本站原创2厘米长短、大头针粗细的透明杆状物,在偌大的展台上显得“弱不禁风”,却因为旁边标注的“纳米”二字,在日前举办的第十五届北京科上吸引来许多的观展者.这个看起来不起眼的小东西,是北京市欧亚瑞康新材料科技有限公司运用纳米技术研发出的新型口腔修复材料——螺纹纤维桩,在修复人体龋齿时能起到“小脊梁”的作用.
纤维桩：口腔医院座上宾
这个小东西是口腔医院的“座上宾”——当我们口腔里发生了龋齿,牙齿慢慢被腐蚀掉,当被腐蚀的部分到达牙根处就会伴有钻心的疼痛感.医生先对患牙进行修整,杀死牙根管暴露在外的神经,然后进行完善的根管治疗,在确认牙根没有炎症的情况下,就要用到这个小东西,它就是在医院的口腔科或牙科诊所里用作龋齿桩核修复的重要“零部件”——纤维桩.牙科医生首先会把一个纤维桩插入到牙根管里,然后在上面堆砌树脂核,光固化后预备至所需形态,再加上牙冠,最终通过打磨塑造成真牙的形状.
“过去,医院大多用的是金属铸造桩,时间长了,不仅会因其腐蚀性导致牙齿变灰暗,而且今后如果做核磁共振等医疗检查时也会受到影响.而纤维桩通过采用先进的纳米技术和复合材料成型工艺,克服了这些问题.”欧亚瑞康公司工作人员在展台上向观展者们介绍着这款新产品.
无论是金属铸造桩还是纤维桩,所起到的作用都相当于盖房子时打下的地基.在实际治疗操作中,纤维桩可以通过树脂类粘接剂与根管牙本质之间达到很高的粘接强度,延长修复体的使用寿命、减少根折的发生,有利于牙齿的保存和失败后的再修复.
由于具有独特的力学、美学和操作性能,纤维桩进入中国市场以来,受到了国内医生的一致认可和好评,在临床上广泛地得到了应用.目前,北京欧亚瑞康公司生产螺纹纤维桩的技术成果将准备落户北京市怀柔区纳米科技产业园,并建成国内唯一一条年产100万支口腔修复材料、螺纹纤维桩生产线.同时,公司目前在十二五国家“863”计划、十二五国家科技支撑计划、2010年度国家中小企业创新基金及北京市创新基金的支持下,正在加大力度研发一体化纤维桩、光固化预成型体、纳米填料增强型光固化树脂、纳米氧化锆陶瓷和纳米纤维引导组织再生膜等新型纳米口腔修复关键材料.
纳米“小”显身手
据欧亚瑞康公司技术人员介绍,科上展出的这款纤维桩是一种主要由石英纤维与高分子环氧树脂构成的复合材料.两种结构、性质迥异的材料如何很好地复合在一起,成为这款产品的研发重点.
纳米技术,可以在不破坏石英纤维的高强度性能条件下,通过纳米技术,在石英纤维表面“接”上一些纳米基团,与具有可塑性的高分子环氧树脂表面的基团紧密“结合”起来,从而使整个纤维桩兼备高强度与可塑性.由于纤维桩内部石英纤维与表面树脂的紧密结合,纤维桩可以为整个牙齿提供足够的支撑力,消除了在咀嚼中脱落的危险.
除了纤维桩以外,纳米技术还可用作口腔修复材料的强度调节、颜色调控、X射线阻射性调节.以X射线阻射性调节为例,在需要通过X射线做牙齿检查时,一颗树脂牙不能像真牙一样在X射线中显影,这样就无法看到口腔修复与周围的牙体组织是否有缝隙,无法判断是否修复完毕.如果在用于填充用的树脂中加入一些特殊的改性纳米级填料,当其均匀分布在树脂后,就可以产生X射线阻射性,从而使牙齿检查成为可能.强度调节和颜色调控也是通过添加相应的改性纳米填料来实现.
我们常说,量变会引起质变.这句话在材料学中也十分适用.当粒子的尺寸减小到纳米量级,将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性.
纳米粒子异于大块物质的理由是在其表面积相对增大,也就是超微粒子的表面布满了阶梯状结构,此结构代表具有高表面能的不安定原子.这类原子极易与外来原子吸附键结,同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子.纳米粒子的表面积增大,粒子之间的空隙变小,与周围物质更贴合,并且粒子之间也更难被分开,从而可以产生较强的耐磨性和贴合性.这一特点在高科技口腔修复材料有很大的作用.
纳米材料的“小”除了给材料带来与众不同的才能,却也给研究者们带来不少的困扰.“由于自身尺寸微小,纳米粒子彼此吸附力强,让其均匀分布就十分困难.另外,当纳米粒子含量达到一定程度时,容易吸附在一起,就不再有纳米级材料的优势,因此,这也成为当前口腔修复材料产品研究开发的重要方向.”
纳米化：口腔修复材料研发趋势
纳米技术在口腔充填和修复材料中的应用可显著提高产品的性能.据悉,国际上常用的光固化树脂、氧化锆陶瓷、纤维桩修复材料等均已实现了纳米化.
以光固化树脂研发为例,公司技术人员介绍了纳米技术在口腔修复材料应用的趋势.
最初,传统的光固化复合树脂在使用时,通常处于玻璃态,脆性大,导致耐磨性较差；另外,在树脂分子聚合时存在一定的体积收缩,这种收缩会影响充填修复的预后效果,容易引发继发龋齿.
根据传统光固化复合树脂的问题,研究者们通过研究发现认为,通过引入纳米无机填料,可减少固化收缩、线性膨胀和材料吸水性,降低树脂固化时的热释放,提高复合树脂的综合机械性能.
然而由于纳米填料易团聚,在树脂基体中难以均匀分散,因此,添加量也难以提高.目前研究中认为比较有效的改进途径是,采用与树脂相容的高分子对无机纳米填料表面进行接枝改性,从而发展具有超低收缩率的充填修复树脂.
纳米技术的应用在口腔修复材料主要体现在两个层面,一是新型无机纳米颗粒的制备,二是对无机纳米材料进行表面改性,提高其与树脂基体的界面结合性.伴随着研究中的一个个问题的,纳米技术从单纯的引入纳米级颗粒,已发展到对纳米填料本身进行物理化学变化,与周围的材料结合得更好,将整体材料性能发展到更加优异.
因此,我们有理由相信,随着我国纳米技术的不断发展和应用,会有更多更好的具有自主知识产权和民族品牌的口腔修复材料推向市场,让广大口腔患者用得好、用得起,为人民群众的口腔健康和生活水平提高做出贡献.