Tính Chất Cơ Học Của Nhựa In 3D Trong Nha Khoa - XDENT LAB

Những năm gần đây, nhựa in 3D đã trở thành vật liệu chủ lực trong nha khoa kỹ thuật số. Khả năng tạo ra hình học chính xác cao, kết hợp với tốc độ sản xuất nhanh và chất lượng vật liệu đồng nhất, giúp nó phù hợp cho mẫu răng, guide phẫu thuật, phục hình tạm, máng chỉnh nha và phục hình thử.
Để đảm bảo hiệu quả lâm sàng dự đoán được, việc hiểu rõ các tính chất cơ học của nhựa in 3D—cách vật liệu phản ứng với các loại lực khác nhau trong môi trường miệng—là rất quan trọng.

1. Độ Bền Kéo (Tensile Strength)

Độ bền kéo là giá trị ứng suất tối đa mà vật liệu chịu được khi bị kéo dài hoặc giãn trước khi bị đứt.

Với nhựa in 3D nha khoa, độ bền kéo khoảng 106 MPa, thể hiện khả năng chịu lực kéo tốt.

👉 Ý nghĩa lâm sàng:

• Giúp hạn chế nứt vỡ khi lắp vào hoặc tháo ra
• Đảm bảo độ bền cấu trúc ở vùng mỏng hoặc yếu
• Phù hợp cho mão tạm, máng chỉnh nha, khung thử nơi có lực kéo tác động

2. Mô-đun Đàn Hồi Kéo (Tensile Modulus)

Mô-đun đàn hồi kéo (hay mô-đun Young) đo độ cứng của vật liệu, tức khả năng chống biến dạng đàn hồi dưới tải kéo.

Với mô-đun khoảng 13.200 MPa, nhựa này có độ cứng khá cao.

👉 Liên quan lâm sàng:

• Hạn chế biến dạng đàn hồi dưới lực chức năng
• Giữ độ chính xác kích thước theo thời gian
• Quan trọng cho mẫu răng, guide phẫu thuật và các ứng dụng cần độ chính xác cao

3. Độ Giãn Dài Khi Đứt (Elongation at Break)

Độ giãn dài khi đứt chỉ mức độ vật liệu có thể kéo giãn, biểu thị bằng phần trăm chiều dài ban đầu, trước khi bị đứt. Tính chất này phản ánh độ dẻo của vật liệu.

Độ giãn dài khi đứt lên tới 186% cho thấy nhựa có thể biến dạng lớn trước khi gãy.

👉 Tại sao quan trọng:

• Giảm độ giòn so với polymer cứng truyền thống
• Hấp thụ lực và tải đột ngột tốt hơn
• Giảm nguy cơ vỡ hoàn toàn khi thao tác lâm sàng hoặc sử dụng trong miệng

4. Độ Bền Uốn (Flexural Strength)

Độ bền uốn đo khả năng vật liệu chống lại biến dạng và gãy khi bị uốn, thường gặp trong quá trình ăn nhai.

Nhựa in 3D này có độ bền uốn khoảng 190 MPa, cho thấy khả năng chịu lực uốn rất tốt.

👉 Ứng dụng thực tế:

• Phục hình tạm
• Phục hình chẩn đoán
• Khung thử tiếp xúc với lực nhai gián tiếp

5. Mô-đun Đàn Hồi Uốn (Flexural Modulus)

Mô-đun đàn hồi uốn thể hiện độ cứng của vật liệu khi chịu lực uốn, phản ánh mức độ vật liệu bị cong khi có lực tác động.

Với giá trị khoảng 11.880 MPa, nhựa đạt cân bằng giữa độ cứng và độ linh hoạt.

👉 Ý nghĩa lâm sàng:

• Ngăn cong quá mức dưới lực nhai
• Tránh quá cứng gây khó chịu cho bệnh nhân
• Hỗ trợ phục hình tạm/thử ổn định, thoải mái trong thời gian ngắn hoặc trung bình

6. Độ Bền Va Đập Izod (Izod Impact Strength)

Độ bền va đập Izod đánh giá khả năng chống chịu lực tác động hoặc va đập đột ngột, như khi rơi hoặc va chạm.

Giá trị khoảng 51 J/m cho thấy khả năng chống va đập ở mức trung bình.

👉 Lợi ích thực tiễn:

• Giảm nguy cơ vỡ khi thao tác, chỉnh sửa hoặc vận chuyển
• Tăng độ bền trong quy trình labo hàng ngày
• Nâng cao độ tin cậy tổng thể của linh kiện nha khoa in 3D

7. Nhiệt Độ Biến Dạng Nhiệt (Heat Deflection Temperature - HDT)

Nhiệt độ biến dạng nhiệt (HDT) là nhiệt độ mà vật liệu bắt đầu biến dạng dưới tải trọng nhất định. Biểu thị độ ổn định nhiệt dưới ứng suất cơ học.

• HDT @ 1,8 MPa: 111°C
• HDT @ 0,45 MPa: 286°C

👉 Ý nghĩa lâm sàng:

• Đảm bảo ổn định hình dạng khi tiệt trùng và xử lý sau in
• Giảm biến dạng do nhiệt
• Phù hợp cho ứng dụng nha khoa cần chịu nhiệt độ cao

Kết Luận

Tổng thể, nhựa in 3D nha khoa sở hữu sự kết hợp cân bằng giữa độ bền, độ cứng, độ dẻo, khả năng chống va đập và ổn định nhiệt. Những tính chất cơ học này giúp vật liệu đáp ứng tốt yêu cầu chức năng trong môi trường miệng, đồng thời duy trì độ chính xác và an toàn.

Việc lựa chọn đúng loại nhựa dựa trên tính chất cơ học là yếu tố then chốt để đạt kết quả tiên lượng, hiệu suất lâu dài và sự hài lòng của bệnh nhân trong nha khoa kỹ thuật số.

Tài Liệu Tham Khảo

1. ISO 4049 – Nha khoa — Vật liệu phục hồi nền polymer
2. ISO 20795-1 – Nha khoa — Polymer nền — Polymer nền hàm tháo lắp
3. ASTM D638 – Phương pháp thử tiêu chuẩn cho tính chất kéo của nhựa
4. ASTM D790 – Phương pháp thử tiêu chuẩn cho tính chất uốn của nhựa không gia cường và có gia cường
5. Revilla-León, M. et al. Công nghệ sản xuất cộng bù dùng cho polymer: Hiện trạng và ứng dụng tiềm năng trong phục hình nha khoa. Journal of Prosthodontics.
6. Stansbury, J.W., Idacavage, M.J. In 3D với polymer: Thách thức giữa các lựa chọn mở rộng và cơ hội. Dental Materials.