補牙的材料分好多種，銀粉、樹脂、齒雕到底差在哪？

• 作者／賴昭正｜前清大化學系教授、系主任、所長；合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒，那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）　英國理論物理學家

大約在八十年前，當第一台數位計算機出現時，一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧；但七十年後，還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」（Artificial Intelligent，簡稱 AI）的能力最近十年突然起飛，在許多（所有？）領域的測試中擊敗了人類，正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元（graphic process unit，簡稱 GPU）是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia（英偉達）股票從每股不到 $5，上升到今天（5 月 24 日）每股超過 $1000（註一）的全世界第三大公司，其創辦人（之一）兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳（Jenson Huang）也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人！可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎？到底是時勢造英雄，還是英雄造時勢？

在回答這問題之前，筆者得先聲明筆者不是學電腦的，因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事，不是我們外行人需要了解的；但作為一位現在的知識分子或公民，了解基本原理則是必備的條件：例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析，即可判斷永動機是騙人的；又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上，它們不用往室外排廢熱氣，就可以提供屋內冷氣，讀者買嗎？

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」（central process unit，簡稱 CPU）。CPU 是電腦的「腦」，其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務，如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作；但為了簡單化，我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作（arithmetic and logic unit，簡稱 ALU），如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下，CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時，CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後，CPU 開始顯示心有餘而力不足：例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素（pixel），每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年，英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定／裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」（註二）定位為「世界上第一款 GPU」，「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU，GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作，快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢？因每一時刻只能做一件事，所以其步驟為：

• 計算 7×5；
• 計算 6/3；
• 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢？很多工作便可以同時（平行）進行：

• 同時計算 7×5 及 6/3；
• 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間，但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢？單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間（16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間），而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間（1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間）！

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了，如何將它擺正成右圖呢？ 一句話：「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點（座標 x, y）組成的，所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了：每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算！如果每一運算需要 10^-6 秒，那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉，便需要 6 秒，這豈是電動玩具畫面變化所能接受的？

人類的許多發明都是基於需要的關係，因此電腦硬件設計家便開始思考：這些點轉換都是獨立的，為什麼我們不讓它們同時進行（平行運算，parallel processing）呢？於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 10⁶ 運算，那上圖的轉換只需 10^-6 秒鐘！

GPU 的興起

GPU 可分成兩種：

• 整合式圖形「卡」（integrated graphics）是內建於 CPU 中的 GPU，所以不是插卡，它與 CPU 共享系統記憶體，沒有單獨的記憶體組來儲存圖形／視訊，主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上；早期英特爾（Intel）因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤，在這方面的研發佔領先的地位，約佔 68% 的市場。
• 獨立顯示卡（discrete graphics）有不與 CPU 共享的自己專用內存；由於與處理器晶片分離，它會消耗更多電量並產生大量熱量；然而，也正是因為有自己的記憶體來源和電源，它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年，英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後，科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化，在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效，因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理，不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化，也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬（註三）等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分，正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲，遠遠落在英偉達（80%）及超微半導體公司（Advance Micro Devices Inc.，19%，註四）之後，大約只有 1% 的市場。

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」，而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心（core）單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心，因此其核心功能不如 CPU 核心強大，但它們能同時高速執行大量相同的指令，在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心；GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書，不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等，也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺，它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是：嘴巴在講，腦筋思考已經不知往前跑了多少公里，常常為了追趕而越講越快，將不少學生拋到腦後！這不表示筆者聰明，因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技，因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣（matrix）的讀者應該知道，如果用矩陣和向量（vector）表達，上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的（註五）。而矩陣和向量計算正是機器學習（machine learning）演算法的基礎！也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在！因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石：它們的架構就是充分利用並行處理，來快速執行多個操作，進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」（deep learning）。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂：「下一次工業革命已經開始了：企業界和各國正與英偉達合作，將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升，幫助企業降低成本和提高能源效率，同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子：下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後，讀者是不是認為筆者該退休了？

GPU（圖形處理單元）和 AI（人工智慧）之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力，特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步，使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率，使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐，而且使其更具成本效益，因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展，GPU 的角色可能會變得更加不可或缺，推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標，這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作，使我們能夠執行複雜的任務，例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外，研究表明，與非人類動物相比，人類大腦具有更多平行通路，這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上，一邊聽音樂一邊做飯，或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技，因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵：透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

（註一）當讀者看到此篇文章時，其股票已一股換十股，現在每一股約在 $100 左右。

（註二）組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」（GeForce 256）插卡吧?

