本文研究了聚合收缩和吸湿膨胀这两种现象对受损牙齿结构位移与应力场的影响，并通过建立理想化的牙齿模型，运用有限元分析方法进行仿真研究。为深入了解这些影响，首先需要理解聚合收缩和吸湿膨胀的概念及其在牙齿材料中的作用机理。
聚合收缩指的是在高分子树脂材料固化时，由于分子链之间的相互缠绕，导致体积减小的现象。在牙齿修复领域，这种收缩会引起界面应力，可能造成界面脱胶，即充填材料与牙齿组织之间的粘接失效。吸湿膨胀则是指高分子树脂在与水接触后，水分子渗入材料内部，导致材料体积膨胀的现象。这同样会在材料内部产生应力，并可能引起界面脱胶或牙齿结构的位移变形。
研究中提到的高分子聚合物基复合材料是牙齿修复的新型材料，其主要成分包括高分子聚合树脂、充填颗粒（如羟基磷灰石HA）以及盐属耦合剂。羟基磷灰石因其良好的生物相容性、增强材料强度和刚度、减小聚合收缩等特性，成为了常用的充填颗粒。另一方面，Bis-GMA作为一种双酚基的二甲基单体，在牙科复合树脂中广泛使用，但由于其在室温下具有较大的粘性，需要添加稀释剂如TEGDMA以降低粘度并促进与HA颗粒的结合。然而，TEGDMA的加入会增加复合材料的吸湿性和固化收缩性，对基体树脂产生不利影响。
在模拟和分析过程中，研究者通过引入损伤变量来描述充填材料中增强颗粒和高分子树脂之间的界面分离，并使用损伤演化来表述耦合剂脱胶。在有限元程序软件包ABAQUS中编写用户子程序，对材料的损伤行为进行了仿真分析。在分析中，主要讨论了充填材料和界面的刚度对牙齿结构应力和位移的影响。
通过对充填材料和界面刚度的研究，发现其对应力和位移有显著影响。在聚合收缩与吸湿膨胀的耦合作用下，充填材料的刚度降低会导致界面应力增加和受损牙齿位移增大。长期作用和缓慢发展的情况下，这种损伤作用对牙齿充填材料的使用寿命产生不利影响。
文章还探讨了不同的吸水性（超吸水性、等吸水性、次吸水性）对聚合固化补偿效应的影响，并预测了在特定区域发生界面破坏和牙尖平移的可能性。这些分析结果对于优化牙齿充填材料的选择和设计，以及提高牙齿修复效果具有重要意义。
通过这项研究，不仅可以指导临床选择适当的牙齿充填材料，而且有助于在牙科材料产业发展中节省时间和资源。合理利用预测模型，能够有效地促进牙齿充填材料的研究和应用，为牙科修复提供更为精确的设计工具。最终，这项研究对于牙科修复材料的性能评价、使用寿命预测和修复效果的优化具有重要的参考价值和实际意义。
