111 年 國立成功大學口腔醫學研究所乙組《牙體復形學》

本題主要考查牙科陶瓷材料的分類及其機械強度的相關知識。

牙科陶瓷材料的分類

牙科陶瓷材料可根據其成分、結構、燒結方式及機械性能進行分類。常見的分類方式如下：

1. 依結構分類：

   • 玻璃質陶瓷 (Glass-ceramics)： 含有結晶相和玻璃相。
     • 長石質陶瓷 (Feldspathic porcelain)： 主要成分為長石，玻璃相含量高，結晶相含量低，機械強度較低，但美學效果佳，常用於製作全瓷冠外層的飾面。
     • 鋰二矽酸鹽陶瓷 (Lithium disilicate ceramics, 如 E.max)： 結晶相（鋰二矽酸鹽）含量較高，比長石質陶瓷強度更高，可用於製作單冠、貼片、嵌體、高強度前牙全瓷冠等。
     • 鋯鈉長石陶瓷 (Zirconia-toughened feldspathic porcelain)： 在長石質陶瓷中加入氧化鋯顆粒以提高強度。
   • 氧化物陶瓷 (Oxide ceramics)： 主要由氧化物晶體組成，幾乎不含玻璃相。
     • 氧化鋁陶瓷 (Alumina ceramics)： 機械強度高，如多晶氧化鋁。
     • 氧化鋯陶瓷 (Zirconia ceramics)： 機械強度極高，是目前強度最高的牙科陶瓷，具有良好的抗裂性，常用於製作後牙全瓷冠、嵌體、嵌體、植牙支台齒等。根據晶體結構，又可細分為單斜氧化鋯 (monoclinic zirconia)、四方氧化鋯 (tetragonal zirconia, TZP) 和立方氧化鋯 (cubic zirconia)。
     • 複合陶瓷 (Composite ceramics)： 包含兩種或兩種以上不同陶瓷材料的組合，以結合不同材料的優點，例如結合氧化鋯和長石質陶瓷。

2. 依製造方法分類：

   • 傳統燒結陶瓷 (Conventional sintered ceramics)： 在高溫下燒結粉末製成。

本題考查牙科陶瓷修復體黏著時的表面處理方法。陶瓷修復體與牙體結構的黏著是確保修復體長期穩定性和邊緣密合性的關鍵步驟。不同的陶瓷材料需要不同的表面處理方式，以提高黏著強度和持久性。

黏著的原理

陶瓷修復體與黏著劑之間的黏著主要依賴於機械鍵結和化學鍵結。

• 機械鍵結： 通過在陶瓷表面製造微粗糙度，增加黏著劑的滲透和固位。
• 化學鍵結： 某些陶瓷材料（如含玻璃相的陶瓷）表面含有可與黏著劑中的官能基（如矽烷）發生化學反應的成分，形成化學鍵。

不同陶瓷材料的表面處理方式

1. 玻璃質陶瓷 (Glass-ceramics)：

   • 長石質陶瓷 (Feldspathic porcelain)、玻璃陶瓷 (Glass-ceramics)： 這類陶瓷主要由二氧化矽基質構成，含有玻璃相。
     • 酸蝕 (Acid etching)： 使用氫氟酸 (HF) 溶液（通常濃度為 5% 或 10%）對陶瓷表面進行酸蝕。HF會溶解陶瓷表面的玻璃相，形成微小的凹坑和粗糙表面，增加機械鎖結。酸蝕時間通常為 20-60 秒，具體時間取決於陶瓷的成分和顆粒大小。
     • 矽烷處理 (Silane coupling agent)： 酸蝕後，需要用矽烷偶聯劑進行處理。矽烷偶聯劑的分子結構包含與陶瓷表面（如 SiO$_2$）反應的基團和與黏著劑（如含有甲基丙烯酸酯基團的黏著劑）反應的基團。矽烷偶聯劑在陶瓷表面形成一層介面層，一方面提高了陶瓷與黏著劑之間的濕潤性，另一方面通過化學鍵結增強了黏著強度和穩定性。
     • 沖洗與乾燥： 酸蝕後需用清水徹底沖洗，去除殘留的 HF，然後用酒精或超聲波清洗，並充分乾燥。

