两种改性方法联合应用对树脂基托性能的影响①

王欣荣，孙娴静

(佳木斯大学附属第二医院 ，黑龙江 佳木斯 154002)

两种改性方法联合应用对树脂基托性能的影响①

王欣荣，孙娴静

(佳木斯大学附属第二医院 ，黑龙江 佳木斯 154002)

目的：研究将四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)和低温等离子体技术(NTP)联合应用对树脂基托性能的影响。方法：实验组向树脂基托中添加1%、3%、5%的T-ZnOw并且用低温等离子体设备照射10min，万能力学试验机检测对机械性能的影响，并检测处理后对基托吸水性和溶解性的作用。结果：与空白对照组和阴性对照组相比，实验组A组弯曲强度、拉伸强度均有所提高(P<0.05)，吸水值降低有统计学差异(P<0.05),溶解值无明显改变。结论：T-ZnOw和低温等离子体技术联合应用可改善树脂基托机械性能和物理性能。

四针状氧化锌晶须；低温等离子体技术；树脂基托；机械性能；物理性能

聚甲基丙烯酸甲酯( polymethyl methyacrylate，PMMA) 作为义齿基托材料，因其操作简便、易于加工成型等优点被广泛用于口腔活动义齿制作，但其机械性能的缺陷常会使义齿断裂、折断，而且唾液中的水分子可以发挥增塑剂的作用，长期侵蚀会使材料发生吸水和溶解现象，继而使其机械性能再次下降[1]。T-ZnOw因其独特的三维立体结构，容易在材料中均匀分布，可增强复合材料的各向同性，从而改善材料的性能，但在以往应用过程中常出现团聚现象。低温等离子体技术(NTP)是一门新兴的技术，因其易操作、加工速度快、处理效果好等优点在材料表面改性处理中得到广泛的应用，但其长效性不确定。所以本课题旨在取长补短将两者联合应用，检测其作用于树脂基托后对其机械和物理性能的影响。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

四针状氧化锌晶须、低温等离子体处理设备、义齿基托树脂Ⅱ型、万能力学试验机、电子天平、恒温水浴箱。

1.2 实验方法

1.2.1 试件制备与分组

实验分为四组：即A组实验组T-ZnOw和低温等离子体联合处理，B、C组分别为T-ZnOw和低温等离子体单独处理组，D组空白对照组。在相对湿度为(50±5)%、常温(23±2)℃的条件下，将T-ZnOw 按0%、1%、3%、5%的质量比加入到自凝牙托粉中，按粉液比例2:1均匀调伴，按照测试项目不同制备不同尺寸大小的试件，打磨抛光，每组各5个，共160个试件，然后A组和C组经直流电低温等离子体设备通入98%Ar+2%O2处理10min。

1.2.2 弯曲强度测试

试件尺寸为65mm×10mm×2mm，共40个，将试件放置于万能力学试验机上，在试件正中央上方施压直至试件断裂，记录断裂时最大载荷值，加载速度为1mm/min、跨距40mm，按δ= 3FL /2bh2进行计算，δ表示弯曲强度( MPa)，F试件破坏临界力值( N)，L：跨距( mm)，b试件宽度( mm)，h：试件高度( mm)。

1.2.3 拉伸强度测试

试件为直径3mm,高30mm的柱状体，共40个，在万能力学试验机上进行拉伸强度测试，两端拉动速度为 2mm/min，记录试件扯断时的负荷量。按照下列公式计算：δ=P/πr2，δ表示拉伸强度( MPa) ，P：试件破坏时最大负荷量( N)，r：试件断裂面半径(mm)。

1.2.4 吸水值和溶解值测试

试件尺寸为直径50mm，厚度2mm，共40个，在烘干器中烘干试件，进行试件质量恒定记为m1，然后将试件浸入恒温水浴箱中浸泡7d，取出后用干净滤纸吸干表面明显可见的水分，空气中晃动15s，自水浴箱中取出后1min时进行称量，记为m2,最后将试件再次烘干直至质量再次恒定，记为m3，按照吸水值和溶解值公式进行计算，吸水值=(m2-m3)/v，溶解值=(m1-m3)/v，v代表试件体积。

1.3 统计学方法

采用 SPSS20.0统计软件进行方差分析，P<0.05有统计学差异。

2 结果

机械性能分析得，弯曲强度和拉伸强度测试A、B组与D组相比均有统计学差异(P<0.05),C组与D组比较无明显差异，A组与B、C组比较弯曲强度和拉伸强度增加，有统计学差异(P<0.05)，见表1。吸水值和溶解值的数据分析得,A组、C组与空白对照组D组相比吸水值降低，有统计学意义(P<0.05),B组与D组对比吸水值无明显差异，A组与阴性对照组B组相比吸收值降低有统计学差异(P<0.05)，A、B、C、D四组溶解值之间相互无统计学差异(P>0.05)，见表2。

