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02 总论 口腔的材料性能.ppt

页数:56页文件大小:2.70 MB来源: 口腔材料学ppt课件

本课件系统讲解口腔材料的基本性能,先讲密度、熔点、尺寸改变、热膨胀系数、热导率、流电性、润湿性与色彩性等物理性能,再讲力、应力、应变、应力-应变曲线、比例极限、弹性模量、延伸率、硬度与挠曲强度等机械性能,最后归纳腐蚀、扩散吸附、老化等化学性能与生物安全性、相容性、功能性等生物性能。

第二讲章节标题页,标示本讲进入口腔材料性能总论的内容范围
密度概念讲解页,说明单位体积质量及其对义齿固位、舒适度与支持组织反应的影响
熔点与凝固点讲解页,说明口内材料须在不伤组织温度下操作、铸造与焊接合金熔点匹配要求
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第1页:第二讲 口腔材料的性能

第二讲 总论:口腔材料的性能

本讲按物理性能、机械性能、化学性能、生物性能四条主线展开。

第2页:密度

密度定义为单位体积的质量。在口腔中,质量轻的材料很重要。

例如,全口或局部义齿修复体的单位重量会影响义齿的固位、患者的舒适度和支持组织的生理反应。大多数制作修复体的非金属材料相对较轻。

第3页:熔点和凝固点

口腔内使用的材料(如印模材料、蜡型材料)必须能够在不伤害组织的温度下进行操作;口腔外使用的材料,其熔点也很重要。

  • 铸造合金的熔点影响熔模材料及铸造设备的选择
  • 焊接合金的熔点要与修复体金属相匹配
  • 多数口腔材料不是单一成分,其熔化温度是一定的范围而非一点

第4页:尺寸改变

(一)尺寸改变:修复体在制作过程中以及在口腔内使用过程中,修复体材料及制作修复体的辅助材料,由于物理的、化学的因素产生程度不同的形变,称为尺寸变化。

第5页:尺寸变化的表达式

尺寸变化的表达式:

ε = (L - L0) / L0 × 100%

式中 L0 为原始长度,L 为变化后长度。

第6页:尺寸改变的测量方法

尺寸改变的测量方法:

  1. 直接法
  2. 间接法:电阻应变计、差动变压器

第7页:物理性能导引

一、物理性能(PHYSICAL PROPERTIES):本节继续讨论材料尺寸稳定性对临床的意义。

第8页:尺寸稳定性的临床意义

口腔材料的尺寸稳定性对临床使用的意义:

印模材料、模型材料
直接影响修复体精度
充填材料
影响充填体与窝洞密合性,进而影响微漏与继发龋的发生

第9页:热膨胀系数

(二)热膨胀系数:表征物体长度(或体积)随温度变化的物理量。

测试方法:示差法、光杠杆放大法、光干涉法、差动变压器法和 X 线射线法。

第10页:热膨胀系数对临床的影响

对临床的影响:

  • 包埋材料的热膨胀系数对于补偿金属铸造收缩具有重要意义
  • 充填体与牙体热膨胀系数的差别影响治疗效果

本页原课件另附「人牙和一些材料的热膨胀系数」对照表,源文件未提取到具体数值,建议对照原图补充。

第11页:热导率

(三)热导率:

  • 导热是以热量进行能量传递的一种形式
  • 热导率是量度材料导热性能的物理量,又称导热系数
  • 充填材料的导热性能直接影响对牙髓的刺激

第12页:流电性

(四)流电性(GALVANISM):在电解质溶液中存在异种金属时,不同金属之间电位不同,接触时出现电位差,导致微电流,这种性质称为流电性,该现象称为流电现象,原理同原电池。

第13页:物理性能导引:流电现象

一、物理性能:继续说明流电现象在口腔内的表现与防范。

第14页:流电现象的临床提示

[提示]口腔内不同金属在唾液作用下有电流产生,可对牙髓产生刺激,并腐蚀修复材料。

  • 口腔内尽量避免使用不同种金属制作的修复体
  • 可摘局部义齿的合支托避免设计在金属充填体上
  • 注意汞合金与不同金属修复体间产生的电化学作用

第15页:润湿性与接触角

(五)润湿性:固、液、气相接触的面称为界面。液体在固体表面扩散的趋势称为液体对固体的润湿性,是粘接的必要条件,常用接触角 θ 表示。

第16页:表面张力与润湿表现

不同液体的表面张力差异决定其润湿表现:

  • 金属液态时表面张力较大
  • 水的表面张力为中等,在橡胶印模材料及塑料基托表面可呈滴状,在干净的金属和瓷表面则呈扩散作用
  • 金属的表面张力除汞外都不能在室内测量
  • 有机液体表面张力较小,通常较易湿润表面而不呈滴状

