長(zhǎng)石質(zhì)和氟磷灰石飾瓷在模擬咀嚼循環(huán)條件下耐磨性能的研究

伊遠(yuǎn)平, 張少鋒，郭嘉文, 田蓓敏, 張珍珍, 王 琪, 武小紅

(第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院修復(fù)科 軍事口腔醫(yī)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西 西安710032)

長(zhǎng)石質(zhì)和氟磷灰石飾瓷在模擬咀嚼循環(huán)條件下耐磨性能的研究

伊遠(yuǎn)平, 張少鋒，郭嘉文, 田蓓敏, 張珍珍, 王 琪, 武小紅

(第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院修復(fù)科 軍事口腔醫(yī)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西 西安710032)

目的: 比較模擬咀嚼循環(huán)條件下長(zhǎng)石質(zhì)飾瓷與氟磷灰石飾瓷的耐磨性能。方法: 制備2種飾瓷長(zhǎng)條形試件各10個(gè)，用于物理性能測(cè)試和表面形貌觀察; 另制備圓盤(pán)形試件各6個(gè)，分別在水環(huán)境、加載力10 N、轉(zhuǎn)速200 r/min的條件下進(jìn)行120萬(wàn)次循環(huán)磨損實(shí)驗(yàn)；于每10萬(wàn)次循環(huán)節(jié)點(diǎn)測(cè)量各飾瓷的體積磨損量和表面粗糙度；然后分別在磨損10、70、120萬(wàn)次循環(huán)節(jié)點(diǎn)觀察各飾瓷磨損面的微觀形貌， 分析磨損區(qū)域的基本組成及其所占比例。結(jié)果: 兩種飾瓷的體積磨損量、表面粗糙度曲線均呈現(xiàn)正相關(guān)近似線性上升趨勢(shì)，在每個(gè)測(cè)量節(jié)點(diǎn)，氟磷灰石瓷的體積磨損量、表面粗糙度均明顯高于長(zhǎng)石質(zhì)瓷(P<0.05)；長(zhǎng)石質(zhì)瓷表面均勻一致，而氟磷灰石瓷表面有較多大小不一且散在分布的氣孔；隨著加載循環(huán)的進(jìn)行，兩種飾瓷的磨痕均由稀疏變?yōu)槊芗p面上均可見(jiàn)磨屑粘著。結(jié)論: 在模擬咀嚼循環(huán)條件下，氟磷灰石瓷的耐磨性能較長(zhǎng)石質(zhì)瓷差。

齒科陶瓷; 磨損; 三維形貌掃描; 掃描電鏡檢查

[DOI] 10.15956/j.cnki.chin.j.conserv.dent.2015.02.005

[Chinese Journal of Conservative Dentistry,2015,25(2):84]

瓷修復(fù)體由于其較好的美學(xué)性能，優(yōu)良的生物相容性和較高的強(qiáng)度，越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于口腔修復(fù)領(lǐng)域。然而，陶瓷修復(fù)體在口腔中長(zhǎng)期行使功能時(shí)，會(huì)因過(guò)度磨損而導(dǎo)致修復(fù)體產(chǎn)生微裂紋﹑崩瓷，同時(shí)造成對(duì)頜天然牙的冷熱敏感、咬合垂直距離喪失﹑咀嚼系統(tǒng)異常改變、顳下頜關(guān)節(jié)病變等。因此，磨損性能影響著修復(fù)體的服役期限。以往雖已有眾多學(xué)者對(duì)陶瓷的耐磨性能做了大量研究[1-2]，但這些研究都是在某一固定循環(huán)節(jié)點(diǎn)下的測(cè)量比較，尚缺乏全面性和系統(tǒng)性。因此，本研究根據(jù)臨床常用飾瓷基本組成分類(lèi)，選用長(zhǎng)石質(zhì)瓷和氟磷灰石瓷兩種飾瓷，在模擬口腔咀嚼環(huán)境下，將其與滑石瓷配副，動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)，比較兩種飾瓷的磨損性能，以期為臨床工作提供參考。

