粘接及粘接材料课件.ppt
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1、粘接及粘接材料,粘接及粘接材料,粘接(bonding/adhesion)是指两个同种或异种的固体物质,通过介于两者表面的另一种物质的作用而产生牢固结合的现象。能够将一种或数种固体物质粘接起来的材料,称为粘接剂(bonding agents/adhesives),第一节 粘接的基本知识,粘接(bonding/adhesion)是指两个同种或异种,(一)粘接力形成的机制粘接剂与被粘物表面之间通过界面的分子间相互吸引力、微机械锁结等机制将两个固体牢固结合在一起,当粘接剂将两个被粘物结合起来时,粘接部位形成粘接接头(joint)。口腔粘接修复的粘接接头有两种情况,一种是直接充填修复的粘接接头,另一种是
2、固定修复体与牙齿的粘接接头,都有两个粘接界面,而窝沟封闭剂与牙釉质只有一个粘接界面。,一 粘接的基本原理,(一)粘接力形成的机制一 粘接的基本原理,粘接及粘接材料课件,1、化学吸附(chemisorption)理论与粘接有关的力包括共价键和离子健,存在于原子或离子之间。化学键有很高的键能,但并不是粘接剂与被粘物的每一个接触点都能形成化学键,提高化学键结合可以使粘接更有效。2、分子间作用力理论包括范德瓦尔斯力、氢键和酸碱的相互作用。只要两个物理表面广泛紧密接触,靠吸附力就能产生很高的黏附强度。,1、化学吸附(chemisorption)理论,3、微机械嵌合(micro-mechanical in
3、terlocking)理论当粘接剂渗入并充满被粘物表面微孔或凹凸部位,固化后可在界面产生机械锁合作用力(interlocking),其本质是一种摩擦力。4、静电吸引力(electrostatic force)理论具有电子供给体和电子接受体的两种物质接触时,电子会发生迁移,使界面两侧产生接触电势,形成双电层而产生静电吸引力。,3、微机械嵌合(micro-mechanical inter,5、扩散(diffusion)理论 要想产生牢固结合,光靠互相接触是不够的,必须发生成分的互相扩散,互相扩散实质上就是在界面上发生互溶,形成一个过度区域,形成良好结合。对某一个具体粘接来说,上述各种粘接机制的贡献
4、大小不同,有的甚至不存在。对一般的粘接来说,分子间作用力和微机械嵌合是普遍存在的。,5、扩散(diffusion)理论,粘接力的构成,化学键力,机械作用力,分子间作用力,静电吸引力,粘接力的构成化学键力机械作用力分子间作用力静电吸引力,(二)粘接力形成的必要条件各种粘接机制的前提是粘接剂与被粘物表面的原子或分子形成广泛的紧密接触。粘接力形成的必要条件是粘结剂能够充分润湿(wetting)被粘物表面。润湿程度用接触角表示。,(二)粘接力形成的必要条件,(三)口腔粘接剂应具备的条件 1、常温下3-5分钟内能够快速固化,固化过程中体积收缩小,固化后粘接剂本身具有较高的强度。2、对人体无毒、无刺激,对
5、牙髓无刺激性,具有良好的生物相容性。3、化学稳定性好,在口腔环境中不溶解,不变色,不降解。,(三)口腔粘接剂应具备的条件,4、吸水率低,与牙齿热膨胀系数一致,粘接剂层非常薄,即无粘接剂黑线,亦非热、电导体。5、对牙釉质、牙本质、牙骨质和塑料、陶瓷以及牙科合金具有高强度、持久的粘接力。6、临床使用方便,技术敏感性低。,粘接及粘接材料课件,二 牙粘接的特殊性(一)牙体组织 1、釉质 主要含约97质量分数的无机矿物质,另外含有约2质量分数的水和0.4%0.8%质量分数的蛋白质。这些分子形成结构紧密和排列有序的釉柱和柱间质。釉质表面通常被釉护膜所覆盖,呈现非极性,表面能较低,不利于粘接。,二 牙粘接的
