Prawidłowe określenie koloru zęba oraz odpowiedni dobór materiału odtwarzającego utracone tkanki decyduje o uzyskaniu efektu estetycznego. Wyróżniamy dwie metody doboru koloru: obiektywną i subiektywną. W codziennej praktyce lekarz stomatolog, posługując się metodą subiektywną, używając jedynie fabrycznego klucza kolorów, musi zadecydować o wyborze barwy, która ma zapewnić możliwie najlepszy efekt kosmetyczny (ryc. 1) (1, 2, 3).


Ryc. 1. Dobór koloru z zastosowaniem fabrycznego klucza kolorów oraz próbek materiału kompozytowego.

Mimo wyboru z kilkunastu barw często nie jesteśmy w stanie ustalić prawidłowego koloru zęba. Ma na to wpływ wiele czynników, takich jak oświetlenie, tło, przygotowanie obiektu, sprawność i doświadczenie badającego.

Najważniejszym z nich jest czułość wzroku. Jest ona uzależniona przede wszystkim od predyspozycji genetycznych, ale również od płci. Następnym czynnikiem wpływającym na ocenę koloru za pomocą wzroku jest poziom zmęczenia oka. Wynika on między innymi ze zjawiska adaptacji na barwy. Oko ludzkie zmniejsza swoją wrażliwość na obserwowany kolor, co wpływa na stopniowe zacieranie się różnic pomiędzy poszczególnymi odcieniami. Udowodniono, że prawidłowego doboru można dokonać, obserwując obiekt jedynie przez 3 sekundy. Po tym czasie oko ulega zmęczeniu i musi odpocząć. Najlepszą barwą do odpoczynku dla tego narządu jest kolor szary (4).

Innym czynnikiem wpływającym na postrzeganie koloru jest rodzaj padającego światła oraz oświetlenie tła. Najlepsze warunki do oceny barwy stwarza rozproszone światło słoneczne o temperaturze 5500ºK i wysokim współczynniku Ra (ponad 90), które pada na obiekt symetrycznie pod kątem 45 stopni (5). Większość używanych unitów stomatologicznych nie spełnia tych wymogów, światło nie jest w nich rozproszone, a żarówki halogenowe emitują barwę cieplejszą w zakresie 3500-4000ºK. Jest to postrzegane jako światło żółte, a oglądane w nim przedmioty wydają się jaśniejsze. Obecnie stosowane lampy LED w unitach stomatologicznych posiadają już parametry światła dziennego – temperaturę barwową 5000ºK, a regulacja natężenia odbywa się bez jej zmiany.

Takie idealne wartości możemy uzyskać w naszej szerokości geograficznej między godziną 10. a 14. przy bezchmurnym niebie. Należy jednak pamiętać, aby unikać dobierania koloru przy bezpośrednim świetle słonecznym (5, 6).

O ocenie koloru decyduje również tło, na jakim znajduje się oceniany przedmiot. Istotna jest tu kolorystyka całego otoczenia, jak i ubiór pacjenta. Najlepsze warunki można uzyskać w kolorach jasnoniebieskich, jasnozielonych lub szarych. Główną rolę odgrywa zjawisko złudzenia barwnego, które polega na znacznym wpływie jednego źródła światła (otoczenie) na drugie (obiekt). Pozorna zmiana koloru przedmiotu pod wpływem zmiany rodzaju oświetlenia nazywana jest metameryzmem (4).

Istotnym elementem przed oceną koloru powinno być prawidłowe przygotowanie obiektu, czyli powierzchni zęba. Obejmuje ono oczyszczenie z przebarwień i osadów (2).

Kolejnym czynnikiem wpływającym na ocenę koloru tkanek zęba jest stopień ich uwodnienia (dehydratacja). Odwodnione zęby mogą wydawać się bardziej białe, zjawisko to może trwać nawet do 24 godzin. W praktyce oznacza to, że lekarz powinien oceniać kolor przed opracowaniem tkanek twardych zęba, a następnie skontrolować wybór następnego dnia od założenia (6) lub też, by uniknąć tego zjawiska, sprawnie dobierać kolor.

