口腔材料学总论专家讲座

口腔材料学总论专家讲座第1页第一节概述地位发展史学科教育分类主要性内容要求发展方向标准化口腔材料学总论专家讲座第2页口腔材料学总论专家讲座第3页口腔生物材料学知识体系口腔生物材料学医用生物材料学生物材料学临床医学材料学物理学化学工程技术

生物医学口腔医学口腔理工学口腔材料学总论专家讲座第4页口腔材料学总论专家讲座第5页口腔材料学总论专家讲座第6页口腔材料学总论专家讲座第7页五口腔材料学学科教育口腔医学专科口腔医学本科（五、七年制）硕士（硕士、博士）博士后口腔材料学总论专家讲座第8页口腔材料学总论专家讲座第9页七口腔材料分类（一）按材料性质分类（二）按材料与口腔组织接触方式分类（三）按材料应用部位分类（四）按材料用途分类口腔材料学总论专家讲座第10页（一）按材料性质分类1.有机高分子材料2.无机非金属材料3.金属材料口腔材料学总论专家讲座第11页（二）按材料应用部位分类

1.非植入人体材料（义齿修复体、粘接体等）2.植入人体材料（骨牙缺损修复体、牙体、根管充填体等）口腔材料学总论专家讲座第12页（三）按材料与口腔组织接触方式分类1.直接、长久与口腔组织接触材料

（义齿基托和冠桥修复材料等)2.直接、暂时与口腔组织接触材料

(印模和蜡型材料等）3.间接与口腔组织接触材料

（模型和包埋材料等）口腔材料学总论专家讲座第13页（四）按材料用途分类1.印模材料5.粘接材料2.模型材料6.种植材料3.义齿材料7.齿科预防保健材料4.充填材料8.其它

口腔材料学总论专家讲座第14页八口腔材料标准和标准化组织材料标准评价特定口腔材料性能技术文件

材料生产材料标准临床应用口腔材料学总论专家讲座第15页口腔材料标准化组织1国际牙科联盟(FDI)2国际标准化组织(ISO):ISO/TC106-dentistry：84个国家标准化组织组成3中国口腔材料和器械设备标准化技术委员会(TC99)4美国牙科材料标准(ADA)5其它国家：英国(

BSI)、法国(

NF)、日本(

JIS)、德国(

DIN)、澳大利亚(

SSA)、北欧(

NIOM)等口腔材料学总论专家讲座第16页九关于口腔材料研究问题

(一)宏观研究口腔材料研究发展战略与对策口腔材料当代概念与生物医学基础口腔材料生物相容性与活性评价口腔材料性能检测与标准化口腔材料及制品开发与产业化口腔材料学总论专家讲座第17页(二)总体设计研究口腔材料本体相态与组合设计研究口腔材料界面组成与结构设计研究口腔材料表面修饰与组装设计研究口腔材料学总论专家讲座第18页(三)综合性研究口腔梯度功效材料研究口腔生物电活性及磁性材料研究口腔纳米材料研究口腔粘接材料研究口腔种植材料研究口腔功效修复与重建材料研究口腔材料学总论专家讲座第19页口腔整形美容材料研究口腔预防保健材料研究口腔组织工程支架材料研究口腔消毒灭菌材料研究口腔智能材料研究口腔材料学总论专家讲座第20页(四)详细应用研究口腔防龋材料研究口腔脱敏材料研究口腔银汞合金及复合材料研究口腔充填复合树脂修复材料研究口腔玻璃离子体水门汀研究口腔材料学总论专家讲座第21页口腔根管充填材料研究口腔牙周治疗与修复材料研究口腔印模材料研究口腔模型材料研究口腔义齿基托材料研究口腔材料学总论专家讲座第22页口腔烤瓷冠桥修复材料研究口腔陶瓷全冠修复材料研究口腔铸造合金修复材料研究口腔铸造陶瓷修复材料研究口腔铸造包埋材料研究口腔材料学总论专家讲座第23页口腔种植牙修复材料研究口腔骨缺损修复材料研究口腔赝复材料研究口腔骨固定材料研究口腔正畸矫治材料及附件研究口腔保健材料研究口腔材料学总论专家讲座第24页第二节

