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文档简介

1、复合树脂与粘接剂1复合树脂与粘接剂第十三章 树脂基充填材料 第十四章 口腔粘接材料 概述复合树脂的组成及作用复合树脂的分类及性能复合树脂应用复合体概述牙釉质粘接剂牙本质粘接剂与固定修复体的粘接其他粘接剂复合树脂与粘接剂第十三章 树脂基充填材料 第十四章 口腔粘接材料 概述复合树脂的组成及作用复合树脂的分类及性能复合树脂应用复合体概述牙釉质粘接剂牙本质粘接剂与固定修复体的粘接其他粘接剂第十三章 树脂基充填材料 牙齿充填材料Dental filling material 用于充填修复各种原因造成的牙齿缺损,修复牙齿外形和功能的材料。牙齿充填材料的分类按组成分:金属类树脂类水门汀类树脂基充填、修复材

2、料Resin-based filling materials 树脂基充填材料是以聚合物(polymer)为基质的充填材料,添加增强填料所形成的材料,又称聚合物基充填、修复材料。 复 合 树 脂第二节 复合树脂Composition resin 复合树脂:由有机树脂与无机填料组成的非均相混合物。优点: 较理想的色泽; 较高的机械强度和耐磨损性能、 较低的热胀系数; 用于前牙美观修复的主要材料。 目前,在一定程度上取代了银汞 合金,用于后牙修复。一、复合树脂的组成1. 树脂基质2. 填料 3. 固化引发体系4. 其他成分复合树脂的组成1. 树脂基质2. 填料 3. 固化引发体系4. 其他成分复合树

3、脂的组成1. 树脂基质2. 填料 3. 固化引发体系4. 其他成分.树脂基质含量:15-50%。作用:将复合树脂的各组分粘附结合在一起,赋予其可塑性、固化特性和强度。组成:基础树脂:Bis-GMA,双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯,UDMA,双甲基丙烯酸尿烷酯和稀释剂:TEGDMA,双甲基丙烯酸三甘醇酯。1) Bis-GMA,双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯。分子较大,减少了聚合收缩;含有两个苯基,使分子有一定刚度;黏稠度较大,限制了填料的加入。Bis-GMA,双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯树脂基质Bis-GMA2) UDMA,双甲基丙烯酸尿烷酯。与BisGMA相比分子量小,降低树脂黏度,增加填料含量。

4、树脂基质UDMA双甲基丙烯酸尿烷酯3) TEGDMA,双甲基丙烯酸三甘醇酯。稀释剂,液状,分子量低,增加无机填料的含量。增加聚合收缩,稀释剂的用量受到限制树脂基质TEGDMATEDGDMA双甲基丙烯酸三甘醇酯Silorane(硅氧烷类的化合物)SiOSiOSiOSiOOOOOOSiOSiOSiOOSiloxanes硅氧烷 非常好的生物相容性 非常疏水Oxiranes 氧化环己烯 很强的机械性能 低聚合收缩新的树脂基质SiloraneSiloxane硅氧烷 Oxiranes 氧化环己烯组成主要成分含量(wt%)作用树脂基质Bis-GMATEGDMAUDMA15-50%赋予材料可塑性、固化特性和强

5、度,将填料结合在一起。复合树脂的组成复合树脂的组成1. 树脂基质2. 填料 3. 固化引发体系4. 其他成分2. 填料 inorganic filler含量:50-90wt%。种类: 石英粉,不具有X线阻射性。玻璃粉,含重金属元素钡(Ba) 、锶(Sr)、锆(Zr),具有X线阻射性。二氧化硅SiO2:气相二氧化硅,纳米二氧化硅。氧化锆 ZrO2主要作用 赋予材料良好的物理机械性能 (刚性、硬度、强度、模量); 减少树脂的聚合收缩; 加强耐磨性能; 减小线膨胀系数; 具有遮色和X射线阻射的作用。2. 填料 inorganic filler填料与树脂基质的结合 双功能分子(difunctional

