109 年 國立成功大學口腔醫學研究所乙組《牙體復形學》

此題主要考驗考生對於牙科光聚合光源的種類、光譜特性、以及在臨床應用上的優缺點的了解。

(A) 三種光源之光譜說明與繪圖

這部分需要說明三種常見的牙科光聚合光源（石英鎢鹵素燈、電漿弧燈、LED 燈）的發光原理及其產生的光譜。

• 石英鎢鹵素燈 (Quartz-tungsten-halogen light, QTH)

  • 原理： 透過鎢絲在鹵素氣體中加熱發光，屬於熱輻射光源。
  • 光譜： 發出連續光譜，能量分布較為寬廣，包含可見光和部分紅外線。紅外線的比例較高，容易產生熱效應。
  • 繪圖說明： 畫一個連續的光譜圖，橫軸為波長（nm），縱軸為光強度。圖形呈現一個平滑的曲線，在可見光區域（約 400-700 nm）有較高的強度，並向紅外線區域（>700 nm）延伸。

• 電漿弧燈 (Plasma arc light, PAC)

  • 原理： 利用高壓電弧激發惰性氣體（通常是氙氣）產生高溫電漿，進而發光。
  • 光譜： 發出線狀光譜與連續光譜的組合。主要發光波段集中在藍光區域（約 400-500 nm），這是引發光起始劑聚合的關鍵波長。其藍光強度非常高。
  • 繪圖說明： 畫一個光譜圖，橫軸為波長（nm），縱軸為光強度。圖形主要在 400-500 nm 區域有非常高的尖峰（線狀光譜），並可能伴隨一些較低的連續光譜背景。

• 發光二極體 (Light-emitting diode, LED)

  • 原理： 利用半導體 pn 接面發光，是固態光源。現代牙科 LED 燈通常使用藍光 LED，並透過螢光粉轉換產生較寬的藍綠光譜。
  • 光譜： 發出帶狀光譜，主要集中在藍光區域（約 420-480 nm），峰值通常在 460-470 nm 左右。現代的 LED 燈也設計成能涵蓋更多引發劑所需的波長範圍，以提高聚合效率。
  • 繪圖說明： 畫一個光譜圖，橫軸為波長（nm），縱軸為光強度。圖形在 420-480 nm 區域有一個較為集中的帶狀光譜，峰值在 460-470 nm 左右。

(B) 三種光源應用於聚合牙科複合樹脂時的特性與優缺點

• 石英鎢鹵素燈 (QTH)
  • 特性：
    • 發光波長寬廣，包含引發劑所需的藍光。
    • 紅外線成分高，容易造成牙髓升溫。
    • 燈泡壽命較短，且亮度會隨時間衰減。

此題主要考驗考生對於兩種主流全瓷冠材料——單層氧化鋯（Monolithic Zirconia）和瓷燒附氧化鋯（Porcelain Fused to Zirconia, PFZ）——的製作流程及臨床優缺點的掌握。

一、 單層氧化鋯（Monolithic Zirconia）牙冠製作過程與優缺點

• 製作過程：

  1. 掃描與設計： 牙醫師準備後，使用口內掃描機或傳統印模製作模型，然後利用 CAD（電腦輔助設計）軟體進行牙冠的數位設計。
  2. 研磨製作 (Milling)： 設計完成後，將預製的氧化鋯塊（通常是預染色或高透度的氧化鋯）放入 CAM（電腦輔助製造）研磨機中，根據數位設計圖稿進行自動研磨，切削出牙冠的精確外形。
  3. 燒結 (Sintering)： 研磨完成的牙冠為「生坯」（green state），質地較軟且尺寸偏大。需要將其放入高溫燒結爐中進行燒結，使其緻密化，達到最終的強度和尺寸。
  4. 修整與拋光： 燒結完成後，牙醫師或技師會對氧化鋯牙冠進行微調，修整咬合面，並進行拋光，使其表面光滑，減少摩擦，並提升美觀度。
  5. 染色（可選）： 若使用預染色氧化鋯，則此步驟可省略。若使用未染色的氧化鋯，則可透過外染劑（stain）或浸泡液來調整顏色，以達到與鄰牙的色調匹配。
  6. 黏著： 最後將製作完成的氧化鋯牙冠透過黏著劑（如樹脂黏著劑）固定在患者口內的準備好的牙齒上。

• 優點：

  • 極高的強度與韌性： 氧化鋯本身具有優異的抗彎強度（flexural strength）和斷裂韌性（fracture toughness），不易斷裂或崩瓷，尤其適合後牙或咬合力較大的患者。
  • 單一材料，無崩瓷風險： 因為是單一材質，沒有瓷層與氧化鋯內冠結合的問題，所以完全避免了瓷層崩裂（chipping）的風險，這是其最大的臨床優勢。
  • 製作過程相對簡單快速： CAD/CAM 技術使得製作流程更加標準化和高效。
  • 生物相容性佳： 氧化鋯是一種惰性材料，對牙周組織和口腔黏膜無毒性，生物相容性優良。
  • 較低的磨耗性： 相較於金屬烤瓷冠，其對咬合牙的磨耗較小。

