牛牙釉質(zhì)和二硅酸鋰玻璃陶瓷動(dòng)態(tài)磨損行為的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、二硅酸鋰玻璃陶瓷因其優(yōu)異的美學(xué)特性、適度的力學(xué)行為和成熟的加工工藝在臨床上被廣泛用于制作各種類型的修復(fù)體。然而瓷修復(fù)體一旦戴入口內(nèi)服役，與天然牙之間的磨損就不可避免，且其磨損行為是一個(gè)動(dòng)態(tài)的長(zhǎng)期存在的過(guò)程，磨損造成的材料結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的變化和累積，可能會(huì)造成修復(fù)體崩瓷和折裂，最終導(dǎo)致修復(fù)失敗。因此，有關(guān)齒科陶瓷材料磨損行為的研究已成為近年來(lái)口腔修復(fù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題。
　　由于健康人類離體牙的來(lái)源有限，有學(xué)者曾使用牛牙釉質(zhì)同齒科陶瓷材

2、料配副進(jìn)行體外磨損實(shí)驗(yàn)，以研究天然牙與修復(fù)體的磨損行為。另外，對(duì)瓷修復(fù)體表面研磨、拋光及上釉處理后的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，修復(fù)體的表面狀態(tài)與其磨損行為關(guān)系密切。但以往的磨損實(shí)驗(yàn)大多為某一特定時(shí)間節(jié)點(diǎn)的磨損性能比較，而對(duì)瓷修復(fù)體在口內(nèi)長(zhǎng)期服役的動(dòng)態(tài)磨損行為過(guò)程則缺乏系統(tǒng)的研究。
　　經(jīng)典摩擦學(xué)理論認(rèn)為，一對(duì)摩擦副的動(dòng)態(tài)磨損行為具有時(shí)間依賴性，即在不同的磨損階段有不同的磨損表現(xiàn)。因此，要全面科學(xué)的研究瓷修復(fù)體和牙釉質(zhì)的咀嚼磨損狀況，就必須研究

3、其動(dòng)態(tài)磨損行為及其相應(yīng)的微觀磨損機(jī)制。
　　研究目的：
　　研究牛牙釉質(zhì)和二硅酸鋰玻璃陶瓷的動(dòng)態(tài)磨損行為及其相應(yīng)的微觀磨損機(jī)制，分析研磨和拋光對(duì)二硅酸鋰玻璃陶瓷動(dòng)態(tài)磨損行為的影響，為臨床合理選擇和處理瓷修復(fù)體、防止對(duì)頜天然牙的過(guò)度磨損提供實(shí)驗(yàn)參考數(shù)據(jù)。
　　研究方法：
　　1、牛牙釉質(zhì)和人牙釉質(zhì)的力學(xué)性能及微觀形貌比較：利用納米壓入測(cè)試儀比較人牙釉質(zhì)與牛牙釉質(zhì)的硬度及彈性模量，用掃描電鏡觀察人牙釉質(zhì)和牛牙釉質(zhì)的微

4、觀形貌。
　　2、牛牙釉質(zhì)和二硅酸鋰玻璃陶瓷的動(dòng)態(tài)磨損行為研究：將二硅酸鋰玻璃陶瓷和牛牙釉質(zhì)分別與二硅酸鋰玻璃陶瓷配副，在摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行54萬(wàn)次磨損循環(huán)，選取10個(gè)循環(huán)節(jié)點(diǎn)，測(cè)量試件在各節(jié)點(diǎn)的高度損失量和磨損速率，繪制磨損量和磨損速率曲線。
　　3、牛牙釉質(zhì)和二硅酸鋰玻璃陶瓷動(dòng)態(tài)磨損行為的微觀機(jī)制研究：根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的磨損曲線劃分的不同磨損階段，另制備相應(yīng)的牛牙釉質(zhì)和二硅酸鋰玻璃陶瓷試件，磨損至相應(yīng)的磨損階段后，利用三維

5、形貌儀和掃描電鏡，分析不同磨損階段各組試件的表面大體形貌、表面粗糙度和微觀形貌。
　　4、研磨和拋光對(duì)二硅酸鋰玻璃陶瓷動(dòng)態(tài)磨損行為的影響：對(duì)二硅酸鋰玻璃陶瓷試件進(jìn)行研磨和拋光處理后，分別歸入研磨組和拋光組，進(jìn)行102萬(wàn)次磨損循環(huán)，選取16個(gè)循環(huán)節(jié)點(diǎn)，測(cè)量試件在各節(jié)點(diǎn)的高度損失量和磨損速率，繪制磨損量和磨損速率曲線。
　　5、研磨和拋光對(duì)二硅酸鋰玻璃陶瓷動(dòng)態(tài)磨損行為微觀機(jī)制的影響：根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的磨損曲線劃分的不同磨損階段，另制

