瓷层厚度对陶瓷修复体色彩的影响
作者：鲁 莉 施生根 高承志 夏善福 片山伊九右卫门
单位：西安第四军医大学口腔医学院(鲁 莉 施生根 )；北京医科大学齿科色彩研究所(高承志 夏善福)；日本明海大学齿学部保存修复学讲座(片山伊九右卫门)
关键词：牙瓷料；厚度；色
实用口腔医学杂志990319 〔摘要〕 目的：探讨陶瓷修复体的色彩与瓷层厚度的关系。方法：分别制作Φ为7 mm，厚度为1.0、1.5、2.0 mm的圆盘状A3 色体瓷试件，在D65 光源条件下，以分光光度计分别测试各组试件在黑色背景和在白色背景条件下的混和色。结果：① 随瓷层厚度增加，试件的a*值、b*值增加，L*值在白色背景下增加，在黑色背景下减小；②随瓷层厚度增加，同一厚度体瓷试件于黑色背景的混和色和与白色背景的混和色之间的色差逐渐减小。结论：①随瓷层厚度减小，体瓷试件和背景色的混和色中黄红成分减少。② 随瓷层厚度增加，体瓷试件的遮色能力逐渐增强。
, 百拇医药
The effect of thickness on the color of porcelain
Lu Li, Shi Shenggen, Gao Chengzhi, et al. Stomatological College, Fourth Military Medical University, Xi'an, 710032
〔Abstract〕Objective: To study the relationship of the thickness and the color of porcelain restoration.Method:Porcelain disks were prepared with the thickness of 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm respectively. The color of the disks was measured with a PR650 spectrum colorimeter on standard black and white background. Results:①While the porcelain specimens' thickness was increased, a* and b* values of the mixed color were increased; the L* value of the mixed color increased on white background but decreased on black background. ② While the porcelain specimens' thickness was increased the chromatism between the mixed color measured on black background and that measured on white background decreased.Conclusion:The mixed color tends to have less yellow and red with the decrease of the thickness of porcelain disk. The color covering ability of dentin porcelain increases with the increase of the thickness of poccerlain disk.
, 百拇医药
Key words Dental porcelain; Thickness; Color
色彩是评价陶瓷修复体质量的重要指标之一。由于牙用陶瓷的色彩受诸多因素影响，因此要使陶瓷修复体的颜色达到理想的效果还比较困难。Johanson报道，粘结剂对瓷贴面颜色影响作用随瓷层厚度的增加而减小[1]，提示瓷层厚度对修复体的色彩有影响作用。然而，瓷层厚度是怎样影响修复体的色彩？有何规律？目前尚不清楚。本研究应用分光光度计测定不同厚度牙用陶瓷的体瓷试件在标准黑板和标准白板条件下的色度值，探讨瓷层厚度与陶瓷修复体颜色变化的关系，为临床的选色、配色提供参考。
1 材料和方法
1.1 试件制作
选用CARMAN 瓷粉A3 色体瓷(批号：26421330)，以玻璃器皿调拌后充填于模具内，用微型振荡器(空载时7 000 r/min， Matsuden MTB-0152)震荡3 min后吸水、成型，制成瓷胚，置于厚4 mm的耐火材料板上，在DENTSPLY MULTMAT99(德国)烤瓷炉中按厂家要求的程序烧结。
, 百拇医药
用磨床将烧制好的瓷块加工成d7 mm的圆盘状试件。瓷块按厚度分成3个组：第1组的厚度为1.0 mm，第2组为1.5 mm，第3组为2.0 mm。瓷块内无气泡(肉眼观察)。上下两面接近平行，表面粗糙度为0.2～0.4 μm(TR240 型表面粗糙度仪，北京时代集团)。每组试件3 个。
1.2 试件颜色的测量和分析
测色在暗室内进行。测色光源为D65光源(日本三菱公司)。测色光源距离试件73 cm，与试件呈45°角，照度为2 000 lx。使用Spectrascan PR650型(美国Photo Research公司)分光测色仪测色。测色仪的镜头d 4.5 cm，镜头距离试件44 cm。测色时物镜的光斑对准试件的中心位置。