6、 molecule),可以将树脂基质与无机填料紧密联系在一起,增强材料的物理机械性能,防止水沿填料与树脂间的界面渗入。填料的表面处理硅烷偶联剂 (coupling agent)硅烷偶联剂的作用:使无机的填料和有机的树脂基质牢固连接在一起。反应机理:即能与无机填料表面的羟基反应,分子中所含的有机基团又可以与树脂基质发生共聚合作用,从而将两个界面结合在一起。硅烷偶联剂 二氧化硅填料经硅烷偶联剂处理前后效果图组成成分含量(wt%)作用树脂基质Bis-GMATEGDMAUDMA15-50%赋予材料可塑性、固化特性和强度,将填料结合在一起填料气化硅石石英粉钡铝硅酸盐玻璃粉氧化锆/硅石50-90%是赋予材

7、料良好的物理机械性能,减少聚合收缩、减小线膨胀系数、增加耐磨性能、X线阻射性表面处理硅烷偶联剂 少量连接填料与基质复合树脂的组成复合树脂的组成1. 树脂基质2. 填料 3. 固化引发体系4. 其他成分3.固化引发体系1)氧化还原体系2)光引发体系3)热引发体系固化引发体系过氧化苯甲酰叔胺1. 氧化还原体系在室温下通过氧化还原反应引发树脂聚合。引发剂:过氧化苯甲酰(BPO),含量(11.5) 促进剂:叔胺,如N,N二羟乙基对甲苯胺,含量(DHET 0.5-0.8) 固化引发体系2. 光引发体系 光敏剂:樟脑醌(camphoro-quinone,简称CQ)促进剂:有机胺,如甲基丙烯酸二甲氨基乙酯激

8、发波长:440-500nm。(1)自由基光固化引发体系:(2)阳离子光固化引发体系:光引发剂:碘鎓盐,樟脑醌激发波长:250-480nm。3. 热引发体系 通过加热产生自由基,引发单体聚合。热引发剂:樟脑醌引发温度: 60-80组成主要成分含量(wt%)作用树脂基质Bis-GMATEGDMAUDMA15-50%赋予材料可塑性、固化特性和强度,将填料结合在一起。无机填料气化硅石石英钡铝硅酸盐玻璃粉氧化锆/硅石30-90%是赋予材料良好的物理机械性能,减少聚合收缩,减小线膨胀系数,增加耐磨性能,X线阻射性。硅烷偶联剂 少量连接填料与基质引发体系氧化还原体系光引发体系热引发体系少量产生自由基或质子酸

9、,引发树脂单体聚合反应其他成分阻聚剂(inhibitor)为防止复合树脂在运输及储存过程中自发聚合固化。阻聚剂可以与自由基反应,终止自由基引发聚合反应,从而阻止链增长。当全部阻聚剂均被消耗掉时,才开始链增长反应。典型的阻聚剂是2,6二叔丁基对甲苯酚,简称BHT或264, 用量约为0.01Wt%。 其它成分(other components)着色剂(pigment)和遮色剂(opacifier) 紫外线吸收剂(UV-absorber) 防止材料在紫外光照射后发生变色和光老化,例如UV-327等。有些产品含有少量氟化钠、氟化钾或有机氟化物:使修复体具有防龋或抑制龋的作用。仿真的色泽和透明度。成份主

10、要材料类型含量(wt%)作用树脂基质Bis-GMATEGDMAUDMA15-50%赋予材料可塑性、固化特性和强度,将填料结合在一起无机填料气化硅石石英钡铝硅酸盐玻璃粉氧化锆/硅石30-90%是赋予材料良好的物理机械性能,减少聚合收缩,减小线膨胀系数,增加耐磨性能,X线阻射性硅烷偶联剂 少量连接填料与基质引发剂/ 催化剂氧化还原体系光引发体系自由基光引发体系阳离子光引发体系少量产生自由基或质子酸,引发树脂单体聚合反应其他成分阻聚剂着色剂/遮色剂少量防止材料预聚合赋予材料仿真的色泽二、复合树脂分类1. 化学固化复合树脂2. 光固化复合树脂3. 热固化复合树脂4. 双固化复合树脂(一)按固化方式分:

11、复合树脂分类1. 化学固化复合树脂2. 光固化复合树脂3. 热固化复合树脂(一)按固化方式分:氧化还原体系光引发体系 热引发体系 氧化还原体系光引发体系 4.双固化复合树脂1. 化学固化复合树脂双糊剂型,一种糊剂含过氧化物引发剂;另一种糊剂含促进剂。两种糊剂的其它组分完全相同,均含有树脂基质、填料及阻聚剂等成分。存在的问题:1)调和过程中气泡混入; 氧气对聚合反应有抑制作用,使气泡周围树脂聚合不全,影响了复合树脂修复体的性能。2)两糊剂一旦调和,反应开始,不能控制工作时间。临床应用: 主要用于制作光源不能达到的修复体和桩核;由于无需特殊的固化设备,在边远地区和小诊所普遍使用。注意事项: 两组份

12、的比例准确、调和均匀、防止交叉感染;覆盖聚酯薄膜阻止氧气。2. 光固化型复合树脂(light curing composite)单糊剂型:含树脂基质、填料和引发剂等引发体系:由光敏剂(photosensitizer, photoinitiator)和促进剂(accelerator,activator)混合组成。在一定波长的光线照射下光敏剂与促进剂反应生成自由基,引发加成聚合反应。优 点缺 点1)容易掌握充填和成形时间;2)减少气泡产生。1)必须分层充填,层厚一般不大于2mm,较费时间;2)聚合收缩易产生边缘裂隙(使用酸蚀和粘接剂弥补),导致微渗漏,产生龋齿;3)聚合程度对光的强度依赖性大,保证

13、有足够的光强和光照时间。 3. 双重固化型复合树脂(dual-curing composite) 同时采用化学固化和光固化引发体系。 引发剂浓度都低于单一固化方式的含量。临床应用:桩核树脂复合树脂分类1. 超微填料复合树脂2. 混合填料复合树脂3. 纳米填料复合树脂(二)按填料粒径分:复合树脂填料预先聚合的有机填料气化硅石填料颗粒纳米集团纳米颗粒0.04m0.4-0.6m微填料Microfilled混合填料Hybrid/微混合填料Microhybrid纳米复合树脂Nanofilled0.6-1.4m0.1-10m75nm,5-10nm0.1-3m机械性能较差;有机填料与树脂基质的结合强度低;没

14、有X射线阻射性;光滑,多用于前牙美观修复。 超微填料复合树脂的性能混合填料复合树脂性能力学性能好;聚合收缩小;具有可接受的抛光性能和表面粗糙度。纳米填料复合树脂的性能填料含量可达79wt%,具有优良的物理机械性能良好的耐磨耗性能良好的抛光性能及抛光保持性Photo courtesy of Grant Chyz DDS混合填料纳米树脂复合树脂的种类按填料粒径分分类填料粒径(m)填料含量性能超微填料复合树脂0.04m0.4-0.7m38-50wt%良好的抛光性能及抛光保持性耐磨性及机械性能较差混合填料混合填料复合树脂0.1-10m90wt%良好的耐磨性及机械性能美观性能有所改善,但抛光保持性依然不

15、好微混合填料复合树脂0.1-3m纳米填料复合树脂75nm5-10nm0.6-1.4m79wt%良好的抛光性能及抛光保持性良好的耐磨性及机械性能结合了混合微填料树脂的强度和微填料树脂的美观性能复合树脂分类1. 前牙复合树脂2. 后牙复合树脂3. 通用复合树脂4. 桩核用复合树脂(三)按应用部位分:复合树脂分类直接修复复合树脂2. 间接复合树脂(四)按临床使用过程分:(五)特殊操作性能的复合树脂可流动型复合树脂(flowable composite) 填料含量低 便于操作,但聚合收缩大、耐磨性差 主要用于牙颈部缺损,垫底及儿童牙科修复可压紧复合树脂(condensable or packable

16、composite) 特殊填料 聚合收缩小、耐磨耗性好 用于咬合区域修复 复合树脂的性能固化特性物理性能力学性能表面特性及磨耗Properties生物相容性复合树脂的性能固化特性物理physical性能力学性能表面特性及磨耗生物相容性工作时间和固化时间环境光线敏感性固化深度固化放热聚合程度聚合收缩复合树脂的性能固化特性物理physical性能力学性能表面特性及磨耗生物相容性工作时间和固化时间环境光线敏感性固化深度固化放热聚合程度聚合收缩(一)固化特性(characteristics of curing)工作时间和固化时间 工作时间(working time):化学固化型复合树脂当两组分混合后,