材料性能一物理性能二机械性能三化学性能四生物性能口腔材料学总论专家讲座第25页口腔材料学总论专家讲座第26页口腔材料学总论专家讲座第27页口腔材料学总论专家讲座第28页人牙及惯用口腔材料线胀系数(×10-6×k-1)材料线胀系数材料线胀系数牙冠（牙釉质）11.4陶瓷4～14牙根（牙本质）

8.3长石质6.4～7.8玻璃离子水门汀10.2～11.4体瓷\不透明瓷12.4～16.2牙本质8.3硅橡胶印模材109～210金合金12～15.5嵌体蜡260～1000银汞合金22～28复合树脂14～50钛合金12.4氧化锌水门汀35钴铬合金14.1-14.7

丙烯酸树脂70～100口腔材料学总论专家讲座第29页体胀系数cubicexpansioncoefficientαV＝dV／(V×dT)式中：αV温度为T时体胀系数(K-1)V温度为T时式样体积（mm3）dV物体体积改变dT温度改变口腔材料学总论专家讲座第30页(三)热导率thermalconductivityλ=面积热流量/温度梯度式中:λ热导率单位：瓦(特)每米开(尔文)，W/(m×K)面积热流量=热流量/面积，瓦(特)每平方米，W/m-2热流量：单位时间内经过一个面热量，瓦(特)，W意义：增加温度感觉和防止刺激口腔材料学总论专家讲座第31页（四）流电性galvanism在口腔环境中存在异种金属修复体相接触时，因为不一样金属之间电位不一样，将会出现电位差，造成微电流产生。-

ZnCu

+H2SO4原电池工作原理示意图口腔材料学总论专家讲座第32页金冠和铝冠伽尼电流产生示意图唾液铝冠金冠口腔材料学总论专家讲座第33页（五）表面张力surfaceforce表面张力（表面能）：扩张表面单位所需要力单位：每米牛(N/m)）（J.m-2)润湿性：液体在固体表面扩散趋势，为液体对固体润湿性，用接触角（θ）表示其大小。接触角：液体与气体表面接触作切线与固、液界面之间夹角。口腔材料学总论专家讲座第34页三种表面张力与接触角关系：

rSV=rSL+rLV×cosθ式中：rSV

固-气表面张力rSL

固-液表面张力rLV液-气表面张力θ液体在固体表面

接触角

rSV

rSVrSLrSLrLVrLVθθ液相液相固相固相口腔材料学总论专家讲座第35页θ＝0°固体被液体完全润湿θ≤90°液体润湿性良好θ＞90°液体润湿性差θ＝180°液体完全不润湿

口腔材料学总论专家讲座第36页口腔材料学总论专家讲座第37页(六)色彩性色彩三个特征：

色调hue：指颜色名称

彩度chroma(饱和度):指颜色纯度

明度value(明亮度):物体对光

反射性

（非彩色只有明度区分）口腔材料学总论专家讲座第38页几个惯用描述颜色方法

(1)肉眼观察

(2)色卡、色片、比色板比色

(3)光谱、光电测定(4)CIE标准色度系测定

口腔材料学总论专家讲座第39页二机械性能

（材料力学相关概念）(一)应力(五)硬度(二)应变(六)粘弹性(三)材料基本变形(七)应力集中、裂隙扩展、热应力(四)冲击强度(八)疲劳

口腔材料学总论专家讲座第40页(一)应力stress内力:在外力作用下，物体内部各质点之间相互作用力改变量。应力：单位面积所受内力α=F/S

式中：F：外力（N）S：受力面积（mm2）α：应力（MPa）口腔材料学总论专家讲座第41页FFyFx正应力剪应力构件口腔材料学总论专家讲座第42页应力形式：拉应力：(tensilestress)外力为拉力压应力：(compressivestress)外力为压力切应力：(shearstress）外力为剪切力（旋转应力、综合应力）FFFFFF口腔材料学总论专家讲座第43页(二)应变strain应变：描述材料在外力作用下形状改变量线应变：ε=△L/Lo