Wszystkie te czynniki powodują, że nie jesteśmy w stanie w sposób precyzyjny, ilościowy i powtarzalny ocenić koloru tkanek twardych zęba. Ocena kolorystyczna za pomocą wzroku jest jedynie indywidualną i nieprecyzyjną oceną jakościową (7).

Klucze kolorów zostały wprowadzone, by ułatwić lekarzowi dobór koloru materiału wypełniającego. Od wielu lat „złotym standardem” jest kolornik VITA CLASSIC (VITA 3D-MASTER), który dzieli kolory na cztery grupy: A, B, C i D (ryc. 2).


Ryc. 2. Kolornik VITA 3D-MASTER.

Materiały w każdej z grup różnią się stopniem jasności. Podział na grupy podyktowany jest dominacją określonej składowej kolorystycznej, odpowiednio: brązowej, żółtej, szaroniebieskiej oraz czerwonawej (8, 9, 10). Wśród ich wad badacze wymieniają zbyt małą liczbę kolorów, nieprawidłowe, nielogiczne rozmieszczenie, brak zgodności między kluczami w obrębie tej samej firmy oraz uniemożliwienie przełożenia kolorów wg standardów opisanych jako CIE L*a*b* (11, 12, 13).

W celu standaryzacji i powtarzalności pomiarów został stworzony przez Międzynarodową Komisję do Spraw Oświetlenia (CIE) układ odniesienia CIE L٭a٭b٭ (ryc. 3).


Ryc. 3. Przestrzeń kolorów L*a*b* wg CIE.

Na osi L٭ znajdują się odcienie szarości, liczbowo określana jest od 0 do 100, gdzie 0 określa barwę czarną, a liczba 100 przyporządkowana jest barwie białej. Oś a٭ jest określana mianem „czerwono-zielonej”. Na jej ujemnym końcu znajdują się odcienie czerwieni, a na dodatnim odcienie zieleni. Analogicznie utworzona jest oś b ٭, zwana „niebiesko-żółtą”. Barwę niebieską opisują liczby ujemne, natomiast liczby dodatnie zarezerwowane są dla barwy żółtej. Badany kolor opisywany jest jako punkt w trójwymiarowej przestrzeni. Określają go trzy wartości liczbowe zmieniające się liniowo. Mając wszystkie dane każdej z płaszczyzn, można obliczyć parametry koloru, takie jak:

• całkowitą zmianę koloru (ΔE),
• natężenie koloru (C),
• odcień (h) (14).

Jeśli dwie barwy zapisane są w przestrzeni barwnej CIE L٭a٭b٭ , można obliczyć liczbę ΔE (liczba różnicy pomiędzy barwami) będącą odległością między tymi barwami w trójwymiarowej przestrzeni CIE L٭a٭b ٭ (10, 11).

Przyjmuje się, że jeśli ΔE jest poniżej 1, wówczas różnica między barwami jest niedostrzegalna. Przy ΔE pomiędzy 1 a 2 – różnice spostrzega tylko doświadczony obserwator (15, 16). Układ CIE Lab jest opisywany jako przestrzeń niezależna, tzn. niezwiązana ani z parametrami mechanicznymi urządzenia pomiarowego, ani z umiejętnością postrzegania koloru przez badającego (15).

System RGB (Red, Green, Blue) opisuje kolor jako mieszaninę trzech barw składowych: czerwonej, zielonej i niebieskiej, zwanych kolorami prymarnymi. Według tego systemu brak koloru tworzy czerń, natomiast równe ilości wszystkich trzech barw w swej pełnej intensywności tworzą odczucie bieli. Układ RGB pozwala opisać kolor w postaci ilościowej za pomocą trzech liczb i umieścić go w przestrzeni wyznaczonej przez trzy współrzędne. Odpowiada on fizjologicznemu mechanizmowi, czyli padającej wiązce światła przyporządkowany jest konkretny kolor.

