陶瓷托槽的临床特征和特性

meroy · 发表于 2010-6-7 12:22:25

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正畸固定矫治器将患者的美观与医生的最佳操作性完美的结合。当代，越来越多的成人患者，尤其是女性就诊，因而对正畸矫治器的美学要求也就越来越高。1986年，陶瓷托槽首次被引入正畸领域。其后，多种类型的陶瓷托槽广泛的应用于临床，成为临床中不可或缺的一部分。本文目的在于介绍陶瓷托槽的临床特征与特性，为临床医生提供最新的综合性信息。

　　1. 陶瓷托槽的种类
　　目前应用的所有陶瓷托槽均为氧化铝陶瓷，根据其制作工艺的不同，又可分为单晶氧化铝陶瓷和多晶氧化铝陶瓷。制作过程在陶瓷托槽的临床应用中扮演着重要角色。气孔的存在情况、机械干预处理及裂纹线的蔓延均影响陶瓷托槽的临床应用情况。

　　由于多晶氧化铝陶瓷制作工艺更为简单，目前应用较为广泛。二者之间最明显的差异在于光学透射性的不同，单晶氧化铝陶瓷的透光性更好。二者均具有良好的抗污染和抗变色的能力。

　　2. 陶瓷托槽的硬度、拉伸强度和断裂韧度
　　氧化铝陶瓷具有极高的硬度。无论单晶或多晶氧化铝陶瓷均具有较不锈钢优越的硬度特性。由于陶瓷托槽的硬度为不锈钢和釉质的9倍，当牙齿与陶瓷托槽接触时，牙釉质很快会被磨损。

　　单晶氧化铝陶瓷的拉伸强度大于多晶氧化铝陶瓷，亦明显大于不锈钢，故而只有全Siamese型托槽由单晶氧化铝陶瓷制成。拉伸强度的大小取决于陶瓷的表面状况，表面细小的擦痕和裂纹将明显的降低其拉伸强度。陶瓷材料的延展率不足1%，而不锈钢材料的延展率接近 20%，这导致陶瓷托槽的脆性更大。

　　不锈钢的断裂韧度约为陶瓷材料的20～40倍，即：陶瓷托槽较金属托槽更易断裂。多晶氧化铝陶瓷的断裂韧度大于单晶氧化铝陶瓷。

　　3. 粘接强度
　　由于陶瓷材料与粘接剂之间无化学粘接作用，陶瓷托槽的粘接强度来自于机械固位及托槽底面经表面处理后硅烷偶联基所提供的化学结合。

　　研究表明，陶瓷托槽与粘接剂之间的机械固位力低于同等粘接面积的金属网底托槽，陶瓷托槽基底面的机械性倒凹明显少于金属网底托槽。若无硅烷偶联基的存在，陶瓷托槽可能出现较大的脱落率。

　　根据化学粘接原理，将玻璃粉加入陶瓷并对其托槽底面进行表面处理，使之存在硅烷偶联基。硅烷一端可与玻璃粉结合，另一端为游离基，可与任一甲基丙烯酸材料反应。

　　机械粘接和化学粘接之间表现特征的差异是由其粘接表面的应力分布方式决定的。机械粘接力是由陶瓷托槽底面的固位沟提供的，沟的边缘角度为 90o，这就在其锐利边缘易形成应力集中区，导致粘接失败。当施以剪切力时，一部分粘接剂残留于牙齿上，另一部分残留于槽沟内。
而光滑的托槽底面合并化学结合的存在可以使应力分布更均匀，托槽抗剪切力增大，粘接失败时，粘接剂完全残留于牙齿或托槽上。

　　粘接强度不仅受到托槽底面设计的影响，而且受到粘接剂种类，酸蚀时间、口腔环境及牙齿预备等因素的影响。

　　多数研究比较了陶瓷托槽和金属托槽粘接后抗剪切力的情况，发现多晶氧化铝陶瓷托槽平均抗剪切强度明显大于不锈钢托槽，单晶氧化铝陶瓷托槽平均抗剪切强度最低。Gwinnett等报道，不同设计类型的陶瓷托槽，其抗剪切强度无明显统计学差异，但这与其他学者的研究结果相矛盾。Winchester发现，陶瓷托槽粘接后，抗剪切力大于抗拉伸力，这表明，这种托槽能更好的抗剪切力。

