颌面赝复用硅橡胶—钛网复合材料制备工艺的初步研究

发布时间：2017-06-02 07:09

  本文关键词：颌面赝复用硅橡胶—钛网复合材料制备工艺的初步研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：研究背景 因肿瘤、外伤造成的口腔颌面部缺损患者,其发音、咀嚼功能和面型均受到不同程度的损伤而影响患者的生活质量,需要修复缺损,恢复功能及美观。赝复治疗是颌面缺损修复的重要方法之一。传统的赝复体多是非中空式赝复体,重量大,弹性差,患者使用过程中固位困难、疼痛等不良情况较为多见,同时传统的赝复技术和赝复材料对于复杂缺损腔的修复效果欠佳。目前MDX4-4210硅橡胶以其优越的性能被广泛应用于赝复体的制作,钛合金网也因其质轻、比强度高、生物相容性好而广泛应用于颅颌面部修复。因此,采用钛网作为内部支架,其外被覆硅橡胶材料,运用CAD/CAM和快速成形技术对缺损部位精确复模,研发一种质轻、固位好、与缺损腔高度密合的中空式赝复体具有重要的临床医学意义。 钛网是一种多孔的网状板层结构,根据钛网的孔径和厚度可分为多种类型,并具备不同的力学性能,从而影响其在临床中的具体应用。同时,钛网的中空结构将导致与硅橡胶之间结合困难,尤其是复杂缺损时特殊的立体钛网结构。而硅橡胶和钛网都是表面能低的物质,二者之间的粘接力薄弱,易使硅橡胶与钛网粘接界面分离,导致赝复体变形,进一步出现赝复体边缘剥脱、固位不良等问题。因此,要获得一种具有高弹性、高形态稳定性的复合赝复材料,需先对二者之间的粘接问题进行研究,并对钛网的规格进行筛选,以保证最佳的赝复效果。 研究目的 本研究是制备硅橡胶-钛网新型赝复材料系列研究的组成部分。主要是将硅橡胶与钛网结合,通过粘接强度测试和力学性能测试,对硅橡胶与钛网之间的粘接强度进行研究,并筛选出适宜的钛网规格。为最终利用CAD/CAM和快速成型技术制作与缺损腔完全贴合、达到良好固位效果,具有一定支撑强度且不易变形的中空式赝复体奠定前期基础。 材料与方法 第一部分 制备42个硅橡胶-钛网复合材料试样,随机分为6组(n=7)。分别对钛网表面采用不同的处理方法,A组：打磨+Permabond731, B组：打磨+喷砂+Permabond731,C组：打磨+喷砂+Permabond POP+Permabond731, D组：打磨+Permabond4C10, E组：打磨+喷砂+Permabond4C10, F组：打磨+喷砂+Permabond POP+Permabond4C10。然后与MDX4-4210硅橡胶粘接制成剪切粘接强度测试试样。按照标准GB/T13936-92在万能材料试验机上进行剪切粘接强度测试,加载速度(50±5) mm/min,直至试样断裂,记录试样破坏的最大载荷,计算并比较各组剪切粘接强度值。采用光学显微镜观察粘接界面的破坏类型。 制备30个硅橡胶-钛网复合材料试样,根据钛网表面不同的处理方法随机分为6组(n=5),具体分组情况同本部分剪切粘接强度测试分组。将处理后各组钛网与MDX4-4210硅橡胶粘接制成90°剥离强度测试试样。按标准GB/T7760-2003在万能材料试验机上进行90°剥离强度测试,加载速度(50±5) mm/min,直至试样分离,记录最大剥离力,计算并比较各组剥离强度值。采用光学显微镜观察粘接界面的破坏类型。 第二部分： 制备网孔直径分别为3.0mm,4.0mm,5.0mm的3组钛网(100mm×25mm x2mm)(n=7)。按第一部分筛选的粘结剂及钛网表面处理方法,将钛网与MDX4-4210硅橡胶粘接制成剪切粘接强度测试试样。按照标准GB/T13936-92,在万能材料试验机上进行剪切粘接强度测试,计算并比较各组剪切粘接强度值,筛选适宜的钛网孔径。 制备网孔直径为3.0mm、4.0mm,厚度为0.4mm、0.6mm、0.8mm规格的钛网共30块,按钛网孔径及厚度分为6组(n=5)。A组：孔径3.0mm,厚度0.4mm；B组：孔径3.0mm,厚度0.6mm；C组：孔径3.0mm,厚度0.8mm；D组：孔径4.0mm,厚度0.4mm；E组：孔径4.0mm,厚度0.6mm；F组：孔径4.0mm、厚度0.8mm。大小为30.0mmx12.5mm。按第一部分筛选的粘结剂及钛网表面处理方法,将钛网与MDX4-4210硅橡胶粘接制成三点抗弯强度测试试样。万能材料试验机上测试其三点抗弯强度,跨距20mm,加载速度1mm/min,直至钛网破坏,记录最大弯曲力,计算并比较各组三点抗弯强度值,筛选适宜的钛网网孔直径及厚度。 第三部分 根据GB/T16886.12-2005标准,采用体外细胞毒性试验对硅橡胶-钛网粘接复合材料的生物安全性进行初步评价。 