ε：应变

△L：长度增量Lo：指定参考情况下长度(mm)

角应变：口腔材料学总论专家讲座第44页（三）、材料基本变形拉伸和压缩剪切弯曲扭转口腔材料学总论专家讲座第45页1.拉伸和压缩直杆两端有一对作用线与杆轴重合，大小相等，方向相反力压缩拉伸口腔材料学总论专家讲座第46页应力-应变曲线stress-straincurvesP正百分比极限E弹性极限Y上屈服点

Y’下屈服点A极限强度C断裂强度应变应力0PEYYAC应变应力0PEYY’AC口腔材料学总论专家讲座第47页几个应变点及对应应力含义百分比极限：P点所对应应力值(σP)，意义是当材料应力不超出σP时,其应力与应变呈线性改变

应变应力0PEYYAC应变应力0PEYY’AC口腔材料学总论专家讲座第48页弹性极限：E点所对应应力值，是材料不发生永久形变所能承受最大应力，去除应力后，材料形变能够恢复（弹性阶段）。

应变应力0PEYYAC应变应力0PEYY’AC口腔材料学总论专家讲座第49页弹性模量是量度材料刚性量，即弹性状态下应力与应变比值。

材料弹性模量（GPa)材料弹性模量（GPa)牙本质12~18.6玻璃离子水门汀260～1000牙釉质46~130聚硫橡胶印模材料（0.013~2.80）*10-3银汞合金22～28硅橡胶印模材料（0.088~2.80）*10-3金合金72.2~108钴铬合金125~218复合树脂14～50镍铬合金145~203无填料丙烯酸树脂1.9~2.8长石质陶瓷60~70磷酸锌水门汀13.7~22.4义齿基托材料1.06~2.94氧化锌丁香油水门汀14～50口腔材料学总论专家讲座第50页屈服强度:Y点所对应应力值(σY)，从Y点开始材料表现出塑性，卸载后应变不能恢复（永久形变）在YY’阶段，应力即使保持不变，应变仍在增加应变应力0PEYYAC应变应力0PEYY’AC口腔材料学总论专家讲座第51页4.极限强度：在材料断裂过程中产生最大应力值（σA），是材料在被破坏前所能承受最大应力力性质极限强度拉应力拉伸强度压应力压缩强度切应力剪切强度弯应力弯曲强度应变应力0PEYYAC应变应力0PEYY’AC口腔材料学总论专家讲座第52页断裂强度：材料在连续应力作用下直至断裂时强度，即曲线C点应变应力0PEYYAC应变应力0PEYY’AC口腔材料学总论专家讲座第53页6.延伸率：材料在拉力作用下，所能经受最大拉应变δS=（δA－δE）×100%

式中：Δs

延伸率，δA极限强度时应变值，δE弹性极限应变值。

意义：延伸率是材料延性和展性标志延伸率＜5%:脆性材料(如陶瓷)压应力＞＞拉应力延伸率＞5%:延展性材料(如金合金)口腔材料学总论专家讲座第54页7.回弹性和韧性：回弹性表明使材料出现永久应变单位体积所需要能量，由应力应变曲线弹性区面积表示