1 材料和方法

1.1 主要設(shè)備和材料

摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)(CH-2034Peseux,CSM,瑞士)；場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(S-4800，日立，日本)；三維形態(tài)掃描儀(PS-50，Nanovea,美國(guó))；長(zhǎng)石質(zhì)飾瓷(CERAMCO3,登士柏，美國(guó))；氟磷灰石飾瓷、二硅酸鋰鑄瓷(IPS e.max ceram,義獲嘉，列士敦斯登)；鈷鉻烤瓷鑄造合金(上海賀利氏古莎齒科有限公司)；自凝造牙粉(上海醫(yī)療器械股份有限公司)；義齒基托樹(shù)脂Ⅱ型(上海二醫(yī)張江生物材料有限公司); 滑石瓷(江蘇省海門(mén)市天補(bǔ)高頻陶瓷廠)。

1.2 試件制備

1.2.1 物理性能測(cè)試試件的制備

分別將長(zhǎng)石質(zhì)體瓷和氟磷灰石體瓷瓷粉與專(zhuān)用液體調(diào)和后，置入內(nèi)徑為24 mm×7 mm×2 mm的特制模具內(nèi)，并充分震蕩、壓實(shí)；用專(zhuān)用吸水紙吸除多余液體后，放入專(zhuān)用烤瓷爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)完成后取出各材料試件，分別在噴水冷卻條件下依次用180、320、400、600、800、1 200、1 500、2 000、2 500、3 000目耐水砂紙進(jìn)行打磨，并用金剛石拋光液配合專(zhuān)用拋光盤(pán)將其表面拋光至鏡面。每種材料各制備出10個(gè)20 mm×4 mm×1.6 mm的長(zhǎng)條形陶瓷試件用于物理性能的測(cè)試和表面形貌觀察。

1.2.2 磨損測(cè)試試件的制備

首先制備半徑為12 mm,厚度為1 mm的有機(jī)玻璃圓片共12個(gè)作為替代蠟型，然后將其中的6個(gè)通過(guò)失蠟法制作半徑為12 mm,厚度為1 mm的鈷鉻合金圓盤(pán)；另6個(gè)通過(guò)失蠟法,用e.max press HT瓷塊經(jīng)熱壓鑄造制作成半徑為12 mm,厚度為1 mm的圓盤(pán)。在上述制備的鈷鉻合金和IPS e.max press HT鑄瓷基底上噴砂，涂結(jié)合瓷并進(jìn)行燒結(jié)；然后分別涂長(zhǎng)石質(zhì)體瓷ceramco3和氟磷灰石體瓷IPS e.max ceram，并再次進(jìn)行燒結(jié)；最后取兩種陶瓷試件，分別在噴水冷卻條件下依次用180、320、400、600、800、1 200、1 500、2 000、2 500、3 000目耐水砂紙進(jìn)行打磨，并用金剛石拋光液配合專(zhuān)用拋光盤(pán)將其表面拋光至鏡面，最終制成半徑為12 mm,總厚度為 3 mm的完整長(zhǎng)石質(zhì)飾瓷試件和氟磷灰石飾瓷試件。所有試件均包埋于充滿(mǎn)自凝樹(shù)脂的圓形模具中，分別經(jīng)超聲清洗后待用。

1.3 物理性能測(cè)試及微觀形貌觀察

1.3.1抗彎強(qiáng)度和彈性模量的測(cè)試

分別將長(zhǎng)方形的長(zhǎng)石質(zhì)飾瓷試件和氟磷灰石飾瓷試件置于島津萬(wàn)能力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)上，通過(guò)三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)檢測(cè)各材料的抗彎強(qiáng)度和彈性模量；加載參數(shù)為：跨距(L)15 mm；加載速度0.5 mm/min。每組測(cè)試10個(gè)樣本，取均值。