（註三）筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時，就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士（fellow）」Enrico Clementi 的團隊：因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層，我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦（非 IBM 品牌！）與一大型電腦連接來做平行運算，進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

（註四）補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商：英偉達及 ATI（Array Technology Inc.）。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立，2006 年被超微半導體公司收購，品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐（Lisa Tzwu-Fang Su）博士為執行長後，股票從每股 $4 左右，上升到今天每股超過 $160，其市值已經是英特爾的兩倍，完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色，正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題：超微半導體公司現任總裁（兼 AI 策略負責人）為出生於台北的彭明博（Victor Peng）；與黃仁勳及蘇姿豐一樣，也是小時候就隨父母親移居到美國。

（註五）或。

延伸閱讀

• 「熱力學與能源利用」，《科學月刊》，1982 年 3 月號；收集於《我愛科學》（華騰文化有限公司，2017 年 12 月出版），轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
• 「網路安全技術與比特幣」，《科學月刊》，2020 年 11 月號；轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。

害怕看牙醫的你，恐怕也曾遇過蛀牙拔牙的噩夢——診療室傳來令人頭皮發麻的鑽聲、麻藥刺鼻的味道、金屬器具在口腔中敲敲戳戳的動作讓人全身顫抖……所有的一切，都讓人不想再經歷第二次。不過現在，害怕蛀牙的人有福了！科學家研發了一種可以促進牙齒釉質再生的產品，為蛀牙療法提供了一個全新的解方。

牙齒是怎麼長出來的？

在介紹這個新解方之前，必須先來瞭解我們的牙齒是怎麽形成的。每日幫助我們咀嚼進食，還有説話發音不漏風的牙齒，是由三種硬組織構成的，分別是牙釉質（enamel／俗稱琺琅質）、牙本質（dentin）及牙骨質（cementum）。

包覆牙齒最外層的牙釉質，主要成分為鈣和磷，是人體唯一沒有細胞性的組織，也是礦化程度最高、最堅硬的組織。在莫氏硬度量表中，最堅硬的礦物——鑽石的等級為 10，而牙釉質則為 5，是當中排名最高的生物組織。（所以千萬別試著拿自己的牙齒與鑽石硬碰硬，牙齒可是會粉身碎骨的！）

而在牙釉質底下一層是牙本質，是組成牙齒主體的微黃色組織，也被稱作象牙質或齒質。它的硬度低於牙釉質，高於牙骨質。牙骨質具有與骨髓類似的構造，包覆在牙根最外圍，負責保護牙根和牙本質。牙本質和牙骨質終身都會不斷生長，但位於最外層的牙釉質就不是這樣了。

不知不覺中，蛀牙可能會悄悄找上門

牙釉質是由成釉細胞（ameloblast）所生成，當牙齒還在牙肉中未探出頭前，成釉細胞會分泌可形成牙釉質的蛋白質。不幸的是，一旦牙釉質長好，功成身退的成釉細胞便會死去，所以牙齒一旦長出來後，牙釉質就會停止生長。然而無法自行再生的牙釉質，卻仍然在我們日常生活中不斷被磨損、傷害。

適當地攝入糖分能使人充滿能量和保持心情愉悅，但當你在享用甜食時，口腔內的細菌也在分一杯羹。細菌在代謝糖分和其他可發酵的碳水化合物的過程中，會產生酸性物質，發生去礦化（demineralization），即牙釉質被酸腐蝕溶解的作用。雖然牙釉質無法再生，不過研究顯示，唾液裏的鈣和磷酸、牙膏和飲用水中的氟化物，可以稍微幫助牙齒再礦化（remineralization），讓礦物離子填入牙齒結構上的孔隙，修補牙釉質。但如果沒有做好口腔衛生保養，再礦化的程度趕不上細菌日復一日的蠶食，無法自行修復的牙釉質被蛀蝕的面積就會越來越大。