韧性是材料抵抗开裂能力，即预防裂缝穿过材料断面转移或传输从而引发破坏能力，韧性表明使材料断裂单位体积所需能量，由应力应变曲线弹性区及塑性区面积表示应力应变应力应变回弹性相同材料，屈服强度能够不一样，韧性也可不一样口腔材料学总论专家讲座第55页2.剪切杆在垂直于杆轴方向横向力作用下，杆两相邻横截面将发生相正确错动，这种变形称为剪切变形。PP口腔材料学总论专家讲座第56页剪切应力：剪切强度：剪切变形特点：形状歪斜口腔材料学总论专家讲座第57页3.弯曲直杆受垂直于轴向外力或力偶矩矢垂直于轴线力偶作用，使杆任意两截面围绕垂直于杆轴线轴做相正确转动，同时轴线弯成曲线。梁口腔材料学总论专家讲座第58页00剪切力：弯矩;弯曲正应力：口腔材料学总论专家讲座第59页挠曲强度和挠度

挠曲强度（flexure/bendingstrength）：

反应材料在连续受力后弯曲直至断裂时强度

挠度（deflection）：

物体承受其百分比极限内应力重复作用所

发生疲劳性弯曲形变

韧性指标：基托

口腔材料学总论专家讲座第60页4.扭转当杆件两横截面上，作用着一对大小相等，方向相反力偶时，杆件发生扭转；受到扭转后，杆件两横截面会发生围绕杆件轴线相对转动口腔材料学总论专家讲座第61页0大σ扭矩：（外力偶：功率、转速）扭转应力：普通为剪应力口腔材料学总论专家讲座第62页（四）冲击强度

冲击强度（impactstrength）：指材料

抵抗冲击破坏能力αK=Eb/B×(w-a)

式中:αK冲击强度

Eb

断裂过程吸收能量

B式样宽度

w式样厚度

a式样缺口深度

考查材料脆性和韧性口腔材料学总论专家讲座第63页(五)硬度

硬度（hardness）:固体材料抵抗弹性变形、

塑性变形或破坏能力（局部）

布氏硬度

静负荷试验洛氏硬度

魏氏硬度

努普硬度

动负荷试验肖氏硬度

负荷口腔材料学总论专家讲座第64页应变应力0PEYYAC应变应力0PEYY’AC弹性变形阶段塑性变形阶段百分比极限弹性极限屈服强度极限强度断裂强度回弹性韧性口腔材料学总论专家讲座第65页刚性韧性弹性模量挠曲强度挠度冲击强度口腔材料学总论专家讲座第66页（六）、粘弹性（粘弹性体）弹性体粘性体粘弹体许多生物流体和固体组织器官口腔材料学总论专家讲座第67页1.应力松弛试件在固定温度下受力，应变保持不变情况下，而应力随时间延长而降低，这种现象称为应力松弛tγ弹性体部分松弛完全松弛Gη口腔材料学总论专家讲座第68页2.弹性滞后应力－应变曲线在应力增加时上升曲线与应力下降时下降曲线（恢复曲线）不重合，在恢复阶段虽应力同上升阶段相同，但其应变大于上升阶段σγ口腔材料学总论专家讲座第69页3.蠕变物体在定应力作用下，应变随时间不停增加现象tγ弹性应变粘性应变延迟应变口腔材料学总论专家讲座第70页（七）应力集中、裂隙扩展、热应力应力集中：在材料截面处，有应力骤然增大现象。常发生在材料孔、裂纹、螺纹等处。当应力集中到一定程度可产生裂纹而破坏裂纹扩展口腔材料学总论专家讲座第71页σσσσ无裂缝应力分布示意图有裂缝应力分布示意图口腔材料学总论专家讲座第72页热应力温度改变产生应力形成裂纹及扩展（口腔环境温度改变不一样质修复材料）热冷口腔材料学总论专家讲座第73页（八）疲劳疲劳是材料在循环应力作用下发生破坏疲劳强度：发生部位：应力集中或强度较低部位（缺点处）发生过程：裂纹产生和扩展口腔材料学总论专家讲座第74页三化学性能（一）腐蚀和变色（二）扩散和吸附（三）老化（四）化学性粘接口腔材料学总论专家讲座第75页（一）腐蚀和变色变色腐蚀开始发生阶段，修复体表面变色或失去光泽腐蚀材料因为周围环境生物和化学侵四蚀而造成破坏或变质口腔材料学总论专家讲座第76页