2. 氧化物陶瓷 (Oxide ceramics)：

   • 氧化鋁陶瓷 (Alumina ceramics) 和 氧化鋯陶瓷 (Zirconia ceramics)： 這類陶瓷主要由氧化物晶體構成，不含或僅含少量玻璃相，傳統的 HF 酸蝕對其效果有限。
     • 噴砂處理 (Sandblasting)： 使用小顆粒的氧化鋁 (Al$_2$O$_3$) 或二氧化矽 (SiO$_2$) 噴砂，在陶瓷表面形成微粗糙度，增加機械鎖結。噴砂顆粒的大小和壓力需要精確控制，避免過度損傷陶瓷表面。
     • 飛秒雷射處理 (Femtosecond laser treatment)： 近年來發展的技術，利用飛秒雷射在陶瓷表面產生納米級的粗糙結構，提高黏著面積。

本題考查齒頸部窩洞 (cervical lesion) 的成因。齒頸部窩洞是指發生在牙齒頸部區域的缺損，通常是由於牙釉質或牙本質的脫礦、磨損或侵蝕所致。其成因複雜，常涉及多種因素。

齒頸部窩洞的成因

1. 牙菌斑生物膜 (Dental plaque biofilm) 導致的脫礦 (Demineralization)：

   • 機制： 牙菌斑中的細菌代謝食物中的糖分，產生酸性物質（如乳酸）。這些酸會降低牙齒表面的 pH 值，導致牙釉質和牙本質中的礦物質（如鈣、磷）溶解，即脫礦。
   • 易感部位： 由於牙頸部牙釉質較薄，且容易被牙菌斑附著，因此是脫礦最容易發生的部位之一，尤其是在牙齦緣下方，牙菌斑更容易積聚。
   • 牙本質脫礦 (Dentin demineralization)： 牙本質比牙釉質更容易受到酸的侵蝕，一旦牙釉質發生脫礦或磨損，牙本質暴露後，脫礦過程會加速。

2. 機械性磨損 (Mechanical wear)：

   • 刷牙磨損 (Abrasion)： 不當的刷牙方式，例如使用過硬的牙刷、過於用力或使用研磨性強的牙膏，會在牙頸部造成機械性磨損，尤其是在牙釉質與牙骨質交界處（CEJ），牙骨質較為脆弱，更容易磨損。
   • 咬合創傷 (Occlusal trauma)： 嚴重的咬合力可能導致牙齒過度移動，進而引起牙周組織的損傷，並可能加劇牙頸部的磨損。

3. 化學性侵蝕 (Chemical erosion)：

   • 內源性酸 (Endogenous acids)： 如胃酸倒流 (GERD) 或嘔吐，這些酸性物質會從口腔內側進入，反覆接觸牙齒，尤其容易侵蝕牙齒的舌側或齶側，但若倒流嚴重或姿勢不當，也可能影響到其他部位。

本題考查牙髓覆髓 (pulp capping) 材料的種類、成分及治療機制。牙髓覆髓是牙髓治療的一種，旨在保護暴露的牙髓組織，促進其癒合，並維持牙髓的活力。

牙髓覆髓的種類

牙髓覆髓分為：

• 直接覆髓 (Direct pulp capping)： 覆蓋在直接暴露的牙髓組織上。
• 間接覆髓 (Indirect pulp capping)： 覆蓋在接近暴露的牙髓組織上，目的是在去除大部分齲壞組織後，在殘留的軟化牙本質下方促進牙本質橋的形成，避免牙髓暴露。

常見的牙髓覆髓材料

以下列出至少兩種常見的牙髓覆髓材料，並說明其成分與治療機制：

1. 氫氧化鈣 (Calcium hydroxide, Ca(OH)$_2$)

   • 成分： 主要成分是氫氧化鈣粉末，通常與水、甘油或聚合物基質混合製成膏狀或水門汀。
   • 治療機制：
     • 抗菌作用： 氫氧化鈣會解離產生氫氧離子 (OH$^-$)，提高局部 pH 值至 12.5 左右，創造一個不利於細菌生長的強鹼性環境，從而抑制或殺滅牙髓暴露部位的細菌。
     • 誘導牙本質橋形成： 氫氧化鈣能刺激牙髓成纖維細胞 (dental pulp fibroblasts) 和牙本質細胞 (odontoblasts) 增生和分化，促進牙本質橋 (dentin bridge) 的形成。這個過程可能與以下幾點有關：
       • pH 升高： 高 pH 值可以刺激細胞生長。
       • 釋放生長因子： 氫氧化鈣可能促進細胞釋放或活化骨形態發生蛋白 (BMPs) 等生長因子，誘導間充質幹細胞分化為類成牙本質細胞。
       • 形成礦化基質： 釋放的鈣離子和磷酸根離子有助於形成新的礦化組織。
     • 促進炎症消退： 通過其強鹼性，可以鈍化細菌產生的毒素，並幫助蛋白質變性，從而促進炎症的消退。
   • 類型： 有傳統型（水門汀基質）和非水門汀型（如聚合物基質，提供更好的密封性）兩種。

