光固化复合树脂牙科填充材料研究综述

光固化复合树脂牙科填充材料研究综述

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摘要：介绍新型口腔修复材料——光固化复合树脂的组成，阐述树脂基体、无机填料和光引发剂的研究情况，对光固化复合树脂的力学性能、聚合度、吸水性和溶解性等性能及其影响因素进行了评述，同时提出了光固化复合树脂的发展。关键字：口腔修复材料；光固化复合树脂；树脂基体；光引发剂

光固化复合树脂是在20世纪60年代被引入牙科领域[1]，该材料具有色泽美观，强度高，粘结固位效果好，有良好的可塑性及固化后可打磨、抛光等优点；通过配制粘度适当的混合浆体，经过特定的光照射后固化，即可用于牙齿的缺损修复。因此在牙科修复领域受到了广泛关注【2~3】。

近年来随着新树脂基体及新型填料的开发与应用，口腔用光固化复合树脂的性能的到了很大的改善，在某些方面已经超过了以前常用的银汞合金，因而有逐步取代银汞合金而用于前后牙牙体缺损修复的趋势。此外，它还可以用作预防龋齿的窝沟封闭剂、修复体与牙体间的粘结剂及牙冠外形重建的桩核树脂材料。

1.光固化复合树脂的组成

经典的口腔用光固化复合树脂由一种或几种带有双甲基丙烯酯基（DMA）官能团的主单体、一种或几种DMA稀释单体、光引发剂和无机填料构成，并适量加入稳定剂和颜料【4】。

2.树脂基体

树脂基体是光固化复合树脂的主体部分，是一种呈连续相分布的高分子有机体她的种类、官能团、分子量（一般约1000~5000）基本上取决光固化材料的主要性能【5】。它的主要作用是将复合树脂的各组成部分粘附在一起，赋予其可塑性、可固化性和一定的强度。基质基体的主要单体粘度很大，不能混入足够量的无机填料，难以获得所需要的怎强效果和塑性，加入部分低粘度的稀释单体共同组成树脂基质，即可满足要求【4】。

3．无机填料

无机填料是作为增强体加入复合树脂中的，主要作用是赋予材料良好的物理机械学性能，同时具有减少树脂聚合收缩、降低热膨胀系数、改善折光性能和X

射线阻射等作用。无机填料的种类、粒度大小、粒度分布、遮光指数、硬度、X 射线阻射性及在复合树脂中所占体积质量百分比均会影响复合树脂的性能和临床表现【4】。无机填料除了要满足一般增强材料的基本要求外，还要求对光线具有很好的透过性和较小的吸收率，以尽量减少光能量的损耗，从而保证基体对光能量具有较高的利用率【6】。此外为了提高填料与聚合物基体的结合力，一般度将填料预先经过硅烷化处理或其它表面处理，以改善填料与基体间的界面结合，提高磨耗性能【1】。

目前牙科光固化复合树脂在强度和韧性方面仍存在不足，从而限制了其应用[7]。改善无机填料以提高材料的性能是目前研究的热点之一，很多研究通过添加玻璃纤维或陶瓷晶须等增强基体，或通过改变颗粒的结构形态来改善材料性能，如利用多孔状的玻璃陶瓷粉【6】。研究结果显示：添加纤维后，树脂的抗弯强度、弹性模量和断裂韧性比没有添加纤维的树脂都提高了?RUDDELL 等研究了用一种三维网状的熔融纤维作为填料，预聚合后再与树脂基体混合，结果表明添加这种填料能够提高材料的耐磨性，但是却降低了材料的强度和韧性，这可能是由于颗粒中存在的微观缺陷造成的【6】。

4.光引发体系

光引发体系由光引发剂和共引发剂组成，在光固化复合树脂中是不可缺少的关键组分，对材料的光固化速率起决定性的作用。最常用的光引发剂是樟脑醌(CQ)，加入量通常为 0.05%~1%(质量分数 )。樟脑醌是双环二酮化合物，吸收范围为400~500 nm 的蓝光，在光波长 470 nm 处有最大吸收率，对人体无害。而最常用的共引发剂是 N，N’-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯(DMAEMA)【4】。

但是 CQ 也存在一些缺点，如它本身是黄色的，用于对颜色有要求的牙科材料时其添加量是有限制的，这同时也限制了材料的聚合度和固化度[7]。因此与有人研究用新型的光引发剂来代替它，PKR等研究了一种新的光引发剂 1-苯基-1，2-丙二酮以及(PPD，)来代替 CQ，发现同时添加 PPD 和 CQ 作引发剂的样品，其聚合度要大于单独添加 PPD 或 CQ 的样品【6】，因为PPD和CQ拥有不同的波长吸收范围，故两者配合能显著提高体系转化率【5】。 SUN 等也研究了用 PPD和 2，3-丁二酮(BD)作光引发剂的光固化复合树脂，与使用 CQ 作光引发剂的样品相比力学性能有所提高【6】。PPD 和 BD 是黄色粘性液体，而CQ 在室温下是固体，所