均匀腐蚀：局部腐蚀：腐蚀只发生在材料表面腐蚀形态腐蚀类型湿腐蚀：有水存在干腐蚀：无水存在物质受外界生物化学作用，快速产生全方面腐蚀口腔材料学总论专家讲座第77页局部腐蚀类型孔蚀：表面小孔状局部腐蚀缝隙腐蚀：发生在材料缝隙内，隙缝内外离子或气体浓度差异造成晶间腐蚀：发生于金属晶粒边界附近，金属热处理或冷加工不妥造成口腔材料学总论专家讲座第78页磨损腐蚀：金属表面同时受流体磨损和腐蚀作用引发破坏应力腐蚀：当拉应力和腐蚀介质同时存在时发生疲劳腐蚀:周期应力与腐蚀共同作用引发金属破裂选择性腐蚀：成份和结构不一材料，一部分元素被腐蚀浸出，只剩其余组分组成海绵状物质口腔材料学总论专家讲座第79页（二）扩散和吸附扩散：物体原子、分子向周围移动现象吸附：离子、原子或分子之间，借助于静电力或分子间范德华力所产生吸着现象口腔材料学总论专家讲座第80页（三）老化老化：材料在加工、储存和使用过程中物理、化学性质和机械性能变坏现象老化原因

外因内因物理、化学、生物机械加工成型材料组成和结构口腔材料学总论专家讲座第81页（四）化学性粘接粘接：两个固体借助于二者界面间力作

用而产生结合现象，包含物理、

机械和化学性结合化学性粘接：粘接剂表面原子或离子与

被粘体表面原子或离子间结合，

普通以共价键或离子键形式存在口腔材料学总论专家讲座第82页四生物性能（一）生物安全性（biologicalsafety）（二）生物相容性（biocompatibility）（三）生物功效活性（biofunctionability）口腔材料学总论专家讲座第83页(一)生物安全性生物安全性：材料进入临床应用前含有安全使用

性质

表面接触器械

按接触性质分类

外部接入器械

植入器械

短期接触：＜24h

按接触时间分类

长久接触：24h～30d

持久接触：＞30d分类口腔材料学总论专家讲座第84页口腔材料生物学评价试验依据材料用途、与材料可能接触组织和接触时间来考虑选择试验，分为三组第一组：体外细胞毒性试验采取体外组织细胞培养方法，观察材料对细胞生长繁殖及形态影响，评价材料体外细胞毒性。方法：铬释放法，分子过滤法，琼酯覆盖法等，简便快速灵敏口腔材料学总论专家讲座第85页第二组检测材料对机体全身毒性作用及局部组织反应试验类型观察指标试验目标全身毒性试验-经口路径毒性反应+病理全身毒性全身毒性试验-静脉路径毒性反应+病理全身毒性吸入毒性试验毒性反应+病理全身毒性遗传毒性试验致畸致癌致突变远期作用致敏试验机体变态反应致敏作用皮肤刺激皮下反应试验皮肤粘膜反应刺激作用植入后局部反应试验局部组织学观察局部毒性作用口腔材料学总论专家讲座第86页第三组为临床应用前试验，检测材料对拟使用部位组织毒性作用试验类型观察指标试验目标牙髓牙本质刺激试验组织病理反应材料刺激性盖髓及活髓切断试验组织病理反应治疗作用根管内应用试验组织病理反应治疗作用口腔材料学总论专家讲座第87页(二)生物相容性

概念影响原因

范围检测方法表征评价方法

口腔材料学总论专家讲座第88页生物相容性概念

是指材料在宿主