【摘要】：目的:為了解決傳統(tǒng)的咬合檢查方法精確度以及敏感性不夠的問題,本論文將具有力致發(fā)光性能的銪/鏑共摻雜鋁酸鍶力致發(fā)光材料SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)(SAOED)與口腔醫(yī)用材料義齒基托樹脂(denture base resin,DBR)復合,通過對復合材料的力致發(fā)光性能、摩擦學-力學性能及生物相容性進行研究,探討其在臨床應用的可行性并為該應用提供一定的實驗依據(jù)。材料與方法:采用高溫固相法成功合成了系列不同摻雜濃度Eu~(2+)和Dy~(3+)的力致發(fā)光材料SAOED,采用XRD和UV-vis對SAOED的組成、晶體結構及吸收性能進行表征。通過系統(tǒng)研究摻雜組分濃度對材料的光致發(fā)光(PL)、余輝衰減(Decay)和力致發(fā)光(ML)等性能的影響,使用配有CCD的熒光分光光度計-摩擦磨損試驗機-萬能實驗機耦合測試平臺進行測試,對SAOED的化學組分進行了優(yōu)化。將牙托粉與優(yōu)化后的SAOED粉末利用乙醇分散和研磨的方法混合均勻后,在其中加入相應比例的牙托水,制備合成含有不同質量比例力致發(fā)光粉體的SAOED/DBR復合材料。復合材料的摩擦學性能和硬度的檢測分別是通過CSM往復摩擦試驗機和邵氏硬度計進行測試。采用MTT對SAOED/DBR復合材料的生物相容性進行評估。結果:1.XRD測試結果表明合成了具有單相結構的SAOED,Eu~(2+)和Dy~(3+)的摻雜對SrAl_2O_4的晶體結構沒有影響。UV-vis光譜結果進一步證實Eu~(2+)和Dy~(3+)被成功摻雜于基質結構中。SEM對SAOED材料形貌結構表征表明分散性較好,大小均在10μm左右。2.將SAOED粉末與環(huán)氧樹脂硬質基體復合,通過改變SAOED中Eu~(2+)的摻雜濃度(1%,2%,3%,4%)以及Dy~(3+)的摻雜濃度(1%,2%,3%),系統(tǒng)研究其光致發(fā)光、余輝衰減以及力致發(fā)光性能。結果為當Eu~(2+)和Dy~(3+)的摻雜濃度分別為2%和1%時,SAOED材料具有最強的力致發(fā)光和光致發(fā)光以及較短的余輝時間,綜合發(fā)光性能最佳。對樣品施加應力的速率為100N/s時,當所加動態(tài)應力高于一定值后,發(fā)光強度隨應力增加而增強,發(fā)光強度與應力兩者之間呈現(xiàn)很好的正相關性。3.將優(yōu)化后的SAOED粉體材料與口腔醫(yī)用基托樹脂(DBR)復合,制備了含有不同復合比例(1:8,1:7,1:6,1:5)的SAOED/DBR復合材料,結果表明SAOED可以在DBR基體中表現(xiàn)出明亮的力致發(fā)光,摩擦學性能檢測結果表明SAOED/DBR復合材料與DBR對照組比,摩擦系數(shù)無明顯變化,體積磨損率最低,耐磨損性能增強。邵氏硬度計檢測結果表明SAOED/DBR復合材料與DBR硬度沒有差別。當SAOED/DBR的摻雜比例為1:7時,復合材料性能最佳。MTT結果表明,與空白組和對照組DBR相比,SAOED/DBR復合材料對L929細胞的生長增殖無影響,該復合材料無細胞毒性。4.用優(yōu)化后的SAOED粉末與DBR復合制成牙齒模型以及口腔標準模型。模擬口腔環(huán)境中牙齒擠壓摩擦行為作用下,該模型的受力區(qū)域可以看到明亮的發(fā)光。結論:1.SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)力致發(fā)光材料中Eu~(2+)和Dy~(3+)的摻雜濃度分別為2%和1%時,光致發(fā)光和力致發(fā)光性能最強,且余輝時間較短,表現(xiàn)出最佳的綜合性能。2.當SAOED/DBR復合材料的摻雜比例為1:7時,具有最優(yōu)的摩擦磨損性能,且生物相容性良好。3.基于SAOED/DBR復合材料制備的人工牙模型,在模擬口腔環(huán)境下牙齒的擠壓摩擦行為的力致發(fā)光表明,SAOED的復合是一種更為精確,操作更便利的人工牙咬合檢查方法,為其應用于口腔咬合檢查提供實驗依據(jù)。
【圖文】：

圖 1.1 力致發(fā)光材料的應用[56]。（A）LiNbO3: Pr3+壓縮載荷下 Y’OY 方向應力分布的實驗和模擬比較。插圖：原理品發(fā)光強度與壓力載荷關系圖及在施加的負載下 ML 的光學照片[50]。（B）在超聲波（U發(fā)下使用應力發(fā)光材料用于生物成像和光療的示意圖[52]。（C）連續(xù)氣流下風驅動 M的照片[53]。（D）使用基于 ML 的設備記錄四個簽名的簽名習慣的示范：（i）壓力均勻

圖 1.2 SAOED 的 ML 示意圖[50]. Eu2+的激發(fā)；2.電子在導帶中的移動；3.電子被陷阱捕獲；4.電子釋放；動；6.電子從導帶進入 5d 激發(fā)態(tài)；7.光的發(fā)射）。
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R783.1

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本文編號：2610455