W opisywanych przestrzeniach kolor oznacza się za pomocą współrzędnych zmieniających się liniowo. Oko ludzkie jest jednak bardziej lub mniej wrażliwe w pewnych zakresach barwy (np. w zakresie barwy żółtej). Cecha ta stała się podstawą modelu kolorystycznego HCV. Jest to zamknięte koło podzielone na dziesięć równych odcinków odpowiadających kolorom podstawowym (czerwony, żółty, zielony, niebieski, purpurowy) i pośrednim (żółtoczerwony, zielonożółty, niebieskozielony, purpurowoniebieski, czerwonopurpurowy). Każdy z wycinków koła odpowiada innej barwie. W środku okręgu umieszczono pionową oś określającą jasność. Podzielona została na jedenaście odcinków od bieli do czerni.

System CIE L*C*h* wg CIE jest cylindrycznym układem współrzędnych przestrzeni kolorów L*a*b* (ryc. 4).


Ryc. 4. System L*C*h*.

Na każdej poziomej płaszczyźnie koloru w przestrzeni kolorów L*a*b* jest mierzona „C” (Chroma) jako odległość od osi pionowej (neutralny lub szary). „h” (Hue) jest to przesunięcie kąta mierzone za pomocą osi czerwono-zielonej. Osie przestrzeni kolorów L*C*h* są identyczne z osiami przestrzeni kolorów L*a*b*. Różnica między tymi systemami polega na tym, że przestrzeń kolorów L*C*h* posługuje się współrzędnymi cylindrycznymi w przeciwieństwie do przestrzeni kolorów L*a*b*, która posługuje się współrzędnymi kartezjańskimi.

System L*C*h* zawiera trzy czynniki wizualne, którymi najczęściej definiujemy kolor:

• L – Ligthness – jasność koloru. To ilość jasności lub ciemności danego koloru w relacji do szeregu szarych odcieni, które stopniujemy od koloru białego (L = 100) do czarnego (L = 0).
• C – Chroma – stopień nasycenia lub intensywność koloru. To różnica między kolorem i szarością. Mierzona jest jako odległość od osi neutralnej. Jest również określana jako czystość koloru.
• h – Hue (odcień koloru lub tonacja koloru) to kolory: czerwony, żółty, zielony, niebieski lub każdy inny. Odcień odpowiada długości fali światła. Przedstawiony jest jako kąt od 0° do 360°. Kąty od 0° do 90° są czerwone, pomarańczowe lub żółte. Kąty od 90° do 180° są żółte, żółtozielone lub zielone. Kąty od 180° do 270° są zielone, cyjanowe (niebieskozielone) i niebieskie. Kąty od 270° do 360° wykazują kolory: niebieski, liliowy i purpurowy, które przy 360° przechodzą w kolor czerwony.

W poszukiwaniu obiektywnej i powtarzalnej metody oceny koloru sięgnięto po zaawansowane technologie elektroniczne. Systemy te w zależności od metody pomiaru to:

1. Kamery cyfrowe i analogowe.
2. Kolorymetry/urządzenia RGB.
3. Spektrofotometry.

W zależności od wielkości powierzchni, na której dokonujemy pomiaru, możemy systemy te podzielić na:

1. Urządzenia dokonujące pomiaru na ograniczonej przestrzeni.
2. Urządzenia dokonujące pomiaru całej powierzchni zęba lub łuków zębowych.

Urządzenia badające kolor na ograniczonej przestrzeni (SMD, spot measurement devices) to najczęściej kolorymetry lub spektrofotometry. Zakres ich pomiaru ogranicza średnica spotu, wynosi on najczęściej od 3 do 5 mm.

