《口腔材料學》教學PPT

《口腔材料學》教學PPT,口腔材料學,口腔,材料,教學,PPT 第四章第四章第四章第四章 義齒基托聚合物與合成義齒基托聚合物與合成義齒基托聚合物與合成義齒基托聚合物與合成樹脂牙樹脂牙樹脂牙樹脂牙口腔材料研究室 徐永祥POLYMER第一節(jié)第一節(jié) 高分子材料基礎高分子材料基礎POLYMER樹樹 脂脂 牙牙義義 齒齒 基基 托托復復 合合 樹樹 脂脂義義 齒齒 軟軟 襯襯粘粘 接接 劑劑12345印模材料、蠟等印模材料、蠟等6義義 齒齒 基基 托托1樹樹 脂脂 牙牙復復 合合 樹樹 脂脂義義 齒齒 軟軟 襯襯粘粘 接接 劑劑2345印模材料、蠟等印模材料、蠟等6樹樹 脂脂 牙牙2義義 齒齒 基基 托托1復復 合合 樹樹 脂脂義義 齒齒 軟軟 襯襯粘粘 接接 劑劑345印模材料、蠟等印模材料、蠟等6義義 齒齒 軟軟 襯襯3樹樹 脂脂 牙牙義義 齒齒 基基 托托12復復 合合 樹樹 脂脂粘粘 接接 劑劑45印模材料、蠟等印模材料、蠟等6復復 合合 樹樹 脂脂4樹樹 脂脂 牙牙義義 齒齒 基基 托托義義 齒齒 軟軟 襯襯123粘粘 接接 劑劑5印模材料、蠟等印模材料、蠟等6粘粘 接接 劑劑5復復 合合 樹樹 脂脂4樹樹 脂脂 牙牙義義 齒齒 基基 托托義義 齒齒 軟軟 襯襯123印模材料、蠟等印模材料、蠟等6樹樹 脂脂 牙牙義義 齒齒 基基 托托復復 合合 樹樹 脂脂義義 齒齒 軟軟 襯襯粘粘 接接 劑劑12345印模材料、蠟等印模材料、蠟等6（一）（一）高分子材料基本概念高分子材料基本概念=高分子高分子 PolymerPolymer（或稱聚合物分子或大分子）：由許多重復單元通過共價鍵有規(guī)律地連接而成的分子，具有高的分子量。104106：高分子 104：低分子重復單元：是高分子化學鏈中不斷重復的結構單元，由實際上或概念上是相應的小分子衍生而來。聚甲基丙烯酸甲酯 Poly(methyl methacrylate)PMMA甲基丙烯酸甲酯MMA制制 約約 因因 素素解解 決決 途途 徑徑（1）延長使用壽命：減少廢棄）延長使用壽命：減少廢棄（2）回收利用：低性能應用；降解）回收利用：低性能應用；降解（3）自然降解：自然分解回歸自然）自然降解：自然分解回歸自然：高分子制品廢棄后對環(huán)境的污染：高分子制品廢棄后對環(huán)境的污染“在人類歷史上在人類歷史上,幾乎沒有什么科學技術象高分子科學這樣對人類社會做幾乎沒有什么科學技術象高分子科學這樣對人類社會做出如此巨大的貢獻出如此巨大的貢獻.”（O.Vogl Trends in Polymer Science,Prog.Polym.Sci.24(1999)36）高分子化合物或稱聚合物：由許多單個高分高分子化合物或稱聚合物：由許多單個高分子（聚合物分子）組成的物質。子（聚合物分子）組成的物質。高分子與聚合物是兩個不同層面上的概念，高分子與聚合物是兩個不同層面上的概念，但在實際應用中常常不并對兩者加以區(qū)分。但在實際應用中常常不并對兩者加以區(qū)分。單單 體與聚體與聚 合合 反反 應應單單 體體Monomer 能夠進行聚合反應，并構成高分子基本結構組成單元的小分子化合物。能夠進行聚合反應，并構成高分子基本結構組成單元的小分子化合物。