刘 畅 周鑫鑫 胡琼方 赖名星 魏灼丽

全口义齿为无牙颌患者主要修复方法[1]。基托是义齿与承托区黏膜直接接触部分，理想基托材料应具有出色的表面和机械性能[2]。聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA）以其良好的生物安全性、稳定的化学性能、优良的机械性能以及较好的美学效果，成为临床常用义齿基托材料。但在临床应用中发现，PMMA 韧性较低、脆性较大，抗压和抗张力强度不能满足部分临床要求，且残留单体含量较多，对身体副作用较大[3]。义齿粗糙度越大，表面越易滞留牙菌斑和微生物，不仅可引起口臭，还可致义齿表面变色，降低舒适度[4]。计算机辅助设计与制作（computer aided design and computer aided manufacture，CAD/CAM）是通过计算机生成信息，对产品进行设计并制作的方法。CAD/CAM-PMMA聚合材料已被证实具有良好机械性能[5]。但目前国内外对CAD/CAM-PMMA 聚合材料表面性能研究尚少。因此，本研究对比了传统热聚合-PMMA 和CAD/CAM-PMMA 聚合材料的表面性能，旨在为临床应用提供更多参考。具体报告如下。

一、材料与方法

1.主要材料和仪器

PMMA 坯料：德国Shutz 牙科公司。PMMA：深圳美杰有机玻璃制品有限公司。III 型牙石：意大利Zhermack 公司。环氧树脂胶粘剂：美国OMEGA 公司。聚甲基丙烯酸甲酯：德国Meliodent 公司。CAD/CAM 扫描仪：中德纳微科技有限公司，型号Ceramill Map400；开放式CAD/CAM 铣削系统：德国Shutz 牙科公司，型号TIZIAN Cut 5 Smart Plus；恒温水浴锅：上海恩生科技有限公司。相机、微距镜头：日本佳能公司，型号EOS 60D。接触式轮廓仪：德国马尔公司，型号MarSurf CD120。显微维氏硬度计：日本松泽公司，型号MHT-1。高温微动滑动磨损试验机：英国PLINT 公司，型号DN55。

2.方法

（1）CAD/CAM-PMMA 样品制作：硅橡胶制作25×25×15mm 长方形模具，取25×25×3mm 的PMMA，垂直固定在模具上；使用开放式CAD/CAM铣削系统按照预设计铣削PMMA 坯料，切下经研磨的的样品，进一步精加工和抛光处理，流水冲洗以去除表面残余砂纸颗粒等物质，置于蒸馏水中室温保存备用。所有样品均由同一操作人员制备，共制备20 个CAD/CAM-PMMA 样品。

（2）传统热聚合-PMMA 样品制作：以50:50 比例真空混合Ⅲ型牙石和牙膏，取25×25×3mm 的CAD/CAM-PMMA 样品投入上述液体中制模；取模块，烧瓶加热以去除PMMA 图案，加入环氧树脂胶粘剂密封；按照说明书将聚甲基丙烯酸甲酯粉末溶解制成面团，面团加压包装后置于恒温水浴锅中进行短固化周期聚合；聚合完成后，按照（1）中方法进行精加工和抛光处理，流水冲洗以去除表面残余砂纸颗粒等物质，置于蒸馏水中室温保存备用。所有样品均由同一操作人员制备，共制备20 个传统热聚合-PMMA 样品。

3.观察指标

（1）表面润湿性：采用静滴法。将标本放于水平工作台上，微量移液管滴加20μL 蒸馏水于抛光表面，20s 后利用相机以105mm 的微距镜头拍摄图片，利用AutoCAD2010 软件导入图像并分析，测定样品实线与水滴切线间的角度，即接触角，测量3 次取平均值。

（2）表面粗糙度：利用接触式轮廓仪测定样品表面粗糙度值（Ra），分辨率为0.001pm，测量长度为0.8mm，每个抛光面随机选取4 个具有相似位置的不同区域，取平均值。

（3）表面硬度：利用显微维氏硬度计测定样品表面维氏硬度值（vickers hardness number，VHN），300g 载荷下与方形金字塔形硬度计压头作用15s，每个样品取三个压痕，测量所得对角线计算VHN值，取平均值。

（4）表面耐磨性：将样品和滑石陶瓷球（8mm）固定于高温微动滑动磨损试验机上，测定深度损失值和体积损失值。磨耗条件：常温，人工唾液润滑，荷重49N，位移行程1mm，频率1.2Hz，循环次数10000次。

