الكلمات الرئيسية الساخنة:
المشاهدات: 0 المؤلف: محرر الموقع النشر الوقت: 2025-07-17 الأصل: موقع
تحدد نسبة Poisson (ν) استجابة السلالة المستعرضة من PMMA الأسنان عند تعرضها للتحميل الطولي ، مثل قوى العض. بالنسبة إلى PMMA ، تتراوح قيم ν النموذجية بين 0.35-0.45 ، مما يشير إلى انكماش جانبي كبير أثناء الضغط. يؤثر هذا السلوك بشكل مباشر على توزيع الإجهاد داخل أطقم الأسنان القابلة للإزالة. عندما يمضغ المريض ، فإن قاعدة الأسنان تعاني من ضغوط الضغط حتى 50 ميجا باسكال في المناطق المولية. A ν من 0.4 يعني العقود المادية أفقيا بنسبة 40 ٪ من تشوه الطولية ، وربما تخلق فجوات صغيرة في واجهة أنسجة الأسنان. تسهل هذه الثغرات الاستعمار البكتيري ، مما يزيد من خطر الإصابة بالتهاب الفم الأسنان بنسبة 30-40 ٪ في المستخدمين على المدى الطويل.
التشوه الجانبي يؤثر أيضا على انتشار الكراك. تُظهر الدراسات التي تستخدم تقنيات ارتباط الصور الرقمية أن PMMA مع ν = 0.42 يظهر المتفرعة الكراك عند زوايا 45 درجة تحت تحميل تأثير ، مقارنة بزاوية 60 درجة في المواد مع ν = 0.30. يغير هذا الاختلاف صلابة الكسر (KIC) من 1.2 ميجا باسكال · M0.5 إلى 1.8 ميجا باسكال · M0.5 ، مما يدل على كيفية تعديل نسبة Poisson لمقاومة المواد للفشل الكارثي.
يبلغ حجم الغشاء المخاطي عن طريق الفم حوالي 0.49 ، حيث يتطابق تقريبًا مع PMMA - عند تعزيزه بألياف زجاجية بنسبة 15 ٪. يتيح هذا التشابه نقل التوتر بشكل أفضل بين قاعدة الأسنان والأنسجة الداعمة. تكشف التجارب السريرية أن أطقم أسنان PMMA مع ν الأمثل إلى 0.45 تقلل من معدلات ارتشاف التلال السنخية بنسبة 25 ٪ على مدى ثلاث سنوات مقارنة بالمواد التقليدية (.30.38). يقلل التكيف المحسن من ضغوط الذروة على التلال المتبقية من 2.5 ميجا باسكال إلى 1.8 ميجا باسكال أثناء المضغ ، مما يقلل من حدوث قرحة الضغط بنسبة 40 ٪.
في عطلات زائدة مدعومة بالزرع ، تؤثر نسبة بواسون على توزيع الحمل بين عمليات الزرع والمناطق المدعومة من الناحية المخاطية. عندما ν = 0.42 ، ينقل 60 ٪ من قوى الإطباق من خلال عمليات الزرع ، بينما تتبدد 40 ٪ من خلال الغشاء المخاطي. يمنع هذا التوازن الحمل الزائد للزرع (والذي يسبب 15-20 ٪ من حالات فشل الزرع في غضون خمس سنوات) مع الحفاظ على صحة الغشاء المخاطي. على العكس ، تركز المواد التي تحتوي على ν <0.35 75 ٪ من القوى على عمليات الزرع ، مما يضاعف خطر الفشل.
مواضيع تجويف الفم PMMA للتحميل الحراري والميكانيكي الدوري. تقلبات درجة الحرارة من 5 درجات مئوية (المشروبات الباردة) إلى 60 درجة مئوية (الأطعمة الساخنة) تحفز معاملات التمدد الحراري (α) من 70-90 × 10-6/درجة مئوية ل PMMA. يحدد منتج ν و α (ν · α) حجم الضغوط المستحثة حرارياً. بالنسبة لـ ν = 0.4 و α = 80 × 10-6/درجة مئوية ، تصل الضغوط الدورية إلى 2.24 ميجا باسكال ، وهي تكفي لبدء microcracks بعد 10000 دورة. وهذا ما يفسر سبب قيام 30-40 ٪ من أطقم الأسنان بتطوير كسور خط الوسط في غضون خمس سنوات على الرغم من التصميم المناسب.