测色前，先对测色仪和测色光源预热。0.5 h后，用标准白板标定测色仪。以标准黑板(L*:0.20,a*:0.23,b*:-0.15)和标准白板(L*:98.43,a*:0.66,b*:0.76)分别作为测色背景。每个试件共测色6 次(上面和下面各3 次)，取其平均值作为试件的色度值。用650 win ver 1.0 软件处理数据。
, 百拇医药
选用CIE1976 L*a*b*表色系统表色。两颜色之间的色度差用△E表示。色差计算公式[2]为△E=[(△L*)2+(△a*)2+(△b*)2]1/2。不同实验组间色度值经方差齐性检验后用方差分析，比较其组间差异。
2 结 果
不同厚度的陶瓷试件的色彩学参数见表1。随试件厚度增加，在黑色背景条件下，L*值、a*值、b*值均有所增加，统计分析表明L*值、a*值有组间差异，b*值组间差异明显；在白色背景条件下，a*值、b*值随试件厚度增加逐渐增加，L*值逐渐减小，统计分析表明a*值、b*值有组间差异，L*值组间差异明显。
, 百拇医药
表1 不同厚度陶瓷试件的色度均值(n=3)
分组
黑色背景
白色背景
白差*
L*
a*
b*
L*
a*
b*
, 百拇医药
第1组
63.45±1.06
0.00±0.29
11.89±1.39
87.30±0.81
1.15±0.38
18.06±0.72
24.66
第2组
64.91±1.45
0.74±0.47
14.44±1.90
, 百拇医药
85.46±0.96
2.18±0.71
19.44±1.29
21.20
第3组
66.27±0.15
0.97±0.09
16.88±0.56
84.12±0.30
2.68±0.03
20.95±0.74
18.39
, http://www.100md.com
F
7.4152
6.6988
9.3370
13.7982
8.4605
7.0545
P
<0.05
<0.05
<0.05
<0.01
<0.05
, 百拇医药
<0.05
* 色差表示同一试件在两种背景下的色差
随厚度增加，同一厚度试件于黑、白背景下的色差呈下降趋势。
不同实验组间的L*值、a*值、b*值方差统计分析结果见表2。不同实验组组间色差见表3。随试件厚度增加，不同试验组组间色差有减小的趋势。
表2 不同实验组间的两两比较(P值)
黑色背景
白色背景
L*
a*
, http://www.100md.com
b*
L*
a*
b*
第1组和第2组
>0.05
>0.05
<0.01
<0.05
>0.05
>0.05
第2组和第3组
, 百拇医药
<0.05
<0.01
<0.01
<0.01
<0.01
>0.05
第1组和第3组
<0.01
<0.01
<0.01
<0.01
<0.01
<0.01
, http://www.100md.com
表3 各组试件间的色差值 背景
第1组和第2组
第2组和第3组
第1组和第3组
黑色
3.03
2.81
5.82
白色
2.53
2.07
4.56
3 讨 论
, 百拇医药
3.1 色彩的表达
物体颜色的定量度量十分复杂，涉及到观察者的视觉生理、视觉心理及照明条件、观察条件等许多问题。为了能够得到一致的度量效果，国际照明委员会(简称CIE)规定了一套标准色度系统，称为CIE系统[2]。本实验采用的是目前牙科常用的CIE1976 L*a*b*标准色度系统。其中L*值表示亮度，黑色的L*值接近0，白色的L*值接近100；+a*显示红的趋势，-a*显示绿的趋势；+b*显示黄的趋势，-b*显示蓝的趋势。a*、b*绝对值增高，表示其彩度增加。
3.2 陶瓷修复体色彩的影响因素
牙用陶瓷是一种半透明物质，因此陶瓷修复体的颜色是一定厚度的各瓷层色与底层色的混和色[2]。影响陶瓷修复体色彩的因素很多，如瓷粉的品牌、型号、瓷粉的凝集技术、上釉方式、表面粗糙度以及测色的光源、测色的环境等[3,4]。为了测试不同瓷层厚度对修复体颜色的影响，本实验采用同样品牌、同样型号的瓷粉，用同样的瓷粉凝集技术，在相同的程序下烧制，并在同一条件下打磨，在标准D65光源的条件下测色，严格控制实验条件，使陶瓷试件和不同背景色的混和色的色度值变化只来自实验因素——试件厚度。
, 百拇医药
3.3 瓷层厚度对陶瓷修复体颜色的影响
Lambert定律认为，当光线穿过相同厚度的相同物质时，发生相同数量的光线吸收[5]。Beer定律认为当光线穿过相同数量的吸收物质时，发生相同数量的光线吸收[5]。由于我们采用的同样品牌、同种型号、同一颜色的瓷粉，所以，试件本身的颜色不会发生变化，但随体瓷厚度增加，试件对光线的吸收能力加强，到达背景的光线量减少，使体瓷对背景色的遮盖能力增强。因此，造成了体瓷和其底色的混和色的颜色变化。
由实验结果可见(见表1)，无试件覆盖于黑色和白色背景的时候，黑色背景和白色背景均为无彩色。在背景色表面覆盖1 mm厚度试件后，背景和试件的混和色均为彩色。随试件厚度增加，混和色的彩度逐渐增加，色调趋向黄红，在黑色背景下的混和色中明度逐渐增强，在白色背景下的混和色中明度逐渐减弱。提示临床选色时，应注意由于瓷层厚度不同而造成的比色片的颜色较陶瓷修复体的颜色趋向黄红的现象。
, 百拇医药
本实验用仪器分别测出试件在黑、白底色上的色度值,以两者间的色差△E(L*a*b*)表示试件的遮色能力。该值越大，表示两色差别越大，即试件的遮色能力越差；该值越小，表示两色差别越小，即试件的遮色能力越好[6]。由实验结果可见(见表1)，随厚度增加，体瓷对其底色的遮色能力均逐渐增强。
