本文關(guān)鍵詞：樹脂牙本質(zhì)粘接形成的動力學(xué)研究

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【摘要】：牙科復(fù)合樹脂因其逼真的美學(xué)效果及優(yōu)良的生物相容性,是目前最為常見的修復(fù)材料,廣泛應(yīng)用于臨床牙齒缺損的修復(fù)治療中。但是復(fù)合樹脂因聚合反應(yīng)而產(chǎn)生的收縮現(xiàn)象,能破壞修復(fù)體的界面穩(wěn)定性,造成樹脂與牙體組織的脫粘接,進(jìn)而引發(fā)繼發(fā)齲等并發(fā)癥,甚至導(dǎo)致最終的修復(fù)失敗。事實(shí)上在光固化過程中,樹脂的聚合收縮與界面粘接形成之間存在激烈的競爭：隨聚合反應(yīng)而生成的收縮應(yīng)力,與復(fù)合樹脂借助粘接劑與牙本質(zhì)逐步建立的粘接力共同作用于結(jié)合界面,互為拮抗。因此要想完全避免脫粘接的發(fā)生,粘接強(qiáng)度的最終值及其形成速率均應(yīng)高于收縮應(yīng)力的最大值及其發(fā)展速率。然而,以往人們大多只關(guān)注提高最終粘接強(qiáng)度及減小收縮應(yīng)力,忽視了粘接形成速率在這場競爭中的重要作用。因此,本課題旨在探究光固化過程中,樹脂牙本質(zhì)粘接形成的速率,闡明其可能的影響因素,并建立能夠預(yù)測粘接形成的理論模型。為進(jìn)一步保障樹脂牙本質(zhì)結(jié)合界面的完整性提供理論依據(jù)。本課題主要分為以下三個部分：1、固化樹脂-牙本質(zhì)粘接形成的動力學(xué)研究為了排除樹脂本身固化過程中理化性質(zhì)的復(fù)雜變化,簡化實(shí)驗?zāi)Ｐ�。本課題首先建立了已固化樹脂牙本質(zhì)粘接復(fù)合體。主要方法為：將牛切牙制備成規(guī)則的長方體牙本質(zhì)試件。在垂直于牙本質(zhì)小管的試件表面涂布粘接劑,并固化。選取常規(guī)復(fù)合樹脂材料(Z250)及可單次大塊充填的樹脂材料(Bulk Fil1)作為研究對象。利用模具將兩種樹脂分別固化為具有一定厚度的樹脂塊。牙本質(zhì)與固化樹脂塊間,借助一薄層(厚度約0.2mm)未固化樹脂(與已固化樹脂塊相同材料)構(gòu)成固化樹脂牙本質(zhì)粘接復(fù)合體。光固化燈以一定功率由樹脂端照入,由于未固化樹脂層較薄,因此在粘接形成過程中,界面的實(shí)際光照功率可近似看作恒定。利用單軸拉伸實(shí)驗,測試不同固化時間點(diǎn)時復(fù)合體的粘接強(qiáng)度,并借助理論模型來描述粘接形成的速率。改變已固化樹脂層厚度及光固化燈的初始功率,獲得不同條件下,粘接的形成速率,探究其主要的影響因素。利用光密度儀檢測各組試件界面光照功率。通過掃面電鏡定量分析牙本質(zhì)試件斷面形貌隨固化時間的變化過程。結(jié)果表明：粘接強(qiáng)度隨固化時間呈現(xiàn)出非線性增長趨勢,并遵循公式：S=Smnx(1-exp(-αt))的描述,其中Smax為最終粘接強(qiáng)度,α看作粘接形成的速率固化初期,試件斷裂面完全被樹脂及粘接劑覆蓋,隨著固化進(jìn)行,斷裂面上可見牙本質(zhì)暴露,并且其暴露比例隨固化逐漸增大。隨著固化樹脂層的增厚,界面實(shí)際光照功率降低,粘接形成速率逐漸減緩。試件斷裂面上,牙本質(zhì)首次暴露的時間也隨之延后。