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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。