在磨耗實驗規劃過程中發現所選定之各式復形材在抗磨耗性能 上的差異極大，考量在較短的時間獲得足以反應磨耗程度差異之磨耗 體積損失，因此針對不同的磨耗組合設定不同之磨耗測試時間。然而 為了以相同的測試時間為基準點來比較各組磨耗組合的磨耗損失，本 單元實驗將利用外插法來獲得 48 小時測試時間的磨耗體積損失量。
圖 27 是以 CharmFil Plus-A3 為例，說明在受力條件固定下，磨耗體 積損失與磨耗測試時間成正比關係(磨耗負載設定為 200N、左右圓周
運動偏移量設定為5mm，其擺動頻率設定為 2HZ)。圖中顯示針對不 同測試時間(24hr 與 48hr.)的兩組試片，其上、下試片的磨耗體積損 失 相當接近，且磨耗體積總損 失 是隨著時間增加而成正比的增加。
本 實 驗 其 它 試 片 也 將 假 設 有 類 似 之 時 間 正 比 關 係 ， 以 便 使 用 外 插 法 來 評 估 各 組 試 片 於 48 小 時 的 磨 耗 數 據 。
表 6 為 本 單 元 各 磨 耗 組 合 之 磨 耗 參 數 與 磨 耗 結 果，此 處所謂總磨耗體積損失是指上/下試片磨耗體積損失的總和。表 7 為 各 磨 耗 組 合 之 上/下 試 片 之 表面粗糙度結 果 。 上述表 6 與表 7 中CharmFil Plus-A3、 ESPE-Z100 、牙齒琺瑯層試片與 ProCAD-E200
0.00 註：表中 K、M、E、C 分別代表 CharmFil Plus-A3、ESPE-Z100、牙齒琺瑯 層試片與ProCAD-E200
表 7-為 本 單 元 各 磨 耗 組 合 之 上 /下 試 片 的 表面粗糙度分析結 果
磨耗
組合 上試片平均粗糙度(μm) 下試片平均粗糙度(μm)
K-K 0.09 0.11
M-M 0.17 0.18
E-E 0.13 0.15
C-C 0.25 0.27
K-M 0.11 0.12
K-E 0.13 0.15
K-C 0.19 0.22
以K-M 為例，表示上試片為 K 材料 CharmFil (Plus-A3) ，下試 片為 M 材料 ESPE-Z100。其 中 E-E 、C-C 這兩組磨 耗 組 合 所 使 用 的 負載與其他組不同， 其 原 因 已 於 3-4 節 做 過 說 明 。
圖28是利用模擬器以負載控制探討同種復形材之基本磨耗試驗 之磨耗體積損 失 ，圖中可觀察到K-K與E-E這兩種組合的上、下試片 磨耗體積損 失 相當接近，且其磨耗損失明顯低於其它的兩組。而M-M 與C-C這兩組試片的磨 耗 損 失 都 偏 高 ， 磨 耗 程 度 上 兩 者 相 近，且 下試片之磨耗均明顯 高 於 上 試片。比較K與M這兩種相同類
型 之 複 合 樹 脂 復 形 材 ， 其 Vickers 硬 度 值 分 別 為 Hv47-50 與 Hv74.5-74.8，對於一般材料而言，硬度越高抗磨耗性越佳，然而針對 複合樹脂相互間的磨耗，除樹脂基材本身的硬度外，無機填料的大小 與添加量也是一個重要影響因素。當樹脂磨耗試片受到正向力及咀嚼 滑動產生的剪力作用時，因其中的無機填料比基質硬度大，使得大部 分的力量會集中於填料上，再傳至周圍較軟的基質，而無機填料通常 為不規則狀，導致其周圍的樹脂更易產生微裂縫(microcrack)。當填料 自樹脂表面脫落，造成樹脂表面不規則之窩洞，該窩洞由於缺乏填料 的保護，更容易遭受磨蝕。複合材料中無機填料的顆粒越小，其磨損 掉落後所形成的窩洞就越小，樹脂暴露的表面積減少，才能有較佳之 磨耗性質。
0.0
