口腔材料学总论.ppt

口腔材料学,第一节 概述,地位 发展史 学科教育 分类,重要性 内容要求 发展方向 标准化,、,二、口腔材料学的重要性,1.口腔材料学是口腔医学基础与临床的 桥梁学科 2.口腔材料学是口腔医学发展的基础 3.口腔材料学在口腔医学中发挥先导和 推动作用 4.口腔材料学是口腔临床医师必须掌握 的知识领域,三、口腔材料的发展史,9. 20世纪70年代复合树脂问世使口腔临床医学进入 新阶段 10. 20世纪80年代种植材料研究成功推动了口腔种 植学的发展 11. 90年代烤瓷和钛金属材料使修复水平迈向新台阶 12. 新世纪智能、纳米、梯度功能、电活性材料的研 发将带来突破性发展,五、口腔材料学学科教育,口腔医学专科 口腔医学本科（五、七、八年制） 研究生（硕士、博士） 博士后,七、口腔材料的分类,（一）按材料性质分类 （二）按材料与口腔组织接 触方式分类 （三）按材料的应用部位分类 （四）按材料用途分类,（一）按材料性质分类 1.有机高分子材料 2.无机非金属材料 3.金属材料,（二）按材料的应用部位分类,1. 非植入人体的材料 （义齿修复体、粘接体等） 2. 植入人体的材料 （骨牙缺损修复体、种植体、根管充填体等）,（三）按材料与口腔组织的接触方式分类 1.直接、长期与口腔组织接触的材料 （义齿基托和冠桥修复材料等) 2.直接、暂时与口腔组织接触的材料 (印模和蜡型材料等） 3.间接与口腔组织接触的材料 （模型和包埋材料等）,（四）按材料用途分类 1.印模材料 5.粘接材料 2.模型材料 6.种植材料 3.义齿材料 7.齿科预防保健材料 4.充填材料 8.其他,八、口腔材料的标准和标准化组织,材料标准 评价特定的口腔材料性能的技术文件,材料生产,材料标准,临床应用,口腔材料的标准化组织,1 国际牙科联盟 (FDI) 2 国际标准化组织 (ISO):ISO/TC106-dentistry： 84 个 国家的标准化组织组成,3 中国口腔材料和器械设备标准化技术委员会(TC99),4 美国牙科材料标准(ADA),5 其他国家：英国 ( BSI) 、法国 ( NF)、日本 ( JIS)、,德 国( DIN)、澳大利亚( SSA)、北欧( NIOM)等,九 、关于口腔材料的研究问题 (一) 宏观研究 口腔材料的研究发展战略与对策（面向未来） 口腔材料的现代概念与生物医学基础（替代与再生） 口腔材料的生物相容性与活性评价（统一认识） 口腔材料的性能检测与标准化（规范化、国际化） 口腔材料与多学科结合（自主创新）,(二) 总体设计研究,口腔材料本体相态与组合的设计研究 （多相、复合型组成与结构） 2. 口腔材料界面组成与结构的设计研究 （双向、交叉组成与结构） 3. 口腔材料表面修饰与组装的设计研究 （多层、多功能组成与结构）,(三) 综合性研究,1. 口腔梯度功能材料的研究 (组成、结构、密度） 2. 口腔生物电活性及磁性材料的研究 （生物电磁作用） 3. 口腔纳米材料的研究 (小尺寸、大表面积、界面、量子效应),4. 口腔粘接材料的研究 (化学与物理粘接) 5. 口腔种植材料的研究 (生物性结合) 6. 口腔功能修复与重建材料的研究 (生物再生) 7. 口腔整形美容材料的研究 (人工与天然修复),8. 口腔预防保健材料的研究 (简便与社会化) 9. 口腔组织工程支架材料的研究 (种子细胞再生) 10. 口腔消毒灭菌材料的研究 (环境、器具、人员） 11.