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1962年，美国学者Bowen设计研发出牙科修复树脂，他当时设计出的牙科修复材料中包含两部分：其中氧化硅作为填料，Bis-GMA作为基质 [3]。牙科修复材料在这50多年间经历了由最初的化学固化型发展为目前的可见光固化型；由最初的天然物质发展为现有的复合材料。通过光固化后得到的复合材料具有固化速率快、效率高、机械性能高、零污染等优势。复合树脂主要由三部分组成，其分别为：树脂基质、无机填料以及不同类型的光引发剂。[4,5]近几年，人们的主要研究方向为提高复合树脂的机械性能和耐磨性，降低其体积皱缩等。19113
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1.1.1 树脂基体
作为光固化复合树脂的一个重要组成部分，树脂基体具有将复合树脂各组分粘结，使其具备可塑性与一定机械强度的功能[6]，其一般为高分子有机体，呈连续分布，对复合树脂材料的性能有较大影响。树脂基质的聚合度对材料性能的影响体现在基质聚合度增加，材料的强度与硬度均增加，若树脂不完全固化，则可能引发修复材料与牙界面滋生细菌，亦可能造成病人产生过敏反应。树脂中存在反应过程中未反应完全的官能团可能会引起材料膨胀，引起材料的力学性能降低。牙科树脂基体修复材料应满足光聚合度高、固化后为交联性；体积收缩率低、修复体中无裂缝；毒性小；在口腔环境中能够稳定存在等条件[7]。
甲基丙烯酸类树脂如Bis-GMA、Bis-GMA衍生物以及环氧树脂作为牙科修复材料中较常用的两种树脂基质，都各有其优点和缺点。
1.1.1.1 甲基丙烯酸树脂体系
丙烯酸单体是有德国科学家在1843年研究发现的，科学家利用丙烯醛氧化法合成丙烯酸单体，使用三氯化磷与羟基异酸合成甲基丙烯酸酯。丙烯酸的合成方法经历了由氯乙醇法 -甲醛乙酸法-乙烯法-丙烯直接氧化法-丙烷氧化法-环氧乙烷法-微生物法的过程。甲基丙烯酸甲酯是一种丙烯酸树脂，并且是丙烯酸树脂体系中最重要的单体之一。其在20世纪40年代被首次应用于口腔修复，但因其聚合收缩较大、颜色不稳定、牙髓毒性等缺点使其未能广泛应用于牙科修复材料中。Bowen在20世纪60年代提议使用Bis-GMA作为树脂的基质材料，这种树脂因其良好的挥发性和较低的聚合收缩而被广泛应用于牙科修复材料中[8]。
图1.1 常用三种甲基丙烯酸酯修复树脂结构图
由图1.1可看出Bis-GMA分子中有两个甲基丙烯酰氧基，该官能团使得其可发生分子间的均聚或与其它甲基丙烯酸酯共聚得到高交联网状结构。Bis-GMA具有较大的分子刚性，挥发性低，分子玻璃转化温度高，这些性质来源于它分子主链上含有的苯环。Bis-GMA这些优良的性质使得其在20世纪70年代取代了甲基丙烯酸单体，成为当时主要的牙科修复材料。但是Bis-GMA分子中存在很多活性羟基基团，这些羟基很容易形成分子间氢键，致使其在常温下具有较高的黏度，给临床操作带来很多不便，并且氢键的存在降低了其自由基聚合度，导致固化后残留单体增多。目前在使用Bis-GMA作为树脂基质时，通常会添加三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯即TEGDMA（图1.1）作为稀释剂，其较低的黏度以及其分子中的甲基丙烯酰氧基团使其在稀释体系的同时亦可参与聚合反应。但有研究称TEGDMA在使用过程有一定的细胞毒性，可能导致过敏，因此应对其添加量有所控制。UDMA是Bis-GMA作为树脂基体使用时的另一种添加剂，与Bis-GMA比较，其粘度好、韧性低，但是折射指数低可能会降低体系固化深度，因此二者多配合使用。