　　4. 摩擦阻力
　　所有报道均表明，陶瓷托槽的摩擦阻力明显大于金属托槽，但两种陶瓷托槽之间并无明显差异。金属托槽的低摩擦阻力可能主要是由于其槽沟底面较为光滑，这在扫描电镜下清晰可见。

　　研究表明，铸造陶瓷托槽较其他陶瓷托槽摩擦阻力小；同种材料的托槽，槽沟宽的较槽沟窄的摩擦阻力小。另一项研究结果表明，当槽沟更为窄时，金属托槽与陶瓷托槽间无明显统计学差异。

　　在使用不同材质的弓丝时，大部分弓丝在陶瓷托槽中的摩擦阻力更为明显，而钛丝、镍钛丝较钴铬合金丝、不锈钢丝可产生更大的摩擦阻力。

　　为了减小摩擦阻力，陶瓷托槽槽沟底面制作应更为光滑。目前，金属槽沟的陶瓷托槽已投入使用，这将有效的解决这一问题。

　　5. 托槽底面特性
　　目前陶瓷托槽存在两种类型的底面。
　　一种底面为槽沟状，为粘接剂提供机械锁结。这种托槽底面平坦，表面有硅烷涂层，并存在有小的倒凹以增加机械支抗。这种既有微机械结合，又有化学结合的托槽底面与其他结构相比，降低了其机械固位力。

　　另一种底面光滑，靠其表面的化学涂层增加粘接强度。由于氧化铝陶瓷托槽中惰性物质的存在，硅烷偶联基作为中间介质，连接树脂类粘接剂及托槽表面。据报道，这种托槽的底面设计可以获得较机械固位力更大的化学粘接力。

　　为了避免在去托槽时对牙釉质的潜在性损害，可在托槽底面涂上聚碳酸酯薄膜。这样，釉质表面并不直接与粘接剂结合，而是与薄膜接触，在去托槽时较为容易，减小了对釉质的损害。

　　6. 去托槽技术和釉质损害危险度
　　由于陶瓷托槽的性能与金属托槽有显著不同，去除金属托槽的技术对于去除陶瓷托槽并不是很有效。

　　最初，人们使用特殊设计的钳子，应用张应力和剪切力等机械力作用于牙表面来去除陶瓷托槽。许多制作公司生产出与其陶瓷托槽相配套的去托槽工具或钳子。这种钳子或者通过使托槽变形，破坏托槽-粘接剂之间的连接，或者通过张应力达到粘接剂自身的最大强度，导致复合树脂内部的破坏，有时断裂面位于粘接剂-釉质之间。

　　去托槽作用力的强度和托槽的突然断裂可能导致釉质断裂和裂纹，并且增加了患者吸入托槽碎片的危险度，而且，这种去托槽技术增加了托槽断裂的可能性。此时，要去除釉质表面残余的陶瓷碎片，必须使用金刚砂针和高速手机，这一过程花费时间，易产生大的陶瓷碎片，而且大量的陶瓷粉尘可以引起皮肤瘙痒和眼睛激惹症状。另外，如果使用低速磨除且未进行冷却时，磨除时产热可能损伤牙髓。

　　与金属托槽相比，陶瓷托槽在去除时更易造成釉质损伤，而单晶氧化铝陶瓷托槽较多晶氧化铝托槽而言会造成更多的釉质丢失，化学粘接较机械粘接也会造成更大的釉质损伤。许多临床研究均报道了机械去托槽过程中的釉质损伤。如果同时存在牙釉质发育不全、釉质裂纹、大面积修复、死髓牙等影响牙体结构的因素，机械去托槽的方法造成釉质损伤的可能性会更高。另外，去托槽的机械力可能会造成患者的不适。

　　电热法是另一种去托槽技术。其方法为在对托槽施加拉力时，使用可充电的加热枪对托槽进行加热，当足够的热量穿过托槽-粘接剂层，托槽会立即脱落。A-公司生产的电热去托槽工具(EDT工具)就可以去除Starfire托槽；Dentaurum公司也生产出专门去除陶瓷托槽的电热工具(Dentaurum Co)。

　　Bishara、Trulove等学者发现，电热技术去除托槽迅速有效，且避免了托槽和釉质的断裂。有人质疑，此法可能损伤牙髓，因为髓腔温度的显著升高可以导致牙髓坏死。随后的研究表明，电热法去托槽时，由于其加热温度较低，时间较短，还不足以引起牙髓损伤，除非对粘接剂进行反复加热而没有同时使用气冷。此法的缺点为手机体积较大，口内操作不便，尤其是双尖牙区；另外，发热的托槽还可能落入患者的口中，增加患者痛苦。