當(dāng)兩種樹脂材料厚度相同時,Bulk Fill樹脂因具有較好的透光性,其試件粘接界面光照功率相對較高,粘接形成速率高于Z250試件,牙本質(zhì)首次暴露時間也較早。而當(dāng)兩種材料具有相近的界面光照功率時,粘接形成速率及牙本質(zhì)首次暴露的時間點(diǎn)也較為接近。這表明在界面光照功率隨固化恒定的測試模型中(固化樹脂牙本質(zhì)粘接復(fù)合體),粘接形成速率主要隨著界面光照功率的增大而加速,直至本測試體系下的最大速率(0.6s-1)。2、未固化樹脂-牙本質(zhì)粘接形成的動力學(xué)研究基于以上簡化模型的實(shí)驗基礎(chǔ),本部分模擬臨床實(shí)際情況,建立未固化樹脂牙本質(zhì)粘接復(fù)合體,將樹脂本身固化對粘接形成造成的影響納入到研究中,闡明整個復(fù)合體粘接形成的動力學(xué)特性。主要方法為：再次制備同樣尺寸的牙本質(zhì)試件,在其表面涂布并預(yù)先固化粘接劑。同樣以Z250及Bulk Fill為研究對象,將一定厚度的未固化樹脂與牙本質(zhì)試件粘接,構(gòu)成未固化樹脂牙本質(zhì)粘接復(fù)合體。其中未固化樹脂隨光照固化過程中,粘接界面的光照功率會發(fā)生一定改變,并非恒定。通過不同固化時間的拉伸測試及理論模型描述相結(jié)合的方法,探究未固化樹脂牙本質(zhì)復(fù)合體粘接形成的速率。利用光密度儀檢測各組試件界面光照功率隨固化的變化過程。通過掃面電鏡定量分析牙本質(zhì)試件斷面形貌隨固化的變化規(guī)律。結(jié)果顯示：粘接強(qiáng)度隨固化也呈現(xiàn)出類似上述模型的非線性增長趨勢,并遵循公式：S=Smnx(1-exp(-αt))的描述。當(dāng)兩種材料厚度相同時,雖然Bulk Fill始終具有較高的界面光照功率,但是其樹脂基質(zhì)含量較多,機(jī)械強(qiáng)度低于Z250樹脂,因此在粘接形成的早期,由于樹脂強(qiáng)度不足而造成的內(nèi)聚破壞,延緩了復(fù)合體整體的粘接形成,抵消了界面光照功率高的優(yōu)勢,使得復(fù)合體整體的粘接形成速率及牙本質(zhì)首次暴露的時間點(diǎn)均與Z250組相似。同理,當(dāng)兩種材料具有相似的界面光照功率時,Z250組試件粘接形成的速率要反而高于Bulk Fill組,牙本質(zhì)的首次暴露也較早。表明在界面光照功率隨固化而改變的測試模型中(未固化樹脂牙本質(zhì)粘接復(fù)合體),其整體粘接形成速率受界面光照功率及樹脂機(jī)械強(qiáng)度雙重因素的影響。在本實(shí)驗采用的測試體系下,兩種樹脂材料與牙本質(zhì)的最終粘接強(qiáng)度均約為12MPa,且界面需獲得高于2 J/cm2的光能密度才能達(dá)到此強(qiáng)度。同時,樹脂牙本質(zhì)復(fù)合體粘接的形成并不遵循能量相互性原理。因此,在界面達(dá)到其最終粘接強(qiáng)度前,獲得同等能量條件下,界面光照功率越高,此時粘接強(qiáng)度越低。3、樹脂-牙本質(zhì)粘接形成預(yù)測模型的建立基于以上大量的測試數(shù)據(jù),可獲得樹脂透光性、界面光照功率及瞬時粘接強(qiáng)度等參數(shù)的相關(guān)函數(shù)關(guān)系,并以此建立能夠預(yù)測粘接形成的理論模型。主要建模思路：根據(jù)界面實(shí)際光照功率推算出實(shí)際接收的光能以及相應(yīng)的能量利用率,進(jìn)而估算界面的瞬時粘接強(qiáng)度。