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口腔修复充填材料与天然牙摩擦磨损学性能的实验研究

张洁  
【摘要】: 目的: 口腔修复体行使咀嚼功能的过程,就是天然牙和修复体这对摩擦副相互磨损的过程。二者摩擦磨损学性能是否匹配直接影响口腔咀嚼效率,天然牙的健康以及修复体的使用寿命和修复效果。临床上常关注修复材料的机械力学性能,生物相容性和防腐耐蚀性能,对摩擦磨损学性能关注不多。本研究通过体外摩擦磨损实验,模拟口腔生理环境,对11种口腔常用修复充填材料进行摩擦磨损学性能测试,探讨与天然牙性能的匹配情况,磨损机制和有关影响因素,旨在为口腔仿生生物材料的性能优化及临床应用提供相关实验依据。 方法: 1.实验条件及试样制备:利用MMV-1立式万能摩擦磨损实验机,设置垂直向载荷41N,滑动频率150r/min,循环次数50,000次,在37℃人工唾液中,以滑石瓷为对磨物,对天然牙和11种口腔常用修复充填材料(5种金属材料,4种高分子材料,2种全瓷饰面瓷材料)进行体外耐磨性能测试。金属材料试样进行常规包埋铸造制成,陶瓷材料常规堆瓷烧结制成,高分子树脂材料进行堆塑固化磨改制成,三者均形成标准规格。表面按要求机械化学打磨抛光,避免一切表面污染和磨损,待测。天然牙试样采用正畸减数拔除的健康完整上颌第一双尖牙选取轴面水雾下磨改,表面处理同上。 2.对磨物选择:滑石瓷由于性能稳定,耐磨性与牙釉质相似,试件易于规范及标准化,可克服不同天然牙牙釉质结构差异带来的实验误差等特点,而作为本实验对磨物。 3.测试及观察指标:记录动态摩擦力矩数,计算摩擦系数;采用失水法测量材料和天然牙密度,称重法得出实验前后试样质量磨损量,继而换算出体积磨损量(volume wear loss);利用电子扫描电镜(scanning electron microscope SEM)观察磨损表面显微形貌;能谱仪分析材料磨屑成分比例和元素变化;显微硬度仪得出表面维氏硬度。 4.评价体系:主要通过称重法和失水法得出材料体积磨损量反映其磨损性能,评价时既考虑自身磨损量,同时考虑对磨物磨损量与天然牙牙釉质/牙本质及其对磨物的匹配情况,来评价材料磨损性能。 结果: 1.天然牙:牙釉质磨损机制主要为疲劳磨损,同时伴有黏着磨损和磨粒磨损。牙本质主要为磨粒磨损。牙釉质耐磨性优于牙本质。二者动态摩擦系数变化随时间呈现出一定规律性,但变化趋势和系数值均明显不同,稳态值分别为0.60~0.75,0.45。 2.金属材料:磨损机制主要为黏着磨损和磨粒磨损。与天然牙体积磨损量由大到小依次为:牙本质,银合金,金合金,牙釉质,纯钛,银汞合金,镍铬(P0.05),对磨物滑石瓷体积磨损量由大到小依次为:镍铬,银汞合金,纯钛,牙釉质,金合金,银合金,牙本质(P0.05)。金属材料表面硬度值之间有统计学差异(P0.05),与耐磨性呈正相关关系(r=0.95,P0.05),5种金属材料摩擦系数变化幅度较小,与牙釉质变化趋势不同,与牙本质相似。稳态摩擦系数值分别为金合金0.67,银合金0.72,纯钛0.81,镍铬合金0.85,银汞合金0.58~0.65。 3.高分子材料:磨损机制主要是磨粒磨损,伴有黏着磨损或疲劳磨损。牙本质,FiltekTM P60树脂的体积磨损量之间没有统计学差异(P0.05),其它各组值之间均有统计学差异(P0.05)。由大到小依次为:(FiltekTM P60树脂,牙本质),拜耳牙,FiltekTM Z350树脂,松风牙,牙釉质;对磨物滑石瓷体积磨损量由大到小依次为:牙釉质,松风牙,FiltekTM Z350树脂,拜耳牙,牙本质,FiltekTM P60树脂(P0.05)。4种高分子材料硬度值由大到小依次是:FiltekTM Z350树脂,FiltekTM P60树脂,松风牙,拜耳牙(P0.05)。摩擦系数变化趋势与牙釉质相似,系数值均经历上升—回落—趋于稳定的变化。稳态值分别为松风牙0.38,拜耳牙0.50, FiltekTM Z350树脂0.65, FiltekTM P60树脂0.58。 4.陶瓷材料:磨损机制有磨粒磨损,黏着磨损和疲劳磨损。VintageAL和Vita-alpha饰面瓷的体积磨损量均显著低于牙釉质(P0.05),硬度值显著高于牙釉质(P0.05)。摩擦系数变化趋势与牙釉质相似,但没有回落过程。稳态值VintageAL瓷为0.85, Vita-alpha瓷为0.80。 结论: 1.口腔修复充填材料摩擦磨损学性能评价时,兼顾自身及对磨物磨损量与牙釉质/牙本质磨损量匹配情况来评价材料磨损性能,更能反映材料实际咀嚼功能状况。 2.以滑石瓷为对磨物,每种材料磨损量各试样间标准差很小,表明滑石瓷是较理想的对磨材料。 3.金钯合金、松风牙耐磨性与天然牙牙釉质性能相匹配,银汞合金、纯钛耐磨性略大于牙釉质。银钯合金、FiltekTM P60树脂耐磨性与牙本质性能相匹配。 4.镍铬合金、VintageAL和Vita-alpha饰面瓷材料耐磨性显著高于牙釉质。 5.拜耳牙,FiltekTM Z350树脂,FiltekTM P60树脂耐磨性显著低于牙釉质。


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