大学牙科学院发明新材料以取代拔出的人类牙齿用于牙科研究

拔出的人牙长期以来一直用于进行牙科研究，例如评估牙科陶瓷材料作为牙齿的牙冠修复体。这是模拟临床情况的廉价且直接的过程。然而，鉴于尺寸标准化问题以及时间限制的担忧，收集和使用拔出的人类牙齿变得越来越困难。所有这些因素都促使人们需要牙本质模拟材料，这种材料有可能在基于实验室的机械和疲劳测试中替代拔出的人类牙齿。

由大学牙医学院牙科材料科学副教授 James Tsoi 博士领导的研究团队，连同来自中国武汉大学和德雷克塞尔大学的同事，研究了新的椭圆平截头体纤维增强复合材料，并将它们的特性与人类牙本质进行了比较。

测试了这些材料的机械强度、弹性模量、压痕硬度和疲劳性能。疲劳行为表明材料在不同载荷下的韧性。积极的结果表明，所分析的牙本质类似物材料可以用作人类拔牙的替代品。

题为“Which dentine analogue material can replace human dentine for crown fatigue test?”的研究已在线发表在《 牙科材料》杂志上。基于这项研究，一家牙科公司与牙科学院签订合同，使用相同的方法测试商用陶瓷产品。

研究人员统一制造了具有特定尺寸和形状的新型牙本质模拟材料，模仿天然牙齿，粘合到二硅酸锂牙冠上，并承受疲劳载荷——修复体显示出与拔出的人类牙齿相当的疲劳失效载荷和寿命(耐久性) . 这意味着这些材料可以很好地代替人类拔牙。

有限元分析是一种使用数值技术模拟物理现象的重要方法，也显示出可喜的结果。观察到类似牙本质材料和拔出的人类牙齿之间的应力水平和分布相似。值得注意的是，如果研究人员想将新材料用于实验室疲劳测试，关键是新材料具有与人类牙本质相似的弹性和疲劳性能。

“这项研究通过实验、分析和数值评估了牙本质模拟材料的机械性能和疲劳行为，并发现一种具有惊人尺寸和形状的材料可以可靠地替代人类牙本质作为陶瓷冠疲劳测试中的基材，”首席研究员 James 博士说蔡。

他补充说：“我们希望这项研究可以帮助面临人类牙齿拔除不足问题的研究人员，并借助牙本质模拟材料促进可预测的实验室研究。”

该研究得到了一般研究基金 (GRF) 的支持。其初步结果由共同研究者陈艳宁女士在牙科材料学会 2022 年年会上发表，并获得学生旅游奖。