欢迎光临东莞明睿陶瓷棒官网 陶瓷棒 | 氧化锆陶瓷 | 鸿运国际官网 | 站点地图

氧化铝氧化锆陶瓷热线:181-2297-3256
当前位置:首页 > 陶瓷资讯

光纤激光蚀刻对氧化锆陶瓷性能影响的研究

出处:氧化锆陶瓷 人气:发表时间:2018-1-9 14:24:35
  通过比较喷砂和不同功率光纤激光蚀刻处理对氧化锆陶瓷抗弯曲强度和剪切粘结强度的影响,探讨光纤激光蚀刻氧化锆陶瓷的可行性,为光纤激光蚀刻应用于临床提供参考。方法:将结晶后的氧化锆试件随机分为5组(n=10),处理如下:A组为空白对照组,B组为氧化铝颗粒喷砂组,C-E组分别为功率为2、4、6 W光纤激光处理组。测定各组试件的三点抗弯曲强度并观察其处理面的显微形貌。再将各组试件处理面与双固化复合树脂Multilink N粘固,37℃恒温水浴24h后测试剪切粘结强度。采用方差分析和LSD多重检验进行比较(α=0.05)。结果:各组试件的抗弯强度无统计学差异。A组与E组的粘结强度无明显差异;而与其余3组间的粘结强度差异均有统计学意义(P<0.005)。喷砂组和光纤激光蚀刻组两两比较显示,B、C、D 3组间的粘结强度无明显差异,E组的粘结强度低于B、C、D 3组(P<0.05)。结论:采用合适激光功率的光纤激光蚀刻技术能增强氧化锆陶瓷与复合树脂间的粘结强度,且对氧化锆自身的抗弯曲强度无明显影响,可以作为临床上氧化锆陶瓷表面处理的一种方法。
为实现氧化锆全瓷冠桥长久稳定的粘结,常常需要对全瓷修复体的粘结面进行表面处理 [1]Della Bona A,Borba M,Benetti P,et al.Effect of surface treatments on the bond strength of a zirconia reinforced ceramic to composite resin[J].Braz Oral Res,2007,21(1)∶10-15 " style="padding: 0px; margin: 0px 2px; color: rgb(47, 139, 214); background-color: rgb(255, 255, 255); cursor: pointer; outline: none; vertical-align: super; font-size: 12px; font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; text-indent: 28px; white-space: normal;">[1]。常见的氧化锆表面处理方式包括喷砂、酸蚀、二氧化硅涂层技术等 [2]Omer Kirmali,Alper Kustarci,Alper Kapdan.Efficacy of Surface Roughness and Bond Strength of Y-TZP Zirconia After Various Pre-Treatments[J].Photomedicine and Laser Surgery,2015,33(1)∶15-21 " style="padding: 0px; margin: 0px 2px; color: rgb(47, 139, 214); background-color: rgb(255, 255, 255); cursor: pointer; outline: none; vertical-align: super; font-size: 12px; font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; text-indent: 28px; white-space: normal;">[2]。目前,已有多位学者证实,利用传统固体激光(如Er:YAG激光、Nd:YAG激光、水激光)可以安全简便地对陶瓷表面进行粗化,使复合树脂与瓷表面接触面积增加从而有效提高树脂与陶瓷间的粘结强度 [3]Kara Ozlem,Kara Haluk Baris,Tobi Elif Sumeyye.Effect of Various Lasers on the Bond Strength of Two Zirconia Ceramics[J].Photomedicine and Laser Surgery,2015,33(2)∶1-8 [4]Amir Ghasemi,Hamid Kermanshah,Maryam Ghavam.Effect of Er,Cr:YSGG Laser Treatment on Microshear Bond Strength of Zirconia to Resin Cement Before and After Sintering[J].J Adhes Dent,2014,16(4)∶377-382 " style="padding: 0px; margin: 0px 2px; color: rgb(47, 139, 214); background-color: rgb(255, 255, 255); cursor: pointer; outline: none; vertical-align: super; font-size: 12px; font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; text-indent: 28px; white-space: normal;">[3,4]。光纤激光作为新一代激光技术的代表,与传统固体激光相比具有光束质量好,能量转换效率高,容易被加工材料吸收等诸多优势,其高效和良好的热控性能已在显微外科,眼病治疗,激光美容等领域受到一致好评[5]。然而,目前几乎没有将光纤激光应用于牙科氧化锆陶瓷的相关研究。
