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1、第一章 口腔材料学概述第1页，本讲稿共51页第2页，本讲稿共51页第一节概述口腔材料学口腔材料学是涉及口腔材料内部结构及材料是涉及口腔材料内部结构及材料是涉及口腔材料内部结构及材料是涉及口腔材料内部结构及材料性能与其应用之间依存关系的一门学科。在口腔医学中性能与其应用之间依存关系的一门学科。在口腔医学中性能与其应用之间依存关系的一门学科。在口腔医学中性能与其应用之间依存关系的一门学科。在口腔医学中占有特殊重要的地位。占有特殊重要的地位。占有特殊重要的地位。占有特殊重要的地位。不同种类的修复治疗选择合适的材料，以及合不同种类的修复治疗选择合适的材料，以及合不同种类的修复治疗选择合适的材料，以及合
2、不同种类的修复治疗选择合适的材料，以及合理的操作程序的制定和实施，都是基于对各种口腔材理的操作程序的制定和实施，都是基于对各种口腔材理的操作程序的制定和实施，都是基于对各种口腔材理的操作程序的制定和实施，都是基于对各种口腔材料特性的了解。料特性的了解。料特性的了解。料特性的了解。第3页，本讲稿共51页第4页，本讲稿共51页一、口腔材料学的发展简史1.萌芽状态下的口腔材料学。萌芽状态下的口腔材料学。BCBC700500700500黄金制造牙冠及黄金制造牙冠及黄金制造牙冠及黄金制造牙冠及桥桥体；体；体；体；我国唐代有用我国唐代有用我国唐代有用我国唐代有用银银膏膏膏膏补补牙的牙的牙的牙的记载记载；1
3、4801480年，意大利人用金箔充填年，意大利人用金箔充填年，意大利人用金箔充填年，意大利人用金箔充填龋龋洞；洞；洞；洞；15481548年，年，年，年，Walter Herman RyffWalter Herman Ryff撰写了第一部口腔医学撰写了第一部口腔医学撰写了第一部口腔医学撰写了第一部口腔医学专专著。著。著。著。第5页，本讲稿共51页黄金丝结扎固定牙齿黄金丝结扎固定牙齿古玛雅人口腔中的绿宝石古玛雅人口腔中的绿宝石古希腊人用手指粘石膏、滑石粉等来刷牙古希腊人用手指粘石膏、滑石粉等来刷牙第6页，本讲稿共51页2.18世纪口腔材料加快发展期 17281728年，年，年，年，Pierre
4、FauchardPierre Fauchard的的的的专专著著著著“Treatise on Teeth”Treatise on Teeth”描述了当描述了当描述了当描述了当时时采用的各种修复材料。采用的各种修复材料。采用的各种修复材料。采用的各种修复材料。17561756年，描述了用蜡制取印模，并用煅石膏灌注年，描述了用蜡制取印模，并用煅石膏灌注年，描述了用蜡制取印模，并用煅石膏灌注年，描述了用蜡制取印模，并用煅石膏灌注模型。模型。模型。模型。17701770年，低熔合金用于牙科。年，低熔合金用于牙科。年，低熔合金用于牙科。年，低熔合金用于牙科。17921792年，法国人年，法国人年，法国人年
5、，法国人De ChematDe Chemat获获得了瓷牙制作方法得了瓷牙制作方法得了瓷牙制作方法得了瓷牙制作方法的的的的专专利。利。利。利。第7页，本讲稿共51页George Washingtons teeth,contrary to common George Washingtons teeth,contrary to common knowledge were not made of wood.They were knowledge were not made of wood.They were made from whalebone made from whalebone 第8页，本讲稿
6、共51页Dentures prior to 1850 generally did not fit well.Dentures prior to 1850 generally did not fit well.teeth were made from a variety of materials teeth were made from a variety of materials including-in addition to whalebone,walrus and including-in addition to whalebone,walrus and hippopotamus tus
