纯钛合金烤瓷与聚合瓷表面磨损性能的比较研究

朱毅男等

【摘要】 目的 比较研究纯钛烤瓷和纯钛聚合瓷的表面磨损情况，分析烤瓷和聚合瓷两种材料的表面磨损性能，对聚合瓷的表面性能作初步的探讨，为临床修复体的材料选择提供理论依据。方法 将纯钛烤瓷、聚合瓷试件按临床标准制备抛光，天然牙釉质超声洁治并抛光后，分为磨损前的烤瓷组、聚合瓷组、釉质组三组和磨损后的烤瓷组、聚合瓷组、釉质组三组，共六组，每组28个。测量磨损前三组试件表面的显微维氏硬度。各组随机取11个试件，在相同条件下进行表面磨损处理，磨损后各组分别取一个试件进行扫描电子显微镜（SEM）观察拍照。 结果1、试件表面显微维氏硬度大小关系：烤瓷（633.33±25.56）> 牙釉质（295±6.91）> 聚合瓷（130±1.18），单位：kg/s；2、试件平均体积损失百分比的大小关系：聚合瓷（1.92%±2.70E-4）>牙釉质（0.94%±1.31E-4）>烤瓷（0.21%±2.85E-5）结论 在本实验研究条件下，三种材料的体积损失比从大到小关系为：聚合瓷>牙釉质>烤瓷；硬度从大到小关系为：烤瓷>牙釉质>聚合瓷；烤瓷耐磨性和硬度均高于天然牙釉质；聚合瓷耐磨性与硬度均低于天然牙釉质，同条件下聚合瓷体积损失最大。

【关键词】 烤瓷，聚合瓷，磨损，硬度

【中图分类号】R783.3 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2015）02-0141-01

近几年来聚合瓷作为一种用于间接美容修复的新一代修复材料进入了我国市场。聚合瓷是一种含73%硅锆微细瓷成分的光固化类瓷树脂材料，含有瓷微粒填料与树脂基质，有机的融合了瓷与树脂的优点，既具有与烤瓷接近的美学特性与生物相容性，改善了瓷的脆性和过硬的物理缺陷，同时也弥补了传统树脂材料强度不够和耐磨性差的不足。聚合瓷瓷填料使其固化收缩率远小于传统的复合树脂，在加壓、加热、光照的情况下均能保持良好的边缘适合性[1] 。聚合瓷中含有部分树脂，使其韧性高于烤瓷，内在延展性能好，抗冲击强度高；弹性模量接近牙本质，能与牙本质和釉质形成良好的粘接并获得良好封闭与固位，而且制作过程简单、操作时间短、价格经济，一旦有缺损或裂缝等损坏可在口内直接修补[2] 。在临床中普遍运用于嵌体或高嵌体修复、美容性贴面和全冠、套筒冠及精密附着体的外部修复、可摘义齿、种植体的上部结构、牙龈区的恢复或个性化制作、瓷或树脂修复体的修补等。聚合瓷以其诸多的优点，不断受到医生与技师的关注，有着良好的应用前景。

1 资料和方法

1.1 实验材料 健康前磨牙颊面釉质、纯钛合金、super porcelain Ti-22 瓷粉、Ceramage 聚合瓷、显微维氏硬度计HVS-1000 型 、JSM 6490LV型扫描电子显微镜

1.2 制作方法

1.2.1 釉质试件 收集年轻正畸患者减数拔除的新鲜健康前磨牙超声洁治后，用金刚砂车针磨取半径5mm的牙冠颊面牙釉质块28个，绒布配合抛光膏抛光后在生理盐水4℃保存。

1.2.2 烤瓷试件 制作纯钛金属基底打磨抛光后依次堆塑烧结体瓷、切断瓷、透明瓷，修形，上釉。

1.2.3 聚合瓷试件 制作纯钛金属基底，在表面均匀涂布一层金属表面处理剂，再涂布ceramage 遮色树脂和堆塑ceramage聚合瓷。

1.3 实验方法

1.3.1 硬度测试 利用显微维氏硬度仪测定，载荷200g（1.96N），保压时间15s。每个试件各测5个点，取其硬度平均值记录。取各材料的6个硬度值的均值作为该种材料的硬度值（表2-2-1）。

1.3.2 密度测试 另制取烤瓷、聚合瓷、釉质试件，直径3mm，厚度2mm，无金属基底。超声波清洗，干燥，电子分析天平称重，排水法测得体积。通过测得的重量、体积数据，计算三种材料的密度。

1.3.3 计算体积损失比 在自制的慢机磨损装置上保持转速4000rmp对试件垂直向施加100g压力300秒。获得磨损前后重量差，结合材料密度，最终计算体积损失比。

2 结果

1.2.1硬度测试结果

3 讨论

通过本次磨损试验，三种不同材料试件的体积损失百分比大小关系为：聚合瓷>牙釉质>烤瓷，表明在本实验条件下，聚合瓷的耐磨性最差，而烤瓷抵抗磨损的能力最佳。

从本实验测得硬度的大小关系：烤瓷>牙釉质>聚合瓷，与磨损体积丧失比的趋势一致，故推测硬度可能是影响材料耐磨性的因素之一。

硬度是指材料抵抗外力压入其表面的能力，可通过对硬度的测量间接了解该材料的磨损性能、拉伸性能、固化程度等力学性能。硬度反映了材料微观结构间的的连接强度，与磨损性能是相关的。研究认为硬度与摩擦系数有反向相关关系，硬度大的材料，摩擦系数小，材料磨耗越小，即修复材料的硬度与磨损性能呈正相关，硬度越高的材料越耐磨。但也有研究认为选择硬度高的材料会降低耐磨性，增大材料的磨损程度。有关硬度对本实验材料磨损性能的影响，还有待进一步探讨。

研究认为，修复材料的磨耗性能直接影响到临床修复的效果，其抗磨耗性能高于天然牙时，会引起天然牙的过度磨耗，甚至出现咬合紊乱症状；而抗磨耗性能低于天然牙时，又会造成人工牙在短期内磨耗过多而失去咬合功能。烤瓷材料的高硬度与耐磨性可能会对天然牙产生过度磨耗；而聚合瓷硬度与耐磨性低于牙釉质，则有可能导致修复体磨耗过多而失去功能，甚至引起对颌牙伸长。

烤瓷材料与聚合瓷材料的微观结构都会影响其表面性能，并成为影响其磨耗性能的主要因素。如能进一步提高聚合瓷的硬度，使其表面性能与牙釉质相似，将促进其在临床上的广泛应用。

参考文献

[1] Donna L， Larry C， Tracy A. Microwave disinfection of denture basematerials colonized with Candida albicans[J]. J Prosthet Dent， 1999，81（2）：207-214.

[2]Diane M. The influence of removable partial den-tures onthelevel of streptococcus mutansinsaliva[J]. J Prosthet Dent， 1988：49-59.