Urządzenia dokonujące pomiarów całej powierzchni zęba, grupy zębów lub całych łuków zębowych (CMTD, complete-tooth measurement devices) to kamery cyfrowe lub kamery cyfrowe sprzężone ze spektrofotometrem, wykonujące pomiar wielopunktowy. Zaletą tej metody jest możliwość stworzenia mapy kolorystycznej i wychwycenia różnic kolorystycznych na poszczególnych powierzchniach (ryc. 5) (4).


Ryc. 5. Skaner wewnątrzustny – analiza koloru zęba.

Kamery działają w systemie RGB, opisują jasność i intensywność barw: czerwonej, zielonej i niebieskiej. Analizują stopień pobudzenia punktów matrycy urządzenia (luminoforów). Poprzez mieszanie trzech składowych tworzony jest cyfrowy zapis koloru. Po odpowiedniej korekcie i porównaniu z wzorcem (kalibracja) dane RGB mogą być przetworzone na wartości liczbowe układu L٭a٭b٭. Dane mogą być zestawione z wgranymi do oprogramowania wzorcami barwnymi, takimi jak np. klucz VITA Classic lub VITA CLASSIC 3D-Master. Kamery są urządzeniami pomiarowymi, a analiza kolorymetryczna dotyczy zarejestrowanego obrazu, a nie badanego obiektu. System kolorymetryczny oparty na tego typu urządzeniach jest systemem zamkniętym, tzn. wyniki pomiaru są charakterystyczne dla danego urządzenia i nie mogą być porównywane z wynikami uzyskanymi po zastosowaniu innego typu urządzeń pomiarowych. Kamery sprawdzają się do komunikacji z laboratorium technicznym dysponującym identycznym urządzeniem lub do analizy zmian kolorystycznych występujących pod wpływem wybielania bądź przebarwienia tkanek twardych zęba lub materiałów wypełniających (4).

Kolorymetry są to urządzenia służące do ilościowego i jakościowego pomiaru światła odbitego. Generują one białe światło, które powraca do urządzenia przez odpowiednie filtry. Umożliwiają one pomiar barwy, jej intensywności i jasności z dużą precyzją. Kolorymetry stosują metodę potrójnego stymulowania wykresu, a więc funkcjonują podobnie jak ludzkie oko. Ich działanie polega na pomiarze i reprodukcji kolorów w formie numerycznej. W urządzeniach zastosowano systemy przestrzeni kolorów L*a*b٭ oraz L*C*h٭. W porównaniu ze spektrofotometrami kolorymetry dają mniej informacji, zmniejsza to zakres analizy kolorymetrycznej (4). Systemy RGB nie są w stanie zapewnić obiektywnego doboru koloru, ponieważ nie jest możliwe numeryczne zobrazowanie tego, co widzi człowiek, w odniesieniu do długości fal (17).

Spektrofotometry dokonują pomiaru światła odbitego lub przechodzącego przez obiekt. Są to najnowocześniejsze urządzenia z tej grupy (ryc. 6).


Ryc. 6. Spektrofotometr VITA Easyshade V.

Generują one, jak również odbierają światło widzialne o długości fali od 350 do 700 nm. Czujnik dokonuje kilkudziesięciu analiz długości i intensywności poszczególnych fal świetlnych. Dzięki temu otrzymana informacja jest pełniejsza, nie jest ograniczona tylko do triady RGB. Dane uzyskane mogą zostać przetworzone na wartości układu L*a*b٭ oraz L*C*h٭, lub też przyporządkowane do odpowiedniego klucza kolorów (ryc. 7). Spektrofotometry pozwalają również zbadać stopień przezierności i zdolność do odbijania światła. Pozwalają na obiektywne określenie koloru zęba. Spektrofotometry znajdują zastosowanie przede wszystkim w protetyce, umożliwiając wykonanie pracy protetycznej optymalnie dopasowanej kolorystycznie do potrzeb pacjenta (17).



Ryc. 7. Analiza koloru zęba w systemie L*C*h*.

