两种口腔基托树脂力学性能的比较研究

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[摘要]目的：对两种口腔基托树脂材料的力学性能进行比较研究，为临床工作提供理论依据。方法：对临床使用的注塑基托树脂和热凝基托树脂，按照其操作步骤要求进行试样制备，测定其冲击强度、弯曲强度、弹性模量和布氏硬度，并对断面进行电子显微分析。结果：注塑基托树脂和热凝基托树脂的弯曲强度分别为（104.44±3.07）MPa，（93.29±6.18）MPa，（P＜0.05），冲击强度为（6.01±0.50）kJ/mm3，（7.25±0.63）kJ/mm3，（P＞0.05），弹性模量为（2.1±0.2）GPa，（2.3±0.3）Gpa， （P＞0.05），布氏硬度为（12.17±0.93）kg/mm2，（20.07±1.39）kg/mm2，（P＜0.05）；两种基托树脂的微观结构有明显不同，注塑基托树脂内部分布着许多粒径颗粒。结论：由于两种基托树脂的制作工艺不同，两者的力学性能存在一定的差异，注塑基托树脂韧性佳而硬度较低，热凝基托树脂硬度高而脆性较大。建议临床工作中，根据义齿类型选择不同的基托树脂，并且针对各自存在的问题进行针对性处理。

[关键词]基托树脂；力学性能

[中图分类号]R783[文献标识码]A[文章编号]1008-6455（2011）02-0295-03

Comparative study on the mechanical properties of two denture resins

WANG Qin-zhou1,DENG Zai-xi2,LI Shi-bao2

（1.Medicine Tools Detection Conter of Shaanxi Province,Xi'an 710061,Shaanxi,China;2.Department ofProsthodontics,College of Stomatology, The Fourth Military Medical University)

Abstract: Objective To comparative study the mechanical properties of two denture base resins, and it provided theoretical foundation of clinical practises. Methods The flexural strength, impact strength,flexural elastic modulus and Brielle hardness of the two denture resins materials was measured on testing machine, the photos of the sections under the electron microscope was taken. ResultsThe flexural strength of Castapress denture resin and Thermo coagulation were(104.44±3.07)MPa,（93.29±6.18）MPa(P＜0.05),impact strength were (6.01±0.50)kg/mm3,(7.25±0.63）kJ/mm3,(P＞0.05),flexural elastic modulus were（2.1±0.2）GPa,(2.3±0.3)GPa,(P＞0.05),Brielle hardness were (12.17±0.93)kg/mm2,(20.07±1.39)kg/mm2,(P＜0.05);two kinds of materials were obviously different in their micromechanisms,there were two much particles in Castapress denture resin. ConclusionCastapress denture resin has good flexural strength, but has low hardness,Thermo coagulation has good hardness,but has low flexural strength.

Key words: denture base resin; mechanical property

基托树脂是口腔制作全口义齿和可摘局部义齿的主要材料。目前，临床上使用的基托树脂主要有热凝基托树脂和注塑基托树脂两种，两种基托树脂的制作工艺有许多不同，各自有着优缺点[1]。力学性能作为衡量基托树脂的重要指标，目前关于这方面的相关文献还比较少，本研究通过对两种基托树脂力学性能进行比较研究，为临床工作提供指导。

1材料和方法

1.1 材料：注塑基托树脂（沃特斯公司,荷兰）和热凝基托树脂(登士柏齿科材料公司,美国)。

1.2 方法：参照ISO1567-1988标准，按照注塑基托树脂与热凝基托树脂的操作步骤要求进行试样制作，试样内径尺寸为0.6cm×0.4cm×6.0cm（如图1）。注塑基托树脂试样的制作方法是：按照厂家推荐的1.5g:1.0ml的粉液比例调和，搅拌20s后，把树脂灌注入成品模具中。按照该树脂聚合的要求：把树脂连同模具一起放入55℃的水中，在2.5Bar的压力锅中聚合30min后自然冷却至室温。热凝基托树脂试样的制作方法是：按照厂家推荐的粉液比调和粉与液，待调和物进人面团期，充填入成品模具中，加压后进行常规水浴聚合热处理。按照该树脂的标准热处理程序：水温升至70℃恒温1.5h，然后升温至100℃，保持1h之后自然冷却至室温。把聚合好的两种基托树脂试样取出，用600#水砂纸磨平表面，用精度为0.02mm的游标卡尺测量试样的尺寸。

1.2.1 弯曲强度的测试：在LJ-500型拉力试验机上进行弯曲强度的测试，跨度为(4.0±0.05)cm，压头半径为(0.25±0.O1)cm，压头速度为10mm/min，共测8个试样。以下式计算弯曲强度，结果取均值。试样断裂以后，对断面进行显微扫描电镜观察。

注：P为最大载荷，L为跨度，b为试样宽度，d为厚度。

1.2.2 弯曲弹性模量的测试：在In-stron1195型万能材料试验机上进行弹性模量的测试，跨度为(4.0±0.05)cm，压头半径为(0.25±0.01)cm，压头速度为5mm／min，共测8个试样。以下式计算弹性模量，结果取均值。