6、特殊性,2、牙本质 主要由69质量分数的无机物、18的胶原蛋白、10的水和1.5其他有机质组成。牙本质小管贯通整个牙本质,其中不断有体液因小管的毛细作用而循环流动。牙本质中的蛋白质主要是胶原纤维。牙体预备时,车针的高速切割和挤压,牙本质表面形成厚15m玷污层(smear layer),由无机物碎屑和凝固的胶原纤维碎屑组成。玷污层能降低牙本质通透性,不利于牙本质的粘接。,2、牙本质,(二)口腔环境1、湿度 大量唾液,湿度大,不利于粘结。2、温度 变化大 4-603、应力 是一种复杂的综合性应力,粘接剂容易发生应力疲劳而破坏。4、微生物和酶 细菌及其代谢产物使粘接界面的胶原和粘接剂降解。5、化学反
7、应 口腔临床要求粘接剂应在37、2-7min内固化。6、临床操作 粘接修复有很强的技术依赖性,(二)口腔环境,三、被粘物的表面预处理,(一)釉质的表面预处理 磷酸水溶液预处理牙釉质的酸蚀(acid etching)技术1、酸蚀釉质表面的作用 1)釉质表面形成凹凸不平的蜂窝状结构,增加粘接面积并使粘接剂与釉质形成微机械嵌合。2)酸蚀后表面能增大,有利于粘接剂的润湿。2、釉质酸蚀剂的组成 最常用的是37质量分数的磷酸水溶液,许多酸蚀剂加入增稠剂制成酸蚀凝胶,还加入品红等染料。,三、被粘物的表面预处理(一)釉质的表面预处理,(二)牙本质的表面预处理 去除不利粘接的玷污层。用2037的磷酸酸蚀剂或自酸
8、蚀粘接剂中酸性单体(三)常用口腔修复材料的表面预处理1、金属修复体 打磨、喷砂、化学蚀刻、电解蚀刻粗化表面。此外,贵金属表面可通过摩擦化学的方法附着一层二氧化硅涂料,再用硅烷偶联剂。,(二)牙本质的表面预处理,2、陶瓷修复体 1)表面粗糙化 打磨、喷砂、氢氟酸蚀刻,后者对硅酸盐类陶瓷有效,对氧化铝和氧化锆为主要成分的陶瓷效果不佳,4%5%的氢氟酸蚀刻45分钟或9%蚀刻1分钟。2)表面改性 硅酸盐类陶瓷可用硅烷偶联剂,氧化铝和氧化锆类不能直接用硅烷偶联剂,可用摩擦化学的方法在表面黏附一层二氧化硅层后再用。3、塑料修复体 机械打磨和溶剂溶胀法,2、陶瓷修复体,第二节 牙充填修复用粘接材料,一、概述
9、据用途:釉质粘接剂牙本质粘接剂据固化方式:化学固化(自凝)粘接剂光固化粘接剂双重固化粘接剂,第二节 牙充填修复用粘接材料一、概述,二、釉质粘结剂(一)组成树脂基质、稀释剂、粘接性单体、光敏剂、促进剂、阻聚剂,与酸蚀剂配套使用,性质是疏水的。粘接性单体是一类分子结构上能与牙齿硬组织形成化学键或较强分子间作用力的基团,同时又能与树脂聚合的单体,常用的有:MDP、4-META、Phenyl-p。,(二)釉质粘接机制经酸蚀处理的釉质表面呈蜂窝状,粘接剂渗入其中,固化后形成大量树脂突(resin tag),形成强大的微机械锁结结合力。粘接单体能与釉质中Ca2+形成较强的分子间作用力甚至化学键,提高粘接强
10、度。,(二)釉质粘接机制,(三)性能1、固化性能化学固化粘接剂的固化时间1.55分钟。高气温、催化剂比例大可加速固化。固化后表面与复合树脂一样也有一层厌氧层,但可以继续聚合,因此不要擦除。,(三)性能,2、粘接强度 较牙本质粘接强度大,可达2035MPa,疏水性、耐水解,所以耐久性较好。粘接强度受酸蚀剂种类、浓度、酸蚀时间、釉质的耐酸蚀性等因素的影响。通常37的磷酸酸蚀1530秒,乳牙釉质和氟斑牙釉质应延长酸蚀时间(12分钟)。酸蚀完后用流水彻底冲洗15秒后吹干。3、释氟性 有些粘接剂含有氟化物,可缓慢释放氟,有防龋作用。,2、粘接强度,(四)应用1、适用范围主要用于釉质的粘接或粘接面80%9