而讓問題更棘手的是，牙釉質內部並沒有任何神經和血管，即使受到細菌的攻擊，也無法向我們發出求救信號。當我們終於感到疼痛時，往往代表這層第一防線已淪陷、壓迫到牙齒更深層的神經，這才驚覺為時已晚——牙齒蛀掉啦！

以牙還牙的仿生技術，讓牙齒再生！

如果蛀牙程度尚算輕微，牙醫還可以用補牙的手段，移除腐蝕的部分後，以銀粉、樹脂或陶瓷的填充材料補上牙洞，來恢復牙齒的正常功能。一旦蛀牙範圍太大無法補救的話，便只剩下拔牙一途。

不過，科學家受到牙齒形成的過程啓發，研發了「以牙還牙」的仿生技術。來自華盛頓大學的研究團隊，從成釉細胞產生的牙釉質形成素（amelogenin） 上獲得靈感。這種蛋白質是形成牙釉質和牙骨質的關鍵，可以捕捉構成牙釉質成分的離子並將之合成，主掌控制牙齒表面與根部形態的功能。研究人員在解析了牙釉質形成素的氨基酸排列結構之後，找到了可快速生成再礦化層的一段特定序列。他們在實驗室以人工方式，合成製造出一段由 22 個氨基酸脫水縮合而成的肽（peptides），作為修復牙釉質的活性成分。

為了測試這種特製肽的有效性，研究團隊以人工手段將牙齒去礦化，來模擬蛀牙的情形，並進行不同處理的實驗。他們將蛀牙分別放入含有不同濃度氟化物、鈣和磷離子以及特製肽的溶液中，讓受損的牙齒表面可以曝露在這些成分中，觀察牙釉質修復的狀況。經過比較發現，單純含有特製肽成分的處理，可以生成最厚實的再礦化表層（10μm），修復的效果最好，如同健康的牙釉質般。

經過實驗證實，這些肽可以嵌合到牙齒表面，協助吸收合成鈣磷粒子，重新修復牙釉質的結構。這個嶄新的仿生技術，打破了過去用非生物手段和材料進行牙齒復形的限制，可謂讓不可自行修復的牙釉質能夠再次重生！

目前這種肽成分仍在實驗階段，需要經過更多整全的測試，才能投入臨床使用。而針對比牙釉質更深層的蛀牙問題，也可能無法單靠此種方法完全解決。但是這一研究成果確實為口腔醫學界帶來新突破，除了能應用在蛀牙療程上，也有望可添加在牙膏、補強劑、漱口水等產品中，作為重塑和加強口腔保健的日用品。也因為其不含氟化物的特性，所以對大人和小孩而言，會是更安全有保障的選擇。

雖然科學家的努力不懈，讓口腔保健的療法和技術一再創新和進步，但在照顧牙齒健康這件事上，還是老話一句：預防勝於治療！所以你各位啊，想免於牙痛蛀牙之苦，勤刷牙和定期找牙醫檢查，才是上上策。

參考資料

1. Ingeniously Simple Dental Treatment Could Heal Tooth Cavities Without Any Fillings
2. Peptide-based biogenic dental product may cure cavities
3. Biomimetic Tooth Repair: Amelogenin-Derived Peptide Enables in Vitro Remineralization of Human Enamel
4. 氟、氟化氫與氟化物

• 文／黃文龍醫師。現任新竹品味牙醫醫師。
• 原文轉載自牙醫師心底話〈補個蛀牙而已，為什麼補這麼久？〉

補個蛀牙而已，為什麼要補這麼久？而且還不一次補完，要我來好幾次，是不是想賺我的掛號費？

想當年我年紀還輕時，也覺得補牙很簡單，不就是塞個樹脂，照光就好了嗎？後來自己當了牙醫才發現，原來要把牙齒補好其實很花時間。光是把蛀牙仔細的挖掉就要花不少時間，再來得隔絕水氣，處理牙齒表面，用樹脂或陶瓷材料補起來，恢復原有的型態與功能。

