牙科陶瓷高速调磨温度与热-力耦合损伤研究

利用高速牙科切割器械对陶瓷修复体进行口腔调磨是保证修复体按照预期寿命有效行使临床功能的关键环节。然而，牙科高速调磨陶瓷引起的温升与热损伤问题，不仅易导致修复体强度降低、临床过早失效，而且还牵系着患者临床感受。本项目拟针对上述关键问题，侧重研究新一代齿科陶瓷口腔高速调磨过程中磨削热的产生与传递机制，建立磨削区瞬变温度场模型，探讨热量分配比例、峰值温度及温度场变化特性，确立控制热损伤的临界温度与临界工艺参数值；结合实验研究和理论分析，构建一套牙科陶瓷高速调磨表面/亚表面热-力耦合损伤的有限元预测方法，揭示牙科陶瓷高速调磨热-力学损伤的主要影响因素及其规律，提出有效控制或消除牙科高速调磨热-力学损伤的方法。上述研究不仅对于提高陶瓷修复体的力学性能，促进全瓷口腔修复的运用与普及具有重要意义，而且为牙科医生实现高效、高质量的口腔高速调磨修复提供科学指导和理论依据。

全瓷修复技术是解决口腔疾病的关键技术之一，而全瓷高速调磨引起的修复体/牙体组织热-力损伤问题，不仅易导致修复体强度降低、临床过早失效，还牵系着患者临床感受，本项目针对上述关键科学问题进行研究。构建了具有温度-力觉多感知与监控功能的牙科调磨手术模拟实验平台；基于新型高速电动牙科手机，对长石瓷和白榴石基牙科陶瓷进行了动态力学损伤实验研究，揭示了牙科陶瓷高速调磨主控物理量及表面损伤的主要影响因素及其影响规律；从热力学角度，对牙科陶瓷高速调磨热传递与热损伤机理进行研究，建立了牙科高速磨削区温度场测量方法及理论模型，确立了控制热损伤的临界温度与临界工艺参数，打破现有研究仅局限于磨削力学实验研究的局限；基于牙体多层结构特征，构建了牙科陶瓷/牙体组织高速调磨热-力耦合损伤的数字模拟预测模型，提出有效控制磨削热-力学损伤的最佳临床操作方法，为牙科医生实现高效高质的高速调磨修复手术提供理论指导及科学依据。. 上述研究成果在SCI国际期刊上发表/录用论文3篇，其中ISI影响因子2.0以上的1篇，1.0以上1篇，另外一篇为机械工程领域权威期刊ASME J Manuf Sci E论文；发表国际会议论文4篇，参加在美国召开的ASME国际会议1次并公开演讲；培养研究生2名。