全瓷修复体与复合树脂水门汀间的粘接强度主要通过2种机制获得:一种是通过粗化瓷表面产生瓷与树脂间的微机械扣锁作用;另一种是通过硅烷偶联剂使瓷与树脂间发生化学结合[6]。由于氧化锆属于非硅酸盐类陶瓷,几乎不含玻璃基质,故氢氟酸(HF)难以对氧化锆表面起作用使其形成有效的微孔形态达到粗化 [7]Spohr AM,Borges GA,Junior LH,et al.Surface modification of in-ceram zirconia ceramic by Nd:YAG laser,Rocatec system,or aluminum oxide sandblasting and its bond strength to a resin cement[J].Photomed Laser Surg,2008,26(3)∶203-208 " style="padding: 0px; margin: 0px 2px; color: rgb(47, 139, 214); cursor: pointer; outline: none; vertical-align: super; font-size: 12px; font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">[7]。此外,氧化锆陶瓷不含有能与硅烷偶联剂反应的Si-OH基团等有效结合成分,需要经过硅涂层表面处理才能与硅烷分子形成化学键,但采用化学摩擦方式或者热解方式的硅涂层技术都因其设备昂贵、技术复杂的缺点而难以在临床所普及[8]。因此,尽管经过喷砂粗化处理的粘接强度往往随时间延长或经受人工老化后明显下降,但喷砂目前仍被认为是处理氧化锆表面最简便和有效的方法 [9]Zhang Y,Lawn BR,Rekow ED,et al.Effect of sandblasting on the long-term performance of dental ceramics[J].J Biomed Mater Res B Appl Biomater,2004,71(2)∶381-386 " style="padding: 0px; margin: 0px 2px; color: rgb(47, 139, 214); cursor: pointer; outline: none; vertical-align: super; font-size: 12px; font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">[9]。有研究表明采用粒径为25~250μm的氧化铝颗粒喷砂处理氧化锆表面可以有效去除氧化锆表面的污物层,使其表面粗糙度比较均匀,同时构建一个具有锁结作用的瓷表面[10]。然而,一定压力的喷砂虽然可以增加氧化锆表面粗糙度,但也不可避免地造成表面缺陷,使其断裂强度下降,特别是在喷砂压力较大时[11]。故本实验采用在2.8bar压力下以120μm氧化铝颗粒喷砂20s作为阳性对照组,电镜结果显示喷砂能有效改变氧化锆的显微形貌,与空白对照组相比,其抗弯强度未见明显降低,喷砂处理后氧化锆与复合树脂间的粘结强度得到了显著提高。激光蚀刻技术是近年来兴起的诸多新型氧化锆表面处理方式(包括熔附玻璃陶瓷技术,热酸蚀技术,激光蚀刻技术,溶胶-凝胶法涂层技术等)中的代表性技术。它是一种非接触性的清洁技术,具有准确可控、高度重复性、高效率性等特点[12]。利用激光的瞬间高能量作用可以使材料表面硬组织活化,甚至熔融和气化,从而形成不规则的蜂窝状结构[13]。Cavalcanti [14]Cavalcanti AN,Pilecki P,Foxton RM,et al.Evaluation of the surface roughness and morphologic features of Y-TZP ceramics after different surface treatments[J].Photomed Laser Surg,2009,27(3)∶473-479 " style="padding: 0px; margin: 0px 2px; color: rgb(47, 139, 214); cursor: pointer; outline: none; vertical-align: super; font-size: 12px; font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">[14]等研究发现采用喷砂处理和200,400,600mJ能量的Er:YAG激光蚀刻氧化锆陶瓷表面均可以有效增加瓷表面粗糙度。而Yihua Lin [15]Yihua Lin,Xiaomeng Song,Yaming Chen,et al.Effect of Er:YAG Laser Irradiation on Bonding Property of Zirconia Ceramics to Resin Cement[J].Photomed and Laser Surg,2013,31(12)∶619-625 " style="padding: 0px; margin: 0px 2px; color: rgb(47, 139, 214); cursor: pointer; outline: none; vertical-align: super; font-size: 12px; font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">[15]等比较了喷砂处理和不同激光能量(100,200,300mJ)的Er:YAG激光蚀刻处理后氧化锆与树脂的粘结强度,发现激光蚀刻处理组的粘结强度远远低于喷砂组。鉴于Er:YAG激光蚀刻与喷砂同为增加陶瓷表面粗糙度,本实验直接采取传统喷砂组作为阳性参考对照组。激光能量的输出与激光功率,脉宽、频率、焦点位置,光斑直径,激光照射时长等因素有关。Kursoglu [16]Kursoglu P,Motro PF,Yurdaguven H.Shear bond strength of resin cement to an acid etched and a laser irradiated ceramic surface[J].J Adv Prosthodont,2013,5(2)∶98-103 " style="padding: 0px; margin: 0px 2px; color: rgb(47, 139, 214); cursor: pointer; outline: none; vertical-align: super; font-size: 12px; font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">[16]比较了空白对照组,HF酸蚀组和不同输出功率(1.5W、2.5W、6W)的水激光蚀刻陶瓷表面,结果发现功率为1.5和2.5W激光处理组能够显著提高陶瓷与树脂间的粘结强度,而6W激光组与空白对照组的剪切强度相比较,无显著性差异。