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低温常压等离子体处理对陶瓷表面性能的影响

近年来,二硅酸锂玻璃陶瓷(以下简称玻璃陶瓷)因其逼真的美学效果、良好的生物相容性,在口腔美学修复领域得到广泛应用。玻璃陶瓷修复体在临床应用中成功与否的关键在于玻璃陶瓷与黏结剂之间的黏结是否可靠牢固,而玻璃陶瓷表面预处理是影响黏结效果的重要因素。氢氟酸酸蚀处理是目前临床上广泛使用的玻璃陶瓷修复体表面预处理方式,该法可粗化、清洁玻璃陶瓷表面,进而增强黏结效果。然而,氢氟酸有很强的腐蚀性且有剧毒,对人体健康和周围环境有严重的潜在危害。氢氟酸对人体的危害包括皮肤和呼吸道化学烧伤、全身系统性氟中毒和水电解质失衡等。临床上,医护人员通常使用橡皮障、护目镜、防护面罩和防酸手套等来保护医生和患者,使用碳酸氢钠来中和含有氢氟酸的液体。此外,氢氟酸酸蚀还会带来降低玻璃陶瓷机械强度的风险。氢氟酸过度酸蚀(较长的处理时间和较高的酸浓度)可能会对玻璃陶瓷修复体的远期效果产生负面影响。因此,寻找一种安全可靠的玻璃陶瓷表面处理方式成为近年来口腔材料领域的研究热点。

等离子体含有大量高活性粒子,短时间内能在多种材料表面引入各种化学官能团。低温常压等离子体更是具有能在开放环境中产生及接近室温的特点,这使其在口腔医学领域的应用成为可能。在口腔医学研究中,等离子体常用于牙齿美白、灭菌、治疗龋病、种植体表面改性及改善牙体黏结等方面。研究结果表明,等离子体处理可提高氧化锆表面亲水性及黏结性能。

氢氟酸酸蚀处理是目前临床上广泛使用的玻璃陶瓷材料表面预处理方式,目前认为使用氢氟酸酸蚀可粗化、清洁玻璃陶瓷材料表面,进而增加其与黏结剂间微机械锁合力,从而增加黏结强度。但此化学处理方式会使玻璃陶瓷材料表面形貌发生变化,处理不当可能会影响其稳定性和机械性能,对其远期修复效果带来一定的风险。

等离子体含有大量的-OHO3NO等含氧活性基团,作用于氧化锆陶瓷表面后,可清除材料表面污染物,升高氧化锆材料表面氧/碳元素原子含量比,增加其表面亲水性。玻璃陶瓷试件表面亲水性增加,有利于在玻璃陶瓷黏结流程中界面分子间的紧密接触,形成广泛的分子间作用力,有可能提升玻璃陶瓷表面黏结。

低温常压等离子清洗机处理几乎不会改变玻璃陶瓷材料表面晶相结构及表面形貌;低温常压等离子清洗机处理可明显提高玻璃陶瓷表面的亲水性,增加玻璃陶瓷表面含氧基团的数量,改善玻璃陶瓷表面性能,从而有可能对玻璃陶瓷-树脂黏结剂间的化学结合起到一定的正面作用。低温常压等离子体射流装置可在开放性的环境中产生稳定的等离子体射流,操作简便安全,不在处理后的材料表面余留有害物质,具有良好的应用前景。

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