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牙陶瓷材料及修复体循环疲劳的损伤模式
牙科全瓷系统具有良好功能性和美学性质,在临床上逐渐得到了应用;但全瓷修复体在反复咀嚼功能状态下常常出现疲劳失效,陶瓷材料的循环疲劳性能表征则成为研究热点之一.本文重点对牙科陶瓷循环疲劳损伤模式(包括脆性模式、准塑性模式和放射状裂纹)的研究进展进行综述.
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警惕疲劳伤身
日前一项关于白领现状的问卷调查显示,在1015位被访者中有64%的受访白领平均每天的工间休息少于半小时.加班加点、循环疲劳、心情欠佳,如今这些"过劳模式"的亚健康方式正逐渐成为白领的工作状态.而连轴转与过度疲劳所带来的负面影响之一,就是工间休息的极速减少.由于循环疲劳以及工间休息骤减,不少年轻人的工作情绪出现了某种程度的危机,并由此导致精神萎靡、缺乏灵感等不良后果.
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合金材料铸造卡环的循环疲劳
背景:不同合金材料制作的铸造卡环在临床可摘局部义齿摘戴过程中会发生卡环的循环疲劳现象.目的:就铸造卡环的循环疲劳产生的原因、影响因素、测试方法等的研究状况作一综述.方法:应用计算机检索Medline数据库(1996-01/2011-01),以"casting clasp,cycle fatigue,effecting factors,test methods"为检索词;应用计算机检索中国知网数据库(1996-01/2011-01)、万方数据库(1996-01/2011-01),以"铸造卡环、循环疲劳、影响因素、测试方法"为检索词.结果与结论:目前已有许多不同合金材料制作的铸造卡环应用于临床中,如钴铬合金、钛合金以及近几年逐渐投入临床使用的高钴铬钼合金等,均取得了很好的效果.在可摘局部义齿摘戴过程中,卡环需反复进出基牙倒凹区,会出现卡环的循环疲劳.目前大量学者对卡环的循环疲劳进行研究,包括其产生的原因,有关影响因素,具体测试方法等,但如何有效减少卡环的循环疲劳尚有待于进一步的深入分析.
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高压蒸汽灭菌对3种机用镍钛器械形貌及抗力的影响
目的:比较高压蒸汽灭菌对3种机用镍钛器械(K3、Mtwo、ProTaper)形貌及循环疲劳抗力的影响.方法:分别选取3种不同品牌的机用镍钛器械K3、Mtwo、ProTaper各36根.首先取各品牌器械24根,分为4组(n=6),分别进行循环高压蒸汽灭菌0、1、5、10次后,在人工根管内自由旋转至器械折断,记录折断前的旋转时间和折断尖端长度,采用SPSS13.0软件包对数据进行单因素方差分析,比较其循环疲劳抗力的差别.再将剩余的器械各12根分为2组(n=6),第1组不予处理,第2组循环高压蒸汽灭菌10次,扫描电镜观察各器械尖端外表面形貌及横截面形貌的改变.结果:未灭菌组中,循环疲劳抗力K3大于Mtwo,并大于ProTaper(P＜0.05);K3组5、10次组较未灭菌组均表现出抗力增强趋势,仅10次组与未灭菌组间差异有显著性(P＜0.05);ProTaper组所有灭菌组较未灭菌组均显著增强(P＜0.05),其中,5次组抗力大;Mtwo组中,随着灭菌次数的增加,循环疲劳抗力逐渐增强(P＜0.05).扫描电镜观察发现,镍钛器械外表面和内部的不规则缺陷在多次灭菌后均显著增加.结论:不同品牌器械之间循环疲劳抗力不同,高压蒸汽灭菌在一定程度上可增加镍钛器械的循环疲劳抗力,但却使器械表面的粗糙度增加,横截面微观缺陷增多.
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喷砂对牙科氧化锆陶瓷材料弯曲强度和疲劳性能的影响
目的:探讨喷砂对氧化锆陶瓷材料三点弯曲强度和疲劳性能的影响.方法:按照随机数字表,将60个氧化锆陶瓷试样随机分成喷砂组和对照组,每组30个试样.喷砂组表面抛光后再进行喷砂处理,对照组表面进行抛光.对喷砂组和对照组进行三点弯曲强度测试,使用Weibull函数分析喷砂对HT锆瓷弯曲强度可靠性的影响,并采用成组t检验分析三点弯曲强度测试结果.对喷砂组和对照组进行疲劳实验,试样在循环载荷作用下的裂纹扩展情况用裂纹扩展速率曲线描述.结果:喷砂组和对照组的m-ZrO2相对含量分别为11.10％和6.24％.喷砂组和对照组三点弯曲强度测试结果分别为(1 228.36±137.33)MPa和(1 200.50士114.74)MPa,差异有统计学意义(P＜0.05);Weibull模数分别为13.52、12.03;应力腐蚀指数分别为35.80、32.87;发生裂纹扩展时的应力强度因子△K仅相当于其断裂韧性的51.90％和50.90％.结论:经过本研究所述方法喷砂处理后的HT锆瓷的三点弯曲强度升高,抵抗裂纹扩展的能力增强.
