牙科树脂渗透氧化锆陶瓷复合材料的实验研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:flj3156
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的:制备牙科树脂渗透氧化锆陶瓷(polymer infiltrated zirconia ceramic network,PICN)复合材料,分别对其机械性能和微观结构进行检测与观察,重点探讨陶瓷支架密度和烧结温度对其机械性能的影响,另外对材料的生物相容性进行检测,从而评估其应用于临床的可能性并为其以后在临床的应用提供可靠的实验依据。方法:本实验采用干压成型和冷等静压工艺,用常压烧结法来制备三组不同终烧结温度的多孔氧化锆(Zr O2)陶瓷支架。在制备过程中,每组通过调控陶瓷粉料中造孔剂的添加量得到四种不同造孔剂含量的陶瓷生坯,然后将三组陶瓷生坯分别烧结到1100℃、1200℃和1300℃,制备得到三个温度组的多孔陶瓷支架。实验组的陶瓷支架用树脂进行渗透得到陶瓷树脂复合材料。对照组为未经树脂渗透的多孔陶瓷支架、不添加造孔剂的纯氧化锆陶瓷以及纯树脂。每组十个试件。用阿基米德法对陶瓷支架的孔隙率进行测定。用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)对未经树脂渗透的多孔陶瓷支架以及PICN材料进行微观结构观察。试件制备好以后,首先,对其机械性能进行检测:通过三点弯曲强度实验检测材料的弯曲强度和弹性模量,采用单边切口梁法检测材料的断裂韧性,通过纳米压痕系统测得材料的硬度;然后,用扫描电镜观测纯陶瓷以及PICN材料中裂纹的显微结构;最后,通过MTT(3-(4,5)-dimethylthiahiazo(-z-y1)-3,5-di-phenytetrazoliumromide)实验来检测材料的细胞毒性。对实验结果进行统计分析。结果:成功制备得到实验组试件:1100℃、1200℃、1300℃三个温度组的树脂渗透氧化锆陶瓷(在陶瓷支架基础上制得),对照组试件:三个温度组未经树脂渗透的多孔陶瓷支架、不添加造孔剂的纯氧化锆陶瓷以及纯树脂。经测定,各温度组的陶瓷支架的孔隙率分别为8%、15%、26%、42%,对应的陶瓷支架的密度为92%、85%、74%、58%。扫描电镜显示多孔陶瓷支架的孔隙大小不均匀但是互相贯通,PICN材料中树脂在陶瓷孔隙内渗透完全,未见明显渗透不全的气孔。分别对各组试件的机械性能进行检测,检测结果显示:终烧结温度为1100℃时,随着陶瓷支架密度的升高,树脂渗透氧化锆陶瓷(PICN)材料的弯曲强度的变化范围为58-96.23MPa,弹性模量为14.56-38.8 GPa,断裂韧性为0.83-1.40 MPam1/2,硬度为0.39-4.90 GPa;未经树脂渗透的多孔陶瓷支架的弯曲强度的变化范围为23.88-46.34MPa,弹性模量为1.57-26.14GPa,断裂韧性为0.51-1.15MPam1/2,硬度为0.29-1.65GPa;不添加造孔剂的纯氧化锆陶瓷的弯曲强度为252.59MPa,弹性模量为86.42GPa,断裂韧性为3.76MPam1/2,硬度为5.89GPa。终烧结温度为1200℃时,随着陶瓷支架密度的升高,树脂渗透氧化锆陶瓷(PICN)材料的弯曲强度为94.28-178.12MPa,弹性模量为29.67-77.48 GPa,断裂韧性为1.47-2.97 MPam1/2,硬度为0.97-9.83 GPa;未经树脂渗透的多孔陶瓷支架的弯曲强度为59.37-130.89MPa,弹性模量为10.55-37.37GPa,断裂韧性为0.69-2.18 MPam1/2,硬度为0.59-3.92 GPa;不添加造孔剂的纯氧化锆陶瓷的弯曲强度为538.55MPa,弹性模量为155.22GPa,断裂韧性为7.48MPam1/2,硬度为12.26GPa。