由低分子單體生成高分子的反應過程由低分子單體生成高分子的反應過程聚聚 合合 反反 應應Polymerization高高 分分 子子Polymer（二）高分子聚合反應（二）高分子聚合反應Polymerization聚合反應Polymerization烯類單體烯類單體鍵斷鍵斷裂后加成聚合起裂后加成聚合起來的反應來的反應加成聚合反應Addition Polymerization縮合聚合反應Condensation Polymerization聚合機理聚合機理（1）加成聚合反應）加成聚合反應Polymer鏈終止鏈增長鏈引發(fā)鏈引發(fā)Monomer鏈轉移鏈引發(fā)鏈引發(fā)initiation鏈增長鏈增長propagation鏈終止鏈終止termination引發(fā)劑分解產生初級自由基，初級自由基與單體引發(fā)劑分解產生初級自由基，初級自由基與單體加成生成單體自由基的反應過程。加成生成單體自由基的反應過程。熱聚合（熱固化、熱凝）Heat PolymerizationHeat-curing室溫聚合（室溫固化、自凝）Room-temperature PolymerizationSelf-curing引發(fā)機理引發(fā)機理光聚合（光固化）Light PolymerizationPhotopolymerization鏈引發(fā)方式Chain initiation用加熱的方法直接使單體激發(fā)變?yōu)閱误w自由基，進而引發(fā)單體聚合的一類自由基型聚合方法。熱聚合（熱固化、熱凝）Heat PolymerizationHeat-curing室溫聚合（室溫固化、自凝）Room-temperature PolymerizationSelf-curing光聚合（光固化）Light PolymerizationPhotopolymerization室溫下，通過兩組分的混合發(fā)生化學反應產生自由基，進而引發(fā)單體聚合的一類自由基型聚合方法。熱聚合（熱固化、熱凝）Heat PolymerizationHeat-curing室溫聚合（室溫固化、自凝）Room-temperature PolymerizationSelf-curing光聚合（光固化）Light PolymerizationPhotopolymerization單體分子借光的引發(fā)（或用光敏劑）活化成自由基，進而引發(fā)單體聚合的一類自由基型聚合方法。熱聚合（熱固化、熱凝）Heat PolymerizationHeat-curing室溫聚合（室溫固化、自凝）Room-temperature PolymerizationSelf-curing光聚合（光固化）Light PolymerizationPhotopolymerization鏈增長鏈增長propagation鏈引發(fā)鏈引發(fā)initiation鏈終止鏈終止termination單體自由基與單體加成生產新的自由基，如單體自由基與單體加成生產新的自由基，如此反復生成增長鏈自由基的過程。此反復生成增長鏈自由基的過程。鏈終止鏈終止termination鏈引發(fā)鏈引發(fā)initiation鏈增長鏈增長propagation增長鏈自由基失去活性生成聚合物分子的過增長鏈自由基失去活性生成聚合物分子的過程。程。增長鏈自由基從體系中其它分子奪取原子或被其它分子增長鏈自由基從體系中其它分子奪取原子或被其它分子奪取原子，使其本身失去活性生成聚合物分子，被奪取或奪奪取原子，使其本身失去活性生成聚合物分子，被奪取或奪得原子的分子生成新的自由基的反應過程。得原子的分子生成新的自由基的反應過程。鏈轉移鏈轉移Transfer Reaction（2）縮合聚合反應）縮合聚合反應聚合反應Polymerization官能團單體多次縮官能團單體多次縮合成聚合物的反應合成聚合物的反應加成聚合反應Addition Polymerization縮合聚合反應Condensation Polymerization聚合機理聚合機理縮合型硅橡膠印模材料性質和性質和用途用途塑塑 料料纖纖 維維橡橡 膠膠涂涂 料料膠粘劑膠粘劑功能高分子功能高分子以聚合物為基礎，加入（或不加）各種助劑以聚合物為基礎，加入（或不加）各種助劑和填料，經加工形成的塑性材料或剛性材料。