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循环疲劳实验中负荷方向对种植义齿部件松动度的比较
目的 比较垂直负荷和非垂直负荷对黏结固位种植义齿各部件松动度的影响.方法 分别将垂直方向(A组,n=5)和倾斜15°角方向(B组,n=5)的单冠种植牙模型固定在8841型Instron材料测试机上,在计算机控制下,以15 kg循环负荷加载于修复体上进行疲劳实验,使用动态应变仪和涡流传感器分别测量不同时间的种植体颈周骨组织的应变变化大小和修复体的振幅大小,并转换成电压信号输入计算机进行结果分析.结果 A组、B组对种植体颈周应变和修复体位移的影响差异有统计学意义(P＜0.05).A组、B组应变的均数分别为2.906、4.722,振幅的均数分别为0.363、1.130.结论 非垂直负荷对种植体及上部支架的稳定性存在不良影响,在种植义齿的设计、手术、制作过程中应尽量避免.
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粘固剂对种植义齿部件稳定性影响的比较研究
目的:通过循环疲劳试验比较不同粘固剂对粘固固位种植义齿种植体颈部周围骨组织的应变大小及上部支架稳定性的影响.方法:在计算机软件控制下,使用Instron材料测试机以15Kg循环负荷加载于使用磷酸锌、玻璃离子、ARC树脂粘固剂固位的单个种植牙上进行疲劳实验.使用动态应变仪和涡流传感器分别测量不同时间的种植体颈部周围骨的应变变化大小和修复体的振幅位移大小,并转换成电压信号输入计算机进行结果分析.结果:3种粘固剂对种植体颈部周围骨的应变和修复体的位移的影响存在差异(P＜0.05).应变的均数排列为:磷酸锌(2.059)＜玻璃离子(2.470)＜ARC树脂(2.906);振幅的均数排列为:ARC树脂(0.363)＜磷酸锌(0.437)＜玻璃离子(0.529).其中磷酸锌和玻璃离子在种植体颈周应变差异不显著.结论:磷酸锌和玻璃离子在种植体颈部应力缓冲的影响上无显著差别;在对修复体的松动度的影响上磷酸锌小于玻璃离子.ARC树脂的粘结固位作用是好的,但在种植体应力缓冲的作用是弱的.
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新型镍钛器械循环疲劳抗性的研究
目的:运用金属模拟弯曲根管观察四种镍钛器械循环疲劳抗性能力的差异,为临床治疗提供参考资料.方法:将30/.06Hyflex CM、TF、K3XF和K3各30支,放入弯曲度为60°,曲率半径为3 mm的金属弯曲根管内,体外模拟器械抗疲劳折断的过程,计算折断时器械旋转的圈数,并用扫描电镜观察器械断面的特征.结果:HyflexCM、TF、K3XF的循环疲劳折断旋转圈数显著高于K3.结论:经过热处理的新型镍钛器械Hyflex CM、TF、K3XF较传统镍钛器械K3在抗循环疲劳能力方面有明显优势.
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不同环境对玻璃渗透氧化铝陶瓷亚临界裂纹扩展的影响
目的:研究口腔临床修复中常用的玻璃渗透氧化铝陶瓷(IA,In-Ceram Alumina,IA)在干燥环境和潮湿环境下的亚临界裂纹扩展(SCG)行为的区别.方法:通过三点弯曲强度测量方法测得15个IA样本的强度数据,采用循环疲劳测试法测出干燥环境下15个IA样本以及在潮湿环境下15个IA样本的循环疲劳断裂次数数据;SCG行为通过裂纹扩展速率和应力强度因子(K1)的函数关系来描述.结果:不同环境下IA在循环载荷下发生亚临界裂纹扩展后导致材料断裂,在干燥环境下应力强度因子K1为临界应力因子KIC的46％时发生裂纹传播;在潮湿环境下应力强度因子K1为临界应力因子KIC的40％时发生裂纹传播.结论:IA在循环载荷下存在SCG行为,当应力强度因子相同时,潮湿环境下样品的裂纹扩展速率较大,说明潮湿环境能加速亚临界裂纹扩展,符合口腔的实际情况.