　　一些化学制剂可使托槽的去除更为容易(GAC Inc.)。这种制剂由薄荷油中提炼而得，将其涂在托槽的周围，并放置2分钟，之后陶瓷托槽将很容易被去除，断裂位于粘接剂-釉质之间，无牙体损伤。另一种制剂也是源于薄荷油(Oradent公司)，但并没有发现它可以软化树脂基质，使托槽去除更为容易。

　　超声波技术也可以用于去除托槽。使用KJS超声机头和Cavitron 2002超声机(Dentsply 公司)可以顺利使之去除。此法的优点在于可以减少釉质损伤和托槽断裂，并且可以在去除托槽的同时去除残留的粘接剂。然而，此法耗时，对昂贵的超声机头磨耗大，且在使用时需不断的喷水以控制温度，减小对牙髓的不利损伤。

　　使用激光技术去托槽也正在研究使用中。与传统的方法相比，激光去托槽技术显著降低了托槽时应力、釉质破坏及失败率，减少了患者的疼痛和损伤。

　　7. 釉质的磨损与磨耗
　　在咬合过程中，釉质与陶瓷托槽相接触也可以导致釉质损伤。这种损害发生迅速，并且可以造成较金属托槽更为严重的牙磨耗。单晶氧化铝陶瓷托槽所造成的磨耗最大。研究表明，当托槽与牙齿之间存在牙合干扰时，托槽的设计与形式和釉质的损害具有相关性。

　　为了避免牙齿与陶瓷托槽相接触，可以将特殊的合成橡胶环覆盖于托槽的咬合面 (3M Unitek Corp)，或者消除合(牙合)干扰，控制侧方功能运动。

　　8. 托槽的断裂
　　由于氧化铝陶瓷的断裂韧度很低，陶瓷托槽的断裂成为一大问题，其抗断裂的能力取决于托槽的种类、形状和体积。

　　托槽的断裂可能发生在使用中，也可能发生在去托槽过程中。研究表明，扭转力、剪切力和去除托槽力会导致不同的托槽断裂率，并且，不同类型的托槽断裂部位不同。陶瓷内部的缺陷和机械性损伤是导致托槽断裂的首要原因。

　　托槽翼的断裂是临床医生最为常见的问题之一。在治疗过程中，托槽的断裂不仅延长了椅位时间，还增加了患者吞下或吸入陶瓷碎片的可能性。由于铝的可透射性，当碎片被吞入或吸入时，X射线很难定位。弓丝第二序列方向上的加力不易造成托槽的断裂，除非托槽先前就有直接的损伤或表面缺陷。而第三序列方向上的加力易造成托槽断裂，但是在大多数实际应用中，陶瓷托槽具有足够的抗转矩力的能力。

　　正畸医生应注意陶瓷托槽脆性大这一特性。在治疗过程中，格外留意避免器械划伤托槽的表面，并且小心的结扎或者使用弹性橡皮圈以避免托槽翼的断裂。

　9. 托槽的再利用
　　由于陶瓷托槽较金属托槽脆性更大，在去除过程中，更易产生断裂而非变形。这就确保了去除后的完整托槽在机械角度、转矩和底面轮廓等方面的准确性。

　　陶瓷托槽的再利用技术已经问世。将去除后的托槽底面与经热处理和化学处理后的再利用托槽底面相比，发现再利用技术可以有效清洁托槽底面。再利用托槽的粘接强度明显低于新托槽，但对于临床使用而言已经足够。这种较低的粘接强度还可以减少去托槽时所造成的釉质损伤。

　　10. 其他问题
　　虽然陶瓷托槽在美学方面具有明显的优越性，但是这种优越性并不是绝对的，因为一些多晶氧化铝陶瓷可能会被染色。这可能和患者的特殊饮食(如过量饮用咖啡)、口腔卫生保持(如使用一般的牙刷)及使用口红有关，还可能与所使用的粘接剂种类有关。

　　陶瓷托槽的表面损害可以导致菌斑聚集和色素沉着，而局部氟化物的使用并不会造成托槽表面的损害。

　　陶瓷托槽的另一问题是由于下切牙体积较小，托槽对其旋转的生物机械控制受到限制。一些公司已经生产出更小的四翼托槽，但托槽其他性能降低。

　　由于陶瓷托槽体积较大，不易清洁，牙齿脱钙可能会更明显。