和填料，經加工形成的塑性材料或剛性材料。具有可逆形變的高彈性材料。具有可逆形變的高彈性材料。纖細而柔軟的絲狀物，長度至少為直徑的纖細而柔軟的絲狀物，長度至少為直徑的100倍。倍。涂布于物體表面能成堅韌的薄膜、起裝飾和涂布于物體表面能成堅韌的薄膜、起裝飾和保護作用的聚合物材料保護作用的聚合物材料能通過粘合的方法將兩種以上的物體連接在能通過粘合的方法將兩種以上的物體連接在一起的聚合物材料一起的聚合物材料具有特殊功能與用途但用量不大的精細具有特殊功能與用途但用量不大的精細高分子材料高分子材料（三）高分子分類（三）高分子分類一級結構二級結構三級結構鏈結構鏈結構凝聚態(tài)結構凝聚態(tài)結構（四）高分子結構（四）高分子結構高分子結構高分子結構一級結構指單個大分子內與基本結構單元有關的結構，結構單元的化學結構單元的化學組成、連接順序、立組成、連接順序、立體構型，以及支化、體構型，以及支化、交聯等交聯等鏈結構鏈結構二級結構指若干鏈節(jié)組成的一段鏈或整根分子鏈的排列形狀。高高分子鏈的形態(tài)（構分子鏈的形態(tài)（構象）以及高分子的象）以及高分子的大小（分子量）大?。ǚ肿恿浚╂溄Y構鏈結構三級結構指多個的大分子聚集在一起而成的結構，也叫聚集態(tài)結構或超分子結構。晶態(tài)、非晶態(tài)、取晶態(tài)、非晶態(tài)、取向態(tài)、液晶態(tài)及織向態(tài)、液晶態(tài)及織態(tài)等。態(tài)等。凝聚態(tài)結構凝聚態(tài)結構（五）高分子材料的性能（五）高分子材料的性能粘彈性模型非晶態(tài)聚合物應力非晶態(tài)聚合物應力應變曲線應變曲線小小 結結 熟悉：1、高分子的基本概念：Polymer，Monomer，Polymerization 2、高分子結構對材料性能的意義：粘彈性、線型非晶態(tài)高分子的三種形態(tài) 了解：1、高分子的聚合反應類型：Addition/Condensation Polymerization Heat/Room-temperature/Light curing 2、加成聚合反應的基本過程：Chain Initiation/Propagation/Termination第二節(jié)第二節(jié) 義齒基托聚合物義齒基托聚合物義齒基托（denture base）是義齒覆蓋在無牙牙槽嵴，與承托區(qū)粘膜直接接觸的部分。連接義齒各部分分散、傳導頜力輔助固位在其上排列人工牙作用理想的聚合物義齒基托理想的聚合物義齒基托1.良好的生物安全性：無毒，無刺激性，全身無刺激。2.良好的化學穩(wěn)定性：殘余單體含量低、不溶于口腔液、吸水性小、不易降解老化。3.良好的物理機械性能：抗彎曲、抗壓、抗沖擊、耐磨性能，并能承受一定牙合力，在口腔內長期使用不發(fā)生變形或斷裂。4.具有一定的耐熱性，在口腔內溫度變化的環(huán)境中不軟化變形。5.與口腔組織顏色協調、色澤穩(wěn)定，在口腔內不變色、不退色，符合審美要求。6.具有X射線阻射性。義齒基托樹脂義齒基托樹脂 制作義齒基托的材料稱義齒基托材料有金屬和塑料兩種。其中用于制作塑料基托的材料稱為義齒基托樹脂（denture base resins）?！