口腔信息材料的研究 （记忆与功能）,(四) 具体应用研究,口腔防龋材料的研究 口腔脱敏材料的研究 口腔银汞合金及复合材料的研究 口腔充填复合树脂修复材料的研究 口腔玻璃离子体水门汀的研究,口腔根管充填材料的研究 口腔牙周治疗与修复材料的研究 口腔印模材料的研究 口腔模型材料的研究 口腔义齿基托材料的研究,口腔烤瓷冠桥修复材料的研究 口腔陶瓷全冠修复材料的研究 口腔铸造合金修复材料的研究 口腔铸造陶瓷修复材料的研究 口腔铸造包埋材料的研究,口腔种植牙修复材料的研究 口腔骨缺损修复材料的研究 口腔赝复材料的研究 口腔骨固定材料的研究 口腔正畸矫治材料及附件的研究 口腔保健材料的研究,第二节 材料的性能,一 物理性能 二 机械性能 三 化学性能 四 生物性能,意义：表示在口腔温度不同时丝材和棒材伸长的变化,体胀系数 cubic expansion coefficient,VdV(VdT),式中： V 温度为T时的体胀系数(K-1),V 温度为T时式样的体积（mm3）,dV 物体体积的改变,dT 温度的变化,意义： 表示在口腔温度变化时修复体的体积变化,(三)热导率thermal conductivity,=面积热流量/温度梯度,式中: 热导率 单位：瓦(特)每米开 (尔文)，W/(mK),面积热流量=热流量/面积， 瓦(特)每平方米，W/m-2,热流量：单位时间内通过一个面的热量， 瓦(特)，W 意义：增加温度感觉和避免对组织的刺激,（四）流电性 galvanism,在口腔环境中存在异种金属修复体相接触时，由于不同金属之间的电位不同，将会出现电位差，导致微电流产生。,- Zn,Cu +,H2SO4,原电池工作原理示意图,意义：避免在口腔内存在两种金属修复体相接触，以保护牙髓组织不受损伤,（五）表面张力 surface force,表面张力：扩张表面单位所需要的力， 单位： 每米牛(N/m) 润 湿 性：液体在固体表面扩散的趋势，为液体 对固体的润湿性，用接触角（）表 示其大小。 接 触 角：液体与固体表面接触作切线与固、液 界面之间的夹角。, 0 固体被液体完全润湿 90 液体的润湿性良好 90 液体的润湿性差 180 液体完全不润湿,润湿与接触角的关系,意义: 接触角愈小、润湿性愈好、 亲水亲组织性愈好,(六)色彩性,色彩的三个特性： 色调hue ： 指颜色的名称 彩度chroma(饱和度):指颜色的纯度 明度value(明亮度):物体对光的反射性,（非彩色只有明度的区别）,几种常用的描述颜色方法 (1) 肉眼观察 (2) 色卡、色片、比色板比色 (3) 光谱、光电测定 (4) CIE标准色度系测定,二、机械性能,(一) 应力 (五)硬度 (二)应变 (六)应变-时间曲线 (三)应力-应变曲线 (七)挠曲强度和挠度 (四)冲击强度 (八)热应力和裂缝扩展,(一)应力 stress,应力:指物体内部各点各个方向的力学状态 = F / S 式中： F：外力（N） S：受力面积（mm2） ：应力（MPa）,应力的形式：,拉应力：(tensile stress) 外力为拉力 压应力：(compressive stress) 外力为压力 切应力：(shear stress） 外力为剪切力 （旋转应力、综合应力）,F,F,F,F,F,F,(二)应变 strain,应变：指材料在外力作用下形状 变化的量 =L/Lo 式中： 应变 L：长度增量（mm） Lo ：指定参考状况下的长度(mm),（三）应力-应变的内容,弹性变形阶段 比例极限 弹性极限（可逆） 塑性变形阶段 屈服强度 极限强度 断裂强度（不可逆） 延伸率 延性和展性 回弹性和韧性 暂时和永久性形变,（四）冲击强度,冲击强度（impact strength）：指材料抵抗冲击破坏的能力 K=Eb/B(w-a) 式中: K 冲击强度 Eb 断裂过程吸收的能量 B 式样的宽度 w 式样的厚度 a 式样缺口的深度,一般情况下，在口腔内不会出现冲击破坏现象,(五)硬度,硬度（hardness）:固体材料本体及表面抵抗 弹性变形、塑性变形或破 坏的能力 布氏硬度 静负荷试验 洛氏硬度 魏氏硬度 努普硬度 动负荷试验 肖氏硬度,负荷,（六）挠曲强度和挠度,挠曲强度（flexure strength）： 反应材料在持续受力后直至断裂时的强度 挠度 （deflection）： 物体承受其比例极限内的应力反复作用所发生的疲劳性弯曲形变,义齿基托材料挠度测试标准(ISO）,挠度是口腔基托材料特有的性能,（七）热应力和裂缝扩展,热应力 温度变化产生的应力形成 裂纹及扩展 （口腔环境的温度变化 不同质的修复材料其变化不同）,热,冷,三、化学性能,（一）变色和腐蚀 （二）扩散和吸附 （三）老化 （四）化学性粘接,（一）变色和腐蚀,变色 腐蚀开始发生的阶段，修复体表面 变色或失去光泽 腐蚀 材料由于周围环境的生物和化学侵四 蚀而造成的破坏或变质 （口腔用金属短期内将发生变色和腐蚀）,均匀腐蚀：,局部腐蚀：腐蚀只发生在材 料表面,腐蚀的形态,腐蚀的类型,湿 腐 蚀：有水存在,干 腐 蚀：无水存在,物质受外界生物化学作用，迅速 产生全面腐蚀,局部腐蚀的类型 孔蚀：表面小孔状局部腐蚀 缝隙腐蚀：发生在材料的缝隙内，隙缝内外离子或气体浓度差别造成 晶间腐蚀：发生于金属晶粒边界附近，金属热处理或冷加工不当造成,磨损腐蚀：金属表面同时受流体的磨损和腐蚀作用引起的破坏 应力腐蚀：当应力和腐蚀介质同时存在时发生 疲劳腐蚀:周期应力与腐蚀的共同作用引起材料的破坏 选择性腐蚀：成分和结构不一的材料，一部分元素被腐蚀浸出，只剩其余组分构成海绵状物质,（二）扩散和吸附,扩散：物体原子、分子向周围移动的现象 （主要表现为化学性溶解） 吸附：离子、原子或分子之间，借助于静 电力或分子间的范德华力所产生的 吸着现象 （主要表现为化学性沉积）,（三）老化,老化：材料在加工、储存和使用过程中物 理、化学性质和机械性能下降和破 坏的现象 在口腔环境中材料均会发生老化，以高分子材料较明显。,老化原因,外因,内因,物理、化学、生物,机械、加工成型,材料的组成和结构,（四）化学性粘接,粘接： 两个固体借助于两者界面间力的作 用而产生结合的现象，包括物理、 机械和化学性结合 化学性粘接：粘接剂表面的原子或离子与 被粘体表面的原子或离子间的结合， 一般以共价键或离子键形式存在,四、生物性能,（一）生物安全性（biological safety） （二）生物相容性（biocompatibility） （三）生物功能活性（biofunctionability）,(一)生物安全性,生物安全性：材料进入临床应用前具有安全使用 的性质 表面接触材料 按接触性质分类 外部接入材料 植入材料 短期接触：24h 按接触时间分类 长期接触：24h30d 持久接触：30d,分类,口腔材料生物学评价试验,第一组：体外细胞毒性试验 采用体外组织细胞培养的方法，观察材料对细胞增殖及形态的影响，评价材料的体外细胞毒性。 方法：铬释放法，分子过滤法，琼酯覆盖法等，简便快速灵敏,第二组（体内动物试验）,检测材料对机体的全身毒性作用及局部组织反应,第三组（特殊试验）,为口腔临床应用前试验，检测材料对拟使用部位的组织毒性作用,(二)生物相容性,概念 影响因素 范围 检测方法 表征 评价方法,生物相容性概念,是指材料在宿主的特定环境和部位，与宿主直接或间接接触时所产生相互反应的能力。 是材料在生物体内处于静动态变化过程中，能耐受宿主各系统作用而保持相对稳定，不被排斥和破坏的生物学性质。又称为生物适应性和生物可接受性。,生物相容性的范围,系指材料与宿主产生相互作用所涉及的生物理化学、生物力学、生物电学三个反应系统的生物医学范围。,生物相容性的表征,系指材料与宿主直接或间接接触时涉及组织接受与定向结合、应力传递与分布、生物电作用与反应相吻合的一系列生物学行为进行表征。,生物相容性的影响因素,材料的类型、形状、成分结构及其表面特性，材料的化学、物理机械和电性能。 材料与组织的接触部位、方式、状态与时间以及采用的方法。,生物相容性的检测方法,体外试验揭示材料与组织之间的反应性质，了解材料与组织的反应关系。 体内试验是为了进一步对材料处于动态时的生物学行为进行生物相容性检测。 简便有效的体外方法有： PH值检测法 氨基检测法 蛋白吸附检测法 体外骨细胞培养检测法,生物相容性的评价,评价材料生物相容性应从微观至宏观、从局部至整体、从静态至动态等反应过程的规律和结果进行体外和体内综合性评价。,（三）生物功能活性,概念 范围 性质,生物功能活性概念,生物功能活性是指材料与宿主相互之间发挥最大生理功能活性的总称，又可称为生物活性。,生物功能活性范围,材料与宿主接触部位组织的梯度功能组成与