口腔材料学总论PPT文档

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1、第一节第一节 概述概述地位地位发展史发展史学科教育学科教育分类分类重要性重要性内容要求内容要求发展方向发展方向标准化标准化一一一一 口腔材料学在口腔医学中的地位口腔材料学在口腔医学中的地位口腔材料学在口腔医学中的地位口腔材料学在口腔医学中的地位1.口腔医疗水平是一个国家发达程度的重要口腔医疗水平是一个国家发达程度的重要标志之一标志之一2.口腔修复水平的提高依赖口腔材料的更新口腔修复水平的提高依赖口腔材料的更新3.口腔材料学的发展将促进临床技术的系统口腔材料学的发展将促进临床技术的系统化、规范化、科学化化、规范化、科学化4.口腔材料学的发展水平，代表口腔医学的口腔材料学的发展水平，代表口腔医学的

2、未来未来、二、口腔材料学的重要性二、口腔材料学的重要性 1.1.口腔材料学是口腔医学基础与临床的口腔材料学是口腔医学基础与临床的 桥梁学科桥梁学科2.2.口腔材料学是口腔医学发展的基础口腔材料学是口腔医学发展的基础3.3.口腔材料学在口腔医学中发挥先导和口腔材料学在口腔医学中发挥先导和 推动作用推动作用4.4.口腔材料学是口腔临床医师必须掌握口腔材料学是口腔临床医师必须掌握 的知识领域的知识领域9.209.20世纪世纪7070年代复合树脂问世使口腔临床医学进入年代复合树脂问世使口腔临床医学进入 新阶段新阶段10.10.2020世纪世纪8080年代种植材料研究成功推动了口腔种年代种植材料研究成功

3、推动了口腔种 植学的发展植学的发展11.9011.90年代烤瓷和钛金属材料使修复水平迈向新台阶年代烤瓷和钛金属材料使修复水平迈向新台阶12.12.新世纪智能、纳米、梯度功能、电活性材料的研新世纪智能、纳米、梯度功能、电活性材料的研 发将带来突破性发展发将带来突破性发展l口腔医学专科口腔医学专科l口腔医学本科（五、七、八年制）口腔医学本科（五、七、八年制）l研究生（硕士、博士）研究生（硕士、博士）l博士后博士后 1.非植入人体的材料非植入人体的材料（义齿修复体、粘接体等）（义齿修复体、粘接体等）2.植入人体的材料植入人体的材料 （骨牙缺损修复体、种植体、根管充填体等）（骨牙缺损修复体、种植体、根

4、管充填体等）1.1.材料标准材料标准评价特定的口腔材料性能的技术文件评价特定的口腔材料性能的技术文件 口腔材料的标准化组织口腔材料的标准化组织4 美国牙科材料标准美国牙科材料标准(ADA)(九九、关于口腔材料的研究问题、关于口腔材料的研究问题 (一一)宏观研究宏观研究口腔材料的研究发展战略与对策（面向未来）口腔材料的研究发展战略与对策（面向未来）口腔材料的现代概念与生物医学基础（替代与再生）口腔材料的现代概念与生物医学基础（替代与再生）口腔材料的生物相容性与活性评价（统一认识）口腔材料的生物相容性与活性评价（统一认识）口腔材料的性能检测与标准化（规范化、国际化）口腔材料的性能检测与标准化（规范

5、化、国际化）1.口腔材料与多学科结合（自主创新）口腔材料与多学科结合（自主创新）l口腔材料本体相态与组合的设计研究口腔材料本体相态与组合的设计研究 （多相、复合型组成与结构）（多相、复合型组成与结构）2.口腔材料界面组成与结构的设计研究口腔材料界面组成与结构的设计研究 （双向、交叉组成与结构）（双向、交叉组成与结构）3.口腔材料表面修饰与组装的设计研究口腔材料表面修饰与组装的设计研究 （多层、多功能组成与结构）（多层、多功能组成与结构）1.口腔梯度功能材料的研究口腔梯度功能材料的研究 (组成、结构、密度）组成、结构、密度）2.口腔生物电活性及磁性材料的研究口腔生物电活性及磁性材料的研究 （生物

