復合樹脂核材料的彎曲強度性能研究
作者:俞長路 駱小平
【關鍵詞】 核材料
[摘要] 目的:采用三點彎曲實驗的方法測量3種復合樹脂核材料的彎曲強度。方法:本實驗使用的3種復合樹脂核材料分別為DC Flow Core、Bisfil -Core和LuxaCore。每種材料各制作6個大小為(2.0±0.1) mm×(3.0±0.1) mm×(25.0±0.1) mm的矩形試件。試件在Instron萬能材料測試機上測試其彎曲強度,跨距為(20.0±0.1) mm,加載速度為0.5 mm/min,使用單因素方差分析對測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學檢驗。結果:3種材料的彎曲強度值分別為:DC Flow Core (137.96±9.48) MPa,Bisfil-Core (123.82±12.99) MPa,LuxaCore (110.11±10.03) MPa。統(tǒng)計檢驗的結果顯示,DC Flow Core與Bisfil - Core之間(P<0.041)、DC Flow Core與LuxaCore之間(P<0.001)、Bisfil - Core與LuxaCore之間(P<0.047)均有顯著性差異。結論:從本實驗的結果來看,3種核材料的彎曲強度均可以滿足臨床需要,以DC Flow Core的彎曲強度值最高。
[關鍵詞] 核材料 彎曲強度 復合樹脂
The Investigation of Flexural Strength Properties of Resin Composite Core Materials.
YU Chang-lu, LUO Xiao-ping.
Department of Prosthodontics, Nanjing Stomatological hospital, School of medicine, Nanjing University, Nanjing 210008
[Abstract]Objective: This study was used to evaluate the flexural strength of three kinds of resin composite core materials with a method of three-point bending test. Method: The three kinds of resin composite materials, DC Flow Core, Bisfil -Core and LuxaCore, were used in this study. For each material, six rectangular specimens (the sizes 2.0×3.0×25.0) were fabricated. The flexural strength was measured on Instron Universal Testing machine at a crosshead speed of 0.5mm/min. Data were collected and analyzed by ANOVA. Results: Flexural strength of three materials as follows: DC Flow Core 137.96±9.48 MPa,Bisfil-Core 123.82±12.99 MPa,LuxaCore 110.11±10.03MPa. Flexural strength of DC Flow Core was significantly higher than Bisfil-Core(P<0.041) and LuxaCore(P<0.001), and Bisfil-Core was significantly stronger than LuxaCore(P<0.047). Conclusions: In this study, all three materials were found to meet the clinical need in terms of flexural strength. DC Flow Core had the highest flexural strength among three materials.
[Key words] Core materials Flexural strength Resin composite
對于殘冠和殘根的保存修復來說,樁核的構建是一個十分重要的步驟。其目的是加強殘冠和殘根的抗力形與固位形,以防止基牙折斷和修復體脫位,并使冠修復具有一定的結構基礎。目前臨床上比較常用的構建核的材料有銀汞合金、玻璃離子和復合樹脂等[1]。銀汞合金的臨床應用比較早,其彈性模量和牙本質接近,而且完全固化(24 h)后的壓縮強度非常高,因而對于那些暫時無法完成最終的冠橋修復,但又必須保持局部功能的患者來說,銀汞合金是一種較為理想的核材料[2]。但是這種材料有很多缺點,其顏色呈灰黑色,美觀效果很差,因而無法用于前牙;固化時間長,做核后不能立即進行牙體預備,增加了椅旁操作時間。另外,銀汞合金與牙體組織之間不具有粘接力,為了取得足夠的固位力,要制備出一定的固位形,因而要磨除較多的牙體組織,對牙齒具有很大的破壞性。