• 缺點：

  • 美觀度相對較差： 傳統的氧化鋯（如 Y-TZP）不夠透光，顏色較為死白，難以達到天然牙齒的層次感和半透明效果，尤其在美學要求高的前牙區域，其美觀度受到限制。不過，高透度氧化鋯（High-translucency zirconia）的出現已大大改善此問題。
  • 黏著技術要求高： 氧化鋯表面需要進行特殊的表面處理（如噴砂、酸蝕）和使用專用的黏著劑（如氧化鋯專用底膠、樹脂黏著劑），才能確保良好的黏著強度。
  • 修磨時產生粉塵： 修磨氧化鋯時產生的粉塵對操作者和患者的呼吸道有潛在危害，需做好防護措施。

二、 瓷燒附氧化鋯（Porcelain Fused to Zirconia, PFZ）牙冠製作過程與優缺點

• 製作過程：
  1. 氧化鋯內冠製作： 透過 CAD/CAM 技術，設計並研磨出氧化鋯內冠（coping）。氧化鋯內冠的強度很高，能提供良好的支撐。
  2. 內冠燒結與表面處理： 將氧化鋯內冠進行燒結，使其緻密化。然後對內冠表面進行處理，如噴砂，以增加外層瓷粉的附著力。

此題考驗考生對「活性牙齒美白」的臨床操作、所用藥劑及其作用機制的理解。活性牙齒美白通常指「居家美白」（home bleaching）或「診間美白」（in-office bleaching），其核心藥劑是過氧化物。

一、 活性牙齒美白的方式

活性牙齒美白主要有兩種方式：

1. 居家美白 (Home Bleaching)：

   • 過程： 由牙醫師製作與患者牙齒緊密貼合的「咬合板」（mouthguard 或 tray），患者回家後，自行將美白劑注入咬合板內，配戴一段時間（通常是數小時或過夜）。
   • 特點： 藥劑濃度較低，但作用時間長，可逐步達到美白效果。患者需遵從醫囑操作。

2. 診間美白 (In-office Bleaching / Power Bleaching)：

   • 過程： 在牙科診所由牙醫師或牙助操作。將高濃度的美白劑塗佈在牙齒表面，並可能輔以光源（如 LED 燈、雷射、鹵素燈等）加速反應。
   • 特點： 藥劑濃度高，作用時間短（通常 30-60 分鐘），可快速達到美白效果。操作時需嚴格保護牙齦和軟組織。

二、 使用藥劑

活性牙齒美白的主要美白藥劑是過氧化物。常見的有兩種：

1. 過氧化氫 (Hydrogen peroxide, H₂O₂)
   • 濃度： 居家美白通常使用 10%-22% 的過氧化氫。診間美白則可使用 25%-40% 的過氧化氫。
   • 特性： 分子較小，易於穿透牙齒結構。

此題考驗考生對於「塊填式樹脂」（Bulk-fill Composite）與「傳統複合樹脂」（Conventional Composite Resin）在材料成分、固化特性、機械強度等方面的差異，以及臨床使用上的注意事項。

一、 成分差異

兩者都屬於複合樹脂，主要成分包括：

• 基質 (Matrix)： 聚合性單體（monomers）。

  • 傳統複合樹脂： 常使用黏度較高、聚合收縮較大的單體，如 Bis-GMA (Bisphenol A glycidyl methacrylate) 和 TEGDMA (Triethylene glycol dimethacrylate)。為了達到較好的操作性，可能還會添加 Diluent monomers (如 UDMA) 來降低黏度。
  • 塊填式樹脂： 為了降低聚合收縮率和提高光穿透性，常使用低黏度、高分子量的單體，例如：
    • Urethane dimethacrylate (UDMA)
    • 長鏈的單體 (Long-chain monomers)：如聚乙二醇二甲基丙烯酸酯 (PEGDMA) 或其他寡聚物。
    • 低黏度的稀釋單體：如 TEGDMA，但用量可能較少或與其他單體搭配。
    • 特殊單體：如 Monk-type monomers (如劍魚單體, SDR - Stress-decreasing resin) 可以降低固化應力。