7、ks-china,earthenware,hippopotamus tusks-china,earthenware,tortoise shell,coral and more.Even human tortoise shell,coral and more.Even human teeth were harvested from battlefields,hence teeth were harvested from battlefields,hence the term Waterloo Dentures.the term Waterloo Dentures.第9页，本讲稿共51页3.3.1
8、9 19世纪口腔材料的快速发展期世纪口腔材料的快速发展期19世纪中期银汞合金、氧化锌丁香酚水门汀和磷酸锌水门汀相继出现，并一直沿用至今。19世纪中期开始采用硫化橡胶制作义齿基托。第10页，本讲稿共51页4.20世纪至今口腔材料精制、改进期19371937年出年出年出年出现现的丙的丙的丙的丙烯烯酸酸酸酸树树脂基托材料，是合成高分子脂基托材料，是合成高分子脂基托材料，是合成高分子脂基托材料，是合成高分子材料在口腔医学材料在口腔医学材料在口腔医学材料在口腔医学领领域域域域应应用的最早用的最早用的最早用的最早实实例。例。例。例。19401940年，年，年，年，纯钛纯钛及及及及钛钛合金出合金出合金出合金
9、出现现。1957,1957,高速手机（牙钻）的应用。高速手机（牙钻）的应用。高速手机（牙钻）的应用。高速手机（牙钻）的应用。19601960年聚年聚年聚年聚羧羧酸水酸水酸水酸水门门汀世。汀世。汀世。汀世。19631963年，美国学者年，美国学者年，美国学者年，美国学者BowenBowen取得牙科复合取得牙科复合取得牙科复合取得牙科复合树树脂的脂的脂的脂的专专利。利。利。利。19711971年开年开年开年开发发出玻璃离子水出玻璃离子水出玻璃离子水出玻璃离子水门门汀。汀。汀。汀。19781978年，年，年，年，羟羟基磷灰石等生物陶瓷作基磷灰石等生物陶瓷作基磷灰石等生物陶瓷作基磷灰石等生物陶瓷作为为
10、植入材料植入材料植入材料植入材料应应用于用于用于用于口腔口腔口腔口腔临临床。床。床。床。第11页，本讲稿共51页5.5.快速发展的口腔材料学快速发展的口腔材料学粘接材料粘接材料种植材料种植材料纯钛及及钛合金合金第12页，本讲稿共51页6.我国口腔材料学发展的现状及与国外的对比。第13页，本讲稿共51页二、口腔材料的分类口腔材料的品种繁多，从科研、应口腔材料的品种繁多，从科研、应用和教学的不同角度，可采用不同的用和教学的不同角度，可采用不同的分类方法。分类方法。第14页，本讲稿共51页第15页，本讲稿共51页第16页，本讲稿共51页第17页，本讲稿共51页第18页，本讲稿共51页第19页，本讲稿
11、共51页第20页，本讲稿共51页按材料的性质分类按材料的性质分类有机高分子材料有机高分子材料 无机非金属材料无机非金属材料金属材料金属材料第21页，本讲稿共51页按材料与口腔组织的接触方式分类按材料与口腔组织的接触方式分类直接、暂时接触直接、暂时接触直接、长期接触直接、长期接触间接接触间接接触第22页，本讲稿共51页按材料的应用部位分类非植入人体的材料植入人体的材料第23页，本讲稿共51页按材料的用途分类1.印模材料印模材料印模材料印模材料2.模型材料模型材料模型材料模型材料3.义齿材料义齿材料义齿材料义齿材料4.充填材料充填材料充填材料充填材料5.粘接材料粘接材料粘接材料粘接材料6.种植材料
12、种植材料种植材料种植材料7.齿科预防保健材料齿科预防保健材料齿科预防保健材料齿科预防保健材料8.其它其它其它其它第24页，本讲稿共51页三、三、口腔材料的标准和标准化组织口腔材料的标准是评价口腔材料性能的技术文件。ADA标准（美国牙科协会标准）ISO/TC106-dentistry标准(国际标准化组织牙科技术委员会）TC99标准（全国口腔材料和器械设备标准化技术委员会）第25页，本讲稿共51页各国标准未统一，如对于光固化复合树脂，ADA标准为最多一次固化深度为3mm,而TC99标准为2mm。第26页，本讲稿共51页第二节材料的性能为确保临床应用的为确保临床应用的安全有效安全有效，口腔材料，口腔