皹渲庇袝r也稱為“塑料”義齒基托樹脂分類義齒基托樹脂分類加熱固化型（熱凝）室溫固化型（自凝）其它類型聚甲基丙烯酸甲酯PMMA樹脂及其改性產品第三節(jié) 熱固化型基托聚合物合物加熱固化型基托聚合物（heat-curing denture base polymer）：簡稱熱固性基托樹脂，或者熱凝樹脂，一般需要加熱才能固化。注意事項注意事項主要性能主要性能使用方法使用方法組成組成樹脂基托（一）（一）組組 成成牙托粉牙托粉powder牙托水牙托水liquid牙牙 托托 水水牙托水牙托水Liquid主要成分阻聚劑交聯劑甲基丙烯酸甲酯MMA0.02%2,6-二叔丁基對甲酚(DTBC)1-3%雙甲基丙烯酸乙二醇酯（GDMA）牙托粉牙托粉牙托粉Powder主要成分引發(fā)劑顏料聚甲基丙烯酸甲酯或共聚物0.20.5%過氧化苯甲酰（BPO)鈦白粉、鎘紅、紅色短纖維（二）使用方法（二）使用方法調調 和和熱處理熱處理將牙托水和牙托粉按照一定比例混合均勻，混合物形成面團狀后裝盒準備熱處理的過程裝盒后通過熱處理使材料固化的過程（1 1）調和過程）調和過程牙托水滲入牙托粉中，大顆粒溶脹，小顆粒溶解，體系成為很粘的膠狀物。物理溶解和溶脹過程。濕砂期sanding stage糊狀期paste stage黏絲期sticking stage硬固期hard stage橡膠期rubber stage面團期dough stage裝盒裝盒面團期面團期面團期時材料柔軟、可塑形、可揉成面團狀，不粘器械，是裝盒的最佳時期。影響因素：牙托粉的粒度，粉液比、調和溫度（2）熱處理過程）熱處理過程對在面團期填塞到型盒中的樹脂進行加熱聚合的過程，使樹脂中的單體聚合，完成樹脂基托的固化成型化學反應過程。加熱方式：將型盒置于7075水浴中恒溫90分鐘，升溫至沸騰并保持3060分鐘：將型盒置于溫水水浴中，在1.52小時內緩慢勻速升溫至沸點，保持3060分鐘。注意事項注意事項為什么控制升溫過程？鏈引發(fā)：吸熱過程。引發(fā)劑需要一定的溫度才能引發(fā)單體聚合；同時聚合過程中需要一定的溫度才能保證活性中心的活性；鏈增長：放熱過程。反應溫度過高將導致單體暴聚，溫度急劇升高，未聚合的單體沸騰揮發(fā)，產生氣泡。（三）應用中注意問題（三）應用中注意問題防止基托中產生氣泡防止基托發(fā)生變形基托中產生氣泡原因基托中產生氣泡原因1.熱處理過程中升溫過快、過高2.牙托水和牙托粉調和比例不合適3.充填時機不準4.壓力不足基托發(fā)生變形的原因基托發(fā)生變形的原因1.裝盒不妥，壓力過大：石膏模型變形導致基托變形2.填塞過遲：超過面團期，失去可塑性3.升溫過快：熱不良導體，體積收縮不均勻4.基托厚薄差異過大：厚薄處的體積收縮不一致5.冷卻過快，開盒過早：基托受冷收縮不一致，內應力的釋放（四）熱固性基托樹脂的性能（四）熱固性基托樹脂的性能物理機械性能物理機械性能性性 能能化學性能化學性能生物學性能生物學性能（1）物理機械性能）物理機械性能是目前機械性能較好的基托材料撓曲性能、抗沖擊性能熱變形溫度：81-94；熱膨脹系數大；熱不良導體聚合收縮，冷卻收縮影響與口腔組織的密合性吸收一定的水分，部分補償體積收縮失水干燥會變形體積收縮導致在樹脂內部產生應力，會產生裂紋，導致基托變形甚至斷裂（2 2）化學性能）化學性能（1）溶解性：溶解性：能溶于甲基丙烯酸甲酯、丙酮、氯仿等有機溶劑 酒精、消毒液會在其表面產生銀紋白化。在水中溶解值低。（2）老化性能：老化性能：口腔中長時間使用，分子量降低，物理機械性能下降，色澤變黃。（3 3）臨床性能）臨床性能固化完全的PMMA對人體的刺激性??；臨床應用的基托中含有未固化的MMA，對口腔粘膜有刺激性；個別患者對樹脂基托過敏；對溫度的傳導性差，影響口腔感覺；牙托水對皮膚有刺激，操作時應盡量避免直接接觸未固化的基托樹脂。