6、備相應(yīng)的研磨組和拋光組二硅酸鋰玻璃陶瓷試件，磨損至相應(yīng)的磨損階段后，利用三維形貌儀和掃描電鏡，分析不同磨損階段各組試件的表面大體形貌、表面粗糙度和微觀形貌。
　　研究結(jié)果：
　　1、牛牙釉質(zhì)的硬度值和彈性模量值分別為（3.33±0.19）GPa和（79.51±3.56） GPa，與人牙釉質(zhì)硬度值（3.92±0.20）GPa和彈性模量值（93.45±4.75）GPa較為接近；微觀形貌顯示牛牙釉質(zhì)和人牙釉質(zhì)均以釉柱為基本組成單位

7、。
　　2、牛牙釉質(zhì)和二硅酸鋰玻璃陶瓷的磨損行為在本實(shí)驗(yàn)條件下均表現(xiàn)出時(shí)間依賴性。牛牙釉質(zhì)磨損曲線：0~22萬(wàn)轉(zhuǎn)次為“跑合期”，磨損速率較快；22~38萬(wàn)轉(zhuǎn)次為“穩(wěn)定磨損期”，磨損速率較低；38~54萬(wàn)轉(zhuǎn)次為“劇烈磨損期”，磨損速率加快；二硅酸鋰玻璃陶瓷磨損曲線：0~6萬(wàn)轉(zhuǎn)次為“跑合期”，磨損速率較快；6~54萬(wàn)轉(zhuǎn)次為“穩(wěn)定磨損期”，磨損速率維持在較低水平。54萬(wàn)次循環(huán)中各節(jié)點(diǎn)的的磨損量牛牙釉質(zhì)均顯著大于二硅酸鋰玻璃陶瓷。

8、　　3、牛牙釉質(zhì)的表面粗糙度隨“跑合期”→“穩(wěn)定磨損期”→“劇烈磨損期”的磨損進(jìn)程呈現(xiàn)出“增大→減小→再增大”的趨勢(shì)，微觀形貌呈現(xiàn)出“寬大的犁溝狀磨痕→磨痕消失散在剝脫→凹凸不平大塊剝落”的趨勢(shì)。二硅酸鋰玻璃陶瓷的表面粗糙度隨“跑合期”→“穩(wěn)定磨損期”的磨損進(jìn)程呈現(xiàn)出“增大→減小”的趨勢(shì)，微觀形貌呈現(xiàn)出“密集深犁溝狀磨痕→均勻平坦”的趨勢(shì)。各相同磨損期的表面粗糙度值牛牙釉質(zhì)均顯著大于二硅酸鋰玻璃陶瓷。
　　4、研磨組和拋光組二硅酸

9、鋰玻璃陶瓷的動(dòng)態(tài)磨損行為均表現(xiàn)出時(shí)間依賴性。研磨組磨損曲線：0~14萬(wàn)轉(zhuǎn)次為“跑合期”，磨損速率快；14~102萬(wàn)轉(zhuǎn)次為“穩(wěn)定磨損期”，磨損速率慢；拋光組磨損曲線：0~6萬(wàn)轉(zhuǎn)次為“跑合期”，磨損速率快；6~102萬(wàn)轉(zhuǎn)次為“穩(wěn)定磨損期”，磨損速率慢；每對(duì)摩擦副上下試件的磨損曲線均相互適應(yīng)和類似。102萬(wàn)次循環(huán)后中各節(jié)點(diǎn)的磨損量研磨組均顯著大于拋光組。
　　5、研磨組和拋光組二硅酸鋰玻璃陶瓷試件的表面粗糙度隨“跑合期”→“穩(wěn)定磨損期”

10、磨損進(jìn)程呈現(xiàn)出“增大→減小”的趨勢(shì)，研磨組的表面粗糙度Sa值大于拋光組；微觀形貌呈現(xiàn)出“密集深大→稀疏較淺”的犁溝狀磨痕，研磨組磨痕較拋光組更為密集深大。
　　結(jié)論：
　　1、牛牙釉質(zhì)和人牙釉質(zhì)的力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)相近，加之尺寸大、來(lái)源廣、加工方便，是人牙釉質(zhì)用于體外磨損實(shí)驗(yàn)的較佳替代品。
　　2、在54萬(wàn)次磨損循環(huán)中，牛牙釉質(zhì)試件呈現(xiàn)出“跑合期”、“穩(wěn)定磨損期”、“劇烈磨損期”三個(gè)特征性磨損階段，二硅酸鋰玻璃陶瓷呈現(xiàn)

11、出“跑合期”、“穩(wěn)定磨損期”兩個(gè)特征性磨損階段，兩種材料的表面粗糙度及微觀形貌也顯示出與宏觀磨損曲線相對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)演化規(guī)律，表明其磨損行為均符合摩擦學(xué)動(dòng)態(tài)磨損規(guī)律。
　　3、相較于對(duì)頜為同材料修復(fù)體，二硅酸鋰玻璃陶瓷與對(duì)頜天然牙會(huì)產(chǎn)生較大磨損量和較快的磨損速率，因此臨床上應(yīng)注意防止對(duì)頜天然牙的過(guò)度磨損。
　　4、表面處理主要影響材料磨損過(guò)程中的“跑合期”，拋光較研磨可以有效降低二硅酸鋰玻璃陶瓷的表面粗糙度和磨損量，縮短“跑合期