第17页:口腔应用实例:汞的润湿

口腔应用实例:汞在许多表面呈滴状,只有在被湿润的表面清洁且具有高能量时才具有较好的湿润作用。

研磨可提供新鲜干净的合金表面,有助于汞的湿润。

第18页:表面张力对铸造的影响

由于表面张力的原因,铸造时难以完成精密部分。升高温度可以降低合金表面张力,但温度过高会产生氧化、破坏铸件;适宜的熔媒可保护铸件在热处理过程中不被破坏。

第19页:湿化剂与焊媒

湿化剂(WETTING AGENT)——焊媒:如果焊的表面张力过大,会阻止焊流到所要去的地方。焊媒涂布在固体表面,帮助焊在固体表面湿润。

第20页:色彩性

(六)色彩性:色彩的和谐是美观的要求,由三个要素构成:

色调或色相(hue)
颜色的种类
彩度或饱和度(chroma)
颜色的浓淡
明度或亮度(value)
颜色的明暗

第21页:牙体的光学特性与比色

牙体的光学特性受反射光与透射光两个因素制约。牙齿、牙龈及周围组织的颜色反射到牙齿表面,牙釉质为透明组织,牙本质呈半透明状。

修复体颜色的选择依靠比色板,常用四个系列。

第22页:机械性能概述

二、机械性能:修复材料在使用过程中必须耐受合力的作用,故良好的机械性能是口腔修复材料的基本要求,与力、应力、应变、强度、硬度等方面相关。

第23页:力与颌力

力是改变物体运动状态的作用,有大小、方向、作用点三要素。

颌力是咀嚼肌收缩产生的力,其大小取决于牙周膜的耐力,还与年龄、性别、颌型等因素有关。据报道,咬合力范围在 20.46~250 kg。

第24页:应力

(一)应力(STRESS):描述物体内部各点各方向的力学状态。单位面积所受的内力即为应力。

应力是物体内部对外力的反应,强度与外力相等,方向与外力相反。

第25页:机械性能导引:应变

二、机械性能:继续介绍应变与应力-应变曲线。

第26页:应变

(二)应变(STRAIN):描述材料在外力作用下形状变化的物理量,通常研究的是线应变。

第27页:应力-应变曲线

(三)应力-应变曲线(STRESS-STRAIN CURVES):研究材料机械性能常用的方法。将施加在材料标本上的力和引起的形变量记录下来,即可描出应力-应变曲线。

第28页:应力-应变曲线导引

二、机械性能:以下按曲线上的特征点逐一说明材料强度指标。

第29页:比例极限

1.(正)比例极限:O→P 阶段呈线性变化。

  • 此阶段材料受到的应力与应变成正比例线性关系,遵守虎克定律
  • P 点是材料在不偏离正比例应力-应变关系时所能承受的最大应力值

第30页:

第31页:弹性极限与弹性模量

2. 弹性极限:0—E 段为非线性变化。E 点是材料不发生永久形变所能承受的最大应力值,超过 E 点材料发生塑性形变。

弹性模量是描述材料刚性的物理量,又称杨氏模量,为弹性极限应力与应变的比值。同种物质的抗压弹性模量和抗拉弹性模量并不相同。

第32页:屈服强度与极限强度

3. 屈服强度:材料从 Y 点开始表现出塑性,发生永久变形,应力去除后应变不能完全恢复,Y 点称为屈服点。

4. 极限强度:材料断裂过程中产生的最大应力值称为极限强度(A 点),分为抗压强度、抗拉强度、抗剪切强度与抗冲击强度。

第33页:延伸和压缩

5. 延伸和压缩:材料受拉伸力作用直至断裂时所增加的长度与原长之比,称为延伸率。整个延伸率包括弹性延伸和塑性延伸,其中塑性延伸较大(材料特脆或弹性模量特低者除外)。

延伸率低于 5% 的材料称为脆性材料。

第34页:压缩与泊松比

压缩:材料受压力时产生的形变,用压缩率表示。

泊松比(POISSON RATIO):对有一定厚度的圆形标本轴向加压时,标本同时受垂直向压力与水平向拉力,发生两种应变。在弹性限度内,水平向应变与垂直向应变的比值称为泊松比。

