口腔材料學(xué)總論專家講座

口腔材料學(xué)總論專家講座第1頁第一節(jié)概述地位發(fā)展史學(xué)科教育分類主要性內(nèi)容要求發(fā)展方向標(biāo)準(zhǔn)化口腔材料學(xué)總論專家講座第2頁口腔材料學(xué)總論專家講座第3頁口腔生物材料學(xué)知識體系口腔生物材料學(xué)醫(yī)用生物材料學(xué)生物材料學(xué)臨床醫(yī)學(xué)材料學(xué)物理學(xué)化學(xué)工程技術(shù)

生物醫(yī)學(xué)口腔醫(yī)學(xué)口腔理工學(xué)口腔材料學(xué)總論專家講座第4頁口腔材料學(xué)總論專家講座第5頁口腔材料學(xué)總論專家講座第6頁口腔材料學(xué)總論專家講座第7頁五口腔材料學(xué)學(xué)科教育口腔醫(yī)學(xué)?？瓶谇会t(yī)學(xué)本科（五、七年制）碩士（碩士、博士）博士后口腔材料學(xué)總論專家講座第8頁口腔材料學(xué)總論專家講座第9頁七口腔材料分類（一）按材料性質(zhì)分類（二）按材料與口腔組織接觸方式分類（三）按材料應(yīng)用部位分類（四）按材料用途分類口腔材料學(xué)總論專家講座第10頁（一）按材料性質(zhì)分類1.有機高分子材料2.無機非金屬材料3.金屬材料口腔材料學(xué)總論專家講座第11頁（二）按材料應(yīng)用部位分類

1.非植入人體材料（義齒修復(fù)體、粘接體等）2.植入人體材料（骨牙缺損修復(fù)體、牙體、根管充填體等）口腔材料學(xué)總論專家講座第12頁（三）按材料與口腔組織接觸方式分類1.直接、長久與口腔組織接觸材料

（義齒基托和冠橋修復(fù)材料等)2.直接、暫時與口腔組織接觸材料

(印模和蠟型材料等）3.間接與口腔組織接觸材料

（模型和包埋材料等）口腔材料學(xué)總論專家講座第13頁（四）按材料用途分類1.印模材料5.粘接材料2.模型材料6.種植材料3.義齒材料7.齒科預(yù)防保健材料4.充填材料8.其它

口腔材料學(xué)總論專家講座第14頁八口腔材料標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化組織材料標(biāo)準(zhǔn)評價特定口腔材料性能技術(shù)文件

材料生產(chǎn)材料標(biāo)準(zhǔn)臨床應(yīng)用口腔材料學(xué)總論專家講座第15頁口腔材料標(biāo)準(zhǔn)化組織1國際牙科聯(lián)盟(FDI)2國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO):ISO/TC106-dentistry：84個國家標(biāo)準(zhǔn)化組織組成3中國口腔材料和器械設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(TC99)4美國牙科材料標(biāo)準(zhǔn)(ADA)5其它國家：英國(