補一顆蛀牙需要多少時間呢？

因為每一顆牙齒狀況不同，所以首先要評估蛀牙大小，越嚴重的蛀牙越難處理。蛀牙依嚴重程度分類為六級，但有些蛀牙在牙縫間，肉眼看不到，所以需要拍 X 光檢查。

評估蛀牙深度

以下照片就是典型的牙縫間蛀牙，如果沒有看 X 光片，用肉眼其實看不太出來，患者平常也不會痛，但喝冷水會有一點酸。

我一個星期會遇到幾個這種牙齒外觀完整（或只有一個小洞），但 X 光片上發現蛀了很大洞的牙齒。如果沒有照相紀錄，有些病人甚至會誤會：「我牙齒好好的，牙醫卻把我挖了一個大洞⋯⋯真是太黑心了啊！」

挖除蛀牙

在挖蛀牙之前，會先根據 X 光片估計蛀牙的深度，然後在挖除蛀牙的過程中使用高倍放大鏡或顯微鏡，避免移除健康齒質，並搭配放大設備的光源，讓蛀牙無所遁形。

牙齒真的很小，醫師在精細修磨的時候，甚至一個動作只移除 0.01 公分的齒質，如果沒有放大設備和光源，通常無法做得精細。

如果已經知道蛀牙靠近神經了，在挖除蛀牙時就要盡可能隔絕口水。因為口水中有很多細菌，隔絕口水可以避免細菌接觸到神經，導致神經發炎，減少之後抽神經的機率。

目前牙醫師在隔絕口水這個部分，真是下盡各種功夫。

最普遍的是一片橡皮布（rubber dam），再來就是各種高貴的隔溼裝置，例如 ZOO 或 Isolite 這類東西，目的都是保持牙齒乾燥。如果真要高品質的補牙，比方說美學樹脂填補、3D 齒雕等等，基本上隔溼是必要的。如果沒有隔溼，黏著劑沾到口水就會不黏了。大家小時候應該玩過貼紙吧？貼紙碰到水後就不黏了⋯⋯這就是一般聽到補樹脂容易掉的原因。

所以說，如果不能讓牙齒保持乾燥，那就不建議用樹脂補。如果要在口腔這個潮溼的環境裡，只放個棉捲就想要隔溼，實在是太難了，就像幾袋沙包就想把洪水擋住一樣，過程還要不斷更換棉捲，而且樹脂有時還會沾到棉絮，或太乾燥的棉捲拉下來時會損傷黏膜。棉捲只能算是一個簡易但沒那麼好的隔水工具。

補牙臨床技術

酸蝕（Etching）

蛀牙挖乾淨後，牙齒拋光或噴砂去除表面汙垢（biofilm），接著就可以進行酸蝕。目的是讓牙釉質表面去礦化，產生細微孔洞，讓塗抹黏著劑的時候可以盡量滲進去，才黏得緊。

歷史上有各式各樣不同成分的酸蝕劑，目前常用的是 37% 的磷酸。這麼酸的東西放到牙本質上面，如果沒有處理好，比較會有術後敏感的問題，因此有了選擇性酸蝕（selected etching）這種技巧，只酸蝕牙釉質，不酸蝕牙本質的方式，或是在牙本質的部分選用自酸蝕的黏著劑，減少補牙後牙齒敏感的問題。

酸蝕後可用氯己定（chlohexidine）消毒暴露的牙本質，同時延緩金屬基質蛋白酶（MMP），讓補的樹脂可以跟牙本質黏得更久。

當然，術後敏感的問題，不只是因為酸蝕劑本身，也可能是酸蝕劑放太久或沒沖乾淨，或黏著劑本身就會刺激牙髓神經，或是黏著劑附著失敗，上面的樹脂在受壓力時改變了牙本質的液體壓力造成敏感等各種原因。