13、材料需要考虑四大性能：需要考虑四大性能：1.物理性能；物理性能；2.机械性能；机械性能；3.化学性能；化学性能；4.生物性能。生物性能。第27页，本讲稿共51页一、物理性能（一）尺寸变化（一）尺寸变化材料由于物理及化学因素的影响，可能会产生程度不同的形变，称为尺寸变化。通常用长度变化的百分数来表示。对于印模材料、模型材料、充填材料极为重要。第28页，本讲稿共51页（二）线胀系数线胀系数是表征物体长度随温度变化的物理量。用长度的相对变化dL/L除以温度的变化dT.。体胀系数是表征物体体积随温度变化的物理量。同种材料不同温度下的线胀系数不同。第29页，本讲稿共51页 充填体与牙体线胀系充填体与牙体
14、线胀系充填体与牙体线胀系充填体与牙体线胀系数的差别，会在窝洞的数的差别，会在窝洞的数的差别，会在窝洞的数的差别，会在窝洞的束缚下产生热应力。束缚下产生热应力。束缚下产生热应力。束缚下产生热应力。瓷的线胀系数应略小于烤瓷合金瓷的线胀系数应略小于烤瓷合金第30页，本讲稿共51页（三）热导率（三）热导率热导率热导率热导率热导率是量度材料导热性能的物理量。定义为面积热流量是量度材料导热性能的物理量。定义为面积热流量是量度材料导热性能的物理量。定义为面积热流量是量度材料导热性能的物理量。定义为面积热流量除以温度梯度。除以温度梯度。除以温度梯度。除以温度梯度。近髓充填时要考虑材料的热导率。近髓充填时要考虑
15、材料的热导率。近髓充填时要考虑材料的热导率。近髓充填时要考虑材料的热导率。（四）表面张力（四）表面张力表面张力表面张力表面张力表面张力是扩张表面单位所需的力。是扩张表面单位所需的力。是扩张表面单位所需的力。是扩张表面单位所需的力。液体在固体表面扩散的趋势称为液体对固体的液体在固体表面扩散的趋势称为液体对固体的液体在固体表面扩散的趋势称为液体对固体的液体在固体表面扩散的趋势称为液体对固体的润湿润湿性性，可由液体在固体表面的接触角的大小来表示。，可由液体在固体表面的接触角的大小来表示。，可由液体在固体表面的接触角的大小来表示。，可由液体在固体表面的接触角的大小来表示。润湿是粘接的必要条件。润湿是粘
16、接的必要条件。润湿是粘接的必要条件。润湿是粘接的必要条件。第31页，本讲稿共51页（五）流电性（五）流电性在口腔环境中存在异种金属修复体相接触时，由于不同金属在口腔环境中存在异种金属修复体相接触时，由于不同金属在口腔环境中存在异种金属修复体相接触时，由于不同金属在口腔环境中存在异种金属修复体相接触时，由于不同金属之间的电位不同，将会出现电位差，导致微电流产生，这种性质之间的电位不同，将会出现电位差，导致微电流产生，这种性质之间的电位不同，将会出现电位差，导致微电流产生，这种性质之间的电位不同，将会出现电位差，导致微电流产生，这种性质称为称为称为称为流电现象流电现象。第32页，本讲稿共51页口腔
17、中异种修复体存在、同一金属修复体由于加工中金属口腔中异种修复体存在、同一金属修复体由于加工中金属污染或不同部位所含各类元素浓度不同、银汞合金充填体污染或不同部位所含各类元素浓度不同、银汞合金充填体在口腔中与硫化物及氯化物反应均属于流电现象。在口腔中与硫化物及氯化物反应均属于流电现象。第33页，本讲稿共51页(六）色彩性六）色彩性彩色的三个特性：彩色的三个特性：色调色调Hue：又称色相、色别，为颜色的名称，：又称色相、色别，为颜色的名称，是彩色彼此划分的特性，如红、绿、蓝。是彩色彼此划分的特性，如红、绿、蓝。彩度彩度Chroma：又称饱和度，指颜色的纯度。：又称饱和度，指颜色的纯度。明度明度Va
18、lue：又称明亮度，反应物体对光的反：又称明亮度，反应物体对光的反射性。射性。第34页，本讲稿共51页 VITAVITA比色板中，比色板中，A A为红棕色色系，为红棕色色系，B为红黄色为红黄色系，系，C为灰色，为灰色，D为红灰色。数字增大，饱和度增为红灰色。数字增大，饱和度增加。加。第35页，本讲稿共51页义获嘉CHROMASCOP20色系比色板第36页，本讲稿共51页VITAPAN 3D-MASTER VITAPAN 3D-MASTER 比色步骤比色步骤比色步骤比色步骤STEP1Value(lightness)leve1.明度的选择明度的选择STEP2Chroma 2.彩度的选择STEP3H