BSI)、法國(

NF)、日本(

JIS)、德國(

DIN)、澳大利亞(

SSA)、北歐(

NIOM)等口腔材料學(xué)總論專家講座第16頁九關(guān)于口腔材料研究問題

(一)宏觀研究口腔材料研究發(fā)展戰(zhàn)略與對策口腔材料當(dāng)代概念與生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)口腔材料生物相容性與活性評價口腔材料性能檢測與標(biāo)準(zhǔn)化口腔材料及制品開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化口腔材料學(xué)總論專家講座第17頁(二)總體設(shè)計研究口腔材料本體相態(tài)與組合設(shè)計研究口腔材料界面組成與結(jié)構(gòu)設(shè)計研究口腔材料表面修飾與組裝設(shè)計研究口腔材料學(xué)總論專家講座第18頁(三)綜合性研究口腔梯度功效材料研究口腔生物電活性及磁性材料研究口腔納米材料研究口腔粘接材料研究口腔種植材料研究口腔功效修復(fù)與重建材料研究口腔材料學(xué)總論專家講座第19頁口腔整形美容材料研究口腔預(yù)防保健材料研究口腔組織工程支架材料研究口腔消毒滅菌材料研究口腔智能材料研究口腔材料學(xué)總論專家講座第20頁(四)詳細(xì)應(yīng)用研究口腔防齲材料研究口腔脫敏材料研究口腔銀汞合金及復(fù)合材料研究口腔充填復(fù)合樹脂修復(fù)材料研究口腔玻璃離子體水門汀研究口腔材料學(xué)總論專家講座第21頁口腔根管充填材料研究口腔牙周治療與修復(fù)材料研究口腔印模材料研究口腔模型材料研究口腔義齒基托材料研究口腔材料學(xué)總論專家講座第22頁口腔烤瓷冠橋修復(fù)材料研究口腔陶瓷全冠修復(fù)材料研究口腔鑄造合金修復(fù)材料研究口腔鑄造陶瓷修復(fù)材料研究口腔鑄造包埋材料研究口腔材料學(xué)總論專家講座第23頁口腔種植牙修復(fù)材料研究口腔骨缺損修復(fù)材料研究口腔贗復(fù)材料研究口腔骨固定材料研究口腔正畸矯治材料及附件研究口腔保健材料研究口腔材料學(xué)總論專家講座第24頁第二節(jié)

材料性能一物理性能二機械性能三化學(xué)性能四生物性能口腔材料學(xué)總論專家講座第25頁口腔材料學(xué)總論專家講座第26頁口腔材料學(xué)總論專家講座第27頁口腔材料學(xué)總論專家講座第28頁人牙及慣用口腔材料線脹系數(shù)(×10-6×k-1)材料線脹系數(shù)材料線脹系數(shù)牙冠（牙釉質(zhì)）11.4陶瓷4～14牙根（牙本質(zhì)）

8.3長石質(zhì)6.4～7.8玻璃離子水門汀10.2～11.4體瓷\不透明瓷12.4～16.2牙本質(zhì)8.3硅橡膠印模材109～210金合金12～15.5嵌體蠟260～1000銀汞合金22～28復(fù)合樹脂14～50鈦合金12.4氧化鋅水門汀35鈷鉻合金14.1-14.7

丙烯酸樹脂70～100口腔材料學(xué)總論專家講座第29頁體脹系數(shù)cubicexpansioncoefficientαV＝dV／(V×dT)式中：αV溫度為T時體脹系數(shù)(K-1)V溫度為T時式樣體積（mm3）dV物體體積改變dT溫度改變口腔材料學(xué)總論專家講座第30頁(三)熱導(dǎo)率thermalconductivityλ=面積熱流量/溫度梯度式中:λ熱導(dǎo)率單位：瓦(特)每米開(爾文)，W/(m×K)面積熱流量=熱流量/面積，瓦(特)每平方米，W/m-2熱流量：單位時間內(nèi)經(jīng)過一個面熱量，瓦(特)，W意義：增加溫度感覺和防止刺激口腔材料學(xué)總論專家講座第31頁（四）流電性galvanism在口腔環(huán)境中存在異種金屬修復(fù)體相接觸時，因為不一樣金屬之間電位不一樣，將會出現(xiàn)電位差，造成微電流產(chǎn)生。-

ZnCu

+H2SO4原電池工作原理示意圖口腔材料學(xué)總論專家講座第32頁金冠和鋁冠伽尼電流產(chǎn)生示意圖唾液鋁冠金冠口腔材料學(xué)總論專家講座第33頁（五）表面張力surfaceforce表面張力（表面能）：擴張表面單位所需要力單位：每米牛(N/m)）（J.m-2)潤濕性：液體在固體表面擴散趨勢，為液體對固體潤濕性，用接觸角（θ）表示其大小。接觸角：液體與氣體表面接觸作切線與固、液界面之間夾角。口腔材料學(xué)總論專家講座第34頁三種表面張力與接觸角關(guān)系：

rSV=rSL+rLV×cosθ式中：rSV

固-氣表面張力rSL

固-液表面張力rLV液-氣表面張力θ液體在固體表面

接觸角

rSV

rSVrSLrSLrLVrLVθθ液相液相固相固相口腔材料學(xué)總論專家講座第35頁θ＝0°固體被液體完全潤濕θ≤90°液體潤濕性良好θ＞90°液體潤濕性差θ＝180°液體完全不潤濕