以 PPD 和 BD 与树脂有更好的相容性。同时PPD 和 BD 在树脂中的允许加入量多于 CQ。所以 PPD 和 BD 可以作为新的光引发剂。

5. 光固化复合树脂的性能

作为牙科修复材料，光固化复合树脂的性能应尽量接近人的天然牙齿的性能，光固化复合树脂的性能受以下几种因素影响：树脂基体的种类和相对含量、无机填料以及基体和填料之间的偶联【4】。无机填料是影响材料性能的关键因素，其种类、颗粒大小、含量、与树脂的结合强度等都对复合树脂的性能影响很大。填料颗粒愈小，复合树脂的抛光性能和美观效果愈好。相反填料颗粒愈大，修磨抛光困难，表面粗糙，美观效果较差。复合树脂的无机填料含量高，物理性能好，耐磨损【7】。

树脂基体的聚合度是影响材料最终性能的重要因素，随着基体聚合度的增加基体材料的硬度和强度都会增加【6】。研究表明，当无机填料的折射率和树脂基体的折射率匹配较好时，可见光在复合材料中的传输效率可以达到最高，从而提高聚合度【8】。

聚合收缩是影响材料使用寿命的重要因素之一。树脂单体在聚合时会伴随一定的体积收缩，这主要是由于树脂单体转化为高分子后占据的空间减少了。从而引发材料的微裂纹或是在材料和牙洞之间产生微缝隙[3~4]，这些缝隙中很容易滋生细菌，导致继发龋【6】。

光固化复合树脂最终是要用在口腔环境中的，而在有水的环境中树脂会吸水并释放出由于不完全固化而未反应的单体。树脂吸水会导致硅烷偶联剂的水解和微裂纹的产生，从而降低材料的力学性能和缩短材料的使用寿命，当吸水过多时也会破坏填料与基体之间的结合。而从材料中溶解出来的残留单体会刺激牙组织发生过敏反应，或引发细菌的生长，最终导致继发龋【6】。

热膨胀系数是影响修复材料与牙齿结合的关键因素，理想的修复材料应该与牙齿的热膨胀系数相匹配，当两者不匹配时会导致微漏而引发继发龋【4】。影响热膨胀系数的主要因素有树脂单体的化学结构以及填料的含量，填料增加热膨胀系数减小。

6．发展

光固化复合树脂在过去的 40 多年中成为越来越受人们欢迎的牙科修复材料，但目前仍存在不足，如口腔内长期稳定性不好、耐磨损性能较低和聚合收缩率较高等限制了其应用。今后光固化复合树脂的研究重点主要应集中在以下几个方面：(1) 对现有的树脂进行改性或研发新的性能更优越的树脂基体，选用的树脂基体应该具有高反应活性、高转化率和低聚合收缩等性能，以改进边缘封闭性，防止激发龋的发生；(2) 设计新型填料，通过改变填料的颗粒大小、粒径分布或结构形态等来改善材料的性能；(3) 通过添加如含氟或羟基磷灰石颗粒类的填料来改善材料的生物活性和生物相容性，引入一些特殊的功能单体，能够释放氟或其他物质，以达防继发龋的功能；(4) 研究开发新的光引发体系，降低材料的毒性，进一步提高光聚合速率和聚合度；（5）通过对各组分的洗脱洗提来提高最终产品的生物相容性。

参考文献

1.胡晓刚，王琳，顾晓宁，等.口腔修复材料——光固化复合树脂的研究进展. 材料导报，

2006, 20（5）：44~59.

2.张志忠，杨爱玲，任江涛，等. 光固化树脂固位钉修复切角切缘缺损疗效观察. 口腔

材料器械杂志， 2003, 12（4）：220~222 .

3.杨慧芳. 光固化树脂在前牙修复及美容中的应用[J]. 卫生职业教育，2003, 21（8）：

139~140. 4.

4.陈治清. 口腔材料学[M]. 北京: 人民卫生出版社，2010, 4（21）：66~69.

5.江峰，张丽华. 齿科可见光固化复合树脂. 中国胶粘剂， 2006，15（11）：42~44.

6.谭彦妮，刘永，向其军. 牙科光固化复合树脂材料的性能与展望. 粉末治金材料科学

与工程. 2007,12（3）：139~145.

7.邱蔚六，刘正. 口腔医学专题讲座. 郑州大学出版社，2005，31~35 。

8.何芳，王玉林，万怡灶，等. 光固化树脂及复合材料研究进展[J]. 工程塑料应用，

2003,31（11）:67~70 。