[发明专利]用于提高牙科复合树脂性能的氧化锆填料表面处理的方法

说明书

本发明公开了一种用于提高牙科复合树脂性能的氧化锆填料表面处理的方法，利用MDP处理剂对氧化锆填料进行表面改性处理，再将表面改性处理后的氧化锆填料按一定比例添加到复合树脂中，得到机械性能增强的牙科复合树脂。本发明一种用于提高牙科复合树脂性能的氧化锆填料表面处理的方法，采用MDP处理剂对氧化锆填料进行表面改性处理，通过MDP分子末端的不饱和键与树脂基质形成加聚反应，从而提高了牙科复合树脂的三点抗弯强度和弹性模量。本发明填补了现有氧化锆填料表面处理方法的空白，显著提升了牙科复合树脂的机械性能，具有良好的临床应用前景。

技术领域

本发明涉及牙科复合树脂填料的表面处理技术领域，特别是涉及一种用于提高牙科复合树脂性能的氧化锆填料表面处理的方法。

背景技术

龋病是世界卫生组织确定的人类三大重点防治的疾病之一。临床上，充填是龋病的首选治疗方式。复合树脂作为一种最常见的牙体充填材料，因操作方便、色泽美观等特点，在临床应用非常广泛。咀嚼过程中，充填材料在合力作用下承担着食物对颌牙的磨耗，这就要求材料在机械性能上应具有足够的强度和耐磨性，才能够长期服役于复杂的口腔环境。市场上虽然已有大量复合树脂产品，但这些复合树脂的抗压强度、耐磨性仍显不足，尤其是后牙充填时存在的问题更为显著，根据近年对复合树脂充填体的临床观察，材料折裂仍然是导致临床失败的主要因素之一。

复合树脂的基本成分主要包括树脂基质、无机填料、引发系统和颜料等。其中，无机填料作为其他成分的分散相和增强体，对复合树脂的机械性能起着决定性的作用。业界已证实无机填料的含量、种类、形状、粒径大小等因素均会对复合树脂的机械性能和物理性能产生影响，这主要体现在材料的耐磨性、弯曲强度、弹性模量、聚合收缩、吸水性、阻射性、抗菌性等方面。

历经50余年的发展，当前的复合树脂填料具有多尺度、多组分的特点，亚微米、纳米级共存的梯级尺寸使得复合树脂中填料的质量分数不断提高，提供了更高的抗折强度和耐磨性；填料也不再是单一成分，而是同时包含了二氧化硅为主要成分的石英或玻璃，氧化铝、氧化锆、氧化钛、羟磷灰石中的两种或多种，这些填料可以以颗粒、介孔或气相球形结构、晶须、纤维、纳米管等形式出现。由于复合树脂在满足机械性能要求的同时要兼顾透明性、颜色等方面，因此当前市场复合树脂产品最常采用的填料构成是以颗粒状的氧化硅基填料作为主要成分，同时辅助添加氧化锆、氧化铝等成分。

氧化锆作为当前强度最高的陶瓷材料，被证实加入复合树脂中具有显著提升材料机械性能的作用，这种性能的提升与氧化锆的添加量呈线性关系。当前市场许多复合树脂和纳米复合陶瓷产品都有氧化锆颗粒或纤维填料的添加，如 Filtek Z250，FiltekSupreme，Lava Ultimate(3M ESPE，美国)等。

填料作为无机化合物无法直接与树脂基质形成化学结合，需要借助偶联剂进行表面处理实现，以使填料和树脂基质形成紧密连接的整体。特别是梯级尺寸结构的多组分填料构成中，大量纳米粒子的存在使得有机和无机相界面面积增大，此时增强无机填料与有机树脂基质的结合就显得尤为重要。

氧化硅基填料通常以硅烷偶联剂进行表面处理。以往研究发现，复合树脂中添加未经硅烷化处理的氧化硅基填料不仅不会起到增强作用，甚至会导致抗弯强度降低。

氧化锆由于较高的化学惰性，硅烷偶联剂被证实无法在其表面形成化学结合。尽管有研究将氧化锆常与氧化硅一起制成共混填料添加到复合树脂中，然而对这种共混填料通常仅使用硅烷处理，并没有针对氧化锆成分的专门处理方式。不仅如此，当前市场产品或体外研究中也未见到氧化锆填料经过专门表面处理，此种情况下，无机成分的氧化锆填料与有机成分的树脂基质难以紧密结合，限制了氧化锆机械强度优势的体现。可以预测，如果有适当的表面处理可以使氧化锆填料与树脂基质间形成牢固的化学结合，则无疑能够进一步增强相关树脂类产品的机械性能。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种用于提高牙科复合树脂性能的氧化锆填料表面处理的方法，能够增加氧化锆填料与树脂基体之间的结合强度，解决现有复合树脂存在的抗压强度和耐磨性不足，容易折断等问题。