不同膨胀系数石膏材料对颌位关系记录精度的影响

　　牙合架是一种模仿人体上下颌、颞下颌关节，借以固定上下颌模型和牙合托，具有与人体颞下颌关节相似运动形式的机械装置，可以再现上颌对颞下颌关节的固有位置关系，将患者上下颌高度、颌位关系转移到牙合架上，也可借助面弓将患者上颌对颞下颌关节的固有位置关系，转移至牙合架上从而保持稳定不变，模拟人体下颌运动。将模型放置到牙合架上，形成假想的牙合平面，是修复体制作过程中必不可少的步骤。上牙合架时用石膏将上下颌模型与牙合架上下颌体固定，调和并构筑石膏，固定上下颌体，针对不同材料施加不同压力，使切导针与切导盘紧密接触，待石膏完全固化后，撤除固定物，检查切导针是否与切导盘紧密接触，如接触不良则需重新上牙合架。由于石膏在水化凝结过程中，会产生一定程度的体积膨胀，因此要注意防止模型移位。临床上也常会出现因切导针上浮而导致重新上牙合架，或修复体在试戴过程中出现患者咬合升高、颞下颌关节不适、无法恢复咀嚼功能和容貌等情况，这就需要大量时间进行修改，使修复体制作时间延长，同时也增加了患者的就诊次数。如何选择石膏、减小石膏的凝固膨胀和恰当施加合适的压力，一直是困扰口腔医技人员的难题，也是口腔专业学生实验操作的难题。因此，上牙合架的精度是确保修复良好的一项重要指标。本实验研究了 3 种不同膨胀系数的石膏材料对颌位关系记录精度的影响。

　　1 实验材料与方法
　　
　　1.1 材料与仪器上海齿科材料厂普通石膏和硬石膏、贺利氏超硬石膏、ARUKOSO 型牙合架、标准无牙颌模型、电子天平、游标卡尺、砝码、橡皮碗、石膏调拌刀、料勺、量筒、量杯、水、红蓝铅笔等。

　　1.2 实验方法
　　
　　1.2.1 实验环境 实验室温度为（20±5）℃，实验设备、仪器及材料的温度均为室温，空气相对湿度为（65±10）.

　　1.2.2 调拌石膏 用电子天平准确称量 3 种石膏，确定水粉比例，普通石膏（β-半水硫酸钙）水粉比为 45 ml∶100 g,硬石膏（α-半水硫酸钙）水粉比为 26 ml∶100 g,超硬石膏（贺利氏）水粉比为 22 ml∶100 g.用量筒量取所需水量，然后将水倒入干净橡皮碗中，再加入已称重的石膏粉，用石膏调刀调拌，约 1 min 调拌成均匀的糊状后，轻轻振动橡皮碗，排出石膏内的气泡，即可上牙合架。

　　1.2.3 上牙合架 检查上下颌模型的咬合关系及牙合架各部件的固定位置。在牙合架的上下颌体表面涂布凡士林，置牙合架于牙合平面板上。将上下颌模型的基底面制备出固位沟后充分浸水。将上颌模型固定在牙合平面板上，使其牙合平面与牙合平面板一致，模型中线与切导针方向一致。分别用调拌好的 3种石膏将上颌模型固定在牙合架的上颌体上。卸下牙合平面板，倒置牙合架，依据咬合记录将下颌模型就位于上颌模型并暂时固定。再用调拌好的 3 种石膏将下颌模型固定在牙合架的下颌体上。确认切导针与切导盘相接触，加压固定。每种石膏上8 组牙合架，每组 6 个牙合架。

　　1.2.4 对抗石膏膨胀压力测定 测定普通石膏、硬质石膏、超硬石膏在牙合架上的膨胀性和施加不同压力对颌位关系的影响。

　　经多次试测，选择不同石膏上牙合架在施加多少力下，3 h、6 h、24 h 后，上下牙合架切导针上浮距离恰好合计为 0 mm,以正好抵抗石膏在凝固过程中因膨胀引发的切导针上浮现象。取 8 组牙合架在切导针恰好不上浮时施加压力的平均值。

　　2 结果
　　
　　测量 3 种不同石膏在上牙合架时因防止石膏膨胀引发的切导针上浮施加压力数，其中用普通石膏（β-半水硫酸钙）上牙合架，3 h 后上下牙合架切导针上浮距离合计为 0 mm 时施加压力平均值为 2.006 8 kg;硬石膏（α-半水硫酸钙）3 h 后上下牙合架切导针上浮距离合计为 0 mm 时施加压力平均值为 1.508 3kg;超硬石膏（贺利氏）3 h 后上下牙合架切导针上浮距离合计为 0 mm 时施加压力为 1.487 8 kg.在此压力下，3 类石膏在 6h、24 h 后上下牙合架切导针上浮距离仍为 0 mm.