6、电磁作用）（生物电磁作用）3.口腔纳米材料的研究口腔纳米材料的研究 (小尺寸、大表面积、界面、量子效应小尺寸、大表面积、界面、量子效应)4.口腔粘接材料的研究口腔粘接材料的研究 (化学与物理粘接化学与物理粘接)5.口腔种植材料的研究口腔种植材料的研究 (生物性结合生物性结合)6.口腔功能修复与重建材料的研究口腔功能修复与重建材料的研究 (生物再生生物再生)7.口腔整形美容材料的研究口腔整形美容材料的研究 (人工与天然修复人工与天然修复)8.口腔预防保健材料的研究口腔预防保健材料的研究 (简便与社会化简便与社会化)9.口腔组织工程支架材料的研究口腔组织工程支架材料的研究 (种子细胞再生种子细胞再

7、生)10.口腔消毒灭菌材料的研究口腔消毒灭菌材料的研究 (环境、器具、人员）环境、器具、人员）11.口腔信息材料的研究口腔信息材料的研究 （记忆与功能）（记忆与功能）l口腔防龋材料的研究口腔防龋材料的研究l口腔脱敏材料的研究口腔脱敏材料的研究l口腔银汞合金及复合材料的研究口腔银汞合金及复合材料的研究l口腔充填复合树脂修复材料的研究口腔充填复合树脂修复材料的研究l口腔玻璃离子体水门汀的研究口腔玻璃离子体水门汀的研究l口腔根管充填材料的研究口腔根管充填材料的研究l口腔牙周治疗与修复材料的研究口腔牙周治疗与修复材料的研究l口腔印模材料的研究口腔印模材料的研究l口腔模型材料的研究口腔模型材料的研究l口

8、腔义齿基托材料的研究口腔义齿基托材料的研究l口腔烤瓷冠桥修复材料的研究口腔烤瓷冠桥修复材料的研究l口腔陶瓷全冠修复材料的研究口腔陶瓷全冠修复材料的研究l口腔铸造合金修复材料的研究口腔铸造合金修复材料的研究l口腔铸造陶瓷修复材料的研究口腔铸造陶瓷修复材料的研究l口腔铸造包埋材料的研究口腔铸造包埋材料的研究l口腔种植牙修复材料的研究口腔种植牙修复材料的研究l口腔骨缺损修复材料的研究口腔骨缺损修复材料的研究l口腔赝复材料的研究口腔赝复材料的研究l口腔骨固定材料的研究口腔骨固定材料的研究l口腔正畸矫治材料及附件的研究口腔正畸矫治材料及附件的研究l口腔保健材料的研究口腔保健材料的研究一一 物理性能物理性

9、能二二 机械性能机械性能三三 化学性能化学性能四四 生物性能生物性能意义：表示在口腔温度不同时丝材和棒材伸长的变化意义：表示在口腔温度不同时丝材和棒材伸长的变化VdV(VdT)式中：式中：V 温度为温度为T时的体胀系数时的体胀系数(K-1)V 温度为温度为T时式样的体积（时式样的体积（mm3）dV 物体体积的改变物体体积的改变dT 温度的变化温度的变化意义：意义：表示在口腔温度变化时修复体的体积变化表示在口腔温度变化时修复体的体积变化=面积热流量面积热流量/温度梯度温度梯度式中式中:热导率热导率 单位：瓦单位：瓦(特特)每米开每米开(尔文尔文)，W/(mK)面积热流量面积热流量=热流量热流量/

10、面积，面积，瓦瓦(特特)每平方米，每平方米，W/m-2 热流量：单位时间内通过一个面的热量，热流量：单位时间内通过一个面的热量，瓦瓦(特特)，W意义：增加温度感觉和避免对组织的刺激意义：增加温度感觉和避免对组织的刺激 在口腔环境中存在异种金属修复体相接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。会出现电位差，导致微电流产生。-Zn Cu +H2SO4原电池工作原理示意图原电池工作原理示意图意义：意义：避免在口腔内存在两种金属修复体避免在口腔内存在两种金属修复体相接触，以保护牙髓组织不受损伤相接触，以保护

