摘要

语境：纳米复合材料在今天变得流行，因为制造商声称高表面光滑度和良好的耐磨性，从而提高修复寿命。

目的:本体外实验研究了纳米填料对纳米填充复合材料Filtek Z350 (3M ESPE)和纳米杂化复合材料Tetric N Ceram (Ivoclar Vivadent)抛光和磨损后表面粗糙度和耐磨性的影响。

方法和材料：在标准化条件下制备每类材料的15个圆盘标本。根据制造商的说明，圆盘完成和抛光。使用Mahr臀部M2检查样品的表面粗糙度，然后进行扫描电子显微镜检查。为了评估模拟口服条件下材料的性能，然后将样品进行牙刷 - 洁齿磨损，并将所得表面粗糙度与材料进行比较。

统计分析:用牙刷-牙粉磨擦前后的Ra值计算两组表面粗糙度的平均值，并计算标准差(SD)。采用配对t检验比较同一组内牙刷-牙粉磨擦前后的表面粗糙度值。

结果:最初发现Filtek Z350的表面粗糙度优于Tetric N Ceram，但经过牙刷牙磨擦后，Tetric N Ceram的表面粗糙度比Filtek Z350增加得更多。这一差异具有统计学意义。

结论:纳米填料的类型、尺寸和分布对复合材料的表面性能有显著影响。虽然纳米杂化复合材料具有较好的初始表面光洁度，但纳米填充复合材料具有较好的耐磨性。

关键词

纳米复合材料;纳米填料;表面特性;牙科修复磨损

介绍

填料的粒径和形貌对复合材料的物理性能和临床性能起着至关重要的作用。微填充复合材料是第一批具有足够耐磨性能的材料，并且由于填充颗粒小和填充含量低而保持了可接受的表面质量。然而，微填充复合材料存在聚合收缩率高、抗弯强度低等缺点。混杂复合材料具有不同尺寸的填料，填料含量高，因而具有较高的物理强度和可接受的聚合收缩率。然而，它们表现出较差的表面抛光剂保留率[2-6]。

通过纳米技术[7]的应用，纳米复合材料最近被引入来满足这些功能需求。它们具有更好的机械性能，即更好的抗压强度、直径抗拉强度、抗断裂性、耐磨性、低聚合收缩性、高透明度、高抛光剂保留性和更好的美观性[8,9]。具有如此优异的性能，它们可以成为一种性价比高、省时、易于修复和完成的替代陶瓷层压材料。

纳米技术已用于纳米填充和纳米组合材料形式的复合材料中，其具有不同的填料形态，粒度和分布。本研究旨在评估纳米填充（FILTEK Z350，3M ESPE）和纳米混合物（Tetric N Ceram，Ivoclar Vivadent）的两个主要表面性能和耐磨性对两个主要表面性能和耐磨性的效果。

材料和方法

准备样品

一个定制的黄铜模具，由直径8毫米和0.8毫米深的孔组成，用于制作15个圆盘样品Filtek Z350 (3M ESPE)和Tetric N Ceram (Ivoclar vivadent)。根据材料的不同将样品分为两组:a)组1- Filtek Z350, b)组2- Tetric N Ceram。材料的细节见表1。

Grp没有。	复合	类型	很多没有。	制造商	作品	填料加载（wt％）
1	Filtek Z350	Nanofilled	20070628	美国3 m ESPE	基体:双gma、UDMA、TEGDMA、双ema树脂 b)非团聚的4至11 nm氧化锆填料 c)聚集的氧化锆/二氧化硅簇填料(由20 nm二氧化硅和4至11 nm氧化锆颗粒组成)，尺寸范围为0.6至1.4微米	78.5
2	Tetric N陶瓷	纳米冬次	K04764	Ivoclar vivadent, Schaan	矩阵：BIS-GMA，UDMA，TEGDMA，BIS-EMA树脂 填料a)钡玻璃、三氟化镱、混合氧化物、二氧化硅 b)预聚物 c) Nanofillers	80.5

表1:研究选择了全身性疾病以及样本中最常见的疾病形式。

		的意思是	N	标准偏差。	性病,错误的意思是
组1	使用牙刷-牙粉磨擦前的平均表面粗糙度	0.367	15	0.037	0.009
	牙刷后平均表面粗糙度 - 洁齿磨损	0.544	15	0.029	0.007

表2:研究选择了全身性疾病以及样本中最常见的疾病形式。

该材料从注射器分发，并包装在模具放置在玻璃板和覆盖聚酯薄膜条。去除多余部分，用led光固化装置(Optilight LD Max, Gnatus，电压:93 V - 260 V，频率:50/60 Hz，功率:15 VA，波长:440 nm-460 nm)固化40秒。定制金属模具的尺寸直径10毫米,10毫米高度被用于制造autopolymerizing丙烯酸树脂块(DPI-RR -粉色,印度,工作时间为4分钟,替补固化时间14分钟)嵌入复合圆盘样品保持盘的一面暴露(图1 a和1 b)。然后对样品进行制造商推荐的抛光系统，即Astropol抛光套件和sofl -lex抛光套件，分别用于Tetric N Ceram和Filtek Z350。