黏著（Bonding）

樹脂填進去以前，一定要正確塗布黏著劑，不然樹脂跟牙齒之間是沒有辦法黏起來的。

了解黏著劑（bonding agent） 的使用是補牙齒的基本功。基本上不能沾一滴上去就直接照光，通常要用小毛刷在上面刷個 10 秒或 20 秒，讓黏著劑浸潤進去，再依照說明書建議的秒數吹乾。厚度不夠的話還要再塗一次。目前市面上常見的 4 代到 8 代黏著劑各有各的用法，黏著強度也不同。

金屬隔片

一般用樹脂直接填補蛀牙時，如果牙縫裡面有蛀牙，都需要放金屬隔片（或塑膠隔片），但建議要放各種牙齒形狀專用的隔片，不然一般簡易的隔片無法補出牙齒形狀，同時也可能造成食物容易塞牙縫。

填補

樹脂填補是相當保守的治療（minimal invasive），不需要挖除過多的齒質，就可以恢復外觀。但相對來說，樹脂本身照光會聚合收縮大約 5% 左右（好的樹脂只有 2%，爛一點的樹脂可能有 7%，所以取中間值）。

因此如果把一坨樹脂塞到很大的蛀洞，照光後，在窩洞最低處，樹脂跟牙齒交界的地方會因為材料本身聚合收縮，而產生樹脂體積約 5% 的縫隙。這個縫隙過了一陣子就會再次發生蛀牙，臨床上稱之為「二次蛀牙」。這個現象在牙縫蛀牙非常常見。

所以樹脂填補的標準作法是以每層 2mm 的厚度分層填補並照光，避免一次太大量收縮影響黏著強度、兩側牙釉質被中間樹脂收縮向內拉而產生裂痕或微滲漏造成二次蛀牙。有些高級樹脂的材料特性真的很接近陶瓷，耐磨耐咬，甚至在高超的技巧下，幾乎也能接近大自然創造出的牙齒美麗外觀。

另一個避免樹脂收縮的方式是製作「陶瓷嵌體」（微創齒雕），基本上就是目前牙醫界最熱門的 BPR（Bonded Porcelain Restoration），把陶瓷嵌體黏在中等程度的牙齒缺損上，美觀和強度比一般健保樹脂填補好很多，甚至幾乎恢復牙齒最健康狀態，對於追求治療品質的人來說是目前最好的選擇。

照光（Light curing）

填補完以後用甘油隔氧再照光，或併用酒精棉球擦拭去除氧化抑制層。這個步驟可以加強樹脂表面硬度，也減少未來樹脂染色的問題。

照光的時間要夠久，確保樹脂盡量聚合，尤其是牙縫間光比較照不到的部分。要不然，因為沒有聚合的樹脂軟軟黏黏的，會被口水沖掉，之後那邊就會出現一個縫隙，造成二次蛀牙。

填補完成後，進行型態修整、調咬合、拋光，這些步驟都很花時間。

調整型態

型態盡量做到天然、仿真，恢復最佳咀嚼功能。

調整咬合

要達到有咬合功能，不干擾顳顎關節，同時減少填補物過度受力、減少對咬牙過度受力。

拋光表面

拋光是讓表面平滑，去除銳利接縫，能減少表面牙菌斑累積，減少再次蛀牙的機率。減少補牙後染色，減少對咬牙磨耗，延長填補物壽命。

拋光是個很重要的步驟，拋光後的樹脂除了很美，也能用得比較久。

現在牙科市場中有各種拋光組，專門針對咬合面或鄰接面，或後牙或前牙的拋光，不同填補材質的拋光器材也有所不同。因此如果要讓填補物如自然牙齒一般光滑，需要使用可拋光的樹脂，配上各種拋光方式、器材及充分的時間，當然花費的成本相對很高。

以我的經驗來說，拋光的時間經常比補牙還要久，因此一般健保補牙不會順便拋光，而且大部分的診所可能也沒有提供拋光設備，通常是醫師自己自掏腰包準備各式高貴耗材，只用在自費病人身上。