口腔材料學(xué)總論專家講座第36頁口腔材料學(xué)總論專家講座第37頁(六)色彩性色彩三個特征：

色調(diào)hue：指顏色名稱

彩度chroma(飽和度):指顏色純度

明度value(明亮度):物體對光

反射性

（非彩色只有明度區(qū)分）口腔材料學(xué)總論專家講座第38頁幾個慣用描述顏色方法

(1)肉眼觀察

(2)色卡、色片、比色板比色

(3)光譜、光電測定(4)CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系測定

口腔材料學(xué)總論專家講座第39頁二機械性能

（材料力學(xué)相關(guān)概念）(一)應(yīng)力(五)硬度(二)應(yīng)變(六)粘彈性(三)材料基本變形(七)應(yīng)力集中、裂隙擴展、熱應(yīng)力(四)沖擊強度(八)疲勞

口腔材料學(xué)總論專家講座第40頁(一)應(yīng)力stress內(nèi)力:在外力作用下，物體內(nèi)部各質(zhì)點之間相互作用力改變量。應(yīng)力：單位面積所受內(nèi)力α=F/S

式中：F：外力（N）S：受力面積（mm2）α：應(yīng)力（MPa）口腔材料學(xué)總論專家講座第41頁FFyFx正應(yīng)力剪應(yīng)力構(gòu)件口腔材料學(xué)總論專家講座第42頁應(yīng)力形式：拉應(yīng)力：(tensilestress)外力為拉力壓應(yīng)力：(compressivestress)外力為壓力切應(yīng)力：(shearstress）外力為剪切力（旋轉(zhuǎn)應(yīng)力、綜合應(yīng)力）FFFFFF口腔材料學(xué)總論專家講座第43頁(二)應(yīng)變strain應(yīng)變：描述材料在外力作用下形狀改變量線應(yīng)變：ε=△L/Lo

ε：應(yīng)變

△L：長度增量Lo：指定參考情況下長度(mm)

角應(yīng)變：口腔材料學(xué)總論專家講座第44頁（三）、材料基本變形拉伸和壓縮剪切彎曲扭轉(zhuǎn)口腔材料學(xué)總論專家講座第45頁1.拉伸和壓縮直桿兩端有一對作用線與桿軸重合，大小相等，方向相反力壓縮拉伸口腔材料學(xué)總論專家講座第46頁應(yīng)力-應(yīng)變曲線stress-straincurvesP正百分比極限E彈性極限Y上屈服點

Y’下屈服點A極限強度C斷裂強度應(yīng)變應(yīng)力0PEYYAC應(yīng)變應(yīng)力0PEYY’AC口腔材料學(xué)總論專家講座第47頁幾個應(yīng)變點及對應(yīng)應(yīng)力含義百分比極限：P點所對應(yīng)應(yīng)力值(σP)，意義是當(dāng)材料應(yīng)力不超出σP時,其應(yīng)力與應(yīng)變呈線性改變

應(yīng)變應(yīng)力0PEYYAC應(yīng)變應(yīng)力0PEYY’AC口腔材料學(xué)總論專家講座第48頁彈性極限：E點所對應(yīng)應(yīng)力值，是材料不發(fā)生永久形變所能承受最大應(yīng)力，去除應(yīng)力后，材料形變能夠恢復(fù)（彈性階段）。

應(yīng)變應(yīng)力0PEYYAC應(yīng)變應(yīng)力0PEYY’AC口腔材料學(xué)總論專家講座第49頁彈性模量是量度材料剛性量，即彈性狀態(tài)下應(yīng)力與應(yīng)變比值。

