【word】 口腔修复用纳米复合磷酸锌水门汀粘接强度的实验研究

【word】 口腔修复用纳米复合磷酸锌水门汀粘接强度的实验研究 口腔修复用纳米复合磷酸锌水门汀粘接强 度的实验研究 山西医科大学(JShanxiMedUniv)2009年11月,40(11 文章编号:1007—6611(2009)11—0995—03 口腔修复用纳米复合磷酸锌水门汀粘接强度的实验研究 ? 995? 张楠一,冀新江h,郭长军,陈树国(山西红十字口腔医院修复科,太原030001;山西博爱医院口 腔科;’河北医科大学口腔医院修复科;通讯作者,E-mail:zyh2004888@163.con) 摘要:目的初步研制纳米复合磷酸锌水门汀并探讨其粘接性能.方法配制纳米氧化锌质量百分含量为0%,0.5%, 1%,1.5%,2%,2.5%,3%,5%的复合磷酸锌水门汀粉剂,并用这8种不同纳米粉粒含量的磷酸锌水门汀粘接镍铬合金试件. 镍铬合金试件用加载速度为0.5mm/min的生物力学测试机进行压缩剪切, 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 各组剪切粘接强度值和界面断裂类型,并进 行统计学分析.结果l%组的剪切粘接强度为[(5.376?0.914)MPa]大于其余七组[(3.990?0.682)一(1.874?0.535) MPa],差异有统计学意义(P<0.05);5%组的剪切粘接强度 [(1.874?0.535)MPa]小于其余七组[(5.376?0.914)一(2.912? 0.343)MPa],差异有统计学意义(P<0.05).所有试件的断裂面可观 察到两种破坏类型,即粘接破坏和混合破坏.结论 初步研制了纳米复合磷酸锌水门汀粘接剂,且纳米氧化锌质量百分 含量为l%时,剪切粘接强度最高. 关键词:磷酸锌水门汀;纳米氧化锌;剪切粘接强度 中图分类号:R783.1文献标识码:A Experimentalstudyonshearbondstrengthofnanocompositezincphosphatecementforprosthodontics ZHANGNan’,JIXin-jiang’,GUOChang—jun,CHENShu—guo(DeptofP rosthodontics,ShanxiRedCrossDentalHospital, Taiyuan030001,China;DeptofStomatology,ShanxiBo’aiHospital;DeptofProsthodontics,StomatologicalHospitalofHebeiMedical University;Correspondingauthor,E—mail:zyh2004888@163.com) Abstract:DctiveTodevelopthellanocompositezincphosphatecementandtoexploreitsadhesiveprope~y.MethodsCom— positesofzincphosphatecementstonanophasezincoxide(ZnO)weightratiosof0%,0.5%,1%,1.5%,2%,2.5%,3%,5%werepre— pared,andtheNi—Cralloysampleswerepastedusing8kindsofdifferentratiocements.Thebiologicaldynamictestingmachinewiththe loadingvelocityof0.5mm/minwasusedtopresssamples,andvaluesofshearbondstrength(SBS)andtypesofinterfacefailurewere recordedandanalyzedstatistically.ResultsTheSBSof1%nanocompositezincphosphatecementwas(5.376?0.914)MPa,higher statisticallythanthoseoftheothercements[(3.990?0.682)一 (1.874?0.535)MPa,P<0.05],andtheSBSof5%cementwas 2.912?0.3 lowerstatisticallythanthoseoftheothercements[(5.376?0.914— 43)MPa,P<0.05].Twotypesoffailure,adhesive failureandmixturefailure,wereobservedinfracturesurfaceofallsamples.ConclusionNanocompositezincphosphatecementis developedsuccessfully.andthecompositeofzincphosphatecementtothenanophasezincoxideweightratioof1%canpossessthe highestshearbondstrength. Keywords:zincphosphatecement;nanophasezincoxide;shearbondstrength 磷酸锌水门汀(zincphosphatecement,ZOP)作 为粘接剂在临床上应用的时间最长,可适用于多种 修复体粘接,其优点是临床调和条件简单,操作简 便,粘接效果稳定,价格低廉?J.但由于其粘接作 用主要靠较弱的机械锁结作用(mechanicalinter- lock)而粘接力较弱,使得临床工作中常常因粘接不 良导致固定修复失败J.本实验尝试将纳米微粒 以不同比例填加至磷酸锌水门汀的粉剂中,通过改 变磷酸锌水门汀粉剂结构,改善粘接剂的物理性能, 以提高磷酸锌水门汀的粘接强度,并探讨纳米微粒 提高水门汀粘接强度的机制. 基金项目:山西省自然科学基金资助项目(2006011068) 1材料与方法 1.1设备和材料生物力学试验机(CSS一44020, 长春试验机研究所),扫描电子显微镜(S一3500N, HITACHI,Japan),扫描电子显微镜(S一570,HITA- CHI,Japan),分析天平(上海第二分析天平仪器 厂),洁净工作台(北京半导体设备一厂),磷酸锌水 门汀(200309,上海齿科材料厂),高纯纳米氧化锌 (山西丰海纳米科技有限公司). 1.2实验方法 1.2.1实验用粘接剂的配制参考郭航等学者的 方法],用分析天平分别对高纯纳米氧化锌粉粒 ? 996?山西医科大学(JShanxiMedUniv)2009年11月,40(11 (简称纳米粉粒,见图1)和磷酸锌水门汀粉粒(主要 成分为4m粒径的氧化锌,见图2)按质量进行称 量.在洁净工作台内将粉粒置于清洁干燥的塑料小 瓶内,用塑料小棒搅拌研磨5min,再用带有小孔的 塑料薄膜封口,将气吹口伸入小孔,鼓气三次.每次 鼓气结束,待粉粒落回瓶底,再拔出气吹,吸气,进行 下一次鼓气,使其充分混合.所配制复合磷酸锌水 门汀粉剂的纳米粉粒质量百分含量分别为0%(A 组),0.5%(B组),1%(C组),1.5%(D组),2%(E 组),2.5%(F组),3%(G组),5%(H组). 图1纳米氧化锌粉粒的粒径和形态(SEM,×200oo) Fig1Particlesizeandshapeofnanozincoxide(SEM, X20000) 图2磷酸锌水门汀粉粒的扫描电镜(SEM,X10000) Fig2Paniclesizeandshapeofzincphosphatecement powder(SEM,×10000) 1.2.2试件的制作用牙科铸造镍铬(Ni.Cr)合金 制作15mmx121Tim的矩形片状试件40个,一面作 粘接面,另一面包埋至50mm×15mmx10mm的 自凝塑料内;为严格控制粘接面积,使用成品六棱形 嵌体蜡条制作合金试件40个,选择其7mmx3.5 mm的一面作粘接面.各试件的粘接面,先用磨石 打磨平整,再用同一型号的新金刚砂磨石按同一方 向打磨两次,使试件表面获得相同的粗糙度. 1.2.3粘接根据随机数字表将40个自凝塑料试 件和40个合金试件随机两两配对,然后再随机分为 8组,每组5对试件,与A—H组纳米复合磷酸锌水 门汀粘接.粘接按常规要求,酒精棉球清洁,气吹吹 于,粘接剂由同一操作熟练的调拌人员调拌.