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树脂渗透羟基磷灰石晶须陶瓷复合材料的构建及性能研究
作者: 陈洁
单位: 昆明医科大学附属口腔医院(云南省口腔医院)

摘要

本研究旨在通过光固化与挤出成型相结合的3D打印技术,构建具有优异力学性能的羟基磷灰石晶须(HAPw)陶瓷网络,并通过牙科树脂渗透制备树脂渗透陶瓷网络(PICN)复合材料,以克服传统陶瓷脆性和树脂聚合收缩等问题,获得一种力学性能与天然牙体组织相匹配的新型牙科修复材料。

采用水热均相沉淀法制备HAPw,通过光固化与挤出成型联用技术打印多孔陶瓷支架。浆料配方为:50 wt%复合HAPw粉末(微米级HAPw:纳米级HA为70:30)、9 wt%油酸(分散剂)、4 wt% TPO(光引发剂),余量为聚氨酯丙烯酸酯(PUA)与1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)(质量比3:2)。支架经硅烷偶联剂(KH-570)表面处理后,以UDMA:TEGDMA=8:1的牙科树脂真空渗透(200 Pa, 40℃, 8h),并于180℃固化8h形成PICN复合材料。

FTIR证实KH-570成功接枝至支架表面(1721 cm⁻¹)处出现C=O特征峰;SEM显示树脂完全填充孔隙,且断裂截面呈现裂纹偏转现象显著提升断裂韧性,表明树脂-陶瓷界面结合紧密,有效阻碍裂纹扩展;不同的PICN复合材料的力学性能均优于单纯的牙科树脂,其中孔径0.8 mm的PICN复合材料性能最优。

本研究成功构建了3D打印HAPw基PICN复合材料。通过优化支架孔径(0.8 mm)与树脂渗透工艺,实现了材料力学性能与牙本质的高度匹配。结合光固化/挤出成型技术,实现高固含量浆料的精密打印;HAPw晶须增强陶瓷骨架,提升生物活性与界面结合强度。该材料为个性化牙科修复体提供了新策略,未来需进一步优化美学性能并开展长期生物安全性评估。

关键词: 牙科修复材料;树脂渗透陶瓷;3D打印;羟基磷灰石晶须;力学性能
来源:中华口腔医学会口腔修复学专业委员会第19次口腔修复学学术会议