽骨板较薄的部位会造成牙槽骨吸收，牙龈退缩。
生物学宽度 Biologic width
生物学宽度的定义
1961年Gargiulo定义生物学宽度是0.97mm的epithelial attachment加上1.07mm的connective tissue attachment，也就是介于gingival sulcus底部和alveolar crest顶之间的距离在人类约为2mm。
人类许多生理性的反应都是内建在我们的基因中了，我们应该先了解哪些现象是自然的生理反应，哪些是不正常的病理现象，才能决定如何应变发生的问题或是事先预测和避免即将发生的问题。
生物学宽度的意义
可以将此看为是人类为了保护自己的自然机制，牙齿是身体少数突出软组织的结构之一，体内最重要的结构—骨髓可能暴露在外界细菌的威胁之下，身体自我防卫机制自然是把骨头和外界隔绝，这一隔绝最短的距离就是Gargiulo测量的生物学宽度。也就是说无论如何骨组织绝对不能靠近外界小于2mm，少于这个最小距离时,身体的反应机制就是经过免疫系统反应进行慢性发炎和吸收，最终又建立新的生物学宽度，直到隔绝外在的威胁为止。
2．修复前的牙龈准备
(1)一般龈炎，洁治、刮治术后一般需2－4 周左右的恢复时间。
(2)冠延长术等涉及牙槽骨的牙周治疗后需2－3月恢复时间。
(3)旧的不良修复体造成牙周炎症，拆除修复体、进行牙周治疗后，牙龈所需要恢复的时间较长。需4－8周或更长的时间。
3、龈边缘位置的确定
(1)后牙及笑线低而不影响美观的前牙选择龈上边缘。
(2)龈下边缘不要过于靠近龈沟底，应保留至少0.4mm距离。前牙龈沟一般较浅，约为0.5－1mm，牙体预备中很易伤及沟内上皮和结合上皮。
(3)唇侧、釉牙骨质界、牙龈缘及牙槽嵴顶的形态基本平行一致。 但邻面牙龈形成龈谷呈凹形，深部牙槽嵴为凸形。邻面易造成生物学宽度破坏。
4．牙体制备中牙龈的保护
(1)尽量避免伤龈。宽1mm的有角肩台的预备，一般使用平头柱形钻针，备牙时钻针全部在牙体组织内，不易损伤牙龈。而如边缘为无角肩台，多使用圆头柱状钻针，备牙时钻针的一半位于牙体组织外，这种情况下要特别注意牙龈的保护。可先用龈线排龈，使牙龈与边缘间保留间隙。
(2)修复开始后，牙体预备中用高频电刀对牙龈的处理要慎重， 严格考虑电刀治疗可能导致的牙龈形态和位置的变化。
5、排龈(Retraction)
目的:取印模时预备体龈边缘与牙龈间保留间隙，使印模材进入其间形成清晰、明确边缘形态、减少代型修整错误;减少龈沟内血液、龈沟液的分泌，保证印模的清晰、准确。
(1)排龈方法 用不同粗细排龈线，浸有肾上腺素等药物，通过机械、化学双重作用排龈。
(2)应注意的问题：
1)选择与龈沟相适应的排龈浅，过粗、过细均不易成功。
2)压入龈沟要轻柔，施力方向不要直接指向龈沟底，防止撕伤结合上皮。
3)时间5－10分钟即可，时间越长对牙龈的损害越大。
4)高血压、心脏病患者，线中不宜含有肾上腺素。
5)龈沟较深牙齿，采用双线法，即压入一较细排龈线，再加一较粗排龈线。取印模时将较细的排龈线暂时保留龈沟内。
6．印模中牙龈的保护
（1)印模时机 牙体预备很难避免损伤牙龈，要根据不同情况选择取印模时间。
1)纤维组织较多而较厚牙龈，备牙时伤害轻微，术后不再出血，备牙后即刻取印模