1.3.2 維氏硬度的測(cè)試

分別將上述兩種飾瓷試件置于維氏硬度儀上，并以壓痕法檢測(cè)其表面硬度；每組10個(gè)樣本，每個(gè)樣本隨機(jī)測(cè)兩個(gè)不同區(qū)域，加載參數(shù)均為300 gf, 15 s。

1.3.3 晶體微觀形貌觀察

從物理性能測(cè)試結(jié)束的兩種飾瓷試件中各隨機(jī)抽取3個(gè)試件，分別用20 g/L HF酸酸蝕15 s后，蒸餾水沖洗30 s；常規(guī)干燥、噴金，掃描電鏡觀察兩種飾瓷的晶相結(jié)構(gòu)。

1.4 磨損測(cè)試

選取頂端為半徑3.2 mm圓弧狀凸起、半徑為2.5 mm的圓柱狀滑石瓷磨頭12個(gè)，采用隨機(jī)數(shù)字表法分別與6個(gè)長(zhǎng)石質(zhì)瓷和6個(gè)氟磷灰石瓷一對(duì)一配副后，將其固定在摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上；然后在室溫下和蒸餾水環(huán)境中(模擬口腔環(huán)境)進(jìn)行磨損試驗(yàn)。加載力10 N，頻率0.1 Hz，加載模式為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速200 r/min，半徑0.01 mm，共加載120萬(wàn)次循環(huán)。以每10萬(wàn)次循環(huán)作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，暫停磨損試驗(yàn)機(jī)并取出各樣本，分別用三維形態(tài)掃描儀對(duì)其磨損面進(jìn)行掃描(探頭型號(hào)為MG140SN:11.01.6755，12 mm；掃描范圍7 mm×7 mm,掃描速度為18 mm/s)；然后用三維形態(tài)掃描儀自帶計(jì)算機(jī)軟件，標(biāo)示出磨損區(qū)域，并計(jì)算磨損區(qū)域的體積磨損量和表面粗糙度。同時(shí)將測(cè)量的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的陶瓷磨損體積、表面粗糙度數(shù)據(jù)用graphpa軟件分別繪制出隨循環(huán)次數(shù)的變化曲線。

1.5 表面微觀形貌的觀察

分別于磨損試驗(yàn)前以及磨損試驗(yàn)初期(循環(huán)10萬(wàn)次)、中期(循環(huán)70萬(wàn)次)、結(jié)束期(循環(huán)120萬(wàn)次)4個(gè)時(shí)間點(diǎn)取各組試件，用750 mL/L乙醇超聲清洗30 min、蒸餾水沖洗30 s后干燥、噴金，掃描電鏡觀察試件的表面形貌；循環(huán)120萬(wàn)次的試件用EDX分析兩種飾瓷磨損區(qū)域的基本組成元素的變化。觀察結(jié)束后，通過(guò)750 mL/L乙醇超聲清洗30 min, 去除各試件表面殘留的鉑金，并繼續(xù)進(jìn)行磨損測(cè)試，以保證每種材料的測(cè)試樣本為6個(gè)。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 物理性能

氟磷灰石的抗彎強(qiáng)度較長(zhǎng)石質(zhì)瓷高(P<0.05)；但兩種飾瓷的彈性模量和硬度之間均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)(表1)。

表1 兩種飾瓷材料的物理性能比較±s)

*與長(zhǎng)石質(zhì)飾瓷相比P<0.05

2.2 晶體形貌

長(zhǎng)石質(zhì)瓷的晶體大小不一，可見(jiàn)多邊形的白榴石晶體散在分布于玻璃基質(zhì)中(圖1a)；氟磷灰石瓷的晶體則大小均一，可見(jiàn)針狀的氟磷灰石晶體密集的分布于玻璃基質(zhì)中(圖1b)。

a.長(zhǎng)石質(zhì)瓷的白榴石晶體(×1000)b.氟磷灰石瓷的氟磷灰石晶體(×50000)

