氧化铝及其理化性能在口腔临床上的研究

刘帅旗

传统陶瓷材料具有良好的美观性，是口腔修复的理想材料，具有优异的化学稳定性、结构稳定性，但其机械强度较差，脆性较高，口腔咬合力相对较差[1]。目前临床上出现了多种新型陶瓷材料，如氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、热压铸陶瓷等。氧化铝陶瓷具有优良的生物相容性、生物安全性和热学匹配性，是新型陶瓷材料之一。有研究发现，氧化铝颗粒能有效增加牙科材料的韧性和稳定性[2]。本研究将氧化铝含量为0、2.5%、5%的牙科陶瓷材料进行强度测试，将测试结果进行统计学分析，旨在探讨氧化铝陶瓷的理化性能及在口腔临床上的应用，现报告如下。

1 材料与方法

1.1 材料 本研究中氧化铝含量为2.5%的牙科陶瓷材料为A组，氧化铝含量为5%的牙科陶瓷材料为B组，未加入氧化铝纤维的单纯陶瓷材料为C组，将三组牙科陶瓷材料进行强度测试，将测试结果进行统计学分析。

1.2 抗弯度测试 将三组试验样品制成尺寸为5 mm×4.5 mm×24 mm的矩形，将样品打磨光滑，根据ISO 6872标准对样品进行三点弯曲强度测试，计算公式：三点弯曲强度=（3×断裂载荷×测试跨距）/[2×试件宽度×（试件高度）2] 。

1.3 硬度测试 将三组试验样品进行5点维氏硬度测试，计算公式：维氏硬度（HV）=（0.1892×加载载荷）/（压痕对角线均值）2。

1.4 线收缩率 用精度为0.02 mm的游标卡尺测量煅烧前后进行长度变化测量，计算公式=（烧前长度-烧结后长度）/烧前长度×100%。

1.5 统计学处理 采用统计学软件SPSS 17.0进行处理分析，计量资料以（±s）表示，采用t检验，计数资料采取字2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

三组陶瓷材料测试结果情况见表1。

表1 三组陶瓷材料测试结果对比

3 讨论

随着现代科技和材料科学的高速发展，牙科修复材料技术得到快速发展，目前方便、快捷、可靠的修复材料得到广大患者的青睐。传统陶瓷材料具有良好的美观性，具有优异的化学稳定性、结构稳定性，是口腔修复的理想材料，但其机械强度较差，脆性较高，口腔咬合力相对较差。变相增韧、纤维增韧、颗粒弥散韧化是目前增强陶瓷材料韧性的主要方法。有研究发现[3]，合成AL2O3复合材料能有效增加陶瓷材料的稳定性、均匀性，可明显增强陶瓷的韧性，但当氧化铝的含量超过5%时复合材料的韧性及抗弯强度有所下降。本研究发现，测试结果显示，A组线收缩率为18.55%，弯曲强度为（239.08±40.22）MPa，维氏硬度为（489.33±32.47）MPa，B组线收缩率为16.41%，弯曲强度为（325.24±29.46）MPa，维氏硬度为（376.57±32.66）MPa，C组线收缩率为21.22%，弯曲强度为（169.82±22.49）MPa，维氏硬度为（434.12±36.04）MPa，三组测试结果经统计学分析，A、B两组线收缩率及弯曲强度均优于C组。有研究发现，当氧化铝含量超过10%时，与陶瓷的匹配性越来越差，所烧制的样品表面可出现少量裂纹[4]。氧化铝复合材料能有效增加陶瓷收缩率及弯曲强度，增强材料韧性、稳定性。

[1] Chai J，Chu F C，Chow T W，et al.Chenical solubility and flexural strengthof zirconia-based ceramics[J].Int J Prosthodont，2007，20（6）：587-595.

[2] 李明华，杨海滨，孙宏晨.氧化铝纤维对牙科氧化锆陶瓷机械性能的影响[J].实用口腔医学杂志，2011，27（1）：34-37.

[3] 宋文植，刘晓秋，尹万忠，等.不同AL2O3纳米粉含量对牙科AL2O3/ZrO2（3Y）纳米复合陶瓷力学性能的影响[J].现代口腔医学志，2009，23（2）：185-187.

[4] Miyazaki H，Yoshizawa Y I，Hirao K.Preparation and mechanical properties of 10% zirconia/alumina composite with fine-scale fibrous microstructure by co-extrusion process[J].Mater Lett，2004，58（9）：1410-1414.