前牙烤瓷修复冠\桥疲劳寿命的测定(2)
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未进行实验时的烤瓷冠、桥体表面光滑，在镜下反光，可见有少量微小气泡散布在表层下；实验进行中的烤瓷冠、桥体，咬合接触部位可见表面高低不平，呈不规则的波浪形，局部有凹陷(为缺损处)；随着实验时间的增加，粗糙范围加大，程度逐渐加重(如图1)。
扫描电镜下可见表面粗糙，晶粒高低错综排列。晶粒间有一定数量的微裂隙。裂隙呈线条状，未发现放射状裂隙。裂隙宽小于2μm，长度小于20μm(如图2)。稍大的裂隙与切缘近乎平行，小裂隙无明显方向性。
3讨论
3.1实验条件的相似性：人们对于疲劳的认识，始于19世纪中期，但在口腔医学中尚未引起人们足够的重视。而疲劳测试作为对材料或结构的一项重要的性能测试在工程上应用已久。对于烤瓷修复体而言，国内外尚未有类似的实验进行。本实验应用自行研制的口腔修复体疲劳测试机对前牙烤瓷冠、桥体进行了疲劳寿命测定。
疲劳测试是采用等幅加载形式，在相同的实验条件下，对一组相同的试件测定他们的疲劳寿命。为了避免由于实验条件和试件的差异，影响疲劳寿命的分散性，加载的精度、试件的性能等应得到相同或相似的保证[10]。在本实验中，修复体的制作由同一组技师完成，加载的“咬合力”控制在一定范围内，保证了实验条件的相似性。
由于本实验重点在于测定烤瓷修复体的疲劳寿命，而铸造用金属的疲劳性能则远远优于烤瓷的，因而可以将金属桥作为模拟对其进行实验。
在疲劳寿命实验中，可以通过实际测得的疲劳寿命的分散系数校核试件数是否满足要求。本实验在给定的时间(20年)范围内，两组共6个试件均未达到破坏，其变异系数接近于0，因而3个试件数即可满足置信度γ=95%的要求[10]。
根据王蕙芸教授统计[9]，正常成人每天咀嚼2 400次，即上下颌牙齿咬合接触2 400次。本实验中调速电机的实际转速为900r/min(15Hz)，因而在实验进行16h、48h、80h、160h、320h时，上下颌试件咬合接触了8.64×105、2.59×106、4.32×106、8.64×106、1.73×107次，相当于进行了1、3、5、10、20年的咬合，并且达到一般疲劳实验所需要的足够大的有限循环数Nc(107次)[10]。本研究输出电压差在190～240mV，对应咬合力则为32～40N。而咬合力约为35N时，可以粉碎核桃仁(1.99kg)、杏仁(2.46kg)、鸭梨(3.58kg)、萝卜(2.84kg)、饼干(2.78kg)、锅巴(3.03kg)等食物[11]。因而在本实验中将其确定为前牙行使功能时的咬合力。
3.2疲劳性磨耗与疲劳的时间累积效应：疲劳性磨耗(fatigue wear)是指当一个物体在另一个物体表面滑动时，在运动方向的前方有一个压缩区，材料的弹性形变运动的后方有一个拉伸区。在表面下发生裂隙集结，并在重复循环下发生裂隙传播，最后裂隙传至表面，于是该材料裂隙周围的材料丧失，这一过程本身会产生残渣，从而引起磨耗。瓷材料以疲劳性磨耗为主[12]。
White、李振春等[13-14]用VMK烤瓷材料制作试件进行材料的疲劳实验，结果显示标本的压痕长度或表面损坏面积随循环次数的增加而扩大。本实验体视显微镜结果表明：烤瓷修复体耐受相当于20年的咬合后，在其表面产生疲劳性磨耗。且随着循环次数的增加、疲劳时间的延长，磨耗程度加大，范围扩大，是疲劳的时间累积效应的结果。这与White[13]等的实验结果相一致。
3.3 前牙烤瓷修复体的疲劳分析：从结构上来看，烤瓷修复体由金属基底层和瓷层两大部分组成。无论采用何种金属基底，当义齿形式功能时，咬合应力主要集中在金瓷结合界面[15]。因而相应部位为疲劳破坏和断裂易发生的部位。以往国内关于烤瓷修复的远期临床疗效观察[16]中，瓷崩裂可高达失败率中的22%，仅次于修复体的松动脱落，主要集中在金瓷交界处和边角部位。可能是由于临床医师未能进行完善的调牙合、患者咬合用力过大的原因所造成的。由实验结果可以看出，在正常咬合力的作用下，前牙烤瓷冠、桥体均能耐用达20年之久。如果从疲劳S-N曲线上分析，可能是由于正常咬合力尚未达到烤瓷修复体的疲劳极限，因而在此应力的作用下，疲劳寿命相当长久。
4结论
经受相当于20年的正常咬合力的作用后，在肉眼及低倍显微镜下，冠、桥表面未见有明显的疲劳性破坏，扫描电镜下仅有一定数量、长度小于20μm的微裂隙。证实烤瓷修复体不仅具有良好的生物相容性、美学特性，而且也具有相当优良的抗疲劳特性。
[参考文献]
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[8]李明勇，李玉龙，汤忠斌，等.修复体疲劳测试机循环频率、咬合力的测定[J].医疗卫生装备，2010，31(5)：54-55.
[9]王蕙芸，刘子军 ......
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