11、0%是釉质的粘接,如釉质树脂贴面修复、釉质缺损修复。2、注意事项 1)釉质酸蚀后应当充分冲洗,冲洗后吹干酸蚀面,酸蚀后的釉质一般为无光泽的白垩色。2)涂布粘接剂后应当用气枪吹均匀 3)若酸蚀面被唾液污染,需重新酸蚀10秒。,(四)应用,既可用于本质的粘接又可用于釉质的粘接,又称牙齿粘接剂(dental adhesives)(一)分类和组成两大类:酸蚀-冲洗类、自酸蚀类。前者需要单独酸蚀牙本质,后者不需要。绝大多数为光固化。,三 牙本质粘接剂,既可用于本质的粘接又可用于釉质的粘接,又称牙齿粘接剂,1、酸蚀-冲洗类粘接剂 分“三步法(three-step)”和“两步法(two-step)”(1)“
12、三步法”粘接剂 由酸蚀剂、底涂剂、和粘接树脂三瓶组成酸蚀剂:37的磷酸溶液底涂剂:亲水性功能性单体、交联剂、固化引发剂、挥发性溶剂(丙酮或乙醇),具有亲水性及与水混溶性粘接树脂:Bis-GMA、稀释剂(TEGDMA)、固化引发剂等,具有疏水性(2)“两步法”粘接剂 将底涂剂和粘接树脂合并为一瓶,1、酸蚀-冲洗类粘接剂,2、自酸蚀粘接剂分“两步法(two-step)”和“一步法(one-step)”1、“两步法”自酸蚀粘接剂由底涂剂和粘接树脂组成底涂剂:酸性粘接性单体(如MDP、4-META或二甲基丙烯酸磷酸甘油酯)、水、挥发性溶剂、光敏引发剂,呈酸性(pH0.82.7),具有亲水性.粘接树脂:
13、与釉质粘接剂类似,Bis-GMA、稀释剂(TEGDMA)、固化引发剂等,具有疏水性.,2、自酸蚀粘接剂,2、“一步法”自酸蚀粘接剂将两步法自酸蚀粘接剂中的底涂剂和粘接树脂合并成一瓶,成分是:酸性粘接性单体、可聚合单体(Bis-GMA、TEGDMA、HEMA等)、水、挥发性溶剂、光敏引发剂,呈酸性,具亲水性 自酸蚀粘接剂根据酸性程度可分为强酸性自酸蚀粘结剂(pH1)、中等酸性自酸蚀粘接剂(pH12)、弱酸性自酸蚀粘接剂(pH2),2、“一步法”自酸蚀粘接剂,酸蚀后牙釉质表面呈蜂窝状结构,粘接剂渗入酸蚀后牙釉质表面,固化后形成许多树脂突(tag),酸蚀后牙釉质表面粘接剂渗入酸蚀后牙釉质表面,固化后
14、形成许多树,(一)粘接机制 牙本质富含水分,其粘接难度远高于牙釉质。牙本质粘接机制建立在混合层和树脂突结构基础上。混合层:是粘接剂与牙本质间的杂化结构,其内有牙本质的胶原纤维网状结构及渗入胶原纤维网中的粘接剂成分,其作用实质是界面互相渗透和微机械锁结。,(一)粘接机制,粘接及粘接材料课件,1、酸蚀-冲洗类粘接剂形成混合层机制 酸蚀牙本质去除玷污层并使其下的牙本质表层脱矿,胶原纤维网暴露,冲洗后未吹干水分时胶原纤维网呈膨松状态,吹干则胶原纤维网塌陷,粘接剂很难渗入其中,因此酸蚀冲洗后牙本质表面应当保留一些水分。表面涂布亲水性底涂剂(三步法)或粘接剂(两步法),混溶于胶原纤维网中的水分,充分吹干,
15、底涂剂或粘接剂中的挥发性溶剂携带水分挥发,胶原纤维网中充满底涂剂或粘接剂中的单体或其他成分,与胶原纤维网下的未脱矿牙本质形成粘接。对于三步法粘接剂,其后涂粘接性胶液,疏水性粘接性胶液渗入底涂剂润湿的胶原纤维网中,形成混合层和树脂突。此混合层有牙本质胶原纤维网、粘接剂。由于此过程要求牙本质表面保持湿润,因此又称为湿粘接(wetting bonding),1、酸蚀-冲洗类粘接剂形成混合层机制,粘接及粘接材料课件,无玷污层的牙本质表面SEM 2500,被玷污层覆盖的牙本质表面SEM 2500,牙本质中的胶原纤维SEM 100,000,无玷污层的牙本质表面被玷污层覆盖的牙本质表面牙本质中的胶原纤,酸蚀
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