魏海榮，蘇健，楊曉慶，盧世松

北京市醫(yī)療器械檢驗所 （北京 101111）

自20世紀(jì)90年代以來，我國兒童與青少年的錯頜畸形發(fā)病率不斷增高，據(jù)2002年傅明魁等針對全國25 392名兒童和青少年進行的錯合畸形發(fā)病率的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國兒童與青少年的錯合畸形發(fā)病率為67.82%[1]。隨著正畸治療需求的增加，口腔正畸治療已在我國廣泛地開展起來。接受正畸治療的患者中，約60%需要進行拔牙，且大多存在向遠(yuǎn)中拉動尖牙和關(guān)閉間隙的過程。

向遠(yuǎn)中拉動尖牙和關(guān)閉拔牙間隙，一般均在0.019英寸×0.025英寸的不銹鋼方絲上進行[2]，通常使用的加力部件為包括結(jié)扎橡皮圈（主動結(jié)扎）、鏈狀橡皮圈和鎳鈦拉簧。利用結(jié)扎橡皮圈進行主動結(jié)扎關(guān)閉間隙的方法是由McLaughlin、Bennett和Trivisi 3人提出的，該方法隨著MBT直絲弓矯治技術(shù)的快速推廣，及在達到移動牙齒和關(guān)閉間隙效果的同時，結(jié)扎橡皮圈和鏈狀橡皮圈具有的價格優(yōu)勢，而被廣泛應(yīng)用于臨床。

如何對正畸橡皮圈進行性能檢測并做出合理的評價具有十分重要的理論和實踐意義。本研究從結(jié)扎橡皮圈斷裂延伸率與實驗長度的關(guān)系、初始變形拉伸力與平衡時間的關(guān)系以及不同拉伸過程對初始變形拉伸力的影響3個方面進行測試，以明確檢測方法對正畸橡皮圈性能的影響，為正畸橡皮圈的性能檢測方法及結(jié)果評價提供一定的理論依據(jù)。

1 結(jié)扎橡皮圈斷裂延伸率與實驗長度的關(guān)系

1.1 實驗步驟

斷裂延伸率是衡量結(jié)扎橡皮圈機械性能的一個重要指標(biāo)。在實驗過程中，對初始狀態(tài)的規(guī)定不同，檢測的結(jié)果就會不同。本研究分別以直徑（即自由懸掛狀態(tài)）為初始實驗長度和周長/2（即拉直狀態(tài)）為初始實驗長度進行了斷裂延伸率的測試。

實驗過程采用3M公司生產(chǎn)的結(jié)扎橡皮圈，樣品信息見表1。

表1 實驗用結(jié)扎橡皮圈樣品信息

1.2 實驗結(jié)果

實驗結(jié)果顯示，初始實驗長度分別為直徑（即自由懸掛狀態(tài)）和周長/2（即拉直狀態(tài)）時，兩者斷裂延伸長度的結(jié)果之差基本為定值，通過數(shù)據(jù)的計算可以得出，差值約為（周長/2-直徑）；對于不同規(guī)格型號的樣品，也滿足此規(guī)律，見圖1～2。因此，初始狀態(tài)對于斷裂延伸長度的影響僅在于初始實驗長度的不同，如果從實際應(yīng)用角度出發(fā)，以直徑（即自由懸掛狀態(tài)）為初始實驗長度時，在拉伸過程中，拉力機會有一小段時間的空載過程，即樣品在被拉至周長/2之前，是不受到力的作用的；以周長/2作為初始實驗長度進行拉伸時，樣品的受力狀態(tài)滿足斷裂延伸率的定義公式。因此，本研究認(rèn)為，以周長/2作為初始實驗長度進行拉伸，具有較合理的實際應(yīng)用意義。

圖1 樣品1斷裂長度與實驗長度關(guān)系圖

2 初始變形拉伸力與平衡時間的關(guān)系

2.1 實驗步驟

圖2 樣品2斷裂長度與實驗長度關(guān)系圖

作為衡量結(jié)扎橡皮圈機械性能的一個重要指標(biāo)，初始變形拉伸力值的確定也十分必要。在測量過程中，由于拉伸變形后的平衡時間對拉伸力值有著較大的影響，因此實驗中分別記錄了平衡時間0～180 s的拉伸力值，從而確定了變形拉伸力值與平衡時間的關(guān)系曲線圖。

