用于牙科修复的光固化复合树脂性能要做到和天然牙齿的性能接近,由于牙齿主要成分是无机物,因此可以通过添加无机填料来实现和牙齿相似的性能。无机填料有不同的尺寸(微米级、纳米级)、不同的形状(颗粒状、纤维状、簇状)、不同的成分(玻璃,硅胶,碳)。无机填料的大小、类型、含量、与树脂的相容性等对复合树脂性能都有明显影响。无机填料越细,含量越高,复合树脂就越耐磨损,而且收缩率也会降低,而牙科复合树脂无机填料含量最高可以达到70%wt。目前,复合树脂的填料主要有石英粉,气相SiO2及陶瓷粉和锆玻璃粉等。
晶须是一种微米级单晶体短纤维的物质,长径比大于20:1,人们发现这种材料能对牙科树脂起到良好的增强效果,而用于牙科树脂的晶须主要有碳化硅、氮化硅、羟基磷灰石和硼酸铝等。Zhang等将硅烷偶联剂改性的羟基磷灰石晶须加到树脂中,研究发现树脂的弹性模量和抗折裂能力明显提升。Xu等研究发现,在牙科复合树脂中添加陶瓷晶须能显著提升树脂的强度和韧性,而且在抛光性,吸水性和强度耐久性等方面也得到明显改善。因为晶须具有极高的弹性模量和拉伸强度,所以能有效地提升树脂的综合力学性能,但是其价格较高而得不到广泛应用。
口腔是一个比较复杂的环境,唾液中含有多种不同的细菌。而在口腔内佩戴的牙科制品,例如冠桥修复体,因和牙表面结合不紧密产生空隙而滞留唾液,细菌容易在该空隙中滋长。细菌生长产生的菌膜会损坏树脂修复体。在美国,5-11%的牙科修复体因为菌膜的生长而需要完全替换,牙科病人每年都要花200亿来替换损坏的牙科修复体。细菌形成的菌膜还很容易引发龋病,这对因龋病而进行牙科修复手术的病人尤为致命。在美国,牙科修复后继发龋发生概率高达15%,而且政府每年要花费5亿美金来对这些病人进行细致的护理。细菌在材料表面会逐渐生长成菌膜。抗菌复合树脂能够阻断细菌的生长过程,抑制菌膜的形成,从而维持患者口腔环境的健康和减少修复体的侵蚀。