圖1 兩種飾瓷材料的晶相結(jié)構(gòu)比較

2.3 磨損數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

隨著加載循環(huán)次數(shù)的增加，長(zhǎng)石質(zhì)飾瓷表面可見(jiàn)一直徑逐漸擴(kuò)大,相對(duì)大而表淺的圓形磨損區(qū)域， 120萬(wàn)次循環(huán)節(jié)點(diǎn)的平均高度損失量為1197.2 μm，未見(jiàn)明顯的裂紋或崩瓷現(xiàn)象；氟磷灰石飾瓷表面可見(jiàn)一直徑逐漸擴(kuò)大、相對(duì)大而深的圓形磨損區(qū)域，磨損區(qū)域高度損失量較長(zhǎng)石質(zhì)大，120萬(wàn)次循環(huán)節(jié)點(diǎn)的平均高度的損失量為1693.7 μm，并且在120萬(wàn)次循環(huán)時(shí)磨損面肉眼可見(jiàn)明顯裂紋。

2.4 兩種飾瓷體積磨損量及表面粗造度隨循環(huán)次數(shù)變化的比較

隨著循環(huán)次數(shù)的增加，兩種飾瓷的體積磨損量均呈正相關(guān)近乎線性上升趨勢(shì)；在每一個(gè)測(cè)量節(jié)點(diǎn)，均為氟磷灰石瓷的體積磨損量大于長(zhǎng)石質(zhì)瓷的體積磨損量(P<0.05)(圖2a)。

兩種飾瓷的表面粗糙度均呈正相關(guān)近乎線性上升趨勢(shì)；在每一個(gè)測(cè)量節(jié)點(diǎn)，均為氟磷灰石瓷的表面粗糙度大于長(zhǎng)石質(zhì)瓷的表面粗糙度(P<0.05)(圖2b)。

2.5 表面微觀形貌觀察

2.5.1 磨損試驗(yàn)前兩種飾瓷表面形貌比較

循環(huán)加載前，長(zhǎng)石質(zhì)瓷和氟磷灰石兩種飾瓷的表面均較光滑，未見(jiàn)明顯的缺陷、裂紋和氣孔(圖3)。

圖2 兩種飾瓷體積磨損量及表面粗糙度隨循環(huán)次數(shù)變化曲線

2.5.2 磨損試驗(yàn)初期兩種飾瓷表面形貌比較

磨損初期(循環(huán)加載至10萬(wàn)次時(shí))低倍鏡下可見(jiàn)：兩種飾瓷表面均有大小不一的磨損面，其邊緣有不規(guī)則的片狀剝脫后殘留的粗糙面，同時(shí)還存在相對(duì)光滑的面(圖4a、d)；其中長(zhǎng)石質(zhì)瓷的磨損面積相對(duì)較小，表現(xiàn)為較淺的犁溝狀磨痕(圖4a),而氟磷灰石瓷的磨損面則表現(xiàn)為較深的犁溝狀磨痕，磨痕邊緣有稍高起的棱，并可在磨損面觀察到大小不一而散在分布的氣孔(圖4d)。高倍鏡下可見(jiàn)：長(zhǎng)石質(zhì)瓷的磨損面有因疲勞磨損而導(dǎo)致的大塊片狀剝脫(圖4b)，氟磷灰石瓷磨損面的氣孔周?chē)?/p>

可見(jiàn)裂縫、破裂、缺損等三層結(jié)構(gòu)(圖4e)，說(shuō)明同樣有疲勞磨損；氟磷灰石瓷磨損面上的犁溝狀磨痕(圖4f)相對(duì)于長(zhǎng)石質(zhì)瓷(圖4c)更為密集。