實驗依舊采用表1所示的樣品。

2.2 實驗結(jié)果

實驗結(jié)果顯示，在拉伸結(jié)束后初始的平衡階段，初始變形拉伸力值有著較大的波動，剛開始有一小段時間的力值增大過程，進而隨著平衡時間的延長，力值出現(xiàn)了逐步減小的過程；從平衡時間為30 s開始，樣品變形拉伸力的減小速度逐漸變緩，在平衡時間達到120 s時，樣品的變形拉伸力基本達到平衡狀態(tài)；對于不同規(guī)格型號的樣品，也滿足此規(guī)律。變形拉伸力值與平衡時間的關(guān)系曲線圖見圖3～4。因此，本研究認(rèn)為，在測定初始變形拉伸力的過程中，將測試結(jié)束后平衡30 s時的力值作為初始變形拉伸力值，較將測試結(jié)束即刻的力值作為初始變形拉伸力值，更具有更實際的應(yīng)用意義。

圖3 樣品1變形拉伸力與平衡時間關(guān)系圖

3 拉伸過程對初始變形拉伸力的影響

3.1 實驗步驟

在測量過程中，不同的拉伸過程將對初始拉伸變形力產(chǎn)生較大的影響。實驗中分別測試了橡皮鏈以100 mm/min拉至3倍樣品長度保持（30±2） s時的拉伸力值，和以100 mm/min拉至4倍樣品長度保持5 s，再以100 mm/min的速度放松至3倍樣品長度保持（30±2）s時的拉伸力值。

圖4 樣品2變形拉伸力與平衡時間關(guān)系圖

實驗采用3M公司生產(chǎn)的橡皮鏈，試樣信息見表2，實驗中采用5個環(huán)長度作為實驗長度。

表2 實驗用橡皮鏈樣品信息

3.2 實驗結(jié)果

實驗結(jié)果顯示，將橡皮鏈以100 mm/min首先拉伸至4倍實驗長度時，樣品發(fā)生彈性變形，再恢復(fù)至3倍實驗長度時，樣品的拉伸力值較直接被拉至3倍實驗長度的拉伸力值小很多；同時可以看出，橡皮鏈直接被拉至3倍實驗長度保持（30±2）s時的拉伸力值具有一定的波動性，而將橡皮鏈以100 mm/min拉至4倍實驗長度保持5 s，再以100 mm/min的速度放松至3倍實驗長度保持（30±2）s時的拉伸力值具有很好的穩(wěn)定性。變形拉伸力值與拉伸過程的關(guān)系見圖5。

圖5 變形拉伸力值與拉伸過程關(guān)系圖

4 小結(jié)

在斷裂延伸率的測試過程中，初始狀態(tài)對于斷裂延伸長度的影響，僅在于初始實驗長度的不同；從實際應(yīng)用的角度考慮出發(fā)，以周長/2作為初始長度進行拉伸測定斷裂延伸率，則具有相對較合理的實際應(yīng)用意義，對于不同規(guī)格型號的樣品，同樣滿足此規(guī)律。

在初始變形拉伸力與平衡時間的關(guān)系測試中，平衡時間從30 s開始，樣品變形拉伸力的減小逐漸變緩，在平衡時間達到120 s時，樣品的變形拉伸力基本達到平衡狀態(tài)；因此，將測試結(jié)束后平衡30 s時的力值作為初始變形拉伸力值較將測試結(jié)束即刻的力值作為初始變形拉伸力值更具有更實際的應(yīng)用意義，對于不同規(guī)格型號的樣品，同樣滿足此規(guī)律。

從不同拉伸過程對拉伸力的影響可以看出，橡皮鏈拉至3倍實驗長度保持（30±2）s時的拉伸力值具有一定的波動性；而將橡皮鏈以100 mm/min拉至4倍實驗長度保持5 s，再以100 mm/min的速度放松至3倍實驗長度保持（30±2）s時的拉伸力值具有很好的穩(wěn)定性。