目前临床使用的陶瓷修复体包括全瓷修复体和金瓷修复体，而体瓷厚度的变化对于这两种修复体的颜色都有很大影响，所以本实验中全部采用了体瓷试件。为观察不同厚度体瓷试件遮色能力的需要，本试验采用了黑、白两种颜色作为测色时的背景色。由于目前采用的瓷修复体瓷层厚度多在2 mm之内，因此，本实验中将试件最大厚度设定在2 mm。
本实验只采用了一种品牌、一种颜色的体瓷瓷粉，同样的瓷粉厚度变化规律是否适用于其他品牌、其他颜色的瓷粉还有待于进一步实验的研究。
, 百拇医药
参考文献
1 Johansen R, Schlobohm C, Mullick S. Colorimetric analysis of porcelain shade variance by composite cements [Abstract]. J Dent Res, 1991,70 (Special issue): 385
2 汤顺清.色度学,北京:北京理工大学出版社,1990.152
3 张怡,魏治统,杜传诗.影响金瓷修复体颜色的因素.国外医学口腔分册，1991,18(1)：15
4 张怡,魏治统,杜传诗.口腔科修复中的比色、选色问题.国外医学口腔分册，1990，17(6)：335
5 Jorgenson MW, Goodkind RJ. Spectrophotometry study of five porcelain shades relative to the dimensions of color, porcelain thickness, and repeated firings. J Prosthe Dent, 1979,42(1):966
6 郭航. 牙冠、复合树脂和陶瓷材料颜色的相关性能研究: [学位论文]. 西安：第四军医大学口腔医学院, 1991
(收稿：1998-11-25 修回：1999-04-13), http://www.100md.com
单位：西安第四军医大学口腔医学院(鲁 莉 施生根 )；北京医科大学齿科色彩研究所(高承志 夏善福)；日本明海大学齿学部保存修复学讲座(片山伊九右卫门)
关键词：牙瓷料；厚度；色
实用口腔医学杂志990319 〔摘要〕 目的：探讨陶瓷修复体的色彩与瓷层厚度的关系。方法：分别制作Φ为7 mm，厚度为1.0、1.5、2.0 mm的圆盘状A3 色体瓷试件，在D65 光源条件下，以分光光度计分别测试各组试件在黑色背景和在白色背景条件下的混和色。结果：① 随瓷层厚度增加，试件的a*值、b*值增加，L*值在白色背景下增加，在黑色背景下减小；②随瓷层厚度增加，同一厚度体瓷试件于黑色背景的混和色和与白色背景的混和色之间的色差逐渐减小。结论：①随瓷层厚度减小，体瓷试件和背景色的混和色中黄红成分减少。② 随瓷层厚度增加，体瓷试件的遮色能力逐渐增强。
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The effect of thickness on the color of porcelain
Lu Li, Shi Shenggen, Gao Chengzhi, et al. Stomatological College, Fourth Military Medical University, Xi'an, 710032
〔Abstract〕Objective: To study the relationship of the thickness and the color of porcelain restoration.Method:Porcelain disks were prepared with the thickness of 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm respectively. The color of the disks was measured with a PR650 spectrum colorimeter on standard black and white background. Results:①While the porcelain specimens' thickness was increased, a* and b* values of the mixed color were increased; the L* value of the mixed color increased on white background but decreased on black background. ② While the porcelain specimens' thickness was increased the chromatism between the mixed color measured on black background and that measured on white background decreased.Conclusion:The mixed color tends to have less yellow and red with the decrease of the thickness of porcelain disk. The color covering ability of dentin porcelain increases with the increase of the thickness of poccerlain disk.