加熱固化型（熱凝）室溫固化型（自凝）其它類型聚甲基丙烯酸甲酯PMMA樹脂及其改性產品第四節(jié)第四節(jié) 化學固化型化學固化型 室溫固化型(room temperature curing)或自凝型(self-curing)義齒基托樹脂：相對加熱固化而言，指不必額外加熱，在室溫下既能固化的基托樹脂。應用范圍應用范圍注意事項注意事項性性 能能組成組成與熱固型的差異自凝牙托水自凝牙托水主要組分：MMA促進劑 0.5-0.7%有機叔胺阻聚劑紫外線吸收劑自凝Self-curing自凝牙托粉自凝牙托粉主要組分：PMMA引發(fā)劑 BPO著色劑氧化還原引發(fā)聚合（一）自凝基托樹脂組成（一）自凝基托樹脂組成（一）自凝基托樹脂組成（一）自凝基托樹脂組成（二）自凝基托樹脂性能（二）自凝基托樹脂性能與熱固型相比較，自凝型存在以下特點：a)平均分子量：牙托粉、基托中PMMA的分子量低b)殘余單體(residual monomer)：殘余單體MMA的含量高c)聚合收縮(polymerization shrinkage)：與熱固型相近d)色澤穩(wěn)定性(color stability)：差，易變色e)機械性能(mechanical strength)：整體性能不如熱固型，韌性較差、脆性較大、剛性較好。性能改善：加壓聚合；初步聚合后加熱固化。（三）應（三）應 用用 應用范圍：制作正畸矯正器、個別托盤、襯墊、各類暫時修復體以及用于義齒的修理。注意事項：自凝型調和后，允許的操作時間短，一般在糊狀期塑性。在口腔中直接使用時，防止聚合熱灼傷粘膜組織，以及殘余單體的刺激與過敏反應。加熱固化型（熱凝）室溫固化型（自凝）其它類型聚甲基丙烯酸甲酯PMMA樹脂及其改性產品第五節(jié)第五節(jié) 其他義齒基托材料其他義齒基托材料1光固化型義齒基托聚合物(light curing)2注塑成型義齒基托聚合物(injection molding)3微波固化型義齒基托聚合物(microwave curing)光固化義齒基托光固化義齒基托光固化義齒基托樹脂(light curing denture base resin)：需要經一定波長的光照射后才能固化的義齒基托樹脂材料。市售產品：可塑狀面團樣物，一般預壓成片狀或條狀。組成：樹脂基質(bis-GMA)，活性稀釋劑，PMMA交聯粉，無機填料，光引發(fā)劑和顏料等。性能特點性能特點a)固化特性：專用光固化器，固化深度35mm；b)機械性能：相對熱凝型和自凝型，硬度高、剛性大、受力不易變形，但是脆性也較大；c)操作性能：單糊劑型，不必調和，可操作時間長，固化時間短。小小 結結 掌握：1.義齒基托材料的組成和各組分的作用 MMA、PMMA、引發(fā)劑、阻聚劑2.熱固型義齒基托制作工藝與基托性能的關系 調和、加熱、Dough stage3.熱固型和室溫固化型義齒基托材料的主要差異 化學組成、聚合機理、操作注意事項 熟悉：1.對理想義齒基托樹脂的要求2.熱固型、室溫固化型義齒基托材料應用中應注意的問題 了解：1.義齒基托材料的分類2.光固化義齒基托材料的組成、性能特點第六節(jié)第六節(jié) 合成樹脂牙合成樹脂牙合成樹脂牙是由聚合物制成的人工牙，適合成樹脂牙是由聚合物制成的人工牙，適用于作為牙列缺損、缺失中恢復天然牙冠用于作為牙列缺損、缺失中恢復天然牙冠外形和功能的牙冠材料。外形和功能的牙冠材料。有時稱為有時稱為“樹脂牙樹脂牙”或或“塑料牙塑料牙”。（一）合成樹脂牙的性能（一）合成樹脂牙的性能良好的色澤物理性能化學結合性多層成型法，具有多層色特點，層次性及半透明性。