17、固化反应开始,从材料开始混合至材料开始凝固的这段时间(供医生操作的时间)。 固化时间(setting time):从材料开始混合至材料基本凝固的时间。 化学固化型:工作时间不少于90秒。固化时间不超过5分钟。 双重固化型:( 包括化学和光固化)固化时间不应超过10分钟。 2.环境光线敏感性(sensitivity to ambient light) 光固化型复合树脂,为避免牙科操作照明灯引起的聚合。 3. 固化深度(depth of cure) 光固化复合树脂表层光强最高,随距离增加光的强度呈指数递减,限制了固化深度。应分层充填固化。 可见光固化复合树脂在接近光源的表层聚合比较完全,当超过一定

18、深度后,树脂聚合程度小,强度非常低,这一临界深度称为“固化深度”。固化深度与下列情况有关:复合树脂的组成光的波长及强度颜色照射时间光源位置4. 固化放热(curing heat) 树脂基质的聚合反应是放热反应,其释放的热量可使材料的温度明显升高。 5. 聚合程度(degree of polymerization) 单体转化率(聚合反应转化率):聚合过程中单 体转化成聚合体的百分比。 双键转化率:单体聚合时,碳碳双键被消耗的百分率。残留单体树脂单体聚合单体Bis-GMATEGDMAOONHNHOOOOOOOOOOOHOHOOOOOOOOUDMA甲基丙烯酸酯类6. 聚合收缩(polymerizat

19、ion shrinkage)体积收缩量:1.5%4%“线性单体”聚合是时需要滑动聚拢 复合树脂在聚合过程中体积发生了收缩,称为聚合收缩聚合收缩与边缘着色、微渗漏 MethacrylatesSiloraneSiloxane Oxirane“线性单体”聚合时需要滑动聚拢 “环状打开”单体聚合时只需打开环状结构, 无需滑动聚拢高聚合收缩低聚合收缩复合树脂低聚合收缩(bonded disc method)体积收缩量:1.5%4%体积收缩量:1%聚合体积收缩与树脂基质、稀释剂和填料的种类及用量有关。聚合收缩方向与复合树脂的种类有关,化学固化型向材料的中心收缩,而可见光固化则趋光方向收缩。化学固化光固化复

20、合树脂的性能固化curing特性物理性能力学性能表面特性及磨耗生物相容性热性能吸水性及溶解性射线阻射性色泽1.热性能 thermal properties热膨胀性和热传导性复合树脂的线胀系数:15-7010-6K-1牙齿硬组织的线胀系数:8-1110-6K-1复合树脂的热传导性与牙体组织相似,属于热不良导体。2.吸水性和溶解性adsorption and solubility 复合树脂在浸入水中的几天内,未固化的单体或小分子被迅速洗脱溶出。同时水被复合树脂吸收,大部分水进入树脂基质,聚合体少量膨胀,可以部分地补偿聚合收缩。树脂基质吸水饱和,一般需30天。吸水性由树脂结构、含量及填料决定, 树脂

21、含量高,吸水大。复合树脂的溶出与以下因素有关:唾液等周围环境的 成分、树脂基质的固化程度、无机填料的溶解性等。3.射线阻射性radio-opacity多数超微填料型复合树脂不具备X射线阻射性。混合填料型及纳米复合树脂具有适当的X线阻射性。无机填料中的钡 锶 锆元素赋予复合树脂材料X射线阻射性4.色泽 colour 复合树脂的性能固化curing特性物理physical性能力学性能表面特性及磨耗生物相容性弯曲强度弯曲模量压缩强度压缩模量径向拉伸强度断裂韧性硬度 复合树脂的性能固化curing特性物理physical性能力学性能表面特性及磨耗生物相容性弯曲强度弯曲模量压缩强度压缩模量径向拉伸强度断

22、裂韧性硬度压缩强度与弯曲强度压缩强度 由于需要耐受咀嚼力而非常重要Two ends 同时加压直到破裂力/面积: Megapascals (MPa)弯曲强度弯曲强度是压缩和抗张的结合力试样被压弯直到折裂 测试单位: Megapascals (MPa)复合树脂的力学性能性能混合填料树脂超微填料树脂纳米填料树脂可压紧树脂流动树脂牙釉质弯曲强度(MPa)100-16070-110100-11585-13060-10080-110弯曲模量(GPa)8.0-133.0-6.97-118.0-152.6-5.0120-150压缩强度(MPa)300-350250-320300-340280-370210-3