本次磨耗實驗使用之K複合樹脂中的鋇玻璃無機填料其顆粒大 小一致，平均粒度為0.7μm，而M複合樹脂的填料顆粒大小則變異較 大，範圍從3.5到0.01μm，可能是這種大顆粒的負面效應讓其抗磨耗 性不及K複合樹脂。另一方面，M複合樹脂基材的硬度也較K為高，
在磨耗過程中樹脂基材與填料顆粒界面的變形能力可能不足以支持 磨耗負載正向力及滑動剪力，如此將導致界面微裂痕的產生而使填料 顆粒鬆脫，進而加速磨耗的產生。由表7表面粗糙度數據也顯示出K-K 磨耗組合之上/下試片Ra值之皆低於M-M組合之Ra值。
針對C-C試片，其在四種材料中具最大之硬度(Hv430 )，在同種 材料互磨情況下，由於其材料本身的特性，磨耗過程中產生很大的磨 擦力與振動，同時模擬器也發出尖銳的聲音，最後證實其磨耗結果明 顯較K-K試片嚴重許多，表7中C-C磨耗組合之上/下試片的表面粗糙 度Ra值(0.25/0.27μm )皆明顯高於K-K試片組合(0.11/0.18μm)。至於 E-E的一組試片，它是由臼齒外層琺瑯片與K複合樹脂所組成，由於K
複合樹脂本身優異的抗磨耗性，因此試片整體的抗磨耗性也能唯持一 定的水準，四組試片當中其磨耗損失僅略高於K-K試片。在臨床牙科
蛀牙修補情況下，牙齒咬合面上其實是呈現琺瑯區與復形材修補區兩 者共存的複合組織(類似上述E-E試片)。由這個結果可預期K複合樹脂 應用於蛀牙修補上應該可以有效降低磨耗的發生。
圖 29 為異種材料不同磨耗 組 合 於 定 負 載 情 況 下 之 磨 耗 結 果 。 其 中 各 磨耗 組 合 統 一 以 K 復形材為上試片，而下試片依硬 度增加順序(K→M→E→C)由左至右分別以 K、M、E、C 等材料為下 試片，將其與 K 復形材之上試片作搭配來進行磨耗。實驗結果顯示 雖然 K 材料於本身互磨時有極佳的抗磨耗性，但是當對磨一方的硬 度大於它時，還是無可避免成為被磨掉的一方，其磨 耗 體 積 損 失 會 隨 對 磨 材 料 硬 度 的 增 加 而 遞 增。這 與 一 般 磨耗配對中硬度 較低一方其磨耗損失相對較多的現像是一致的，最後所有試片的總 磨 耗 體 積 損 失 主 要 都 是 由 K 試 片 所 貢 獻 。將此結果與圖 26 做比較，在異種材料互磨情況下，雖然軟質的 K 材料成為磨耗較多 的一方，但若以其來取代同種材料互磨(如 M-M、E-E 與 C-C)的任何 一方，都可使對磨一方的磨耗損失大幅降低。
觀察圖29 下試片的磨耗損失，其中 E 與 C 兩種下試片具較高之 硬度，但其磨耗損失卻反而高於硬度較低的 M，以下說明其可能原 因。對E 試片而言，磨耗面上琺瑯層所佔比例約略在 70~73%，其他 區域被較為軟質的 K 材料所包覆，或許因為軟質的 K 材料或是部份 琺瑯片上殘留的象牙質被磨掉，因而導致 E 試片的磨耗損失反而高 於 M 試片。至於 C 試片(ProCAD-E200 陶瓷塊)，其材質當中的二氧
化矽能將 K 材料研磨面上的軟質樹脂基質快速磨掉，此時大量鋇玻 璃顆粒裸露在外，對於下試片(C 試片)產生加速磨耗的效果。圖 30 可用於說明上試片裸露的鋇玻璃粒子在 C 材料上造成的加速磨耗現 象。
0.00
4.4 動態負載及頻率對磨耗的影響
本單元磨耗組合中之上/下試片皆以 CharmFil Plus-A3(即 K 材料) 為實驗試片。表8 為 各組磨耗試片在動態負載下之實驗參數及磨耗 結果。口腔咀嚼模擬器之時間輸出模式採 sin 波型(此時試驗機採行 程控制模式)，選擇兩種不同咬合量(0.4mm、0.6 mm)，在這種模式 下口腔咀嚼模擬器將會產生開口及閉合的動作，更接近實際咀嚼食 物的模擬動作。其咀嚼頻率設定為0.1、1 及 1.2HZ 三種，擺動頻率 設定為 2HZ，以固定頻率及固定咬合量進行咀嚼運動。同時，上、