材料彈性模量（GPa)材料彈性模量（GPa)牙本質(zhì)12~18.6玻璃離子水門汀260～1000牙釉質(zhì)46~130聚硫橡膠印模材料（0.013~2.80）*10-3銀汞合金22～28硅橡膠印模材料（0.088~2.80）*10-3金合金72.2~108鈷鉻合金125~218復(fù)合樹脂14～50鎳鉻合金145~203無填料丙烯酸樹脂1.9~2.8長石質(zhì)陶瓷60~70磷酸鋅水門汀13.7~22.4義齒基托材料1.06~2.94氧化鋅丁香油水門汀14～50口腔材料學(xué)總論專家講座第50頁屈服強度:Y點所對應(yīng)應(yīng)力值(σY)，從Y點開始材料表現(xiàn)出塑性，卸載后應(yīng)變不能恢復(fù)（永久形變）在YY’階段，應(yīng)力即使保持不變，應(yīng)變?nèi)栽谠黾討?yīng)變應(yīng)力0PEYYAC應(yīng)變應(yīng)力0PEYY’AC口腔材料學(xué)總論專家講座第51頁4.極限強度：在材料斷裂過程中產(chǎn)生最大應(yīng)力值（σA），是材料在被破壞前所能承受最大應(yīng)力力性質(zhì)極限強度拉應(yīng)力拉伸強度壓應(yīng)力壓縮強度切應(yīng)力剪切強度彎應(yīng)力彎曲強度應(yīng)變應(yīng)力0PEYYAC應(yīng)變應(yīng)力0PEYY’AC口腔材料學(xué)總論專家講座第52頁斷裂強度：材料在連續(xù)應(yīng)力作用下直至斷裂時強度，即曲線C點應(yīng)變應(yīng)力0PEYYAC應(yīng)變應(yīng)力0PEYY’AC口腔材料學(xué)總論專家講座第53頁6.延伸率：材料在拉力作用下，所能經(jīng)受最大拉應(yīng)變δS=（δA－δE）×100%

式中：Δs

延伸率，δA極限強度時應(yīng)變值，δE彈性極限應(yīng)變值。

意義：延伸率是材料延性和展性標(biāo)志延伸率＜5%:脆性材料(如陶瓷)壓應(yīng)力＞＞拉應(yīng)力延伸率＞5%:延展性材料(如金合金)口腔材料學(xué)總論專家講座第54頁7.回彈性和韌性：回彈性表明使材料出現(xiàn)永久應(yīng)變單位體積所需要能量，由應(yīng)力應(yīng)變曲線彈性區(qū)面積表示

韌性是材料抵抗開裂能力，即預(yù)防裂縫穿過材料斷面轉(zhuǎn)移或傳輸從而引發(fā)破壞能力，韌性表明使材料斷裂單位體積所需能量，由應(yīng)力應(yīng)變曲線彈性區(qū)及塑性區(qū)面積表示應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)力應(yīng)變回彈性相同材料，屈服強度能夠不一樣，韌性也可不一樣口腔材料學(xué)總論專家講座第55頁2.剪切桿在垂直于桿軸方向橫向力作用下，桿兩相鄰橫截面將發(fā)生相正確錯動，這種變形稱為剪切變形。PP口腔材料學(xué)總論專家講座第56頁剪切應(yīng)力：剪切強度：剪切變形特點：形狀歪斜口腔材料學(xué)總論專家講座第57頁3.彎曲直桿受垂直于軸向外力或力偶矩矢垂直于軸線力偶作用，使桿任意兩截面圍繞垂直于桿軸線軸做相正確轉(zhuǎn)動，同時軸線彎成曲線。梁口腔材料學(xué)總論專家講座第58頁00剪切力：彎矩;彎曲正應(yīng)力：口腔材料學(xué)總論專家講座第59頁撓曲強度和撓度

撓曲強度（flexure/bendingstrength）：

反應(yīng)材料在連續(xù)受力后彎曲直至斷裂時強度

撓度（deflection）：

物體承受其百分比極限內(nèi)應(yīng)力重復(fù)作用所

發(fā)生疲勞性彎曲形變

韌性指標(biāo)：基托

口腔材料學(xué)總論專家講座第60頁4.扭轉(zhuǎn)當(dāng)桿件兩橫截面上，作用著一對大小相等，方向相反力偶時，桿件發(fā)生扭轉(zhuǎn)；受到扭轉(zhuǎn)后，桿件兩橫截面會發(fā)生圍繞桿件軸線相對轉(zhuǎn)動口腔材料學(xué)總論專家講座第61頁0大σ扭矩：（外力偶：功率、轉(zhuǎn)速）扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：普通為剪應(yīng)力口腔材料學(xué)總論專家講座第62頁（四）沖擊強度