23、00384压缩模量(GPa)5.5-8.32.6-4.85.0-7.85.8-9.02.6-5.930-50复合树脂的力学性能影响因素无机填料含量 填料与树脂的结合强度填料的粒度及分布含量增加,力学性能增加复合树脂的性能固化curing特性物理physical性能力学性能表面特性及磨耗生物相容性表面硬度及粗糙度耐磨耗性能表面硬度及粗糙度混合填料微填料影响因素:填料含量及填料粒度磨耗性能(wear resistance)磨耗性能(wear resistance)影响因素填料的含量填料的粒径、形状及分布填料与基质之间的结合复合树脂的性能固化curing特性物理physical性能力学性能表面特性及

24、磨耗生物相容性细胞毒性刺激性致敏性能等相关因素:单体的种类及残留量有关复合树脂的应用前牙修复后牙 I、II类洞中、小缺损混合填料复合树脂通用型复合树脂复合树脂的应用后牙 中等至较大I、II类洞缺损后牙复合树脂复合树脂的应用较小的III、V类洞直接贴面修复瓷与复合树脂小缺损的修补I、II、IV类洞充填物表层覆盖制作牙周夹板超微填料复合树脂非应力承受区修复复合树脂的应用小的I、III、IV类洞和V类洞修复I、II类洞垫底充填窝洞倒凹树脂陶瓷修复体的缺损修补窝沟点隙封闭乳牙缺损修复流动复合树脂 是一种聚酸改姓的复合树脂 组成上是复合树脂和玻璃离子水门汀的杂化材料,介于两者之间,更偏向于复合树脂。第三

25、节 复合体(Compomer)组成:树脂基质可聚合酸性单体反应性玻璃粉引发体系特点:氟释放性能小 结 掌握:1、复合树脂的基本概念;2、复合树脂的组成和各部分的作用;3、超微、混合及纳米填料复合树脂的主要性能;4、复合树脂的应用。 熟悉:化学固化型和光固化复合树脂的应用特点第十四章 口腔粘接材料概述牙釉质粘接剂牙本质粘接剂粘固剂其他粘接剂第一节 概述基本概念粘接:指两个同种或异种的固体物质,通过介于 两者表面的两一种物质的作用而产生牢固结合的 现象。粘接剂(或粘合剂、粘结剂):bonding agent, adhesive,能够将一种或数种固体物质粘接起来 的材料;树脂粘接剂牙齿第一节 概述口

26、腔粘接材料adhesive materials for dentistry:用于口腔颌面部软硬组织粘接用的材料,包括口腔粘接剂与其它辅助试剂,如表面处理剂、酸蚀剂等。牙齿粘接剂dental bonding agent,dental adhesive:专门用于将口腔修复体或口腔修复材料粘接到牙齿硬组织表面的粘接剂。二、粘接原理(principles of adhesion)1) 机械嵌合(mechanical interlocking) 粘接剂(adhesive or bonding agent)渗入被粘接物体粗糙的表面,固化后产生的粘附力。2) 物理吸附和润湿 (physical adsorp

27、tion and wetting) 粘接剂的分子与被粘接物体表面分子间的距离缩小到23时,因分子间产生的次价健力(即范德华力)发生粘附作用。3) 化学性吸附(chemical adsorption) 与被粘接物体的表面产生化学性结合形成主价键力。4) 扩散理论(diffusion theory) 界面互溶牙釉质结构特点牙釉质结构: 组织学结构:由釉柱和柱间质组成,表面有釉质护膜,呈现非极性。 主要成分:97%无机物(羟基磷灰石),2%水,1%有机物。牙本质结构特点牙本质结构 组织学结构:由牙本质小管、成牙本质细胞突起和细胞间质等组成。 主要成份:70%无机物(主体为羟基磷灰石),18%有机物(