注：F为载荷，L为跨度，C为试样宽度，D 为厚度，Y为挠度。

1.2.3 冲击强度的测试：采用XJ-40型冲击试验机进行冲击强度的测试，共测8个试样，以下式计算冲击强度，结果取均值。

注：A 为试样断裂所消耗的功，b为试样宽度，d为试样厚度。

1.2.4 布氏硬度的测试：在HW 187.5布洛维硬度计上进行布氏硬度的测试，硬度计压头为D2.5mm的钢球，载荷612.5 N(62.5kg)，加载时间1min。每种材料测8个试样，每个试样测3个点，结果取均值。按下式计算布氏硬度：

注：P为载荷，D为压头直径，d为压痕直径。

2结果

2.1两种基托树脂的力学性能见表1。

2.2 两种基托树脂断面电镜照片显示两种基托树脂的微观组织结构有明显不同（如图2～3）。

3讨论

3.1 两种基托树脂力学性能的比较：弯曲强度是表示材料抵抗发生形变乃至折断的能力[2]，也就是材料的韧性。义齿在咀嚼时，义齿基托会产生弯曲形变，长期反复的弯曲形变就可能导致疲劳性折断，所以，基托树脂的韧性越好，其抗疲劳的能力会越强。从弯曲强度的测试结果来看，注塑基托树脂的弯曲强度明显高于热凝基托树脂，说明注塑基托树脂的韧性较好，是该树脂的优点，热凝基托树脂的韧性较低，则脆性大，是该树脂的缺点。从电镜照片中发现注塑基托树脂内部分布有许多粒径颗粒，这些粒径颗粒相互连接，从而使其韧性增强，与弯曲强度测试的结果一致，从这点也说明材料的力学性能与其内部的组成及结构是密切相关的。

冲击强度是材料抵抗冲击力的能力。义齿基托在口内一般不会遭受冲击力，但患者将义齿意外落地造成折断时有发生。从结果看，两种树脂同样具有一定抗冲击的性能。弹性模量是表示材料抵抗弹性正应变的能力，弹性模量愈大，材料愈不容易发生弹性变形，即表明材料的刚性愈大[2]。从结果看，两种树脂均具有一定的抗变形能力，受力后不易变形。

硬度是表示材料抵抗其他较硬物体压入的性能，硬度越高表示材料耐磨性越好。由于基托树脂主要作用并非如人工牙一样需要有一定的耐磨性，从结果来看，注塑基托树脂的硬度明显低于热凝基托树脂，根据ISO 1567-1988标准，二者的硬度均达到了树脂的基本要求。

通过对以上力学性能及微观结构的分析，可以得出注塑基托树脂的硬度稍低但韧性较好，热凝基托树脂的硬度较高但脆性较大的结论。

3.2两种基托树脂制作工艺的比较：热凝基托树脂的制作工艺是采用传统装盒、充填、加压、100℃水浴聚合等多个步骤进行的。其不仅存在操作步骤多，工作时间长的缺点，而且树脂的充填时机、加热程序必须掌握合适，否则容易出现咬合增高的现象[3]。

近几年临床开展应用的注塑基托树脂，其制作工艺是采用手调式硅橡胶制取义齿蜡型的印模，然后把调拌好的树脂灌注入硅橡胶印模内进行加压，在55℃水中聚合。注塑基托树脂与热凝基托树脂相比，前者不需要装盒、充填等步骤，不需要损坏原始工作模型，树脂聚合后可以在原始模型上检查义齿的适合性和咬合关系。这种工艺方法特别适合于附着体义齿的树脂充填，因为采用装盒的方法在压榨器上加压，极容易使附着体义齿固定部分的烤瓷牙发生损坏。同时，该方法还具有操作简单，节约工作时间的优点。该方法存在的缺点是树脂与人工牙结合稍差，义齿在使用过程中偶尔会出现人工牙脱落的现象。近年来，通过对人工牙组织面进行粗糙化处理，同时在人工牙组织面涂布粘结剂增强树脂与人工牙的结合，使这个问题得到了有效解决。

总之，通过对两种基托树脂力学性能及制作工艺的比较，笔者认为两种基托树脂由于制作工艺的不同，在力学性能方面产生了一些差异，即注塑基托树脂的硬度稍低但韧性较好，热凝基托树脂的硬度较高但脆性较大，但二者都能满足临床的要求。笔者建议使用者应该根据义齿类型选择相应的基托树脂材料，同时在操作过程中，针对不同基托树脂存在的问题采取有针对性的处理。

[参考文献]

[1]邓再喜，张春宝，孙 翔，等.注塑法进行全口义齿充填[J].中华老年口腔医学杂志，2009，7（4）：246-247.

[2]赵信义，施长溪，陈 萍.4种义齿基托树脂力学性能比较[J].实用口腔医学杂志，2003，19(6)：550-554.

[3]马轩祥.口腔修复学[M].北京：人民卫生出版社，2005：245.

[收稿日期]2010-05-05 [修回日期]2010-11-10