長(zhǎng)石質(zhì)瓷 氟磷灰石瓷

圖3 磨損試驗(yàn)前兩種飾瓷表面形貌比較(×1 000)

a、b、c為長(zhǎng)石質(zhì)瓷; d、e、f為氟磷灰石瓷

2.5.3 磨損試驗(yàn)中期兩種飾瓷表面形貌比較

磨損中期(循環(huán)加載至70萬(wàn)次時(shí))低倍鏡下可見(jiàn)：長(zhǎng)石質(zhì)飾瓷(圖5a)和氟磷灰石瓷(圖5d)的磨損面均較其磨損初期增大。高倍鏡下可見(jiàn)：兩種飾瓷(圖5b、c、e、f)的磨損面均可見(jiàn)磨屑粘著，犁溝狀磨痕均較磨損初期密集；其中氟磷灰石瓷(圖5f)的犁溝狀磨痕相較于長(zhǎng)石質(zhì)瓷(圖5c)更為密集。

a、b、c為長(zhǎng)石質(zhì)瓷; d、e、f為氟磷灰石瓷

2.5.4 磨損試驗(yàn)?zāi)┢趦煞N飾瓷表面形貌比較

磨損末期(循環(huán)加載至120萬(wàn)次時(shí))低倍鏡下可見(jiàn)：兩種飾瓷(圖6a、d)的磨損面積均較磨損初、中期增大。氟磷灰石瓷磨損面可見(jiàn)明顯裂縫。高倍鏡下可見(jiàn)：長(zhǎng)石質(zhì)瓷的磨損面為較大的整層片狀剝脫之間相互融合后形成的粗糙面，同時(shí)存在較淺的犁溝狀磨痕，粗糙面邊緣為明顯裂縫隔開(kāi)的未脫落片狀區(qū)(圖6b、c)；氟磷灰石的磨損面可見(jiàn)小的片狀剝脫間相互融合后形成的高低不平的粗糙面(圖6e)和密集的犁溝狀磨痕(圖6f)。

a、b、 c為長(zhǎng)石質(zhì)瓷; d、e、f為氟磷灰石瓷

2.6 EDX能譜分析

根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)，氟磷灰石瓷IPS e.max ceram的基本組成元素及所占比例為:SiO2:60%～65%, AL2O3:8%～12%, Na2O:6%～9%, K2O:6%～8%, ZnO:2%～3%, Cao:1%～3%, F:1%～2%，P2O5:0.1%～1%；長(zhǎng)石質(zhì)瓷CERAMCO3的基本組成元素及所占比例為：SiO2：62.2%,AL2O3：9.6%,K2O:12.1%,Na2O:5.0%, CaO: 3.1%, ZrO2:0.0%，MgO:2.4%；滑石瓷的基本組成元素及所占比例為：SiO2: 60.02%, MgO:27.8%,AL2O3:2%～3%,CaO:1%,Fe2O3:0.5%, BaO:2%-3%。本實(shí)驗(yàn)于磨損120萬(wàn)次后EDX能譜分析顯示:磷灰石磨損區(qū)域的Mg、 Ba、 Fe分別增加0.18%、1.86 %、0.44%; 長(zhǎng)石質(zhì)磨損區(qū)域的Ba、 Fe分別增加了0.84 %、 0.3%。

3 討論

多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，長(zhǎng)石質(zhì)和氟磷灰石這兩種飾瓷的耐磨性均較其他齒科陶瓷差，并且能引起相對(duì)較多的對(duì)頜牙釉質(zhì)的磨損[3-5]。在口腔領(lǐng)域，以往的陶瓷材料的耐磨性研究都是在較短的循環(huán)時(shí)間下，并且局限在某一特定的時(shí)間點(diǎn)上[3-6]；鮮有長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)進(jìn)行兩種飾瓷的耐磨性能對(duì)比研究。本結(jié)果顯示：在模擬咀嚼循環(huán)下，氟磷灰石飾瓷較長(zhǎng)石質(zhì)飾瓷在口腔中長(zhǎng)期的耐磨性能差。