28、主体为胶原蛋白),10%水,1.5%其它有机质。玷污层(smear layer)牙体预备时,由于牙钻的高速切割,在牙本质表面形成的厚1-5m磨层,称为玷污层。第二节 牙釉质粘接剂牙釉质粘接剂(enamel adhesive ,enamel bonding agent):在口腔临床医疗或预防活动中,用于将复合树脂、金属以及陶瓷等材料或制品与牙釉质进行粘接的材料。牙釉质粘接剂组成:与复合树脂基本相同(如Bis-GMA),含少量填料或不含无机填料,并增加了稀释剂(TEGDMA)含量。并通常含有粘接性单体(如MDP)光引发体系稳定剂甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯 (MDP)methacryloyloxyde

29、cyl dihydrogen phosphate牙釉质粘接剂分类酸蚀冲洗型粘接剂(etch-and rinse adhesive): 酸蚀剂 预处理剂/粘接剂自酸蚀粘接剂 预处理剂/粘接剂牙釉质粘接机制酸蚀冲洗型粘接剂方法:以磷酸水溶液为主的酸蚀技术(acid etch technique)酸蚀:提高牙釉质表面能,增强粘接剂润湿效果;粗糙牙面,提高机械嵌合力酸蚀技术 具有一定流动性的粘接剂渗入牙釉质的粗糙表面形成的“蜂窝”状孔隙层,固化后形成10-20m深度的树脂突(resin tag),树脂突与牙釉质的锚式结合构成了牙釉质和粘接剂之间的最主要结合力。牙釉质粘接剂粘接机制牙釉质粘接剂的主要粘接

30、机制微机械锁合(micromechanical bonding) 树脂突化学粘接(chemical bonding) 粘接性单体牙釉质粘接剂的应用适应症:牙釉质的粘接或粘接面80-90%是牙釉质的粘接牙釉质贴面正畸托槽牙釉质缺损修复第三节 牙本质粘接剂牙本质粘接剂(dentin adhesive) 能够与牙本质产生粘接力的材料。 混合层(hybrid layer):是树脂与胶原纤维牢固地结合在一起。树脂不仅渗入牙本质小管而且渗入到管间牙本质和管周牙本质。而且后者是产生粘接力的主要来源。牙本质粘接机制混合层树脂-牙本质的粘接有赖于混合层的形成及其质量混合层湿粘接技术牙本质粘接树脂突牙本质粘接机制

31、混合层树脂突功能性单体化学粘接牙本质粘接剂分类及组成酸蚀冲洗型(全酸蚀)三步法两步法自酸蚀粘接剂两步法一步法酸蚀剂预处理剂Primer粘接剂Adhesive(1)酸蚀剂 去除或修饰牙本质表面的污染层牙本质的粘接剂酸蚀冲洗类三步法未处理磷酸酸蚀成分:37%的磷酸溶液酸蚀剂预处理剂粘接剂(2)作用:改变牙本质表面的性质,使之克服对憎水性树脂的排斥作用,是构建混合层基础。甲基丙烯酸羟乙酯HEMA主要成分:含有亲水基团的丙烯酸功能单体+溶剂载体(丙酮、乙醇和水)牙本质的粘接剂酸蚀冲洗类三步法酸蚀剂预处理剂粘接剂3)作用:使用粘接剂,形成混合层,与牙本质表面及被粘接材料形成有效粘接。主要成分:Bis-G

32、MA、TEGDMA 、UDMA、TEGDMA 、甲基丙烯酸磷酸酯衍生物。牙本质的粘接剂酸蚀冲洗类三步法第四代粘接剂三步酸蚀&冲洗Single Bond 2Primer/adhesivecombined第五代粘接剂两步酸蚀&冲洗全酸蚀粘接剂牙本质粘接剂-酸蚀冲洗两步法酸蚀剂预处理剂粘接剂酸蚀剂预处理剂粘接剂第四代粘接剂三步酸蚀&冲洗conditioner/primercombined第六代粘接剂两步自酸蚀粘接剂第七代粘接剂牙本质粘接剂自酸蚀粘接剂一步自酸蚀粘接剂牙齿粘接剂的性能粘接强度:13-35MPa影响牙本质粘接强度的因素1. 牙本质:部位:牙本质小管的密度,直径及通透性等;发育情况:乳牙 恒牙 发育不良牙齿等2. 粘接剂:不同的粘接剂3. 临床操作因素影响牙本质粘接强度的因素3. 临床操作因素 酸蚀时间的控制 湿粘接 粘接剂的固化 底涂剂的涂布次数 污染牙齿粘接剂的耐久性

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