綜合各固化時間點(diǎn)的瞬時粘接強(qiáng)度,獲得粘接形成的整體過程。結(jié)果表明：根據(jù)樹脂層厚度、樹脂透光性及固化初始功率等具體參數(shù),此模型能夠較為準(zhǔn)確的預(yù)測出瞬時粘接強(qiáng)度以及整個粘接形成過程。綜上所述,樹脂牙本質(zhì)粘接形成的整體速率由界面光照功率與樹脂機(jī)械強(qiáng)度共同決定。使用機(jī)械強(qiáng)度較高的樹脂材料,以及增大界面光照功率可以在一定程度上提高復(fù)合體粘接的形成速率。隨著固化進(jìn)行,試件的主要斷裂模式存在規(guī)律性的轉(zhuǎn)變,即由樹脂內(nèi)聚破壞逐漸過渡至粘接劑牙本質(zhì)界面破壞。并且樹脂牙本質(zhì)復(fù)合體的最終粘接強(qiáng)度將由其中最為薄弱的粘接劑牙本質(zhì)界面所決定。粘接形成預(yù)測模型的建立為今后能夠全面準(zhǔn)確的預(yù)測樹脂牙本質(zhì)脫粘接的發(fā)生與發(fā)展打下了堅實(shí)基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：齒科復(fù)合樹脂 樹脂牙本質(zhì)粘接 粘接形成速率 預(yù)測模型
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R783.1
【目錄】：

• 縮略語表5-6
• 中文摘要6-9
• 英文摘要9-12
• 前言12-13
• 文獻(xiàn)回顧13-25
• 第一部分 固化樹脂-牙本質(zhì)粘接力形成的動力學(xué)研究25-45
• 實(shí)驗一 不同樹脂材料及其厚度對于粘接力形成速率的影響25-35
• 1 實(shí)驗材料及設(shè)備25-26
• 2 實(shí)驗方法26-30
• 3 實(shí)驗結(jié)果30-35
• 4 討論35
• 實(shí)驗二 界面光照功率對于粘接力形成速率的影響35-45
• 1 實(shí)驗材料及設(shè)備36
• 2 實(shí)驗方法36-37
• 3 實(shí)驗結(jié)果37-41
• 4 討論41-45
• 第二部分 未固化樹脂-牙本質(zhì)粘接力形成的動力學(xué)研究45-60
• 實(shí)驗三 界面光照功率的動態(tài)演化對于粘接力形成速率的影響45-60
• 1 實(shí)驗材料及設(shè)備45-46
• 2 實(shí)驗方法46-49
• 3 實(shí)驗結(jié)果49-55
• 4 討論55-60
• 第三部分 樹脂-牙本質(zhì)粘接形成預(yù)測模型的建立60-71
• 實(shí)驗四 基于恒定界面光照功率樹脂牙本質(zhì)粘接形成預(yù)測模型的建立60-64
• 1 建模理論60
• 2 建模主要步驟60-62
• 3 實(shí)驗結(jié)果62-63
• 4 討論63-64
• 實(shí)驗五 基于動態(tài)演變的界面光照功率樹脂牙本質(zhì)粘接形成預(yù)測模型的建立64-71
• 1 建模理論64-65
• 2 建模主要步驟65-68
• 3 實(shí)驗結(jié)果68-69
• 4 討論69-71
• 小結(jié)71-72
• 參考文獻(xiàn)72-82
• 個人簡歷和研究成果82-83
• 致謝83

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本文編號：724911