论文部分内容阅读
目的将以氧化铝（Al2O3）和氧化锆（ZrO2）作为陶瓷原料,加入不同质量比的SiCw（0wt%、3wt%、5wt%、7wt%）,从而制得4种SiCw/ZTA复合陶瓷托槽用材料作为被测试材料。通过MTT比色法体外细胞毒性实验和急性溶血实验来判定四种SiCw/ZTA陶瓷材料的生物安全性能;并通过万能试验机和维氏硬度仪检测四种SiCw/ZTA陶瓷材料的断裂韧性、弹性模量、维氏硬度,计算脆性指数,来初步确定SiCw/ZTA复合陶瓷力学性能参数和可加工性,为临床应用提供实验依据。方法1切割4种复合陶瓷成长方块体（尺寸大小为5mm×5mm×10mm和3mm×2mm×30mm）,表面抛光,前者用于细胞毒性测试,后者用于溶血测试。用95%乙醇脱脂10分钟,超声振荡20分钟,再用去离子水漂洗几遍,干燥并经121°C和33MPa高压灭菌30min。分别用10%FBS的1640培养液配制四种陶瓷材料的100%浓度浸提液和50%浓度浸提液。实验分为10组:A组为ZTA的100%浸提液;B组为ZTA的50%浸提液;C组为3wt%SiCw/ZTA的100%浸提液;D组为为3wt%SiCw/ZTA的50%浸提液;E组为5wt%SiCw/ZTA的100%浸提液;F组为5wt%SiCw/ZTA的50%浸提液;G组为7wt%SiCw/ZTA的100%浸提液;H组为7wt%SiCw/ZTA的50%浸提液;阴性对照组:1640培养液（10%FBS）;阳性对照组:0.1%苯酚。根据评价标准对以上材料进行体外细胞毒性测试实验,小鼠成纤维细胞L929在以上10组液体中培养24h、48h、72h,观察细胞形态（倒置显微镜）,每个组的吸光度值通过MTT比色的方法来测定,计算相对增值率（RGR）,确定毒性级别;按照实验要求配制四种陶瓷材料的生理盐水浸提液,进行该材料的急性溶血实验。实验分为6组:a组为ZTA浸提液组;b组为3wt%SiCw/ZTA浸提液组;c组为5wt%SiCw/ZTA浸提液组;d组为7wt%SiCw/ZTA浸提液组;阴性对照组:生理盐水;阳性对照组:蒸馏水。测试以上浸提液在加入兔血后的吸光度值,并计算溶血率,以此判断是否有急性溶血性。2将此4种陶瓷按照各实验要求切割成合适尺寸的长方体或饼块,表面经砂纸抛光至2000目,经过超声波清洗机清洗,电热鼓风机干燥。其中,断裂韧性切割尺寸为2.5mm×5.0mm×30.0mm,且需要预制深度为2mm和宽度为0.240.26mm之间的缺口。弹性模量测试所需尺寸为2.0mm×3.0mm×20.0mm。维氏硬度测试所需尺寸大小为3mm厚度的块体。断裂韧性和弹性模量测试要求每组材料各6个试件,维氏硬度测试要求每组材料1个试件,在不同部位测试5次。万能试验机上采用单边切口梁三点弯曲（SENB）法测断裂韧性,加载速度为0.05mm/min,跨距为30mm,并要求s/w=4,α/w=o.5。KIC为6个试件所测数据的平均值。万能试验机采用三点弯曲应变测量法测定材料的弹性模量（E）,跨距为16mm,加载速度为0.05mm/min。在显微维氏硬度计上测定硬度（HV）,载荷为5kg,保压时间为10s。根据公式计算脆性指数,得出可加工性参考指标。并对各种材料断裂面经喷金后在扫描电子显微镜（SEM）下观察断口形貌、裂纹扩展途径。结果1 AH各实验组细胞生长良好,形态无异常,且与阴性对照组相差不大;经培养24h后,A到H组与阴性对照组和阳性对照组无明显差异,无统计学意义（P>0.05）,经培养48h和72h后,A到H组与阴性对照组无明显差异,无统计学意义（P>0.05）,但是和阳性对照组之间存在统计学差异（P<0.05）,且AH各实验组细胞毒性分级均在0到1级之间;溶血率分别为0.76%、0.88%、1.39%、3.03%,均低于5%的安全标准。2随着SiCw的添加含量增加（0wt%5wt%）,该复合陶瓷的断裂韧性、弹性模量、维氏硬度增加,脆性指数下降,但SiCw添加质量比继续增加（5wt%7wt%）,它们的机械参数反而下降而脆性指数上升。最终,5wt%SiCw/ZTA机械参数:断裂韧性7.965 MPa.m1/2、弹性模量76.063GPa、维氏硬度14.775GPa、脆性指数为1.85μm-1/2,具备最低的脆性指数和良好的机械参数。结论1 SiCw/ZTA复合陶瓷托槽用材料体外细胞毒性阴性,急性溶血阴性,具有良好生物安全性。2 SiCw/ZTA复合陶瓷托槽用材料中SiCw的添加质量比在5%时,具有良好的可加工性,且符合临床上对材料的力学性能要求。图9幅;表8个;参138篇。