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Key words Dental porcelain; Thickness; Color
色彩是评价陶瓷修复体质量的重要指标之一。由于牙用陶瓷的色彩受诸多因素影响，因此要使陶瓷修复体的颜色达到理想的效果还比较困难。Johanson报道，粘结剂对瓷贴面颜色影响作用随瓷层厚度的增加而减小[1]，提示瓷层厚度对修复体的色彩有影响作用。然而，瓷层厚度是怎样影响修复体的色彩？有何规律？目前尚不清楚。本研究应用分光光度计测定不同厚度牙用陶瓷的体瓷试件在标准黑板和标准白板条件下的色度值，探讨瓷层厚度与陶瓷修复体颜色变化的关系，为临床的选色、配色提供参考。
1 材料和方法
1.1 试件制作
选用CARMAN 瓷粉A3 色体瓷(批号：26421330)，以玻璃器皿调拌后充填于模具内，用微型振荡器(空载时7 000 r/min， Matsuden MTB-0152)震荡3 min后吸水、成型，制成瓷胚，置于厚4 mm的耐火材料板上，在DENTSPLY MULTMAT99(德国)烤瓷炉中按厂家要求的程序烧结。
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用磨床将烧制好的瓷块加工成d7 mm的圆盘状试件。瓷块按厚度分成3个组：第1组的厚度为1.0 mm，第2组为1.5 mm，第3组为2.0 mm。瓷块内无气泡(肉眼观察)。上下两面接近平行，表面粗糙度为0.2～0.4 μm(TR240 型表面粗糙度仪，北京时代集团)。每组试件3 个。
1.2 试件颜色的测量和分析
测色在暗室内进行。测色光源为D65光源(日本三菱公司)。测色光源距离试件73 cm，与试件呈45°角，照度为2 000 lx。使用Spectrascan PR650型(美国Photo Research公司)分光测色仪测色。测色仪的镜头d 4.5 cm，镜头距离试件44 cm。测色时物镜的光斑对准试件的中心位置。
测色前，先对测色仪和测色光源预热。0.5 h后，用标准白板标定测色仪。以标准黑板(L*:0.20,a*:0.23,b*:-0.15)和标准白板(L*:98.43,a*:0.66,b*:0.76)分别作为测色背景。每个试件共测色6 次(上面和下面各3 次)，取其平均值作为试件的色度值。用650 win ver 1.0 软件处理数据。
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选用CIE1976 L*a*b*表色系统表色。两颜色之间的色度差用△E表示。色差计算公式[2]为△E=[(△L*)2+(△a*)2+(△b*)2]1/2。不同实验组间色度值经方差齐性检验后用方差分析，比较其组间差异。
2 结 果
不同厚度的陶瓷试件的色彩学参数见表1。随试件厚度增加，在黑色背景条件下，L*值、a*值、b*值均有所增加，统计分析表明L*值、a*值有组间差异，b*值组间差异明显；在白色背景条件下，a*值、b*值随试件厚度增加逐渐增加，L*值逐渐减小，统计分析表明a*值、b*值有组间差异，L*值组间差异明显。
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表1 不同厚度陶瓷试件的色度均值(n=3)
分组
黑色背景
白色背景
白差*
L*
a*
b*
L*
a*
b*
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第1组
63.45±1.06
0.00±0.29
11.89±1.39
87.30±0.81
1.15±0.38
18.06±0.72
24.66
第2组
64.91±1.45
0.74±0.47
14.44±1.90
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85.46±0.96
2.18±0.71
19.44±1.29
21.20
第3组
66.27±0.15
0.97±0.09
16.88±0.56
84.12±0.30
2.68±0.03
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* 色差表示同一试件在两种背景下的色差
随厚度增加，同一厚度试件于黑、白背景下的色差呈下降趋势。
不同实验组间的L*值、a*值、b*值方差统计分析结果见表2。不同实验组组间色差见表3。随试件厚度增加，不同试验组组间色差有减小的趋势。
表2 不同实验组间的两两比较(P值)
黑色背景
白色背景
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第1组和第2组
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表3 各组试件间的色差值 背景
第1组和第2组
第2组和第3组
第1组和第3组
黑色
3.03
2.81