磨損實(shí)驗(yàn)中，選擇恰當(dāng)?shù)膶?duì)磨物配副，對(duì)比較、評(píng)價(jià)陶瓷材料的磨損性能是一個(gè)關(guān)鍵因素。Wassel等[7]發(fā)現(xiàn)：滑石瓷的摩擦系數(shù)與天然牙釉質(zhì)接近；姚月玲等[8]的體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：滑石瓷的體積損失量與天然牙釉質(zhì)最為接近；同時(shí)滑石瓷性質(zhì)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)單一，易于幾何形狀的標(biāo)準(zhǔn)化，能克服天然牙釉質(zhì)結(jié)構(gòu)的差異造成的實(shí)驗(yàn)誤差。因此本實(shí)驗(yàn)選擇滑石瓷作為天然牙釉質(zhì)的代替物。

正常生理咀嚼過(guò)程中單個(gè)牙齒的咀嚼力在20～120 N[9]，有學(xué)者認(rèn)為通過(guò)重力方式控制磨損設(shè)備的力為所施加力的3～4倍[10-11]；此外，已有研究顯示天然牙釉質(zhì)的牙尖半徑為2～4 mm[12-13]；體外模擬實(shí)驗(yàn)加載120萬(wàn)次循環(huán)可模擬口腔中5年的臨床服役期[14]。因此，為模擬正?？谇痪捉拉h(huán)境，本實(shí)驗(yàn)選取加載力為10 N,頂端半徑為3. 2 mm圓弧的圓柱型滑石瓷加載頭，加載120萬(wàn)次循環(huán)。

陶瓷材料的耐磨性能和磨損面的特征受材料的物理性能(抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性、硬度)，微觀結(jié)構(gòu)(晶體的大小、數(shù)量、類(lèi)型)，表面特征(氣孔、缺陷)等眾多因素的影響[15-17]。氟磷灰石瓷表面較多大小不一散在分布的氣孔、缺陷，這些缺陷很容易被磨除；同時(shí)氟磷灰石瓷斷裂韌性0.9 MPa m0.5(廠家提供)；長(zhǎng)石質(zhì)瓷斷裂韌性[18]1.12 MPa m0.5，氟磷灰石瓷較低的斷裂韌性在磨損循環(huán)中易產(chǎn)生碎片剝脫，局部碎片剝脫后形成的銳邊由于較高的抗彎強(qiáng)度，會(huì)再次加速陶瓷的磨損；高低不平的粗糙磨損面產(chǎn)生較大的摩擦力，在較大的摩擦力下，表面粗糙度進(jìn)一步增加，磨損量增加。因此，在整個(gè)磨損循環(huán)中，氟磷灰石瓷的表面粗糙度和體積損失量始終高于長(zhǎng)石質(zhì)瓷。氟磷灰石瓷中大小均一的針狀氟磷灰石晶體均勻分布在玻璃基質(zhì)中，在水環(huán)境、長(zhǎng)時(shí)間的疲勞循環(huán)加載下，表現(xiàn)為主要是摩擦磨損導(dǎo)致的犁溝狀磨痕，摩擦磨損具有較高的切削效率；同時(shí)較多氣孔、缺陷的存在最終在120萬(wàn)次時(shí)出現(xiàn)了明顯的裂縫。長(zhǎng)石質(zhì)瓷晶體為大小不一的多邊形白榴石晶體，白榴石晶體具有改變裂紋擴(kuò)展方向的能力，同時(shí)可增強(qiáng)陶瓷材料的斷裂韌性[19]。在水環(huán)境、長(zhǎng)時(shí)間的疲勞循環(huán)加載下，表現(xiàn)為主要是磨損面玻璃基質(zhì)在水環(huán)境下產(chǎn)生許多圍繞晶體周?chē)奈⑿×芽p，隨著磨損循環(huán)的進(jìn)行，微裂紋逐漸擴(kuò)展，磨損面大的片狀剝脫，同時(shí)在磨損面可見(jiàn)到稀疏的犁溝狀磨痕。隨著磨損循環(huán)的進(jìn)行，兩種飾瓷的磨痕均由稀疏變?yōu)槊芗?；在磨損的每一個(gè)階段，氟磷灰石瓷的磨痕均較長(zhǎng)石質(zhì)瓷的磨痕更密集，說(shuō)明其有較高的磨損速率。 EDX能譜分析顯示：在氟磷灰石瓷和長(zhǎng)石質(zhì)瓷磨損區(qū)域部分元素有所增加，表明有少量的對(duì)頜磨頭滑石瓷粘結(jié)到磨損區(qū)域,這與實(shí)驗(yàn)中所觀察到的兩種飾瓷的磨損表面有多種磨屑顆粒黏著現(xiàn)象一致，磨屑的存在進(jìn)一步加速了陶瓷的磨損。

