收縮與收縮應力:對於您要選擇的修復體來說,這意味著什麼?

Timothy Dunbar博士

您能說出收縮與收縮應力的區別,以及這一區別為何重要嗎?雖然這兩個術語經常可以互換使用,但它們實際上是複合樹脂聚合的兩個截然不同的結果,並且可以在很大程度上影響修復的成功。

收縮

就像羊毛衫在熱烘乾機裡收縮一樣,複合材料在聚合過程中也會收縮。這是單體分子結合形成更大、更複雜的分子或聚合物的過程。根據單體的不同,所得到的產物可以具有不同的物理性質,包括強度或彈性。然而,聚合也有一些不可避免的不良結果。

當複合樹脂從流體或膏體轉變為固體時,其密度變大而體積變小,即收縮。在固化過程中,常規材料會收縮約1.5-5%。

收縮應力

設想一下您最喜歡的羊毛衫不小心縮水了。如果您決定繼續穿著它,會怎麼樣?除了不舒服和緊身之外,這件小毛衣在身體上佔用的空間會更少--手腕、腰部露出一大截,衣櫥倒是騰出了不少空間。

這就是收縮和收縮應力之間的主要區別。縮水的毛衣或複合樹脂本身體積更小,佔用的空間也更小,但對您的身體或窩洞來說,它會引起很多不適。收縮引起收縮應力,兩者不盡相同。

收縮應力是聚合過程中對黏著劑和周圍牙齒造成的力。如果這種力的強度超過黏著劑或複合樹脂或牙齒的強度,則可能會導致各種問題,例如:

     ● 黏著分離,導致內部或邊緣間隙

     ● 材料或牙齒結構斷裂

     ● 邊緣染色

     ● 微滲漏

     ● 二次蛀牙

     ● 術後敏感1-4

了解不同的重要性

無論採取什麼措施,複合樹脂都會發生一定程度的體積收縮,但這並不意味著修復的成功會受到影響。正如不同的衣服布料對熱烘乾機的反應不同,不同的複合材料的收縮和應力也有區別。

試想一下,把一條西裝褲和一條萊卡 (Lycra) 緊身褲扔進一個熱烘箱裡,兩件東西的收縮量相同。您覺得試穿哪件衣服會更加不舒適?由於材料的特性,萊卡會拉伸,對身體的壓力會小一些,而西裝褲不具備那麼好的伸縮性,而且很可能會在接縫處爆裂。同樣,流動樹脂可能與膏體樹脂的收縮量相同(甚至更多),但其低彈性模量可減輕聚合應力。

正因如此,我們不僅要知道收縮和收縮應力之間的區別,還要注意複合材料的性能。選擇低收縮的複合材料並不一定能保證應力更小,就像購買防縮褲子並不能保證舒適合身一樣。

解決方法

雖然不能完全消除聚合收縮,但有許多方法可以降低其應力,比如分層填補、軟啟動固化,這些方法有效與否,最終取決於複合材料的性能。 1-3 例如,常規複合樹脂需要分層充填,以減少收縮和應力,但這種技術也可能增加內部空隙,且易受血液或唾液污染。最終,減少收縮應力的根本方法是要選擇正確的材料。另一方面,選擇正確的材料也能簡化預備和堆塑的過程。例如,現代大塊充填,例如3M™ Filtek™ 大塊充填樹脂,得益於其低應力單體和高固化深度,不再需要使用分層技術,可一步到位。

總結

使用複合樹脂進行修復時,聚合收縮並產生收縮應力是難以避免的,但這一問題是能夠解決的。對相關因素了解得越多,您就越能為每一個案例準備最佳的解決方案。

來源

1. Soares, Carlos José et al. Polymerization shrinkage stress of composite resins and resin cements – What do we need to know?. Braz. oral res. [online]. 2017, vol.31, suppl.1, e62.

2. Alomari, Q. D., Barrieshi-Nusair, K. & Ali, M. Effect of C-factor and LED Curing Mode on Microleakage of Class V Resin Composite Restorations. European Journal of Dentistry 05, 400–408 (2011).

3. Malhotra, N., M, K. & Acharya, S. Strategies to Overcome Polymerization Shrinkage − Materials and Techniques. A Review. Dental Update 37, 115–125 (2010).

4. Polymerization Shrinkage – an overview. ScienceDirect Topics (2017).

    Direct Restorations, Material Selection, Why Science Matters

    直接修復,材料選擇,為什麼科學很重要

 

 

Dr. Timothy Dunbar

博士 | 3M

 

關於Timothy Dunbar博士

Timothy Dunbar出生並成長於賓夕法尼亞州匹茲堡直到高中畢業。 1992年,他以優異成績從惠頓學院(IL)獲得化學學士學位,並於1998年獲得賓夕法尼亞州立大學物理化學博士學位。 2000年,Dunbar博士在桑迪亞國家實驗室(新墨西哥州阿爾伯克基)完成了為期兩年的博士後研究,並於2000年受聘進入3M公司的企業研究材料實驗室。

自2007年以來,Dunbar博士一直擔任3M口腔保健解決方案部的研發員,對Filtek™ 通用樹脂、Filtek™ 大體積樹脂、Filtek™ 大體積後牙樹脂, Filtek™ 通用奈米充填物、以及Filtek™ Supreme Ultra流動樹脂等產品的開發作出了卓越貢獻。 Dunbar博士在奈米技術領域有超過20年的工作經驗,並在顏色科學領域深耕10餘年。

Dunbar博士與妻子和四個孩子居住在明尼蘇達州的伍德伯里,著有超過15篇出版物,並有擁有16項美國專利。


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