19、ue3.色调的选择色调的选择 第37页，本讲稿共51页二、机械性能二、机械性能口腔材料口腔材料受外力受外力受外力受外力发生形变材料内分子间发生形变材料内分子间距离改变引力或斥力（内力）距离改变引力或斥力（内力）内力与外力大小相等方向相反内力与外力大小相等方向相反分析牙齿咀嚼力，研究修复体和充填体的机械分析牙齿咀嚼力，研究修复体和充填体的机械性能有重要的临床意义。性能有重要的临床意义。第38页，本讲稿共51页（一）应力应力v应力应力是描述物体内部各点各个方向的力学状态。单位面是描述物体内部各点各个方向的力学状态。单位面积所受的内力即为应力。若外力垂直均匀作用于受力面上，积所受的内力即为应力。若外
20、力垂直均匀作用于受力面上，应力可简化为：应力可简化为：=F/Sv应力的种类：拉应力、压应力、切应力。应力的种类：拉应力、压应力、切应力。第39页，本讲稿共51页（二）应变（二）应变 应变应变是描述材料在外力作用下形状变化是描述材料在外力作用下形状变化的量。的量。=L/L 应变可以绝对值或百分比来表示。应变可以绝对值或百分比来表示。应变可以绝对值或百分比来表示。应变可以绝对值或百分比来表示。第40页，本讲稿共51页（三）应力应变曲线研究材料机械性能常用的方法是测定应力应变曲线。第41页，本讲稿共51页曲线中几个应变点与它们相应的应力含义 比例极限比例极限：是材料不偏离正比：是材料不偏离正比例应力
21、应变关系所能承受的最例应力应变关系所能承受的最大应力。大应力。弹性极限弹性极限：它是材料不发生永：它是材料不发生永久形变所能承受的最大应力。久形变所能承受的最大应力。应力应变呈非线性变化，去除应力应变呈非线性变化，去除应力后材料的形变可完全恢复。应力后材料的形变可完全恢复。弹性模量弹性模量：是量度材料刚性的量。：是量度材料刚性的量。E EE E/E E 屈服强度屈服强度：应力卸载后应变不能：应力卸载后应变不能完全恢复，所对应的应力值屈服完全恢复，所对应的应力值屈服强度。材料出现塑性形变。强度。材料出现塑性形变。极限强度极限强度：在材料出现断裂：在材料出现断裂过程过程中中产生的产生的最大最大应力
22、值。有拉伸、应力值。有拉伸、压缩、剪切、挠曲强度等。压缩、剪切、挠曲强度等。断裂强度断裂强度：材料发生断裂：材料发生断裂时时的的应力。应力。延伸率延伸率：是材料在拉力作用下所能：是材料在拉力作用下所能承受的最大拉应变。承受的最大拉应变。第42页，本讲稿共51页（四）冲击强度（四）冲击强度冲击强度冲击强度冲击强度冲击强度：是指材料抵抗冲击破坏的能力，用于考察：是指材料抵抗冲击破坏的能力，用于考察：是指材料抵抗冲击破坏的能力，用于考察：是指材料抵抗冲击破坏的能力，用于考察材料的脆性和韧性。材料的脆性和韧性。材料的脆性和韧性。材料的脆性和韧性。（五）硬度（五）硬度是固体抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的
23、能力，或抵抗其中是固体抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，或抵抗其中是固体抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，或抵抗其中是固体抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，或抵抗其中两种或三种情况同时发生的能力。两种或三种情况同时发生的能力。两种或三种情况同时发生的能力。两种或三种情况同时发生的能力。（六）挠曲强度和挠度六）挠曲强度和挠度挠曲强度挠曲强度挠曲强度挠曲强度是描述材料承受复杂应力（多点受力）下的性能。是描述材料承受复杂应力（多点受力）下的性能。是描述材料承受复杂应力（多点受力）下的性能。是描述材料承受复杂应力（多点受力）下的性能。挠度挠度挠度挠度是物体承受其比例极限内的应力所发生的弯曲形变。