Dokładność i powtarzalność pomiarów jest uzależniona od budowy i rodzaju urządzenia, a także od precyzji i dokładności badającego (17). Lee i wsp. (18) twierdzą, że kąt przyłożenia urządzenia ma na to najistotniejszy wpływ, Małkiewicz (4) dodaje do tego wilgotność obiektu oraz gładkość jego powierzchni.

Należy jednak pamiętać, że obecnie metody instrumentalne są tylko uzupełnieniem i udoskonaleniem metody wizualnej, co nie oznacza, że w dobie wszechobecnej cyfryzacji i komputeryzacji w przyszłości nie będą jedyną formą doboru koloru wypełnienia. Może już dziś warto pomyśleć o pogłębieniu wiedzy i swoich umiejętności w tym zakresie.

PIŚMIENNICTWO

1. Auschill T.M. i wsp.: The effect of dental restorative materials on dental biofilm. Eur. J. Oral Sci., 2002, 110, 1, 48-53.
2. Chałas R. i wsp.: Influence of dietary habits and smoking cigarettes on color changes of dental fillings made of dyract eXtra compomer. Pol. J. Environ. Stud., 2007, 16, 2C, 11-13,
3. Małkiewicz K. i wsp.: Wpływ barwy tła na postrzeganie koloru materiałów złożonych. Doniesienie wstępne. Mag. Stomatol., 2006, 16, 11, 64-67.
4. Małkiewicz K., Jodkowska E.: Kolorymetryczna ocena skuteczności wybielania zębów preparatem Ena White Power. Nowa Stomatol., 2008, 3, 92-96.
5. Aluchna M.: Zasady doboru koloru w pracach stomatologicznych. Asys. i Hig Stomatol., 2010, 4, 144-148.
6. Aluchna M.: Właściwości optyczne materiałów kompozytowych – Zalety niskiej transparencji. Mag. Stomatol., 2015, 25, 2, 46-50.
7. Miranda M.E.: Effect of gender, experience, and value on color perception. Oper. Dent., 2012, 37, 3, 228-233.
8. Jedynakiewicz N.M.: Materiały kompozytowe – historia i współczesne spojrzenie. Stomatol. Współcz., 2001, 1, 17-24.
9. Małkiewicz K., Aluchna M., Jodkowska E.: Standard kolorystyczny – mit materiałów złożonych. Mag. Stomatol., 2005, 15, 9, 45-48.
10. Sproull R.C.: Color maching in dentistry. I. The three-dimensional nature of color. J. Prosthet. Dent., 1973, 29, 4, 416-424.
11. Cal E. i wsp.: Application of a digital technique in evaluating the reliability of shade guides. J. Oral Rehab., 2004, 31, 483-492.
12. Patel S.B. i wsp.: The effect of surface finish and storage solutions on the color stability of resin-based composites. J Am. Dent. Assoc., 2004, 135, 587-594.
13. Szklarski T., Walawander E.: Przebarwienia twardych tkanek zębów i materiałów kompozytowych stosowanych w stomatologii odtwórczej. TPS, 2011, 9, 40-42.
14. Faltermeier A., Behr M., Mussig D.: In vitro colour stability of  aesthetic brackets. Eur. J Orthod., 2007, 29, 4, 354-358.
15. Bachanek T. i wsp.: Badania zgodności kolorów materiałów złożonych hybrydowych z kolornikiem Vita Classic. Mag. Stomatol., 1998, 8, 12, 11-15.
16. Małkiewicz K., Gładkowska M.: Zmiana kolorystyki materiałów złożonych pod wpływem barwników spożywczych. Nowa Stomatol., 2008, 3, 97-102.
17. Małkiewicz K., Wagner L., Jodkowska E.: Nowe metody oceny koloru zębów dla potrzeb stomatologii estetycznej. E-dentico, 2007, 2, 14, 52-58.
18. Lee Y.K., Lim B.S., Kim C.W.: Difference of polymerization colors changes of dental resin composites by the measuring aparature size. J. Biomed. Mater. Res., 2003, 15, 1, 373-378.