2)纤维组织少而较薄牙龈，或备牙中牙龈损伤较多，术后仍出血，作临时冠修复，待二周后视牙龈变化，重新确定边缘的位置后再取最终的工作模型。
(2)取印模后避免龈沟内残留少量印模材料， 即使微量的印模材也会导致牙龈病理改变，要加以清除。
7．临时冠的制作
(1)临时冠的功能
1)保护牙龈
2)提供美观 特别是在前牙。
3)保护牙髓 对活髓牙可隔离各种物理、化学剌激对牙髓的损害。
4)稳定牙齿位置，防止预备体发生过萌及近远中向或颊舌向移位。
5)多个牙修复的情况下临时冠还可提供一定的咀嚼功能。
(2)临时冠的制作 临时冠的制作不能因其是临时、短期应用而降低标准，特别是其边缘一定要达到密合，无悬突，防止临时冠戴用过程中牙龈的损害。
8．戴冠时牙龈的保护
(1) 粘固前要求须达到：
1) 边缘密合
2) 无悬突，无台阶形成
3) 边缘光滑，经过高度抛光或上釉。
4) 龈下部分牙冠的外形正确，
5) 表面上色可增加表面粗糙，易于菌斑吸附，要加以注意。
(2)粘固后多余粘固剂的清除亦很重要， 残留的粘固剂会导致牙周组织持续性损害。
9．修复后牙周的保护
研究表明不管多么密合的金瓷冠边缘也会有间隙，暴露的粘结剂会对牙龈造成伤害。即使高度抛光的金属或高度上釉的瓷面也易于菌斑的吸附。这些因素如不加以控制都会造成牙周组织的破坏。因此修复后牙周组织的保护同样很重要。要注意保持口腔卫生，定期复诊。
（十）烤瓷修复中的医技交流
医师与技师是一不可分割的整体。修复的成功更依赖于两者共同努力。医技交流与配合非常重要。技师在修复体制作时面对的可能仅是一副模型，而对患者的情况一无所知。医师在金瓷冠的设计、制作中应担负主要的职责。那么在金瓷冠修复中医师要承担的职责是什么？医师要将哪些修复信息传递给技师呢？
1．工作模型
工作模型需表达以下主要的修复信息：
（1）正确的预备体
（2）龈边缘
（3）合关系
（1）正确的预备体
预备体要达到金瓷冠修复的正确要求，清晰、准确、完整、无变形。预备体要达到足够的牙体磨除量，为金瓷冠提供足够的空间。
上前牙金瓷冠预备体有三个部位易
出现问题：
1)唇侧龈1／3唇侧龈边缘牙体磨除不足，导致冠龈缘不透明层暴露，或造成唇侧龈1／3外形过凸及悬突的产生。
2)唇面切1／3与中1／3交界处牙体磨除不足，导致美观缺陷或外形过凸。
3)舌侧磨除不足， 必须在有瓷覆盖的部位至少达到0.7mm，保证在正中合及前伸、 侧方合时为金瓷冠留有足够的空间。
（2）龈边缘
龈边缘应清晰、完整、明确，外形、宽度正确。这就要求医师在牙体制备、排龈及印模制取过程中严格操作。技师是无法在一边缘模糊不清的预备体上制作出合格的金瓷冠的。必要时医师应用铝笔在工作模型上标出龈边缘的位置。
（3）合关系
工作模型应具备准确、稳定的合关系。医师应根据不同的缺损情况制取准确的颌位记录。
2．技工单
一份完善的技工单应包括以下信息：
（1）患者基本情况（年龄、性别、缺损情况等）。
（2）修复体类型、选择的材料。
（3）金属内冠设计（金瓷结合线部位以及龈边缘设计）。
（4）颜色的设计
（5）多数前牙缺失，要标明唇丰满度，前牙长度、宽度等。
（6）烤瓷固定桥要包括桥体、连接体设计等。
（7）如冠修复的牙齿还要作局部义齿基牙，技工单必须标明设计 。
3．其他
金瓷冠的医技信息交流还有其他的方法，包括诊断模型，诊断性临时修复体，彩色照片以及未来通过因特网进行网上图文信息的传递等。