不同熱凝義齒基托樹脂對基托表面親水性 及力學(xué)性能的影響

迪麗努爾·買買提沙吾提 努力帕·阿布來

（新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院（附屬口腔醫(yī)院）口腔種植修復(fù)科·口腔牙周黏膜科*， 新疆維吾爾自治區(qū)口腔醫(yī)學(xué)研究所，烏魯木齊 830054）

隨著老齡化社會的到來，牙列缺失的發(fā)病率在近年有增長的趨勢，無牙頜患者將會日益增多，全口義齒的需求也將大大增加。人們對于牙列缺失及其并發(fā)癥的修復(fù)治療提出了新要求。全口義齒固位和穩(wěn)定，不僅與材料的物理性質(zhì)、患者的咀嚼功能、心理生理因素及機械因素有關(guān)，還與義齒基托材料的親水性有密切的關(guān)聯(lián)[1，2]。

目前，臨床廣泛使用的熱凝義齒樹脂是聚甲基丙烯酸甲酯（poly methyl methacrylate，PMMA）及其改性產(chǎn)品，雖然它具有良好的理化、力學(xué)等性能，且易于加工成型，價格便宜等優(yōu)點廣泛適用于各類牙列缺失修復(fù)，但其表面親水性能不佳， 導(dǎo)致固位差[3]，真菌易附著[4]。白色念珠菌的附著數(shù)量與樹脂表面的疏水性有近似線性的正相關(guān)關(guān)系。義齒表面潤濕性的增加意味著表面親水性能的改善， 可以減少白色念珠菌的附著，降低義齒性口炎的發(fā)生概率。因此， 改善熱凝樹脂的表面潤濕性對義齒基托的臨床意義重大。親水性基托材料表面被附著的真菌比疏水性基托材料少，能提高材料的抗菌能力[4]。而且改善基托材料的親水性，可提高義齒在口腔內(nèi)的固位和穩(wěn)定性。

本研究主要通過不同組成成分的丙烯酸樹脂來提高義齒基托在口腔內(nèi)的固位和穩(wěn)定，從而改善患者生活質(zhì)量，探討不同組成成分的義齒基托樹脂的表面親水性及力學(xué)特性。

1 材料和方法

1.1 實驗材料與設(shè)備

1.1.1 不同分子量及平均粒徑的4種粉末 D-100M（甲基丙烯酸甲酯聚合物粉），聚甲基丙烯酸甲酯聚合（D-250M）， 聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯共聚物（D-300），聚甲基丙烯酸乙酯聚合物（D-250E）。

1.1.2 4種單體 MMA（甲基丙烯酸甲酯），iBMA（甲基丙烯酸異丁酯），EHMA（甲基丙烯酸乙酯），HEMA（甲基丙烯酸2-羥基乙酯）。

1.1.3 實驗設(shè)備 便攜全自動接觸角計（PCA-1，協(xié)和界面化學(xué)社，日本），萬能力學(xué)試驗機（Model 5565，Instron，美國），自轉(zhuǎn)攪拌機（ARE-310， Thinky，日本），水平研磨機（Scandimatic3303，Scan-dia GmbH.， Hagen，德 國），電 子 天 平（SHIMADZU ， 日本），恒溫 水箱（THOMAS，日本），恒溫干燥箱（ SANYO， 日本），壓力機（Yamahachi Dental Mfg，日本）等檢測設(shè)備。

表1 實驗材料

1.2 實驗方法

1.2.1 分組及試樣制備 各組粉劑和單體見表2，所示組合聚合成15種材料，每一種材料制作5個試件，共75個試件，每一組粉加入微量（1%）的引發(fā)劑過氧化笨甲酰（BPO）后，用自轉(zhuǎn)攪拌機以轉(zhuǎn)速2 000 r/min旋轉(zhuǎn)混合60 s，各組按粉/液重量比2.0混合，在濕砂期，注入不銹鋼凹槽模具（66 mm×11 mm×4 mm）中，腔壁涂抹分離劑，充填上述材料，充填后上下覆蓋聚酯薄膜帶，再覆蓋金屬片，用壓力機進行加壓。恒溫水箱的水溫加熱至70 ℃放入模具持續(xù)30 min，沸騰后再持續(xù)60 min加熱聚合。聚合后不銹鋼鑄模在水槽里自然冷卻24 h后取出。試件用水平研磨機在流水下用研磨紙240#，600#，1000#，1200#依次研磨，試件尺寸調(diào)整為65 mm×10 mm×3 mm。

表2 粉液混合分組

1.2.2 試樣的保存 實驗采用蒸餾水直接浸泡法模擬長期的口腔濕熱環(huán)境，在（37±1）℃中16 h，（23±1） ℃中8 h，周期性循環(huán)浸泡于恒溫干燥箱中0、14、30、90、180、360天。

1.2.3 試樣的表面特征分析 各試件周期性浸泡不同周期后，用便攜式全自動接觸角測量儀，測定各期的接觸角。測定溫度（23±1） ℃，按滴液法將蒸溜水滴入2 s后進行測定。

1.2.4 試樣的力學(xué)特征分析 各試樣周期性浸泡后，取出試樣，在（23±1） ℃的環(huán)境下，安放在萬能力學(xué)試驗機上，按照ISO 20795-1標準[5]，設(shè)置跨距為50 mm，加載速度為5 mm/min，進行三點彎曲測試。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

對各組數(shù)據(jù)進行單因素方差分析（Analysis of Variance：ANOVA），使用Student-Newman-Keuls （SNK）法進行多重比較，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，采用統(tǒng)計軟件PASW statistics進行分 析。