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IPS－Empress2玻璃陶瓷复层结构亚临界裂纹扩展研究
目的：研究牙科美学陶瓷（IPS－Empress 2）的层状复合结构亚临界裂纹（以下简称SCG）扩展情况。方法：采用Weibull法分析由三点弯曲强度测量方法（3p）获得15个IPS－Empress 2的复层结构样本的弯曲强度数据和由循环疲劳测试（F）获得的15个IPS－Empress 2的复层结构样本循环疲劳断裂次数数据；通过帕里斯定律分析试件在Hertzian循环加载后的亚临界裂纹扩展情况，SCG行为通过裂纹扩展速度和应力强度因子（K1）的函数关系来描述。结果：通过Weibull法得到IPS－Empress 2的复层结构的Weibull模数为7．7。 IPS－Empress 2复层结构在循环载荷下发生亚临界裂纹扩展后导致材料断裂，在应力强度因子K1为临界应力因子KIC的52％时发生裂纹传播。结论：牙科陶瓷层状复合结构循环载荷下存在亚临界裂纹扩展。
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瓷修复体循环疲劳失效行为的实验研究方法
牙科陶瓷材料的原始断裂强度远高于口腔正常咬合力，但由于材料的低应力疲劳破坏行为,致使全瓷修复体在口腔长期反复咀嚼功能状态下仍会出现崩裂。采用循环疲劳试验方法分析全瓷修复体的疲劳失效行为，可为其临床可靠性评价和寿命预测提供有力依据。体外实验方法和参数选择对研究口腔修复体循环疲劳失效行为至关重要。
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镍钛机用器械循环疲劳的研究进展
镍钛机用器械与不锈钢器械相比较具有更佳的柔韧性,应用于弯曲根管预备能取得更好的成形和清洁效果,缩短预备时间.但器械折断一直是有待解决的重要问题之一.器械折断的发生会增加根管治疗的难度,甚至导致治疗失败,而器械使用中的循环疲劳是器械折断的主要机制.影响镍钛机用器械循环疲劳的因素很多,包括器械自身因素和外部因素.本文对近年来镍钛机用器械循环疲劳的研究进展进行综述,重点讨论器械循环疲劳的影响因素.
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厚度配比对2种牙科陶瓷疲劳行为的影响研究
目的 考察不同厚度配比的Empress Ⅱ热压铸造陶瓷和GI-Ⅱ型氧化铝渗透陶瓷层状复合结构经Hertzian循环疲劳前后强度的变化.方法 分别制作不同厚度配比EmpressⅡ热压铸造陶瓷和GI-Ⅱ型氧化铝渗透陶瓷圆盘状试件,应用Hertzian接触实验方法 对这些试件进行循环加载,然后测试105循环加载前后试件的临界载荷.结果 Empress Ⅱ热压铸造陶瓷和GI-Ⅱ型氧化铝渗透陶瓷在经Hertzian循环加载后,临界载荷力的平均值比加载前均明显下降(P<0.05),并且载荷力随底层瓷厚度的下降而降低.GI-Ⅱ氧化铝渗透陶瓷在加载前后的临界载荷均明显高于Empress Ⅱ热压铸造陶瓷(P<0.05).结论 循环疲劳能显著降低EmpressⅡ热压铸造陶瓷和GI-Ⅱ型氧化铝渗透陶瓷材料的强度,后者在抗碎裂能力和耐受疲劳方面均优于前者,底层瓷的强度和厚度是决定这2种材料临界载荷力的大小的主要因素.
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两种牙科陶瓷材料层状结构循环疲劳行为的对比研究
目的 比较EmpressⅡ热压铸造陶瓷和GI-Ⅱ型氧化铝渗透陶瓷材料层状复合结构经Hertzian循环加载疲劳后强度的变化以及损伤模式的差异.方法 应用Hertzian接触实验方法对EmpressⅡ热压铸造陶瓷和GI-Ⅱ型氧化铝渗透陶瓷标准试件进行循环加载,然后测试加载后试件的临界载荷.结果 EmpressⅡ热压铸造陶瓷复合结构试件经105次循环后的临界载荷与未经循环加载组的临界载荷差别有统计学意义(P＜0.05);GI-Ⅱ型氧化铝渗透陶瓷复合结构试件在循环加载疲劳实验中,各组临界载荷变化均无统计学差别.结论 GI-Ⅱ型氧化铝渗透陶瓷在循环疲劳实验中表现出较好的耐疲劳特性,可能与其材料本身的显微结构有关.EmpressⅡ热压铸造陶瓷以脆性损伤模式为主.
