4种室温固化型PMMA与热固化型PMMA的粘结强度分析

梁 爽，王晓容＊，邵海峰，张赐童，孙世群

（1.吉林大学口腔医院 修复科，吉林 长春130021；2.吉林大学口腔医院研究生，吉林 长春130021）

室温固化型聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA）与热固化型PMMA的粘结在口腔修复临床工作中应用广泛。两者之间牢固、持久的粘结效果，对于修复体的成功至关重要。粘结强度［1］是衡量材料粘结性能优劣的重要指标。近年来，国内外学者对不同种类重衬材料与热固化型PMMA材料的粘结强度做了大量研究，但对于不同种类的室温固化型PMMA与热固化型PMMA材料粘结强度的比较的研究尚未见报道。本实验的目的是借助拉伸强度测试的方法，比较4种不同种类室温固化型PMMA与热固化型PMMA材料的粘结效果，观察粘结断裂面形式，为临床选择室温固化型PMMA材料提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 实验材料

1种热固化型PMMA材料购自贺利氏古莎齿科有限公司（仿生型）；4种室温固化PMMA材料分别购自日本德山齿科材料有限公司（硬衬型）、日进齿科材料有限公司（纤维型）、贺利氏古莎齿科有限公司（纤维型）和上海医疗器械有限公司齿科厂（单纯型）。

1.2 实验设备

标准不锈钢模具（长春市康益模具厂），CSS－44100电子万能材料试验机（长春试验机研究所），体式显微镜（数码大变倍比体视显微镜XHC－LV4北京东方华测科学技术中心）。

1.3 实验方法

1.3.1 试件制作：在23±2℃的标准温度和45%－55%的标准相对湿度条件下，根据GB／T 1040–92标准，用标准模具制备热固化型PMMA试件4组，每组10对（每组试片20片，每2片试片与室温固化型PMMA粘结为1个试件）。其粘结面为10 mm×8mm，粘结面用360目耐水砂纸在流水下按同一方向、相同压力均匀打磨，将粘结面用高压气枪彻底清洗、吹干、晾干、再用无水乙醇清洗干净，待用。两粘结面之间有1mm金属模具代型预留间隙，分别用4种室温固化型PMMA材料充填，室温下固化形成粘结试件（图1）。贺利氏室温固化型PMMA粘结组为1－0组；上齿室温固化型PMMA粘结组为2－0组；日进室温固化型PMMA粘结组为3－0组；德山室温固化型PMMA粘结组为4－0组。试件放置24h以上待测。

图1 室温固化型PMMA与热固化型PMMA拉伸试样示意图

1.3.2 拉伸强度测定：将试件置于 CSS－44100电子万能材料试验机的夹具下，拉伸速度6.0mm／min，记录试件拉伸破坏时的最大拉力，如图2所示，以下面公式计算拉伸强度：

σ－试件的拉伸强度Mpa；

P－试样拉伸破坏时的最高负荷，KN；b－试样的粘接面宽度，mm；d－试件的粘结面厚度，mm。

1.3.3 粘结破坏形式的观察：将断裂后的试件在40倍体式显微镜下观察，以确定破坏形式。

图2 室温固化型PMMA与热固化型PMMA拉伸强度测试示意图

1.3.4 数据处理：试验所得数据，用SPSS17.0（汉化）软件进行显著性检验（单因素方差分析）。

2 结果

对4组采用不同种类室温固化型PMMA与热固化型PMMA粘接试样的拉伸强度的单因素方差分析结果如表1。

表1 4种室温固化型PMMA材料拉伸强度测试结果

使用TukeyHSD法进行统计学分析（α＝0.05），1－0组与2－0组的拉伸强度无显著性差异（P＞0.05），前两组与3－0、4－0组的拉伸强度存在明显的差异（P＜0.05）。3－0、4－0组间的拉伸强度也存在明显的统计学差异（P＜0.05）。

使用体式显微镜观察其试件的粘结断裂面形式，结果显示40例试件中界面破坏为34例，即单纯发生在两种材料之间的破坏形式占80.5%。

3 讨论

粘结强度是两种不同或相同材料粘结在一起时，粘接接头单位面积上所承受的最大破坏力 。粘结强度的检测方法很多，可以通过拉伸粘结强度，剪切粘结强度和剥脱粘结强度来检测，相同的实验方法和材料，由于检测方法不同，3种方法可能得出不一致的结果［1］。采用拉伸强度测试，方法比较简便，国际上及工业上目前都仍采用这一方法来筛选粘结剂或偶联剂，应用范围也较广泛。故本实验采用拉伸强度来反映材料的粘结性能。