材料的磨損性能受多個(gè)因素的綜合作用，但口腔環(huán)境非常復(fù)雜，體外實(shí)驗(yàn)只能模擬口腔環(huán)境中的有限幾個(gè)因素；加之所用的測(cè)試試件均為平面，而在口腔中，無(wú)論是牙齒還是修復(fù)體，其形狀均較復(fù)雜，表面各點(diǎn)受力大小均不相同[20]。因此，本結(jié)果并不能完全代表材料在口腔中的真實(shí)磨損情況，僅為口腔醫(yī)師了解不同飾瓷修復(fù)體的耐磨性能，合理選用設(shè)計(jì)陶瓷修復(fù)體提供參考。

[1]Zakereyya SM. Albashaireh, BDS, MSc,Two- body wear of different ceramic materials opposed to zirconia ceramic [J].JProsthetDent, 2010, 104(2):105-113

[2]Preis V, Behr M, Kolbeck C,etal. Wear performance of substructure ceramics and veneering porcelains[J].DentalMaterials, 2011,27(8):796-804.

[3]Park JH, Park S, Lee K,etal. Antagonist wear of three CAD/CAM anatomic contour zirconia ceramics[J].JProsthetDent, 2014,111(1):20-29.

[4]Kim M, Oh S, Kim J,etal. Wear evaluation of the human enamel opposing different Y- TZP dental ceramics and other porcelains[J].JDent, 2012,40(11):979-988.[5]Jung Y, Lee J, Choi Y,etal. A study on the in vitro wear of the natural tooth structure by opposing zironia or dental porcelain[J].JAdvProsthodont, 2010,2(3):111.

[6]Amer R, Kurklu D, Kateeb E,etal. Three- body wear potential of dental yttrium- stabilized zirconia ceramic after grinding, polishing, and glazing treatments[J].JProsthetDent, 2014.

[7]Wassell RW, Mccabe JF, Walls AW. Wear rates of regular and tempered composites[J].JDent, 1997,25(1):49-52.

[8]姚月玲，馬軍萍，宋應(yīng)亮. 不同牙用非貴金屬材料與牙釉質(zhì)間磨耗性能的測(cè)試研究[J]. 中國(guó)美容醫(yī)學(xué), 2002,11(2)134-136.

[9]Schindler HJ, Stengel E, Spiess WE. Feedback control during mastication of solid food textures- a clinical- experimental study[J].JProsthetDent, 1998,80(3):330-336.

[10]Heintze SD. How to qualify and validate wear simulation devices and methods[J].DentMater, 2006,22(8):712-734.

[11]Janyavula S, Lawson N, Cakir D,etal. The wear of polished and glazed zirconia against ename. [J].JProsthetDent, 2013, 109(1): 22-29.

