專題討論7:口腔醫學材料之奈米境界
Exploring the Nano World of Oral Biomaterials

S7-4
奈米層狀黏土於牙科複合樹脂之應用
Nano Semetic Clay on Dental Composite Resin
林峰輝
國家衛生研究院醫學工程研究組
台大醫學工程學研究所

臨床上常用的牙科複合樹脂綴補材料,仍有許多無法解決的問題,例如材料的抗磨耗性,主因是複合樹脂中大多是採用凝膠氧化矽、硼矽酸玻璃及石英等作為無機填料,雖然能抑制基質的變形,提高機械強度,但由於一般傳統型的綴補用複合樹脂常因牙齒上下咀嚼食物,使突出的填料顆粒因機械力作用而造成破裂脫落(protruding)現象。由於此類的無機填料無法與樹脂基質形成化學鍵結(Chemical bonding),將會造成無機填料自樹脂基質鬆脫現象,使牙科複合樹脂綴補材料在臨床應用上受到限制。一般複合樹脂會添加耦合劑(Coupling agent)用來增強無機填料與樹脂間之鍵結力,但是效果並不顯著。除此之外,臨床上牙科綴補材料除了玻璃離子體外,大多數的複合樹脂無法良好持續釋放氟素,氟素有助鞏固牙齒及有防蛀功效,補牙後敏感的情況亦少發生。

本研究目的為改進無機填料與樹脂基質之作用力與氟素的吸收釋放能力。高嶺石(Kaolinite)為一種由許多矽酸鹽層所堆疊構成的黏土礦物,由於層間可被外來分子或離子插入(intercalation),因此理論上可用來製備奈米複合材料。進行有機化處理可將高分子導入層間,再於表面接枝適當構造之高分子,例如Bis-GMA,使無機?料與高分子樹脂基材具有良好的作用力,增強牙科複合樹脂的機械強度。近十年來有關高分子/黏土(Clay)陸續被研究報導,其中最著名的例子為尼龍/蒙脫石(Montmorillonite)奈米複合材料,可大幅增加尼龍的拉伸模數、抗拉強度、熱變形溫度等性質。

本研究的主要方向是改進牙科用複合樹脂中無機填料與樹脂基材的化學鍵結能力,提高磨耗強度使牙科綴補材料更具實用性,並藉由高嶺石表面及層間對氟離子具有良好的吸附效果,讓牙科綴補複合材料可再吸收、釋放氟素,於預防二次齲齒有良好的功用。我們認為這種複合樹脂於牙綴補材料中可以發揮更好的功用。