有些患者習慣跟醫生說：「這個牙齒蛀一個洞，你幫我補起來就好了。」但實際上有些情況可能不適合用樹脂補，或難以直接填補。

什麼情況適合補樹脂？

• 蛀牙還沒有蛀到神經，而且窩洞的形狀四周圍都有牙齒齒質包圍
• 牙齒神經還是活的，而且沒有自發性疼痛
• 蛀牙位於咬合面窩溝裡
• 蛀牙蛀在頰側窩溝
• 蛀到牙縫，但蛀的範圍只在牙齒接觸面附近

其他超過上述範圍的牙齒缺損，就要考慮陶瓷嵌體（微創齒雕、3D 齒雕）。有些牙科陶瓷材料適合牙齒大範圍填補，可以做到傳統樹脂做不到的事情。但是用陶瓷嵌體來補牙，牙齒窩洞型態需要經過設計，在力學結構上能夠最大化承受咬合力，減少陶瓷應力集中碎裂風險，可以最大化延長健康牙齒使用壽命。

是不是跟建築師、結構技師在蓋大樓做的事情很像呢？

若是更大範圍的齒質破壞，就要考慮做整顆牙套，以延長牙齒使用壽命，例如金屬牙冠或全陶瓷牙冠（全瓷冠）。

根管治療後的牙齒，特別是後牙（小臼齒 + 大臼齒）不建議直接補起來。因為樹脂補在很大的破損裡面，咀嚼時會讓牙齒受到楔形力量，牙齒容易裂開。牙齒裂開基本上就沒救了。

如果牙齒破壞範圍更大，已經連牙套都不能做，那就只能建議拔掉了。

補牙可以用多久？

這個問題其實很難回答，因為這跟牙齒本身殘餘結構是否堅固、患者飲食習慣，以及是否好好刷牙等都有關，就像一台手機可以用多久一樣難以預測，可能可用 3 年，甚至更久，也可能剛買就掉到地上螢幕就碎了⋯⋯

但是，為了回答大家的疑問，終於還是有醫生做臨床研究回答這個問題。這是很多年前（1980 ~ 1990年代）的統計數據，每一個研究的數據不盡相同。一般來說，壽命的長度是：

陶瓷嵌體（微創齒雕）的壽命 > 銀粉 > 樹脂

當時計算銀粉壽命約 10 ~ 14 年，樹脂 6 年成功率約 50%。而台灣的健保奇蹟讓健保樹脂補牙可以每 2 年重補一次，因此有些人就說台灣健保的樹脂壽命只有 2 年⋯⋯

樹脂填補技術在 1990 年代有大幅度改良，再配上當今各式先進的設備及高超的技術，使用壽命想必比 30 年前的統計長更多。（但在健保低廉給付下，醫師要做好事情，都只能靠熱情，自掏腰包買先進材料。因此很少能像歐美國家，一顆補牙收一萬，讓醫師能好好仔細的補牙。）

對於有點大的蛀牙，我比較推薦的是陶瓷嵌體（微創齒雕），由技師耗費一週的工作天，設計外型、鑄造、染色、上釉，幾乎是一個藝術品。

陶瓷嵌體（微創齒雕）的耐久度也是極長，以目前常用的陶瓷材料 IPS e.max 來說，研究報告指出 96.6% 的嵌體經過了 13 年的使用都還是好的。這數值完勝一般所使用的樹脂或銀粉等補牙材料。

小結

當然，補牙的教科書就有幾十本、幾萬頁的內容，以上我只用短短章節講了最基本的操作，幾千字是無法講完全貌的，只是讓大家知道高標準的補牙的確要花許多時間，並非一坨樹脂塞下去，照光就結束了，因此很難在短短的約診時間內，補完所有蛀牙。

健保制度下，民眾可能希望一次掛號費 100 元就補完所有蛀牙，但是卻不知道事實上很難又快又好又便宜。所以，拜託不要在牙醫師花了半小時、一小時幫你認真補完牙後，用狐疑的眼光看著他說：「蛤？今天只補一顆喔？」（內心 OS：還要約下次喔？你是不是想賺我掛號費？）

