仿生修复材料透光率数学模型建立与色知觉的相关性研究

The amount of light transmittance would directly affect the accuracy of color of the bionic restoration materials. Evidence on whether the light transmittance of bionic all-ceramic restoration and natural tooth is consistent, or the possibility of relativity between light transmittance and color perception is still limited. The objective of this study was to analyze the light transmittance of natural tooth, and reveal the natural law between light transmittance and color perception of nature tooth, then finally solve the clinical problem about the color difference of bionic all-ceramic restoration materials and natural tooth. The research would construct a special mathematical model based on natural tooth light transmittance function formula, and analyze the transmission coefficient of natural tooth tissue, and explore different conditions of light transmittance on natural tooth crown, looking for the application on biomimetic restoration materials: such as clarifying influence mechanism of light transmittance on colors, decreasing the visual difference between all-ceramic restoration and natural tooth, providing the theoretical basis of the new definition of the cognitive and expression form of natural tooth color. As a part of study on bionics all-ceramic restoration materials, such idea would reveal the law between the light transmittance and color of natural tooth crown.

透光率的量直接影响仿生修复材料颜色的准确性，仿生全瓷修复体与天然牙透光率是否一致，透光率与色知觉之间存在何种相关性，目前仍无数据可依。本研究拟通过对天然牙透光率的分析，揭示透光率与色知觉之间所存在的自然规律，以解决目前仿生全瓷修复材料因透光率不同而存在的颜色差异问题。实验以透光率函数公式为基础，通过构建天然牙透光率专用数学模型来解析天然牙体组织的透射系数，探索不同条件下天然牙冠透光率。并以色坐标和透光率数学模型来分析天然牙冠透光率与色知觉之间所存在自然规律与相关性，寻求天然牙冠透光率与颜色的比例关系，依据该变化关系分析目前仿生修复材料透光率与颜色所存在的问题，阐明透光率对颜色的影响机制，为缩小全瓷修复体与天然牙冠的视觉差异提供客观的理论依据，从新定义天然牙颜色的认知和表述形式。该设想的提出揭示天然牙冠透光率与颜色变化规律，拓展了全瓷修复材料仿生学研究。

本课题通过对天然牙透光率的分析，揭示天然牙冠透光率与色知觉间存在的自然规律与相关性。得到了天然牙冠透光率与颜色的比例关系，阐明了透光率对颜色的影响机制。研究发现，天然牙釉质与牙本质的颜色差异较大，色差随厚度差值的加大而增加，而彩度与饱和度却随透光率的增加而递减，牙本质的透光率可随年龄的增长而降低。该结论为全瓷修复体更好模拟天牙透光率提供实验基础。课题组依据该变化规律分析了目前仿生修复材料透光率与色知觉所存在的问题。首先分析了三种仿生修复全瓷材料透光率，发现透光率的值与天然牙本质透光率相差较大，均未达到宽泛的牙本质的透光率，致使模拟出的天然牙光学仿生特性不足。该研究提示了在全瓷修复的过程中，需引入透光率系数这一光学指标，便于更准确地模拟天然牙本质的光学特性。实现真正意义的仿生修复。因此在仿生修复比色中需分层比色，并考虑其厚度比例以及不同年龄牙本质的透光率特性。课题组基于上述成果，拓展研究范围，在原有研究基础上又探讨了波长对纳米仿生复合树脂颜色及透光率的影响，又揭示多酚类物质和紫外线对纳米仿生复合树脂颜色、透光率的影响因素，该物质均能使树脂材料的颜色及透光率发生较明显的改变，因此树脂材料在仿生修复与色知觉研究中仍然存在不足。课题组通过研究证明，任何仿生修复体在色知觉研究过程中必须加入透光率系数，使其达到与天然牙体组织一致的高仿生效果。该研究理论从新定义了天然牙与色知觉的观念和表述形式。今后课题组还将继续研究牙龈及牙槽粘膜的透明度与颜色，以提高牙龈修复材料的仿生度。从而解决仿生修复材料因透光率不同而存在的颜色与色知觉差异等相关问题。