不同厚度热压膜材料厚度稳定性的研究

张宁 白玉兴 张昆亚 任超超 周洁珉 祁鹏

（1.首都医科大学口腔医院 正畸科，北京 100050；2.首都医科大学 生物工程学院，北京 100069；3.清华大学 机械工程系，北京 100084）

计算机三维技术在口腔正畸领域的应用，为口腔科学的发展带来再一次的革新，一种更美观、更舒适的矫治方法——隐形矫治技术得到了迅速的发展[1-2]，并在临床中得到广泛的应用[3-4]。用于制作隐形矫治器的材料主要是热压膜材料，但是矫治器在制作和佩戴的过程中，由于热成形和人工唾液的浸泡，材料的厚度会发生变化，这种变化势必影响到矫正效果[5-7]。本研究选用市场上常用的Biolon膜片，厚度为1.0、0.75、0.5mm，应用电子游标卡尺测量并比较不同厚度的热压膜材料在不同处理方式下厚度变化的趋势，明确处理方式对热压膜材料厚度的影响与材料初始厚度的关系，为临床选用适宜厚度的热压膜材料制作无托槽隐形矫治器提供一定的参考。

1 材料和方法

本研究选用德国产Biolon膜片，厚度为1.0、0.75、0.5mm。每种膜片各30个。每种厚度的材料分成3组，每组10片，所有试样均加工成4 cm×2 cm的长方形[8]，在室温23℃、相对湿度50%的条件下用电子游标卡尺随机测量试样3个点的厚度并计算平均值，然后再计算每组10个试样的平均值和标准差。具体分组情况如下。

未处理组：原始膜片，未经过任何处理（加工成4 cm×2 cm的长方形）。

热成形组：模拟制作隐形矫治器的过程，经过压膜机（德国产Drufomat-TE型压膜机）预热并在一块预成的模型上（10 cm×5 cm×2 cm的铁板）压缩，膜片预热时间参照膜片自带的说明书要求（热成形后加工成4 cm×2 cm的长方形）。

唾液浸泡组：膜片经过预热成形处理后（处理方式同热成形组）在人工唾液中恒温37℃（国产BHW-Ⅰ型电子恒温水浴箱）浸泡2周。

所得数据应用SPSS 10.0软件包进行统计学分析。采用2个独立样本的秩和检验，比较不同处理方式对材料厚度变化的影响以及处理方式对材料厚度的影响与材料初始厚度的关系。

2 结果

表1、2显示了3种厚度的材料在预热前后，人工唾液浸泡2周后的厚度变化情况。从表中可以看出，3种厚度的材料经过热成形处理后厚度变薄，经过人工唾液浸泡2周后厚度变厚，厚度变化范围最小的是Biolon 0.75mm膜片，变化最大的是Biolon 0.5mm膜片，Biolon 1.0mm厚度的变化范围介于两者之间。

表1 3种厚度的Biolon膜片热成形前后的厚度值Tab 1 Three kinds of thickness of the Biolon thickness before and after thermoforming

对实验数据进行2个独立样本的秩和检验（表3），其结果具有统计学意义（P＜0.05）。即不同处理方式对材料厚度变化的影响不同，处理方式对材料厚度的影响与材料初始厚度有关系。其中，Biolon 0.75mm膜片经过不同的处理方式后，厚度的变化范围较小，厚度比较稳定。

表2 3种厚度的Biolon膜片在热成形后和唾液浸泡2周后的厚度值Tab 2 Three kinds of thickness of the Biolon thickness after thermoforming and two weeks saliva immersion

表3 不同处理方式间的秩和检验结果Tab 3 The results of rank-sum test of the different conditions

3 讨论

热压膜材料以其独特的优势已经在正畸领域得到了广泛的应用，比如正畸保持器[9]和牙齿的微小移动[3]。近年来，随着CAD/CAM技术的发展，无托槽隐形矫治技术在临床上广泛应用，从一定程度上克服了传统固定矫治技术的缺点，如影响口腔卫生和美观，导致釉质脱矿等[10]，为适合的患者提供了一种更美观、更舒适的矫治方法，有着广泛的临床应用前景[3-4]。

应用热压膜材料制作无托槽隐形矫治器时，如果材料厚度越薄，则矫治器也越薄，患者带入口腔中感觉会舒服一些。但是过薄的膜片，在一些力学性能上无法达到隐形矫治的目的[11]。比如通过上述结果可以看出，Biolon 0.5mm膜片虽然厚度是最薄的，但是无论是经过热成形，还是人工唾液浸泡2周后，其厚度的变化范围均是最大的。说明Biolon 0.5mm膜片弹性比较好，可是在制作矫治器的过程中和矫正过程中，矫治器形变比较明显，可能导致矫治器内的力学数值无法充分发挥作用，矫治器与牙弓的形态不一致，从而影响矫治效果。

相反，Biolon 0.75mm膜片虽然比Biolon 1.0mm膜片薄，但是经过上述处理后其厚度的变化范围却比Biolon 1.0mm膜片的变化范围小。这说明应用Biolon 0.75mm膜片制作的无托槽隐形矫治器的稳定性要比其他2种厚度的膜片制作的矫治器要好。与现在临床上经常应用的1.0mm厚的膜片相比Biolon 0.75mm膜片比较薄，患者在佩戴过程中的舒适度将增加。这也符合Sheridan等[12]的观点，他认为0.5mm的膜片虽然弹性好，但是容易断裂，1.0mm的膜片缺乏弹性，所以要选择一种比较适合的材料就必须了解其力学性能。本研究可以看出，Biolon 0.75mm膜片与其他膜片相比似乎有一定的优势。

从本实验结果可以看出，同一种品牌的膜片，由于厚度的不同，经过同一种处理方式后变化的趋势相同，但变化的范围却不同；而且其变化范围的大小与其最初的厚度有一定的关系。虽然初始厚度最薄的Biolon 0.5mm膜片的变化范围是最大的，但是Biolon 0.75mm膜片厚度的变化范围却比Biolon 1.0mm膜片的厚度变化范围小。其中原因可能与分子内在结构有关，有待进一步研究。

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