昂貴的補牙器材，昂貴的進修課程，無數小時的付出，都是為了想把事情做好，追求極致。現在你知道，為什麼補個牙要補這麼久了吧！

參考資料

1. Zero, D. T., Zandona, A. F., Vail, M. M., & Spolnik, K. J. (2011). Dental Caries and Pulpal Disease. Dental Clinics of North America, 55(1), 29–46.
2. Fundamentals of Fixed Prosthodontics

• 責任編輯/竹蜻蜓

• 文／陳金霖 醫師│國立陽明大學牙醫學系學士、前台北榮總牙科部醫師。現任新竹品味牙醫醫師。
• 原文轉載自牙醫師心底話〈補牙材料差多少？防止再蛀牙的關鍵（銀粉、樹脂、齒雕大比較）〉

關於「補牙」這件事……

我們每天咀嚼食物其實會磨損牙齒，漸漸損耗掉齒質。而如果清潔不慎， 蛀牙細菌會產生酸性物質，這會使得牙齒脫鈣，在表面上出現白斑和窩洞，漸漸地會造成牙齒有缺角或凹陷，進而引發疼痛。

這過程往往很難逆轉，喪失的齒質不會再生回來，這也是與人體其他組織不同的地方。牙齒需要修補，原因可能為 蛀牙 、磨耗、裂齒，或根管完後復形，修補方式有許多選擇，包括：汞齊合金（銀粉）、樹脂、微創齒雕（陶瓷嵌體）、牙套（假牙牙冠）等。

要怎麼選擇，醫師會看病人的缺損而定，各個材料有其適應症與治療流程的差異。醫師會注重在材料性質，修復窩洞的大小，與長期結果。

不同補牙材料到底有哪些差異？

銀粉：早期的補牙材料

較為早期的補牙材料，物理性質好、在口內穩定、醫師好操作。但為人詬病的地方在於含有重金屬離子（Hg, Cu, Sn），常會發現用汞齊補過的牙齒在長時間下，底下齒質有裂痕和染色，材料與牙齒之間會分離造成二度蛀牙，現在治療很少會再放汞齊。

樹脂：最常見的補牙方式

最常見的補牙方式，對小範圍局部窩洞填補效果好。操作便利但治療過程怕口水汙染，可再修復性高，醫師容易再修補，材料顏色上也比較相近於自然牙。

現行大部分樹脂為光固化，材料本身會有 3-5% 收縮，容易在底部或是轉折處有滲漏，長久下來容易再蛀掉，抗磨耗程度不高。

微創齒雕：物理強度、抗磨耗性及生物相容性良好

由於陶瓷和牙齒黏著系統發展，陶瓷類材料被廣泛應用在假牙上，包括全瓷冠、齒雕、植體贗復等。因其良好的物理強度、抗磨耗性及生物相容性，齒雕在日漸追求治療品質的當今變為補牙首選──針對大範圍窩洞和根管後牙齒修復，提供了另一項選擇。
有別於傳統需要犧牲齒質而做牙套，微創齒雕能保守修磨齒質，保留更多結構。但治療過程繁複、需要時間長、技術門檻也高。

補牙材料差在哪？（新竹品味牙醫整理）

同場加映：關於齒雕的常見疑問

問：對於大蛀牙，有微創齒雕就不用做牙套（牙冠）嗎？

齒雕和牙套所包覆齒質不同，若缺損的範圍太大、病人咬合力大、有夜間磨牙或蛀牙率高的患者，則不適合微創齒雕，且這兩種材料黏著原理不同，要是黏著效果不好，還是會傾向於做傳統牙釘和假牙。

問：我有做齒雕以後都不會蛀牙了嗎？

不管是樹脂、齒雕或假牙牙冠，牙齒有修補不代表以後都不會再蛀掉，還是可能從邊緣或是牙根再蛀進去。醫師在修復邊緣同時會考慮病人好不好做清潔，因為病人的居家清潔和定期檢查，才是確保補牙材料能長久使用的關鍵。