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2.07
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3 讨 论
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3.1 色彩的表达
物体颜色的定量度量十分复杂，涉及到观察者的视觉生理、视觉心理及照明条件、观察条件等许多问题。为了能够得到一致的度量效果，国际照明委员会(简称CIE)规定了一套标准色度系统，称为CIE系统[2]。本实验采用的是目前牙科常用的CIE1976 L*a*b*标准色度系统。其中L*值表示亮度，黑色的L*值接近0，白色的L*值接近100；+a*显示红的趋势，-a*显示绿的趋势；+b*显示黄的趋势，-b*显示蓝的趋势。a*、b*绝对值增高，表示其彩度增加。
3.2 陶瓷修复体色彩的影响因素
牙用陶瓷是一种半透明物质，因此陶瓷修复体的颜色是一定厚度的各瓷层色与底层色的混和色[2]。影响陶瓷修复体色彩的因素很多，如瓷粉的品牌、型号、瓷粉的凝集技术、上釉方式、表面粗糙度以及测色的光源、测色的环境等[3,4]。为了测试不同瓷层厚度对修复体颜色的影响，本实验采用同样品牌、同样型号的瓷粉，用同样的瓷粉凝集技术，在相同的程序下烧制，并在同一条件下打磨，在标准D65光源的条件下测色，严格控制实验条件，使陶瓷试件和不同背景色的混和色的色度值变化只来自实验因素——试件厚度。
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3.3 瓷层厚度对陶瓷修复体颜色的影响
Lambert定律认为，当光线穿过相同厚度的相同物质时，发生相同数量的光线吸收[5]。Beer定律认为当光线穿过相同数量的吸收物质时，发生相同数量的光线吸收[5]。由于我们采用的同样品牌、同种型号、同一颜色的瓷粉，所以，试件本身的颜色不会发生变化，但随体瓷厚度增加，试件对光线的吸收能力加强，到达背景的光线量减少，使体瓷对背景色的遮盖能力增强。因此，造成了体瓷和其底色的混和色的颜色变化。
由实验结果可见(见表1)，无试件覆盖于黑色和白色背景的时候，黑色背景和白色背景均为无彩色。在背景色表面覆盖1 mm厚度试件后，背景和试件的混和色均为彩色。随试件厚度增加，混和色的彩度逐渐增加，色调趋向黄红，在黑色背景下的混和色中明度逐渐增强，在白色背景下的混和色中明度逐渐减弱。提示临床选色时，应注意由于瓷层厚度不同而造成的比色片的颜色较陶瓷修复体的颜色趋向黄红的现象。
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本实验用仪器分别测出试件在黑、白底色上的色度值,以两者间的色差△E(L*a*b*)表示试件的遮色能力。该值越大，表示两色差别越大，即试件的遮色能力越差；该值越小，表示两色差别越小，即试件的遮色能力越好[6]。由实验结果可见(见表1)，随厚度增加，体瓷对其底色的遮色能力均逐渐增强。
目前临床使用的陶瓷修复体包括全瓷修复体和金瓷修复体，而体瓷厚度的变化对于这两种修复体的颜色都有很大影响，所以本实验中全部采用了体瓷试件。为观察不同厚度体瓷试件遮色能力的需要，本试验采用了黑、白两种颜色作为测色时的背景色。由于目前采用的瓷修复体瓷层厚度多在2 mm之内，因此，本实验中将试件最大厚度设定在2 mm。
本实验只采用了一种品牌、一种颜色的体瓷瓷粉，同样的瓷粉厚度变化规律是否适用于其他品牌、其他颜色的瓷粉还有待于进一步实验的研究。
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参考文献
1 Johansen R, Schlobohm C, Mullick S. Colorimetric analysis of porcelain shade variance by composite cements [Abstract]. J Dent Res, 1991,70 (Special issue): 385
2 汤顺清.色度学,北京:北京理工大学出版社,1990.152
3 张怡,魏治统,杜传诗.影响金瓷修复体颜色的因素.国外医学口腔分册，1991,18(1)：15
4 张怡,魏治统,杜传诗.口腔科修复中的比色、选色问题.国外医学口腔分册，1990，17(6)：335
5 Jorgenson MW, Goodkind RJ. Spectrophotometry study of five porcelain shades relative to the dimensions of color, porcelain thickness, and repeated firings. J Prosthe Dent, 1979,42(1):966
6 郭航. 牙冠、复合树脂和陶瓷材料颜色的相关性能研究: [学位论文]. 西安：第四军医大学口腔医学院, 1991
(收稿：1998-11-25 修回：1999-04-13), http://www.100md.com