纳米技术在口腔复合树脂材料中的应用

　　近年来，口腔充填材料的大量需求预示口腔充填材料有巨大的市场前景，口腔复合树脂因具有较高的机械强度，热膨胀系数与牙齿相似，抛光性能好，不溶于唾液，色泽与牙齿相近等优点而被广泛应用于龋洞的修复充填[1 ]。纳米技术产品以它独特的理化特性和全新的功能，在口腔材料学科的应用取得了长足进展。复合树脂的纳米技术极大地丰富了口腔材料科学的研究领域，预计在21世纪，复合树脂的纳米技术将在口腔医学材料科学中占据非常重要的位置l3 ]。本文就纳米技术在口腔复合树脂中的应用进行综述。
　　
　　1 口腔复合树脂的生物学性状及应用
　　
　　复合树脂是一种填料增强型聚合物基复合材料，是一种由有机树脂基质和经过表面处理的无机填料以及引发体系组合而成的牙体修复材料，广泛用于各类牙体缺损的修复治疗。填料是复合树脂的重要组成成分之一，是复合树脂中的增强剂，它是以独立相态分布在基质连续相当中的分散相，可以是颗粒状或是纤维状。复合树脂中的填料使复合树脂的刚性、硬度和强度增加，耐磨性提高，热胀系数减小，且填料占一定体积比时复合树脂的聚合收缩会明显降低。填料的种类、粒度、分布和硬度等都会对复合树脂的性能及其临床表现产生很大影响_5 ]。
　　长期以来，为克服传统牙体修复材料 银汞合金的弊病，人们一直在寻找一种安全有效的修复材料以能取代银汞合金。2O世纪50年代Buonocore采用磷酸预处理牙面为有机树脂与牙釉质的黏接固位找到了一种有效方法，60年代Bowen成功地合成出一种具有特殊结构和性能的树脂单体BI GMA，并认识到对无机填料进行表面处理的重要意义_7]。
　　在此基础上，各种复合树脂迅速发展起来。已成为牙体缺损修复治疗必不可少的重要材料，与银汞合金并驾齐驱。但目前复合树脂的耐磨性能尚不够理想，作为后牙充填尚不能替代银汞合金。
　　
　　2 纳米技术的发展与现状
　　
　　纳米材料的概念是2O世纪8O年代初形成的。纳米材料是指物质的颗粒尺寸<100 nm 的材料，它的比表面积很大，晶界处的原子数比率高达15％～5O 。其种类很多，可分为金属、陶瓷、有机与无机、复合纳米材料等。纳米材料有4大效应，即小尺寸效应、量子效应(含宏观量子隧道效应)、表面效应和界面效应_8]。纳米材料标志着人们对材料性能的发掘达到了新的高度，这项技术大范围地改造了传统材料，又源源不断地创造出新的材料，开辟了广阔的应用领域。当物质小到1～100 nm 时，由于其量子效应、物质的局域性及巨大的表面和界面效应使物质的很多性能发生质变，呈现出许多既不同于宏观物体也不同于单个孤立原子的奇异现象。对天然生物材料的形成及其性能的研究发现：人的牙齿非常耐磨是因为它具有定向生长的纳米粒子构成；天然珍珠和釉瓷有相似的强度但它们的韧性相差很大；珍珠壳是无机碳酸钙与有机纳米薄膜交替叠加而成，这些天然生物材料的特异性都与细微的纳米结构有关 ]。纳米材料作为纳米技术的重要组成部分极大地丰富了材料科学的研究领域和研究内容，标志着人类对材料性能的挖掘达到了新的高度。
　　随着人们对天然生物材料性能和细微结构认识的逐渐加深，预计在21世纪，纳米材料将在口腔生物医学和口腔材料科学中占据非常重要的位置，具体表现在：口腔外科应用于口腔肿瘤的治疗，骨缺损的修复，创伤的修复；El腔内科用于复合树脂、盖髓剂、填充治疗等；修复科用于陶瓷修复体、树脂修复体、种植修复、修复体的黏接等，为口腔材料的改进和创新提供了巨大的发展空间，因此，将极大地推动口腔医学的发展[1]。
　　
　　3 复合树脂的纳米技术发展
　　
　　纳米复合材料是通过纳米粒子改性有机聚合物而赋予复合材料新的功能，纳米粒子以纳米级水平均匀地分散在复合材料中，通过有机网络中填充或结合无机刚性粒子，可直接或间接地达到功能改性的目的。纳米复合材料兴于2o世纪末期，它是由两种或两种以上的材料至少在一维以纳米级大小(1～1：00 nm)复合而成的复合材料，从仿生学的角度来看，人体内绝大部分的组织都可视为具生物活性的复合材料，其中牙及骨骼就是由纳米轻基磷灰石和有机高分子组成的纳米复合材料。组成该纳米晶粒的所有约3O个原子几乎集中在表面，所以存在于晶粒表面无序排列的原子百分数大于晶态材料中表面原子占的百分数，并且在同一纳米态晶粒内还常存在各种缺陷(如孪晶界、层错)，甚至还有不同的亚稳相共存，纳米微粒的这种特殊结构导致它具有传统体不具有的许多特殊性质和应用前景[1 引。口腔复合树脂材料中的新型的聚合物单体主要是光化聚合丙烯酸酯或异丁烯酸酯基的向列液晶单体，加入高比例的金属氧化物和二氧化硅纳米微粒，并能在充入窝洞时保持良好的流动性，固化时形成高分子量的聚合物，聚合时不收缩或很少收缩，这种材料显示了很强的黏结性和低的体积收缩。二氧化锆用于牙科具有高x线阻射、高强度和高硬度，胶质的纳米二氧化锆具有高度的光学透明性，是理想的牙科复合树脂增强材料。
　　
　　4 纳米复合树脂的临床运用
　　
　　Chan D．C．等口 将纳米氧化钽微粒加入树脂中形成纳米复合树脂充填材料，既实现了放射阻射，又增强了材料的物理强度，并推断纳米微粒加入玻璃离子黏固剂中有望改善其强度和易于溶解的缺陷，在聚合物中加入纳米微粒比一般的复合树脂具有更好的耐磨性。Luo J．等口 将纳米多孔二氧化硅凝胶加入树脂中形成独特的纳米结构材料，提高了树脂的耐磨性。与传统复合树脂不同的是这种材料依靠的是纳米机械结合而促进了耐磨性。对于口腔常用的光固化黏结剂来说，加入一定量的纳米材料还能提高其黏结力，并可作为牙本质过敏治疗的 129 封闭材料。有学者用SiO 一gel法制备了光固化无机一有机杂化牙科纳米复合树脂，复合数值的收缩应力能减少，而不降低其机械性能，将纳米氧化钽微粒加入树脂中形成纳米复合树脂充填材料，以及在聚合物中加入纳米微粒比一般的复合树脂具有更好的耐磨性[is-19]。还有学者将纳米多孔二氧化硅凝胶加入树脂中形成独特的纳米结构材料，提高了树脂的耐磨性[zo4i]。运用纳米高分子复合材料还可制备生物相容性好，有一定强度和柔韧性的根充尖，配合亲水的、渗透好的可固化收缩很小的纳米高分子复合材料根充剂，在根管治疗中充分封闭侧副根管，达到优秀的充填效果，而且在充填材料中的纳米颗粒可以携带一定的抗菌药物缓慢释放而达到治疗尖周病变的目的。
　　综上所述，纳米生物技术自从在2O世纪8O年代重点发展以来，它极大地丰富了口腔材料科学的研究领域，预计在21世纪，纳米材料将在口腔生物医学材料科学中占据非常重要的位置。