沖擊強度（impactstrength）：指材料

抵抗沖擊破壞能力αK=Eb/B×(w-a)

式中:αK沖擊強度

Eb

斷裂過程吸收能量

B式樣寬度

w式樣厚度

a式樣缺口深度

考查材料脆性和韌性口腔材料學(xué)總論專家講座第63頁(五)硬度

硬度（hardness）:固體材料抵抗彈性變形、

塑性變形或破壞能力（局部）

布氏硬度

靜負(fù)荷試驗洛氏硬度

魏氏硬度

努普硬度

動負(fù)荷試驗肖氏硬度

負(fù)荷口腔材料學(xué)總論專家講座第64頁應(yīng)變應(yīng)力0PEYYAC應(yīng)變應(yīng)力0PEYY’AC彈性變形階段塑性變形階段百分比極限彈性極限屈服強度極限強度斷裂強度回彈性韌性口腔材料學(xué)總論專家講座第65頁剛性韌性彈性模量撓曲強度撓度沖擊強度口腔材料學(xué)總論專家講座第66頁（六）、粘彈性（粘彈性體）彈性體粘性體粘彈體許多生物流體和固體組織器官口腔材料學(xué)總論專家講座第67頁1.應(yīng)力松弛試件在固定溫度下受力，應(yīng)變保持不變情況下，而應(yīng)力隨時間延長而降低，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛tγ彈性體部分松弛完全松弛Gη口腔材料學(xué)總論專家講座第68頁2.彈性滯后應(yīng)力－應(yīng)變曲線在應(yīng)力增加時上升曲線與應(yīng)力下降時下降曲線（恢復(fù)曲線）不重合，在恢復(fù)階段雖應(yīng)力同上升階段相同，但其應(yīng)變大于上升階段σγ口腔材料學(xué)總論專家講座第69頁3.蠕變物體在定應(yīng)力作用下，應(yīng)變隨時間不停增加現(xiàn)象tγ彈性應(yīng)變粘性應(yīng)變延遲應(yīng)變口腔材料學(xué)總論專家講座第70頁（七）應(yīng)力集中、裂隙擴展、熱應(yīng)力應(yīng)力集中：在材料截面處，有應(yīng)力驟然增大現(xiàn)象。常發(fā)生在材料孔、裂紋、螺紋等處。當(dāng)應(yīng)力集中到一定程度可產(chǎn)生裂紋而破壞裂紋擴展口腔材料學(xué)總論專家講座第71頁σσσσ無裂縫應(yīng)力分布示意圖有裂縫應(yīng)力分布示意圖口腔材料學(xué)總論專家講座第72頁熱應(yīng)力溫度改變產(chǎn)生應(yīng)力形成裂紋及擴展（口腔環(huán)境溫度改變不一樣質(zhì)修復(fù)材料）熱冷口腔材料學(xué)總論專家講座第73頁（八）疲勞疲勞是材料在循環(huán)應(yīng)力作用下發(fā)生破壞疲勞強度：發(fā)生部位：應(yīng)力集中或強度較低部位（缺點處）發(fā)生過程：裂紋產(chǎn)生和擴展口腔材料學(xué)總論專家講座第74頁三化學(xué)性能（一）腐蝕和變色（二）擴散和吸附（三）老化（四）化學(xué)性粘接口腔材料學(xué)總論專家講座第75頁（一）腐蝕和變色變色腐蝕開始發(fā)生階段，修復(fù)體表面變色或失去光澤腐蝕材料因為周圍環(huán)境生物和化學(xué)侵四蝕而造成破壞或變質(zhì)口腔材料學(xué)總論專家講座第76頁

