纳米药物 12、纳米材料在口腔医学中的应用.docVIP

第12章 纳米材料在口腔医学中的应用 12.1 概述 口腔材料在口腔科学的发展过程中起着巨大的推动作用，每一次口腔材料的进步都会推动口腔科学向前迈进一大步，口腔科学的每次划时代的进步都是和新的口腔材料在口腔科的应用联系在一起的。由于目前新的口腔生物材料不断涌现，口腔医学临床取得了举世瞩目的进步，同时也促进了口腔生物材料不断更新，其应用领域也不断扩大。如现代可摘局部义齿修复技术是基于有机玻璃的发现，光固化修复技术是基于复合树脂的出现，烤瓷牙修复技术是基于对烤瓷材料的深刻认识，种植牙技术的发展是基于金属钛和烤瓷材料的出现[1,2]。 纳米技术又称分子纳米技术或分子工程是指通过各种物理或化学方法制造出0.1-100nm尺寸结构的功能材料，当前纳米技术的革命性发展使其成为科学和技术领域最活跃的学科。对于纳米材料开发与应用的强烈兴趣在于它们有可能通过对材料结构的处理在材料的电学、化学、机械和光学性能产生令人惊奇的提高[3]。 应用纳米技术制成的纳米金属和纳米生物材料具有许多令人惊奇的特性。如纳米金属毒性低，其传感特性和弹性模量可接近正常的天然生物组织，可使细胞在其表面生成，并具有修复病变组织的功能。在医学方面，纳米技术提供的可塑性纳米溶胶制剂超越了外科植入手术的局限性，使植入体具有与天然材料相同的表面特性和同质性;作为药物载体或诊断试剂等的纳米材料，由于是一种多分散系统，或胶体分散系统，其中分散相颗粒的大小尺度为纳米数量级;利用纳米技术就可将生物材料制成纳米级的胶体颗粒或制成超微小装置或纳米器械等，在药物载体、医用材料或医用设备等方面给医药学带来一场新的革命[2]。 理论上，应用于牙体修复及充填的口腔材料均可通过纳米化提高材料的性能。例如，在牙托粉和造牙粉中加入适量纳米材料，可改善缩性，增加耐磨性、光泽度，提高牙托或牙冠的美观、耐磨性能。在防龋涂料中加入纳米化粘结剂及防龋组分，可大大提高材料的粘结能力。在陶瓷牙冠修复材料中复合纳米材料，可大大提高全瓷牙冠、桥修复体的美观、耐磨、高强高韧性能。在牙种植体表面喷涂纳米级羟基磷灰石，可大大提高纳米磷灰石与牙根表面积及牙槽面的接触，提高其活性[4]。 随着人们对天然生物体性能与细微结构的逐步认识,相信21世纪的纳米材料将在口腔医学中占有非常重要的位置,在口腔医学中可用于人造骨、人造牙齿、牙齿的修复、牙病的治疗等，因此纳米材料的发展将极大地推动口腔医学的发展，为口腔材料的改进和创新提供了巨大的发展空间。纳米材料在口腔医学领域中的研究应用刚刚开始，随着人们对纳米材料所具有的独特性能的深入认识和开发，预期将会有更快、更大的发展。目前纳米微粒的研究已取得巨大的突破，为此，应用纳米微粒可以制备性能优秀的纳米陶瓷材料、无机-有机纳米复合材料、纳米表面涂层等，这些材料均能应用于口腔医学领域。如图12-1所示[2]。 图12-1 口腔纳米材料体系 （口腔生物材料学 陈治清主编 108页 图5-2） 12.2 纳米材料在口腔修复学中的应用 12.2.1 口腔纳米复合树脂材料（高分子材料） 复合树脂在口腔临床上广泛用于各类牙体缺损的直接和间接修复，但其在后牙和前牙切缘、切角修复中仍存在机械强度不够的局限性。口腔复合树脂材料是一种由树脂基质加入经过表面处理的无机填料和引发体系复合而成的粘结性修复材料。目前的口腔复合树脂使用过程繁琐,首先，口腔医生运用粘结剂处理经过酸处理粗化的牙面以促进粘结，然后将材料分层填入窝洞中并分层光固化等一系列的过程，使每一次的堆塑和光固化都必然产生由于聚合收缩所导致的界面应力集中。另外，目前的复合树脂还存在其他缺陷，如果树脂层厚度不当时，在固化过程中造成聚合物从表面分离，减弱对牙体的粘接或在牙体和充填物界面发生微小裂隙，并导致微生物的积聚。由于牙本质是湿润的，并富含蛋白成分，使寻找最佳的粘接修复材料变得困难，而且目前的高分子充填材料也易于着色、变色，影响美观。再是口腔的化学和机械环境金玉苛刻，唾液中的各种酶和微生物，来自食物的酸，都将侵蚀牙齿和破坏修复物，牙体和牙体修复物还要承受咀嚼行为带来的压力等诸多因素的影响，就必须重点考虑选择有效的修复材料，才能达到修复牙体缺损的目的。理想的牙科充填修复材料应是零聚合收缩材料和强的粘接性，具有与牙釉质相似的抗磨耗性，易于达到的界面封闭性，以及早期的固化强度和牙色一致，因为收缩导致的应力集中会引起渗漏和微生物的侵蚀，导致松动而失败。到目前为止，还没有一种复合树脂修复材料达到理想的要求，因此，由于材料的缺陷引起的修复物破碎、脱落、变色成为了口腔临床的共同难题[2,5]。 齿科复合树脂的性能是由其填料类型、树脂组成、填料基质结合方式以及固化条件决定的。三十多年来复合树脂已在基质、无机填料、固化方式等方面做了许多改进，其物理机械性能和操作性