2. 礦物三氧化物聚集體 (Mineral Trioxide Aggregate, MTA)

   • 成分： MTA 是一種矽酸鹽水泥，主要成分包括三氧化二鈣 (tricalcium silicate, C$_3$S)、三氧化二鋁 (tricalcium aluminate,

本題考查四個牙體復形學領域的重要名詞解釋。

a. Resistance (抗力)

在牙體復形學中，"Resistance" 通常指的是抗力形 (Resistance form)，這是指窩洞設計的關鍵原則之一，旨在確保修復體能夠抵抗來自咬合力（特別是垂直向的咬合力）和其他外力的破壞，防止修復體斷裂、位移或對牙齒結構造成損害。

• 主要目的：

  • 抵抗垂直咬合力： 確保修復體能夠承受咬合力，而不發生斷裂或從窩洞中脫落。
  • 防止修復體移位： 窩洞的特定角度和深度有助於固定修復體。
  • 保護牙齒結構： 避免修復體對牙齒組織產生過大的應力集中。

• 實現方法：

  • 足夠的深度和寬度： 窩洞需要有足夠的深度，以容納足夠厚度的修復材料，確保其強度。
  • 鈍角的內壁： 窩洞的內壁（特別是底壁和側壁的交界處）應設計成鈍角，以分散咬合力，避免應力集中。
  • 平直的內壁： 盡量使窩洞的內壁（尤其是頰舌側壁）平直，以便修復材料能夠更好地支撐和抵抗咬合力。
  • 適當的坡度 (Bevel)： 在某些區域（如釉質邊緣），可能需要設計適當的坡度，以增加修復體的貼合度並分散應力，但過大的坡度可能削弱邊緣的抵抗力。
  • 使用足夠強度的修復材料。

b. Self-etch adhesive (自酸蝕黏著劑)

自酸蝕黏著劑 (Self-etch adhesive) 是一種牙科黏著系統，其主要特點是在黏著步驟中，同時進行對牙齒組織（牙釉質和牙本質）的酸蝕和滲透。這與傳統的酸蝕-沖洗-黏著 (etch-and-rinse) 系統不同，後者需要單獨的酸蝕步驟，然後沖洗掉酸蝕劑，再塗佈黏著劑。

• 機制：

  • 自酸蝕黏著劑通常含有酸性單體（如 MDP, 4-META 等），這些酸性單體能夠輕微地酸蝕牙釉質和牙本質，同時這些單體也具有親水性，可以滲透到被酸蝕的微觀結構中，並與牙本質中的膠原纖維和礦物質形成化學鍵結或機械鎖結。
  • 它不需要單獨的酸蝕步驟，也不需要沖洗。塗佈後，直接吹乾（輕微吹乾，避免過度乾燥導致膠原纖維塌陷），然後塗佈黏著劑的另一組份（如果需要），最後進行光照固化。

• 優點：

  • 簡化操作步驟： 省去了酸蝕和沖洗的步驟，減少了操作時間和潛在的錯誤。
  • 減少術後敏感： 由於不需要沖洗，殘留在牙本質小管中的酸性單體可以被黏著劑中和，且不會引起過度脫礦，從而降低術後敏感的風險。
  • 對濕潤牙本質的耐受性較好： 相較於 etch-and-rinse 系統，自酸蝕系統對牙本質的濕潤程度要求相對較低。

• 缺點：

  • 黏著強度： 對於牙釉質的黏著強度可能略低於傳統的 etch-and-rinse 系統，但對於牙本質的黏著強度則通常較好。
  • 長期穩定性： 由於酸性單體仍殘留在牙本質內，長期來看可能存在輕微的脫礦或黏著界面降解的風險，儘管現代的自酸蝕黏著劑已大大改善了這一點。

c. Degree of conversion (轉化率)

Degree of conversion (DC) 是指在聚合反應過程中，單體轉化為聚合物的比例。在牙科黏著劑和複合樹脂等光聚合材料中，DC 是衡量材料固化程度的重要指標。

• 機制：

  • 光聚合材料（如含有甲基丙烯酸酯類單體的複合樹脂）在光照下，通過光引發劑產生自由基，引發單體發生聚合反應，形成長鏈的聚合物網絡。
  • DC 表示在聚合反應結束時，有多少比例的單體成功地轉化成了聚合物鏈。

• 重要性：

  • 機械性能： 較高的 DC 通常意味著更強的機械強度（如抗彎強度、硬度）、更高的彈性模量和更好的耐磨性。