4.统计学处理

采用SPSS20.0 软件对数据进行统计分析。计量资料以±s 表示，采用独立样本t 检验。P＜0.05为差异具有统计学意义。

二、结果

1.两组表面润湿性比较：CAD/CAM 组接触角显著大于传统热聚合组（P＜0.05，表1）。

2. 两组表面粗糙度比较：CAD/CAM 组Ra 值显著小于传统热聚合组（P＜0.05，表2）。

表1 2 组表面润湿性比较（±s）

表1 2 组表面润湿性比较（±s）

组别CAD/CAM 组传统热聚合组例数20 20 t P接触角72.12±4.64 67.34±4.37 3.354 0.002

表2 2 组表面粗糙度比较（μm±s）

表2 2 组表面粗糙度比较（μm±s）

组别CAD/CAM 组传统热聚合组例数20 20 t P Ra 值0.15±0.03 0.21±0.05 4.602＜0.01

3. 两组表面硬度比较：CAD/CAM 组VHN 值显著大于传统热聚合组（P＜0.05，表3，图1）。

4.两组表面耐磨性比较：CAD/CAM 组深度损失和体积损失显著小于传统热聚合组（P＜0.05，表4）。

表3 2 组表面硬度比较（±s）

表3 2 组表面硬度比较（±s）

组别CAD/CAM 组传统热聚合组例数20 20 t P VHN 值20.14±0.43 18.12±0.48 14.018＜0.01

表4 2 组表面耐磨性比较（±s）

表4 2 组表面耐磨性比较（±s）

组别CAD/CAM 组传统热聚合组例数20 20 t P深度损失/μm 1.02±0.05 1.52±0.07 25.994＜0.01体积损失/mm3×10-3 0.96±0.05 1.34±0.06 21.759＜0.01

图1 2 组表面显微硬度测量图像

三、讨论

全口义齿为无牙颌修复常用方法[6]。基托为义齿重要组成部分。基托材料表面性能对义齿稳定性、舒适度等有一定影响[7]。基托组织面可产生有效吸附力，好的润湿性通常代表了好的吸附力[8]。基托磨光面与唇-颊黏膜阻力增加时，可增加细菌粘附、牙菌斑附着[9]。PMMA 为常用义齿基托材料，聚合法主要包括水浴法、热聚法等。不同聚合法制作的PMMA 材料吸水性和弯曲强度不同。热聚合制作的PMMA 材料吸水性和抗弯曲强度较低[10]。在单冠、嵌体、贴面、固定桥、可摘局部义齿修复及复杂全口义齿等制作中，CAD/CAM 相较于传统PMMA 聚合法，具有更高的时效性、美观性、节约性[11]。经CAD/CAM切削支架蜡型制作的可摘局部义齿金属支架具有更好的固位和密合性[12]。

表面润湿性是反映允许或防止液体粘附到义齿表面和牙科材料适应性指标。研究显示，CAD/CAM制作的全口义齿基托可有效降低义齿相关口腔炎发生率[13]。另有研究发现，大多数CAD/CAM 义齿表现出了更光滑和亲水的表面[14]。本研究结果显示，与传统热聚合-PMMA 比较，CAD/CAM-PMMA 材料接触角更大，Ra 值更小，提示CAD/CAM-PMMA 材料具有更好的疏水性和更小的表面粗糙度，可有效减少基托组织面细菌黏附、减轻义齿对口腔黏膜组织损伤，并通过增加义齿基托组织面与口腔黏膜间吸附力，增加义齿固位力。但在Arslan M 等[15]报道中，CAD/CAM-PMMA 与传统热聚合-PMMA 在表面粗糙度上未见显著差异。与本研究结果不一致，可能与热循环参数不同有关。研究显示，升温过程中PMMA 可发生一系列物理和化学变化，导致表面硬度降低，影响义齿基托使用寿命[16]。本研究得出，CAD/CAM 制作的材料表面硬度和耐磨性显著高于热聚合法，提示CAD/CAM 可有效提高PMMA 材料硬度，其有可能通过减少因热聚合反应导致的分子量减小实现，同时通过提高基托表面硬度可有效增加其耐磨性，延长基托使用寿命。

综上所述，CAD/CAM-PMMA 材料具有良好的疏水性、表面硬度和耐磨性，表面粗糙度小，有可能成为义齿基托材料。