[12]Krejci I, Albert P, Lutz F. The influence of antagonist standardization on wear[J].JDentRes, 1999,78(2):713-719.

[13]Jung YG, Peterson IM, Kim DK,etal. Lifetime- limiting strength degradation from contact fatigue in dental ceramics[J].JDentRes, 2000,79(2):722-731.

[14]Ghazal M, Yang B, Ludwig K,etal. Two- body wear of resin and ceramic denture teeth in comparison to human enamel[J].DentalMaterials, 2008,24(4):502-507.

[15]嚴(yán)洪海，黃海蓉，章卓鳴，等. 6種不同修復(fù)材料與天然牙牙釉質(zhì)摩擦、磨耗性能的比較[J]. 上海口腔醫(yī)學(xué), 2007, 16(3):311-314.

[16]Leyland A. On the significance of the H/E ratio in wear control: a nanocomposite coating approach to optimised tribological behaviour[J].Wear, 2000,246(1):1-11.

[17]Oh WS, Delong R, Anusavice KJ. Factors affecting enamel and ceramic wear: a literature review[J].JProsthetDent, 2002,87(4):451-459.

[18]Quinn JB, Quinn GD, Sundar V. Fracture Toughness of Veneering Ceramics for Fused to Metal (PFM) and Zirconia Dental Restorative Materials[J].JResNatlInstStandTechnol, 2010,115(5):343-352.

[19]Fredericci C, Yoshimura HN, Molisani AL,etal. Effect of temperature and heating rate on the sintering of leucite- based dental porcelains[J].CeramicsInternational,2011,37(3):1073-1078.

[20]Mair LH, Stolarski TA, Vowles RW,etal. Wear: mechanisms, manifestations and measurement. Report of a workshop[J].JDent, 1996,24(1-2):141-148.

Abrasive resistance of feldspathic porcelain and fluorapatite porcelain under simulated oral environment

YI Yuan- ping, ZHANG Shao- feng, GUO Jia- wen, TIAN Bei- min, ZHANG Zhen- zhen, WANG Qi, WU Xiao- hong

(StateKeyLaboratoryofMilitaryStomatology,DepartmentofProsthodontics,SchoolofStomatology,TheFourthMilitaryMedicalUniversity，Xi′an710032，China)

AIM: To compare the wear resistance of feldspathic porcelain(FEP) and fluorapatite porcelain(FLP) in simulated oral environment. METHODS: 10 rectangular samples of each group were subjected to wear test by means of three point bending method and the indentation method, the surface structure was observed by SEM after acid corrosion. 6 disc shaped samples in each group were subjected to wear test by a wear machine under water lubrication condition at the speed of 200 r/min and loading force of 10N. The wear volume and roughness were measured by the three- dimensional profiler scanner per 105cycles. Surface morphology were observed by SEM after 105, 7×105, and 12×105cycles respectively. EDX energy analysis was used to measure the basic composition and the proportion of the wear area. RESULTS: The volume loss, surface roughness of the two porcelains increased linearly with the wear process. The volume loss and surface roughness of FLP were higher than that of FEP at each measurement cycle. SEM images showed that there were many different sizes of pores on FLP surface. With the cyclic loading, the wear scar of the two materials became from sparse to dense. FLP was worn in the form of relatively small particles and relatively dense grooves. FEP was worn in the form of relatively big particles and relatively sparse grooves. There were visible particles adhered to the wear area. CONCLUSION: The wear resistance of fluorapatite porcelain is lower than that of feldspathic porcelain.

dental ceramic; wear; 3D profiling; scanning electron microscopy

2014-09-07

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81371176)

伊遠(yuǎn)平(1981-), 女, 漢族, 陜西武功人, 碩士生(導(dǎo)師: 張少鋒)，主治醫(yī)師

張少鋒, E-mail: sfzhang@fmmu.edu.cn

R783.1

A

1005-2593(2015)02-0084-07