孔洞设计界面对硅橡胶软衬材料粘接性能影响的实验研究*

义齿软衬材料又称义齿弹性材料，是一类应用于义齿基托组织面的、固化后具有一定弹性的材料，在口腔修复领域的应用已有上百年的历史[1]。它主要用于牙槽嵴低平、有软硬组织倒凹、有明显的骨突骨嵴但不适合手术的全口或者活动义齿修复的患者。优点：分担牙合力，增强修复体稳定性，增强其适合性，防止敏感黏膜的疼痛[2]。按照化学成分可以分为丙烯酸树脂类、硅橡胶类、氟化物类、聚烯烃类等，临床较常用的为前两种。其中硅橡胶类材料的粘接强度不足是其显著缺点。

影响软衬材料与基托结合的因素有软衬材料的种类、老化、基托表面预处理等。表面预处理包括机械方法和化学方法，其中机械方法包括表面粗化和机械嵌合。Craig等[3]认为,粗糙的粘接面由于机械锁结作用大,可使其与软衬材料的粘接强度增加。Akin等[4]认为，喷砂等粗化处理虽增大了表面积，提高机械嵌合作用，但增加了界面的应力；且小的粗化凸起不利于软衬材料流入，实际上等于降低了表面积。国内已有实验证实[5]：通过改变基托树脂表面的形貌，在其上形成多个小的凸起，可增大硅橡胶软衬材料和丙烯酸树脂之间的粘接强度。但上述试验在临床应用中却存在由于树脂表面凸起可能会造成黏膜表面压痛的不足。所以，本实验在原实验思路的基础上改进，将凸起变为凹陷，即通过形成界面孔洞的方法，在增加软衬材料与树脂粘接强度的同时防止形成组织压痛；但孔洞的直径及其分布如何才能达到最佳效果，尚有待进一步研究。本实验拟在原实验的基础上进行改良，从这两方面入手，探讨增加硅橡胶类软衬材料粘接性的相关方法，以期能够应用临床，为更多的患者服务。

1.材料及方法

1.1 材料与设备 义齿基托树脂(Ⅱ型，上海医疗器械股份有限公司齿科材料厂)、小瓷杯、软衬材料套装(德山，日本)、硅橡胶(DMG，德国)，电子拉伸机(深圳瑞格尔)。

1.2 试件的制作

1.2.1 模具的制作 利用线切割制作3.6mm×2.5mm的长方不锈钢板，厚度分别为1.5mm，2.5mm，3.0mm，7.5mm，边距均为1mm；利用线切割制作2.6mm×1.5mm×1.0mm的长方不锈钢片，钢片的一侧边距为1.0mm，间隔为2.0mm，孔的直径分别为1.5mm、2.0mm、2.5mm，分全部打孔和周边打孔两种，共6片。

1.2.2 制作自凝树脂板 利用厚度为2.5mm的不锈钢板、6种不锈钢片和DMG硅橡胶材料翻制出厚度为1.5mm的表面凸起硅橡胶薄片(图1)。利用厚度为1.5mm、3.0mm的不锈钢板以及翻制出的硅橡胶薄片，放在灌制好的石膏底座上(图2)。将2.5g自凝牙托粉调至面团期，加到模具的空腔内，在材料上方加尺寸相当的不锈钢板，压力计恒压施压，多余的材料经排溢孔排出，待材料硬固后取出，得到厚度为3.0mm的带凹陷树脂板(图 3、4)。

1.2.3 制作带翼板的“三明治”结构 选择7.5mm厚的不锈钢板，将相同型号的自凝树脂板相对放置，在打孔面涂抹软衬材料粘接剂，待粘接剂充分晾干后，打孔面相对，中间加足够的软衬材料，压力计恒压施压，制作上下为自凝树脂板中间为硅橡胶软衬材料的“三明治”结构，多余的材料从溢出孔溢出，待20m in软衬硬固后取出。后经14小时的充分硬固，在“三明治”结构一边的两侧粘上厚度为3.0mm的自凝树脂翼板，两侧翼板位于一条直线上，供作拉伸试验时夹持所用。在翼板和“三明治”结构的直角之间加上适量的自凝塑料加固，防止剥脱实验时在“三明治”的外层和翼板之间断裂(图5)。

1.3 实验分组 将直径为1.5mm、2.0mm、2.5mm 3组全部打孔作剥脱力值的比较；随机选取直径为2.0mm的周边打孔组和全部打孔组的比较；再将直径为1.5mm的周边打孔组和全部打孔的作剥脱力值的比较。

1.4 测量拉伸强度 利用电子拉伸机(最大载荷500kg)，将试件两侧的翼板置于测试机的夹具上，以2mm/m in的速度不断加力，直至粘接破坏，RGD微机万能材料试验机控制系统软件自动读取记录其峰值。