11、牙髓组织不受损伤表面张力：表面张力：扩张表面单位所需要的力，扩张表面单位所需要的力，单位：单位：每米牛每米牛(N/m)(N/m)润润 湿湿 性：性：液体在固体表面扩散的趋势，为液体液体在固体表面扩散的趋势，为液体 对固体的润湿性，用接触角（对固体的润湿性，用接触角（）表）表 示其大小。示其大小。接接 触触 角：角：液体与固体表面接触作切线与固、液液体与固体表面接触作切线与固、液 界面之间的夹角。界面之间的夹角。0 固体被液体完全润湿固体被液体完全润湿 90 液体的润湿性良好液体的润湿性良好 90 液体的润湿性差液体的润湿性差 180180 液体完全不润湿液体完全不润湿润湿与接触角的关系润湿与接

12、触角的关系意义意义:接触角愈小、润湿性愈好、接触角愈小、润湿性愈好、亲水亲水亲亲组织性愈好组织性愈好色彩的三个特性：色彩的三个特性：色调色调hue hue：指颜色的名称指颜色的名称 彩度彩度chroma(chroma(饱和度饱和度):):指颜色的纯度指颜色的纯度 明度明度value(value(明亮度明亮度):):物体对光的反射性物体对光的反射性（非彩色只有明度的区别）（非彩色只有明度的区别）几种常用的描述颜色方法几种常用的描述颜色方法 (1)(1)肉眼观察肉眼观察 (2)(2)色卡、色片、比色板比色色卡、色片、比色板比色 (3)(3)光谱、光电测定光谱、光电测定 (4)CIE(4)CIE标准

13、色度系测定标准色度系测定 (一一)应力应力 (五五)硬度硬度(二二)应变应变 (六六)应变应变-时间曲线时间曲线(三三)应力应力-应变曲线应变曲线 (七七)挠曲强度和挠度挠曲强度和挠度(四四)冲击强度冲击强度 (八八)热应力和裂缝扩展热应力和裂缝扩展应力应力:指物体内部各点各个方向的力学状态指物体内部各点各个方向的力学状态 =F/S=F/S 式中：式中：F F：外力（：外力（N N）S S：受力面积（：受力面积（mmmm2 2）：应力（：应力（MPaMPa）拉应力：拉应力：(tensile stress)外力为拉力外力为拉力压应力：压应力：(compressive stress)外力为压力外力

14、为压力切应力：切应力：(shear stress）外力为剪切力外力为剪切力 （旋转应力、综合应力旋转应力、综合应力）FFFFFF 应变：应变：指材料在外力作用下形状指材料在外力作用下形状 变化的量变化的量 =L/Lo 式中：式中：应变应变 L：长度增量（：长度增量（mm）Lo：指定参考状况下的长度：指定参考状况下的长度(mm)l弹性变形阶段弹性变形阶段 比例极限比例极限 弹性极限（可逆）弹性极限（可逆）l塑性变形阶段塑性变形阶段 屈服强度屈服强度 极限强度极限强度 断裂强度（不可逆）断裂强度（不可逆）l延伸率延伸率 延性和展性延性和展性l回弹性和韧性回弹性和韧性 暂时和永久性形变暂时和永久性形

15、变 冲击强度（冲击强度（impact strength）：）：指材料指材料抵抗冲击破坏的能力抵抗冲击破坏的能力 K=Eb/B(w-a)式中式中:K 冲击强度冲击强度 Eb 断裂过程吸收的能量断裂过程吸收的能量 B 式样的宽度式样的宽度 w 式样的厚度式样的厚度 a 式样缺口的深度式样缺口的深度 一般情况下，在口腔内不会出现冲击破坏现象一般情况下，在口腔内不会出现冲击破坏现象 硬度（硬度（hardness）:固体材料本体及表面抵抗固体材料本体及表面抵抗 弹性变形、塑性变形或破弹性变形、塑性变形或破 坏的能力坏的能力 布氏硬度布氏硬度 静负荷试验静负荷试验 洛氏硬度洛氏硬度 魏氏硬度魏氏硬度 努普