第35页:脆性材料的抗拉性能

6. 脆性材料的抗拉性能:口腔修复使用的材料中,汞合金、粘接材料、瓷、石膏、人造石、包埋材料及某些印模材料等属脆性材料,其特点是抗压性能好、抗拉性能差。

抗拉强度的大小决定了这些材料的使用寿命。

第36页:抗拉强度的测量

抗拉强度的测量:将标本两端夹持后施加拉伸载荷,记录断裂时的最大应力即为抗拉强度。

本页源文件仅提供图示标题,具体测试参数建议对照原图补充。

第37页:抗压性能

7. 抗压性能:咀嚼力在很大程度上反映的是咀嚼压力,修复材料的抗压能力是材料选择的重要参考指标。

测量:圆柱形标本在万能实验机下压碎。

第38页:回弹性

8. 回弹性:指材料出现永久应变单位体积所需的能量,可用应力-应变曲线中弹性区的面积表示。

第39页:回弹性与正畸弓丝

回弹性对评价正畸弓丝具有重要意义。在回弹性范围内,应力与应变一致,这决定了正畸弓丝施加力的大小与牙齿能位移的距离。

第40页:韧性

韧性是应力-应变曲线中弹性区和塑性区面积的总和,说明材料发生断裂时单位体积所需要的能量,是反映材料抗断裂能力的指标。

第41页:硬度

(四)硬度(HARDNESS):指材料抵御永久刻痕或穿入的力。

静负荷试验
缓慢加载压入
动负荷试验
冲击式加载

第42页:硬度与牙体组织的匹配

口腔修复材料的硬度应与牙体组织相接近,否则易造成对合牙的磨耗或材料本身的磨损。

本页原课件引用「表1-9 牙体组织与某些材料的硬度值」,源文件未提取到具体数值,建议对照原图补充。

第43页:应变—时间曲线

(五)应变—时间曲线:

  • 理想弹性体:受到外力后平衡形变瞬间达到,与时间无关
  • 理想粘性体:受到外力时应变随时间线性变化

口腔材料及牙体组织介于二者之间,其应变与应力、时间都存在复杂关系。

第44页:挠曲强度和挠度

(六)挠曲强度和挠度:固定义齿的桥体要求有较好的抗挠曲强度。抗挠曲强度与材料的长、宽、厚有关,材料自身的性质也决定其挠曲强度大小。

常用三点支撑法进行挠曲强度试验。

第45页:热应力和裂缝扩展

(七)热应力和裂缝扩展:充填材料与牙体组织热膨胀系数不一致,口腔温度不断变化造成热应力,进而导致疲劳与裂纹。

因此充填材料与牙体组织的热膨胀系数应接近。

第46页:腐蚀和变色

三、化学性能(一)腐蚀和变色:材料与外界介质之间发生化学作用,引起材料性质恶化的现象,称为腐蚀。

  • 主要因素:化学、电化学因素
  • 促进因子:物理、机械、生物因素
  • 类型:1. 均匀腐蚀 2. 局部腐蚀

第47页:扩散和吸附

(二)扩散和吸附:

扩散
物体中原子和分子向周围移动的现象
吸附
固体或液体表面的离子、原子或分子与接触相中的离子、原子或分子之间,借助静电力或分子间范德华力所产生的吸着现象

第48页:老化

(三)老化:材料在加工、贮存和使用过程中理化性能和机械性能变坏的现象,称为老化。

高分子材料老化明显,瓷材料不易发生老化。

第49页:生物性能概述

四、生物性能,包括三方面:

  1. 生物安全性(SAFETY)
  2. 生物相容性(BIOCOMPATIBILITY)
  3. 生物活性

第50页:生物安全性

(一)生物安全性:指材料对人体无毒、无刺激性、无致癌性和致畸变作用。

  • 在体内正常代谢下能保持稳定状态,无生物退变性
  • 其代谢或降解产物对人体无害,且易被代谢
  • 任何材料在应用于人体前均应进行生物安全性检测

第51页:生物学评估的测试次序

评估方法与测试次序:

  1. 初步试验:进行一般的毒性屏蔽测试(试管培养)
  2. 第二步:进行有关局部组织毒性测试
  3. 在体内的常规试验
  4. 临床动物实验
  5. 临床人体实验

第52页:ADA生物学评估内容

ADA 生物学评估内容分三步展开:第一步试验、第二步试验与常规试验(体内)。

涉及项目包括:细胞毒性、粘膜刺激、牙髓刺激、溶血、表皮毒性、盖髓、AMES' 试验、皮下种植、牙髓病与根管治疗、STYLES' 试验、骨种植、种植牙、主要致死的过敏试验、口腔 LP LD50、IP LD50、急性吸入。

本页原课件为多列表格,源文件文字存在粘连,各项目所属步骤建议对照原图核对后再入库。

第53页:ISO生物学评估内容

ISO 生物学评估同样分第一步试验、第二步试验与常规试验。

涉及项目包括:口腔短效系统毒性、皮下种植、口腔粘膜刺激、急性系统毒性、骨种植、牙髓刺激、吸入测试、过敏、盖髓、溶血试验、牙髓病学与根管治疗、AMES' 试验。

本页原课件为多列表格,源文件文字存在粘连,各项目所属步骤建议对照原图核对后再入库。

第54页:生物相容性

(二)生物相容性:通常指在特定应用条件下,材料与宿主保持相对稳定而不被排斥的性质,又称生物适应性和生物可接受性。

含义包括两方面:

  1. 材料不产生对机体有害的作用
  2. 机体环境对材料无不良影响

第55页:生物相容性的分类

生物相容性可分为:

  • 生物电相容性
  • 生物物理机械相容性
  • 生物化学相容性

第56页:生物功能性

(三)生物功能性:指材料与宿主之间产生活性反应,进行能量交换,达到平衡,不断促进组织修复,发挥生物功能作用。

主要应用于植入材料。

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