1.5 统计分析 利用统计分析软件，首先对实验结果进行方差齐性检验，若方差齐，采取方差分析；若方差不齐，采取方差不齐情况下的t检验以及W elch法和Brow n-Forsy the法。

2.结果

实验结果显示，在直径为1.5mm、2.0mm、2.5mm的3种全部打孔组剥脱力值比较，差异无统计学意义；直径1.5mm组的全部打孔和周边打孔组剥脱力值比较，差异无统计学意义；直径2.0mm组的平板组和周边打孔组剥脱力值比较，差异有统计学意义。(表1至表3)

表1 3组直径全部打孔组剥脱力值的比较(±s)

由于方差不齐，选择Welch法和Brow n-Forsy the法，两种方法的结果均显示3组间差异无统计学意义。

表2 直径为2.0mm的周边打孔组和全部打孔组剥脱力值的比较(±s)

选择方差不齐条件下的t检验结果，t=0.835,υ=14.690，P=0.417＞0.05，可认为差异无统计学意义。

表3 直径为1.5mm的周边打孔组和平板组剥脱力值的比较(±s)

方差齐性检验为方差齐，采用两样本均数的t检验，在95%置信区间内，P＜0.05，证明两组差异有统计学意义。

3.讨论

3.1 软衬材料厚度 软衬材料与基托之间有足够的粘接强度，是软衬行使功能的前提。软衬材料与基托间的粘接形式有两种：化学性粘附和物理性粘附。其粘接破坏分为3种形式：内聚性破坏(cohesive)、粘接性破坏(adhesive)和混合性破坏(cohesive/adhesive)[6]。软衬材料应用于临床，需有一定的厚度来缓冲咀嚼力，过薄容易弹性不够，起不到缓冲作用，过厚易造成硬质基托过薄造成义齿折裂。且软衬材料的厚度与粘接强度也有一定的关系。国内文献报道义齿软衬厚度在1.5mm-2.0mm较为适宜[7]，国外有研究指出，软衬层的厚度在1-3mm适宜[8]。本实验采取的软衬的厚度为1.5mm。

3.2 凸凹设计 本实验的实验模具是在前期实验基础上的改进，所得结果与前期试验一致：打孔可以增加软衬材料的固位力。但是比较数值发现，周边打孔组较平板组的剥脱力值大，而其差值幅度总体不如前期实验所得差值明显。分析可能原因是：将自凝树脂的凸起变为凹陷，则相对的软衬材料树脂凹变为树脂凸，凸起的软衬材料进入自凝树脂凹陷，形成一个相对薄弱的“瓶颈”样的结构，易导致应力集中，易在颈部断裂。

3.3 拉伸强度测试分析 由于粘接破坏是从边缘开始的，所以本实验采取改良的“L”型剥脱实验，根据Tanimoto等[9]的报道采用粘接功(w ork of adhesion，WA(Nmm-1))，即单位长度上的最大撕脱力作为比较对象，更精准的测定两者的剥脱力。

本实验测的是软衬材料的剥脱力，主要研究垂直方向的脱位力；无测水平方向的脱位力，可在后续实验中增加剪切试验继续研究。另外随时间的延长及口内唾液、食物等外物的侵蚀，软衬材料的性能也会发生进一步的变化，所以本实验的实验结果更趋近于刚做软衬材料修复的患者。

3.4 影响粘接强度其他因素 有实验证实：长期的尼古丁的侵蚀可降低软衬与基托树脂之间的粘接强度；最小量的吸烟、喝茶和咖啡对于维持软衬材料的粘接强度是有利的[10]。这启示医生临床做好卫生宣教工作，建议患者除了用软毛牙刷定时清理外，还应该减少吸烟、喝茶和咖啡的数量。

3.5 软衬材料的更换 硅橡胶软衬材料的多孔性导致了其易于附着白色念珠菌及色素，因此，在硅橡胶应用1年半至2年后即有必要更换。此时操作者需将原有硅橡胶软衬材料剥离，重新衬垫。在设计凸起的实验中，凸起之间的软衬材料形状不规则，增加整体剥离的难度，易于在各凸起之间残留软衬材料，从而加大软衬更换操作的难度。而在本实验中，将凸起改为凹陷，嵌入树脂的为规则形状的硅橡胶软衬凸起，易于整体剥离，提高材料更换时的便利性。

综上所述，临床医师可借鉴本实验结果，指导临床应用。具体操作如下：采取周边打孔的方式增加硅橡胶软衬材料的粘接强度，根据椅旁操作的便利性可选择1.5mm或2.0mm或2.5mm直径的孔洞，间隔2.0mm。以使硅橡胶软衬材料发挥较好的临床性能。