16、硬度努普硬度 动负荷试验动负荷试验 肖氏硬度肖氏硬度负荷负荷 挠曲强度（挠曲强度（flexure strengthflexure strength）：）：反应材料在持续受力后直至断裂时的强度反应材料在持续受力后直至断裂时的强度 挠度挠度 （deflectiondeflection）：）：物体承受其比例极限内的应力反复作用所发生物体承受其比例极限内的应力反复作用所发生的疲劳性弯曲形变的疲劳性弯曲形变负荷负荷 形变形变(mm)(N)最小最小 最大最大1535 1.0 2.51530 2.0 5.0义齿基托材料挠度测试义齿基托材料挠度测试标准标准(ISO(ISO）挠度是口腔基托材料特有的性能挠度是口

17、腔基托材料特有的性能 热应力热应力 温度变化产生的应力形成温度变化产生的应力形成 裂纹及扩展裂纹及扩展 （口腔环境的温度变化（口腔环境的温度变化 不同质的修复材料其变化不同）不同质的修复材料其变化不同）热热冷冷（一）变色和腐蚀一）变色和腐蚀（二）扩散和吸附（二）扩散和吸附（三）老化（三）老化（四）化学性粘接（四）化学性粘接变色变色 腐蚀开始发生的阶段，修复体表面腐蚀开始发生的阶段，修复体表面 变色或失去光泽变色或失去光泽腐蚀腐蚀 材料由于周围环境的生物和化学侵材料由于周围环境的生物和化学侵四四 蚀而造成的破坏或变质蚀而造成的破坏或变质（口腔用金属短期内将发生变色和腐蚀）（口腔用金属短期内将发生

18、变色和腐蚀）均匀腐蚀：均匀腐蚀：局部腐蚀：腐蚀只发生在材局部腐蚀：腐蚀只发生在材 料表面料表面腐蚀的形态腐蚀的形态腐蚀的类型腐蚀的类型湿湿 腐腐 蚀：有水存在蚀：有水存在干干 腐腐 蚀：无水存在蚀：无水存在物质受外界生物物质受外界生物化学作用，迅速化学作用，迅速 产生全面腐蚀产生全面腐蚀局部腐蚀的类型局部腐蚀的类型l孔蚀：表面小孔状局部腐蚀孔蚀：表面小孔状局部腐蚀l缝隙腐蚀：发生在材料的缝隙内，隙缝缝隙腐蚀：发生在材料的缝隙内，隙缝内外离子或气体浓度差别造成内外离子或气体浓度差别造成l晶间腐蚀：发生于金属晶粒边界附近，晶间腐蚀：发生于金属晶粒边界附近，金属热处理或冷加工不当造成金属热处理或冷加

19、工不当造成磨损腐蚀：金属表面同时受流体的磨损和磨损腐蚀：金属表面同时受流体的磨损和腐蚀作用引起的破坏腐蚀作用引起的破坏应力腐蚀：当应力和腐蚀介质同时存在时应力腐蚀：当应力和腐蚀介质同时存在时发生发生疲劳腐蚀疲劳腐蚀:周期应力与腐蚀的共同作用引起周期应力与腐蚀的共同作用引起材料的破坏材料的破坏选择性腐蚀：成分和结构不一的材料，一选择性腐蚀：成分和结构不一的材料，一部分元素被腐蚀浸出，只剩其余组分构成部分元素被腐蚀浸出，只剩其余组分构成海绵状物质海绵状物质扩散：扩散：物体原子、分子向周围移动的现象物体原子、分子向周围移动的现象 （主要表现为化学性溶解）（主要表现为化学性溶解）吸附：吸附：离子、原子

