(A) 第一單元將探討不同復形材之基本磨耗試驗:口腔咀嚼模擬 器上的運動參數採用定負載(此時模擬器呈現閉合狀態,實 驗 材料在 上、下排牙齒固定基座上相互研磨,如同夜間磨牙行為)。表 2 為本 單元各 組 磨 耗 組 合 之 磨耗參數。
表 中 CharmFil Plus-A3 、 ESPE-Z100 、 牙 齒 琺 瑯 層 試 片 與 ProCAD-E200 分別以 K、M、E 與 C 代表。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。
CharmFil Plus-A3 復形材與其本身互磨、與牙齒琺瑯層互磨、與牙科
用 3D 牙雕陶瓷塊以及與它種複合樹脂互磨四種以及同種材料互磨 (M-M,E-E,C-C)情況下其磨耗程度的差異性,上述情況組合皆有可 能在口腔中發生。此一模式在磨耗接觸面積固定的情況下、可確保磨 耗過程中接觸面各處維持相同的應力。相關文獻指出,正常齒列結構 上所能承受的咬合力(Normal Biting Force)為 200N 到 2440N 的範圍不 等,在經過不同復形工作處理後的復形體(Restoration)在咬合過程中 所承受的力又各有不同[8]。
表 2-各 組 磨 耗 組 合 之 磨耗負載 磨耗組合 磨耗負載(N)
K-K 200 M-M 200
E-E 100 同
種 C-C 50
K-M 200 K-E 200 異
種 K-C 200
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
本研究經過初步前置測試後選擇一個適中的固定負載200N 作為 加速磨耗的重量負載,負載過大雖然可縮短磨耗的時間,但磨耗試 片較易崩裂。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 是 這 兩 組 材 料 在 同 種 材 料 互 磨 時 磨 耗 情 況 相 當 嚴 重 ,因此適度降低負載以減輕磨耗。以磨 耗 組 合 C-C 這組試片為例,其磨 耗 負載設定為 50N,但是磨耗體積損 失 量 卻 較 K-K 這組(使用 200N 負載)高出甚多,若將實驗負載同樣設定為 200N,則其磨耗體積損 失 有 可 能 會 增 加 到 現 在 的 4 倍 之 多 , 並 且 磨 耗 試 片 也 容 易 於 角 落 處 破 裂 。 針 對 E-E 試片,為避免 過大的磨 耗 負載將磨耗臼齒外層琺瑯片與復形材於界面黏合處剝 落,參見圖18 前置實驗的樣品, 所以磨 耗 負載設定也由 200N 降低 至100N。
至於在磨耗時間的設定上,端視各組試片不同之磨耗程度而作 調整,並確保微量的磨耗重量或體積損失可被精密的量測出來,最後 在磨耗試片體積損失的記錄上是以48hr 做為各組數據比較的標準,
測試時間未達48hr 者以外插法取得數據。左右圓周運動偏移量設定 為 5mm,其擺動頻率設定為 2HZ。以上主要是為了模擬口腔內臼齒 研磨食物功能所產生的剪力,此時上下排牙齒因需維持固定負載,因 此將不會出現開口位移,這種運動模式類似於夜間磨牙的行為。至於
恆溫口腔環境,其外部恆溫系統包含加熱水槽及循環系統,系統溫 度設定為 38-40℃。內部口腔內緣輪廓模型槽加入人工唾液做為模擬 口腔環境,透過外部恆溫系統採間接方式讓其維持在38-40℃模擬人 體之正常體溫。實驗過程中隨時監控外部恆溫系統以及口腔內緣輪 廓模型槽的溫度感測器,確保實驗的正確性與一致性。
臼齒外層 琺瑯片與 復形材於 界面黏合 處剝落
圖 18-磨耗試片破裂時之實際圖(針對 E-E 試片)
(B) 第二單元係針對 CharmFil Plus-A3(即 K-K 磨耗組合試片),探討 動態負載及頻率對磨耗的影響。此一模式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),搭配兩種不同咬合 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
閉口的動作,更接近實際咀嚼食物的模擬動作。其咀嚼頻率設定為 0.1 HZ、1HZ 與 2 HZ、擺動頻率設定為 2HZ、磨耗時間及偏移量分 別為 28hr 與 5mm,以固定頻率及固定咬合量進行咀嚼運動,內部口 腔內緣輪廓模型槽加入人工唾液做為模擬口腔環境,透過外部恆溫 系統採間接方式讓其維持在 38-40℃模擬人體之正常體溫。表 3 為各 組磨耗試片在動態負載下之實驗參數。
在動態負載情況下,同時上、下排牙齒固定基座亦以相同頻率 進行返覆研磨,隨著時間增長磨耗陸續產生後,咬合量將逐漸減少,
負載會隨之降低。不同的磨耗組合其負載隨時間而遞減的情形將會 有所不同。
(C) 第三單元則是探討環境效應對 CharmFil Plus-A3 復形材之影響。
本實驗使用的磨耗試片與(B)單元相同,都是 K-K 磨耗組合。實驗選 定的潤滑液種類有兩種。(1)去離子水 (2)人工唾液。再將上述兩種 潤滑液分別搭配不同重量比例之膏狀石灰(0 % wt.、10 % wt.、30 % wt.) ,表 4 為各組磨耗試片在不同環境效應下之實驗參數。
實驗所使用之膏狀石灰係購自檳榔業者市售已調製好之膏狀食 用白灰,添加石灰的目的是為了模擬食物中硬質顆粒(例如咀嚼檳榔) 對復形材磨耗程度的影響。咬合負載選擇的考量因素已於上述單元作 過說明。至於在磨耗時間的設定上,端視各組試片不同之磨耗程度 而作調整,並確保微量的磨耗重量或體積損失可被精密的量測出來,
最後在磨耗試片體積損失的記錄上是以 48hr 做為各組數據比較的標 準,測試時間未達 48hr 者以外插法取得數據。左右圓周運動偏移量 與擺動頻率設定皆與第一單元將探討不同復形材之基本磨耗試驗設 定相同。
表 3-各組磨耗試片在動態負載下之實驗參數