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钙、银掺杂皱纹状多孔二氧化硅微球的制备及其在牙科树脂中的应用

钙、银掺杂皱纹状多孔二氧化硅微球的制备及其在牙科树脂中的应用

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作者：孔红星太原理工大学

学位级别：硕士

牙科光固化复合树脂因美观性好、安全性高和操作简单等优势,是临床广泛使用的龋齿修复材料。然而,牙科修复树脂使用寿命较短,应力断裂和继发龋是导致其失效的主要原因。在复合树脂中添加生物活性填料,赋予复合树脂抗菌或诱导矿化性能能... 详细信息

牙科光固化复合树脂因美观性好、安全性高和操作简单等优势,是临床广泛使用的龋齿修复材料。然而,牙科修复树脂使用寿命较短,应力断裂和继发龋是导致其失效的主要原因。在复合树脂中添加生物活性填料,赋予复合树脂抗菌或诱导矿化性能能够有效预防继发龋。但是,由于生物活性填料往往与树脂相容性较差,添加后会降低复合树脂机械强度。本文中,基于皱纹状多孔二氧化硅对复合树脂的力学强化作用,提出构建功能元素掺杂的皱纹状多孔二氧化硅材料用于牙科复合树脂改性,从而制备出同时具有较高力学性能并且能够预防二次龋齿的光固化复合材料。具体内容如下:1.利用溶胶-凝胶法制备了钙掺杂皱纹多孔二氧化硅(Ca-WPS),并研究了Ca-WPS对树脂复合材料力学性能和羟基磷灰石形成能力的影响。结果表明,制备的Ca-WPS颗粒具有规则球形形貌和皱纹结构,其中钙元素含量约为14.12 wt%。在SBF中浸泡后,Ca-WPS表面有磷灰石形成,表明制备的Ca-WPS具有诱导矿化能力。将其加入树脂后,复合树脂在SBF中也具有诱导磷灰石沉积能力,且沉积量随Ca-WPS含量增加而增大。牙科树脂的力学性能随着单峰Ca-WPS填料比例的增加而增加。在所有样品中,填充双峰填料(Ca-WPS:无孔二氧化硅的质量比=10:50,总填料负载量为60 wt%)的牙科复合材料表现出最好的机械性能。这些样品的弯曲强度、弯曲模量、压缩强度和显微硬度分别比单独使用实心二氧化硅颗粒的复合材料高26.96%、42.75%、16.04%和54.1%。因此,制备的Ca-WPS可以有效改善树脂复合材料的磷灰石形成和力学性能。2.利用溶胶-凝胶法制备了皱纹多孔二氧化硅,再借助浸泡法将银离子负载到皱纹多孔二氧化硅上,获得了银掺杂皱纹多孔二氧化硅(Ag-WPS),并研究了其对树脂复合材料力学性能和抗菌性能的影响。结果表明,Ag-WPS颗粒具有球形形貌和皱纹结构,其中银元素含量约为1.97 wt%。与纯树脂相比,含Ag-WPS的牙科树脂的抗菌性能随着Ag-WPS填料含量的增加而增加,含有7 wt%Ag-WPS的树脂的抗菌率接近100%。牙科树脂的力学性能随着单峰Ag-WPS填料比例的增加而增加。在所有样品中,填充双峰填料(Ag-WPS:无孔二氧化硅的质量比=7:53,总填料负载量为60 wt%)的牙科复合材料表现出最好的机械性能。这些样品的弯曲强度、弯曲模量、压缩强度和显微硬度分别比单独使用实心二氧化硅颗粒的复合材料高15.78%、31.57%、25.77%和40.95%。因此,制备的Ag-WPS可以有效改善树脂复合材料的抗菌性能和力学性能。

关键词：皱纹状多孔二氧化硅光固化树脂矿化性能机械性能抗菌性能

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