下排牙齒固定基座亦以固定頻率(2HZ)進行相互返覆研磨，隨著時間 增長磨耗陸續產生後，咬合量將逐漸減少，負載也隨之降低。
圖31 是探討上、下試片隨著時間增長磨耗陸續產生後，咬合量 將逐漸減少，負載也隨之降低。其中顯示咬合量0.4mm 的一組試片，
其磨耗負載從實驗開始的100N 隨著時間增長磨耗陸續產生後，負載 也隨之降低到60N。而另一組咬合量 0.6mm 的試片也有相同情形。
由於咬合量 0.6mm 對應的磨耗負載為 150N 比咬合量 0.4mm 對應的 負載 100N 要來的高，因此在負載較大的情況下其磨耗也相對增加，
所以試驗前後負載降低的程度也隨之增加。
表 8-各組磨耗試片在動態負載下之實驗參數及磨號結果
圖32 是探討咬合量增加時對於對磨上/下試片雙方在模擬口腔環 境中之磨耗體積損失。其中顯示隨著咬合量增加磨耗體積損失也隨之 增加，只是兩者的遞增與咬合量增加並未成正比關係。其中上/下試
片的磨耗體積損失約略相同，有別於固定負載實驗中的 E-E 與 C-C 兩組試片。其說明如下: 以動態負載受力型態為例，在對磨面上，就
上試片而言整個磨耗行程中是承受 200N 與 0N 之間返覆變動的疲勞 應力負載，而下試片則同之，因此上/下試片除了正常的磨損磨耗機 構外還有一定程度的疲勞磨耗機構伴隨產生。本單元上/下試片受力
型態與4.3 單元固定負載實驗並不相同，在固定負載中只有下試片有 疲勞磨耗機構而本單元則是上/下試片都有。
為了探討固定負載與動態負載在磨耗結果的差異性，選擇咬合量 0.6mm 的一組試片(其對應的最大負載為 150N)與固定負載 150N 的
一組試片互相比較。圖32 為兩者呈現之磨耗結果。對動態負載而言，
在試驗進行中，由於上/下試片互相間的磨耗損失會使咬合量減少，
導致磨耗負載逐漸降低，實驗前後的最大負載值分別為 150N 與 100N。然而針對固定負載，其磨耗負載在整個實驗過程中都維持在 150N，如果單就上/下試片接觸時間以及磨耗負載為考量，固定負載 的一組試片應該會反應出較大的磨耗體積損失，然而實驗結果卻剛好 相反。由此結果可反應出動態負載所引起的疲勞磨耗機構對於整體之
磨耗損失造成相當的貢獻。
圖34 是探討在相同咬合量的情況下，咀嚼頻率設定為 0.1、1 與 1.2HZ 三種條件，負載時間比例 t/T 分別為 16.7、23 與 29.04％，針 對上/下試片互磨雙方在模擬口腔環境中之總磨耗體積損失。圖中磨 耗損失會隨著咀嚼頻率的增加而增加，其中負載時間比例(t/T)與磨耗 體積損失兩者並不存在等比例遞增的關係。針對動態負載，由於磨耗 的產生磨耗負載將隨時間的增長而遞減，此時促成磨耗的趨動力也 將逐漸降低，減緩了磨耗的進行。在圖 34 中預測陸續提高咀嚼頻率 後，磨耗體積的增加將逐漸變得平緩。
0.000
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
4.5 環境效應對 CharmFil Plus-A3 復形材磨耗的影響
本單元磨耗組合中之上/下試片皆以 CharmFil Plus-A3(即 K 材料)
為實驗試片。表 9 為 本 單 元 各組磨耗試片在不同環境效應下之實 驗參數及磨耗結果(磨耗負載固定為 200N)。圖 35 是探討人工唾液及
為實驗試片。表 9 為 本 單 元 各組磨耗試片在不同環境效應下之實 驗參數及磨耗結果(磨耗負載固定為 200N)。圖 35 是探討人工唾液及