终烧结温度为1300℃时,随着陶瓷支架密度的升高,树脂渗透氧化锆陶瓷(PICN)材料的弯曲强度为106.81-211.77MPa,弹性模量为40.24-100.52 GPa,断裂韧性为1.36-2.48MPam1/2,硬度为1.97-10.79 GPa;未经树脂渗透的多孔陶瓷支架的弯曲强度为68.42-139.11MPa,弹性模量为13.95-56.83 GPa,断裂韧性为0.64-2.04MPam1/2,硬度为0.88-4.81 GPa;不添加造孔剂的纯氧化锆陶瓷的弯曲强度为576.15MPa,弹性模量为186.79GPa,断裂韧性为5.50MPam1/2,硬度为13.14GPa。另外,纯树脂的弯曲强度为97.08MPa,弹性模量为3.09GPa,断裂韧性为1.08MPam1/2,硬度为0.23GPa。除了1300℃ PICN74%和PICN85%两组之间的弯曲强度(P=0.112)以及1300℃ PICN92%和PICN85%两组之间的断裂韧性(P=0.161)外,其他组间P值均小于0.05,差异有显著性意义。对纯氧化锆陶瓷以及PICN材料经过机械性能检测后,用扫描电镜观测材料中裂纹的显微结构,结果显示裂纹在纯氧化锆陶瓷中平直顺滑,扩展路径较长;裂纹在PICN中出现较多的分枝、偏转,树脂颗粒阻碍了裂纹的扩展,路径较短。细胞毒性实验显示,各组细胞培养3天后,PICN组与树脂、陶瓷对照组的细胞均生长良好,生长密度高,细胞呈梭形或长条形,没有见到异常细胞,优于阴性玻片对照组。PICN组与树脂组、陶瓷组的吸光度值在培养1、3、5、7天各时间点均高于玻片阴性对照组,3、5、7天的时候三组均与玻片组有统计学差异(P<0.05),且PICN组的OD值大于树脂组,小于陶瓷组,三组之间未见明显统计学差异(P>0.05)。毒性分级为0级,符合口腔临床应用的要求。结论:树脂渗透氧化锆陶瓷复合材料的机械性能与人类天然牙釉质和牙本质相似,并且具有良好的生物相容性,是一类综合性能极佳的仿生材料,在口腔修复领域具有良好的应用前景。实验证明陶瓷支架密度和烧结温度对PICN的机械性能有重要影响,陶瓷支架密度在74%到85%之间,烧结温度在1200℃到1300℃之间时,制备得到的材料性能较好。
其他文献
中国传统山水画和古典园林都是我国最具有代表性的艺术形式,二者都是以自然美学的观点作为基本出发点,并在历史发展过程中相互影响、相互促进,逐步形成相对一致性的联系。研究中国传统山水画审美意识的形成过程和表达形式,深刻的领略、感受古人对生态环境、自然环境、居住环境的态度以及中国传统文化的博大精深,探索传统山水画对园林艺术空间审美的影响。通过研究中国传统山水画与古典园林在表现内容、审美表达、风格手法以及呈
随着对网络安全的不断重视,人们已将网络入侵检测作为维护网络安全的主要技术之一,也是保护计算基础设施免受恶意攻击的重要对策。入侵检测系统是一种软件或者硬件组件,用于监控计算机系统并分析其中发生的事件以发现入侵迹象。目前常用的入侵检测技术包括:基于模型的技术、基于机器学习的技术、基于数据挖掘的技术等。其中基于机器学习的入侵检测技术是当前的研究热点,但当前网络攻击流量比较多,数据采集是比较困难的,因此针