室温固化型PMMA材料与热固化型PMMA材料粘结后的粘结强度主要取决于室温固化型PMMA单体在热固化型PMMA基托树脂表面的充分润湿和浸润作用，单体成分的分子量的不同直接影响着其表面润湿和浸润作用，决定着粘结效果［2］。实验1－0，2－0组中拉伸强度分别为31.50±4.55MPa，30.80±7.35MPa，比其他两组拉伸强度高，并存在统计学差异（P＜0.05），因为在这两种室温固化型PMMA材料中含有甲基丙烯酸甲酯（MMA）成分，单体是MMA，分子量只有100，物理性质相似，液体稀薄、流动性好，在热固化型PMMA基托树脂材料表面的润湿及浸润作用好，故拉伸强度高，粘结强度大，粘结性能好；德山室温固化型PMMA硬衬材料实验组拉伸强度低（17.70±3.27 MPa），因为其单体是己二醇和 1，6－己二醇（MAOP、1，6－HDMA），分子量为186和254，是MMA单体分子量的两倍，其润湿作用远不如MMA，且单体粘稠、流动性差，故粘结性能差。但是硬衬材料中通过改变单体［3］去除了刺激性气味，降低了过敏反应，减少了硬衬材料椅旁操作过程中口腔内聚合的产热量。日进与德山材料均属日系产品，在材料的成分、配比及添加成分上略有相同，所以，日进室温固化型PMMA材料的粘结性能一般。

4组试件中拉伸强度的顺序为：1－0≈2－0＞3－0＞4－0，其中4－0实验组为德山室温固化型PMMA硬衬材料与热固化型PMMA材料相结合，其拉伸强度值最低，与其他3组拉伸强度存在明显统计学差异（P＜0.05），此实验结果与国内外众多学者的研究结果一致［4－7］。Minam［4］研究证明用含有甲基丙烯酸甲酯（MMA）成分的室温固化型PMMA修复热固化型PMMA基托树脂后可恢复一个十分可靠粘结强度；Arena、Cucci［5，6］等证明一些含有不同化学成分的丙烯酸硬衬材料与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基托树脂的粘结强度很低。Vallittu［7］也认为用含有甲基丙烯酸甲酯（MMA）成分的室温固化型PMMA修复义齿基托，其粘结强度可达到原基托树脂材料强度的95%；Leles［8］通过实验得出结论，将室温固化型硬衬材料与热固化型义齿基托树脂粘结，其粘结强度只能恢复到原基托树脂材料强度的34%～44%。

实验中通过体式显微镜观察试件粘结面的断裂形式，表现为3种：①界面断裂：即粘结性破坏（ad－hesive），粘结体系的断裂主要发生在两种PMMA材料的粘结界面上；②内聚破坏（cohesive），即粘结体系的断裂主要发生在室温固化型PMMA材料的内部；③混合破坏（mixed failure），既有界面破坏，又有内聚破坏的混合破坏形式。目前尚无统一理论解释粘结界面破坏的真正机制，多数学者认为是因为界面的微小裂纹引起，即沿着裂纹延伸而导致断裂。粘结破坏类型可作为粘结强度评价的参考标准，内聚破坏过多会影响实验的准确性。体式显微镜观察证实本实验多大多数试件破坏为粘结界面破坏，很大程度降低了材料本身缺陷对粘结强度测试结果的影响，提高了实验的准确性与真实性。

［1］Jaqqer RG，al－Athel MS，Jaqqer DC.Some variable influencing the bond strength between PMMA and a silicone denture lining material［J］.Int J Prosthodont，2002，15（1）：55.

［2］HiroyukiMinami，Shiro Suzuki，Yoshito Minesaki.In vitro evaluation of the influence of repairing condition of denture baseresin on the bonding of autopolymerizing resins［J］.J prosdent，2003，（10）：23.

［3］夏宣童，李志安，肖 群.改进自凝义齿基托树脂机械性能的研究［J］.口腔医学纵横杂志，2001，17（3）：211.

［4］Minami H，Suzuki S，Minesaki Y，etal.In vitro evaluation of the influence of repairing condition of denturebase resin on the bonding of autopolymerizing resins［J］.J Prosthet Dent，2004，91（2）：164.

［5］Arena CA，Evans DB，Hilton TJ.A comparison of bond strengths among chairside hard reline materials［J］.J Prosthet Dent，1993，70（2）：126.

［6］Cucci AL，Rached RN，Giampaolo ET，etal.Tensile bond strengthsof hard chairside reline resins as influenced by waterstorage［J］.J Oral Rehabil，1999，26（8）：631.

［7］Vallittu PK.Some factors affecting the transverse strength of repaireddenture acrylic resin［J］.Eur J Prosthodont Restor Dent，1996，4（1）：7.

［8］Leles CR，Machado AL，Vergani CE，et al.Bonding strength between a hard chairside reline resin and a denture basematerial as influenced by surface treatment［J］.J Oral Rehabil，2001，28（12）：1153.