添加氧化鋅奈米顆粒的增材製造樹脂義齒基底之性能評估

隨著高齡化社會來臨，義齒需求逐漸攀升，3D列印技術已逐漸成為提升義齒製作效率與客製化的關鍵工具。本研究旨在評估氧化鋅奈米顆粒（ZnO nanoparticles, ZnO NPs）應用於數位光固化增材製造（Additive Manufacturing, AM）義齒基底樹脂中的可行性與性能影響，並探討不同濃度與矽烷化表面改質對材料結構與物性表現之影響。
試驗設計分為未矽烷化與矽烷化兩大組別，並依添加濃度分為0%、0.5%、1%、2%、3%，以符合ISO 20795-1:2013之規格製作標準試片（65 × 10 × 3.3 mm）。 材料性質經由動態光散射粒徑分析儀（Dynamic Light Scattering, DLS）與掃描式電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope, SEM）分析顯示，矽烷化可有效降低粒徑聚集傾向，提升分散穩定性與微觀結構均勻性。能量散射X射線譜（Energy-dispersive X-ray spectroscopy, EDS）與X光繞射分析（X-ray Diffraction, XRD）確認ZnO於樹脂中之分佈與結晶行為，並顯示矽烷化可影響其晶格排列與結合狀態，進一步透過接觸角量測、比色分析與粗糙度測試觀察材料表面性質變化。
結果指出ZnO濃度增加則降低表面親水性與粗糙度，但亦導致色差變化增加，矽烷化處理則進一步放大其光學差異。在機械性質方面，材料的抗彎曲強度隨ZnO濃度與矽烷化處理條件呈現差異。未矽烷化組於0.5%濃度下達到強度峰值，而矽烷化組則在2%濃度表現最佳，顯著優於對應未改質組（p < 0.05）。相較之下，硬度在各組間變化不大，整體無明顯趨勢，顯示ZnO顆粒對硬度影響有限。
結論，本研究適量添加ZnO奈米顆粒具有改善3D列印義齒基底樹脂機械與表面性質的潛力，尤其在經過矽烷化改質後，於2%濃度條件下能獲得最佳結構的穩定性與抗彎曲的表現，未來可作為數位牙科材料上強化設計與臨床應用等重要依。