20、或分子之间，借助于静离子、原子或分子之间，借助于静 电力或分子间的范德华力所产生的电力或分子间的范德华力所产生的 吸着现象吸着现象 （主要表现为化学性沉积）（主要表现为化学性沉积）老化：老化：材料在加工、储存和使用过程中物材料在加工、储存和使用过程中物 理、化学性质和机械性能下降和破理、化学性质和机械性能下降和破 坏的现象坏的现象 在口腔环境中材料均会发生老化，以高分在口腔环境中材料均会发生老化，以高分子材料较明显。子材料较明显。老化原因老化原因 外因外因内因内因物理、化学、生物物理、化学、生物机械、加工成型机械、加工成型材料的组成和结材料的组成和结构构粘接：粘接：两个固体借助于两者界面间力的

21、作两个固体借助于两者界面间力的作 用而产生结合的现象，包括物理、用而产生结合的现象，包括物理、机械和化学性结合机械和化学性结合化学性粘接：化学性粘接：粘接剂表面的原子或离子与粘接剂表面的原子或离子与 被粘体表面的原子或离子间的结合，被粘体表面的原子或离子间的结合，一般以共价键或离子键形式存在一般以共价键或离子键形式存在（一）生物安全性（一）生物安全性（biological safety）（二）生物相容性（二）生物相容性（biocompatibility）（三）生物功能活性（三）生物功能活性（biofunctionability）生物安全性：生物安全性：材料进入临床应用前具有安全使用材料进入临床

22、应用前具有安全使用 的性质的性质 表面接触材料表面接触材料 按接触性质分类按接触性质分类 外部接入材料外部接入材料 植入材料植入材料 短期接触短期接触：24h 按接触时间分类按接触时间分类 长期接触长期接触：24h30d 持久接触持久接触：30d分类分类 第一组：体外细胞毒性试验第一组：体外细胞毒性试验 采用体外组织细胞培养的方法，观察材料采用体外组织细胞培养的方法，观察材料对细胞增殖及形态的影响，评价材料的体外对细胞增殖及形态的影响，评价材料的体外细胞毒性。细胞毒性。方法：铬释放法，分子过滤法，琼酯覆方法：铬释放法，分子过滤法，琼酯覆盖法等，简便快速灵敏盖法等，简便快速灵敏检测材料对机体的全

23、身毒性作用及局部组织反应检测材料对机体的全身毒性作用及局部组织反应 试验类型试验类型 观察指标观察指标 试验目的试验目的全身毒性试验全身毒性试验-经口途径经口途径毒性反应毒性反应+病理病理全身毒性全身毒性全身毒性试验全身毒性试验-静脉途径静脉途径毒性反应毒性反应+病理病理全身毒性全身毒性吸入毒性试验吸入毒性试验毒性反应毒性反应+病理病理全身毒性全身毒性遗传毒性试验遗传毒性试验致畸致癌致突变致畸致癌致突变远期作用远期作用致敏试验致敏试验机体变态反应机体变态反应致敏作用致敏作用皮肤刺激皮下反应试验皮肤刺激皮下反应试验皮肤粘膜反应皮肤粘膜反应刺激作用刺激作用植入后局部反应试验植入后局部反应试验局部组

24、织学观察局部组织学观察局部毒性作用局部毒性作用为口腔临床应用前试验，检测材料对为口腔临床应用前试验，检测材料对拟使用部位的组织毒性作用拟使用部位的组织毒性作用 试验类型试验类型 观察指标观察指标 试验目的试验目的牙髓牙本质刺激试验牙髓牙本质刺激试验组织病理反应组织病理反应材料刺激性材料刺激性盖髓及活髓切断试验盖髓及活髓切断试验组织病理反应组织病理反应治疗作用治疗作用根管内应用试验根管内应用试验组织病理反应组织病理反应治疗作用治疗作用概念概念 影响因素影响因素 范围范围 检测方法检测方法表征表征 评价方法评价方法 是指材料在宿主的特定环境和部位，是指材料在宿主的特定环境和部位，与宿主直接或间接接