均勻腐蝕：局部腐蝕：腐蝕只發(fā)生在材料表面腐蝕形態(tài)腐蝕類型濕腐蝕：有水存在干腐蝕：無水存在物質(zhì)受外界生物化學(xué)作用，快速產(chǎn)生全方面腐蝕口腔材料學(xué)總論專家講座第77頁局部腐蝕類型孔蝕：表面小孔狀局部腐蝕縫隙腐蝕：發(fā)生在材料縫隙內(nèi)，隙縫內(nèi)外離子或氣體濃度差異造成晶間腐蝕：發(fā)生于金屬晶粒邊界附近，金屬熱處理或冷加工不妥造成口腔材料學(xué)總論專家講座第78頁磨損腐蝕：金屬表面同時受流體磨損和腐蝕作用引發(fā)破壞應(yīng)力腐蝕：當(dāng)拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)同時存在時發(fā)生疲勞腐蝕:周期應(yīng)力與腐蝕共同作用引發(fā)金屬破裂選擇性腐蝕：成份和結(jié)構(gòu)不一材料，一部分元素被腐蝕浸出，只剩其余組分組成海綿狀物質(zhì)口腔材料學(xué)總論專家講座第79頁（二）擴散和吸附擴散：物體原子、分子向周圍移動現(xiàn)象吸附：離子、原子或分子之間，借助于靜電力或分子間范德華力所產(chǎn)生吸著現(xiàn)象口腔材料學(xué)總論專家講座第80頁（三）老化老化：材料在加工、儲存和使用過程中物理、化學(xué)性質(zhì)和機械性能變壞現(xiàn)象老化原因

外因內(nèi)因物理、化學(xué)、生物機械加工成型材料組成和結(jié)構(gòu)口腔材料學(xué)總論專家講座第81頁（四）化學(xué)性粘接粘接：兩個固體借助于二者界面間力作

用而產(chǎn)生結(jié)合現(xiàn)象，包含物理、

機械和化學(xué)性結(jié)合化學(xué)性粘接：粘接劑表面原子或離子與

被粘體表面原子或離子間結(jié)合，

普通以共價鍵或離子鍵形式存在口腔材料學(xué)總論專家講座第82頁四生物性能（一）生物安全性（biologicalsafety）（二）生物相容性（biocompatibility）（三）生物功效活性（biofunctionability）口腔材料學(xué)總論專家講座第83頁(一)生物安全性生物安全性：材料進入臨床應(yīng)用前含有安全使用

性質(zhì)

表面接觸器械

按接觸性質(zhì)分類

外部接入器械

植入器械

短期接觸：＜24h

按接觸時間分類

長久接觸：24h～30d

持久接觸：＞30d分類口腔材料學(xué)總論專家講座第84頁口腔材料生物學(xué)評價試驗依據(jù)材料用途、與材料可能接觸組織和接觸時間來考慮選擇試驗，分為三組第一組：體外細(xì)胞毒性試驗采取體外組織細(xì)胞培養(yǎng)方法，觀察材料對細(xì)胞生長繁殖及形態(tài)影響，評價材料體外細(xì)胞毒性。方法：鉻釋放法，分子過濾法，瓊酯覆蓋法等，簡便快速靈敏口腔材料學(xué)總論專家講座第85頁第二組檢測材料對機體全身毒性作用及局部組織反應(yīng)試驗類型觀察指標(biāo)試驗?zāi)繕?biāo)全身毒性試驗-經(jīng)口路徑毒性反應(yīng)+病理全身毒性全身毒性試驗-靜脈路徑毒性反應(yīng)+病理全身毒性吸入毒性試驗毒性反應(yīng)+病理全身毒性遺傳毒性試驗致畸致癌致突變遠(yuǎn)期作用致敏試驗機體變態(tài)反應(yīng)致敏作用皮膚刺激皮下反應(yīng)試驗皮膚粘膜反應(yīng)刺激作用植入后局部反應(yīng)試驗局部組織學(xué)觀察局部毒性作用口腔材料學(xué)總論專家講座第86頁第三組為臨床應(yīng)用前試驗，檢測材料對擬使用部位組織毒性作用試驗類型觀察指標(biāo)試驗?zāi)繕?biāo)牙髓牙本質(zhì)刺激試驗組織病理反應(yīng)材料刺激性蓋髓及活髓切斷試驗組織病理反應(yīng)治療作用根管內(nèi)應(yīng)用試驗組織病理反應(yīng)治療作用口腔材料學(xué)總論專家講座第87頁(二)生物相容性

概念影響原因

范圍檢測方法表征評價方法

口腔材料學(xué)總論專家講座第88頁生物相容性概念

是指材料在宿主