　　3 讨论
　　
　　普通石膏的主要成分为 β-半水硫酸钙，是生石膏在常压下置于开放式器具内干烧得到的，呈假形性结晶，为片状并有裂纹的晶体，结晶很细，比表面积比 α-半水硫酸钙大，呈多孔性，密度较低，堆积能力较差。牙科用硬石膏的主要成分为 α-半水硫酸钙，采用与 β-半水硫酸钙不同的工艺脱水方法制备，主要方法有干闷法、蒸压（蒸炼）法、水热法等[1~3].其石膏晶体颗粒具有较高的密度和较小的比表面积，结晶常呈柱状、短柱状或针状，晶体较粗大、致密，混合时需水量小，强度高，线变量小[4].

　　齿科用超硬石膏是一种改良的硬石膏，其性能比硬石膏更好，强度高、硬度大，有较低的凝结膨胀率，较高的抗压强度，比表面积小，混合时需水量小[5].

　　在本实验中，用石膏上牙合架时共采用 3 种不同膨胀系数的石膏材料，即普通石膏（β-半水硫酸钙）、硬石膏（α-半水硫酸钙）、超硬石膏（贺利氏）。用超硬石膏上牙合架在施加平均1.4878 kg 压力下，3 h 后上下牙合架切导针上浮距离合计为 0 mm,可抵抗石膏在凝固过程中由膨胀引发的切导针上浮现象。用硬石膏上牙合架在施加平均 1.508 3 kg 压力下，3 h 后上下牙合架切导针上浮距离合计为 0 mm,可抵抗石膏在凝固过程中由膨胀引发的切导针上浮现象。用普通石膏上牙合架在施加平均2.006 8 kg 压力下，3 h 后上下牙合架切导针上浮距离合计为0 mm,可抵抗因石膏在凝固过程中膨胀引发的切导针上浮现象。超硬石膏上牙合架时所需压力最小，其原因可能与其硫酸钙晶体颗粒密度较大、形状规则、结晶致密、混合时需水量小、强度高等特性有关。普通石膏 β-半水硫酸钙的晶体结构疏松，形状不规则，强度低，硬化体中晶核的形成与生长较快，膨胀的速度也较快，从而导致其在凝固过程中膨胀变化较大，所需施加的压力也最大。在实验时水粉比越大，石膏凝固所需的时间越长，上牙合架的石膏部分最终凝固所形成的结构变脆，强度变低。这与水粉比越大，二水硫酸钙的结晶核中心减少，结晶体间的互相交结现象越少，结构疏松，材料脆性变大有关。但本实验将 3 种不同膨胀系数的石膏模型材料用于标准无牙颌模型上牙合架，均可在控制压力条件下抵抗石膏在凝固过程中引发的切导针上浮现象，使颌位关系记录保持不变。也就是说，3 种石膏材料上牙合架都不会影响制作质量。

　　4 结论
　　
　　在其他条件不变的情况下改变石膏的混水比率，随着混水比率的增大，石膏的初终凝时间直线上升。

　　相同水粉比及其他条件下，普通石膏、硬石膏、超硬石膏对水的需求量呈下降趋势，超硬石膏需水量最小。

　　普通石膏、硬石膏、超硬石膏在 ARUKOSO 型牙合架上牙合架过程中，保持切导针不上浮而控制石膏膨胀所需压力不同，普通石膏所需压力最大，超硬石膏所需压力最小。

　　普通石膏、硬石膏、超硬石膏均可在控制压力条件下抵抗石膏在凝固过程中由膨胀引发的切导针上浮现象，使颌位关系记录保持不变。

　　参考文献：

　　[1]肖群，李志安，程汉亭，等。齿科半水石膏的合成及性能研究[J].口腔医学纵横杂志，2001,17（3）：235-236.
　　[2]陈志山。α 型半水石膏的生产工艺[J].非金属矿，1995,103（1）：23-25.
　　[3]李天文，姜四清。α-半水高强度石膏生产新工艺[J].现代化工，1998（2）：22-24.
　　[4]孙宝岐。化工百科全书（14 卷）[M].北京：化学工业出版社，1993.
　　[5]段庆奎，董文亮，王惠琴，等。α 型超高强石膏（K 型石膏）研究与开发[J].非金属矿，2001,24（3）：26.