2 結(jié)果

2.1 表面接觸角

各樣本浸泡前的接觸角見圖1，單因素方差分析的結(jié)果顯示各組試樣之間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。由SNK多重比較結(jié)果顯示，MMA和iBMA的單體成分組里，各粉末之間差異不顯著。在單體成分EHMA+ HEMA的組里，D250M+ EHMA+ HEMA之間的組合顯示出最小的接觸角（P＜0.05），從而顯示出高的表面濕潤性。隨著時間的推移，浸泡后的變化見圖2，除了單體組EHMA+ HEMA以外，其余各組試樣材料的接觸角顯著降低，到浸泡后180 天后有上升趨勢。在單體EHMA+ HEMA的組里，浸泡360天后，接觸角顯著下降（P＜0.05）。

圖1 浸泡前每組試樣的接觸角

圖2 浸泡后每組試樣接觸角的變化

2.2 力學(xué)特性

各組在浸泡前的彎曲強度見圖3，根據(jù)單因素方差分析的結(jié)果，各組樣本之間有差異（P＜0.05）。由SNK多重比較的結(jié)果顯示：單體甲基丙烯酸甲酯組的（MMA）彎曲強度比其他組的顯著高（P＜0.05）。其 中的IBMA和EHMA+ MMA中的單體組成分里，粉末成分甲基聚合物組的試樣比乙基聚合物組和甲基/乙基共聚物組的試樣顯示出較低的彎曲強度。有報告顯示：粉末成分甲基聚合物組和單體甲基丙烯酸甲酯（MMA）組成的樹脂具有較高的強度[10]。隨著時間推移，浸泡后的彎曲強度變化見圖4，單體MMA和EHMA+ HEMA的組中，浸泡至360天無顯著變化。除了D300+EHMA+ MMA，D300+ D250E+iBMA， D300+D250E+ EHMA+MMA組以外，其余組的試樣浸泡至30天后彎曲強度明顯上 升。

圖3 浸泡前每組試樣的彎曲強度

圖4 浸泡后每組試樣彎曲強度的變化

2.3 彎曲彈性模量

各試樣組在浸泡前后的彈性模量見圖5和圖6，單因素方差分析結(jié)果顯示：各組樣本之間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。SNK多重比較的結(jié)果顯示，在單體成分EHMA+ HEMA的組中與D250E及D300+ D250E相互結(jié)合的樣本表現(xiàn)出較低的值。浸泡后大部分樣本組的彎曲彈性模量無顯著變化。

圖 5 浸泡前每組試樣的彈性模量

圖6 浸泡后每組試樣彈性模量的變化

3 討論

材料表面處理及組成成分對樹脂表面親水性有很大的影響。所有試樣里，使用單體HEMA的D-250M+EHMA+HEMA組合，表現(xiàn)出最小的接觸角。HEMA里包含作為親水基團的-OH基團，被認為是導(dǎo)致這種小接觸角的原因[6，7]。在浸泡后的每組試樣里，除了使用單體HEMA+ EHMA的組以外，其余樣本浸泡180天后可出現(xiàn)接觸角上升的趨勢。可見樹脂會隨著浸泡時間延長而變質(zhì)。材料表面濕潤性可能會影響固體的水層[8]，在此研究中所用的樹脂試樣是通過浸泡在水中而增加的吸水量，被認為是導(dǎo)致接觸角隨時間變化而減少的原因。浸泡過程中由于樹脂組成成分的分解、析出而發(fā)生降解，新的疏水成分的產(chǎn)生，會使接觸角增大。

研究中所分析的接觸角，最低在35°左右。一般接觸角在10°以下被認為是超親水性材料，市售的基托樹脂材料的接觸角在80° ～ 100°之間。此研究中，嘗試改變材料的組成成分，使其表面接觸角有所改善，從而達到接觸角20° ～ 40°的目的。表面親水性的改善，不僅使義齒基托的固位及穩(wěn)定性有所提高，還有助于抑制真菌粘附。

義齒基托材料在口腔咀嚼過程中又不可避免地要受到各種壓力作用，一旦發(fā)生永久變形，就意味著發(fā)生功能性失效。因此在臨床應(yīng)用中樹脂基托應(yīng)當具備足夠大的彎曲強度和彎曲彈性模量。

研究發(fā)現(xiàn)，有幾組試樣的彎曲強度和彎曲彈性模量低于ISO標準。在單體成份里添加交聯(lián)劑，可能會提高義齒基托樹脂的聚合度及機械性能[9，11]，而本研究中所用的材料中都不含有交聯(lián)劑，可能是出現(xiàn)此結(jié)果的一個原因。

應(yīng)當注意的是，在本實驗中單體MMA所組成的試樣顯示出較高的彎曲度，iBMA和EHMA+ MMA單體組中使用甲基丙烯酸甲酯聚合物試樣比使用甲基丙烯酸乙酯聚合物及甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物顯示出低的彎曲強度。此結(jié)果與使用甲基丙烯酸甲酯聚合物和MMA單體組成的樹脂試樣所顯示出的高彎曲強度的報道一致[11]。隨時間推移，單體IBMA和EHMA+ MMA組里，除了D-300-EHMA+ MMA組以外，浸泡30 天后的彎曲強度有所上升，被認為是在37℃水中浸泡后，樹脂的聚合反應(yīng)有所進展使得機械強度增加[10，11]。

4 結(jié)論

本文提示：適當組成成分的搭配對熱凝義齒基托的表面親水性、彎曲強度及彎曲彈性模量有很大影響，恰當?shù)慕M合能改進熱凝義齒基托的表面特性及力學(xué)性能。