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文檔簡介
1、上海交通大學醫(yī)學院 2011 級碩士學位論文 1 前言 前言 1886年C.H.Land報道了第一例全瓷冠修復體 [1],因其具有良好的美學特征而被重視,自此陶瓷材料開始應用于口腔修復學領域,但是當時陶瓷的強度和韌性無法滿足臨床要求。直到烤瓷熔附金屬冠的問世 [2],牙科陶瓷材料的應用才日趨廣泛。但是人們對口腔修復體的要求越來越高,烤瓷熔附金屬冠已不能滿足臨床要求??敬扇鄹浇饘俟诘幕资墙饘俨牧希环矫嬉蚱洳煌腹?,影響修復體的美學效果
2、,另一方面金屬基底易游離出微量金屬元素導致牙齦染色 [3]。全瓷修復體可以有效的彌補以上不足。全瓷修復體沒有金屬基底,具有與天然牙牙釉質相似的透明度和折射率,改善了修復體的顏色和層次感,可以達到良好的美學效果;同時陶瓷材料化學性能穩(wěn)定,耐腐蝕性良好,生物相容性優(yōu)良,硬度高,耐磨損,耐熱性好。因此全瓷修復體受到越來越多的患者和醫(yī)師的青睞,具有極為廣闊的臨床應用前景。 近年來,全瓷修復體的機械力學性能得到了很大提高,多種增強增韌的牙科陶瓷材
3、料相繼問世。根據(jù)化學成分的不同,目前的牙科全瓷材料主要分為三類:硅酸鹽基陶瓷、氧化鋁基增強陶瓷和氧化鋯增強陶瓷。硅酸鹽基陶瓷主要有兩種:長石瓷和玻璃陶瓷。義獲嘉偉瓦登公司在1986年推出Empress系統(tǒng),該陶瓷材料在長石瓷中加入白榴石晶體增加強度,具有較好的抗折強度,其表面可上釉著色,具有與牙釉質相似的美觀性, 可用于前牙區(qū)域的冠修復; 1998年該公司研制出IPS Empress Ⅱ熱壓鑄玻璃陶瓷系統(tǒng),其主要成分為二硅酸鋰晶體與磷
4、酸鋰晶體,其中相互鎖結的二硅酸鋰晶體含量高達60%, 其強度可達300 MPa [4], 是IPS Empress的2.5倍左右 [5-6],具有較高的機械強度,可用于跨度較小前牙和前磨牙的固定橋修復;2005年,該公司在此基礎上研制開發(fā)出IPS e.max Press系統(tǒng),其主要成分也為二硅酸鋰晶體,但是通過特有的燒結方式其物理特性和透明度得到很大改善,強度提高到400MPa [7],美觀性更加逼真,因此IPS e.max Pre
5、ss系統(tǒng)是目前應用最廣泛的鑄造陶瓷材料。出上海交通大學醫(yī)學院 2011 級碩士學位論文 3 因此,研究牙科陶瓷材料的裂紋產(chǎn)生、演變過程成為近年來本領域的一個重要研究方向。 隨著制作工藝的改進,全瓷材料由單層結構向雙層結構轉變,實驗模型也由最初的單層結構模型向雙層結構模型和三層結構模型改進。研究單層結構全瓷材料的裂紋擴展模式是研究雙層結構和三層結構模型的基礎。雙層結構和三層結構模型是單層結構全瓷材料的進一步擴展和深入。國內(nèi)外學者 [18-
6、20] 針對單層結構全瓷材料的破裂提出兩種損傷模式:脆性模式(brittle mode)和準塑性模式(quasiplastic mode). 脆性模式是由拉應力驅動而產(chǎn)生的,主要表現(xiàn)為接觸區(qū)表面產(chǎn)生環(huán)形裂紋(ring cracks)和錐狀裂紋(cone cracks),與全瓷修復體表面崩瓷有關 [20]。準塑性模式因剪切應力驅動而產(chǎn)生,主要表現(xiàn)為接觸區(qū)下方瓷層內(nèi)的局部彌散性損傷,它的出現(xiàn)預示著放射性裂紋的即將產(chǎn)生 [20]。有研究表
7、明 [19]循環(huán)加載會促進兩種破壞模式的發(fā)展。隨著循環(huán)加載次數(shù)的增加,錐狀裂紋向下、向外擴展,但擴展較慢;而準塑性模式擴展較快, 其導致的損傷逐漸累積、 聚集, 最終導致放射狀裂紋 (radial crack)的產(chǎn)生。對于不同結構的陶瓷材料,占主導地位的損傷模式也不相同。脆性模式多發(fā)生于均質陶瓷或是晶粒較細的陶瓷材料,如細晶粒的玻璃陶瓷、長石質陶瓷;準塑性模式多發(fā)生于晶粒較粗的陶瓷材料,如粗晶粒的玻璃陶瓷、氧化鋯陶瓷、氧化鋁陶瓷等 [1
8、9、21]。大量學者研究了雙層結構模型的損傷模式和破壞載荷,提出雙層結構模型的損傷模式與基底材料的物理性能有關 [22-24]。 實驗模型根據(jù)基底材料不同主要分為兩大類:一是彈性模量與硬度較小的材料,比如樹脂、聚碳酸酯等 [22、23];二是彈性模量與硬度較大的材料,比如陶瓷、金屬等 [23、24]。第一類用牙科粘結劑或環(huán)氧樹脂膠將瓷層粘結于基底,表現(xiàn)出較明顯的錐狀裂紋和放射狀裂紋,錐狀裂紋產(chǎn)生于瓷層接觸區(qū)表面,較單層結構模型中的錐狀裂
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