数据采用One-Way ANOVA和2×3析因设计方差分析(SPSS13.0)进行统计。检验水准a=0.05。P0.05,数据间差异有统计学意义；P0.05,数据间差异无统计学意义。 结果 1.剪切粘接强度测试结果显示：不同表面处理组间有显著性差异(P0.05),C组(1.98±0.14MPa)显著高于B组(0.26±0.11MPa)和A组(0.17±0.08MPa)；F组(2.58±0.16MPa)显著高于E组(0.41±0.19MPa)和D组(0.21±0.10MPa)。两种粘结剂组间剪切粘接强度具有统计学差异(P0.05),Permabond4C10剪切粘接强度显著高于Permabond731(P0.05)。同时,粘结剂种类和表面处理方法间有交互效应(P0.05),表面喷砂联合使用Permabond POP底涂剂后采用Permabond4C10粘接,得到的剪切粘接强度最大。A组到F组试样内聚破坏率依次为0%,0%,42.85%,0%,0%,85.71%。 2.90°剥离强度测试结果显示：不同表面处理组间有显著性差异(P0.05), C组显著高于B组和A组；F组显著高于D组和E组。两种粘结剂组间剥离强度具有统计学差异,Permabond4C10剥离强度显著高于Permabond731(P0.05)。同时,粘结剂种类和表面处理方法问有交互效应(P0.05),表面喷砂联合使用Permabond POP底涂剂后采用Permabond4C10粘接,得到的剥离强度最大。剥离强度测试试样破坏模式A组到F组试样内聚破坏率依次为0%,0%,20%,0%,0%,60%。 3.3组不同孔径钛网的剪切粘接强度测试结果显示：3组总体均数的差异均有统计学意义(F=10.06,P0.05)；A组的剪切粘接强度最高(2.71±0.25MPa),其次为B组(2.58±0.16MPa)和C组(1.84±0.21MPa)。A、B组之间差异无统计学意义(P0.05),但均高于C组(P0.05)。 4.6组试件三点抗弯强度测试结果显示：不同厚度钛网组间有显著性差异(P0.05),0.8mm组显著高于0.6mm组和0.4mm组,0.4mm组三点抗弯强度最低。不同钛网孔径组间三点抗弯强度具有统计学差异(P0.05),3.0mm网孔直径的三点抗弯强度显著高于4.0mm组(P0.05)。同时,钛网网孔直径和钛网厚度间无交互效应(P0.05)。 5.细胞毒性试验结果显示：硅橡胶-钛网赝复材料细胞毒性为1级。 结论 1. Permabond4C10和Permabond731粘结剂可以实现钛网与硅橡胶之间良好的粘接,Permabond4C10粘接性能优于Permabond731。 2.在使用Permabond4C10粘结剂时,对钛网表面进行喷砂并联合使用底涂剂可以提高钛网与硅橡胶之间的粘接强度,是一种有效的表面处理方式。 3.网孔直径为3.0mm,厚度为0.6mm或0.8mm和网孔直径为4.0mm,厚度为0.6mm或0.8mm的钛网,均能保证一定的粘接强度和抗弯强度,能满足临床需要,具体应用时可根据缺损腔大小、部位,兼顾赝复体质量进行选择。 4.钛网-硅橡胶粘接复合材料细胞毒性属于临床可接受范围,初步认为钛网-硅橡胶粘接复合材料是一种较安全的生物材料。但是,本实验只是选用了一种安全性评价方法进行了初步研究,其生物安全性尚有待于进一步深入研究。 总体而言,尽管更进一步的研究有待进行,本研究初步筛选出钛网的表面处理方法及适宜规格,实现了硅橡胶和钛网之间的良好粘接,且材料细胞毒性属于临床可接受范围,为后续实验奠定了前期基础。
【关键词】：颌面赝复材料 硅橡胶 钛网 粘接强度 三点抗弯强度 生物安全性
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R783.1
【目录】：

• 摘要3-8
• ABSTRACT8-14
• 前言14-15
• 第一章 硅橡胶-钛网赝复材料界面粘接工艺的初步筛选15-31
• 1 材料与方法15-23
• 2 结果23-26
• 3 讨论26-31
• 第二章 硅橡胶-钛网赝复材料钛网适宜规格的初步筛选31-42
• 1 材料与方法31-36
• 2 结果36-38
• 3 讨论38-42
• 第三章 硅橡胶-钛网复合材料生物安全性能的初步评价42-47
• 1 材料与方法42-44
• 2 结果44-45
• 3 讨论45-47
• 全文总结47-48
• 参考文献48-54
• 综述54-65
• 参考文献61-65
• 攻读学位期间成果65-67
• 附件67-72
• 致谢72-73

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