为此,本实验使用了可以对激光功率进行调控的光纤激光器,设置了功率为2 W、4W、6W的光纤激光蚀刻组作为实验研究组。初步处理后,选用metal/zirconia primer底涂剂处理及双固化复合树脂粘结剂Multilink N对氧化锆进行粘结,底涂剂和粘结剂中含有的磷酸基丙烯酸酯类单体与氧化锆表面羟自由基形成稳定的结合。结果显示,2W、4W光纤激光蚀刻组的粘结强度分别为(17.53±2.23)和(19.25±2.76)MPa,均高于空白对照组(12.63±2.15)MPa(P<0.005)。这主要是因为光纤激光蚀刻后的陶瓷表面形态得到一定的粗化,增加了与复合树脂间的微机械嵌合力从而提高了其粘结强度。2 W、4 W光纤激光蚀刻组与喷砂组的粘结强度(17.70±3.68)MPa比较,无明显差异;而6 W光纤激光蚀刻组的粘结强度(14.46±2.05)MPa则低于喷砂组和2 W、4 W光纤激光蚀刻组(P<0.05)。这表明采用2W,4W功率的光纤激光蚀刻处理陶瓷表面可以达到传统喷砂处理的效果;6 W功率的激光虽一定程度上粗化了氧化锆基底表面,但产生较高的能量使温度升高可能对氧化锆表面结构造成热损伤,诱导相变发生,继而使得氧化锆粘结性能相较其余激光蚀刻组有所降低 [14]Cavalcanti AN,Pilecki P,Foxton RM,et al.Evaluation of the surface roughness and morphologic features of Y-TZP ceramics after different surface treatments[J].Photomed Laser Surg,2009,27(3)∶473-479 [15]Yihua Lin,Xiaomeng Song,Yaming Chen,et al.Effect of Er:YAG Laser Irradiation on Bonding Property of Zirconia Ceramics to Resin Cement[J].Photomed and Laser Surg,2013,31(12)∶619-625 " style="padding: 0px; margin: 0px 2px; color: rgb(47, 139, 214); cursor: pointer; outline: none; vertical-align: super; font-size: 12px; font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">[14,15]。经光纤激光蚀刻处理的三组陶瓷试件的抗弯曲强度与空白对照组的抗弯强度相近,均远远高于Mclean提出的300 MPa以上即可用于制作全瓷冠桥基本标准,完全满足口腔临床对全瓷修复材料的强度要求。电镜结果可见各激光蚀刻组的陶瓷表面均有不同程度的粗化,其中6 W组的部分区域出现了裂纹。有研究表明裂纹可能是由于激光处理过程中材料表面局部温度骤变而在短时间内发生熔化—凝固引起,由温度变化造成的内部张力沿着表面扩展,向材料深部渗透,将对材料的机械性能造成不利影响 [17]Li Liu,Suogang Liu,Xiaomeng Song,et al.Effect of Nd:YAG laser irradiation on surface properties and bond strength of zirconia ceramics[J].Lasers Med Sci,2015,30(2)∶627-634 " style="padding: 0px; margin: 0px 2px; color: rgb(47, 139, 214); cursor: pointer; outline: none; vertical-align: super; font-size: 12px; font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">[17]。因此,在临床实际应用中追求陶瓷与复合树脂之间良好的粘结性能的同时应尽可能保证其自身机械性能不受影响,这就要求采取合适的激光能量,设定适宜的激光功率对陶瓷表面进行处理。综上所述,本项研究结果初步表明,光纤激光蚀刻可以作为临床上氧化锆陶瓷表面处理的一种方法,选用合适的激光功率能达到粗化氧化锆陶瓷基底表面的作用。研究中2 W、4 W光纤激光对氧化锆陶瓷表面进行蚀刻处理,在未影响氧化锆的抗弯强度的同时,均提高了与复合树脂的粘结强度,但6W组的粘结强度相较喷砂组和其余激光蚀刻组的粘结强度有所下降。根据ISO 11405 TR标准规定,本实验所有的粘结试样在37℃ 蒸馏水中保存24h,为对短期粘结强度进行研究,而激光蚀刻对氧化锆与树脂粘结耐久性能的影响则有待进一步研究。此外,本实验仅研究了激光功率这一项激光参数,将其他激光能量参数与功率组合进行多因素研究将是今后的研究方向。另外,同表面喷砂处理类似,光纤激光蚀刻后的氧化锆基底的剪切粘结强度虽有一定程度的提高,但并未获得“质”的飞跃。在今后的研究中,可进一步研究采用激光蚀刻结合其余表面处理技术如酸蚀等的效果。

 
此文关键字:陶瓷棒,氧化锆陶瓷
电磁流量计价格 磁翻板液位计价格 智能涡街流量计 工程混凝土搅拌站 商品混凝土搅拌站 干粉砂浆生产线 筛沙机 腻子粉搅拌机 干粉砂浆包装机 腻子粉包装机 搅拌站控制系统 颚式破碎机雷蒙磨 撕碎机 腻子粉搅拌机 敞口全自动包装机
 
  1. 陶瓷棒报价 价格合理,质量保证 18122973256
  2. 陶瓷棒咨询 提供陶瓷解决方案 点击这里给我发消息
  3. 全国咨询热线 181-2297-3256
  4. 报价单投递邮箱 784016684@QQ.com
鸿运国际官网