图1:一)Fitek Z350样品b)陶瓷样品

测试表面粗糙度

使用德国MAHR GMBH的surface roughness Tester-Mahr Perthometer M2对所有试件的表面粗糙度进行了测试(图2)。根据ISO标准，07英寸，22英寸，7英寸)。这些数值是通过一个尖部为2 μm、锥角为90°(按照DIN EN ISO 3274)的触控笔仪器获得的，该仪器可以对表面进行二维追踪。每个样品在不同方向连续5次测量，平均表面粗糙度(Ra， μm;按照DIN EN ISO 4287)计算。各组有代表性的标本在扫描电子显微镜(FEI Quanta 200 Mark 2)下观察，并拍照(图3a、4a)。

图2:用莫尔珀斯计测量表面粗糙度

图3:Filtek Z350的显微照片a)在树脂基质包围的牙刷磨损纳米填料和纳米填充物之前b)在牙刷-牙膏磨损纳米填充物丢失后，纳米填充物仍然完好无损。

图4:陶瓷的显微照片a)牙刷磨擦前不同的填充颗粒被树脂基体包围b)牙刷磨擦后大尺寸填充颗粒的损失。

Toothbrush-dentifrice磨损

然后用电动牙刷(Oral B Cross Action，圆头，中等刷毛，速度7200转/分钟)和牙膏(Pepsodent牙膏，Hindustan Unilever Ltd, India，含碳酸钙)对样本进行牙刷-牙粉磨损，然后用Mahr Perthometer M2测试表面粗糙度。一个定制的夹具是用来保持刷头垂直于光盘样品。在500g(涂在刷头上)恒定负荷下，以蒸馏水和牙膏的质量比1:1进行5分钟的刷牙顺序，共36000次[10-12]。再次计算每个样本的平均表面粗糙度(Ra， μm)。随后在扫描电子显微镜下进行检查，并拍摄显微照片(图3b和4b)。

图1:I组牙刷磨损前后的表面粗糙度值

图2:第二组的牙刷磨损前后的表面粗糙度值

图3:在牙刷 - 洁齿磨损之前和之后，I和II组表面粗糙度值的差异

统计分析

用牙刷-牙粉磨擦前后的Ra值计算两组表面粗糙度的平均值，并计算标准差(SD)。采用配对t检验比较同一组内牙刷摩擦前后的表面粗糙度值。

结果

由表2和表4可知，在使用牙刷-牙粉磨擦前，组1的表面粗糙度为0.367±0.037 μm，组2的表面粗糙度为0.210±0.015 μm。这说明Tetric N陶瓷的表面粗糙度低于Filtek Z350，差异有统计学意义。用牙刷和牙粉磨擦后，表面粗糙度值增加。1组和2组的表面粗糙度分别为0.544±0.029 μm和0.430±0.028 μm。因此，Tetric N陶瓷的表面粗糙度仍低于Filtek Z350，差异有统计学意义。配对t检验结果(表3和表5)显示，Filtek Z350和Tetric N Ceram在0.05显著水平下，值的配对差异有统计学意义。对比两组在牙刷磨损前后的平均值的差异，如表6所示，可以看出Tetric N Ceram与Filtek Z 350相比差异更大。

		的意思是	标准偏差。	性病,错误的意思是	t	DF.	Sig (2-tailed)。
组1	平均表面粗糙度前牙刷-牙膏磨损-平均表面粗糙度后牙刷-牙膏磨损	-176480	0.037481	0.009678	-18.236	14	< 0.0001

表3:研究选择了全身性疾病以及样本中最常见的疾病形式。

		的意思是	N	标准偏差。	性病,错误的意思是
组2	使用牙刷-牙粉磨擦前的平均表面粗糙度	0.210	15	0.015	0.004
	牙刷后平均表面粗糙度 - 洁齿磨损	0.430	15	0.028	0.007

表4:研究选择了全身性疾病以及样本中最常见的疾病形式。

		的意思是	标准偏差。	性病,错误的意思是	t	DF.	Sig (2-tailed)。
组2	平均表面粗糙度前牙刷-牙膏磨损-平均表面粗糙度后牙刷-牙膏磨损	-0.219627	0.025851.	0.006675	-32.905	14	< 0.0001

表5:研究选择了全身性疾病以及样本中最常见的疾病形式。

	N	的意思是	标准偏差。	STD。错误
组1	15	-.177	.038	.009
组2	15	-.220	.026	.006

表6:牙刷 - 牙本粗血管表面粗糙度差异的比较 - 1和2〜2族磨损

上述数据的图示见图1-3。两组的表面粗糙度的扫描电镜评价与Perthometer得到的结果一致。Filtek Z350的扫描电子显微照片(图3a和图3b)显示了树脂基体中的纳米团簇和纳米颗粒。在用牙刷和牙粉磨擦后，只有离散的纳米填充物颗粒被分离，但纳米簇仍然完好无损。Tetric N陶瓷的扫描电子显微照片(图4a和4b)显示填充颗粒均匀分布在基体中。在牙刷磨损后，较大的颗粒脱落，留下较小的颗粒。