熒光顏料塑料牙密度小，線脹系數大，彈性模量低，硬度低，韌性好，耐熱震，吸水后尺寸略有改變，耐磨性差，有蠕變性，不適于對頜為金屬、瓷牙的義齒。性性 能能 塑料牙塑料牙 瓷牙瓷牙 牙釉質牙釉質密度（密度（g/cm3）1.2 2.4線脹系數線脹系數 80 7 11.4彈性模具彈性模具(Gpa)2.5 80 46130硬度（硬度（VHN，Mpa）20 500 29404800塑料牙與基托樹脂的結合強度高于瓷牙與基托樹脂結合強度（二）常用合成樹脂牙（二）常用合成樹脂牙1.PMMA塑料牙：均聚物，共聚物 優(yōu)點：密度小、韌性大、不易折裂，色澤與天然牙接近與基托結合牢固 缺點：強度低、硬度小及耐磨性差2.復合樹脂牙：含有增強用的無機填料，可以多層復合，硬度高、耐磨性好，外觀與天然牙接近。3.工程塑料牙：尼龍、聚碳酸酯、聚砜 優(yōu)點：機械強度大、不易破裂 缺點：吸水性大，與基托結合較差第五章第五章 義齒軟襯材料及頜面贗復材料義齒軟襯材料及頜面贗復材料一 Denture soft lining materials（1）定義：一類應用于義齒基托組織面的，固化后具有一定柔軟彈性的義齒襯墊材料。（2）用途：緩沖沖擊性咬合力，避免局部壓力過大，減輕或消除疼痛，提高義齒基托與牙槽嵴的密合性，改善義齒固位。（3）種類：丙烯酸酯類、硅橡膠類（一）丙烯酸酯類義齒軟襯材料（一）丙烯酸酯類義齒軟襯材料粉 劑液 劑聚甲基丙烯酸酯或者共聚物、引發(fā)劑甲基丙烯酸酯、增塑劑、阻聚劑優(yōu)點：與PMMA類義齒基托的結合良好缺點：增塑劑會析出，導致性能下降應用：口腔軟組織調整，長期戴用義齒而義齒基托與軟組織不密合導致軟組織增生的病例。可使軟組織恢復原態(tài)。（二）硅橡膠類義齒軟襯材料（二）硅橡膠類義齒軟襯材料熱固化型甲基乙烯基硅橡膠、填料、柔軟劑、引發(fā)劑室溫固化型帶有官能團的聚二甲基硅氧烷類，填料，催化劑，交聯劑雙組分、單組分優(yōu)點：粘彈性好缺點：抗撕裂性能差，與PMMA類基托結合性差（三）義齒軟襯材料的清潔（三）義齒軟襯材料的清潔易黏附白色念珠菌等。原因：不能拋光致使表面粗糙、增塑劑析出殘留在軟襯表面的孔。清潔方法：專用清潔劑、0.2%洗必泰或次氯酸溶液。缺點：長期使用清潔劑等易導致軟襯褪色、變形二、頜面缺損修復材料(maxillofacial prosthetic materials)分類a.硬質材料：與義齒基托基本相同b.柔質材料：與義齒軟襯基本相同用途：用于意外受傷、癌癥手術、先天畸形造成的頜面部組織缺損，以及頭頸部，如鼻、耳、眼和眼窩等部位缺失的修復所用的材料小小 結結掌握：1、合成樹脂牙的性能、合成樹脂牙材料的種類；2、義齒軟襯材料的種類；3、頜面缺損修復材料的概念和種類熟悉：1、合成樹脂牙的分類 2、軟襯材料的組成和清潔方法了解：軟襯材料和頜面缺損修復材料的基本組成參考書目參考書目口腔材料學徐恒昌 主編 2005 北京大學醫(yī)學出版社口腔材料學（第2版）林紅 主編 2013 北京大學醫(yī)學出版社；口腔材料學 第4版 陳治清 主編 2008 人民衛(wèi)生出版社；Phillips Science of Dental Materials，11th edition，2003，Kenneth J.Anusavice，OVERSEA PUBLISHING HOUSEPolymers for Dental and Orthopedic Applications，1 edition，2006，Shalaby W.Shalaby,Ulrich Salz，CRC Press