表1 两种改性方法联合应用对树脂基托机械 性能的影响

注：与空白组相比较有统计学差异*(P<0.05)。

表2 两种改性方法联合应用对树脂基托吸水值 和溶解值的影响

注：与空白组相比较有统计学差异Δ(P<0.05)。

3 讨论

从保护剩余牙齿和经济条件方面考虑，对于牙列缺损和牙列缺失病例大多数患者依然选择可摘局部义齿和全口义齿的修复方法来治疗。但临床上常见因义齿表面被氧化、反复摘戴使其机械疲劳、材料物理性能不稳定等因素导致树脂基托断裂的情况。为了解决上述问题，近年来有多位研究人员对树脂基托进行了改性处理[2～5]。T-ZnOw为白色疏松粉末状，具有独特的立体四维显微结构，能够在基体材料中均匀分布，从而改善材料各项性能，目前广泛用于增强材料耐磨、抗老化、抗冲击、抗菌等方面[6]。沈丽娟等[7]通过比较添加不同量T-ZnOw晶须和载银无机抗菌剂对复合树脂力学性能和抗菌性影响，得出结论5%T-ZnOw可明显提高复合树脂的力学性能和抗菌效果。低温等离子体是利用气体放电作为处理手段的科学，是近几年兴起的一个具有重大医学应用前景的研究领域，目前在口腔领 域主要应用于根管消毒、牙齿美白、抑制癌细胞、促凝血等方面[8]，而且被广泛应用于高分子材料表面改性[9]。但在以往的研究应用中发现，T-ZnOw因其为晶须材料，需要使用硅烷偶联剂改性，并且随质量比的增加在材料中时常出现团聚现象，从而对基体材料的改性效果产生影响。所以本实验旨在结合两者的突出特点来改善树脂基托的表面性能。

本实验通过对树脂基托机械性能测试得，A、B组与D组相比弯曲强度和拉伸强度均有所提高，C组与D组相比无差异，A组和B组随着T-ZnOw添加量的增加弯曲强度、拉伸强度都逐渐升高，A组当T-ZnOw添加量为5%时弯曲强度从(71.74±1.81)MPa增加到(86.70±2.36)MPa、拉伸强度从(42.78±1.20)MPa增加到(54.98±1.05)MPa。义齿基托的吸水性和溶解性等物理性能的改变是影响其尺寸稳定性的主要原因，临床上后期常有因义齿与黏膜密合性不良导致义齿不稳定而复诊重衬的患者，其原因首先是因为牙槽骨吸收引起，其次便是因为义齿材料物理性能不稳定，长期在唾液环境中浸泡而导致的材料吸水和溶解而引起，本实验通过对义齿基托吸水值和溶解值的分析可得，实验组A组与阴性对照组B组、空白对照组D组相比吸水值下降，各组溶解值无明显改变。由表2中数据可以得出义齿基托吸水值和溶解值均在国家规定范围内，即均满足义齿基托在37℃恒温水浴箱中浸泡7d后其吸水值≤32μg/mm3,溶解值≤8.0ug/mm3的规定[10]。综上所述，将T-ZnOw和低温等离子体技术联合应用可改善树脂基托的机械性能和物理性能，两者联合应用后对树脂基托抗菌性能和其他力学性能的影响将有待于进一步研究后方可证实，以期为临床应用提供理论依据。

[1]Finoti LS, Machado AL, Chaves CA, et al. Effect of long-term water immersion on the fracture toughness of denture base andreline resins [J]. Gerodontology, 2012, 29(2):858-864

[2]高虹,张振庭.纳米SiO2对PMMA基托树脂机械性能的影响[J].口腔颌面修复学杂志,2014, 15(6):360-363

[3]宋蓉,闫嘉群,谢伟丽.纳米 TiO2和 SiO2粒子改进义齿树脂基托材料机械和抗菌性能的研究[J].哈尔滨医科大学学报,2013,47(4):337-340

[4]李然,陈晓波,葛学军.氧化石墨烯对于口腔义齿基托材料强度的影响[J].山西医科大学学报,2014, 45(12):1200-1202

[5]苏大伟,谢伟丽,刘天虹,等.纳米Si3N4织布增强义齿基托机械性能的研究[J].现代口腔医学杂志,2012,26 (3):162-165

[6]孙玉静,周珑.四针状氧化锌晶须在专利上的研究进展[J].科技导报,2012,30(4):75-79

[7]沈丽娟,王艺臻,陈吉华,等,添加四针状氧化锌晶须对复合树脂机械性能影响的实验研究[J].牙体牙髓牙周病学杂志,2010,20(1):39-42

[8]柏娜,朱智敏.低温等离子体在口腔医学中的研究进展[J].口腔医学研究,2014,30(6):583-586

[9]孔令为,贺锋,徐栋,等, 低温等离子体技术在水处理改性填料制备中的应用[J].水处理技术,2012，38(增刊)：56

[10]陈志清.口腔材料学[M].第4版.北京：人民卫生出版社,2008:54

佳木斯大学研究生科技创新项目，编号：LM2015_062。

王欣荣(1991～)女，陕西铜川人，在读硕士研究生。

孙娴静(1966～)女，黑龙江佳木斯人，本科，主任医师，硕士研究生导师。E-mail：761502014@qq.com。

R783.1

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1008-0104(2017)04-0055-02

2016-06-19)