试件 粘接就位后载荷5,静压5min.粘接剂硬固前去 除残留粘接剂,硬固后静置24h.将4O对粘接完成 的试件置于37?蒸馏水中水浴24h,备用. 1.2.4剪切粘接强度测试将试件垂直放置在生 物力学测试机的平台上(见图3),加力头以0.5 mm/min的加载速度对试件进行压缩剪切加力,记 录最大抗剪切力值,剪切粘接强度(后称剪切强度) 由最大抗剪切力除以粘接面积得出,即SBS=F/S. 肉眼观察并记录每组试件粘接界面的破坏类型. 图3生物力学实验机加载实验试件 Fig3Loadingprocessofthebiologicaldynamictestingma- chine 1.2.5统计学分析使用SPSS11.5统计软件包对 各组剪切强度进行单因素方差分析(one.wayANO. VA)并两两比较. 2结果 2.1剪切粘接强度(SBS)各组试件的剪切强度 测试结果见表1.经方差分析和两两比较得出,C 组的剪切强度最大,明显大于其余七组(P<0.05), H组的剪切强度值最小,均小于其他七组(P< 0.05).B组与D组,A组,E组,F组,G组比较无 差异(P>0.05),但D组显着大于A组,E组,F组, G组(P<0.05).A组,E组,F组,G组四组间比较 无差异(P>0.05). 2.2粘接断面观察本实验试件断面出现了两种 破坏类型:粘接破坏和混合破坏(见图4).各组破 坏类型的数量见表2.从表1,表2的结果可以看 出,剪切强度值较大时,粘结界面发生混合破坏较 多;剪切强度较小时,粘接破坏较多. 山西医科大学(JShanxiMedUniv)2009年11月,40(11 表1不同含量水VI,-Y剪切粘接强度测试结果(面?s,MPa) Tab1SBSofcementsthdifferentratios(?s,MPa) 与C组比较,P<0.05;与D组比较,P<0.05;与其余 七组比较,P<0.05 图4实验中水门汀粘接剂界面的破坏类型:粘接破坏 (左)和混合破坏(右) Fig4Typesoffailureofadhesiveinterfacesinthisexpefi— ment:adhesivefailure(1eft)andmixturefailure (fight) 表2 Tab2 试件粘接界面破坏类型(例) Typesoffailureofadhesiveinterfacesofsamples (cases) 3讨论 3.1纳米/微米粒子复合的目的单个纳米粒子具 ? 997? 有十分优异的特性,如小尺寸效应,表面/界面效应 等,但其表面能极高,表面活性增大,使其极不稳定, 纳米粒子问极易相互吸附,从而形成带有若干弱连 接界面的尺寸较大的团聚体.它们之间相互吸引, 团聚而降低其表面能和表面活性,使得纳米粒子的 实际使用效果较差,许多优异特性丧失J.本实 验的预实验中,用纯纳米氧化锌(purifiednanophase ZnO)进行粘接,其凝固时间增长,为24h左右,凝 固后的粘接强度很小,小于0.1MPa.有研究表明, 将纳米粒子与微米粒子复合,可有效地避免单一纳 米粒子的团聚现象,而且还可以充分发挥纳米粒子 的优异特性,提高其使用效果J.本实验为了避免 单一纳米粒子因团聚而引起的性能不良问题,采用 将粒径为30—80nm的氧化锌与粒径为4/zm左右 的磷酸锌水门汀粉粒进行复合,既克服了纳米粒子 自身的团聚现象,又扩大了传统粘接剂粉粒的粒径 分布范围(particlesizedistribution),增大了粉液的 反应接触面积,使反应均匀化,完全化,从而改善磷 酸锌水门汀的湿润性,减少粘接剂层内的缺陷,继而 减少粘接剂发生脆断的机会.从实验试件的破坏方 式看,C组和D组几乎全为混合破坏,说明粘接剂 的内聚力接近粘接力;E组,F组和G组三组的破坏 形式则几乎全为粘接破坏,说明粘接剂的内聚力大 于粘接力.结合SBS的测量结果,c组和D组的 SBS大于A组,其两组粘接剂层的内聚力也大于A 组;E组,F组和G组三组的SBS值与A组无显着性 差异,但这三组粘接剂层的内聚性能表现要优于A 组.