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2种牙科氧化锆陶瓷材料的弯曲强度可靠性和亚临界裂纹扩展研究
目的：研究口腔临床修复中 WL 和 HT 氧化锆陶瓷的弯曲强度可靠性和循环载荷下亚临界裂纹扩展（SCG）情况。方法：采用 Weibull 分布分析由三点弯曲强度实验获得的2组样本（n ＝15）的弯曲强度数据和由循环疲劳实验获得的2组样本（n ＝15）的循环疲劳断裂次数数据；通过帕里斯定律（Pairs Law）分析试样在循环载荷下的亚临界裂纹扩展情况，SCG 行为通过疲劳裂纹扩展速率（da／dN）和大应力强度因子（KImax ）的函数关系来表述。结果：WL 和 HT 的三点弯曲强度 Weibull 模数分别为10．64和12．04；应力腐蚀指数 n 分别为23．71和32．87；亚临界裂纹扩展（SCG）导致其失效的概率分别为90％和76．7％；发生亚临界裂纹扩展时的亚临界应力强度因子 KImax仅相当于其临界应力强度因子的49．6％和50．9％。结论：WL 和HT 在循环载荷下存都在亚临界裂纹扩展，HT 陶瓷的亚临界裂纹扩展的低速率低于 WL 陶瓷（νHT ＜νWL ）。
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干燥和潮湿环境对牙科陶瓷循环载荷下亚临界裂纹扩展的影响
目的:研究口腔临床修复中常用的玻璃渗透氧化铝陶瓷(In-Ceram Alumina,IA)在干燥环境和潮湿环境下的亚临界裂纹扩展(以下简称SCG)行为的区别.方法:通过三点弯曲强度测量方法测得15个IA样本的强度数据,采用循环疲劳测试法测试干燥环境以及在潮湿环境下各15个IA样本的循环疲劳断裂次数数据;SCG行为通过裂纹扩展速率V和应力强度因子(K1)的函数关系来描述.结果:2种环境下IA在循环载荷下都发生亚临界裂纹扩展后导致材料断裂,在干燥环境下应力强度因子K为临界应力因子KICk的46％时发生裂纹传播;在潮湿环境下应力强度因子K1为临界应力因子KIC的40％时发生裂纹传播.结论:IA在循环载荷下存在SCG行为,当应力强度因子相同时,潮湿环境下样品的裂纹扩展速率较大.
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牙科陶瓷材料弯曲强度可靠性和亚临界裂纹扩展研究
目的:研究口腔临床修复中常用的玻璃渗透氧化铝陶瓷(in-ceram alumina,IA)弯曲强度可靠性和循环载荷下亚临界裂纹扩展(SCG)情况.方法:采用Weibull法分析由三点弯曲强度测量方法获得15个IA样本的弯曲强度数据和由循环疲劳测试获得的15个IA样本循环疲劳断裂次数数据;通过帕里斯定律(Paris law)分析IA试件在循环载荷下的亚临界裂纹扩展情况,SCG行为通过裂纹扩展速度和大应力强度因子(Kimax)的函数关系来描述.结果:通过Weibull法得到IA试件的Weibull模数为7.9,破坏概率为1%、5%、63.21%时弯曲强度分别为246.8、303.4、438.3 Mpa.IA在循环载荷下发生亚临界裂纹扩展后导致材料断裂,在应力强度因子KI为临界应力因子KIC.的55%时发生裂纹传播.结论:牙科玻璃渗透氧化铝陶瓷循环载荷下存在亚临界裂纹扩展;采用三点弯曲强度测试并结合使用Weibull分析方法能加深对牙科陶瓷弯曲强度可靠性的理解.
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三臂卡环作用于金属冠的循环疲劳性能对比
可摘局部义齿是牙列缺损中普遍采用的修复方法之一。临床上常可见到可摘局部义齿卡环设计在金属全冠上。义齿在经过长期摘戴后，会引起磨损及卡环固位力的衰减。本实验在钴铬金属冠上设计钴铬合金三臂卡环和纯钛三臂卡环，在有无唾液浸泡于0.25mm倒凹深度，反复摘戴，对其趋势进行观察。并用电子显微镜观察金属冠在实验前后特定区域的磨损状况，从而为临床选择提供参考。
