猪牙与人牙的微观结构及摩擦学特性对比研究

论文摘要

由于猪的饮食状况和口腔疾病与人类相近,并且猪牙与人牙有相似的组织病理变化,因此猪牙越来越多地被口腔医学界研究。牙科矫正技术及牙科修复材料被运用到临床医学之前,需要消耗大量的人牙样品以对该技术或材料进行实验研究。但是健康人牙的来源有限,相比之下,猪牙以取材容易和来源广泛的优势被考虑替代人牙进行实验以弥补人牙来源不足。人类对酸性食物消费增加以及车祸等因素导致人牙缺失,缺失的人牙需要修复以恢复它的功能和维持美观,诸如合金材料这样传统的牙科修复材料在其服役过程中不断析出对人体有害的金属离子导致其生物相容性通常不够理想,相比之下,源于生物体的猪牙可能与人牙具有更好的生物相容性,因此猪牙又被考虑作为一种潜在的生物修复材料。综上所述,关于猪牙的研究不仅能为猪牙替代人牙进行实验的可行性以及它作为潜在牙科修复材料的可能性提供理论依据,更能丰富牙齿摩擦学的理论体系。本文采用了纳米硬度仪、纳米划痕仪、可控气氛卧式往复滑动摩擦磨损试验机、SEM、XRD、激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)和三维形貌仪等对猪牙进行了研究,将猪牙的微观结构、力学性能、微观摩擦磨损性能和宏观摩擦学性能与人牙进行了对比分析。取得的主要结果如下：1.猪牙釉质与人牙釉质主要的化学成份和釉质晶体类型相同,猪牙釉质的晶体尺寸比人牙釉质小,二者的釉柱与釉间质结合形态不同；猪牙釉质的纳米硬度和弹性模量比人牙釉质小,矿化程度比人牙釉质低。2.微观磨损试验结果表明,猪牙釉质与人牙釉质的摩擦系数和磨损体积均随载荷呈线性增加,在相同载荷下,猪牙釉质的摩擦系数和磨损体积均比人牙釉质大；酸蚀后,猪牙釉质的摩擦系数增大,划痕深度和划痕宽度增加,酸蚀降低了猪牙釉质的耐磨性。3.宏观摩擦试验结果表明,猪牙釉质和人牙釉质的磨损机制类似,剥落和犁沟共存于二者的磨斑表面,猪牙釉质的稳态摩擦系数和最大磨损深度均大于人牙釉质。4.与人牙釉质相比,猪牙釉质不耐磨,猪牙釉质不耐磨的原因在于其微观组织结构松散、力学性能低和矿化程度弱。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 生物摩擦学概述
• 1.2 人牙摩擦学
• 1.2.1 人牙的结构、分类及功能
• 1.2.2 人体口腔内的化学环境和牙齿咀嚼参数
• 1.2.3 牙科修复材料
• 1.2.4 人牙摩擦学的研究现状
• 1.2.5 人牙的纳米性能研究现状
• 1.3 猪牙
• 1.3.1 猪牙的形态
• 1.3.2 猪牙的研究现状
• 1.3.3 猪牙研究中存在的问题
• 1.4 选题意义及研究内容
• 1.4.1 选题意义
• 1.4.2 研究内容
• 第2章 实验方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验装置
• 2.3 试验参数
• 2.3.1 微摩擦磨损的实验参数
• 2.3.2 宏观摩擦磨损的实验参数
• 2.4 微观分析方法
• 第3章 猪牙的微观结构研究
• 3.1 试验简介
• 3.2 试验结果
• 3.2.1 猪牙颌面的微观形貌
• 3.2.2 猪牙纵剖面的微观形貌
• 3.2.3 猪牙的成分和晶体结构
• 3.2.4 猪牙的力学性能
• 3.3 本章小结
• 第4章 猪牙釉质微摩擦磨损性能研究
• 4.1 试验简介
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 猪牙釉质的纳米摩擦磨损性能
• 4.2.2 酸蚀对猪牙釉质纳米摩擦磨损性能的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 猪牙釉质与人牙釉质对比研究
• 5.1 猪牙釉质和人牙釉质微观性质对比
• 5.2 猪牙釉质和人牙釉质的微摩擦学性能对比
• 5.2.1 微摩擦性能
• 5.2.2 微磨损性能
• 5.2.3 分析与讨论
• 5.3 宏观摩擦磨损性能对比研究
• 5.3.1 摩擦行为
• 5.3.2 磨损行为
• 5.3.3 分析与讨论
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 主要结论
• 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文