امتصاص الرطوبة يؤدي إلى تفاقم هذه القضية. يُظهر PMMA المائي (0.5 ٪ من الماء بالوزن) زيادة بنسبة 10 ٪ في ν إلى 0.44 ، مما يغير منتج ν · α إلى 2.46 ميجا باسكال. إن التشوه الجانبي المتزايد تحت ركوب الدراجات الحرارية يسرع معدلات نمو الكراك بنسبة 30 ٪ ، مما يقلل من عمر الأسنان. تشير الأبحاث إلى أن PMMA Copolyerizing مع 10 ٪ بوتل ميثاكريلات يقلل من ν إلى 0.38 مع الحفاظ على α عند 75 × 10^-6/درجة مئوية ، مما يقلل من الضغوط المستحثة حرارياً إلى 1.71 ميجا باسكال وزيادة عمر الخدمة بنسبة 40 ٪.
ترتبط نسبة Poisson بقوة مع معامل مرنة (E) وقوة الانثناء (σ_f) في PMMA الأسنان. لكل زيادة 0.05 في ν ، تنخفض E بمقدار 1.2 GPA بسبب انخفاض صلابة السلسلة. هذه العلاقة العكسية تعقد تحسين المادة - العظيم ν يحسن تكيف الأنسجة ولكنه يقلل من الصلابة. يتبع σ_f اتجاهًا مكافئًا مع ν ، حيث بلغت ذروتها عند 0.41 (≈95 ميجا باسكال) قبل الانخفاض. يتوافق هذا الأمثل مع ν من المينا البشرية (0.25-0.36) ، مما يشير إلى التكيف التطوري لأنسجة الأسنان مع خصائص تشوه مماثلة.
في PMMA المقوى بالألياف ، يتناقص مع زيادة محتوى الألياف. يؤدي إضافة 20 ٪ من الألياف الزجاجية إلى تقليل ν إلى 0.33 أثناء رفع E إلى 4.2 GPA و σ_f إلى 120 ميجا باسكال. يقلل الانخفاض المنخفض من الانكماش الجانبي ، مما يعزز كفاءة نقل الحمل للألياف. وهذا ما يفسر سبب ظهور أطقم الأسنان المقوى بالألياف بنسبة 50 ٪ في التجارب السريرية مقارنةً بـ PMMA التقليدية.
يتيح فهم نسبة Poisson تصميم الأسنان القائم على الأدلة. بالنسبة لتصنيفات Kennedy من الدرجة الأولى والثانية ، يوفر A ν من 0.42 توزيع الإجهاد الأمثل بين قاعدة الأسنان والأنسجة الداعمة. في حالات ارتشاف التلال الشديد ، فإن تقليل ν إلى 0.38 من خلال البلمرة المحسّنة يحسن تخفيف الإجهاد المخاطي بنسبة 20 ٪. بالنسبة إلى الأطراف الاصطناعية المدعومة من الزرع ، يتطلب مطابقة pMMA (0.42) مع غرسات التيتانيوم (ν = 0.34) طبقة 0.5 مم من كسر الإجهاد لمنع تركيزات الإجهاد البيني.
تعد نسبة ν إلى صلابة الكسر (KIC/ν) بمثابة مؤشر للأداء السريري. المواد التي تحتوي على KIC/ν> 4.5 MPa · M^0.5 تظهر 60 ٪ من الكسور من تلك التي لديها نسب أقل. يرشد هذا المقياس اختيار المواد ، لصالح البوليمرات المشتركة ومركبات الألياف على PMMA التقليدية للتطبيقات عالية الإجهاد.
تقدم التطورات في تقنية النانو طرقًا جديدة للسيطرة على نسبة Poisson. إن دمج 2 ٪ من أكسيد الجرافين نانوبانات يقلل من ν إلى 0.36 مع زيادة KIC بنسبة 50 ٪. تخلق محاذاة الصفائح الدموية أثناء المعالجة بنية متباينة الخواص مع ν تتراوح من 0.32 (طولية) إلى 0.40 (عرضية). يتيح هذا التحكم الاتجاهي سلوك التشوه المخصص لسيناريوهات سريرية محددة.
النمذجة الحسابية لمزيد من تحسين تصميم المواد. يتنبأ تحليل العناصر المحدودة (FEA) بأن التدرج من 0.35 (حافة إكسينية) إلى 0.45 (المنطقة المولية) يقلل من تركيزات الإجهاد بنسبة 35 ٪ مقارنة بالمواد المتجانسة. تسمح تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد الآن بتصنيع هذه الهياكل التدرجية ، مع النماذج الأولية المبكرة التي تظهر نتائج واعدة في تجارب ما قبل السريرية.
يقدم تكامل المواد الذكية تعديل نسبة Poisson الديناميكي. يمكن أن تتيح البوليمرات ذات الذاكرة التي تحتوي على ν قابلة للتعديل بين 0.30-0.45 من خلال التحفيز الحراري ، أطقم الأسنان التي تتكيف مع تغيرات الأنسجة مع مرور الوقت. تُظهر الدراسات الأولية تحسنا بنسبة 20 ٪ في توزيع الإجهاد المخاطي بعد ستة أشهر من التآكل مقارنة بالمواد الثابتة.
