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《Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials》:采用数字光处理技术制备生物相容性氮化硅牙种植体材料

《Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials》:采用数字光处理技术制备生物相容性氮化硅牙种植体材料

  • 分类:资讯中心
  • 发布时间:2023-12-04 10:53
  • 访问量:

【概要描述】报道了一项关于以Si3N4陶瓷为材料,利用DLP(数字光处理)技术制备新型种植体的研究。研究中探讨了分散剂含量和固含量对氮化硅浆料粘度特性的影响。通过采用标准试纸测量力学数据,研究发现,在降低弹性模量的同时提高了力学性能。

《Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials》:采用数字光处理技术制备生物相容性氮化硅牙种植体材料

【概要描述】报道了一项关于以Si3N4陶瓷为材料,利用DLP(数字光处理)技术制备新型种植体的研究。研究中探讨了分散剂含量和固含量对氮化硅浆料粘度特性的影响。通过采用标准试纸测量力学数据,研究发现,在降低弹性模量的同时提高了力学性能。

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2023年4月3日,中国人民解放军医学院、中国人民解放军总医院第一医疗中心口腔科和山东工业陶瓷研究设计院有限公司等的研究人员在《Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials》上发表题为A biocompatible silicon nitride dental implant material prepared by digital light processing technology的研究论文,报道了一项关于以Si3N4陶瓷为材料,利用DLP(数字光处理)技术制备新型种植体的研究。研究中探讨了分散剂含量和固含量对氮化硅浆料粘度特性的影响。通过采用标准试纸测量力学数据,研究发现,在降低弹性模量的同时提高了力学性能。

原文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1751616123001091

 

 

 

  研究简介  

 

最近,在牙科种植体制造方面,人们对无金属的修复体的需求不断增长,这促进了一些新材料的发展,如氮化硅(Si3N4)陶瓷。一项使用基于光敏树脂的数字光处理(DLP)技术制备氮化硅牙科种植体的研究表明,其力学性能和生物相容性与传统制备的Si3N4陶瓷相媲美。

研究表明,这种Si3N4陶瓷牙种植体具有较高的抗弯强度(770±35 MPa),较高的断裂韧性(13.3±1.1 MPa⋅m1/2),以及较高的弹性模量(236±10 GPa)。此外,通过体外生物学实验,研究人员观察到了良好的细胞增殖和凋亡情况,证实了Si3N4陶瓷的良好生物相容性。此外,溶血试验、口腔粘膜刺激试验和急性全身毒性试验进一步证实了Si3N4陶瓷的安全性。

总之,DLP技术制备的这种Si3N4陶瓷牙种植体修复体具有良好的力学性能和生物相容性,并且具有广阔的应用前景。

 

 

 

图1 (a)氮化硅造粒粉的粒径分布和(b)形貌。

 

 

 

图2 Si3N4陶瓷坯体的SEM显微图:(a) XY轴表面,(b) z轴表面。

 

 

 

图3 (a)不同分散剂浓度(固含量:40 vol%)和(b)不同固含量下氮化硅悬浮液的流变性能。

 

 

 

图4 Si3N4烧结陶瓷的SEM显微图:(a)抛光表面,(b)断裂面。

 

 

 

图5 Si3N4烧结陶瓷的XRD图谱。

 

 

 

图6 Si3N4烧结陶瓷的力学性能。

 

 

 

图7 氮化硅陶瓷的光学照片(a)片层结构(b)断裂韧性试验后试样的断口形状(红色虚线)。

 

 

 

图7 体内试验:溶血试验。(a)溶血试验示意图,(b)吸光度值,(c)各实验组溶血率。阴性对照选用生理盐水(NS),阳性对照选用蒸馏水。P > 0.05。

 

 

 研究结论 

 

该研究成功使用DLP技术制备了一种低弹性模量的Si3N4种植体,并讨论了不同分散剂浓度和固含量的Si3N4浆料的流变性能。通过DLP制备的Si3N4在脱脂和烧结后仍然是纯Si3N4,具有弯曲强度为(770±10)MPa,断裂韧性为13.3MPa m1/2,弹性模量为(236±10)GPa。研究表明,与传统的干式模压氮化硅陶瓷相比,该氮化硅陶瓷的抗弯强度接近,而断裂韧性更高,并且具有良好的生物相容性,有潜力用于口腔植入物。DLP技术制备效率高,生产周期短,为诊疗椅边个性化种植牙的制备奠定了基础。

 

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