• 填充物 (Filler)： 惰性無機粒子，用以增強機械強度、降低聚合收縮、改善操作性及增加放射線不透性。

  • 傳統複合樹脂： 填充物顆粒大小範圍廣，從奈米級到微米級都有，且顆粒尺寸分布不均。常見的有二氧化矽 (SiO₂)、鋯酸鋇 (BaZrSiO₄)、氟化鋇 (BaF₂) 等。
  • 塊填式樹脂：
    • 高光穿透性填充物： 為了讓光線能穿透較深的樹脂層，常使用玻璃離子瘤 (Glass ionomer) 或氟矽酸鹽玻璃 (Fluorosilicate glass) 等具有較高光穿透性的填充物。
    • 特殊填充物： 有些塊填式樹脂為了改善光穿透性和降低聚合收縮，會採用球狀填充物 (spherical fillers) 或特殊設計的填充物。
    • 填充物比例： 填充物比例可能與傳統複合樹脂相似，但其選擇和設計是為了配合單體基質以達到特定性能。

• 引發劑系統 (Initiator system)：

  • 傳統複合樹脂： 主要為光引發劑系統，如樟腦醌 (CQ) 和第三級胺類（如 DMAEMA）。
  • 塊填式樹脂： 同樣使用光引發劑系統，但為了確保在較厚層（>4mm）也能有效聚合，可能使用更高濃度的引發劑或更有效的輔助引發劑，以提高聚合深度（depth of cure）。

二、 聚合性質差異

• 聚合收縮 (Polymerization shrinkage)：
  • 傳統複合樹脂： 聚合收縮率較高，尤其在使用較多 Bis-GMA 和 TEGDMA 時。這可能導致邊緣滲漏、術後敏感和二次齲。
  • 塊填式樹脂： 設計上重點是降低聚合收縮率和減少聚合應力。透過使用長鏈單體、低黏度單體、球狀填充物和特殊單體（如 SDR），可以有效降低收縮率和收縮應力，減少對牙齒結構的拉扯。

此題要求解釋四個牙體復形學領域的專業術語。

a. Universal Adhesive (通用型黏著劑)

• 定義： 通用型黏著劑是一種牙科黏著系統，其設計目的是能夠與多種不同的修復材料（如複合樹脂、玻璃離子、金屬、氧化鋯、金屬陶瓷等）以及不同的黏著技術（如全蝕法、自蝕法、免蝕法）產生良好的黏著。
• 原理/組成：
  • 通常包含MDP (10-methacryloyloxydecyl dihydrogen phosphate) 這類官能基單體。MDP 是一種磷酸單體，具有親水性（可與無機填料或金屬離子結合）和親有機性（可與聚合性單體共聚），因此能與氧化鋯、金屬等無機材料形成化學鍵結，並與複合樹脂基質形成物理或化學鍵結。
  • 與傳統的兩步或三步黏著系統（如全蝕法）相比，通用型黏著劑通常簡化了操作步驟，可能為單瓶式（one-bottle）或兩瓶式（two-bottle）系統。
• 臨床應用： 適用於各種直接和間接修復，特別是在黏著不同種類的修復體時，可以減少使用多種不同系統的複雜性。

b. C-factor (Configuration factor) (構形因子)

• 定義： C-factor 是指在光聚合過程中，未聚合的樹脂表面積與與固化光源接觸的表面積之比值。
• 原理：
  • 當複合樹脂開始聚合時，單體分子會相互連接形成聚合物鏈，這個過程伴隨著體積收縮。
  • 如果一個樹脂的固化光源接觸的表面積遠小於其未聚合的自由表面積（即 C-factor 較高），那麼在聚合收縮時，樹脂就會產生較大的內部應力，因為它被限制在一個較小的區域內收縮，而大部分表面又沒有被約束。
  • 反之，如果樹脂的固化光源接觸的表面積與未聚合的表面積比例接近（C-factor 較低），則收縮時的應力可以被分散到更多的自由表面，對牙齒結構的影響較小。
• 臨床意義：
  • 高 C-factor (例如：窩洞的後壁、底壁、側壁都被樹脂包圍，只有一個開口面接受光照)：容易產生較高的聚合收縮應力，可能導致邊緣滲漏、術後敏感、微裂縫甚至牙齒斷裂。
  • 低 C-factor (例如：窩洞只有一個較大的開口面，大部分表面暴露在外)：聚合收縮應力較小。
  • 在窩洞預備設計和樹脂填補技術中，會盡量降低 C-factor，例如採用分層堆填（每層都創造較低的 C-factor）或使用某些特殊單體來緩解應力。

c. Phase Transformation (相變態 / 相轉變)

• 定義： 相變態是指物質從一種物理狀態（相）轉變為另一種物理狀態的過程，例如固態變液態（熔化）、液態變氣態（汽化）、固態變氣態（昇華）等。在材料科學和牙科材料學中，它也指材料的晶體結構或微觀組織的改變。
• 在牙科材料學中的應用：