隧穿电离是原子和分子强场电离的第一步,作为强场电离中最基本、最普遍的量子现象之一,一直是超快光物理基础研究领域中非常重要且备受关注的一个课题。少周期超短超强激光技术的发展与成熟,为在亚光周期时间尺度上深入理解强场物理过程提供了有力的工具。基于阿秒条纹谱技术而发展的阿秒钟(attoclock)技术,其时域测量精度可达几阿秒,为研究电子在强场隧穿电离过程中发生的超快动力学行为提供了很好的手段。本文我们
虚拟实验平台是虚拟现实的一项重大应用,虚拟手仿真技术也是虚拟现实的一类重要研究领域。虚拟实验平台中的物体形状规则,多处于受限交互中,需要更有针对性的碰撞交互和更全面的运动控制方法。此外现有的运动控制方法尚不能较好地得到控制结果的效果体现,需要能体现真实性并满足实时性的仿真方法。本文围绕着虚拟实验平台中的虚拟手受限交互和仿真展开研究。本文定义了抓取和按下这两种特定的交互动作及判定方法,通过手部接触点
猪传染性胸膜肺炎(Porcine contagious pleuropneumonia,PCP)是由猪胸膜肺炎放线杆菌(Actinobacillus pleuropneumoniae,APP)引起的以急性肺脏出血或慢性纤维素性胸膜粘连等为特征的一种呼吸道传染性疾病。Apx外毒素是APP最重要的致病因子,且有ApxI、ApxII、ApxⅢ和ApxⅣ4种毒素因子,其中ApxⅠ可引起疾病出现肺部典型病变
2019年中国成为世界知识产权组织《专利合作条约》(PCT)框架下国际专利申请量最多的国家,技术创新已成为引领国家发展的第一动力。政产学研技术创新联盟具备了技术创新的所有要素,兼顾了研发与实用,是广泛存在的技术创新合作机制。然而,社会经济活动的开展也伴随着利益分配问题的出现,不同的联盟利益主体往往对利益有着不同的诉求,生产部门的逐利性决定了企业首先要谋求中短期经济效益,而学研部门需要长期的研发支持
从单目图像中推理物体的遮挡关系是计算机视觉基础任务之一。从观察者的角度看,遮挡关系反映了场景中物体之间的相对深度差异。因此,遮挡关系推理也是感知和理解场景的重要步骤之一,可用于物体检测、分割和3D重建等。遮挡关系推理用遮挡边缘来描述物体,并用方向值描述物体之间的遮挡次序。然而前人的方法中,遮挡边缘存在较多误检和漏检,并且遮挡关系推理的误检率较高。其原因是他们忽视了遮挡边缘和遮挡次序之间同时存在着关
地震的孕育、发生、发展规律一直以来都是地震学研究的重要目标和前沿课题之一而高精度近断层同震位移场的展布特征不仅揭示了地震的破坏范围、程度及其衰减特征、震源位错的机制、断层结构的复杂性等要素信息,还可以用其反演震源滑动模型,从而在空间上精细刻画地震的发生、发展过程,最终利用该滑动模型进一步计算后续库仑应力变化及影响范围,从而分析研判震后断裂本身或相邻断裂的发展趋势等。目前,同震位移场主要通过空间对地
基于属性的访问控制模型(ABAC)不同于其他传统的访问控制模型,通过属性对于系统中所包含的主体、客体、其他实体以及访问控制策略等进行描述,近年来受到了企业、学术界以及标准组织等各行各业的广泛关注。随着网络的快速普及和发展,现今网络服务以及用户数量迅猛增长,使得ABAC策略库变得愈加庞大、策略表达变得愈加复杂,进而导致用户获取访问请求对应的访问决策结果耗时过长,引发用户与实际系统之间的矛盾。本文从上
无论是基于聋校初任教师专业发展的需求,还是稳定聋校的师资力量,给予初任教师专业发展支持都显得十分必要。然而目前聋校为初任教师专业发展提供的支持不足,缺少系统、完善的支持策略,初任教师的专业发展面临着一系列的困难和挑战。面对聋校为初任教师提供支持的现实,必须从发展的实际出发,加强对初任教师专业发展的支持和保障措施。教师专业发展是一个持续而动态的发展过程,聋校需要全方位支持提高初任教师的专业素质,逐步