25、触时所产生相互反应与宿主直接或间接接触时所产生相互反应的能力。的能力。是材料在生物体内处于静动态变化过程是材料在生物体内处于静动态变化过程中，能耐受宿主各系统作用而保持相对稳中，能耐受宿主各系统作用而保持相对稳定，不被排斥和破坏的生物学性质。又称定，不被排斥和破坏的生物学性质。又称为生物适应性和生物可接受性。为生物适应性和生物可接受性。系指材料与宿主产生相互作用系指材料与宿主产生相互作用所涉及的生物理化学、生物力学、所涉及的生物理化学、生物力学、生物电学三个反应系统的生物医学生物电学三个反应系统的生物医学范围。范围。系指材料与宿主直接或间接接触时涉系指材料与宿主直接或间接接触时涉及组织接受与定

26、向结合、应力传递与分及组织接受与定向结合、应力传递与分布、生物电作用与反应相吻合的一系列布、生物电作用与反应相吻合的一系列生物学行为进行表征。生物学行为进行表征。材料的类型、形状、成分结构及其表面材料的类型、形状、成分结构及其表面特性，材料的化学、物理机械和电性能。特性，材料的化学、物理机械和电性能。材料与组织的接触部位、方式、状态材料与组织的接触部位、方式、状态与时间以及采用的方法。与时间以及采用的方法。体外试验揭示材料与组织之间的反应性质，体外试验揭示材料与组织之间的反应性质，了解材料与组织的反应关系。了解材料与组织的反应关系。体内试验是为了进一步对材料处于动态时的体内试验是为了进一步对材

27、料处于动态时的生物学行为进行生物相容性检测。生物学行为进行生物相容性检测。简便有效的体外方法有：简便有效的体外方法有：PHPH值检测法值检测法 氨基检测法氨基检测法 蛋白吸附检测法蛋白吸附检测法 体外骨细胞培养检测法体外骨细胞培养检测法 评价材料生物相容性应从微观至宏评价材料生物相容性应从微观至宏观、从局部至整体、从静态至动态等反观、从局部至整体、从静态至动态等反应过程的规律和结果进行体外和体内综应过程的规律和结果进行体外和体内综合性评价。合性评价。概念概念范围范围性质性质 生物功能活性是指材料与宿主相互生物功能活性是指材料与宿主相互之间发挥最大生理功能活性的总称，之间发挥最大生理功能活性的总

28、称，又可称为生物活性。又可称为生物活性。材料与宿主接触部位组织的梯材料与宿主接触部位组织的梯度功能组成与结构、生物物理化学、度功能组成与结构、生物物理化学、电学和生物力学相吻合的生物医学电学和生物力学相吻合的生物医学范围范围l材料与宿主的细胞与组织的相互作用过材料与宿主的细胞与组织的相互作用过程中，能准确识别、传递和交换物质和程中，能准确识别、传递和交换物质和能量，从而产生重组，并能与宿主正常能量，从而产生重组，并能与宿主正常的新陈代谢和生长发育过程相适应的性的新陈代谢和生长发育过程相适应的性质；质；l在机体各种静力和动力的作用下不断促在机体各种静力和动力的作用下不断促进组织修复，保持长期稳定并发挥最大进组织修复，保持长期稳定并发挥最大的生物功能作用的性质；的生物功能作用的性质；l具有促进宿主细胞组织再生并恢复其形具有促进宿主细胞组织再生并恢复其形态与功能的性质。态与功能的性质。生命性系指材料融入宿主生命的永生命性系指材料融入宿主生命的永久过程，成为宿主的一部分能承担宿主久过程，成为宿主的一部分能承担宿主的生理功能的生物学性质。这一性质是的生理功能的生物学性质。这一性质是生物材料达到的最高理想境界，也是未生物材料达到的最高理想境界，也是未来研究的目标。来研究的目标。Thanks！