高分子义眼材料的表面粗糙度及硬度介绍

义眼俗称假眼，是一种修复领面部的鹰复体，用于眼外伤或眼肿瘤导致的眼球摘除或眼球萎缩失明患者。义眼放置于眼结膜囊内，起填充眼窝、支撑眼睑、恢复眼部外观，从而达到美容作用，其修复效果良好，在临床实践中广泛应用。目前制作义眼的材料多用口腔修复材料中的高分子材料，也有用硅胶类或玻璃材料制作。硅胶类材料虽然有操作简便，调色容易，可以复层上色，仿真性好等优点，但是长时间口晒容易变色，难以打磨修改，不能抛光，在口腔环境中易滋生真菌等，现已不常用于义眼修复。玻璃材料义眼因为其价格高，仿真度低，装带或碰到硬物会破碎，从而造成二次伤害，现在已经较少使用。因为高分子材料有生物相容性好、透明度高、仿真度高、易于配色和修改、质轻、不易破碎等诸多优点，所以，临床中使用高分子材料制作义眼最 为普遍。

目前，临床中虽有多种高分子修复材料用于义眼修复，但尚未见到各种义眼修复材料舒适性方面的评价研究。高分子义眼材料的物理性能，如密度、硬度、机械强度等都影响义眼的加工精度，从而影响义眼表面的粗糙度，最 终影响义眼戴用的舒适度。随着科学的发展和社会的进步，人们对义眼的要求如美观性、舒适性等也越来越高，因此，为患者制作舒适性高的义眼显得尤为重要。实验即测量各种不同材料的硬度，以及材料在玻璃界面聚合和精加工后表面的粗糙度，观察不同材料的气泡生成情况并计算气泡生成率，从而分析不同材料间致密度及硬度的差别，以及两者对义眼表面粗糙度的影响，为临床上选择最 佳的义眼材料提供指导。

义眼的制作是利用口腔修复的原理和方法，恢复眼缺损患者术后的面容。现在国内为眼缺损患者制作义眼的材料主要是口腔修复材料中的高分子材料，此材料优点有质量轻，易于修改，不易泛黄褪色，使用年限长等。在临床工作中，患者戴用义眼的舒适度是评定义眼制作是否成功的主要指标，而戴用舒适度又与义眼的表面粗糙度有关。影响义眼表面粗糙度的原因主要有高分子材料聚合成烈后所获得初表面的光滑程度和磨光过程，其中初表面的光滑程度与材料本身的性质密切相关，实验中材料的初表面的表面粗糙度，即玻璃界面的粗糙度，反应的是材料本身的性质的差别，而抛光之后的表面粗糙度反应的是抛光方法对粗糙度的影响。

材料的硬度不是一个单纯的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度、韧性的综合指标，是固体材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，或抵抗其中两种或3种情况同时发生时的能力，可以表述为材料对抗残余变形和反破坏的能力，是衡量材料软硬程度的指标。硬度分为：

①划痕硬度。主要用于比较不同矿物的软硬程度，方法是选一根一端硬一端软的棒，将被测材料沿棒划过，根据出现划痕的位置确定被测材料的软硬。定性地说，硬物体划出的划痕长，软物体划出的划痕短。

②压入硬度。主要用于金属材料，方法是用一定的载荷将规定的压头压入被测材料，以材料表面局部塑性变形的大小比较被测材料的软硬。由于压头、载荷以及载荷持续时间的不同，压入硬度有多种，主要是布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等几种。

③回跳硬度。主要用于金属材料，方法是使一特制的小锤从一定高度自由下落冲击被测材料的试样，并以试样在冲击过程中储存(继而释放)应变能的多少(通过小锤的回跳高度测定)确定材料的硬度。其中洛氏硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标，以0.002mm作为一个硬度单位，当布氏硬度＞450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量：它是用一个顶角1200的金刚石圆锥体或直径为1.59，3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。

布氏硬度一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。布氏硬度是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布氏硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般以一定的载荷将一定大小的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值，单位为公斤力/m㎡。测试载荷与测试钢球的直径需根据材料的实际性能再确定。里氏硬度是以HL表示，里氏硬度测试技术是由瑞士狄尔马，里伯博士发明的，它是用一定质量的装有碳化钨球头的冲击体，在一定力的作用下冲击试件表面，然后反弹。由于材料硬度不同，撞击后的反弹速度也不同。在冲击装置上安装有永磁材料，当冲击体上下运动时，其外围线圈便感应出与速度成正比的电磁信号，再通过电子线路转换成里氏硬度值。实验采用里氏硬度计测量，里氏硬度计是利用电磁原理感应与速度成正比的电压，仪器中具有一定质量的冲击体在一定的实验力作用下冲击试样表面，测量冲击体距试样表面1mm处的冲击速度与回跳速度，回跳速度与冲击速度之比即为里氏硬度。材料老化是义眼戴用时间久后一个最 普遍的现象，常表现为材料表面裂隙，从而严重影响义眼的美观及舒适度。其原因往往是单体转换率低和气泡生成率高，材料内部应力分布不均匀，引起应力集中。

另外，如果材料内部剩余较多单体，还可对聚合体有塑性作用，降低材料的强度及硬度。相反，单体转化率越高，硬度越大，越能保持润滑性，有助于降低表面粗糙度，所以义眼的使用年限越长，患者的复诊次数减少，减轻了患者的经济负担。临床中常用增加材料硬度的方法有两种，一是尽量增加单体的转化率，减少气泡的生成，二是添加质量百分含量为0.05%的纳米SiO2。