一、常用材料
热塑性聚氨酯(TPU)
特性:TPU 是隐形牙套最常用的材料之一。它具有良好的弹性和回弹性,这使得牙套能够在施加适当的矫治力于牙齿后,恢复到原来的形状。例如,当牙套对牙齿产生矫治压力,牙齿发生微小移动后,牙套可以依靠自身的弹性回到初始状态,继续发挥矫正作用。
这种材料还具有较高的透明度,能让牙套在佩戴时达到较好的隐形效果。从外观上看,牙齿上的牙套就不太明显,这对很多注重美观的患者来说是一个重要的优点。
TPU 材料的生物相容性良好,意味着它在口腔环境中不会引起过敏反应或其他不良的生物反应,对口腔组织比较友好。
制作工艺影响:
在制作隐形牙套时,TPU 材料通过热压成型等工艺,根据患者的牙齿模型精确地制成牙套形状。其加工过程的温度、压力等参数控制会影响牙套的最终性能,如合适的温度和压力能保证牙套的尺寸精度和机械性能。
聚对苯二甲酸乙二醇酯 - 聚醚(PET - G)
特性:PET - G 材料同样具有出色的光学透明性,与 TPU 相比,它的透明度更高,几乎可以达到隐形的极致效果。这使得佩戴者在社交距离下,牙齿上的牙套很难被察觉。
它的韧性较好,在日常的咀嚼、说话等口腔活动中,能够承受一定的外力而不容易破裂。例如,当患者不小心咬到稍微硬一点的食物时,PET - G 材料的牙套能够抵抗这种意外的压力,减少损坏的风险。
该材料的化学稳定性较高,在口腔内的复杂化学环境中,如接触唾液、食物中的各种成分等,不会发生化学分解或变形,能保持良好的性能。
适用情况:PET - G 材料由于其高透明度和韧性,特别适用于对美观要求极高且牙齿矫正情况相对不那么复杂的患者。例如,一些从事演艺、播音等职业的人士,他们需要在矫正牙齿的同时尽可能地保持良好的形象,PET - G 材料的牙套就是一个很好的选择。
二、材料的性能要求
力学性能
矫治力传递:隐形牙套材料需要能够有效地传递矫治力到牙齿上。材料的弹性模量是一个关键因素,合适的弹性模量可以确保牙套对牙齿施加的力在一个合理的范围内,既能引起牙齿的有效移动,又不会对牙齿和牙周组织造成损伤。例如,材料的弹性模量过高,牙套会过硬,可能导致牙齿受力过大,引起疼痛甚至牙根吸收等问题;弹性模量过低,则牙套无法提供足够的矫治力,影响矫正效果。
抗疲劳性:患者在整个矫正过程中需要长时间佩戴牙套,这就要求材料具有良好的抗疲劳性能。在反复的摘戴和口腔内的各种应力作用下,牙套不能出现裂纹或断裂。材料的分子结构和结晶度等因素会影响其抗疲劳性能,例如,结晶度适中的材料通常具有较好的抗疲劳性,因为结晶区域可以增强材料的强度,而非结晶区域则可以提供一定的柔韧性。
生物相容性
口腔组织反应:隐形牙套材料必须是生物相容性良好的,不能引起口腔黏膜的炎症、过敏等不良反应。材料表面的粗糙度、化学组成等会影响其生物相容性。光滑的材料表面可以减少对口腔黏膜的刺激,而材料中的化学物质如果释放到口腔环境中,不能对口腔组织产生毒性作用。例如,一些劣质的材料可能会释放出有害的化学物质,导致口腔黏膜红肿、疼痛,甚至溃疡。
微生物附着情况:材料还应尽量减少微生物在其表面的附着。口腔内有各种细菌和微生物,容易在牙套表面形成菌斑。良好的材料表面性质可以降低菌斑的附着,例如,一些具有抗菌涂层的隐形牙套材料能够抑制微生物的生长,有利于口腔卫生的维护。
光学性能
透明度要求:隐形牙套的 「隐形」 特性主要依赖于材料的透明度。高透明度的材料可以让牙齿在矫正过程中看起来更加自然,减少对患者外观的影响。材料的折射率等光学性质会影响其透明度,通过调整材料的配方和加工工艺,可以提高材料的透明度。例如,采用特殊的添加剂或者优化成型工艺,可以使牙套材料的透明度接近或达到天然牙釉质的透明度。
三、材料的发展趋势
智能化材料的应用
形状记忆功能:未来可能会出现具有形状记忆功能的隐形牙套材料。这种材料可以根据牙齿矫正的不同阶段和预定的矫治方案,自动调整形状和矫治力。例如,在牙齿移动到一定程度后,牙套能够根据预先设定的记忆形状,改变自身形状,从而提供下一阶段合适的矫治力,提高矫正效率。
药物缓释功能:另一个发展方向是在隐形牙套材料中添加药物缓释功能。在矫正牙齿的同时,可以缓慢释放出有助于口腔健康的药物,如氟化物来预防龋齿,或者抗炎药物来减轻矫正过程中可能出现的牙周炎症。这种智能化的材料可以为患者提供更加全面的口腔护理。
复合新材料的研发
性能优化组合:研发人员正在探索将不同材料的优点进行组合的新型复合材料。例如,将具有良好弹性的 TPU 和高透明度的 PET - G 材料进行复合,制备出同时具备优秀的力学性能和光学性能的隐形牙套材料。通过调整复合材料的组成比例和结构,可以根据不同患者的需求定制材料的性能。
生物活性材料结合:还可以将生物活性材料与传统隐形牙套材料结合。比如加