因此可以推断,填加纳米粉粒的粘接剂内部结 构变得致密,各种缺陷减少,且粘接剂对金属被粘体 表面的湿润性提高,这些变化均改善了粘接剂的粘 接性能. 3.2纳米复合磷酸锌水门汀中纳米氧化锌含量对 粘接强度的影响有学者认为,纳米填料含量与其 所构成物质的抗冲击强度之间为非线性关系?. 经研究 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 纳米填料的加入量不能无限增大,当增 大到某一临界值时,其抗冲击性能不但不升高,反而 降低.在本实验的预实验中,配制了几种高含量的 纳米复合磷酸锌水门汀,如50%和10%,其粘接性 能不理想,凝固时间介于10—24h,粘接强度很低. 分析本实验的结果可以看出:纳米氧化锌含量在 1%时,其抗剪切粘接强度最高;含量为0.5%时,剪 切强度低于1%时的剪切强度,与无填料的常规磷 (下转第1006页) 山西医科大学(JShanxiMedUniv)2009年11月,40(11 3讨论 3.1分别使用大连依利特C(250mm×4.6mm,5 Ixm),InertsilODS一3Cl8(250film×4.6mm,5I.zm), 菲罗门C(250ml/1×4.6mm,5m)等色谱柱分析 供试品含量,其结果基本一致.因此认为本法对色 谱柱的耐受性良好. 3.2依达拉奉的含量测定方法文献报道较少,有安 彦等曾对依达拉奉含量测定方法进行了比较J,采 用方法分别为电位滴定与非水滴定法,其中含量测 定结果受醋酐加入量的准确程度影响较大.本文采 用的高效液相色谱法进行本品的含量测定研究,方 法精密度能够满足定量要求,且操作方法简便,可以 作为一种较好的含量测定方法以供参考. 参考文献: (1]国家药典委员会.中华人民共和国药典2000版:二部[M].北 京:化学工业出版社,2000:191. [2]安登魁.药物分析[M].济南:济南出版社,1992:6. [3]小松贞子,中进弘司,正木克佳,等.PharmacokineticStudiesof 3-Methyl一1-phenyl-2?pyrazolin一5一one(MC1—186)inRatS[J]药 物 动态(13),1996,11(5):463—480. [4]安彦,霍秀敏.依达拉奉含量测定方法的比较[J].天津药学, 2003,15(5):12—13. 作者简介:段陈平,女,1971—07生,本科,工程师. [收稿日期:2009—09—02] (上接第997页) 酸锌水门汀无显着性差异,这可能是因为纳米微粒 的填加量不足,纳米微粒未能充分包裹,复合粗大的 微米颗粒,使磷酸锌水门汀的性能未得到根本改善; 含量为1.5%对磷酸锌水门汀的改善作用差于1%, 但优于无填料的常规磷酸锌水门汀,当纳米氧化锌 含量超过1.5%且不断增大时,其抗剪切强度值呈 下降趋势,这可能是因为纳米粒子过多,因自身发生 团聚形成弱界面层,而影响了粘接强度.因此,1% 是一个较适合的比例. 本实验结果显示,填加适当含量的纳米氧化锌 可以提高传统磷酸锌水门汀粘接剂的剪切粘接强 度,当纳米粉粒质量百分含量为1%时,纳米复合磷 酸锌水门汀的剪切粘接强度最高. 参考文献: 1]ChristensenGJ.Areprosthodonticsavitalpartofdentistry[J]?J 648. AmDentAssoc,2002,133:647— 12]Diaz—ArnoldAM,Va~adMA,HaseltonDR.Currentstatusoflut— ingagentsforfixedprosthodontics[J].JProsthetDent,1999,8l: 13S一141 (3]RosenstielSF,LandMF,CrispinBJ.Dentallutingagents:Are— viewofthecurrentliterature[J].JProsthetDent,1998,80: 280—30l [4]郭航,徐君伍,施长溪.光固化遮色材料粘接两种铸造合金 [J].口腔医学,1995,19(2):70—72. 【5]李风生,杨毅.纳米/微米复合技术及应用[M].北京:国防工 业出版社,2002:20. 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