玻璃離子具有較好的美學效果,可以與牙本質或牙釉質之間產生良好的粘接性[3],并可以長期釋放氟離子[4],因而具有預防繼發(fā)齲的功能。但是其強度低、耐磨性差、脆性大,限制了其臨床應用[5]。為了克服這些缺點,研究人員又開發(fā)出了樹脂加強的玻璃離子,取得了一定的效果,但其遠期效果仍有待進一步的臨床驗證。
復合樹脂是另外一種得到廣泛使用的核材料。傳統(tǒng)的復合樹脂也存在著強度低、耐磨性差以及聚合收縮大等缺點。近年來,人們在復合樹脂基質中加入各種不同的粒子比如鈦、陶瓷和羥基磷灰石等,以及各種纖維加強成份如碳纖維、玻璃纖維等,大大地改進了其機械性能和美學性能。目前,復合樹脂已廣泛地用于后牙充填以及用作核材料以修復殘冠、殘根,取得了良好的效果。
本研究所采用的3種復合樹脂都是專用的核材料,近年來才開始廣泛應用于口腔臨床,我們希望通過測定其彎曲強度,為其臨床應用提供一定的參考依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料 本實驗所使用的3種復合樹脂核材料的詳細信息見表1。
表1 本實驗所用的3種材料的詳細信息 略
1.2 方法
1.2.1 先用自凝塑料制作6個約2.5 mm×3.5 mm×25.5 mm的矩形試件,再用硅橡膠翻出單面開放的陰模備用。
1.2.2 將3種復合樹脂核材料注入制作好的硅橡膠陰模中,為了減少氣泡的產生,操作應在震蕩器上進行。然后立即用Dentsply光固化機(Dentsply SpectrumTM 800,美國 Dentsply公司 )進行光照,對每個試件,光照分3段進行,每次照射40 s,工作頭離試件表面的距離為1 mm,保證每個試件都能充分固化。
1.2.3 將制作好的試件分別用濕的碳化硅砂紙(按200#→400#→600#→800#的順序)進行打磨,形成大小為(2.0±0.1) mm×(3.0±0.1) mm×(25.0±0.1) mm的最終樣本。
1.2.4 樣本在37 ℃的生理鹽水中保存24 h后,在Instron(Instron 4466,美國Instron公司)萬能材料測試機上測試三點彎曲強度,跨距為(20.0±0.1) mm,加載速度為0.5 mm/min,記錄加載到樣本上的最大負荷,彎曲強度值用以下公式計算:σ= 3Fl 2bh2。其中,F(xiàn)是加載到樣本上的最大負荷(N);l是跨距(mm);b是樣本寬度(mm);h是樣本高度(mm)。最后用SPSS10.0軟件對結果進行單因素方差分析。
2 結果
3種復合樹脂核材料的實驗測量值見表2,三點彎曲強度值的計算結果見表3。統(tǒng)計學檢驗的結果顯示,3種核材料的彎曲強度值之間均有顯著性差異,DC Flow Core與Bisfil-Core之間(P<0.041)、DC Flow Core與LuxaCore之間(P<0.001)、Bisfil-Core與LuxaCore之間(P<0.047),以DC Flow Core的彎曲強度值最高。
表2 3種材料的實際測量值 略
表3 3種核材料的彎曲強度值 略
3 討論
核材料的選擇與最終的修復能否成功密切相關,理想的核材料應該具有足夠的強度,包括彎曲強度、拉伸強度以及壓縮強度。高強度的核材料可以給冠修復體以足夠的支持,并防止樁在承受功能負荷時下沉,從而避免根尖部應力集中。牙科復合樹脂是一種脆性材料,彎曲強度是其重要的機械性能,高的彎曲強度可以最大限度地避免材料在承受功能負荷時產生裂紋,并且其抵抗表面缺陷和腐蝕的能力也更強[2]。
按照ISO的標準,應使用三點或四點彎曲實驗測量樹脂基齒科復合材料的彎曲強度,長期以來,多數(shù)相關研究均是按照這個方法進行。近年來也有人對這一方法提出了質疑,William M.Palin等[6]在一項比較三點彎曲強度實驗和雙軸彎曲強度實驗的可靠性的研究中認為,用作三點彎曲強度實驗的樣本大小和形狀不能代表臨床真實情況,而且光固化機照射口的直徑要遠遠小于實驗所用的矩形樣本的長度,因此在實驗過程中需要進行重疊固化,這會導致樣本各部分的固化程度不一致,從而影響結果的準確性,而雙軸彎曲強度實驗則可以避免這種情況,其結果要比三點彎曲強度實驗可靠,因而更值得采用。但是Chung SM等[7]在另一項研究中發(fā)現(xiàn),用這兩種方法得出的結果基本一致,盡管和三點彎曲強度實驗相比,雙軸彎曲強度實驗所用的樣本大小和形狀更加接近臨床真實情況,但是這種方法的可重復性非常低,因而不能認為其更可靠。
復合樹脂的性能受以下幾種因素影響:樹脂基質的種類和相對比例、無機填料的種類及含量以及基質和填料之間的偶聯(lián)[8]。樹脂基質是復合樹脂的主體成分,應用最多的是Bis GMA、UDMA等單體,但這些單體的粘度很大,不利于加入足夠的無機填料,以獲得所需的增強效果和可塑性,因此,低粘度的TEGDMA常被用作稀釋性單體共同組成樹脂基質[9]。Asmussen E等[8]在研究中發(fā)現(xiàn),在Bis GMA基質中加入TEGDMA單體,會增加共聚物中的單體轉化率,從而影響樹脂的機械強度,隨著TEGDMA含量的增加,樹脂的拉伸強度也會增加,但其彎曲強度反而會下降。本研究所用的3種復合樹脂核材料中,Bisfil-core和Luxacore的基質為單一的Bis GMA,只有DC Flow Core的基質中含有TEGDMA單體,然而DC Flow Core卻取得了最高的彎曲強度,這與Asmussen E等人的研究結果并不完全一致。
來源:《口腔醫(yī)學研究》
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