讨论

良好的表面抛光对复合材料修复的美观至关重要，因为粗糙的表面会导致斑块积聚和变色。但对于修复体的长期临床表现，重要的是即使在口腔内受到定期的磨料循环后，仍要保持其表面光洁。Sakaguchi RL等人在1986年报道，牙刷磨损引起的表面条件变化可以用来预测临床行为[14]。因此，我们对样本进行牙刷-牙粉磨损，以模拟渐进的口腔内磨损，并评估其临床寿命。

可以使用各种方法评估牙刷磨损的标本。可以通过使用卡钳从其初始厚度计算样品厚度的差异来测量它，或者通过在进行磨损后确定样品重量损失[15,16]来测量。在本研究中，膝可用于评估样本的耐磨性，因为它不仅测量样品的磨损，而且同时粗糙度[17]。

纳米复合材料即纳米填充材料和纳米杂化材料具有相似的树脂基组成，但填料颗粒类型、尺寸和分布不同。纳米填充复合材料在树脂基体中包含纳米尺寸的颗粒，而纳米杂化材料将纳米尺寸的颗粒与更传统的填充技术结合在一起。纳米粒子以两种形式存在:单纳米粒子和纳米团簇[18]。纳米颗粒是单个填充颗粒，主要呈球状。纳米团簇是这些纳米粒子松散凝聚的集合。从Ra值和扫描电镜(SEM)观察到的表面粗糙度和耐磨性可以从以下几个方面解释。

Filtek Z350由纳米颗粒组成，填补了大团聚纳米团簇之间的空间，使复合材料具有密集的结构，并使其具有极高的耐磨性。在磨损过程中，单个纳米颗粒从树脂基体中脱落，但由于更大的表面积，很难去除纳米团簇，因此它们的磨损速率与周围的树脂基体[19]相似。这样可以使修复体在较长时间内保持表面光滑。此外，当小纳米粒子磨损时，它们留下的小坑并不影响修复的表面特征。

据制造商介绍，Tetric N陶瓷主要由预聚合和研磨的微填料、氟化镱颗粒和纳米填料组成。虽然预聚合填料弥补了聚合收缩，但由于这些较大尺寸的填料颗粒在磨损过程中的损失，它在复合材料[9]的表面留下了很大的空隙。因此，纳米杂交表现出较差的长期表面抛光剂保留。

Senawongse P和Pongprueksa P进行的一项研究发现，与Tetric N Ceram(纳米填充复合材料)[10]相比，Filtek Z350(纳米混杂复合材料)表现出更低的表面粗糙度和更高的耐磨性。Suzuki等人比较了纳米填充和纳米混合复合材料在碳酸钙浆牙刷-牙粉磨损前后的表面粗糙度，发现Tetric EvoCeram(纳米混合复合材料)始终表现出最低的表面粗糙度，但其耐磨性低于Filtek Supreme XT(纳米填充复合材料)。[16]。RR De Moraes等人比较了纳米填充和纳米混杂复合材料的性能，发现纳米填充复合材料与纳米混杂复合材料[18]相比，具有更低的牙刷-牙粉磨损率。Han等进行的一项研究发现，纳米填料对树脂复合材料[19]的耐磨性没有显著影响。

本研究存在一定的局限性，由于没有考虑唾液、微生物、饮食因素以及pH和温度变化等因素，不能完全复制复杂的口腔内环境，这些因素对表面性质影响很大。通过增加样本量、体内临床试验和对材料长期性能的评估，可以更好地了解这些材料的表面特性。

结论

在研究的局限质内，可以得出结论，Tetric N Ceram（纳米填充复合材料）和FILTEK Z350（纳米冬小化复合材料）的填充型的差异对这些纳米复合材料的表面性质和耐磨性具有显着影响。Tetric N Ceram具有比Filtek Z350更好的初始表面粗糙度特性，但与前者相比，后者具有更好的耐磨性和表面抛光保留。然而，有必要临床试验验证这些导致的内部条件。

关键信息

纳米填充复合材料中存在的纳米团簇使其具有更强的耐磨性，而纳米混合复合材料由纳米填充剂和微填充剂组成，在磨损后留下大量空隙，使表面粗糙。

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条信息

文章类型:研究

引用:JAIN N和WADKAR A（2015）纳米填充技术对纳米氧化和纳米混合物表面性质的影响。INT J Dent口头健康，卷1.1：http：//dx.doi.org/10.16966/2378-7090.103

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出版的历史:

收到日期:1月25日,2015年。

接受日期:2月25日,2015年。

发表日期:2月28日,2015年。