24、是物体承受其比例极限内的应力所发生的弯曲形变。是物体承受其比例极限内的应力所发生的弯曲形变。是物体承受其比例极限内的应力所发生的弯曲形变。第43页，本讲稿共51页三、化学性能化学性能 要求材料在口腔环境中不溶解、要求材料在口腔环境中不溶解、要求材料在口腔环境中不溶解、要求材料在口腔环境中不溶解、不腐蚀、不溶出重要成份。不腐蚀、不溶出重要成份。不腐蚀、不溶出重要成份。不腐蚀、不溶出重要成份。（一）腐蚀与变色（一）腐蚀与变色（一）腐蚀与变色（一）腐蚀与变色材料由于周围环境的化学侵蚀材料由于周围环境的化学侵蚀材料由于周围环境的化学侵蚀材料由于周围环境的化学侵蚀而造成的破坏或变质称为腐蚀。而造成的破坏
25、或变质称为腐蚀。而造成的破坏或变质称为腐蚀。而造成的破坏或变质称为腐蚀。腐蚀开始发生的阶段可发生变腐蚀开始发生的阶段可发生变腐蚀开始发生的阶段可发生变腐蚀开始发生的阶段可发生变色。色。色。色。腐蚀腐蚀干腐蚀干腐蚀湿腐蚀湿腐蚀腐蚀腐蚀均匀腐蚀均匀腐蚀局部腐蚀局部腐蚀。第44页，本讲稿共51页（二）扩散与吸附二）扩散与吸附物体中原子和分子向周围移动的现象，称为物体中原子和分子向周围移动的现象，称为物体中原子和分子向周围移动的现象，称为物体中原子和分子向周围移动的现象，称为扩散。扩散。扩散。扩散。材料均一稳定地分散在溶剂中的过程，又称为材料均一稳定地分散在溶剂中的过程，又称为材料均一稳定地分散在溶剂
26、中的过程，又称为材料均一稳定地分散在溶剂中的过程，又称为溶解溶解溶解溶解。固体或液体表面的离子、原子或分子与接触相中的固体或液体表面的离子、原子或分子与接触相中的固体或液体表面的离子、原子或分子与接触相中的固体或液体表面的离子、原子或分子与接触相中的离子、原子或分子间，借助静电力或分子间的范德离子、原子或分子间，借助静电力或分子间的范德离子、原子或分子间，借助静电力或分子间的范德离子、原子或分子间，借助静电力或分子间的范德华力所产生的吸着现象，称为华力所产生的吸着现象，称为华力所产生的吸着现象，称为华力所产生的吸着现象，称为吸附吸附吸附吸附。第45页，本讲稿共51页（三）老化（三）老化（三）老
27、化（三）老化材料在加工、贮存和材料在加工、贮存和材料在加工、贮存和材料在加工、贮存和使用的过程中物理、使用的过程中物理、使用的过程中物理、使用的过程中物理、化学性质和机械性能化学性质和机械性能化学性质和机械性能化学性质和机械性能变坏的现象，称为老变坏的现象，称为老变坏的现象，称为老变坏的现象，称为老化。化。化。化。老化对口腔高分子材老化对口腔高分子材老化对口腔高分子材老化对口腔高分子材料的应用有很大的影料的应用有很大的影料的应用有很大的影料的应用有很大的影响。响。响。响。（四）化学性粘接（四）化学性粘接（四）化学性粘接（四）化学性粘接粘接是指两个固体借粘接是指两个固体借粘接是指两个固体借粘接是
28、指两个固体借助于两者界面间力的助于两者界面间力的助于两者界面间力的助于两者界面间力的作用而产生结合的现作用而产生结合的现作用而产生结合的现作用而产生结合的现象。象。象。象。口腔环境的特殊性对口腔环境的特殊性对口腔环境的特殊性对口腔环境的特殊性对粘接性能的要求高。粘接性能的要求高。粘接性能的要求高。粘接性能的要求高。第46页，本讲稿共51页四、生物性能口腔材料是用于人体的生物材料，因此良好的生物性能是保证材料临床应用安全有效的重要技术指标。第47页，本讲稿共51页（一）生物安全性（一）生物安全性（一）生物安全性（一）生物安全性生物安全性生物安全性是指材料进入临床应用前具有安全使用的性质。口腔材料
29、应是无毒性、无刺激性、无致癌性、无致畸性、无生物退变性，代谢分解产物对人体无害。第48页，本讲稿共51页口腔材料生物学评价试验第一组体外细胞毒性试验第二组检测材料对机体的全身毒性作用及对局部植入区组织的反应。第三组临床应用前试验。第49页，本讲稿共51页（二）生物相容性生物相容性是指在某种特定的目的、特定的部位材料与宿主同处于静动态变化环境中发生相互反应的能力和作用，保持相对稳定而不被排斥的性质。有生物化学相容性、生物物理机械相容性和生物电相容性三大方面。第50页，本讲稿共51页（三）生物功能性（三）生物功能性生物功能性生物功能性是指材料能发挥最大的生理功能，是材料与宿主产生功能反应的总称。第51页，本讲稿共51页